营养循环是生态系统中重要的过程之一。营养素循环描述了环境中营养素的使用，移动和再循环。碳，氧，氢，磷和氮等有价值的元素对于生命至关重要，必须再循环才能使生物存在。营养循环包括生物和非生物成分，涉及生物，地质和化学过程。因此，这些养分回路被称为生物地球化学循环。

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        生物地球化学循环可分为两种主要类型：整体循环和局部循环。碳，氮，氧和氢等元素通过非生物环境（包括大气，水和土壤）进行回收。由于大气是收集这些元素的主要非生物环境，因此它们的循环具有全球性。这些元素在被生物有机体吸收之前可能会传播很长一段距离。土壤是磷，钙和钾等元素循环利用的主要非生物环境。这样，它们的运动通常在局部区域上。

        碳循环

碳循环描述了将大气中的碳隔离在土壤，植物和海洋中的系统

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        碳对所有生命都是必不可少的，因为它是生物体的主要成分。它是所有有机聚合物（包括  碳水化合物，  蛋白质和  脂质）的主要成分  。碳化合物（例如二氧化碳（CO2）和甲烷（CH4））在大气中循环并影响全球气候。碳主要通过光合作用和呼吸作用在生态系统的生物和非生物成分之间循环。植物和其他光合作用生物从其环境中获取二氧化碳，并将其用于构建生物材料。植物，动物和分解者（细菌  和  真菌）通过呼吸将CO2返回大气。碳通过环境中生物成分的运动被称为快速碳循环。碳通过循环中的生物元素所需的时间比碳通过非生物元素所需的时间少得多。碳通过岩石，土壤和海洋等非生物元素可能需要长达2亿年的时间。因此，这种碳循环被称为慢速碳循环。

        碳循环的步骤

        光合生物（植物，蓝细菌等）从大气中除去二氧化碳，并用于产生有机分子并建立生物质量。

        动物消耗光合作用生物并获取生产者体内储存的碳。

        二氧化碳通过所有活生物体的呼吸返回到大气中。

        分解器分解死的和腐烂的有机物并释放二氧化碳。

        一些二氧化碳通过燃烧有机物（森林大火）返回大气。

        捕获在岩石或化石燃料中的二氧化碳可以通过侵蚀，火山喷发或化石燃料燃烧返回大气。

        氮循环

氮循环使氮在地球，动物和大气系统之间移动

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        类似于碳，氮是生物分子的必需成分。这些分子中的一些包括  氨基酸  和  核酸。尽管大气中氮（N2）含量丰富，但大多数生物仍不能以这种形式使用氮来合成有机化合物。大气中的氮必须先被固定，或被某些细菌转化为氨（NH3）。

        氮循环的步骤

        在水生和土壤环境中，固氮细菌会将大气中的氮（N2）转化为氨（NH3）。这些生物利用氮来合成生存所需的生物分子。

        NH3随后被称为硝化细菌的细菌转化为亚硝酸盐和硝酸盐。

        植物通过从根部吸收铵（NH4-）和硝酸盐从土壤中获取氮。硝酸盐和铵盐用于生产有机化合物。

        动物食用植物或动物时会获得有机形式的氮。

        分解器通过分解固体废物以及死的或腐烂的物质将NH3返回土壤。

        硝化细菌将NH3转化为亚硝酸盐和硝酸盐。

        反硝化细菌将亚硝酸盐和硝酸盐转化为N2，将N2释放回大气中。

        氧气循环

氧气循环显示海岸线，山脉和森林，以及人工的农村和工业区

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        氧气是生物有机体必不可少的元素。大气中的氧气（O2）绝大多数来自  光合作用。植物和其他光合生物利用二氧化碳，水和光能来产生葡萄糖和氧气。葡萄糖用于合成有机分子，而氧气则释放到大气中。氧气通过分解过程和生物体内的呼吸作用从大气中清除。

        磷循环

磷循环示意图

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        磷是诸如RNA，DNA，磷脂和三磷酸腺苷（ATP）等生物分子的组成部分。ATP是通过细胞呼吸过程产生的高能分子和发酵。在磷循环中，磷主要在土壤，岩石，水和生物中循环。磷以磷酸根离子（PO43-）的形式有机存在。磷是通过含磷岩石风化而产生的径流添加到土壤和水中的。PO43-被植物从土壤中吸收，并由消费者通过食用植物和其他动物而获得。磷酸盐通过分解被加回到土壤中。磷酸盐也可能被水环境中的沉积物截留。这些含磷酸盐的沉积物随时间形成新的岩石。