指構成生態系統的成分。是由非生物的物質和能量與生產者、消費者、分解者三類生物組成，三類生物的營養結構是食物鏈和食物網。
一、能量流動和熱力學定律：
能量在生態系統中的流動、轉移和轉化是嚴格地遵守熱力學第一定律和第二定律。
熱力學第一定律即能量守恆定律在熱力學中的應用。“在自然界的一切現象中，能量既不能創造，也不能消滅，而只能以嚴格的化學計量比例，由一種形式轉變為另一種形式。”綠色植物能夠吸收太陽能，藉助光合作用將光能轉變為化學能；生物中的化學能可以轉變成機械能；螢火蟲能夠把化學能轉變成光能；電鰻則能把化學能轉變成電能。這些例子都說明動能和潛能是可以轉化的，但是在轉化中，必須考慮到能量的總和，應該計算進出一個系統全部能量的總和。
熱力學第二定律，最常見的有兩種敘述形式。1850年勞休斯提出“熱從低溫物體傳給高溫物體而不產生其它變化是不可能的”。1851年開爾文提出：“從一個熱源，使之完全轉化為功而不產生其它變化是不可能的。”因此，能量在生態系統各營養級之間的流動是單向的，而且轉化過程中不斷有熱的產生和消耗，從前面一個營養級能量轉變為後面一個營養級的潛能不可能是百分之一百的。
能量從集中型到分散型的衰敗，可以不需外力的幫助而自動實現，熱力學中將它稱為自發過程或自動過程。為了判斷自發過程的方向和限度，一般以摘和自由能為自發過程的兩個狀態函式來進行描述。熱力學第二定律也稱摘律。牆值可以作為一個系統無序狀態的量度。
整個自然界的變化的趨勢是從有序到無序，熵值增加，從而放出能量，例如生態系統中複雜的有機物，被還原者分解為無機物，這是一個自發過程。但是，生態系統作為開放系統，由於負熵流的不斷輸入，藉助於光能，可以將水和二氧化碳變成有機物，從無序到有序。
生態系統中生命成分的各種表現都與能量轉化有關，生命的本質就是生長繁殖、物質合成等連續變化的過程，這一切都伴隨著能量轉化的過程。因此，沒有能量的轉化也就沒有生命。
顯然，第二定律也在生物系統中起作用。例如當人體細胞中的糖經過氧化作用釋放能量時，大約只有55％的能量被固定在各種其它化學鍵之中，其餘的則以熱的形式消散到環境中去。熵值隨著每一化學反應而增加。同樣，能量在營養級之間流動時，大部分能量都以熱的形式散失。
二、生物金字塔：
大草原上草叢一望無際，各種各樣的昆蟲隨處可見，無需查數，鳥雀要比昆蟲少，鷹比鳥雀少得多。食物鏈的營養級從低到高，生物數量越來越少。英國生態學家查爾斯研究了這種現象後，提出了生物金字塔的概念。下面是生物金字塔的例子。
1生物數目金字塔：人們對一片草地上草牧鏈的所有生物成員作了統計：
生產者 （野草） 5842 424株；
消費者I（草原動物、昆蟲）708 624只；
消費者Ⅱ（肉食動物、吃昆蟲的小鳥） 354 904只；
消費者Ⅲ（肉食動物、吃小鳥的鷹）3只。
2生物量金字塔：人們對一片海域中生態系統作了統計：
生產者（大葉藻） 4 800萬噸；
消費者 I（吃大葉藻的小魚蝦）1200萬噸；
消費者Ⅱ（吃小魚蝦的大魚）17萬噸；
消費者Ⅲ（吃大魚的魚）3萬噸。
3生物能量金字塔：在某一生態系統1平方米的面積上：
生產者（植物）淨生產的能量是36 922千焦；
消費者I（草食動物）淨生產的能量是6 178千焦；
消費者Ⅱ（肉食動物）淨生產的能量是280千焦；
消費者Ⅲ（肉食動物）淨生產的能量是25千焦。
三、生物地化迴圈的型別：
生物地化迴圈可分為三大型別，即水迴圈、氣體型迴圈和沉積型迴圈。在氣體型迴圈中，物質的主要儲存庫是大氣和海洋，其迴圈與大氣和海洋密切相聯，具有明顯的全球性，迴圈效能最為完善。凡屬於氣體型迴圈的物質，其分子或化合物常以氣體形式參與迴圈過程，屬於這類的物質有氧、二氧化碳、氮、氯、溴和氟等。參與沉積型迴圈的物質，其分子或化合物絕無氣體形態，這些物質主要是透過岩石的風化和沉積物的分解轉變為可被生態系統利用的營養物質，而海底沉積物轉化為岩石圈成分則是一個緩慢的、單向的物質移動過程，時間要以數千年計。這些沉積型迴圈物質的主要儲存庫是土壤、沉積物和岩石，而無氣體形態，因此這類物質迴圈的全球性不如氣體型迴圈表現得那麼明顯，迴圈效能一般也不完善。屬於沉積型迴圈的物質有磷、鈣、鉀、鈉、鎂、鐵、錳、碘、銅、矽等，其中磷是較典型的沉積型迴圈物質，它從岩石中釋放出來，最終又沉積在海底並轉化為新的岩石。氣體型迴圈和沉積型迴圈雖然各有特點，但都受到能量流動的驅動，並都依賴於水的迴圈。
