生态系统要维持正常的运转，就离不开一定的能量、物质和信息在生物与无机环境、生物与生物之间进行无休止的传递、转化和再生。地球资源是有限的，生物圈生态系统能长期生存并不断发展，就在于物质的循环再生和能量的流动转化。

(1)物质循环又称生物地化循环,是生态系统存在发展的物质基础指非生物环境中的各类参与合成和建造有机体的物质，在环境与生物之间反复循环的过程。生物圈中的物质是有限的，原料、产品和废物的多重利用和循环再生是生态系统长期生存并不断发展的基本对策。生态系统内部必须形成一套完整的生态工艺流程，其中每一组分既是下一组分的“源”,又是上一组分的“汇”。某一种有机体排出的作为废物的东西。会被另一种有机体当作原料而吸收。自然界的辞典中没有“废物”的概念。McDonough等在《下一个工业革命》一文中，认为新的工业将是自然循环整体中的一部分，其废弃物将是自然的食物并为自然带来成长的营养。

(2)能量流动是生态系统得以正常运转的动力源泉，具有以下特性:第一，连锁性。生态系统中的能量流动是通过以各种有机体为载体的食物链渠道进行的。食物链是生态系统中的营养结构，它的各环节上所有生物种的总和被称为“营养级”。由于消费者往往是杂食性的，从而使这些食物链错综交织连接成食物网。食物网不仅表现着生态系统内各生物体之间复杂的直接或间接的相互捕食关系，也反映了生物的广泛适应性。第二。递减性。即“生态金字塔”。生态系统的能量流遵循热力学第一定律和第二定律，输人的能量总是和生物有机体转换的、储存的、释放的能量相等。而在能量传递和转换过程中，除一部分可以继续传递和做功的能量外，总有一部分不能继续传递和做功而以热的形式耗散，呈现出递减性的特征。按照林德曼效率理论，营养级间的同化能量之比值是 1/10。第三，单向性。能量只能一次流经生态系统，它既不循环，也不可逆，沿着前进方向一去不回返。

能量流动和物质循环是生态系统的两个基本过程，正是这两个过程使生态系统各个营养级之间和各种成分之间组成为一个完整的功能单位。物质的流动是循环式的，各种物质都能以可被植物利用的形式重返环境。能量流动和物质循环都是借助于生物之间的取食过程进行的，但二者是相互制约、相辅相成而不可分割的，物质流是能量流的载体，而能量又推动着物质的运动，二者将生态系统联系成一个有机的统一整体，并共同构成生

态系统演替和发展的动力。