某一时期内某一营养级生物量的变化（dB/dt）可用下式推算：
dB/dt=GP-R-H-D，式中H代表被下一营养级所取食的生物量，D为死亡所损失的生物量。
生物量在生态系统中具明显的垂直分布现象。
次级生产是除生产者外的其它有机体的生产，即消费者和分解者利用初级生产量进行同化作用，表现为动物和其它异养生物生长、繁殖和营养物质的贮存。
动物和其它异养生物靠消耗植物的初级生产量制造的有机物质或固定的能量，称为次级生产量或第二性生产量（secondaryproduction），其生产或固定率称次级（第二性）生产力（secondaryproductivity）。
动物的次级生产量可由下一公式表示：
P=C-FU-R，式中，P为次级生产量，C代表动物从外界摄取的能量，FU代表以粪、尿形式损失的能量,R代表呼吸过程中损失的能量。
5.生态系统中的分解
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生态系统的分解（或称分解作用）（decomposition）是指死有机物质的逐步降解过程。
分解时，无机元素从有机物质中释放出来，得到矿化，与光合作用时无机元素的固定正好是相反的过程。
从能量的角度看，前者是放能，后者是贮能。
从物质的角度看，它们均是物质循环的调节器，分解的过程其实十分复杂，它包括物理粉碎、碎化、化学和生物降解、淋失、动物采食、风的转移及有时的人类干扰等几乎同步的各种作用。
将之简单化，可看作是碎裂、异化和淋溶三个过程的综合。
由于物理的和生物的作用，把死残落物分解为颗粒状的碎屑称为碎裂；有机物质在酶的作用下分解，从聚合体变成单体，例如由纤维素变成葡萄糖，进而成为矿物成分，称为异化；淋溶则是可溶性物质被水淋洗出来，是一种纯物理过程。
分解过程中，这三个过程是交叉进行、相互影响的。
分解过程的速率和特点，决定于资源的质量、分解者种类和理化环境条件三方面。
资源质量包括物理性质和化学性质，物理性质包括表面特性和机械结构，化学性质如C：
N比、木质素、纤维素含量等，它们在分解过程中均起重要作用。
分解者则包括细菌、真菌和土壤动物（水生态系统中为水生小型动物）。
理化环境主要指温度、湿度等。
6.生态系统中的能量流动
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能量是生态系统的基础，一切生命都存在着能量的流动和转化。
没有能量的流动，就没有生命和生态系统。
流量流动是生态系统的重要功能之一，能量的流动和转化是服从于热力学第一定律和第二定律的，因为热力学就是研究能量传递规律和能量形式转换规律的科学。
能量流动可在生态系统、食物链和种群三个水平上进行分析。
生态系统水平上的能流分析，是以同一营养级上各个种群的总量来估计，即把每个种群都归属于一个特定的营养级中（依据其主要食性），然后精确地测定每个营养级能量的输入和输出值。
这种分析多见于水生生态系统，因其边界明确、封闭性较强、内环境较稳定。
食物链层次上的能流分析是把每个种群作为能量从生产者到顶极消费者移动过程中的一个环节，当能量沿着一个食物链在几个物种间流动时，测定食物链每一个环节上的能量值，就可提供生态系统内一系列特定点上能流的详细和准确资料。
实验种群层次上的能流分析，则是在实验室内控制各种无关变量，以研究能流过程中影响能量损失和能量储存的各种重要环境因子。
在这里我们还介绍一下食物链、食物网、营养级、生态金字塔等概念。
植物所固定的能量通过一系列的取食和被取食关系在生态系统中的传递，这种生物之间的传递关系称为食物链（foodchains）。
一般食物链是由4~5环节构成的，如草→昆虫→鸟→蛇→鹰。
但在生态系统中生物之间的取食和被取食的关系错综复杂，这种联系象是一个无形的网把所有生物都包括在内，使它们彼此之间都有着某种直接或间接的关系，这就是食物网（foodweb）。
一般而言，食物网越复杂，生态系统抵抗外力干扰的能力就越强，反之亦然。
在任何生态系统中都存在着两种最主要的食物链，即捕食食物链（grazingfoodchain）和碎屑食物链（detritalfoodchain），前者是以活的动植物为起点的食物链，后者则以死生物或腐屑为起点。
在大多数陆地和浅水生态系统中，腐屑食物链是最主要的，如一个杨树林的植物生物量除6%是被动物取食处，其余94%都是在枯死凋落后被分解者所分解。
一个营养级（trophiclevels）是指处于食物链某一环节上的所有生物种群的总和，在对生态系统的能流进行分析时，为了方便，常把每一生物种群置于一个确定的营养级上。
