自然生态系统是介于人工和自然生态系统之间的一种生态系统，农业生态系统可视为半自然生态系统，例如天然放牧草原、人类经营管理的天然林等。
原始生态系统
一个完整的原始森林生态系统是由高大乔木层、乔木层、灌木层、灌草层、草本层、地被物、菌类、附生植物及生活在其中的动物、昆虫等构成的多品种、多层次有机结合体。在过去数十年时间里，由于人类不理智的经济活动，加之在经济利益驱动下，无节制地进行“竭泽而渔、杀鸡取卵”式的破坏性、掠夺性开发，致使大量珍贵植物被“定位清除”，不少山林变为“空林”，教训十分惨痛！如此继续下去，总有一天整个生态系统将会彻底崩溃。
保护好地球的生态系统
如何保护我们的原始生态系统？首先，最重要的是防止人的干扰。随着人类干扰生态的规模日益扩大，自然界中的大批珍贵物种已失去生存之地。因此，领导者要有正确的决策，避免决策失误；要牢固树立“保护第一”的思想，采取有效措施，坚决制止破坏生态的各种行为。
地球上的生物
地球是上百万种生物的家园，包括人类。地球是目前人类所知宇宙中唯一存在生命的天体。地球诞生于45亿年前，而生命诞生于地球诞生后的10亿年内。从那以后，地球的生物圈改变了大气层和其他环境，使得需要氧气的生物得以诞生，也使得臭氧层形成。
臭氧层与地球的磁场一起阻挡了来自宇宙的有害射线，保护了陆地上的生物。地球的物理特性，和它的地质历史和轨道，使得地球上的生命能周期性地持续。地球预计将在15亿年内继续拥有生命，直到太阳不断增加的亮度灭绝地球上的生物圈。
生物圈演化
生物圈演化是指地球生物圈在漫长地质年代所发生的变化。生物圈是地球上有生命存在的特殊圈层。它的存在是从地球上生命的产生开始。它的演化是指生物进化和生物与环境相互作用的进化，以及由此引起的生物圈状况的进化。
生物圈进化可以用生态系统进化来描述：
1.生命在地球上产生，单极生态系统出现。它是由原始异氧生物和原生环境（原始海洋和原始大气）构成的自然生态系统。
2.单极生态系统演化为二级生态系统。20亿年前绿色藻类产生，标志自养生物的出现，单极生态系统演化为具有自养和异养两种生物的生态系统。它导致地球大气中氧的出现和氧化性大气的形成，原生生物圈发展为次生生物圈。
3.三级生态系统的出现。6亿多年前多细胞动物出现，完成了二级生态系统向三级生态系统的发展，形成生产者（植物）、消费者（动物）和转化者（微生物）的三级结构，奠定了生态系统演化的基本格局。
4.人类产生是地球生物圈演化的质变。人通过自己的活动把天然生态系统变为人工生态系统，人类的智慧及智慧指导下的劳动，导致生物圈的根本变化，人成为生物圈演化的重要因素。这是生物圈向智慧圈的发展。
人类文明
地球的矿物和生物等资源维持了全球的人口。地球上的人类分成了大约200个独立的主权国家，他们通过外交、旅游、贸易和多种渠道相互联系。人类文明曾有过很多对于这颗行星的观点，包括神创造人类、天圆地方、地球是宇宙中心等。
动物
动物是自然界生物中的一类，是多细胞真核生命体中的一大类群，称之为动物界。主要包括原生动物、海绵动物、腔肠动物、扁形动物、线形动物、环节动物、软体动物、节肢动物、棘皮动物和脊索动物等，约130万种。
目前已知的动物种类大约有130万种。动物根据水生还是陆生，可将它们分为水生动物和陆生动物；根据有没有羽毛，可将它们分为有羽毛的动物和没有羽毛的动物。
动物的分类
动物的分类根据自然界动物的形态、身体内部构造、胚胎发育的特点、生理习性、生活的地理环境等特征，将特征相同或相似的动物归为同一类。成为脊索动物和无脊索动物两大类。
科学家已经鉴别出46900多种脊椎动物。包括鱼类动物、爬行类动物、哺乳类动物。科学家们还发现了大约100多万种无脊椎动物。这些动物中多数是昆虫，并且昆虫中多数是甲虫。
