Выделено 6 этапов воздействия человека на круговорот вещества.

1. До 17 века - медленное развитие земледелия и животноводства, небольшое суммарное городское население, локальное изменение экосистем, вклад антропогенных потоков в биологический цикл не превышал 1%.

2. 18-19 в. - активизация сведения лесов и их замещение аграрными экосистемами, рост городского населения.

3. Начало 20-го века. Быстрая урбанизация, расширение использования запасов литосферы наряду с топливом и рудами. Начало применения литосферных запасов P,K,S, фиксация атмосферного азота в промышленных масштабах.

4. Конец 40-х - 60-е годы - бурное развитие хозяйств. Деятельности в развитых странах, демографический взрыв, дальнейшая урбанизация, химизация с/х и быта, постепенное ухудшение качества природных вод, воздуха, почв: к концу периода объем антропогенных потоков фосфор сравнялся с потоками природного происхождения.

5. Середина 60-х-сер. 80-х годов - значительный рост всех антропогенных потоков, ухудшение экологической ситуации на планетарном уровне - быстрый рост эвтрофирования водоемов, накопление CO₂ в атмосфере, вызывающее парниковый эффект, начало истончения озонового слоя, начало активного поиска путей исправления ситуации за счет законодательных мер как в отдельных государствах, так и на уровне межгосударственных проектов.

6. Середина - конец 80-х годов - критические ситуации с качеством воды и воздуха в отдельных регионах: начало инструментальных регистраций глобальных изменений, переход к технологиям с мах замкнутостью, попытки разработки международных механизмов регулирования хозяйственной деятельности.

В дальнейшей эволюции биосферы последствия усиления круговорота, например углерода, через обогащение атмосферы диоксидом углерода и уменьшение запаса гумуса в почве может привести к противоречивым последствиям - к увеличению или уменьшению продуктивности наземной части биосферы при явном росте продуктивности гидросферы.

Антропогенное эвтрофирование приводит к изменению химических характеристик водоемов. Состояние современного планетарного круговорота углерода свидетельствует об обогащении гидросферы органическими веществом в процессе перераспределения углерода между наземными и водными экосистемами в ходе техногенеза, соизмеримого в настоящее время с естественными геохимическими процессами. С 1965 по 1985 гг. антропогенная составляющая потока фосфора в водоемы с суши достигала 81% от общего элемента, а ежегодный прирост составил 3%.

Доля антропогенных веществ в стоке органического вещества намного ниже, чем в стоке биогенных элементов (не превышает 45% для крупных рек бывшего СССР). Поэтому в процессе обогащения поверхностных вод органическими веществами аллохтонная составляющая не играет доминирующей роли.

Особенности изменения химических характеристик водоемов замедленного водообмена в процессе антропогенного перераспределения ОВ можно в общем виде сформулировать следующим образом:

1. Увеличение содержания биогенных элементов в воде и донных отложениях.

2. Увеличение ОВ. Однако эта связь не всегда очевидна из-за маскирующей роли аллохтонных органических соединений, высокой вариабельности деструкции и утилизации синтезированного ОВ, а также величинами обменных процессов на границе вода-дно.

3. Для стратифицированных водоемов характерно увеличение контрастности хим состава воды между эпилимнионом и гиполимнионом.

4. Создание дефицита О₂ в период стагнации.

5. Возникновение в придонной зоне восстановительных условий. Усиление процессов анаэробного обмена. Накопление сероводорода и метана. Наиболее значительными становятся сульфатредукция и метаногенез. 

При эвтрофировании происходит резкое увеличение биомассы и первичной продукции фитопланктона, появляются в массе синезеленые водоросли, вызывающие "цветение" воды, происходят структурные изменения в сообществах. Крупные формы с длительными циклами замещаются на мелкие короткоцикловые, среди рыб доминируют преимущественно планктофаги, в зоопланктоне преобладают коловратки и ветвистоусые ракообразные, уменьшается видовое разнообразие. Увеличивается доминирование какой-то группы животных и растений на разных трофических уровнях. Изменение разнообразия в сторону упрощения сообществ гидробионтов. Развитие видов, лучше адаптированных к изменяющимся условиям. Возрастание амплитуды флуктуации популяций [4].