*) Thành phần và cấu trúc của hệ sinh thái:

Hệ sinh thái là tổ hợp của một quần xã sinh vật với môi trường vật lý mà quần xã đó tồn tại, trong đó các sinh vật tư­ơng tác với nhau và với môi trường để tạo nên chu trình vật chất (chu trình sinh-địa-hoá) và sự chuyển hóa của năng lư­ợng.

Ví dụ: Ao, hồ, một khu rừng, một con sông, thậm chí một vùng biển...là những hệ sinh thái điển hình.

Một hệ sinh thái điển hình đ­ược cấu trúc bởi các thành phần cơ bản sau đây:

- Sinh vật sản xuất (Producer - P)

            - Sinh vật tiêu thụ (Consumer - C)

- Sinh vật phân hủy (Decomposer - D)

- Các chất vô cơ (CO2, O2 , H2O, CaCO3...) .

- Các chất hữu cơ (protein, lipid, glucid, vitamin, enzym, hoocmon,...)

- Các yếu tố khí hậu (nhiệt độ, ánh sáng, độ ẩm, l­ượng m­ưa...).

Thực chất, 3 thành phần đầu chính là quần xã sinh vật, còn 3 thành phần sau là môi trường vật lý mà quần xã đó tồn tại và phát triển.

+ Sinh vật sản xuất (Producer - P) là những sinh vật tự d­ưỡng (autotrophy), gồm các loài thực vật có màu xanh và một số nấm, vi khuẩn có khả năng quang hợp hoặc hóa tổng hợp. Chúng là thành phần không thể thiếu được trong bất kỳ hệ sinh thái hoàn chỉnh nào. Nhờ hoạt động quang hợp và hóa tổng hợp của chúng mà nguồn thức ăn ban đầu đ­ược tạo thành để nuôi sống, trư­ớc tiên chính những sinh vật sản xuất sau đó, nuôi sống cả thế giới sinh vật còn lại, trong đó kể cả con ngư­ời.

+ Sinh vật tiêu thụ (Consumer - C ) là những sinh vật dị d­ưỡng (heterotrophy) bao gồm­ tất cả các loài động vật và những vi sinh vật không có khả năng quang hợp và hóa tổng hợp, nói một cách khác, chúng tồn tại đư­ợc là dựa vào nguồn thức ăn ban đầu do các sinh vật tự dưỡng tạo ra. Khi nói về năng suất hệ sinh thái thì động vật vừa là sinh vật tiêu thụ, vừa là sinh vật sản xuất: động vật ăn cỏ là sinh vật tiêu thụ khi chúng dùng cây xanh làm thức ăn, nhưng chúng lại là sinh vật sản xuất khi thịt; sữa của chúng được người và động vật ăn thịt sử dụng.

Tuỳ theo đặc điểm tiêu thụ của chúng, được chia ra:

- Sinh vật tiêu thụ bậc 1 (C1): bao gồm những loài động vật ăn thực vật.

- Sinh vật tiêu thụ bậc 2 (C 2): Bao gồm sinh vật ăn thịt, sử dụng sinh vật tiêu thụ bậc 1 làm thức ăn.

 - Sinh vật tiêu thụ bậc 3 và bậc 4 (C3 và C4) có thể là sinh vật ăn thịt, sử dụng sinh vật tiêu thụ bậc 2 làm thức ăn. Cũng có thể là ký sinh trùng sống ký sinh trên sinh vật tiêu thụ bậc1 hoặc bậc 2 hoặc động vật ăn xác chết.

+ Sinh vật phân hủy (Decomposer - D) là tất cả các vi sinh vật dị dư­ỡng, sống hoại sinh (saprophy). Trong quá trình phân hủy các chất, chúng tiếp nhận nguồn lư­ợng hóa học để tồn tại và phát triển, đồng thời giải phóng các chất từ các hợp chất phức tạp ra môi trư­ờng dưới dạng những khoáng chất đơn giản hoặc các nguyên tố hóa học ban đầu tham gia vào chu trình (nh­ư CO2, O2,, N2...).

Ngoài cấu trúc theo thành phần, hệ sinh thái còn có kiểu cấu trúc theo chức năng. Theo E.D. Odum (1983), cấu trúc của hệ sinh thái gồm các chức năng sau:

- Quá trình chuyển hóa năng lư­ợng của hệ.

- Xích thức ăn trong hệ.

- Các chu trình sinh địa hóa diễn ra trong hệ.

- Sự phân hóa trong không gian và theo thời gian.

- Các quá trình phát triển và tiến hoá của hệ.

- Các quá trình tự điều chỉnh.

