Питательные вещества перемещаются в экосистемах циклически. Углерод, азот, фосфор и другие элементы проходят между атмосферой, почвой, водой и живыми организмами. В отличие от энергии, которая течет и теряется в виде тепла, материя циклически изменяется. Один и тот же атом углерода может через несколько лет оказаться частью дерева, оленя, гриба и атмосферы. Круговорот питательных веществ обеспечивает экосистемы необходимыми для жизни элементами.

Каждый цикл имеет свой собственный путь и темп. Углеродный цикл быстро протекает через живые организмы, но медленно через горные породы и ископаемое топливо. Азотный цикл зависит от бактерий, которые преобразуют атмосферный азот в усваиваемые формы. Фосфорный цикл не имеет газообразной фазы, поэтому он протекает в основном через почву, воду и организмы. Деятельность человека нарушила все три цикла. Сжигание ископаемого топлива высвобождает углерод. Удобрения добавляют азот и фосфор в водоемы. Эти нарушения вызывают проблемы, начиная от цветения водорослей и заканчивая изменением климата.

Основные круговороты питательных веществ

• Круговорот углерода: атмосфера, организмы, океаны, горные породы.
• Круговорот азота: превращения, осуществляемые бактериями.
• Круговорот фосфора: почва, вода и организмы.
• Круговорот воды: испарение, конденсация, осадки.

Круговорот питательных веществ не является замкнутым циклом. Они просачиваются, накапливаются и изменяются в зависимости от условий. Понимание этих процессов имеет важное значение для управления почвой, водой и климатом.