Se analizaron los ciclos biogeoquímicos de C, N, P y agua, los impactos del uso del suelo en las reservas y flujos de estos elementos y cómo estos pueden afectar la estructura y el funcionamiento de la Caatinga. Aproximadamente la mitad de este bioma aún está cubierta por vegetación secundaria nativa. Los suelos presentan deficiencias de nutrientes, especialmente N y P. Las concentraciones promedio de P y C totales en el suelo en la capa superficial (0-20 cm) son de 196 mg kg⁻¹ y 9,3 g kg⁻¹, lo que corresponde a reservas de C de aproximadamente 23 Mg ha⁻¹. La biomasa aérea de la vegetación nativa varía de 30 a 50 Mg ha⁻¹, y la biomasa radicular promedio, de 3 a 12 Mg ha⁻¹. La productividad anual promedio y la acumulación de biomasa en diferentes sistemas de uso del suelo varían de 1 a 7 Mg ha⁻¹ año⁻¹. Se estima que la fijación biológica atmosférica de N₂ varía de 3 a 11 kg N ha–1 año–1 y de 21 a 26 kg N ha–1 año–1 en la caatinga madura y secundaria, respectivamente. Los principales procesos responsables de la pérdida de nutrientes y agua son los incendios, la erosión del suelo, la escorrentía y la cosecha de cultivos y productos animales. Los cambios climáticos proyectados para el futuro apuntan a temperaturas más altas y disminuciones en las precipitaciones. Ante la alta variabilidad intrínseca, las acciones para aumentar la sostenibilidad deberían mejorar la resiliencia y la estabilidad de los ecosistemas. Los sistemas de uso del suelo basados ​​en especies perennes, a diferencia de las anuales, pueden ser más estables y resilientes, y por lo tanto más adecuados para afrontar futuros aumentos potenciales de la variabilidad climática. Se deben fomentar estudios a largo plazo para investigar el potencial de la biodiversidad nativa o de las especies exóticas adaptadas para diseñar sistemas sostenibles de uso del suelo.