Экосистема - это совокупность всех видов и сообществ, встречающихся в данном регионе, и функциональных взаимосвязей, существующих между этими организмами и другими биотическими и абиотическими характеристиками данного региона.
Разнообразие экосистемы зависит не только от биологических и физических объектов, которые она содержит, но и от экологических взаимосвязей между этими объектами (хищничество или паразитизм между видами, конкуренция между видами за имеющиеся природные ресурсы).
Разнообразие экосистем также зависит от типа физических ресурсов, имеющихся в конкретной среде обитания, и от того, каким образом организмы-резиденты используют эти ресурсы. Например, водные личинки мух-кадетов строят защитный кожух из мелких камней и другого мусора, собранного со дна рек, в которых они обитают. Их распределение ограничено участками ручьев, где размер частиц взвеси подходит для строительства защитных корпусов. Это, в свою очередь, определяет наличие или отсутствие других видов, питающихся личинками личинок мух.
Физические характеристики экосистем могут быть изменены действиями самих организмов. Например, бобры изменяют гидрологию водных экосистем, перекрывая реки, что влияет на флору и фауну региона. Аналогичным образом, бобры изменяют физическую структуру лесов, вырубая деревья. Недавние исследования североамериканских степных собак показывают, что их присутствие может существенно повлиять на разнообразие и продуктивность растительности в регионах, где они обитают.
В Арктике некоторые китообразные такие как косатки и кольчатые тюлени сохраняют открытые пространства во льду для дыхания. Это не только формирует физическую структуру окружающей среды, но и привлекает хищников, таких как белые медведи, к этим участкам открытой воды.
Разнообразие экосистемы часто описывается с точки зрения сложности пищевой сети (трофические связи). Это дает общее представление об общей сложности (и экологической стабильности) экосистемы. Другим способом описания экологического разнообразия экосистемы является определение ключевых видов. Они важны, поскольку некоторые аспекты их присутствия в экосистеме позволяют сосуществовать в ней многим другим видам.
Наличие специализированного и важного ключевого вида может свидетельствовать о наличии сложной среды обитания и экосистемы. Однако сложно дать количественную оценку и измерить разнообразие экологических взаимосвязей в рамках экосистемы, как отмечалось в предыдущем обсуждении вопроса о разнообразии сообществ. Поэтому число популяций и видов и таксономическое разнообразие этих видов часто используются в качестве косвенных показателей общего разнообразия экосистем.
Функциональная сложность экосистемы (сложность трофических и других экологических взаимосвязей между составляющими видами) возрастает с увеличением численности и таксономического разнообразия существующих видов. В экосистемах с очень небольшим количеством видов потеря даже одного вида или небольшой части среды обитания может повлиять на экологические взаимодействия между значительной частью оставшихся видов в экосистеме. Экосистема перестанет функционировать должным образом и вследствие этого может рухнуть.
В крупных экосистемах небольшой ущерб может повлиять на экологические взаимодействия между относительно небольшой долей популяций и видов, присутствующих в них. Таким образом, более крупная экосистема в меньшей степени подвержена разрушению; предполагается, что повышение функциональной сложности сделает экосистему более устойчивой к изменениям окружающей среды. Однако новые исследования показывают, что увеличение видового богатства необязательно приведет к повышению экологической устойчивости.
Экосистемы могут быть классифицированы в соответствии с доминирующим типом существующих местообитаний, например, соляные болота или приливно-отливные экосистемы скалистого берега. Сравнения между экосистемами обычно фокусируются на том, как биологическая сложность экосистемы (например, количество и разнообразие видов) может быть ограничена физической сложностью экосистемы, будь то, например, высокоэнергетическая среда, такая как проливной ручей или открытое побережье, или малоэнергетическая среда, такая как защищенное солончак.
Эти факторы могут приводить к значительному разнообразию типов экосистем, как на местном уровне, так и в условиях замедленного роста растительности и низкого видового разнообразия на открытых вершинах холмов по сравнению с более плодородной растительностью и высоким видовым разнообразием в защищенных долинах, или в глобальном масштабе.
Экосистемы умеренного климата, как правило, проще, чем экосистемы тропического климата, с точки зрения численности видов и таксономического разнообразия. Например, европейская пресноводная рыбная фауна, по оценкам, насчитывает около 360 видов.
