Sa larangan ng ekolohiya, ang pag-unawa sa daloy ng mga materyales at enerhiya sa pamamagitan ng ecosystem ay napakahalaga. Kinakatawan ng mga biogeochemical cycle ang paggalaw at pagbabago ng mga kemikal at elemento sa loob ng biological, geological, at chemical frameworks sa buong planetang Earth. Ang mga siklo na ito ay mga pundasyong konsepto sa ekolohiya, mahalaga para sa kabuhayan ng buhay at kapaligiran. Ang terminong "biogeochemical" ay nagmula sa "bio" na nangangahulugang buhay, "geo" na nangangahulugang Earth, at "kemikal" na tumutukoy sa mga elemento at compound na kasangkot sa mga cycle.
Mayroong ilang mga pangunahing biogeochemical cycle, bawat isa ay umiikot sa iba't ibang elemento na mahalaga sa mga proseso ng buhay. Kabilang dito ang carbon cycle, nitrogen cycle, water (hydrologic) cycle, oxygen cycle, phosphorus cycle, at sulfur cycle. Ang bawat cycle ay gumaganap ng isang natatanging papel sa pagpapanatili ng balanse ng kapaligiran ng Earth at ang buhay na sinusuportahan nito.
Ang siklo ng carbon ay isang mahalagang bahagi ng sistema ng Daigdig, na kinokontrol ang klima at imbakan ng carbon sa atmospera at karagatan. Ang mga halaman ay sumisipsip ng carbon dioxide (CO 2 ) mula sa atmospera sa panahon ng photosynthesis, na ginagawa itong mga organic compound. Pagkatapos ay kinakain ng mga hayop ang mga halaman na ito, at sa pamamagitan ng proseso ng paghinga, naglalabas ng CO 2 pabalik sa atmospera. Bukod dito, kapag ang mga organismo ay namatay, ang mga proseso ng agnas ay nagbabalik ng carbon sa lupa at, sa paglipas ng panahon, ang ilan sa carbon na ito ay na-convert sa fossil fuel. Ang pagsunog ng mga fossil fuel para sa enerhiya ay naglalabas ng malaking halaga ng CO 2 , na nakakaimpluwensya sa klima sa isang pandaigdigang saklaw.
Ang nitrogen ay isang mahalagang bahagi ng mga amino acid at nucleic acid, mahalaga para sa lahat ng mga anyo ng buhay. Inilalarawan ng nitrogen cycle kung paano gumagalaw ang nitrogen sa pagitan ng atmospera, lupa, at mga organismo. Binubuo ng nitrogen gas (N 2 ) ang malaking bahagi ng atmospera ng Earth ngunit kailangang gawing magagamit na anyo (tulad ng ammonia) sa pamamagitan ng proseso ng nitrogen fixation, na ginagawa ng ilang partikular na bacteria at archaea. Ang mga halaman ay sumisipsip ng mga compound na ito mula sa lupa, na pagkatapos ay kinain ng mga hayop. Sinisira ng mga decomposer ang mga patay na organismo, nagbabalik ng nitrogen sa lupa sa anyo ng ammonium. Binabalik ng ilang bakterya ang ammonium na ito sa nitrogen gas, na kumukumpleto sa cycle.
Mahalaga ang tubig para sa lahat ng kilalang anyo ng buhay, at ang cycle nito, na kilala bilang hydrologic cycle, ay naglalarawan kung paano gumagalaw ang tubig sa itaas, sa, at sa ibaba ng ibabaw ng Earth. Kasama sa siklong ito ang evaporation (ang pagbabago ng tubig mula sa likido patungo sa singaw), transpiration (ang paglabas ng singaw ng tubig ng mga halaman), condensation (ang pagbabago ng singaw ng tubig sa likidong tubig sa atmospera, na humahantong sa pagbuo ng ulap), pag-ulan (ulan, snow), at runoff (ang paggalaw ng tubig sa lupa, ibinabalik ito sa mga karagatan, ilog, at lawa). Ang hydrologic cycle ay mahalaga para sa mga pattern ng panahon, klima, at pagpapanatili ng biodiversity.
