Näringscykling är en av de viktigaste processerna som sker i ett ekosystem. Näringscykeln beskriver användning, rörelse och återvinning av näringsämnen i miljön. Värdefulla element som kol, syre, väte, fosforoch kväve är livsviktiga och måste återvinnas för att organismer ska kunna existera. Näringscykler inkluderar båda levande och icke-levande komponenter och involverar biologiska, geologiska och kemiska processer. Av detta skäl är dessa näringsämneskretsar kända som biogeokemiska cykler.
Biogeokemiska cykler kan kategoriseras i två huvudtyper: globala cykler och lokala cykler. Element som kol, kväve, syre och väte återvinns genom abiotiska miljöer inklusive atmosfär, vatten och jord. Eftersom atmosfären är den huvudsakliga abiotiska miljön från vilken dessa element skördas, är deras cykler av global karaktär. Dessa element kan resa över stora avstånd innan de tas upp av biologiska organismer. Jorden är den huvudsakliga abiotiska miljön för återvinning av element som fosfor, kalcium och kalium. Som sådan är deras rörelse vanligtvis över en lokal region.
Kol är viktigt för allt liv eftersom det är den viktigaste beståndsdelen i levande organismer. Det fungerar som ryggradskomponenten för alla organiska polymerer, Inklusive kolhydrater, proteiner, och lipider. Kolföreningar, som koldioxid (CO2) och metan (CH4), cirkulerar i atmosfären och påverkar globala klimat. Kol cirkuleras mellan levande och icke-levande komponenter i ekosystemet främst genom processerna för fotosyntes och andning. Växter och andra fotosyntetiska organismer erhåller CO2 från sin miljö och använder den för att bygga biologiska material. Växter, djur och sönderdelare (bakterie och svampar) returnera CO2 till atmosfären genom andning. Kolens rörelse genom biotiska komponenter i miljön kallas den snabba kolcykeln. Det tar betydligt mindre tid för kol att röra sig genom de biotiska elementen i cykeln än det tar för det att röra sig genom de abiotiska elementen. Det kan ta så länge som 200 miljoner år för kol att röra sig genom abiotiska element som stenar, jord och hav. Således är denna cirkulation av kol känd som den långsamma kolcykeln.
I likhet med kol är kväve en nödvändig komponent i biologiska molekyler. Några av dessa molekyler inkluderar aminosyror och nukleinsyror. Även om kväve (N2) är rikligt i atmosfären, kan de flesta levande organismer inte använda kväve i denna form för att syntetisera organiska föreningar. Atmosfäriskt kväve måste först fixas eller omvandlas till ammoniak (NH3) av vissa bakterier.
Syre är ett element som är viktigt för biologiska organismer. Den stora majoriteten av atmosfäriskt syre (O2) härrör från fotosyntes. Växter och andra fotosyntetiska organismer använder CO2, vatten och ljusenergi för att producera glukos och O2. Glukos används för att syntetisera organiska molekyler, medan O2 släpps ut i atmosfären. Syre avlägsnas från atmosfären genom nedbrytningsprocesser och andning i levande organismer.
Fosfor är en del av biologiska molekyler som RNA, DNA, fosfolipideroch adenosintrifosfat (ATP). ATP är en högenergimolekyl som produceras av processerna i cellandningen och jäsning. I fosforcykeln cirkuleras fosfor huvudsakligen genom jord, stenar, vatten och levande organismer. Fosfor finns organiskt i form av fosfatjon (PO43-). Fosfor tillsätts till jord och vatten genom avströmning till följd av förvitring av stenar som innehåller fosfater. PO43- absorberas från jorden av växter och erhålls av konsumenter genom konsumtion av växter och andra djur. Fosfater läggs tillbaka till jorden genom sönderdelning. Fosfater kan också fastna i sediment i vattenmiljöer. Dessa fosfatinnehållande sediment bildar nya stenar över tid.