人工環境在具體的時空條件下，是比自然環境相對理想的人類生存環境，它的創造和不斷發展又反過來促進了人類自身的發展。因此，人類出現以後，在使地球曆史進入社會發展階段的同時，也進入了人類與環境辯證發展的新階段。總之，人類今天賴以生存的環境，是由無機到有機，由純粹自然環境到人工環境，由簡單到複雜，由低級到高級發展而來的。它既不是單純地由自然因素構成，也不是單純地由社會因素構成，而是在自然背景基礎上，經過人類改造加工形成的。從人類生存環境形成的曆史，可以預測人類與環境辯證發展的過程中有兩種可能的趨勢：一是人類與環境協調發展，則人類隨著環境的不斷優化而發展；二是人類隨環境惡化而不斷惡化，將限製人類發展，當這種失調發展到對抗程度時甚至會毀滅人類自身。
對於後一種趨勢，全世界的有識之士表示了極大的關注。30年前，有人提出“人類隻有一個地球”的警告，今天已在世界範圍內取得了共識，標誌著人類與環境協調發展將進入一個新的發展階段。人類以其聰明才智，創造了促進自身發展的生存環境，也完全有能力避免後一種可能的出現，實現人類與環境的協調發展。自然資源可分為非生物資源和生物資源。非生物資源總量有限，不可替代，也不可再生。隨著人口增長和生活水平的提高，世界人均非生物資源需要量猛增，同人口增加導致的人均非生物資源減少形成尖銳矛盾。生物資源雖具有再生功能，但其數量，在任何一個生態係統內，都要受生物學規律製約，不可能無限製增長。如果在一定時期內，人類對生物資源需求量超過生物資源生長量，就會導致人均生物資源占有量減少，再生能力下降，最終打破生態平衡。同時，生物資源和非生物資源相互製約。非生物資源是生物資源再生的物質基礎和前提條件。生物資源雖有再生能力，但若沒有非生物資源，如土地和水，就沒有生物生長的基本條件。水土流失、土地沙化和水源汙染等，必然影響生物生長，而人口過快增長又會對土地、水、大氣、能源和礦物資源產生負效應，從而使生物資源瀕臨危亡。人類生存危機來自人類自身行為，而人口則扮演了重要角色。保羅？埃利希和約翰？霍德倫曾經用一個簡單公式描述了人口與環境的關係，即I＝PAT（P為人口數量，A為人均消費水平或人均GNP，T為環境負效應）。
環境負效應或遭受破壞的程度與人口數量成正比。在過去的半個世紀中該公式的另外兩個因素A和T的變化也不利於環境，不可持續的消費模式和生產模式流行世界各國。人口與自然環境的關係是一個非常複雜的係統，人口數量、質量和結構及其分布等方麵都與環境密切相關。從世界範圍看，第二次世界大戰結束以來，人口對環境的威脅和對自然資源的壓力主要來自兩個方麵：其一是人口的迅速增長，其二是人口向城市迅速集中。在20世紀60年代，世界人口為25億，37年後（1987年）翻一番增加到50億，而21世紀初已超過62億。世界人口規模將繼續以每秒3人，每分鍾180人，每天25萬人，每年9200萬人的勢頭擴大，到2025年將達到85億人，2050年將達到110億人。即使不考慮其他消費需求，僅從人類對淡水、食物和燃料及住室的基本需求來看，世界人口如此迅速增長必然給資源與環境帶來巨大壓力。在人類進入農業社會以前，人口數量適度，消耗的地球貯存能量為數甚微。河流和湖泊未被糟蹋，動物與人也能和睦相處，安然生活於生物圈的平衡狀態之中。
時至今日，60億人不但幾乎耗盡地球資源，而且還摧毀了成千上萬動植物物種。有見識的科學家認為：人類倘若不能與其他生物保持和諧的生態平衡，在生物圈中和其他生物互濟共存，那麼人類必將受到無情的客觀規律的懲罰。自然界、生態環境是人類社會產生的母體和存在發展的物質依托。這種關係和生物與環境之間的關係在本質上不同。生物隻能適應自然，在某種情況下局部地改變自然，但它並沒有人類所特有的意識和能動性。自人類出現，自然史和人類史就開始相互融合，拉開了自然曆史發展進程的序幕。自然界不再是原始自然界，而是深深地打上了人類烙印。