Les éléments les plus courants dans les molécules organiques, le carbone, l’hydrogène, l’oxygène, l’azote, le soufre et le phosphore, ne sont disponibles dans l’écosystème qu’en quantités limitées. Par conséquent, ces nutriments doivent être recyclés par les constituants biotiques et abiotiques de l’écosystème, au cours de processus généralement appelés cycles biogéochimiques.

Cycles biogéochimiques et décomposition

La matière qui constitue des organismes vivants, comme l’eau, le carbone, l’azote, le soufre et le phosphore, existe en quantités limitées au sein de l’écosystème et doit être conservée et recyclée. Cette matière peut prendre diverses formes chimiques et passer de longues périodes dans l’atmosphère, sur ou sous la terre, et dans les milieux aquatiques. Un élément clé dans la dégradation et le recyclage des nutriments dans l’écosystème est la décomposition, qui est influencée par la température, l’humidité et la disponibilité des nutriments. Par exemple, les matières organiques sont décomposées beaucoup plus rapidement dans les forêts tropicales que dans les milieux tempérés, où les températures sont plus basses et les climats saisonniers.

Activité humaine

Les activités humaines peuvent également jouer un rôle majeur dans la modification de l’équilibre des cycles biogéochimiques. Par exemple, en 2011, le lac Érié a connu la plus grande prolifération d’algues nuisibles de son histoire. Cette situation est le résultat de l'apport de phosphore par l'agriculture pendant de nombreuses années, associé à des changements dans les régimes climatiques locaux. Les niveaux excessifs d’éléments nutritifs, qu’on appelle eutrophisation, ont favorisé la croissance de deux espèces toxiques de cyanobactéries, Microcystis et Anabaena.