野生动物同植物一样对环境有多方面的保护作用，特别是珍稀动物，国家都把它们列为保护动物。一个物种如果一旦从地球上消失，就现在的科学水平技术来说，想让它再生是不可能的。物种消失最终危及的是我们人类的生存，这就是生态平衡的科学结论。要爱护鸟类，不吃野生动物，特别是国家规定的保护动物。
有益的动物
青蛙是捕虫能手，青蛙几乎只吃动物性食物。青蛙的食物中，害虫占了80%，其中包括严重危害作物的蝼蛄、天牛、蚱蜢、金龟子、蛞蝓、步行虫、水稻螟、稻纵卷叶螟等。将青蛙用于稻田除虫，有很好的效果。江西省宜丰县的农业专家们近年做了一次“养蛙治虫”的对照实验。他们在一组早稻实验田内每亩放养400~800只青蛙，不施农药；在另一组早稻试验田内喷洒2次农药。将两组稻田进行对照发现，放养青蛙的稻田早稻枯心率低，且早稻产量高出9.2%。由此可见，“青蛙治虫”是增产节约、防止农药污染的可行办法。
鸟类是大自然的重要组成部分，是一项十分宝贵的生物资源。它们不仅将大自然点缀得分外美丽，使自然界更有生机，并给人以美的享受，而且还能产生生态效益和经济效益。特别是食虫、食鼠的鸟类，它们在农林业生产上的作用更为突出。如啄木鸟是著名的“森林医生”，白脸山雀、灰喜鹊、画眉等，一年四季守卫着森林、田野、庭院。主要在夜间活动的猫头鹰，以鼠类为食，是灭鼠能手，一个夏天可以捕食1000只田鼠。秃鹰等鸟类以动物腐肉、秽物为食，在保持环境卫生上起着良好的作用，被称为“自然界的清道夫”。
有害的动物
“老鼠过街，人人喊打！”这是一句大家都广为熟知的俗语。老鼠是一种啮齿动物，体形有大有小。种类多，有450多种。数量繁多并且繁殖速度很快，生命力很强，几乎什么都吃，在什么地方都能住。会打洞、会上树、会爬山、会涉水，而且还糟蹋粮食、传播疾病，对人类危害极大，所以一直受到人类打击。
在古时，人们对鼠这种动物是相当畏惧的。因为老鼠什么东西都咬，还会传播鼠疫，那个时代，人们是没有任何药物能够控制鼠疫的，只能眼睁睁的看着无数的人命都丧失在鼠疫之下。但是，现在随着科技的进步，人们已经掌握了越来越多的消灭老鼠的方法，只是随之而来产生的是生命力越来越顽强的“打不死的老鼠”。
植物
植物是生命的主要形态之一，包含了如树木、灌木、藤类、青草、蕨类、地衣及绿藻等熟悉的生物，现存大约有35万个物种，其中25万多种开花植物、15万种苔藓植物。绿色植物大部分的能源是经由光合作用从太阳光中得到的。
成千上万的植物物种被种植用来美化环境，也为人类的精神生活提供基础需要。
绿色植物光合作用是地球上最为普遍、规模最大的反应过程，在有机物合成、蓄积太阳能量和净化空气，保持大气中氧气含量和碳循环的稳定等方面起着很大作用，是农业生产的基础，在理论和实践上都具有重大意义。据计算，整个世界的绿色植物每天可以产生约4亿吨的蛋白质、碳水化合物和脂肪，与此同时，还能向空气中释放出5亿多吨的氧，为人和动物提供了充足的食物和氧气。
呼吸作用
呼吸作用是高等植物代谢的重要组成部分。与植物的生命活动关系密切。生活细胞通过呼吸作用将物质不断分解，为植物体内的各种生命活动提供所需能量和合成重要有机物的原料，同时还可增强植物的抗病力。呼吸作用是植物体内代谢的枢纽。
呼吸作用根据是否需氧，分为有氧呼吸和无氧呼吸两种类型。在正常情况下，有氧呼吸是高等植物进行呼吸的主要形式，但在缺氧条件和特殊组织中植物可进行无氧呼吸，以维持代谢的进行。
呼吸代谢可通过多条途径进行，其多样性是植物长期进化中形成的一种对多变环境的适应性表现。
植物呼吸代谢受内外多种因素的影响。呼吸作用影响着植物生命活动的进行，因而与作物栽培、育种和种子、果蔬、块根、块茎的贮藏及切花保鲜有着密切关系。人类可利用呼吸作用的相关知识，调整呼吸速率，使其更好地为生产服务。
植物神奇的脉搏
近年，一些植物学家在研究植物树干增粗速度时发现，它们都有着自己独特的“情感世界”，还具有明显的规律性。植物树干有类似人类“脉搏”一张一缩跳动的奇异现象，或许有一些人会问，植物的“脉搏”究竟是怎么回事？
