Популяции разных видов в природных условиях объединяются в системы более высокого ранга — сообщества (биоценозы) и экосистемы. Термин «экосистема» был предложен английским экологом А. Тенсли в 1935 г. Используют и термин биогеоценоз, предложенный русским ученым В. Н. Сукачевым, включающий экосистему и ландшафт, место ее обитания. Экосистемы могут существенно различаться по размеру. Существуют микроэкосистемы – болотная кочка, дерево, покрытое мхом, горшок с цветком; мезоэкосистемы – озеро, болото, луг, песчаная дюна; макроэкосистемы – тайга, пустыня Сахара, дождевые леса Амазонки. Системой жизнеобеспечения Земли является глобальная экосистема – биосфера, включающая все живые организмы, взаимосвязанные с физической средой и энергией Космоса. Экосистема – это надорганизменная система, в которой биотический компонент представлен биоценозом, а абиотический – биотопом. С функциональной точки зрения экосистемы целесообразно анализировать в следующих направлениях: 1) потоки энергии; 2) пищевые цепи; 3) структура пространственно-временного разнообразия; 4) круговороты питательных элементов (биогеохимические круговороты); 5) развитие и эволюция и 6) управление (кибернетика). Термин «биоценоз» был предложен немецким зоологом К. Мебиусом и обозначает организованную группу популяций растений, животных и микроорганизмов, приспособленных к совместному обитанию в пределах определенного объема пространства. Любой биоценоз занимает определенный участок абиотической среды –биотоп. Биотоп — пространство с более или менее однородными условиями, заселенное тем или иным сообществом организмов. Важными, с научной точки зрения, критериями оценки состояния биоценозов являются его структура — видовой и численный состав, трофическая (пищевая) цепь, продуктивность, биомасса и т.д. биоценоз — не просто сумма образующих его видов, но и совокупность взаимодействий между ними. Все многообразные взаимодействия между видами принято делить на три основных группы: пищевые взаимоотношения, пространственные и средообразующие. Важнейший вид взаимоотношений между организмами в биоценозе, фактически формирующими его структуру — это пищевые связи хищника и жертвы: одни — поедающие, другие — поедаемые. При этом все организмы, живые и мертвые, являются пищей для других организмов: заяц ест траву, лиса и волк охотятся на зайцев, хищные птицы способны утащить и съесть как лисенка, так и волчонка. Погибшие растения, зайцы, лисы, волки, птицы становятся пищей для детритофагов (редуцентов). Пищевая (трофическая) цепь — это последовательность организмов, в которой каждый из них поедает или разлагает другой. Она представляет собой путь движущегося через живые организмы однонаправленного потока поглощенной при фотосинтезе малой части высокоэффективной солнечной энергии, поступившей на Землю. В конечном итоге эта цепь возвращается в окружающую природную среду в виде низкоэффективной тепловой энергии. По ней также движутся питательные вещества от продуцентов к консументам и далее к редуцентам, а затем обратно к продуцентам. Каждое звено пищевой цепи называют трофическим уровнем. Первый трофический уровень занимают автотрофы, иначе именуемые первичными продуцентами, организмы второго трофического уровня называют первичными консументами (гетеротрофами, то есть «питающиеся другими), третьего — вторичными консументами и т.д. обычно бывают четыре или пять трофических уровней и редко более шести (рис.27):
