人类与自然环境
自然环境是人类生存、繁衍的物质基础；保护和改善自然环境，是人类维护自身生存和发展的前提。这是人类与自然环境关系的两个方面，缺少一个就会给人类带来灾难。
我们生活的自然环境，是地球的表面，由空气、水和岩石（包括土壤）构成大气圈、水圈、岩石圈，在这三个圈的交汇处是生物生存的生物圈。这四个圈在太阳能的作用下，进行着物质循环和能量流动，使人类（生物）得以生存和发展。
据科学测定，人体血液中的60多种化学元素的含量比例，同地壳各种化学元素的含量比例十分相似。这表明人是环境的产物。人类与环境的关系，还表现在人体的物质和环境中的物质进行着交换的关系。比如，人体通过新陈代谢，吸入氧气、呼出二氧化炭；喝清洁的水、吃丰富的食物，来维持人体的发育、生长和遗传，这就使人体的物质和环境中的物质进行着交换。如果这种平衡关系破坏了，将会危害人体健康。
人类为了生存、发展。要向环境索取资源。早期，由于人口稀少，人类对环境没有什么明显影响和损害。在相当长的一段时间里，自然条件主宰着人类的命运。到了“刀耕火种”时代，人类为了养活自己并生存、发展下去，开始毁林开荒，这就在一定程度上破坏了环境。于是，出现了人为因素造成的环境问题。但因当时生产力水平低，对环境的影响还不大。到了产业革命时期，人类学会使用机器以后，生产力大大提高，对环境的影响也就增大了。到本世纪，人类利用、改造环境的能力空前提高，规模逐渐扩大，创造了巨大的物质财富。据估算，现代农业获得的农产品可供养50亿人口，而原始土地上光合作用产生的绿色植物及其供养的动物，只能供给一千万人的食物。由此可见，人类已在环境中逐渐处于主导地位。但是，严重的环境污染和生态破坏也随着出现在人类面前。大气严重污染，水的资源空前短缺，森林惨遭毁灭，可耕地不断减少，大批物种频临灭绝，人类赖以生存的自然环境正处在危机之中。日益恶化的环境向人类提出：保护大自然，维持生态平衡是当今最紧迫的问题。
四位一体的自然界
大自然中约有200万种生物，它们之间互相结合成生物群落，靠地球表层的空气、水，土壤中的营养物质生存和发展。这些生物群落在一定范围和区域内相互依存，同时与各自的环境不断地进行物质交换和能量传递，形成一个动态系统。就叫做生态系统。生态系统由包括动物、植物、微生物及其周围的非生物环境（又称无机环境、物理环境）四大成分组成，它们依靠物质的循环、能量的流动，有机地结合在一起，形成一个四位一体的生态系统结构。这就是四位一体的自然界。
自然界的生态系统有大有小。小的如一滴水、一片草地、一个池塘等；大的有湖泊、海洋、森林、草原等等。池塘是一个典型的生态系统：池塘里有各种水生植物、水生动物和细菌、真菌以及这些生物生存所必需的水、底泥、阳光、温度等非生物环境。水生植物利用太阳能进行光合作用，把水和底泥中的营养物质和大气中的二氧化碳转化为有机物，贮存在植物体内；小型浮游动物以浮游植物为食；浮游动物和有根植物又被鱼类作食物；水生植物和水生动物的残体最终被水和底泥中的细菌、真菌及腐食性动物分解成无机物，释放到环境中，供植物重新利用。这就构成了一个完整的生态系统，成为自然界的基本活动单元，它的功能就是物质循环和能量流动。
生态系统的各个组成部分都是互相联系的。如果人类活动干预某一部分，整个系统可以自动调节，以保持原有状态不受破坏。比如，池塘里的鱼被捕捞后，水生植物和浮游动物的天敌减少，水生植物、浮游动物就会迅速繁殖起来，这又对鱼类繁殖大有好处。生态系统的组成成分越多样，能量流动和物质循环的途径就越复杂，调节能力就越强。但是，生态系统本身的调节能力是有限的，如果人类大规模地干扰，自动调节就变得无济于事，生态平衡会遭到破坏。在本世纪30年代，美国由于大规模开垦西部草源，植物遭到严重破坏，地面失去保护，终于导致一场“黑风暴”事件，刮走3亿多吨土壤，全国冬小麦一年减产50多亿公斤。
随着人类利用、改造环境的能力日益加强，像原始森林和极地那样的原始生态系统已很少见，人们正以大量的养殖湖、薪炭林和乡村等半人工生态系统及城市、工厂等人工生态系统取代之。不过，人类已逐渐认识到自己和周围环境是一个整体，把自己的事和环境联成一个系统来考虑，产生了“人类生态系统”、“社会生态系统”，以便更好地保持人类与环境之间的平衡。
生态系统的组成
生态系统由生产者、消费者、分解者和非生命物质（无机界）四部分组成。它们（在物质循环和能量流动中）各自发挥着特定的作用并形成整体功能，使整个生态系统正常运行。
生产者是指绿色植物，也包括单细胞的藻类和能把无机物转化为有机物的一些细菌。绿色植物的叶片中含有叶绿素，能进行光合作用，把太阳能转化为化学能，把无机物转化为有机物，供给自身生长发育的需要，并且成为地球上一切生物和人类食物和能量的来源。因此，绿色植物是生态系统的生产者。