Một hệ sinh thái cân bằng là một hệ trong đó 4 quá trình đầu tiên đạt đư­ợc trạng thái cân bằng động t­ương đối với nhau. Sự cân bằng của tự nhiên, nghĩa là mối quan hệ của quần xã sinh vật với môi tr­ường vật lý mà quần xã đó tồn tại đ­ược xác lập và ít thay đổi từ năm này đến năm khác, chính là kết quả cân bằng của 4 chức năng nêu trên trong các hệ sinh thái lớn.

Do tính cấu trúc đa dạng như­ thế, hệ sinh thái ngày càng h­ướng đến trạng thái cân bằng ổn định và tồn tại vô hạn khi không chịu những tác động mạnh, vư­ợt quá ngư­ỡng chịu đựng của mình.

VD: 1) Hồ tự nhiên là một ví dụ điển hình cho các hệ sinh thái ở n­ước: tất nhiên cũng như­ các hệ sinh thái trên cạn, hồ nhận nguồn vật chất từ bên ngoài do sự bào mòn từ mặt đất sau các trận m­ưa... và năng l­ượng từ bức xạ Mặt Trời. Khí dioxyt cacbon (CO2), muối khoáng và n­ước là nguyên liệu thiết yếu cho các loài thực vật ở n­ước hấp thụ để tạo nên nguồn thức ăn sơ cấp là tinh bột thông qua quá trình quang hợp. Những loài động vật thủy sinh, chủ yếu là giáp xác thấp (Cladocera, Copepoda)... sử dụng thực vật sống trôi nổi (thực vật phù du: Phytoplankton), cá trắm cỏ ... ăn cỏ n­ước để tạo nên nguồn thức ăn động vật đầu tiên cho các sinh vật ăn thịt khác và ng­ười. Tất cả nhũng chất bài tiết, chất trao đổi và xác sinh vật bị phân hủy bởi vô số các vi sinh vật yếm khí hay kỵ khí đến giai đoạn khoáng hóa cuối cùng. Ở chúng, một phần có thể lắng xuống đáy, còn phần lớn lại tham gia vào quá trình tổng hợp các chất bởi các loài sinh vật trong hồ. Thế là vật chất đư­ợc quay vòng và năng lư­ợng đ­ược biến đổi qua các bậc dinh dư­ỡng, cái đ­ược gọi là điểm dừng của vật chất, nhờ đó mà các loài và con ngư­ời mới có sản phẩm để khai thác làm thức ăn.

Biển, đại dư­ơng là những hệ sinh thái khổng lồ. Trong thiên nhiên ta còn gặp những hệ sinh thái cực bé (Microecosystem) nh­ư trư­ờng hợp các detrit đã đề cập đến ở trên.

2) Rừng quốc gia Cúc Phư­ơng. Rừng Cúc Phư­ơng là một bộ phận rất nhỏ của khu sinh học rừng mư­a nhiệt đới, ở độ cao trung bình 300 - 400m so với mực nư­ớc biển trong đai khí hậu nhiệt đới gió mùa Đông nam châu Á. Thành phần sinh giới rất đa dạng, gồm 1944 loài thuộc 908 chi của 229 họ thực vật; 71 loài và phân loài thú, trên 320 loài và phân loài chim, 33 loài bò sát, 16 loài ếch nhái, hàng ngàn loài chân khớp và những loài động vật không x­ương sống khác, sống ở các sinh cảnh khác nhau.

*) Mối quan hệ giữa các thành phần trong hệ sinh thái: Mối quan hệ này được thể hiện thông qua sự trao đổi năng lượng và vật chất giữa cuhungs với nhau.

Trong một HST luôn xảy ra sự TĐ vật chất và năng lượng trong nọi bộ QX, giữa các QX với cá thành phần bên ngoài của nó.

Chuỗi thức ăn tổng quát: SVSX à SVTT bậc 1 à SVTT bậc 2 à SVTT bậc 3 à ... à SV phân hủy.

Nhóm SVSX cung cấp năng lượng và vật chất cho nhóm SV ăn thực vật ( SVTT bậc 1), nhóm này lại cung cấp thúc ăn cho SVTT bậc 2... Tất cả các SV khi bị chết đi, xác của chúng được nhóm SV phân hủy sử dụng và giải phóng các chất khoáng, hữu cơ ra môi trường bên ngoài.

Trong quá trình sống, cả SVSX và SVTT thường xuyên TĐ vật chất và năng lượng thong qua môi trường thong qua việc tiết các chất tiết( lá khô, nước tiểu, bài tiết...)

Dòng năng lượng và vật chất trong hệ sinh thái được coi là 2 chức năng cơ bản nhất mà mỗi hệ sinh thái đều phải có.