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循环的物质，其分子或某些化合物常以气体的形式参与循环过程。属于这一类的物质有氧、二氧化碳、氮、氯、溴、氟等。气体循环速度比较快，物质来源充沛，不会枯竭。主要蓄库与岩石、土壤和水相联系的是沉积型循环，如磷、硫循环。沉积型循环速度比较慢，参与沉积型循环的物质，其分子或化合物主要是通过岩石的风化和沉积物的溶解转变为可被生物利用的营养物质，而海底沉积物转化为岩石圈成分则是一个相当长的、缓慢的、单向的物质转移过程，时间要以千年来计。这些沉积型循环物质的主要储库在土壤、沉积物和岩石中，而无气体状态，因此这类物质循环的全球性不如气体型循环、循环性能也很不完善。属于沉积型循环的物质有：磷、钙、钾、钠、镁、锰、铁、铜、硅等，其中磷是较典型的沉积型循环物质，它从岩石中释放出来，最终又沉积在海底，转化为新的岩石。
生态系统中的物质循环，在自然状态下，一般处于稳定的平衡状态。也就是说，对于某一种物质，在各主要库中的输入和输出量基本相等。大多数气体型循环物质如碳、氧和氮的循环，由于有很大的大气蓄库，它们对于短暂的变化能够进行迅速的自我调节。例如，由于燃烧化石燃料，使当地的二氧化碳浓度增加，则通过空气的运动和绿色植物光合作用对二氧化碳吸收量的增加，使其浓度迅速降低到原来水平，重新达到平衡。硫、磷等元素的沉积物循环则易受人为活动的影响，这是因为与大气相比，地壳中的硫、磷蓄库比较稳定和迟钝，因此不易被调节。所以，如果在循环中这些物质流入蓄库中，则它们将成为生物在很长时间内不能利用的物质。
（三）、碳循环的过程
自然界碳循环的基本过程如下：大气中的二氧化碳（CO2）被陆地和海洋中的植物吸收,然后通过生物或地质过程以及人类活动，又以二氧化碳的形式返回大气中。自然界中碳的分布、碳的流动和交换。
1、有机体和大气之间的碳循环 绿色植物从空气中获得二氧化碳，经过光合作用转化为葡萄糖，再综合成为植物体的碳化合物，经过食物链的传递，成为动物体的碳化合物。植物和动物的呼吸作用把摄入体内的一部分碳转化为二氧化碳释放入大气，另一部分则构成生物的机体或在机体内贮存。动、植物死后,残体中的碳,通过微生物的分解作用也成为二氧化碳而最终排入大气。大气中的二氧化碳这样循环一次约需20年。
一部分（约千分之一）动、植物残体在被分解之前即被沉积物所掩埋而成为有机沉积物。这些沉积物经过悠长的年代，在热能和压力作用下转变成矿物燃料──煤、石油和天然气等。当它们在风化过程中或作为燃料燃烧时，其中的碳氧化成为二氧化碳排入大气。人类消耗大量矿物燃料对碳循环发生重大影响。
2、大气和海洋之间的二氧化碳交换
3、碳质岩石的形成和分解
（四）、森林生态系统与农田生态系统的物质循环的差异：
1、在农田生态系统的物质循环中，土壤碳、氮、磷、硫等养分以及水分循环是最为重要的，因为它们决定了土壤质量以及农田生态系统的生产力和可持续特性。每种养分（包括水分在内）都按照自身的过程和规律进行转化和循环，并且这些养分之间通过相互作用构成一个或多个复杂的生态过程。农田生态系统物质循环分为土壤与环境之间的物质循环以及土壤内部物质循环。土壤和环境之间的物质循环是以土壤为核心，沿着一定的途径从环境到达土壤，再从土壤到环境，不断地进行物质和能量循环流动；土壤内循环则是自然界生物地球化学循环的有机组成部分。在农田土壤系统中，碳（氮）循环是物质循环的基础并影响和控制其它物质或养分循环过程。所以，考察农田土壤生态过程常以碳（氮）转化和循环过程的研究为基础，即通过揭示碳（氮）土壤生态过程的特性和机理以及碳氮转化、循环过程与其它物质（养分和水分等）循环过程的关系，最终实现优化和调控土壤物质循环过程。
农田生态系统氮循环在某些环节上与碳循环相伴存在并具有相似之处，碳氮循环相互影响、相互促进。土壤氮的循环过程是氮素不断进行生物、生物化学、化学、物理、物理化学变化的过程，也是不断进行氮素形态变化的过程，这些过程主要有生物固氮过程、化学固氮过程、矿化－生物固持过程、硝化过程、反硝化过程、挥发与淋失过程、共侵蚀和径流损失过程等。但是氮循环的重要环节在于氮素养分的固定、有效化和损失过程，特点是微生物作用下的生物化学过程。虽然磷和硫也是土壤有机质的组成成分，也参与土壤碳氮循环的生物化学过程，但是磷和硫的纯化学转化循环占有更重要的地位，磷和硫在农田系统中的循环是生物地球化学循环的一部分。与农田生态系统中碳氮及其它养分循环同等重要。水循环影响作物的生长、养分转化循环、有效性及损失，在干旱和半干旱地区，农田生态系统的水循环往往成为整个系统物质循环的制约因素。气候，特别是温度，是影响土壤物质转化循环的外因，对土壤物质平衡起重要作用。农业管理是影响土壤物质转化循环的另一个重要因素，它可以改变土壤物质循环过程和强度，最终影响养分循环效率以及平衡水平，决定农田生态系统的可持续利用能力。
