인구증가에 더하여 과학기술의 발달은 생물권을 심히 멍들게 하고 있다.
인간은 대부분의 생태계 역학에 이러 저러한 방법으로 관여하였다. 인간이 자연계를 완전히 파괴하지 않은 곳이라도 인간의 행위는 전 세계 대부분 지역의 열대우림과 생태계의 영양구조와 에너지 흐름과 화학적 순환을 교란시켰다. 이런 효과는 어떤 때는 국소적 이거나 지역적 이지만 인간의 생태계에 대한 영향은 멀리까지 미치거나 크게는 전 지구적인 것이 될 수도 있다. 예를 들어 탁월풍에 의해 화학물질을 배출하는 굴뚝이 있는 곳으로부터 멀리 떨어진 곳에서 그 영향으로 산성비가 내릴 수도 있다는 것이다. 기계에 의해 배출된 이산화탄소는 인간을 비롯한 지구의 모든 생물에 영향을 미치는 지구 온난화 현상을 유발한다는 것은 모두가 알고 있는 사실이다.
인간의 활동은 물질을 한 지역에서 다른 지역에 옮겨 놓음으로써 생물지구화학적 순환에 끼어든다. 이는 한 지역의 주요 영양소의 고갈과 다른 지역의 과잉을 초래하며 두 지역의 화학적 순환을 모두 교란시킨다. 예를 들어 농경지의 토양에 있는 영양분은 곧 인간과 가축의 배설물에서 나타나며, 그 후 가축 사육장에서 흘러나오고 생활하수로 배출되어 강이나 하천에 나타난다. 어떤 사람이 워싱턴에서 샐러드를 먹는 행위는 어쩌면 얼마 전 까지만 해도 캘리포니아 토양에 있던 영양소를 소비하는 행위 일 수도 있다. 얼마 후 이 영양소의 일부는 그 사람의 소화관을 지나 하수관을 통해서 포토맥 강을 따라 바다로 흘러들어 갈 것이다. 인간은 스스로가 전혀 생각하지 못하는 광범위한 영역에서 화학적 순환을 하고 이를 변화시키고 있다.
중요한 화학 물질을 한 곳에서 다른 곳으로 이동하는 이외에도 우리들은 대부분이 독성을 띄는 전혀 새로운 물질들을 생태계에 유입시켰다. 인간은 이전에 자연에서 합성이 알려지지 않았던 수천가지의 화합물들을 포함하여 엄청나게 다양한 물질을 만들어내며, 그중에는 독성을 나타내는 물질도 다수 존재한다. 이런 독극물들의 대부분은 미생물에 의해 자연 분해될 수 없기 때문에 그 환경에서 수 년 또는 수십 년 동안 잔존한다. 환경으로 방출되는 화학물질이 원래는 무해하지만 다른 물질과 반응해서 나온 물질이거나, 또는 미생물과의 반응과 대사과정에서 더욱 독성을 띈 물질로 변화될 수 있는 경우도 있다. 예를 들어 플라스틱 제조의 부산물인 수은은 한때 불용성인 형태로 강이나 바다에 무분별하게 배출되었다. 진흙 바닥의 세균들은 이 폐기물을 용해성이 강한 독성물질인 메틸수은으로 변화시켰고 이 물질은 오염된 물의 물고기를 먹은 인간을 비롯한 생물들의 조직에 축적되었다.
생물은 영양분이나 물과 함께 환경으로부터 독성 물질들을 흡수한다. 어떤 독소들은 대사되거나 배출되지만 다른 것들은 특정한 조직, 특히 지방에 축적된다. 이렇게 산업적으로 합성된 화합물의 예로서는 산업용 화학 물질인 PCB(다염화바이페놀)나 염화탄화수소(DDT와 같은 살충제를 포함)이다.
우리가 생태계에 방출하는 독극물이 생태학적 재앙이 되는 이유는 먹이사슬의 영양 단계를 따라 생물 농축이라고 불리는 과정을 통해 점점 독극물이 축적되기 때문이다. 한 영양 단계의 생물량은 독소를 가지고 있는 더 낮은 단계의 훨씬 큰 생물량으로부터 축적되기 때문에 이와 같은 농축이 일어난다. 그러므로 가장 상위 단계에 있는 육식동물은 보통 환경에 배출된 독극물로 인한 피해를 가장 심각하게 겪는다.
생물농축에 대한 가장 고전적인 예는 카슨이라는 학자가 약 40여년전에 경고했던 독성 오염물질인 DDT에 관련된 것이다. DDT는 모기나 농작물의 해충 등의 곤충을 억제하기 위해 사용되었다. 그러나 DDT는 사라지지 않고 그 환경에 머물렀고, 물에 의해 그것이 뿌려진 지점에서 멀리 떨어진 지점까지 이동되어 급속하게 전 지구적인 문제가 되었다. 이 화합물은 지방에 용해되므로 동물의 지방조직에 쌓여 높은 영양단계의 생물일수록 그 농도가 계속 증가하게 된다. 먹이사슬의 윗 단계에 있는 생물일수록 많은 양의 독극물을 체내에 품게 되는 것이다. 심지어는 인간의 젖에서도 이 독극물이 발견되었다. DDT가 심각한 환경문제라는 근거 중 하나는 먹이 사슬의 상위 단계에서 먹이를 섭취하는 펠리컨이나 물수리, 독수리와 같은 조류 개체군의 감소였다. 이로 인해 DDT는 미국에서 1971년부터 사용이 금지되었고, DDT의 영향을 받던 조류 개체군의 극적인 회복이 이 뒤를 이어 발생하였다. 그러나 이 살충제는 많은 나라에서 아직도 사용되고 있다. 미국에서도 DDT의 사용이 금지된 후에 먹이사슬을 따라 농축이 가능한 다른 화학적 살충제로 대체되어 문제의 근본적인 해결은 되지 못하였다. 과학자들은 이런 살충제의 무분별한 사용이 결국 빗물의 흐름을 통해 바다에 이르러 전 생태계적인 문제를 일으킬 수 있다고 경고하고 있다.