تعد دورة المغذيات واحدة من أهم العمليات التي تحدث في النظام البيئي. تصف دورة المغذيات استخدام وحركة وإعادة تدوير العناصر الغذائية في البيئة. عناصر قيمة مثل كربونوالأكسجين والهيدروجين ، الفسفوروالنيتروجين ضروريان للحياة ويجب إعادة تدويرهما من أجل وجود الكائنات الحية. دورات المغذيات تشمل كلاهما المعيشة والمكونات غير الحية وتشمل العمليات البيولوجية والجيولوجية والكيميائية. لهذا السبب ، تُعرف هذه الدوائر الغذائية بالدورات البيوجيوكيميائية.
يمكن تصنيف الدورات البيوجيوكيميائية إلى نوعين رئيسيين: الدورات العالمية والدورات المحلية. يتم إعادة تدوير عناصر مثل الكربون والنيتروجين والأكسجين والهيدروجين من خلال البيئات غير الحيوية بما في ذلك الغلاف الجويوالماء والتربة. نظرًا لأن الغلاف الجوي هو البيئة غير الأحيائية الرئيسية التي يتم من خلالها حصاد هذه العناصر ، فإن دوراتها ذات طبيعة عالمية. قد تنتقل هذه العناصر لمسافات كبيرة قبل أن تلتقطها الكائنات الحية. التربة هي البيئة اللاأحيائية الرئيسية لإعادة تدوير عناصر مثل الفوسفور والكالسيوم والبوتاسيوم. على هذا النحو ، عادة ما تكون حركتهم فوق منطقة محلية.
الكربون ضروري لجميع أشكال الحياة لأنه المكون الرئيسي للكائنات الحية. يعمل كمكون العمود الفقري للجميع
بوليمرات عضوية، بما فيها الكربوهيدرات, البروتيناتو الدهون. تنتشر مركبات الكربون ، مثل ثاني أكسيد الكربون (CO2) والميثان (CH4) في الغلاف الجوي وتؤثر على المناخ العالمي. يتم تداول الكربون بين المكونات الحية وغير الحية في النظام البيئي في المقام الأول من خلال عمليات البناء الضوئي والتنفس. فالنباتات والكائنات الضوئية الأخرى تحصل على ثاني أكسيد الكربون من بيئتها وتستخدمه لبناء مواد بيولوجية. النباتات والحيوانات والمحللات (بكتيريا و الفطريات) يعيد ثاني أكسيد الكربون إلى الغلاف الجوي من خلال التنفس. تُعرف حركة الكربون من خلال المكونات الحيوية للبيئة باسم دورة الكربون السريعة. يستغرق انتقال الكربون عبر العناصر الحيوية للدورة وقتًا أقل بكثير من الوقت الذي يستغرقه للتحرك عبر العناصر غير الحيوية. قد يستغرق الأمر 200 مليون سنة حتى ينتقل الكربون عبر العناصر غير الحيوية مثل الصخور والتربة والمحيطات. وهكذا ، يُعرف دوران الكربون هذا باسم دورة الكربون البطيئة.على غرار الكربون ، يعتبر النيتروجين مكونًا ضروريًا للجزيئات البيولوجية. بعض هذه الجزيئات تشمل أحماض أمينية و احماض نووية. على الرغم من وفرة النيتروجين (N2) في الغلاف الجوي ، إلا أن معظم الكائنات الحية لا يمكنها استخدام النيتروجين في هذا الشكل لتجميع المركبات العضوية. يجب أولاً تثبيت النيتروجين الجوي ، أو تحويله إلى أمونيا (NH3) بواسطة بكتيريا معينة.
الأكسجين هو عنصر ضروري للكائنات الحية. الغالبية العظمى من الأكسجين في الغلاف الجوي (O2) مشتق من البناء الضوئي. تستخدم النباتات والكائنات العضوية الأخرى في التمثيل الضوئي ثاني أكسيد الكربون والماء والطاقة الخفيفة لإنتاج الجلوكوز و O2. يستخدم الجلوكوز لتجميع الجزيئات العضوية ، في حين يتم إطلاق O2 في الغلاف الجوي. تتم إزالة الأكسجين من الغلاف الجوي من خلال عمليات التحلل والتنفس في الكائنات الحية.
الفوسفور هو أحد مكونات الجزيئات البيولوجية مثل الحمض النووي الريبي, الحمض النووي, الدهون الفوسفاتيةوأدينوزين ثلاثي الفوسفات (ATP). ATP هو جزيء عالي الطاقة ينتج عن عمليات التنفس الخلوي والتخمير. في دورة الفوسفور ، يتم تداول الفوسفور بشكل رئيسي من خلال التربة والصخور والمياه والكائنات الحية. تم العثور على الفوسفور عضويا في شكل أيون الفوسفات (PO43-). يضاف الفسفور إلى التربة والمياه عن طريق الجريان السطحي الناتج عن تجوية الصخور التي تحتوي على الفوسفات. يتم امتصاص PO43- من التربة بواسطة النباتات ويحصل عليها المستهلك من خلال استهلاك النباتات والحيوانات الأخرى. تتم إضافة الفوسفات إلى التربة من خلال التحلل. قد تصبح الفوسفات محاصرة أيضًا في الرواسب في البيئات المائية. تشكل هذه الرواسب المحتوية على الفوسفات صخورًا جديدة بمرور الوقت.