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生态学是研究生物与环境、生物与生物之间相互关系的生物学分支学科。生态学这个词的概念最早是由德国生物学家恩斯特·海克尔（Ernst Haeckel）提出，即生态学是研究生物体与其周围环境（包括非生物环境和生物环境）相互关系的科学。生态学最基本的任务就是研究、认识生物与其环境所形成的结构以及这种结构所表现出的功能关系的规律。生态学的一般内涵大致可从种群、群落、生态系统和人与自然环境四个方面进行概述。
在环境无明显变化的情况下，种群数量的发展趋于稳定。一个种群所在的环境空间和资源是有限的，只能承载一定数量的生物。当种群所在环境空间承载量接近饱和时，如果种群数量再继续增加，那么种群数量的增长率就会下降乃至出现负值，种群数量就会开始减少；而当种群数量减少到一定程度时，种群数量的增长率会再度上升，最终种群数量达到该环境允许的最大的稳定水平。
一个生物群落中的任何物种都与其他物种存在相互依赖和相互制约的关系。常见的关系有：食物链、竞争和互利共生。对于食物链关系而言，居于相邻环节的两种物种的数量比例有保持相对稳定的趋势，例如，捕食者的生存依赖于被捕食者，其数量也受被捕食者的制约，而被捕食者的生存和数量也同样受捕食者的制约，两者之间的数量保持相对稳定。对于竞争关系而言，物种间常因利用同一资源而发生竞争，例如，植物间争光、争水、争土壤养分；动物间争食物、争栖居地等。长期的进化竞争促进了物种的生态特性的分化，使竞争关系得到缓和，生物群落产生一定的结构，例如，森林中既有高大喜阳的乔木，又有矮小耐阴的灌木，各得其所；林中动物有昼出夜出之分，互不相扰。对于互利共生关系而言，物种间表现出一定的相互依赖关系，例如，地衣中菌藻相依为生，大型草食动物依赖胃肠道中寄生的微生物帮助消化，以及蚁和蚜虫的共生关系等。以上几种关系使生物群落呈现复杂而稳定的结构。
生态系统是由生物群落及其生存环境共同组成的动态平衡系统，是生态学研究的基本单位，也是环境生物学研究的核心问题。生物群落由存在于自然界一定区域内并互相依存的一定种类的动物、植物、微生物组成。生物群落内不同生物种群的生存环境包括非生物环境和生物环境。生物群落同其生存环境之间，以及生物群落内的不同种群生物之间不断进行着物质交换和能量流动，并处于互相作用和互相影响的动态平衡之中，这样就构成了动态平衡的生态系统。
人与自然环境是相互联系、相互依存、相互渗透的关系。一方面，人是自然的一部分，人类的存在和发展时刻离不开自然环境，必然要通过生产劳动同自然环境进行物质、能量的交换；另一方面，人与自然之间又是相互对立的。人类为了更好地生存和发展，要不断地改变自然界的自然状态，而自然环境又竭力要恢复到自然状态，以反抗人类的改造活动。
生态平衡是指生态系统的动态平衡。在这种状态下，生态系统的结构和功能相互依存、相互作用，从而使之在一定时间、一定空间范围内分别通过制约、转化、补偿、反馈等作用处于最优化的和谐状态，表现为能量和物质输入和输出动态平衡。在外来干涉条件下，平衡的生态系统通过自我调节可以恢复到原来的稳定状态。生态系统虽然具有自我调节能力，但只能在一定范围内、一定条件下起作用，如果干扰过大超出了生态系统本身的调节能力，生态平衡就会遭受破坏，这个临界限度被称为生态阈限。
生态位是在生物漫长进化过程中形成的在一定时间和空间拥有稳定的生存资源（食物、栖息地、温度、湿度、光照、溶氧、盐度等），尽量获得最大生存优势的特定生态定位。生态位的形成，有效地利用了自然资源，减轻了不同物种之间的恶性竞争，使不同物种都能获得各自的生存优势，这是自然界各种生物欣欣向荣、生生不息的原因所在。
生态系统中生物借助能量的不停流动，一方面，不断地从自然界摄取物质并合成新的物质；另一方面，又随时分解为原来的简单物质，即“再生”，重新被系统中的生产者所吸收利用，不断进行物质循环，避免环境污染及其对生态系统持续发展的影响。