消费者主要是指动物。它们不能直接利用外界能量和无机物制造有机物，而以消耗生产者为生。草食动物以植物作为直接食物，称为一级消费者，如蝗虫、蚱蜢等；以草食动物为食物的肉食动物称为二级消费者，如青娃、蟾蜍等；以肉食动物作为食物的动物，则称为三级消费者，如蛇、猫头鹰等。这些消费者都是生态系统中的重要环节，它们对整个生态系统的自动调节能力，尤其是对生产者的过度生长、繁殖起着控制作用。
分解者是指具有分解能力的各种微生物，也包括一些低等原生动物，如土壤线虫、鞭毛虫等。分解者是生态系统的“清洁工”，它们把动植物的尸体分解成简单的无机物，归还给非生物环境。如果没有分解者，死亡的有机体就会堆积起来，使营养物质不能在生物与非生物之间循环，最终使生态系统成为无水之源。生态系统的分解者数量十分惊人。有人估计，在1万平方米的农田土壤中，细菌的重量可达8公斤。
非生命物质，即无机界，是指生态系统的各种无生命的无机物和各种自然因素。
生态系统的各组成部分有分工，也有协作。生产者为消费者和分解者直接或间接地提供食物；消费者把生产者的数量控制在非生物环境所能承载的范围内；生产者和消费者的残体、排泄物最终被分解者分解成无机物，供植物重新利用。正是生产者、消费者、分解者和非生物环境之间的协调、统一，使生态系统能够不停地发挥作用。
食物链与食物网
中国有句谚语：“大鱼吃小鱼，小鱼吃虾米，虾米吃泥球。”生态系统中的生物通过这种吃与被吃的关系构成一条链条，叫做食物链。
按照生物之间的相互关系，食物链主要有以下三种类型：一类是捕食性食物链，以植物为基础，由植物到小动物，再到大动物，后者可以捕食前者。青草→蝗虫→蛙→蛇→鹰，就属于这种类型。二是寄生性食物链，以大动物为基础，由小动物寄生在大动物身上。鸟类→跳蚤→原生动物→细菌→过滤性病毒，就属于这种类型。三是腐生性食物链，也称分解链，在死的动植物残体上，从繁殖细菌、真菌及某些土壤动物开始。植物残体→蚯蚓→线虫类→节肢动物，就属于这种类型。
食物链上的每一个环节，叫营养级。任何一种生物都属于一定的营养级。任何食物链上，后一种动物只能吃食、同化前一种动物所能提供能量的一部分，并通过新陈代谢等又消耗一部分能量。后一种生物最终只能贮藏从前一种生物中摄取能量的5-20%。这就是说，能量沿着食物链的营养级逐级流动，不断减少。因此，一般食物链中的营养级不会多于五个。
生态系统中，生物成分之间的取食关系是很复杂的。同一种植物会被不同的动物吃掉，同一种动物也不只吃一种食物。各生物成分之间在取食关系上存在着错综复杂的关系，各种食物链相互交错，相互联结，形成网状结构，称为食物网。食物网是生态系统中普遍而又复杂的现象。能量的流动，物质的迁移、转化，就是通过食物链或食物网进行的。
食物链上的各种生物相互影响，相互制约，一环扣一环。如果某一环节发生故障，链条就失去整体性，生态系统就会发生紊乱。第二次世界大战以后，南非探险队登上南极的马里思岛后，船上的几只老鼠也被带上了小岛。因为老鼠没有天敌，两年后，这个小岛成了鼠岛。为了消灭老鼠，探险队运来四只家猫，结果老鼠逐渐少了，而猫迅速繁殖，最终成了灾难，6万只猫每天要吃掉60多万只鸟。为挽救鸟类，南非当局用直升飞机向猫扫射，并派上百名士兵去捕杀猫。由此可见，食物链对环境有十分重要的影响，对维护生态平衡有着重要的作用。
人类的各种活动会把废弃物排入环境。人们也毫无觉察地通过食物链而把有害物质摄入体内，癌症就选择这条途径暗自潜伏起来。为了子孙后代的健康，我们必须保护好环境。
生态平衡的建立
生态系统也像人一样，有一个从幼年期、成长期到成熟期的过程。生态系统发展到成熟阶段时，它的结构、功能、包括生物种类的组成、生物数量比例以及能量流动、物质循环，都处于相对稳定状态，这就叫做生态平衡。比如，水塘里的鱼靠浮游动植物生活，鱼死后，水里的微生物把鱼的尸体分解为化合物，这些化合物又成为浮游动植物的食物，浮游动物靠浮游植物为生，鱼又吃浮游动物。这样，在水塘里，微生物——浮游动植物——鱼之间建立了一定的生态平衡。
在一般情况下，成熟的生态系统内部物种越丰富，食物网就越复杂，物质循环和能量流动可以多渠道进行。如果某一环节受阻，其他环节可以起补偿作用。比如隼以兔、田鼠、麻雀、蛇为食物，当兔、蛇被捕杀，隼就转到吃麻雀、田鼠为主。当然，这种自我调节能力有一定限度，超过限度平衡就会遭到破坏，甚至导致生态危机。欧洲移民刚到澳大利亚时，发现那里青草茵茵，于是大力发展养牛。后来牛粪成灾，造成牧草退化，蝇类滋生，只得引进以粪便为食物的蜣螂，才使牧场恢复原貌。
影响生态平衡有自然和人为两种因素。火山爆发、雷击火灾、地震、泥石流等，属于自然因素；过度垦荒、放牧，乱捕滥猎等等，属于人为因素。生态平衡的破坏，主要是人为造成的。如埃及阿斯旺大坝挡住了肥沃的淤泥，使尼罗河下游的土地贫瘠化；河里的营养物质减少，使尼罗河三角洲的地中海的渔业生产受影响，埃及沙丁鱼的捕捞量减少。又如印度北部山区由于森林资源全部被砍光，引起1978年的特大洪水，结果2000多人被淹死，4万头牲畜被冲走。
生态平衡是一种动态平衡，在这种平衡系统内部时时刻刻发生着各种物质循环和能量流动。