綠色植物在進行光合作用製造有機物的同時，也就把太陽能轉變為化學能，並貯存在有機物質中；生產者貯存的能量通過食物鏈首先轉移給食草動物，再由食草動物轉移給食肉動物，最後由還原者分解動植物的屍體，消費者和還原者又都不斷地進行呼吸作用，消耗一部分貯存於體內的化學能，並以熱能的形式放散到環境中去。能量轉換是單方向的，不是周而複始的，即進入生態係統的能量隻能來自太陽輻射，以生物為中心環節放散到環境中的能量不會再回到太陽上去。地球上所有生命包括人類在內，都靠來自太陽輻射並進入生物圈的能量來維持生命，太陽能對於人類具有重要作用，如何利用太陽能是一個極有意義的課題。太陽輻射隻有被綠色植物吸收才可能生效。因此保護生物資源，特別是保護綠色植物是人類利用太陽能物質的前提。我們必須強化這一最基本的環境意識，因為用人工方法仿照光合作用的過程，直接利用太陽能在工廠裏生產出澱粉的時代還遠遠沒有到來，人類隻能通過綠色植物獲取太陽能來維持生命。從物質循環來看，在自然界中有許多基本元素是生物所必需的，維持有機體生命活動的元素有40多種，其中碳、氫、氧、氮、硫、磷等是構成生物有機體的主要元素，占原生質成分的97%。
這些物質以水、二氧化碳、硝酸鹽和磷酸鹽等礦物形式通過食物鏈在各營養級之間逐級傳遞，最後經微生物的分解作用，把有機物分解成無機物，以礦物的形式歸還給環境供植物利用。另外，生物通過異化作用將自身的組成物質不斷地氧化分解，並把分解的產物排出體外，歸還給環境。以上這些物質就是這樣一次一次地周而複始地循環，而且各種物質都有各自的循環途徑。把基本物質元素合成對人類有用的有機物，如糧食、蔬菜、水果、肉、蛋、奶等，從根本上說是通過以生物為中心環節的物質循環實現的。因此，遵循物質循環的規律，最大限度地利用環境中的物質元素，提供給人類豐富的營養物質，首先是要保護和合理利用生物資源，我們必須同樣強化這一最基本的環境意識。另外，人為的汙染物質的循環與以生物為中心環節的物質循環途徑基本一致，如進入大氣、水體和土壤的汙染物，或直接為人類所吸收，或通過食物鏈逐級富集而最後傳給人類，或在遷移轉化過程中損害某些生物資源等等。遵循物質循環的規律，弱化汙染物遷移轉化的條件，切斷汙染物富集的某一環節，就可以減輕或免除生物和人類所遭受的危害。因此，掌握物質循環規律，對於汙染的防治具有重要意義。以生物為中心環節的能量轉換和物質循環規律，普遍存在於自然生態係統中，也存在於有生物的人工環境中。所不同的是：第一，在自然生態係統中，能量轉換和物質循環不需要借助人類的行為，隻由生物的生命活動來完成，是純粹的生物轉換和生物循環；而在人工係統中，很多情況下，人類的行為是生物轉換和生物循環不可缺少的外部條件，如牲畜的飼料不是由它們直接取之於環境，而是由人類供給。第二，在自然係統中加入能量轉換和物質循環的能量和物質都是人類創造的自然物質，如作物和化肥、農藥，牲畜的飼料、藥品，以及生物所需要的一些光能、熱能等。
但是，這些形式上的不同，並不能否定能量轉換和物質循環規律在人工係統中的存在和作用，也決不意味著人類可以代替生物來完成以生物為中心的能量轉換和物質循環，人類在與環境的協調發展中必須承認和積極利用上述規律，以保持自然界的生態平衡。生態平衡包括下述三方麵：第一是功能平衡，即生態係統中的生物與環境之間、各種生物之間的能量轉換和物質循環暢通。第二是輸出和輸入平衡，即生物總體取之於環境的能量和物質與其歸還給環境的能量和物質平衡。第三是結構平衡，即生態係統中的生物種類相對穩定，各生物種類數量也相對穩定並保持適當的比例；非生物的環境因素或環境物質的組成相對穩定；生物與環境相互作用的關係相對穩定。上述三個方麵是相互聯係，相互影響的，其中結構上的平衡是生態平衡的基本前提條件，功能上的平衡和輸出輸入的平衡是結構平衡作用的結果。生態的平衡是動態的平衡，因而是相對的平衡。
因為係統內部的構成因素是變化的，結構在一定條件下也可能變化，從而引起功能和輸出輸入的變化。所以平衡是相對的、暫時的，原來的平衡變成不平衡，不平衡又會為新的平衡所代替。生態平衡就是在這樣的變化運動和發展中實現的。生態係統之所以能保持相對平衡狀態，主要是由於其內部具有自動調節機能。這種機能主要是以生物個體、種群落的顯著適應能力及其優勝劣汰為基礎，因此當係統的某一部分出現機能的異常，就可能被其他部分的調節所抵消，或者使遭到局部破壞的生態得到修複。但是一個生態係統的自動調節能力有一定限度，當係統內部因素和外界因素的變化尤其是人為因素的影響超出這個限度，生態平衡就會遭到破壞。生態平衡遭受破壞主要表現在結構改變和功能衰退上。結構改變有兩種情況，一是生態係統的構成部分缺損或增加，如某些物種的滅絕，新的生物種被引進，農田中農藥的使用等；二是每一組成成分在數量上的減少或增多，如大氣中二氧化硫的大量增加，降水量減少和地下水短缺，土壤中重金屬含量增加等。
日本發生的足尾銅礦山事件就是典型例證。早在一個世紀前，足尾銅礦山的廢水排入了農田，使土壤含銅量高達萬分之二，水稻株高僅10厘米，造成嚴重減產。後來，類似情況又一再發生，終於使礦山周圍的大片農田淪為不毛之地。因引進新的物種使生態平衡遭受破壞的情況，在澳大利亞有突出的表現。澳大利亞為了發展畜牧業，引進了大量的牛羊，然而意想不到的事情發生了，4500萬頭牛每天有4.5億堆又大又濕的牛屎排泄在草地上，大片大片的草地被牛糞蓋得嚴嚴實實，壓抑牧草生長；牛糞風化後又幹又硬，幾年也不分解，擋住牧草，植物呈現“黃化現象”，不久即枯死，每年被牛糞毀壞的草場竟達240萬公頃，嚴重破壞了牧場的生態平衡。功能的衰退主要是由於結構的改變引起的，如當土壤中銅過量時，銅被植物根係吸收後形成穩定的化合物，破壞根係的正常代謝功能，引起植物的生育障礙，結果造成太陽能和構成生物有機體的物質元素在生物之間的流動受阻；如果食物鏈某個環節的生物量減少或滅絕，則會造成能量和物質運動的不同程度的中斷。生態平衡的破壞有自然原因，也有人為因素。大量事實說明，人類對自然資源的不合理利用，工農業發展帶來的環境汙染，如毀林開荒、濫墾過牧、圍湖造田、濫獵濫捕、濫施農藥和化肥、任意排放生產過程中產生的汙染物質等，是生態平衡破壞的主要原因。因此，如何控製人口自身活動，對於保持生態平衡、實現人口與環境的協調發展，就顯得特別重要。