ในระบบนิเวศน์ ทั้งสสารและแร่ธาตุต่างๆ จะถูกหมุนเวียนกันไปภายใต้เวลาที่เหมาะสมและมีความสมดุลซึ่งกัน และกัน วนเวียนกันเป็นวัฏจักรที่เรียกว่า วัฏจักรของสสาร (matter cycling) ซึ่งเปรียบเสมือนกลไกสำคัญ ที่เชื่อมโยงระหว่าง สสาร และพลังงานจากธรรมชาติสู่สิ่งมีชีวิตแล้วถ่ายทอดพลังงานในรูปแบบของการกิน ต่อกันเป็นทอดๆ ผลสุดท้ายวัฏจักรจะสลายใน ขั้นตอนท้ายสุดโดยผู้ย่อยสลายกลับคืนสู่ธรรมชาติ วัฏจักรของสสารที่มีความสำคัญต่อสมดุลของระบบนิเวศ ได้แก่ วัฏจักรของน้ำ วัฏจักรของไนโตรเจน วัฏจักรของคาร์บอนและ วัฏจักรของฟอสฟอรัส
โดยทั่วไปในสภาวะแวดล้อมจะมีแร่ธาตุและสารต่าง ๆ เป็นองค์ประกอบอยู่แล้วตามธรรมชาติ สิ่งมีชีวิตไม่เพียงแต่ใช้ แร่ธาตุและสารจากธรรมชาติ แต่กิจกรรมการดำรงชีวิตก็มีการปล่อย สารบางอย่างกลับคืนสู่ธรรมชาติด้วย วนเวียนกันเป็นวัฏจักร อย่างไรก็ตามถ้าระบบการหมุนเวียนสารหรือวัฏจักรของสารนี้ถูกรบกวน นั่นคือระบบนิเวศถูกรบกวน ย่อมมีผลต่อระบบนิเวศนั้น รวมทั้งส่งผลกระทบต่อระบบนิเวศอื่นๆอีกด้วย

1. วัฏจักรไนโตรเจน

ไนโตรเจนเป็นธาตุสำคัญเพราะเป็นองค์ประกอบของโปรตีนในสิ่งมีชีวิต และพืชยังใช้ไนโตรเจนในรูปของสารประกอบเกลือแอมโมเนียม เกลือไนไตรท์ และเกลือไนเตรต เพื่อนำไปสร้างสารประกอบต่างๆภายในเซลล์ได้อีก แหล่งสะสมที่สำคัญคือ แก๊สไนโตรเจนในบรรยากาศซึ่งมีประมาณร้อยละ 78 ของแก๊สทั้งหมดที่มีอยู่ในอากาศ ไนโตรเจนมีการหมุนเวียนเป็นวัฏจักร เรียกว่า วัฏจักรไนโตรเจน (nitrogen cycle) วัฏจักรไนโตรเจนประกอบด้วยกระบวนการที่สำคัญคือ การเปลี่ยนสารประกอบไนโตรเจนเป็นแอมโมเนีย (ammonification) และ การเปลี่ยนเกลือแอมโมเนียมเป็นไนไตรท์และไนเตรต (nitrification) และ การเปลี่ยนไนเตรตกลับเป็นแก๊สไนโตรเจนในบรรยากาศ (denitrification)

2. วัฏจักรคาร์บอน

คาร์บอนเป็นองค์ประกอบสำคัญอย่างหนึ่งของสารที่พบในสิ่งมีชีวิตทุกชนิด คาร์บอนไดออกไซด์ในบรรยากาศถูกพืชนำมาเปลี่ยนแปลงเป็นสารอินทรีย์ที่มี คาร์บอน เป็นองค์ประกอบในพืชโดยกระบวนการสังเคราะห์ด้วยแสง สัตว์ได้รับสารที่มีคาร์บอน เป็นองค์ประกอบโดยการกินอาหาร สำหรับกลุ่มผู้ย่อยสลายอินทรีย์สาร ก็ได้รับสาร คาร์บอนจากกระบวนการย่อยสลาย สิ่งมีชีวิตทุกชนิดปล่อยคาร์บอนกลับคืนสู่บรรยากาศ โดยการหายใจออกในรูปของคาร์บอน ไดออกไซด์ ซึ่งพืชก็นำมาใช้ในกระบวนการสังเคราะห์ ด้วยแสงอีก ในระบบนิเวศ จึงมีการหมุนเวียนคาร์บอนตลอดเวลา

