Das Maß dafür, wie schnell und in welchem Umfang Sonnenlicht von Pflanzen während der Photosynthese in organisches Material umgewandelt wird, nennt man Primärproduktivität. Einige Ökosysteme haben eine hohe Primärproduktivität, während andere eine sehr niedrige Produktivität aufweisen. Der Ozean zum Beispiel ist aufgrund seiner riesigen Fläche das produktivste Ökosystem der Welt. Die Algen im Ozean erzeugen in großem Umfang neue pflanzliche Biomasse, d. h. das Gewicht des lebenden Materials. Die pflanzliche Primärproduktivität ist jedoch nicht nur von der Verfügbarkeit von Sonnenlicht abhängig. Neben Wasser werden auch andere lebenswichtige anorganische Nährstoffe für das Wachstum und eine optimale Primärproduktivität benötigt. Phosphor ist einer dieser Nährstoffe.

In Ökosystemen werden selten alle benötigten Nährstoffe in der gleichen Geschwindigkeit verbraucht. Wenn ein Nährstoff vor anderen Nährstoffen verbraucht wird, spricht man von einem limitierenden Nährstoff. Limitierende Nährstoffe verhindern das Wachstum, wenn sie fehlen. Wenn sie in die fehlende Umgebung zurückgeführt werden, führen limitierende Nährstoffe zu einer Produktivitätssteigerung, die so lange anhält, bis der limitierende Nährstoff wieder erschöpft ist. Phosphor ist ein limitierender Nährstoff in vielen terrestrischen und aquatischen Ökosystemen. Die Produktivität der Primärproduzenten in diesen Gebieten wird durch die Menge an verfügbarem Phosphor, der für das Leben so wichtig ist, begrenzt und in Schach gehalten. Aus diesem Grund ist Phosphor ein Hauptbestandteil von Pflanzenschutzmitteln und Düngemitteln in der Landwirtschaft und im Haushalt. Die Zugabe von Phosphor, der normalerweise nur in begrenzter Menge vorhanden ist, ermöglicht ein maximales Pflanzenwachstum.

Da die Verfügbarkeit von Phosphor im Phosphorkreislauf begrenzt ist, ist normalerweise auch das Pflanzenwachstum in Seen begrenzt. Ein großes Problem bei der Verwendung von Phosphor in Düngemitteln ist der Prozess der künstlichen Eutrophierung. Eutrophierung ist ein starker Anstieg der Primärproduktivität eines Sees. Eutrophierung kann das natürliche Gleichgewicht eines Sees beeinträchtigen und zu einem massiven Sterben von Fischen und anderen Tieren führen, da der gelöste Sauerstoffgehalt im Wasser abnimmt. Wenn das Wachstum von Algen und Wasserpflanzen unkontrolliert voranschreitet, stagniert der See langsam und wird verschmutzt. Künstliche Eutrophierung kann auftreten, wenn abfließendes Regenwasser aus landwirtschaftlichen Düngemitteln, die im Übermaß verwendet werden, in Seen gelangt. Eine weitere menschliche Ursache für die künstliche Eutrophierung sind Abwässer aus dem Bergbau. Beim Bergbau in Gebieten, in denen das Gestein reich an Phosphormineralien ist, kann Staub entstehen, der vom Wind in nahe gelegene Gewässer geweht wird. Ebenso kann Regenwasser aus Bergbaugebieten in nahe gelegene Seen gespült werden. Eine dritte Ursache für die künstliche Eutrophierung ist der Eintrag von Phosphor in phosphorarme Seen durch vom Menschen hergestellte Waschmittel. In der Vergangenheit enthielten viele Waschmittel Phosphor. Die Abwässer aus den Haushalten gelangten schließlich in die Seen, wo es zu einer massiven Pflanzenüberwucherung kam, die das natürliche Gleichgewicht störte. Heute sind erhebliche Fortschritte bei der Herstellung phosphatfreier Waschmittel zu verzeichnen, die keine künstliche Eutrophierung verursachen und den normalen Phosphorkreislauf erhalten.Der Phosphorkreislauf. Die geologische Hebung erklärt das Vorhandensein der Phosphatgesteine (oben links). Illustration von Hans & Cassidy. Mit freundlicher Genehmigung der Gale Group.