生物監測的理論基礎是生態系統理論。生態系統是包括生物部分(生產者、消費 者、分解者)和非生物環境部分的綜合體。生物部分從低級到高級,包含有生物分子→細胞→器官→個體→種群→群落→生態系統等不同的生物學水平。污染物進人環境后, 會對生態系統在各級生物學水平上產生影響,引起生態系統固有結構和功能的變化。例 如,在分子水平上,會誘導或抑制酶活性,抑制蛋白質、DNA和RNA等的合成。在細 胞水平上,引起細胞膜結構和功能的改變,破壞像線粒體和內質網等細胞器的結構和功能。在個體水平上,對動物導致死亡,行為改變,抑制生長發育與繁殖等,對植物表現 為生長速度減慢,發育受阻,失綠黃化及早熟等。在種群和群落水平上,引起種群數量 密度的改變,結構和物種比例的變化,遺傳基礎和競爭關系的改變,引起群落中優勢種群、生物量、物種多樣性等的改變。