Besin döngüsü, bir ekosistemde meydana gelen en önemli süreçlerden biridir. Besin döngüsü, ortamdaki besin maddelerinin kullanımını, hareketini ve geri dönüşümünü tanımlar. Gibi değerli unsurlar karbonoksijen, hidrojen, fosforve azot yaşam için gereklidir ve organizmaların var olması için geri dönüştürülmesi gerekir. Besin döngüleri her ikisini de içerir yaşam ve canlı olmayan bileşenler içerir ve biyolojik, jeolojik ve kimyasal süreçleri içerir. Bu nedenle, bu besin devreleri biyojeokimyasal döngüler olarak bilinir.
Biyojeokimyasal döngüler iki ana gruba ayrılabilir: küresel döngüler ve yerel döngüler. Karbon, azot, oksijen ve hidrojen gibi elementler, aşağıdakiler dahil olmak üzere abiyotik ortamlarda geri dönüştürülür. atmosfer, su ve toprak. Atmosfer, bu elementlerin hasat edildiği ana abiyotik ortam olduğundan, döngüleri küresel niteliktedir. Bu elementler biyolojik organizmalar tarafından alınmadan önce büyük mesafelerde seyahat edebilirler. Toprak, fosfor, kalsiyum ve potasyum gibi elementlerin geri dönüşümü için ana abiyotik ortamdır. Bu nedenle, hareketleri tipik olarak yerel bir bölge üzerindedir.
Karbon, canlı organizmaların ana bileşeni olduğu için tüm yaşam için gereklidir. Herkes için omurga bileşeni olarak hizmet eder organik polimerler, dahil olmak üzere karbonhidratlar, proteinler, ve lipidleri. Karbon dioksit (CO2) ve metan (CH4) gibi karbon bileşikleri atmosferde dolaşır ve küresel iklimleri etkiler. Karbon, ekosistemin canlı ve cansız bileşenleri arasında öncelikle fotosentez ve solunum süreçleri aracılığıyla dolaşır. Bitkiler ve diğer fotosentetik organizmalar çevrelerinden CO2 alır ve biyolojik materyaller oluşturmak için kullanırlar. Bitkiler, hayvanlar ve ayrıştırıcılar (bakteriler ve mantarSolunum yoluyla CO2'yi atmosfere geri döndürün. Karbonun çevrenin biyotik bileşenleri ile hareketi hızlı karbon döngüsü olarak bilinir. Karbonun, döngünün biyotik elementlerinden geçmesi, abiyotik elementlerden geçmesi için olduğundan daha az zaman alır. Karbonun kayalar, toprak ve okyanuslar gibi abiyotik elementlerden geçmesi 200 milyon yıl kadar sürebilir. Böylece, karbonun bu dolaşımı yavaş karbon döngüsü olarak bilinir.
Karbon gibi, azot da biyolojik moleküllerin gerekli bir bileşenidir. Bu moleküllerin bazıları şunları içerir: amino asitler ve nükleik asitler. Azot (N2) atmosferde bol olmasına rağmen, canlı organizmaların çoğu organik formülleri sentezlemek için bu formda azot kullanamaz. Atmosferik azot ilk önce belirli bakteriler tarafından sabitlenmeli veya amonyağa (NH3) dönüştürülmelidir.
Oksijen, biyolojik organizmalar için gerekli olan bir elementtir. Atmosferik oksijenin (O2) büyük çoğunluğu fotosentez. Bitkiler ve diğer fotosentetik organizmalar glikoz ve O2 üretmek için CO2, su ve ışık enerjisi kullanır. Glikoz organik molekülleri sentezlemek için kullanılırken, O2 atmosfere salınır. Oksijen, canlı organizmalarda ayrışma süreçleri ve solunum yoluyla atmosferden uzaklaştırılır.
Fosfor, biyolojik moleküllerin bir bileşenidir. RNA, DNA, fosfolipidlerve adenosin trifosfat (ATP). ATP, prosesleri tarafından üretilen yüksek enerjili bir moleküldür. hücresel solunum ve fermantasyon. Fosfor döngüsünde, fosfor esas olarak toprak, kayalar, su ve canlı organizmalar aracılığıyla dolaştırılır. Fosfor organik olarak fosfat iyonu (PO43-) formunda bulunur. Fosfor içeren kayaların ayrışmasından kaynaklanan akıntı ile toprağa ve suya fosfor eklenir. PO43- topraktan bitkiler tarafından emilir ve bitki ve diğer hayvanların tüketimi yoluyla tüketiciler tarafından elde edilir. Fosfatlar ayrışma yoluyla toprağa geri eklenir. Fosfatlar su ortamlarındaki tortularda da sıkışabilir. Bu fosfat içeren tortular zamanla yeni kayalar oluşturur.