生态学的研究层次多样，包括但不限于全球生态系统、区域生态系统、生态系统生态学、群落生态学、种群生态学和分子生态学。全球生态系统，也被称为生物圈，是指地球上所有受到生命活动影响的区域。它不仅涵盖了地表上的有机体及微生物，还包括了它们所处的自下而上的环境。生物圈是人类的诞生地和生存空间，其范围涵盖了大气层底部、水圈大部分以及岩石表面。生物圈作为地球上最大的生态系统，是一个复杂的、全球性的开放系统，能够自我调节。它的形成是生物界与水圈、大气圈及岩石圈长期相互作用的结果。生物圈存在的基本条件包括获得充足的太阳能、存在大量液态水以及适宜生命活动的温度条件。这些条件保证了生物圈内生物物质与非生命物质的持续循环。生物圈的存在依赖于多种关键元素，如氧气、二氧化碳、氮、碳、钾、钙、铁和硫等。这些元素不仅构成了生命物质，也作为中介促进了生物圈内的物质循环。因此，地球上的任何有生命存在的地方，都可以被视为生物圈的一部分。生物的生命活动促进了能量的流动和物质的循环，同时引起了生物自身的变化。生物从环境中获取必需的能量和物质，必须适应环境的变化。环境的变化又反过来推动生物的适应性，这种互动促进了整个生物界持续不断的变化。这种动态平衡是生态学研究的核心内容之一，它揭示了生物与其环境之间的相互依存关系。