從原始農牧業社會開始，逐漸形成人口與環境相互對立又統一的人口環境係統。從當代社會結構理論來看，人口係統屬於社會係統結構中的母係統。其他係統，如政治結構係統、經濟結構係統、產業結構係統、科教文結構係統等均屬於子係統，它們都由母係統發展演化而來，受母係統製約，又反作用於母係統，從而引起母係統的發展變化。不管是母係統還是子係統都通過社會生產力和生產關係的發展變化而發展變化。因此，從人口與環境的關係來看，人口有自然屬性，也有社會屬性。在人類生存空間的整個係統中，人口環境係統中各子係統互動是人口與環境可持續發展的激素。人類活動與環境資源各種能量變動是辯證關係，包括土地資源與人口關係，淡水資源與人口關係，森林資源與人口關係，礦產資源與人口關係，能源資源與人口關係等。
人口與環境資源的循環運動有規律可循。人類在不斷認識自然、改造自然和利用自然的過程中，從最初作為環境中的一個因子，完全受自然界支配，依賴於自然環境變化，走向利用自然、改造自然和征服自然的現代社會。在這一曆史長河中，形成了兩大人口環境係統，即農業環境係統和城市環境係統。農業環境係統是指農業生物群體與自然和社會經濟因素相互作用，在人類活動幹預下建立的人口環境係統。它是在人類不斷加深對自然界的認識過程中逐漸形成、發展和完善的。但近半個世紀以來，由於人口快速增長形成的負效應嚴重破壞了農業環境係統正常運行。人口與環境可持續發展就是要尋求人口變動與農業環境係統之間協調的途徑，促進農業環境係統平衡。城市環境係統則是伴隨著工業化和城市化而形成的一種自循環係統。它是由城市及其生物群體與經濟社會等因素相互作用、影響和製約所形成的人口環境係統。城市環境係統也是建立在人類活動對自然環境係統改造的基礎上，同樣有一個從簡單到複雜，從不完善到完善，再到係統被破壞的過程。人口與環境可持續發展同樣要尋求人口與城市環境係統之間的協調途徑，維護城市環境係統正常運行。人口環境係統按不同分類方法，分為不同類別和層次，還可分為鄉村人口環境係統、城鎮人口環境係統、城市人口環境係統、社區人口環境係統、地區人口環境係統、全球人口環境係統等。掌握環境中以生物為中心環節的能量流動和物質循環規律，對於保護環境、防治環境汙染和環境破壞有著重要的理論意義。
（2）人口能流與生態環境平衡
按獲得能量的方式不同，生物種類一般可分為生產者、消費者和還原者，生產者主要指綠色植物，隻有綠色植物能夠通過光合作用，把太陽能轉化為化學能，把無機物轉化為有機物。生物（包括人類）的一切生命活動都需要能量。能量來源，從根本上說都是來自綠色植物。消費者主要是直接或間接依靠綠色植物所合成的有機物質為食物的動物。其中，食草動物為一級消費者，以食草動物為食的食肉動物為二級消費者，以二級消費者為食的食肉動物為三級消費者……消費者在生態係統或環境的能量轉化和物質循環中是一個很重要的環節。還原者是指各種具有分解能力的微生物，主要包括細菌和真菌。還原者的作用是分解動植物的屍體，一方麵將它們所分解的有機化合物中的光合作用能分散返回到環境中去，並從中獲得自身需要的能量；另一方麵把有機物質分解還原為無機礦物營養成分，除了形成自己身體的部分以外，歸還給環境，再重新供生產者吸收利用。各種生物或各生物群落是通過食物鏈聯係起來的。在生態係統中，一種生物以另一種生物為食，另一種生物再以第三種生物為食……，由此形成的食物關係，稱為食物鏈。食物鏈上的各個環節叫營養級，一條食物鏈上通常有五個營養級：生產者為第一營養級，一級消費者為第二營養級，依次為第三營養級、第四營養級，還原者為第五營養級。低位營養級向高位營養級供給的營養物質和能量，大約按10%的比例轉移，隻有第五營養級例外，因為它所需要的物質和能量可依賴所有其他4個營養級。以生物為中心環節的能量轉換和物質循環是通過食物鏈進行的。從能量轉換來看，太陽向地球的輻射，最後到達地麵或植物的隻有43%，能被植物光合作用所利用的隻有2%。