3. วัฏจักรน้ำ

การหมุนเวียนเปลี่ยนแปลงของน้ำซึ่งเป็นปรากฎการณ์ที่เกิดขึ้นเองตาม ธรรมชาติ โดยเริ่มต้นจากน้ำในแหล่งน้ำต่าง ๆ เช่น ทะเล มหาสมุทร แม่น้ำ ลำคลองหนอง บึง ทะเลสาบ จากการคายน้ำของพืช จากการขับถ่ายของเสียของสิ่งมีชีวิต และจากกิจกรรมต่าง ๆ ที่ใช้ในการดำรงชีวิตของมนุษย์ ระเหยขึ้นไปในบรรยากาศ กระทบความเย็นควบแน่นเป็นละอองน้ำเล็ก ๆ เป็นก้อนเมฆ ตกลงมาเป็นฝนหรือลูกเห็บสู่พื้นดินไหลลงสู่แหล่งน้ำต่าง ๆ หมุนเวียนอยู่เช่นนี้เรื่อยไป

4. วัฏจักรฟอสฟอรัส

การหมุนเวียนฟอสฟอรัสในระบบนิเวศ ฟอสฟอรัสเป็นธาตุสาคัญ 1 ใน 3 ชนิดสาหรับการเจริญเติบโตของพืช ในสัตว์ ฟอสฟอรัสเป็นธาตุสาคัญต่อการสร้างโครงสร้างของร่างกาย ให้แข็งแรง เป็นส่วนประกอบที่สาคัญของกระดูก และฟัน เกี่ยวข้องกับ การใช้พลังงานของเซลล์ในระบบนิเวศ การหมุนเวียนฟอสฟอรัสโดยพืช นาฟอสฟอรัสจากธรรมชาติเข้ามาในลักษณะของสารประกอบฟอสเฟต ที่ละลายน้าได้ แล้วนาไปสะสมไว้ในเซลล์ต่างๆ เมื่อสัตว์กินพืชก็จะได้รับ ฟอสฟอรัสโดยผ่านกระบวนการกินเข้าสู่ร่างกาย สัตว์นาฟอสฟอรัสที่ได้ ไปสร้างกระดูก และฟัน และใช้ในขบวนการอื่นๆ เมื่อสัตว์และพืชตายลง ซากพืชซากสัตว์จะทับถมลงสู่ดิน แผนภาพ : วัฏจักรฟอสฟอรัส phosphorus cycle http://www.google.co.th/imgres://environment.ekstepza.ws/water-cycle_clip_image001. ฟอสฟอรัส บางส่วนพืชจะดูดซึมไปใช้ใหม่ บางส่วนถูกแบคทีเรียบางกลุ่มที่อยู่ในดินย่อยสลาย เป็นกรดฟอสฟอริก ทาปฏิกิริยากับ สารในดิน เกิดเป็นสารประกอบฟอสฟอรัส กลับคืนไปทับถม เป็นหินฟอสเฟต ในดิน ในน้า ในทะเล และมหาสมุทร โดยเฉพาะในทะเล สารประกอบของฟอสฟอรัสจะรวมกับซากของหินปะการัง เปลือกหอย และโครงกระดูกสัตว์ต่างๆ เมื่อผ่านกระบวนการสึกกร่อนตามธรรมชาติ แพลงตอนพืชและสัตว์ในทะเล นาเอาสารประกอบของฟอสฟอรัสดังกล่าวไปใช้เป็นห่วงโซ่อาหาร( food chain ) และสายใยอาหาร( food web ) ในทะเลและมหาสมุทรต่อไป ฟอสฟอรัสก็จะหมุนเวียนคืนสู่ธรรมชาติ เป็นวัฏจักร เช่นนี้ไปไม่มีที่สิ้นสุด

https://sites.google.com/a/nps.ac.th/sawai2558/withyasastr/kar-hmunweiyn-khxng-sar-ni-rabb-niwes