Принципы функционирования экосистемы:

а) Принцип экологической комплиментарности: никакая часть экосистемы не может существовать без других функционально дополняющих частей.

б) Принцип экологической конгруэнтности: функционально дополняя друг друга, живые составляющие экосистемы вырабатывают для этого соответствующие приспособления, скоординированные с условиями абиотической среды, преобразуемой теми же организмами.

в) Закон формирования экосистемы: длительное существование организмов возможно лишь в рамках экологической системы, где их компоненты и элементы дополняют друг друга и соответственно приспособлены друг к другу.

г) Закон однонаправленного потока энергии (энергетической проводимости или закон сохранения жизни). Поток энергии, вещества и информации является сквозным, охватывает всю экосистему. Энергия, получаемая сообществом и усваиваемая продуцентами, рассеивается или вместе с биомассой передается консументам, а затем редуцентам.

д) Закон пирамиды энергии (закон 10%): с нижележащего трофического уровня на более высокий переходит не более 10% энергии. Падение потока энергии на каждом трофическом уровне связано с процессами, сопровождающими дыхание.

е) Закон внутреннего динамического равновесия: энергия, информация и динамические качества отдельных природных систем и их иерархии взаимосвязаны настолько, что изменение одного из этих показателей вызывает сопутствующие функционально-структурные количественные и качественные перемены, сохраняющие общую сумму вещественно-энергетических, информационных и динамических качеств системы, где эти изменения происходят.

ж) Закон экологической корреляции: в экосистеме все входящие в нее виды живого и абиотические компоненты функционально соответствуют друг другу. Выпадение одного элемента экосистемы, ведет к исключению всех тесно связанных с этим элементом системы других ее частей и функциональному изменению целого в рамках внутреннего динамического равновесия.

з) Закон метаболизма и размеров особей: при неизменном потоке энергии через экосистемы мелкие наземные организмы с высоким метаболизмом создают меньшую биомассу, чем крупные организмы, т.к. значительная часть энергии уходит на поддержание обмена веществ.

и) Закон удельной продуктивности: удельный выход биомассы мелких особей с единицы площади выше, т.к. происходит более плотное заселение территории. Слоны не могут создать биомассы и продукции с единицы территории, которую могут создать насекомые.

к) Принцип продуктивной оптимизации: продуценты создают биомассу, достаточную для консументов, но не излишнюю для потребления всем биотическим сообществом, т.е. создается определенный запас, обеспечивающий надежность экосистемы.

Таким образом, биосфера земли – сочетание экосистем, состоящих их растений, животных, микробов и факторов окружающей среды. Факторы окружающей природной среды могут быть экзогенные и эндогенные, биотические и абиотические, переменные и постоянные, периодическими и непериодическими, витальными и сигнальными. Действие любых экологических факторов может быть лимитирующим.

Структуру экосистемы составляют связи между продуцентами, консументами, редуцентами. Важнейшие отношения в экосистеме – трофические. Пищевая цепь – путь транспорта веществ и энергии в экосистеме. Трофические уровень – совокупность организмов с одним типом питания. Совокупность трофических уровней создает трофическую пирамиду, которая может быть пирамидой чисел, биомассы, энергии. Экосистемы существуют на счет биогеохимических циклов и нисходящего потока энергии, поступающей на Землю из вне, энергии избыточной, чистой, постоянной и вечной.