Поряд з біологічним кругообігом в біосфері протікає і круговорот води, джерелом енергії для якого служить випромінювання Сонця. У цьому вирі активно беруть участь і живі організми. Особливо велика роль транспірірующей рослин, на виробництво одиниці продукції яких потрібно в сотні разів більше транспіріруемой вологи.

В межах ландшафтів круговорот води полягає в випаровуванні її з поверхні грунту, водойм і рослин, концентрування хмар і випадання опадів. В межах всієї планети цей кругообіг виражається в водообмене океани - материки. Вода, що випаровується з поверхні океану, переноситься вітрами на материки, випадає над ними і з річковим і підземним стоком знову повертається в океан. Кругообіг води - головний агент механічної роботи в біосфері, тоді як біологічний круговорот обумовлений в основному хімічними процесами, які супроводжуються перетворенням хімічної енергії. Та робота, яка відбувається на Землі водами, - вивітрювання, розчинення і тг п.- проводиться або за участю живих організмів, або за рахунок продуктів їх життєдіяльності. Переміщення води здійснює в біосфері процеси ерозії, транспорту, перерозподілу, осадження і накопичення механічних і хімічних опадів на суші і в океані.

Сонячна енергія викликає також планетарні переміщення повітряних мас в результаті їх нерівномірного нагрівання. Виникають грандіозні процеси атмосферної циркуляції, які носять ритмічний, сезонний характер.

Всі ці планетарні процеси на Землі тісно переплетені, утворюючи загальний, глобальний кругообіг речовини, що перерозподіляє енергію, що надходить від Сонця. Він здійснюється через систему більш дрібних, локальних кругообігів. До цих циклів підключаються тектонічні процеси, обумовлені вулканічною діяльністю і рухом океанічних плит в земній корі. В результаті на Землі підтримується великою геологічний круговорот речовин.

Будь малий біологічний кругообіг характеризується багаторазовим включенням атомів в тіла живих організмів і виходом їх в безпосередньо навколишнє середовище, звідки вони знову можуть бути використані організмами. Швидкості цих включень і час утримання атомів в складі біомаси для кожної конкретної екосистеми різні. Біологічний круговорот тому характеризується наступними показниками: 1) ємністю біологічного кругообігу - кількістю хімічних елементів, що знаходяться одночасно в складі живої речовини в даній екосистемі; 2) швидкістю біологічного кругообігу - кількістю живої речовини, що утворюється і, розкладається в одиницю часу.

Для різних ландшафтів швидкість біологічного кругообігу можна визначити, враховуючи щорічний абсолютний приріст біомаси, щорічний відносний приріст (в% від біомаси), а також щорічний абсолютний і відносний опад рослинності.

Швидкість біологічних кругообігів на суші становить роки і десятки років, а у водних екосистемах - кілька днів або тижнів.

Біологічний круговорот суші і біологічний круговорот гідросфери об'єднують кругообіг окремих ландшафтів за допомогою водного стоку і атмосферних переміщень. Особливо велику роль циркуляція атмосфери і води грає в об'єднанні всіх материків і океанів в єдиний круговорот біосфери.

Великий геологічний кругообіг залучає осадові породи в глиб земної кори, надовго вимикаючи містяться в них елементи з системи біологічного кругообігу. В ході геологічної історії метаморфізує осадові породи, знову опинившись на поверхні -земля, поступово руйнуються діяльністю живих організмів, води і повітря і знову включаються в біосферний кругообіг.

Для кожного елемента характерна своя швидкість міграції в малих і великих циклах. Весь кисень атмосфери проходить через живу речовину за 2 тис., А весь вуглекислий газ - за 300 ліг. Локальні кругообіг здійснюються значно швидше.

Атмосфера, океан і осадові породи служать довготривалими резервуарами біогенних елементів. Швидкості всіх циклів окремих елементів в біосфері найтіснішим чином пов'язані між собою.

Біосфера виступає як величезна, надзвичайно складна екосистема, що працює в стаціонарному режимі на основі тонкої регуляції всіх складових її частин і процесів.

Стабільність біосфери ґрунтується на високому розмаїтті живих організмів, окремі групи яких виконують різні функції в підтримці загального потоку речовини і розподілі енергії, на найтіснішому переплетенні і взаємозв'язку біогенних і абіогенним процесів, на узгодженості циклів окремих елементів і врівноважені ємності окремих рз-зервуаров У біосфері діють складні системи зворотних зв'язків і залежностей.

Як показують дослідження, принаймні останні 600 млн. Років, починаючи з кембрію, характер основних кругообігів на Землі істотно не змінювався. Здійснювалися фундаментальні геохімічні процеси, характерні і для сучасної епохи: накопичення кисню, зв'язування інертного азоту, осадження кальцію, утворення кременистих сланців, відкладення залізних і марганцевих руд і сульфідних мінералів, накопичення фосфору і т. Д. Змінювалися лише швидкості цих процесів. Мабуть, не змінювався суттєво і загальний потік атомів, що втягуються в живі організми. Є підстави вважати, що маса живої речовини залишалася приблизно постійною починаючи з карбону, т. Е. Біосфера з тих пір підтримує себе в певному режимі круговоротов. Стабільний стан біосфери зумовлений в першу чергу діяльністю самого живого речовини, що забезпечує певну швидкість фіксації сонячної енергії і біогенної міграції атомів. Таким чином, життя на Землі сама стабілізує умови свого існування, що дає їй можливість розвиватися нескінченно довго.

Однак стабільність біосфери має певні межі і порушення її регуляторних можливостей загрожує серйозними наслідками.

Виступаючи як найважливіший агент зв'язування і перерозподілу на поверхні Землі космічної енергії, жива речовина виконує тим самим функцію космічного значення.

Однак в даний час на Землі з'явилася нова сила, по потужності впливу на поверхневі оболонки планети майже не уступає сумарній дії живих організмів - людство з його соціальними законами розвитку і потужною технікою, що дозволяє впливати на віковий хід біосферних процесів. Сучасне людство використовує не тільки величезні енергетичні ресурси біосфери, а й біосферні джерела енергії (наприклад, атомної), прискорюючи геохімічні перетворення природи. Деякі процеси, викликані технічною діяльністю людини, спрямовані протилежно стосовно природному ходу їх у біосфері (розсіювання металів руд, вуглецю та інших біогенних елементів, гальмування мінералізації і гуміфікації, звільнення призупинення вуглецю і його окислювання, порушення великомасштабних процесів в атмосфері, що впливають на клімат , і т.п.).

В. І. Вернадський вважав можливим говорити навіть про авто-трофной ролі людства, розуміючи під цим зростаючі масштаби штучного синтезу органічних матеріалів, різних полімерів та інших речовин, часто навіть не мають аналогів у живій природі.

Сучасна діяльність людини багато в чому нанесла непередбачений шкоди навколишньому середовищу, що в кінцевому підсумку загрожує подальшому розвитку самого людства. Ці зміни на даному етапі ще не явл'яются непоправними. Тому одна з основних завдань сучасної екології - це вивчення регуляторних процесів в біосфері, створення наукового фундаменту її раціонального використання. Основні закони функціонування біосфери уже вимальовуються, але потрібно ще багато зробити об'єднаними зусиллями екологів усіх країн світу.