生产者属第一营养级，植食动物属第二营养级，第三营养级包括所有以植食动物为食的肉食动物，一般一个生态系统的营养级数目为3~5个。
生态金字塔（ecologicalpyramids）是指各个营养级之间的数量关系，这种数量关系可采用生物量单位、能量单位和个体数量单位,分别构成生物量金字塔、能量金字塔和数量金字塔。
7.生态系统中的物质循环
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生态系统的物质循环（circulationofmaterials）又称为生物地球化学循环（biogeochemicalcycle），是指地球上各种化学元素，从周围的环境到生物体，再从生物体回到周围环境的周期性循环。
能量流动和物质循环是生态系统的两个基本过程，它们使生态系统各个营养级之间和各种组成成分之间组织为一个完整的功能单位。
但是能量流动和物质循环的性质不同，能量流经生态系统最终以热的形式消散，能量流动是单方向的，因此生态系统必须不断地从外界获得能量；而物质的流动是循环式的，各种物质都能以可被植物利用的形式重返环境。
同时两者又是密切相关不可分割的。
生物地球化学循环可以用库和流通率两个概念加以描述。
库（pools）是由存在于生态系统某些生物或非生物成分中一定数量的某种化学物质所构成的。
这些库借助于有关物质在库与库之间的转移而彼此相互联系，物质在生态系统单位面积（或体积）和单位时间的移动量就称为流通率（fluxrates）。
一个库的流通率（单位/天）和该库中的营养物质总量之比即周转率（turnoverrates），周转率的倒数为周转时间（turnovertimes）。
生物地球化学循环可分为三大类型，即水循环（watercycles）、气体型循环（gaseouscycles）和沉积型循环（sedimentarycycles）。
水循环的主要路线是从地球表面通过蒸发进入大气圈，同时又不断从大气圈通过降水而回到地球表面，H和O主要通过水循环参与生物地化循环。
在气体型循环中，物质的主要储存库是大气和海洋，其循环与大气和海洋密切相关，具有明显的全球性，循环性能最为完善。
属于气体型循环的物质有O2、CO2、N、Cl、Br、F等。
参与沉积型循环的物质，主要是通过岩石风化和沉积物的分解转变为可被生态系统利用的物质，它们的主要储存库是土壤、沉积物和岩石，循环的全球性不如气体型循环明显，循环性能一般也很不完善。
属于沉积性循环的物质有P、K、Na、Ca、Ng、Fe、Mn、I、Cu、Si、Zn、Mo等，其中P是较典型的沉积型循环元素。
气体型循环和沉积型循环都受到能流的驱动，并都依赖于水循环。
生物地化循环是一种开放的循环，其时间跨度较大。
对生态系统来说，还有一种在系统内部土壤、空气和生物之间进行的元素的周期性循环，称生物循环（biocycles）。
养分元素的生物循环又称为养分循环（nutrientcycling），它一般包括以下几个过程：
吸收（absorption），即养分从土壤转移至植被；存留（retention），指养分在动植物群落中的滞留；归还（return），即养分从动植物群落回归至地表的过程，主要以死残落物、降水淋溶、根系分泌物等形式完成；释放（release），指养分通过分解过程释放出来，同时在地表有一积累（accumulation）过程；储存（reserve），即养分在土壤中的贮存，土壤是养分库，除N外的养分元素均来自土壤。
其中，吸收量=存留量+归还量。
生物圈的相关知识
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生物圈的概念，以下几点是公认的：
①地球上凡是生物分布的区域都属于生物圈；②生物圈是由生物与非生物环境组成的具有一定结构和功能的统一整体，是高度复杂而有序的系统，而不是松散无序的集合；③由于生物种类的迁移性与无机环境的连续性使其结构和功能不断变化，并且不断趋于相对稳定的状态。
地球上最大的生态系统是生物圈，陆地上最大的生态系统是森林生态系统，我国最大的生态系统是草原生态系统。
森林生态系统的作用
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森林覆盖率是衡量一个国家和地区生态环境的重要指标。
如果一个地区的森林覆盖率达到30%，并且分布比较均匀，就能够有效地调节气候，减少自然灾害的发生。
森林的具体作用有以下几个方面：
①调节生物圈中O2和CO2的相对平衡 处于生长季节的每公顷阔叶林一天可吸收1000kg的CO2，放出730kg的O2。
