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生态系统是生物学中的一个重要概念。它是指在一定的空间和时间范围内，生物与环境相互作用形成的统一整体。生态系统包括两大基本组成部分：生物成分和非生物成分。这两部分通过复杂的物质循环和能量流动过程，维持着生态系统的动态平衡。
生态系统的生物成分包括四个主要类群。生产者主要是绿色植物和某些细菌，它们能够通过光合作用制造有机物，是生态系统的基础。初级消费者是草食动物，直接以植物为食。次级消费者是肉食动物，以草食动物为食。分解者包括细菌和真菌，它们分解动植物的遗体，将有机物转化为无机物，供生产者重新利用。这样形成了完整的营养级结构。
生态系统的非生物成分是环境因子的总称，对生物的生存和分布起着决定性作用。气候因子包括温度、湿度、光照和降水，直接影响生物的生理活动。土壤因子如pH值、养分含量和土壤结构，决定了植物的生长状况。地形因子包括海拔、坡度和地貌特征，影响生物的空间分布。水分因子涉及水质、水量和水温，对水生生物尤为重要。这些非生物因子相互作用，共同塑造了生态系统的环境条件。
能量流动是生态系统的重要功能之一。太阳能是生态系统能量的最终来源，通过生产者的光合作用进入生态系统。能量在生态系统中呈单向流动，不能循环利用。能量在各营养级间传递时遵循10%定律，即每个营养级只能获得上一级约10%的能量，其余90%以热能形式散失到环境中。这种能量的逐级递减形成了典型的能量金字塔结构，营养级越高，可利用的能量越少。
物质循环是生态系统的另一重要功能。与能量流动不同，物质在生态系统中可以循环利用。主要的物质循环包括碳循环、氮循环和磷循环。碳循环通过光合作用将大气中的二氧化碳转化为有机物，再通过呼吸作用和分解作用释放回大气。氮循环涉及大气氮的固定、硝化和反硝化过程。磷循环主要在土壤、植物和动物间进行。这些物质循环保证了生态系统中营养元素的持续供应，维持了生态系统的稳定性。