Các chất dinh dưỡng di chuyển trong hệ sinh thái theo chu trình. Carbon, nitơ, phốt pho và các nguyên tố khác luân chuyển giữa khí quyển, đất, nước và các sinh vật sống. Không giống như năng lượng, thứ chảy qua và bị mất đi dưới dạng nhiệt, vật chất tuần hoàn. Cùng một nguyên tử carbon có thể là một phần của cây, của hươu, của nấm và của khí quyển chỉ trong vài năm. Chu trình dinh dưỡng giúp cung cấp cho hệ sinh thái các nguyên tố cần thiết cho sự sống.

Mỗi chu trình đều có con đường và nhịp độ riêng. Chu trình carbon diễn ra nhanh chóng qua các sinh vật sống nhưng chậm hơn qua đá và nhiên liệu hóa thạch. Chu trình nitơ phụ thuộc vào vi khuẩn để chuyển hóa nitơ trong khí quyển thành các dạng có thể sử dụng được. Chu trình phốt pho không có pha khí, vì vậy nó chủ yếu di chuyển qua đất, nước và các sinh vật. Hoạt động của con người đã làm gián đoạn cả ba chu trình này. Việc đốt nhiên liệu hóa thạch giải phóng carbon. Phân bón bổ sung nitơ và phốt pho vào nguồn nước. Những sự gián đoạn này gây ra các vấn đề từ hiện tượng tảo nở hoa đến biến đổi khí hậu.

Chu trình dinh dưỡng chính

• Chu trình cacbon: khí quyển, sinh vật, đại dương, đá.
• Chu trình nitơ: các quá trình chuyển hóa do vi khuẩn thực hiện.
• Chu trình phốt pho: đất, nước và sinh vật.
• Chu trình nước: bốc hơi, ngưng tụ, giáng thủy.

Chu trình dinh dưỡng không phải là vòng khép kín. Chúng bị rò rỉ, tích tụ và thay đổi theo điều kiện. Hiểu rõ chu trình này rất cần thiết để quản lý đất, nước và khí hậu.