平均每人拥有10m2的森林，即可以满足多氧环境的需要。
②净化空气 植物的枝叶能吸附烟尘、粉尘等污染物和SO2等有毒气体，如夹竹桃、梧桐、柳杉、槐树能吸收SO2，松树的针叶分泌物能杀死结核杆菌和白喉杆菌等。
③消除噪音 30m宽的林带便可以吸收和降低噪音6～8分贝。
④涵养水源、保持水土、防风固沙。
⑤调节气候、增加降水、美化环境。
我国古代森林覆盖率高达60%以上，现在我国的森林覆盖率仅16.55%，人工造林面积居世界第一。
农业生态系统的原理
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首先是生态系统中能量的多级利用和物质循环再生。
食物链是生态系统能量流动和物质循环的主渠道，它既是一条能量转换链，也是一条物质传递链，还是一条增值链。
其次农业生态系统的各种生物之间遵循相互依存、相互制约的原理。
在农业生态系统中，人们利用生物种群之间的关系．对生物种群进行人为调节，增加有害生物的天敌种群，可以减轻有害生物的危害。
如放养赤眼蜂防治稻纵卷叶螟，防止农药的污染。
生态农业的设计和布局主要从平面、垂直、时间、食物链等方面着手。
平面设汁是在一定区域内．确定各种作物的种类和各种农业产业所占的比例及分布区域，即农业区划或农业规划布局。
垂直设计是运用生态学的原理．将各种不同的种群组合在合理的复合生产系统，达到最充分、最合理地利用环境资源的目的。
垂直结构包括地上和地下两部分，地上部分包括不同作物在不同层次空间上的茎、叶的合理配置，以便最大限度地利用光、热、水，气等自然资源。
地下部分是复合作物的根系在不同土层中的分布，以更好地利用土壤中的水分和矿质元素。
时间上的设计是根据各种农业资源的时间节律，设计出有效利用农业资源的生产格局。
主要包括各种作物种群的嵌合设计，如套种、复种、育苗移栽，改变作物生长期的调控设计。
食物链的设计是根据生态学的原理和当地的实际情况科学地设计农业生态系统内的食物链结构．实现对物质和能量的多级利用，提高整体经济效益。
其重点是在原有的食物链中引入或增加新的环节。
例如，引进天敌动物以控制有害昆虫的数量．增加新的生产环节将人们不能直接利用的有机物转化为可以直接利用的农副业产品等。
生态系统中某种生物减少引起其他物种变动情况。
处于食物链中第一营养级的生物减少而导致的其他物种变动：
在某食物链中，若处于第一营养级的生物减少，则该食物链中的其它生物都减少。
这是因为第一营养级是其它各种生物赖以生存的直接或间接的食物来源，这一营养级生物的减少必会引起连锁反应，致使以下营养级依次减少。
“天敌”一方减少，对被食者数量变动的影响：
若一条食物链中处于“天敌”地位的生物数量减少，则被食者数量因此而迅速增加，但这种增加并不是无限的。
而是随着数量的增加，种群密度加大，种内斗争势必加剧，再加上没有了天敌的“压力”，被捕食者自身素质（如奔跑速度、警惕性、灵敏性等）必会下降，导致流行病蔓延，老弱病残者增多，最终造成密度减小，直至相对稳定，即天敌减少，造成被食方先增加后减少，最后趋向稳定。
若处于“中间”营养级的生物减少，另一种生物的变化情况应视具体食物链确定。
研究时，按照从高营养级到低营养级的方向和顺序考虑。
生态标准原则
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坚持生态标准原则,就是以自然、社会和人的和谐统一为主题,推进生态城市和环保模范城市群建设,发展循环经济,集中解决水污染、大气污染、森林覆盖率低、固体废弃物污染和局部环境脏乱差问题。
对生态功能区和重点生态资源实施强制性保护。
搞好中水回用,开发新水源,建设节水型城市。
发展清洁能源。
大规模植树造林,提高人均占有绿地水平。
完善环境与发展综合决策机制,加强环保能力建设。
大量观测数据和经验表明，生态系统是生物体与气候、水、土等诸因素组成的相互制约和促进，相对平衡并有自我修复组织功能的系统。
某种人为因素的介入会打破它的平衡，而一旦介入因素削弱或消失，大多数系统仍具有逐渐恢复到接近原生态状况的自我修复能力。
这里要注意的是人力工程仅能作用于局部，自我修复则可以普惠广袤大地。
生态系统的类型
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生物群落与它的无机环境相互作用而形成的统一整体，叫做生态系统。
生态系统的范围有大有小。
地球上最大的生态系统是生物圈，它包括地球上的全部生物及其无机环境。
