Les nutriments circulent dans les écosystèmes selon des cycles. Le carbone, l'azote, le phosphore et d'autres éléments passent entre l'atmosphère, le sol, l'eau et les organismes vivants. Contrairement à l'énergie, qui circule et se dissipe sous forme de chaleur, la matière est cyclique. Un même atome de carbone peut ainsi se retrouver dans un arbre, un cerf, un champignon et l'atmosphère en l'espace de quelques années. Ces cycles nutritifs assurent aux écosystèmes un approvisionnement constant en éléments essentiels à la vie.

Chaque cycle suit son propre cours et son propre rythme. Le cycle du carbone se déroule rapidement dans les êtres vivants, mais lentement dans les roches et les combustibles fossiles. Le cycle de l'azote dépend des bactéries pour transformer l'azote atmosphérique en formes utilisables. Le cycle du phosphore ne comporte pas de phase gazeuse ; il se déroule donc principalement dans les sols, l'eau et les organismes. L'activité humaine a perturbé ces trois cycles. La combustion des combustibles fossiles libère du carbone. Les engrais ajoutent de l'azote et du phosphore aux cours d'eau. Ces perturbations entraînent des problèmes allant de la prolifération d'algues au changement climatique.

Principaux cycles nutritifs

• Cycle du carbone : atmosphère, organismes, océans, roches.
• Cycle de l'azote : transformations catalysées par les bactéries.
• Cycle du phosphore : sol, eau et organismes.
• Cycle de l'eau : évaporation, condensation, précipitations.

Les cycles des nutriments ne sont pas des boucles fermées. Ils subissent des fuites, s'accumulent et varient en fonction des conditions. Les comprendre est essentiel pour la gestion des sols, de l'eau et du climat.