每逢晴天丽日，太阳刚从东方升起时，植物的树干就开始收缩，一直延续到夕阳西下。到了夜间，树干停止收缩，开始膨胀，并且会一直延续到第二天早晨。植物这种日细夜粗的搏动，每天周而复始，但每一次搏动，膨胀总略大于收缩。于是，树干就这样逐渐增粗长大了。
可是，遇到下雨天，树干“脉搏”几乎完全停止。降雨期间，树干总是不分昼夜地持续增粗，直到雨后转晴，树干才又重新开始收缩，这算得上是植物“脉搏”的一个“病态”特征。
如此奇怪的脉搏现象，是植物体内水份运动引起的。经过精确的测量，科学家发现，当植物根部吸收水份与叶面蒸腾的水份一样多时，树干基本上不会发生粗细变化。但如果吸收的水份超过蒸腾水份时，树干就要增粗，相反，在缺水时树干就会收缩。
了解这个道理，植物“脉搏”就很容易理解了。在夜晚，植物气孔总是关闭着的，这使水份蒸腾大大减少，所以树就增粗。而白天，植物的大多数气孔都开放，水份蒸腾增加，树干就趋于收缩。有相当多木本植物都有这种现象，但是，“脉搏”现象特别明显的还当属一些速生的阔叶树种。
微生物
微生物通常要用光学显微镜和电子显微镜才能看清楚的生物，统称为微生物，微生物个体微小，微生物包括细菌、病毒、霉菌、酵母菌等，大多依靠有机物维持生命。
微生物的作用
微生物对人类最重要的影响之一是导致传染病的流行。在人类疾病中有50%是由病毒引起。世界卫生组织公布资料显示：传染病的发病率和病死率在所有疾病中占据第一位。
微生物导致人类疾病的历史，也就是人类与之不断斗争的历史。微生物能够致病，能够造成食品、布匹、皮革等发霉腐烂。
微生物千姿百态，有些是腐败性的，即引起食品气味和组织结构发生不良变化。当然有些微生物是有益的，它们可用来生产如奶酪、面包、泡菜、啤酒和葡萄酒。微生物非常小，必须通过显微镜放大约1000倍才能看到。比如中等大小的细菌，1000个叠加在一起只有句号那么大。
英国细菌学家弗莱明从青霉菌抑制其它细菌的生长中发现了青霉素，这对医药界来讲是一个划时代的发现。后来大量的抗生素从放线菌等的代谢产物中筛选出来。抗生素的使用在第二次世界大战中挽救了无数人的生命。
一些微生物被广泛应用于工业发酵，生产乙醇、食品及各种酶制剂等；一部分微生物能够降解塑料、处理废水废气等等，并且可再生资源的潜力极大，称为环保微生物；还有一些能在极端环境中生存的微生物，例如：高温、低温、高盐、高碱以及高辐射等普通生命体不能生存的环境，依然存在着一部分微生物等等。看上去，我们发现的微生物已经很多，但实际上由于培养方式等技术手段的限制，人类现今发现的微生物还只占自然界中存在的微生物的很少一部分。
微生物间的相互作用机制也相当神秘。例如健康人肠道中即有大量细菌存在，称正常菌群，其中包含的细菌种类高达上百种。在肠道环境中这些细菌相互依存，互惠共生。食物、有毒物质甚至药物的分解与吸收，菌群在这些过程中发挥的作用，以及细菌之间的相互作用机制还不明了。一旦菌群失调，就会引起腹泻。
随着医学研究进入分子水平，人们对基因、遗传物质等专业术语也日渐熟悉。人们认识到，是遗传信息决定了生物体具有的生命特征，包括外部形态以及从事的生命活动等等，而生物体的基因组正是这些遗传信息的携带者。因此阐明生物体基因组携带的遗传信息，将有助于揭示生命的起源和奥秘。在分子水平上研究微生物病原体的变异规律、毒力和致病性，对于传统微生物学来说是一场革命。
工业微生物涉及食品、制药、冶金、采矿、石油、皮革、轻化工等多种行业。通过微生物发酵途径生产抗生素、丁醇、维生素C以及一些风味食品的制备等；某些特殊微生物酶参与皮革脱毛、冶金、采油采矿等生产过程，甚至直接作为洗衣粉等的添加剂。
另外还有一些微生物的代谢产物可以作为天然的微生物杀虫剂广泛应用于农业生产。
通过对枯草芽孢杆菌的基因组研究，发现了一系列与抗生素及重要工业用酶的产生相关的基因。乳酸杆菌作为一种重要的微生态调节剂参与食品发酵过程，对其进行的基因组学研究将有利于找到关键的功能基因，然后对菌株加以改造，使其更适于工业化的生产过程。