Кількісне вивчення біогеохімічних циклів включає вивчення швидкостей циркуляції і оцінку наявних запасів.
Знання обсягів фондів необхідно для розрахунку можливих навантажень на екосистему.
Для визначення ж структури і функції екосистеми важливіше оцінити швидкості обміну або переносу речовин, ніж кількість речовин, що знаходяться в даний час в данномместе. Дійсно, низький вміст доступного речовини може означати, що система або виснажена, або її метаболізм вельми інтенсивний; зрозуміти ситуацію, оцінити продуктивність системи можна тільки в тому випадку, якщо виміряти швидкість потоку елемента. Для високопродуктивних систем і для підтримки високого рівня продукції органічних речовин швидкість міграції важливіше, ніж концентрація елемента.
Дуже важливий для практики висновок, який випливає з багатьох інтенсивних досліджень кругообігом біогенних елементів, полягає в тому, що надлишок добрив може виявитися настільки ж невигідним для людини, як і їх недолік, якщо в систему вноситься більше речовин, ніж можуть використовувати активні в даний момент організми , надлишок швидко зв'язується грунтом і відкладеннями або зникає в результаті вилуговування, стаючи недоступним саме в той період, коли зростання організмів найбільш бажаний. Більш того, нерозумні субсидії можуть обернутися джерелом стресу.
Для порівняння швидкостей обміну між різними компонентами екосистеми вводять поняття обороту. Якщо говорити про обмін послеустановленія рівноваги, то швидкість обороту - це та частина загальної кількості даної речовини в даному компоненті системи, яка вивільняється (або поглинається) за певний час, а час обороту являє собою зворотну величину, тобто времянеобходімое для повної зміни всієї кількості цього речовини в даному компоненті екосистеми. Наприклад, якщо в компоненті міститься 1000 од. речовини і в 1:00 надходить або убуває 10 од., то швидкість обороту дорівнює 10/1000, або 0,01, тобто 1% на годину. Час обороту дорівнюватиме 1000/10, або 100 годин.
Кількісні характеристики біогеохімічних циклів вивчені ще недостатньо, особливо у великих системах. В останні 30 - 40 років з удосконаленням різноманітних, використовуваних в екології сучасних методів, у тому числі методу радіоактивних індикаторів, мас-спектрометрії, автоматичного спостереження і дистанційних вимірювань, з'явилася можливість вимірювати швидкості циркуляції в досить великих екосистемах (озеро, ліс) і приступити до самої важливого завдання - Отримати кількісну оцінку біогеохімічних кругообіг в глобальному масштабі.
Застосування радіонуклідів в якості індикаторів, або "міток" дало величезний поштовх цим дослідженням. В експерименті в екосистему або в окремі організми вводять ізотоп у вкрай малих кількостях в порівнянні з вже наявними в системі кількостями нерадіоактивних елемента, так що в системі не відбувається ніяких порушень ні за рахунок радіоактивності, ні за рахунок зміни концентрації. Все, що відбувається з міткою (навіть найменші кількості якій виявляються завдяки її помітного випромінювання), відображає те, що зазвичай відбувається в системі з цікавлять нас елементом. Використання радіонуклідів також відкрило можливість аналізу різних частин екосистеми за допомогою складання блокових схем і розробки та "настроювання" вдосконалених математичних моделей.
Найбільш цікавий висновок, до якого приводить узагальнення та аналіз наявних результатів за кількісними оцінками біогеохімічних циклів полягає в тому, що вид не обов'язково повинен входити в харчовий ланцюг людини, щоб бути корисним йому. Багато видів приносять користь непрямим шляхом, що залишається непоміченим при поверхневому погляді. Як показують зараз спостереження та вдосконалені моделі, причинно-наслідкові взаємини між багатьма видами керують переносом речовин і енергії у компоненти екосистем, які безпосередньо пов'язані про людиною.