Ang siklo ng oxygen ay malapit na nauugnay sa siklo ng carbon at photosynthesis. Ang mga halaman, algae, at cyanobacteria sa tubig ay naglalabas ng oxygen bilang isang by-product ng photosynthesis. Ang oxygen na ito ay ginagamit ng karamihan sa mga organismo para sa paghinga, na nagbabalik ng CO 2 sa atmospera. Ang oxygen ay kasangkot din sa pagkasira ng organikong materyal (decomposition) at ang weathering ng mga bato, na nag-aambag sa cycle. Ang balanse sa pagitan ng oxygen na ginawa sa pamamagitan ng photosynthesis at oxygen na natupok sa respiration at decomposition ay mahalaga para sa pagpapanatili ng mga proseso ng buhay sa Earth.
Ang posporus ay isang mahalagang elemento para sa lahat ng nabubuhay na organismo dahil ito ay bahagi ng mga pangunahing molekula tulad ng DNA at ATP. Hindi tulad ng iba pang biogeochemical cycle, ang phosphorus cycle ay hindi kasama ang isang gas phase sa ilalim ng normal na mga kondisyon. Ang posporus ay matatagpuan sa mga bato at inilalabas sa lupa at tubig sa pamamagitan ng weathering. Ang mga halaman ay sumisipsip ng posporus mula sa lupa, at ito ay umiikot sa food chain. Kapag ang mga organismo ay naglalabas ng dumi o namatay, ang posporus ay bumabalik sa lupa o sediment. Sa paglipas ng mga geological timescales, maaaring mabuo ang sedimentary rock, na magsisimula ng panibagong cycle.
Ang sulfur ay mahalaga para sa mga protina at ilang bitamina. Ang sulfur cycle ay kinabibilangan ng atmospheric, terrestrial, at aquatic na kapaligiran. Ang sulfur dioxide (SO 2 ) ay inilalabas sa atmospera sa pamamagitan ng aktibidad ng bulkan, ang pagkasunog ng mga fossil fuel, at ang pagkabulok ng mga organikong bagay. Maaari itong bumalik sa ibabaw ng Earth sa pamamagitan ng pag-ulan bilang mga particle ng sulfuric acid o sulfate. Ang asupre sa lupa ay sinisipsip ng mga halaman at pagkatapos ay umiikot sa food chain. Ang agnas at ilang mga proseso ng bacterial ay nagbabalik ng asupre sa atmospera, na kumukumpleto sa cycle.
Ang mga biogeochemical cycle ay mahalaga para sa pagpapanatili ng kalusugan at biodiversity ng planeta. Kinokontrol nila ang pagkakaroon ng mahahalagang elemento na kailangan ng mga organismo upang mabuhay, kontrolin ang daloy ng enerhiya, at pagaanin ang epekto ng mga pollutant. Ang pag-unawa sa mga siklong ito ay nakakatulong sa pamamahala ng mga ecosystem, pag-iingat ng mga likas na yaman, at pagtugon sa mga hamon sa kapaligiran tulad ng pagbabago ng klima, polusyon sa sustansya, at pagkawala ng biodiversity.
Ang mga biogeochemical cycle ay naglalarawan ng mga kumplikadong interaksyon sa pagitan ng biological, geological, at chemical na proseso sa Earth. Ang mga siklo na ito ay mahalaga sa pagpapanatili ng buhay, pagsasaayos ng klima, at pagpapanatili ng kalusugan ng ecosystem. Sa pamamagitan ng tuluy-tuloy na pag-recycle ng mga elemento tulad ng carbon, nitrogen, tubig, oxygen, phosphorus, at sulfur, ang mga biogeochemical cycle ay nakakatulong sa pabago-bagong balanse ng kapaligiran ng Earth, na nagbibigay-diin sa pagkakaugnay ng lahat ng nabubuhay at walang buhay na bahagi ng planeta. Ang pag-unawa sa mga siklong ito ay mahalaga para sa ekolohikal na pananaliksik, pamamahala sa kapaligiran, at napapanatiling pag-unlad ng mga likas na yaman. Habang patuloy na naiimpluwensyahan ng mga tao ang mga siklong ito sa pamamagitan ng mga aktibidad tulad ng agrikultura, industriya, at urbanisasyon, lalong nagiging mahalaga na pag-aralan at maunawaan ang mga implikasyon ng ating mga aksyon sa mga natural na prosesong ito. Sa paggawa nito, makakagawa tayo ng mga estratehiya para mabawasan ang mga negatibong epekto, mapahusay ang katatagan ng ecosystem, at matiyak ang pangmatagalang sustainability ng mga life-support system ng ating planeta.
