任何生物與其環(huán)境構(gòu)成一個不可分割的整體，任何生物均不能脫離環(huán)境而單獨生存，這被美國學(xué)者康芒納確定為生態(tài)學(xué)的第一定律。運用系統(tǒng)科學(xué)已經(jīng)取得的成就，生態(tài)學(xué)家使用穩(wěn)恒態(tài)、反饋、能量流等概念，來研究生態(tài)系統(tǒng)間的相互作用。在整體論思維的支配下，生態(tài)學(xué)重視種群，重視在群落中研究個體。

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在整體的觀念之下，循環(huán)的觀念、平衡的觀念、多樣性的觀念，是生態(tài)學(xué)中突出的三大觀念。

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構(gòu)成生態(tài)系統(tǒng)之整體性的，首先是生態(tài)系統(tǒng)各子系統(tǒng)之間構(gòu)成的循環(huán)關(guān)系。自然生態(tài)系統(tǒng)基本的循環(huán)，是生產(chǎn)者-消費者-分解者之間的循環(huán)。通過光合作用儲存太陽能的綠色植物和光合細(xì)菌是生產(chǎn)者，食草動物是初級消費者，食肉動物是次級消費者，大型食肉動物是三級消費者。在這些逐次為后者提供能量和營養(yǎng)的生命之間，形成了一個金字塔形的食物鏈。中國有句俗話叫“大魚吃小魚，小魚吃蝦米，蝦米吃泥巴”，形象地反映了水生生物的食物鏈。所謂的金字塔是指，越是處在塔基的生物數(shù)量越多，植物最多，初級食草動物次之，食肉動物再次，大型食肉動物最少。比如昆蟲吃植物，鳥類吃昆蟲，狐貍吃鳥類，獅虎吃狐貍，獅虎是最少的，因此才有“一山不容二虎”的說法。以海洋食物鏈為例，一條鯨魚一頓要吃1噸、約5000條鯡魚，一條鯡魚飽食一頓需要近10只小甲殼動物，一只甲殼動物一頓要吃約13萬片硅藻。

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如果只是一味地單向生產(chǎn)和消費，那么一個有限的地球很快就會被消耗掉。地球上將會到處是動物和植物的尸體。新生的動植物既沒有生存物質(zhì)，也沒有生存空間了。所幸的是，地球生態(tài)系統(tǒng)中還有一個極為重要的環(huán)節(jié)，那就是分解者——微生物。微生物直到19世紀(jì)才被法國生物學(xué)家巴斯德發(fā)現(xiàn)并確立起來，從而將地球生命系統(tǒng)由原來的植物-動物兩界說擴(kuò)展成植物-動物-微生物三界說。微生物專事分解動植物的尸體，將之轉(zhuǎn)化成為植物生產(chǎn)所需的新養(yǎng)料。有了微生物這個分解者，地球生命系統(tǒng)的循環(huán)就建立起來了。在一個池塘里，浮游植物是魚的營養(yǎng)源，魚死后，水里的微生物把魚的尸體分解為基本的化合物。這些化合物又是浮游植物的營養(yǎng)源。

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通過食物鏈，大大小小的生態(tài)系統(tǒng)各以其特有的方式緊密地聯(lián)系在一起。達(dá)爾文在他的《物種起源》中曾經(jīng)提到三葉草與蜜蜂共生的故事。英國盛產(chǎn)三葉草，它是牛的主要飼料。英國也盛產(chǎn)野蜂，而且正是因為盛產(chǎn)野蜂才盛產(chǎn)三葉草，因為野蜂有很長的舌頭，能夠有效地替三葉草深紅色的花朵傳授花粉。但是，田鼠喜歡吃野蜂的蜜和幼蟲，從而影響三葉草的授粉。但貓吃田鼠，有貓的地方田鼠少，三葉草就長得茂盛，養(yǎng)牛業(yè)就發(fā)達(dá)。貓少的地方田鼠多，三葉草少，牛飼料就少，養(yǎng)牛業(yè)發(fā)達(dá)不起來。后來有人將這個故事進(jìn)一步演繹下去，說英國海軍的主要食品是牛肉罐頭，所以英國雄霸海上的大功臣應(yīng)該是貓。生物學(xué)家赫胥黎聽了這個故事之后，又補充說，英國的貓主要都是由老小姐喂養(yǎng)的，因此英國有如此強(qiáng)大的海軍，功勞在英國的老小姐們身上。

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像貓與三葉草這樣的故事在地球生命系統(tǒng)中普遍存在，因此一種生物的減少或滅絕將會引起一連串意想不到的神奇的連鎖反應(yīng)。美國西部落基山脈以東，曾經(jīng)是遼闊的大草原。印第安民歌這樣唱道：“高高的落基山，無邊的大草原/莽莽蒼蒼的綠色原野/曾是我們祖先的家園?！钡缃?，這里已是一片沙漠。早期的歐洲移民導(dǎo)致了這一切。他們?yōu)榱俗约旱慕?jīng)濟(jì)利益，大興畜牧業(yè)，改造大草原；他們大量槍殺野牛和羚羊，因為它們與家養(yǎng)的牛羊爭奪水、草；他們大量槍殺狼，因為它們吃家養(yǎng)的牛羊；他們還在草原上放毒藥，大量捕殺草原犬鼠，因為它們的洞穴使牛足深陷其中，傷害牛腿。沒過多長時間，草原上的野牛、羚羊消失了，狼和鼠滅絕了。不久，那些誤食了有毒犬鼠尸體的鷹隼和其他動物紛紛死去。再過些時候，那些過去被鷹隼捕食的小型嚙齒動物大批繁殖起來，對草原進(jìn)行大肆破壞。加上牛羊越來越多，過度放牧，草原上的草越來越少，最后連草根也被吃光了。植被破壞后，經(jīng)風(fēng)力的侵蝕，大草原逐漸被沙化，成了荒涼的大沙漠。生物之間的食物鏈關(guān)系、金字塔結(jié)構(gòu)和循環(huán)體系處在一種動態(tài)的平衡之中。如果這種平衡被打破，整個生態(tài)系統(tǒng)都會受到損害。正所謂“一損俱損，一榮俱榮”。20世紀(jì)初年，美國總統(tǒng)老羅斯福為了保護(hù)亞利桑那州北部森林中的鹿，大肆捕殺狼。結(jié)果，鹿過量地繁殖，小草和樹木都被吃光了，綠色植被急劇減少。植被一減少，鹿又大量地死亡，結(jié)果森林和鹿都沒有保住。本來狼吃掉一些鹿，可以控制鹿的種群數(shù)量，而且吃掉的都是一些病鹿，反而有效地控制了疫病對鹿群的威脅。老羅斯?？偨y(tǒng)為了保護(hù)鹿，卻毀了整體森林生態(tài)系統(tǒng)。這真是人算不如天算。