生态系统与人类家园息息相关。生态系统是指在一定空间栖息着的所有生物（即生物群落）与其环境之间由于不断地进行物质循环和能量流动而形成的统一整体。人们在对生态系统的研究中，关于其范围和大小并没有严格的限制，小到动物有机体消化道中的微生物系统，大到各大洲的森林、动物等生物群落，甚至包括地球上的生物圈，或者是生态圈，它的范围边界是依据研究问题的特征来决定的。人们对生态系统的研究，多是研究生物群落和其无机环境，主要强调系统中各个成员的相互作用，因此这几乎是一个包含所有的生态网络。 生态的长期进化和生态系统所具有的结构和组成部分，决定了地球上大部分自然生态系统有维持稳定、持久、物种间协调共存等优点。生态经济学研究的最终目的，就是遵循自然生态系统的规律和原理，实现人类社会经济系统和自然生态系统之间的和谐共存，进而实现可持续发展。有关生态系统在生态经济学研究中的作用，在接下来的生态系统的组成结构和功能以及其平衡稳定几方面都会有论述。 1.生态系统的组成结构 生态系统的结构包括形态结构和功能结构，主要由非生物环境、生产者、消费者和分解者四个主要部分组成。非生物环境是指参加物质循环的无机元素和化合物、联系生物和非生物成分的有机物质，以及其他气候或物理条件；生产者是能以简单的无机物制造食物的自养生物；消费者与生产者不同，它们不能从无机物中制造有机物，只能直接或间接获取生产者所制造的有机物质，属于异养生物；分解者也属于异养生物，它会将动植物残体的复杂有机物分解成能让生产者重新利用的简单化合物，并释放出能量，分解者的作用与生产者恰恰相反。 地球上的生态系统包括很多类型，一般指生产者亚系统、消费者亚系统和分解者亚系统这三个亚系统。生产者通过光合作用制造复杂的有机物质，来增加植物生物量，这是生产过程；消费者摄取生产者生产的有机物，将其转化为自身所需的有机物质，增加动物生物量，这也是生产过程；分解者的主要功能与光合作用相反，是将复杂的有机物质分解成简单的无机物，这是分解过程。生产者、消费者和分解者这三个亚系统的生物成员，和非生物环境成分之间，通过能量与物质的循环形成高层次的生物组织，是物种之间、生物与环境之间协调共生、维持持续生存和相对稳定的系统，这是地球生物和环境、生物和生物长期共同进化的结果。在自然生态系统中找到协同共生、持续生存和相对稳定的机制，就会带给人类科学管理地球的启示，而达到可持续发展的目的。 2.生态系统的物质循环和能量流动物质循环和能量流动是生态系统的一个最显著的特征。一个系统维持和运行的前提就是物质循环，而推动和促进物质循环的就是能量流动。物质循环如果想要进行下去，就需要外界能量的不断输入，因此生态系统中的两个基本过程就是物质循环和能量流动，这两个基本过程让生态系统各个营养级之间与各种成分之间组成了一个完整的功能单位。 太阳能是生态系统维持和运行的能量来源。植物通过光合作用获取太阳能，并将无机物转化为有机物，让自己成长，同时还将太阳能转化为化学能，贮存在有机体内。然后，随着植物被动物逐级消费，能量便随着物质的流动而流动。最后，通过微生物的分解作用，将复杂的有机物制作成可溶性的化合物或者元素，同时将有机物中贮存的全部能量以热能形式释放出来。能量从植物摄取太阳能开始，到分解者分解有机物释放热能，和热能散发出生态系统为止，都是按照一定的方向流动的。所以，生态系统必须不断得到太阳能的补充，不然系统的运动就会停止，生态系统就会崩溃和消亡。 生态系统中的能量流动需要通过食物链，不同生物之间通过吃与被吃形成锁链式单向联系，这被称为食物链。生态系统的能量流动符合能量守恒定律，不会凭空产生，也无法凭空消失，只会从一种形式转变为其他形式，或者是从一个体系转移到另一个体系中。在能量流动过程中，各营养层次间的能量转化效率为10%。能量转化效率一般采用“生态效率”的概念来描述，即生物生产的量和为此消耗的量之间的比值。能量在生物间传递，会有大部分的能量转化为热能，损失掉了，所以食物链是不能无限增加的。在人类的社会经济系统中，这个理论也有着很重要的现实意义。人类的各种生产过程，都需要利用各种能量。如今，人类主要使用的能源是地质历史时期形成的化石燃料，对于人类来说，这些都是不可再生的能源。因此，人类要采取最佳方式使用这些能源，还要在利用过程中提高利用效率，减少损耗，这也成为人类未来经济发展方面需要解决的问题。 