Біогенні кругообіг. Крім діяльності організмів на поверхню Землі впливають і інші процеси. Внаслідок вулканічної діяльності в атмосферу надходять помітні кількості різних газів і частки вулканічного тепла. В результаті тектонічних процесів в зонах серединно-океанічних розломів утворюється нова, молода кора, а у околиць материків океанічна кора занурюється під материкові плити. Ці та інші процеси впливають на клімат, склад гірських порід, забезпечують існування ряду спільноти. Особливе значення для біосфери і життя людини має кругообіг води, який наразі триває завдяки енергії сонячного випромінювання.
Однак в переміщеннях і перетвореннях багатьох елементів на поверхні Землі основну роль грають живі організми. Це елементи, що входять до складу органічних речовин: вуглець, кисень, азот, фосфор, сірка, - а також деякі метали (залізо, кальцій і ін.). Елементи циркулюють у біосфері, проходячи через тіла живих організмів і знову повертаючись в зовнішнє середовище. Ці біогенні кругообіг, або біогеохімічні цикли, можуть розглядатися як в масштабі окремої спільноти так і в глобальному масштабі, в межах всієї біосфери. Нерідко різні етапи таких циклів протікають в різних спільнотах. Біологічні процеси (накопичення речовин організмами, синтез і розкладання органіки, біологічне окислення і відновлення) в біогеохімічних циклах тісно сусідять з різними абіотичними процесами (хімічні реакції, що йдуть без участі живих організмів, атмосферна циркуляція, перенесення речовин річками і океанічними течіями і т.п. ). Як приклади біогеохімічних циклів розглянемо кругообіг води, вуглецю та азоту.
Кругообіг води здійснюється в основному безпосередньо за рахунок енергії Сонця, однак організми надають на нього важливе регулюючий вплив. Наявність круговороту засноване на тому, що з поверхні океанів випаровується більше води, ніж випадає над океанами у вигляді опадів. «Зайва» випарувалася вода переноситься у вигляді пари з атмосферними потоками, випадає у вигляді опадів над сушею і надходить назад в океани з поверхневим річковим стоком і через ґрунтові води.
Незначна частина води, що проходить через тіла рослин, розкладається ними в результаті фотолізу на кисень, що виділяється в атмосферу, і водень, що включається до складу органічних речовин. Значно більше води рослини витрачають на транспірацію, т. Е. Поглинають з ґрунту і випаровують в атмосферу.
Розрахунки показують, що більша частина води випаровується з поверхні суші рослинами. Граючи роль «випарників», рослини зменшують поверхневий стік і тим самим перешкоджають ерозії грунту. При вирубці лісу стік води збільшується в кілька разів, що викликає ерозію і зниження родючості грунту. Крім того, як вже зазначалося, лісова рослинність може впливати на кількість опадів в даній місцевості.
Глобальний кругообіг води має три основні потоки: опади, випаровування і вологоперенос. Опади (наприклад, дощ або сніг) в основному випадають в океани; вода повертається в атмосферу при випаровуванні. З суші в океан спрямовані поверхневий стік і потік грунтових вод; водяна пара переноситься атмосферними потоками з океану на сушу. (Цифри дані в тисячах кубічних кілометрів на рік.)
За рахунок відкладень торфу і карбонату кальцію з атмосфери щорічно видаляється на 3-4 млрд. Т більше вуглецю, ніж надходить в неї.
Левова частка вуглецю міститься в осадових гірських породах - сланцях (у вигляді копалин рослинних залишків - керогена) і карбонатних породах (у вигляді вуглекислого кальцію і вуглекислого магнію). Циркуляція вуглецю між цими основними фондами та атмосферою залежить від геохімічних процесів вивітрювання, метаморфізму гірських порід і вулканічної діяльності.
Отже, біологічний цикл вуглецю - лише частина більш загального геохімічного циклу. В основному від діяльності живих організмів і від господарської діяльності людини залежать коливання рівня СО2 в атмосфері, що мають період від сотень до десятків тисяч років. Більш повільні, але не менш важливі зміни, що тривають мільйони років, залежать від швидкості вивітрювання гірських порід і від тектонічних процесів.
Кругообіг азоту в більшості співтовариств замкнутий, лише невеликі кількості цього елементу виносяться з наземних спільнот зі стоком. Однак в масштабах всієї біосфери річки виносять в океан близько 30 млн. Т азоту в рік.