生态圈是全球生态系统的总和，生态系统(Ecosystem )是指生物群落与其周围环境相互作用的自然系统。例如森林、草原、湖泊、河流、海洋、农田。生态系统的结构，或称生态系统的三要素是:(1)外源能；(2)生物间的特殊关系，(3)营养物质循环。
(一)，通过能量流构成性物间的特殊关系 在自然生态系统中的外源能是太阳能，所有活的有机作生存均要求能量。主要由太阳能提供，通过绿色植物和光合微生物（一级生产者，Primary producer)上行光合作用，将太阳能转化成生物体内的化学能，固定CO2及矿物质营养合成有机质，它们本身消耗一部分能量进行呼吸，另一部分能量以有机质形式贮存体内。这些有机质为动物及异养微生物(消费者，Consumer)提供生活的物质基础。食草动物食用植物，食肉动物又食用食草动物，如蚜虫吃小麦，瓢虫吃蚜虫，山雀吃瓢虫，老鹰吃山雀，形成自长界的食物链(food chain)，能量和营养物质通过食物链从一种生物群体传递给另一种生物群体。一个生物群落中许多食物链彼此相互交错连接的复杂营养关系称食物网。食物链中的各个环节为不同的营养水平，能量和物质由低级营养水平流向高一级营养水平。每流动一级，能量均因呼吸需要而损失一分部，还要废异一部分不能利用的能。据估计一个营养水平至另一营养水平，80%--90%的能量因呼吸或降解作用而消耗掉，仅10%--20%留存于高一级营养水平的有机体中。所以人们从愈低级的营养水平得到食物，可利用的能量则愈大，如果人类只吃绿色植物，世界则可养活更多人口。
植物和动物的排泄物和尸体是一些废弃物，这些废物由腐生物进行分解，这些异样微生物不仅清扫了人类生活的环境，使人类有地可容，更重要的是分解生物合成的有机质，释放出营养元素，使营养元素得以循环。
(二)营养元素循环 碳、氢、氧、氮、硫、磷、钾、铁等许多元素构成生物体的必要营养，生物只有不断从环境中摄这些营养元素才能生长、发育和繁衍后代。可是地球这些元素的贮存量毕竟是有限的，而生命的延续和发展却无穷无尽，两者之间的矛盾只有靠自然界物质不断循环转化才能解决。生物圈中植物和自养微生物的生物合成将无机营养元素转化为有机物质，并贮存能垦，它们在合成有机物质的同时，进行分解作用，通过呼吸代谢，矿化一部分有机质.释放CO2,而装大量的有机质分解由腐生物生物完成，它们的生命活动能使复杂有机质逐步降解，最终成CO2,同时将矿物质元素释放出来，完成元素的生物循环。在陆地上这种循环主要在土壤中进行，这是土壤微生物一个重要的功能。在水体系统，由水生植物和藻类人及水体中的腐生微生物推功着元素的生物循环。生物循环的特点是运转迅速，生态系统可以依靠充分再循环经济利用营养元素，进行生产。
由于水的径流和土壤冲刷等运动，陆地和大气中的部分营养元素被转运至水体和海洋,在海洋的海湾区或100m的上层海水中，营养元素经过反复生物循环后，可进人海底沉积物。这样，元素将进人地质循环。这些元素再带至地面则需要很长时间，如沉积岩或句矿质燃料。
以上所述，微生物在土壤和水域中作为有机质灼分解者，在元素循环起着不可取代的作用，它在生态系统中，与植物、动物构成能量和物质运转的特殊关系，维持着生态系统的平衡。
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