在生物圈这个最大的生态系统中，还可以分出很多个生态系统，例如一片森林、一块草地、一个池塘、一块农田、一座城市等，都可以个自成为一个生态系统。
森林生态系统
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森林生态系统发布在湿润或较湿润的地区，其主要特点是动物种类繁多，群落的结构复杂，种群的密度和群落的结构能够长期处于较稳定的状态。
森林中的植物以乔木为主，也有少量灌木和草本植物。
森林中还有种类繁多的动物。
森林中的动物由于在树上容易找到丰富的食物和栖息场所，因而营树栖和攀援生活的种类特别多，如犀鸟、避役、树蛙、松鼠、貂、蜂猴、眼睛猴和长臂猿等。
森林不仅能够为人内提供大量的木材和多种林副业产品，而且在维持生物圈的稳定、改善生态环境等方面起着重量的作用。
例如，森林植物通过光合作用，每天都消耗大量的二氧化碳，释放出大量的氧，这对于维持大气中二氧化碳和氧含量的平衡就有重要意义。
又如，在降雨时，乔木层、灌木层和草本植物层都能够截留一部分雨水，大大减缓雨水对地面的冲刷，最大限度地减少地表径流。
枯枝落叶层就像一层厚厚的海绵，能够大量地吸收和贮存雨水。
因此，森林在涵养水源、保持水土方而起着重要作用，有“绿色水库”之称。
草原生态系统
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草原生态系统分布在干旱地区，这里年降雨量很少。
与森林生态系统相比，草原生态系统的动植物种类要少得多，群落的结构也不如前者复杂。
在不同的季节或年份，降雨量很不均匀，因此，种群密度和群落的结构也常常发生剧烈变化。
草原上的植物以草本植物为主，有的草原有少量的灌木丛。
由于降雨稀少，乔木非常少见。
哪里的动物与草原上的生活相适应，大都具有挖洞或快速奔跑的行为特点。
草原上噘齿目动物特别多，它们几乎都过着地下穴居的生活。
如瞪羚、黄羊、高鼻羚羊、跳鼠、狐等善于奔跑的动物，都生活在草原上。
由于缺水，在草原生态系统中，两栖类和水生动物非常少见。
草原是畜牧业的重要生产基地。
在我国广阔的草原上，饲养着大量的家畜，如新疆细毛羊、伊犁马、三河马、滩羊、库车羔皮痒等。
这些家畜能为人们提供大量的肉、奶和羊毛。
此外，草原还能调节气候，防止土地被风沙侵蚀。
由于过度放牧以及鼠害、虫害等于原因，我国的草原面积正在不断减少，有些牧场面临着沙漠化的威胁。
因此，必须加强对草原的合理利用和保护。
海洋生态系统
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海洋占地球表面积的71%。
整个地球上的海洋是连成一体的，可以看作是一个巨大的生态系统。
海洋中的生物种类与陆地上的大不相同。
海洋中的植物绝大部分是微小的浮游植物。
海洋中的动物种类很多，从单细胞的原生动物到动物中个体最大的蓝鲸，大都能够在水中游动。
海洋中的某些洄游鱼类，在一生中的一定时期是在淡水中生活的，如鲑鱼、大马哈鱼等。
海洋中的浮游植物个体很小，但是数量极多，它们是植食性动物的主要饵料。
在浅海区还有很多大型藻类，如海带、裙带菜等。
在水深不超过200m的水层，光线较为充足，有大量的浮游植物，海洋动物的许多种类主要集中在这样的水层，其中有大量的浮游动物、虾、鱼等。
在水深超过200m的深层海域，植物难以生存，但是还有不少动物栖息，这些动物一般靠吃上层水域掉落小来的生物遗体、残屑生活。
海洋在调节全球气候方面起着重要的作用，同时，海洋中还蕴藏着丰富的资源。
人们预计，在21世纪，海洋将成为人类获取蛋白质、工业原料和能源的重要场所。
湿地生态系统
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人们通常将沼泽和沿海滩涂称为湿地。
按照《关于特别是作为水禽栖息地的国际重要湿地公约》的定义，沼泽地、泥炭地、河流、湖泊、红树林、沿海滩涂等，甚至包括在低潮时水深不超过6m的浅海水域，都属于湿地。
我国的湿地种类众多。
海涂蜿蜒，江河纵横。
湖泊星罗棋布，沼泽散缀南北。
此外，还有大量的人工湿地，如水库、池塘和稻田等。
这众多的湿地不仅具有明显的经济效益，而且具有巨大的生态效益和社会效益。
湿地常常作为生活用水和工农业用水的水源，被人们直接利用。
湿地还能够补充地下水。
在多雨或河流涨水的季节，湿地就成为巨大的蓄水库，起到调节流量和控制洪水的作用。
例如，我国三江平原有许多沼泽，沼泽和沼泽化土
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