Ein Nährstoffkreislauf ist wichtig, weil er lebenswichtige Ökosystemkomponenten zur weiteren Verwendung in die Umwelt zurückführt. Die Kohlenstoff-, Stickstoff- und Phosphorkreisläufe gehören zu den wichtigsten.
Während des Kohlenstoffkreislaufs entfernen Pflanzen Kohlendioxid aus der Atmosphäre, um Photosynthese durchzuführen. Tiere verbrauchen Pflanzen und geben Kohlendioxid während der Atmung an die Atmosphäre zurück. Zersetzer und Detritivoren tragen auch dazu bei, Kohlendioxid zu recyceln, wenn sie totes organisches Material abbauen und das Gas in die Atmosphäre freisetzen.
Im Stickstoffkreislauf wandeln stickstofffixierende Bakterien atmosphärischen Stickstoff in Wasser und Boden in Ammoniak um. Nitrifizierende Bakterien verwenden Ammoniak und verwandeln es in Nitrat- und Nitrit-Nebenprodukte. Diese Bakterien sind für Ökosysteme unerlässlich, da sie Stickstoff in den Boden bringen, um von Pflanzen genutzt zu werden. Tiere verzehren die Pflanzen und geben Stickstoff durch Exkremente und nach dem Tod in den Boden zurück. Denitrifizierende Bakterien geben Stickstoff an die Atmosphäre zurück.
Phosphor gelangt über den Abfluss von phosphathaltigen Gesteinen in Boden und Wasser. Ähnlich wie im Kohlenstoff- und Stickstoffkreislauf nutzen Pflanzen Phosphor und Tiere verbrauchen die Pflanzen, um später Phosphor durch Zersetzung in die Umwelt zurückzugeben.
Menschliche Aktivität verändert die Nährstoffkreisläufe, manchmal mit schwerwiegenden Nebenwirkungen. Phosphat- und nitratlastiger Abfluss aus Landwirtschaft und Abwasser führt den Gewässern weit mehr Nährstoffe zu als nötig. Diese Zugabe von überschüssigen Nährstoffen oder Eutrophierung verändert die Artenzusammensetzung der Gewässer und verringert die Biodiversität. Eutrophierung verursacht massive Algenblüten, die das Sonnenlicht blockieren und den am Boden lebenden Organismen Nährstoffe entziehen.
