思的交叉路口，是继续把自然界作为物质财富掠夺的对象，还是调整好人与自然生态系统的关系，与其和谐相处，在协调中维持其动态的生态平衡，在改造中建设新的生态平衡，这已成为决定人类能否可持续发展的重大战略性问题。
第四节 现代生态科学的发展
现代生态科学的发展有三大趋势：一是人类生态系统及其相关理论的形成与深化；二是生态科学向相邻学科的渗透，形成了大跨度的远缘杂交的边缘学科；三是生态系统规律在自然-经济-社会复合系统中的广泛应用。
一、现代生态系统理论的形成
1．生态系统理论是现代生态科学理论的主体
生态系统是包括人类在内的以生物聚落占主导地位的系统，这也是区别于任何其他非生命系统的显著特征；生态系统是一个开放的功能系统，它不断地同外界进行物质循环、能量转化和信息传递；生态系统的边界是根据研究内容、目的和目标而划定的。小至一个鱼塘，大至整个生物圈，都是一种生态系统。
2．生态系统的组成
(1)生产者。它们由绿色植物和具有能进行光合作用的细菌组成。绿色植物是一个自然物质财富的自动“加工厂”，是地球上所有生命体所需有机物质的“制造业”。绿色植物是生物圈最重要的生产者，为生物圈的所有生命有机体提供食物和营养。此外，有些细菌也能进行光合作用，这类细菌合成的有机物在生物圈中占的比重虽然很小，但是它们同时又是分解者，在生态物质循环中起着巨大的作用。
(2)消费者。指依赖植物等生产者提供食物的动物(包括人类)。根据消费者的食性可将其分为三类：一是草食性动物；二是肉食性动物；三是杂食性动物。它们是既能以植物为食又能以动物为食的动物。
(3)分解还原者。它们主要由细菌、真菌、某些原生动物和腐生动物等组成。在图1-2中，箭头表示物质循环、能量转化的方向。生产者从环境中吸收太阳能为动力，以水分、无机盐类和空气中的二氧化碳、氮气等无机物为原料，经过光合作用合成蛋白质、脂肪、碳水化合物等有机物质。食草动物又以植物为食，建造动物有机体，肉食动物又多以草食动物为食，这样一级又一级地传递，构成了食物链。而所有有机体死亡以后，以及动物的排泄物都被分解者分解为水、二氧化碳、各种无机盐类，归还到环境中，供植物等生产者重新生产有机物质。生态系统就是这样生生不息，永续循环。
(4)环境。主要指非生物环境。它是由阳光、空气、水分、土壤、岩石等生物赖以生存的无机要素构成。若泛指生态系统的环境而言，则涵盖的内容更为广泛，因为生物与生物之间，一种生态系统与另一种生态系统之间均可互为环境。被微生物分解过的有机体、有机物，最终都变为水、二氧化碳、无机盐类，以及阳光、热量、降水等气候因子都储存在环境中，环境是植物等生产者再生产的原料储存库。
3．生态系统的结构
生态系统的结构是依据下述三点基本理论而划分的：一是处于同一环境资源条件下的生物与生物之间能量转移的百分之十定律；二是生态系统是一个可以被定量模拟的实体；三是从数量上可以证明生态系统营养级、顶级群落和生态平衡的存在。
(1)食物链(网)结构。各种生物个体、种群和生物群落之间相互依赖的取食行为构成的链状或网络关系，称作食物链或食物网。中国民间流传的“大鱼吃小鱼，小鱼吃虾米”的谚语，描述的就是食物链和营养关系。植物通过光合作用合成了初级食物，动物以这些初级生产物为食物，另一些动物又以草食性动物为食物，食物链上的每一环节叫做营养级。例如，农作物→田鼠→猫头鹰，再如，草→蝗虫→鸟类→鹰，水体中微生物→鲢鱼→肉食鱼类→水獭的食物链，等等。在生态系统内，一种生物可能同时以许多种生物为食；同一种生物可能同时位于许多条食物链上，从而形成相互交织的食物网。食物链越长，食物网越复杂，一个生态系统也就越稳定。为了达到既节省能量，又使系统稳定的双重目的，在生产中应设计“多网络、短链条”的多样性生产网络结构系统。
(2)食物链中的富集链。污染物在生物体内的积聚量是随食物链逐级递增的，因而把其称作为富集链。例如，散布在大气中的 DDT等农药有机盐类的浓度只有0.000003毫克／千克，当溶解在水中为浮游生物吸收后，就能富集到0.04毫克／千克，富集约1.3万倍；这种浮游生物被小鱼虾吞食后，小鱼虾体内的农药浓度可富集到0．5毫克／千克，富集约14．3万倍；小鱼被大鱼吞食后，大鱼体内富集浓度可至2.O毫克／千克，富集约57.2万倍；如果大鱼被鸟类所吞食，水鸟体内浓度可达25毫克／千克，富集约858万倍。人误食这种鱼或水鸟就有引起污染病的危险。有些污染物，如重金属会沉淀在动物的某些器官内，不易被排泄到体外。长此以往，会引发各种“污染病”。同样，残留在土壤内或植物体内的污染物也可随农产品、畜产品等转移到人体内，危及人的身体健康。
(3)营养级结构。营养结构是生态系统中物质和能量流动的基础。食物链的营养结构通常为4～5级，一般不超过6级。营养结构包括生物数目、生物量和生物能量的金字塔状结构。所以，营养结构又称为金字塔型营养级。当人为减少低位营养级的生物数量时，例如减少植物种植数量时，高位营养级的生物数量就会受到影响，也就是说动物生产量必然会下降。所以，必须始终注意保持必要的植物覆盖面积，增加人类社会需要的植物生产。
(4)形态结构。生态系统的生物种类、种群数量、种的空间配置(水平分布、垂直分布)、种的时间变化(生长发育)等，构成了生态系统的形态结构，又称作时间与空间结构。一是立体结构，又称作三维结构。在生态系统的空间结构中，自上而下有明显的层次现象，例如，高层有乔木，中层有灌木，中、下层有草本植物，地面有苔藓、地衣类，等等。一个森林生态系统，其中动物、植物、微生物的种类，以及每一种生物种类的生物数量在一定的时间内相对稳定，且分别生存在空间结构的不同生态位上。二是平面结构，亦称作二维结构。在生态系统的同一层次上，生长栖息着同一种类的生物。在自然界中，很难找到只有一个种群的平面结构，这种结构一般存在于人工严格控制之下。例如在农业中，为了提高产量，把杂草、昆虫等种群控制住，只留下单一作物的农田。这种单一农作物极易受到某些灾害的侵袭。三是时间演替结构。生物个体、种群和群落的生长发育和进化具有依时间序列进行的特征，不可能像工业的流水线一样，先生产麦穗，再生产麦秸，然后再组装成整体的小麦。除了单细胞微生物以外，生物总是按照遗传规律，各个器官有顺序地发育生长。这种时间、空间的序列决定了生态系统各成分演替进化的有序性，正是这种严格的时、空、序规定性和对环境的适应性，决定着地球生态系统的综合平衡。
4．生态系统的功能
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