生态系统中的物质循环，在自然状态下，一般处于稳定的平衡状态。也就是说，对于某一种物质，在各主要库中的输入和输出量基本相等。大多数气体型循环物质如碳、氧和氮的循环，由于有很大的大气蓄库，它们对于短暂的变化能够进行迅速的自我调节。例如，由于燃烧化石燃料，使当地的二氧化碳浓度增加，则通过空气的运动和绿色植物光合作用对二氧化碳吸收量的增加，使其浓度迅速降低到原来水平，重新达到平衡。硫、磷等元素的沉积物循环则易受人为活动的影响，这是因为与大气相比，地壳中的硫、磷蓄库比较稳定和迟钝，因此不易被调节。所以，如果在循环中这些物质流入蓄库中，则它们将成为生物在很长时间内不能利用的物质。
（三）、碳循环的过程
自然界碳循环的基本过程如下：大气中的二氧化碳（CO2）被陆地和海洋中的植物吸收,然后通过生物或地质过程以及人类活动，又以二氧化碳的形式返回大气中。自然界中碳的分布、碳的流动和交换。
1、有机体和大气之间的碳循环 绿色植物从空气中获得二氧化碳，经过光合作用转化为葡萄糖，再综合成为植物体的碳化合物，经过食物链的传递，成为动物体的碳化合物。植物和动物的呼吸作用把摄入体内的一部分碳转化为二氧化碳释放入大气，另一部分则构成生物的机体或在机体内贮存。动、植物死后,残体中的碳,通过微生物的分解作用也成为二氧化碳而最终排入大气。大气中的二氧化碳这样循环一次约需20年。
一部分（约千分之一）动、植物残体在被分解之前即被沉积物所掩埋而成为有机沉积物。这些沉积物经过悠长的年代，在热能和压力作用下转变成矿物燃料──煤、石油和天然气等。当它们在风化过程中或作为燃料燃烧时，其中的碳氧化成为二氧化碳排入大气。人类消耗大量矿物燃料对碳循环发生重大影响。
2、大气和海洋之间的二氧化碳交换
3、碳质岩石的形成和分解
（四）、森林生态系统与农田生态系统的物质循环的差异：
1、在农田生态系统的物质循环中，土壤碳、氮、磷、硫等养分以及水分循环是最为重要的，因为它们决定了土壤质量以及农田生态系统的生产力和可持续特性。每种养分（包括水分在内）都按照自身的过程和规律进行转化和循环，并且这些养分之间通过相互作用构成一个或多个复杂的生态过程。农田生态系统物质循环分为土壤与环境之间的物质循环以及土壤内部物质循环。土壤和环境之间的物质循环是以土壤为核心，沿着一定的途径从环境到达土壤，再从土壤到环境，不断地进行物质和能量循环流动；土壤内循环则是自然界生物地球化学循环的有机组成部分。在农田土壤系统中，碳（氮）循环是物质循环的基础并影响和控制其它物质或养分循环过程。所以，考察农田土壤生态过程常以碳（氮）转化和循环过程的研究为基础，即通过揭示碳（氮）土壤生态过程的特性和机理以及碳氮转化、循环过程与其它物质（养分和水分等）循环过程的关系，最终实现优化和调控土壤物质循环过程。
农田生态系统氮循环在某些环节上与碳循环相伴存在并具有相似之处，碳氮循环相互影响、相互促进。土壤氮的循环过程是氮素不断进行生物、生物化学、化学、物理、物理化学变化的过程，也是不断进行氮素形态变化的过程，这些过程主要有生物固氮过程、化学固氮过程、矿化－生物固持过程、硝化过程、反硝化过程、挥发与淋失过程、共侵蚀和径流损失过程等。但是氮循环的重要环节在于氮素养分的固定、有效化和损失过程，特点是微生物作用下的生物化学过程。虽然磷和硫也是土壤有机质的组成成分，也参与土壤碳氮循环的生物化学过程，但是磷和硫的纯化学转化循环占有更重要的地位，磷和硫在农田系统中的循环是生物地球化学循环的一部分。与农田生态系统中碳氮及其它养分循环同等重要。水循环影响作物的生长、养分转化循环、有效性及损失，在干旱和半干旱地区，农田生态系统的水循环往往成为整个系统物质循环的制约因素。气候，特别是温度，是影响土壤物质转化循环的外因，对土壤物质平衡起重要作用。农业管理是影响土壤物质转化循环的另一个重要因素，它可以改变土壤物质循环过程和强度，最终影响养分循环效率以及平衡水平，决定农田生态系统的可持续利用能力。