任何一个生态系统都可以划分为非生物成分和生物成分二部分。
(一)非生物成分
非生物成分包括生态系统中所有非生命物质,如太阳辐射、温度、C、N、H2O、 O2、CO2、蛋白质、碳氢化合物、脂类、腐殖质等等。
(二)生物成分
生物成分指生态系统中各种生物。根据它们在能量流动和物质循环中的作用,可以分为生产者、消费者和分解者三类。
1.生产者
生产者是指系统中的自养型植物,包括所有进行光合作用的绿色植物和化学自养植物。它们所利用的能量全部来自于非生物环境,故也称初级生产者,
绿色植物通过光合作用将无机物(CO2、H2O和无机盐类)合成有机物,将太阳能转化成化学能。太阳能也只有通过生产者,才能源源不断地进入生态系统,成为消费者和分解者的唯一能量来源。
化学自养植物是从简单的无机物中获取能量,如把硫化物离子氧化成硫,硫再氧化成硫酸盐离子;铵离子氧化成游离氮气或亚硝酸根,亚硝酸根氧化成硝酸根,从而获得能量。
2.消费者
消费者为系统中的异养型生物,包括各类动物和某些腐生或寄生菌类。它们既不能转化太阳能,也不能利用无机化学键能,只能依赖于生产者生产的有机物为营养来获得能量,以维持自身的生命活动。
其中:
直接以绿色植物为食物的消费者称草食动物,如羊、牛、马、兔、蝗虫、螺蛳等,也叫初级消费者或一级消费者;
以食草动物为食物的消费者称食肉动物,如山雀、蝙蝠、青蛙等,也称二级消费者;
以二级消费者为食物的消费者为三级消费者,蛇、狼、狐狸等;
以三级消费者为食物的消费者为四级消费者,四级消费者多为大型凶禽猛兽,如狮、虎、豹等,其上不再有其他消费者,故又称顶级消费者或顶级食肉动物。
有些动物,既食植物,也食动物,称为杂食动物,如熊、鱼等。人属于杂食性的。
3.分解者
分解者也是异养生物,主要是细菌和真菌,另有些原生动物和腐食性动物,如白蚁、蚯蚓、千足虫和一些软体动物等。它们利用死动植物残体而获得能量,在这过程中,将死动植物的复杂有机化合物分解成为简单的化合物,最终分解成为无机物质,可被生产者再利用。
生产者在生态系统中具有重要意义,太阳辐射的能量只有靠绿色植物的光合作用来转化而进入生态系统,地球上每年有机物的生产量有99%是植物生产的,这些物质是生态系统中其他生物赖以生存的物质基础。
分解者也在生态系统中扮演着重要角色,所有生物的尸体都需由分解者分解,如果没有它们,地球上的物质循环和能量流动将无法进行,而动植物尸体将堆满整个地球表面。
生态系统不仅有各种组成成分,而且各组分之间并不是杂乱无序的,而是存在高度的有序性。生态系统中的各种生物种类,种群数量,种的空间配置(水平和垂直分布),种的时间变化(发育和季相)及其生物种群之间的营养关系网构成了生态系统的形态结构和功能结构,而植物群落的时空结构往往对生态系统的形态结构起着决定性的作用。
如热带森林的分层,决定了鸟类和哺乳动物的空间分布。在树冠之上为食昆虫的鸟和蝙蝠类和一定比例的食肉类动物(如鹫);冠层是取食叶、果和花蜜的鸟、蝙蝠及其他一些哺乳动物为主,有少数食昆虫类和杂食类动物;森林中层以杂食性动物为主,有少量食肉动物,它们也可以上到冠层,或下到地面层活动;下层则以大型植食性或食肉类哺乳动物为主,鸟类少;地面层为小型哺乳动物和鸟类,具有一定攀缘能力,主要以食昆虫类和杂食类动物为主,也有一些植食性的和食肉动物。
实际上,其他动物和微生物等也同样具有各自的空间活动范围,植物群落越复杂,生境差异越大,动物和微生物的种类就越丰富。同样,植物群落的水平分布和时间变化也决定了其他生物的水平分布和时间变化,由此也构成了生态系统中的形态特征。