指構成生態系統的成分。是由非生物的物質和能量與生產者、消費者、分解者三類生物組成，三類生物的營養結構是食物鏈和食物網。
一、能量流動和熱力學定律：
能量在生態系統中的流動、轉移和轉化是嚴格地遵守熱力學第一定律和第二定律。
熱力學第一定律即能量守恆定律在熱力學中的應用。“在自然界的一切現象中，能量既不能創造，也不能消滅，而只能以嚴格的化學計量比例，由一種形式轉變為另一種形式。”綠色植物能夠吸收太陽能，藉助光合作用將光能轉變為化學能；生物中的化學能可以轉變成機械能；螢火蟲能夠把化學能轉變成光能；電鰻則能把化學能轉變成電能。這些例子都說明動能和潛能是可以轉化的，但是在轉化中，必須考慮到能量的總和，應該計算進出一個系統全部能量的總和。
熱力學第二定律，最常見的有兩種敘述形式。1850年勞休斯提出“熱從低溫物體傳給高溫物體而不產生其它變化是不可能的”。1851年開爾文提出：“從一個熱源，使之完全轉化為功而不產生其它變化是不可能的。”因此，能量在生態系統各營養級之間的流動是單向的，而且轉化過程中不斷有熱的產生和消耗，從前面一個營養級能量轉變為後面一個營養級的潛能不可能是百分之一百的。
能量從集中型到分散型的衰敗，可以不需外力的幫助而自動實現，熱力學中將它稱為自發過程或自動過程。為了判斷自發過程的方向和限度，一般以摘和自由能為自發過程的兩個狀態函式來進行描述。熱力學第二定律也稱摘律。牆值可以作為一個系統無序狀態的量度。
整個自然界的變化的趨勢是從有序到無序，熵值增加，從而放出能量，例如生態系統中複雜的有機物，被還原者分解為無機物，這是一個自發過程。但是，生態系統作為開放系統，由於負熵流的不斷輸入，藉助於光能，可以將水和二氧化碳變成有機物，從無序到有序。
生態系統中生命成分的各種表現都與能量轉化有關，生命的本質就是生長繁殖、物質合成等連續變化的過程，這一切都伴隨著能量轉化的過程。因此，沒有能量的轉化也就沒有生命。
顯然，第二定律也在生物系統中起作用。例如當人體細胞中的糖經過氧化作用釋放能量時，大約只有55％的能量被固定在各種其它化學鍵之中，其餘的則以熱的形式消散到環境中去。熵值隨著每一化學反應而增加。同樣，能量在營養級之間流動時，大部分能量都以熱的形式散失。
二、生物金字塔：
大草原上草叢一望無際，各種各樣的昆蟲隨處可見，無需查數，鳥雀要比昆蟲少，鷹比鳥雀少得多。食物鏈的營養級從低到高，生物數量越來越少。英國生態學家查爾斯研究了這種現象後，提出了生物金字塔的概念。下面是生物金字塔的例子。
1生物數目金字塔：人們對一片草地上草牧鏈的所有生物成員作了統計：
生產者 （野草） 5842 424株；
消費者I（草原動物、昆蟲）708 624只；
消費者Ⅱ（肉食動物、吃昆蟲的小鳥） 354 904只；
消費者Ⅲ（肉食動物、吃小鳥的鷹）3只。
2生物量金字塔：人們對一片海域中生態系統作了統計：
生產者（大葉藻） 4 800萬噸；
消費者 I（吃大葉藻的小魚蝦）1200萬噸；
消費者Ⅱ（吃小魚蝦的大魚）17萬噸；
消費者Ⅲ（吃大魚的魚）3萬噸。
3生物能量金字塔：在某一生態系統1平方米的面積上：
生產者（植物）淨生產的能量是36 922千焦；
消費者I（草食動物）淨生產的能量是6 178千焦；
消費者Ⅱ（肉食動物）淨生產的能量是280千焦；
消費者Ⅲ（肉食動物）淨生產的能量是25千焦。
三、生物地化迴圈的型別：
生物地化迴圈可分為三大型別，即水迴圈、氣體型迴圈和沉積型迴圈。在氣體型迴圈中，物質的主要儲存庫是大氣和海洋，其迴圈與大氣和海洋密切相聯，具有明顯的全球性，迴圈效能最為完善。凡屬於氣體型迴圈的物質，其分子或化合物常以氣體形式參與迴圈過程，屬於這類的物質有氧、二氧化碳、氮、氯、溴和氟等。參與沉積型迴圈的物質，其分子或化合物絕無氣體形態，這些物質主要是透過岩石的風化和沉積物的分解轉變為可被生態系統利用的營養物質，而海底沉積物轉化為岩石圈成分則是一個緩慢的、單向的物質移動過程，時間要以數千年計。這些沉積型迴圈物質的主要儲存庫是土壤、沉積物和岩石，而無氣體形態，因此這類物質迴圈的全球性不如氣體型迴圈表現得那麼明顯，迴圈效能一般也不完善。屬於沉積型迴圈的物質有磷、鈣、鉀、鈉、鎂、鐵、錳、碘、銅、矽等，其中磷是較典型的沉積型迴圈物質，它從岩石中釋放出來，最終又沉積在海底並轉化為新的岩石。氣體型迴圈和沉積型迴圈雖然各有特點，但都受到能量流動的驅動，並都依賴於水的迴圈。