化学物质通过无机环境进入生物有机体，然后经过生物有机体的新陈代谢、死亡、分解，再重新返回环境，这一过程就是生态系统中的物质循环。物质循环会在三个层次上进行：生物个体层次，在这个层次上，生物个体吸取营养物质来建造自身，再经过代谢活动把物质排出体外，通过分解者归还环境；生态系统层次，在初级生产者代谢的基础上，通过各级消费者和分解者将营养物质归还给环境，被称作生物小循环；生物圈层次，物质在整个生物圈各个圈层之间的循环，称为生物地球化学循环。水循环、气体循环和沉积循环被称为生物地球化学循环的三大类型。在生态系统中，所有的物质循环都是在水循环的推动下完成的，水循环是生态系统功能存在的基础，也是维持生命的基础。在气体循环中，循环具有全球性，而且性能最为完善，因为物质的主要储存库是大气和海洋，循环是以分子和气体的形式参与，循环速度快，来源充沛，不会枯竭。沉积型循环的主要储存库是与岩石、土壤和水息息相关的，像磷、硫的循环，起始循环的速度很慢，参与循环的速度也很慢，参与循环的物质——分子或化合物，主要通过岩石的风化和沉积物的溶解，并将其转变为能被生物利用的营养物质，而海底沉积物转化为岩石和其他成分，这一过程会相当漫长。 生态系统中的物质循环，在自然状态下，一般会处于稳定的平衡状态，即对于某一种物质，在各主要库的输入和输出量基本是一样的。大多数其他型的循环物质，像碳、氧和氮的循环，因为大气蓄库有很大，所以对于短暂的变化能迅速地进行自我调节，然后重新达到平衡。但人为活动对硫、磷等元素的沉积物循环影响会很大，因为与大气相比，硫、磷蓄库在地壳中比较稳定和迟钝，所以不容易被调节。这样一来，在循环中如果这些物质流入蓄库中，它们就会成为在很长时间内生物不能利用的物质。 地球上生物水平和生物地球化学循环因为人类的工业文明而受到重大影响。这些影响又反过来影响生态上生物水平和生物地球化学循环，然后再产生影响，生态系统的正常运行和人类的经济发展就受到这些影响的影响。在人类的经济活动中，物质循环被人类扰乱就是如今产生的主要问题，人类获取自然界中的各种物质，经过生产和消费后，又被排放到自然环境中，而这些物质在很多情况下，因为经过了消费和加工，性质会发生改变，所以这些物质就不会按照原来自然系统中的物质循环方式进行循环，出现延缓循环或是加快循环的现象，就会破坏整个自然系统的正常运行。而生态经济学就是根据生态系统的物质循环原理，寻找人类经济系统中物质循环的最佳方式，也就是说让人类的经济活动，按照自然生态系统中的物质循环方式来进行，因为完全循环的自然生态系统中的物质，是不存在废弃物的。 生态系统中的两个基本过程是能量流动和物质循环，它们使生态系统各个营养级之间与各种成分之间组成一个完整的功能单位。因此能量流动和物质循环是生态系统运行的前提，是系统存在的基础。不仅自然生态系统中存在物质循环和能量流动，人类经济系统中也存在，甚至存在于整个地球大的生态系统中。能量流动推动物质循环，物质循环伴随着能量流动，系统因此得以正常运行。物质循环和能量流动在自然生态系统经过漫长的进化过程后，已经科学合理，能持续存在。人类在经济活动中要重视物质循环和能源利用中产生的问题，否则将危害到自然生态系统，对人类社会的影响也很严重。因此要想人类的发展以可持续的方式进行，就要研究自然生态系统中的物质循环和能量流动。 3.生态系统的平衡与调节 生态学研究的主要问题就是生态平衡问题，而生态平衡指的是生态系统的平衡。国内外学者对生态系统的平衡提出了很多定义：坦斯利认为生态平衡存在于顶级群落，也就是生态系统的成熟期；中国生态学家则认为，生态平衡是指生态系统各部分的结构与功能，在一定时间和相对稳定的调节下，能处于相互适应与协调的动态平衡之中；还有人认为，当一个生态系统中，能量流动和物质循环过程在很长时期内保持稳态时，该生态系统中的有机体有最多的种类和数量，最大的生物量，最高的生产力，即平衡状态的标志。我们应该将生态平衡首先理解为一种动态的平衡，而且不同的层次和不同的发育期就是平衡的反映。在不同发育的阶段，不管是不同生态系统或是同一生态系统中，只要不是人为严重破坏，而且其存在的空间条件与其相适应，系统内各组正常发展，各种过程正常运行，就可称为生态平衡的系统。 因为人类的经济系统是建立在自然生态系统基础之上的，所以人类必须有适合的生存环境，才能存在。也因此人类的经济社会活动必须同自然生态系统相协调，只有这样，地球环境才能长期持续地发展下去。