在淡水环境中，营养物质会持续不断的得到补充。湖泊和河流不断的由陆地上的水源补给，营养物质也随着雨水从地表冲刷或从地下渗透而来。在此过程中，雨水溶解了地面上的硝酸盐和磷酸盐。这意味着淡水鱼始终被这些营养盐所包围着。随着时间的推移，它们能够接受这些。而在海洋中情况不是这样。尽管河流将营养盐不断带入海水中，但还不能满足海洋自身的总需求。海藻的固氮作用马上吸收了营养盐。因此，海洋中的营养盐含量非常低。在水族箱中情况又不一样了。作为食物的一部分，氮被不断的添加，水族箱中的硝酸盐含量会非常高。尽管鱼类能够接受一定浓度的营养盐，但无脊椎动物不能忍受，因此早期的珊瑚饲养常会遭到失败。

磷酸盐还有抑制珊瑚钙化的作用。在海洋中，磷酸盐的浓度总是非常低，因为它们向大海深处移动。只有在海流上涌或发生海底地质灾害时磷酸盐才会上升到海水表层，不过这要几百万年才能遇到一次。在水族箱中，我们不断的喂食，把磷酸盐带入水族箱。这些磷酸盐必须以某种方式输出，否则会在水族箱内累积。高浓度的磷酸盐对海水水族箱的影响可能远远超出我们的了解。 

硫循环在海水水族箱内同样扮演着十分重要的角色。 海水中的硫化合物含量比淡水高许多。因此，有大量微生物在代谢中有硫参与。它们可以在无氧条件下把硫酸盐转化成硫化氢，在有氧条件下把硫氧化成硫酸盐。硫循环和氮循环基本相同。就像硝酸盐在有氧环境下产生一样，硫化物的无氧分解同样会给水族箱造成威胁。如果大家回顾各类水族文章，你会发现人们往往忽略的硫循环。不过硫循环确实在发生，Randy博士针对这个主题写了一篇文章：Reefkeeping Magazine 。我想阅读这篇文章是非常有意义的：Hydrogen Sulfide and the Reef Aquarium。

很明显，大海中的硫循环过程非常复杂，而在水族箱内发生的只是一小部分。总体上讲自然海水是缺乏营养物质的，如果我们要模拟海水世界，就必须复制这一特性。淡水水族箱的生物过滤只负责将氨转化为亚硝酸盐和硝酸盐。此过程不会减少毒源，只是降低毒性。

1960年以前，Lee Chin Eng（印度尼西亚人）发现了一种应对这些问题的解决办法。他不指望机械过滤，而是从潮间带的水坑中收集石头。而后，他将这些“活石”放入他的水族箱中，而神奇的效果出现了。1960年之后，他的方法被引入海水水族领域，但当时没有多少人理会。一直到1970年后他的方法被欧洲人发扬光大（柏林系统），才得以广泛推广。