物质循环（nutrient cycle）是生态学概念，指生物圈里任何物质或元素沿着一定路线从周围环境到生物体，再从生物体回到周围环境的循环往复的过程，又称“生物地球化学循环（biogeochemical cycle）”。

物质循环指的是，在生态系统中，各种化学元素（或物质）沿特定的途径从环境到生物体，再从生物体到环境并再次被生物体吸收利用的循环变化的过程，即各种化学元素或物质在生物体与非生物环境之间的循环运转过程。物质循环又称为生物地球化学循环或生物地化循环。

影响物质循环速率的主要因素：

物质循环—能量流动

生态系统中，各种元素往往是以化合物形式进行转移和循环的，由于这些物质的化学特性不同，形成了不同特点的物质循环类型。

一、按循环经历途径与周期分类

生物地球化学循环依据其循环的范围和周期，可分为地质大循环和生物小循环两类：

二、按物质循环过程中存在的主要形式分类

根据不同的化学元素、化合物在5个物质循环库中存在的形式，库存量的大小和被固定时间的长短，可将物质循环分为以下两大类型：

在生态系统中，物质从物理环境开始，经生产者、消费者和分解者，又回到物理环境，完成一个由简单无机物到各种高能有机化合物，最终又还原为简单无机物的生态循环。通过该循环，生物得以生存和繁衍，物理环境得到更新并变得越来越适合生物生存的需要。在这个物质的生态循环过程中，太阳能以化学能的形式被固定在有机物中，供食物链上的各级生物利用。

生态系统中几乎所有的营养物质都在生物与无机环境之间循环流动。物质循环的顺利进行使生态系统的各部分协调一致，对生态系统的自我调节起着重要作用。如果人类大规模干扰，物质循环不能畅通进行，就会造成严重的环境污染和破坏，导致生态失衡。

氮：秸秆，特别是豆科作物的秸秆中含有一定的氮素，从合理利用氮素和能源的角度来考虑，将作物秸秆燃烧是不经济的，它使已经固定的氮素完全挥发损失了。利用作物秸秆比较有效的办法，首先，能作饲料的有机物质尽量先作饲料，使植物固定的氮素为动物利用，以增加畜产品，促进农牧结合；其次，以牲畜粪尿和作物秸秆作为沼气池原料，在密闭嫌气条件下发酵，既能解决燃料问题，又能很好地保存氮素；再次，将沼气发酵后的残余物用作肥料，不仅减少病菌虫卵，而且肥效高。从植物秸杆→动物饲料→能源原料→优质肥料→植物养料这样的物质循环途径，充分利用植物有机物质和氮素，为培肥土壤和增加畜产品创造有利条件。

磷：依据农业生态系统中磷的小循环及输出、输入特点，可以通过相应措施维持系统的磷平衡：重视有机磷的归还，保持土壤持续的磷的有效性与供应；减少土壤侵蚀；合理施肥，减少磷的固定，碱性土壤以施酸性肥料为宜，酸性土壤则适宜施用碱性肥料；由于依靠风化难以满足作物对磷的需要，因此需要适当施用磷肥。

钾：保持农田生态系统钾的生物小循环的循环效率，减少无效输出的核心是要注重秸秆的还田，具体措施包括：尽量将作物秸杆还田及施用草木灰；适当种植绿肥，如水花生、红萍等富钾的十字花科、苋科等植物；通过土壤耕作等措施促使土壤中难溶性钾有效化；因地制宜，合理施用钾肥，并注意工业废渣的利用；合理施肥与灌水，减少淋失。

在人类大规模的干扰之前，各种物质元素在五大物质库之间进行着相对稳定的循环转换，并保持着相对的平衡。然而工业革命以来，各种生产和生活活动对物质循环的库与流造成了各种影响，特别是对碳、水及氮等物质的循环影响最为剧烈，进而衍生出了人类正面临的诸多环境问题，如环境污染、温室效应、水体富营养化、生物浓缩等。