תוֹכֶן
מערכת אקולוגית מורכבת מהמרכיבים התלויים זה בזה ובאינטראקציה של הסביבה הטבעית באזור גאוגרפי. יש בו שני אלמנטים חיים, כמו צמחים ובעלי חיים, וגם אלמנטים לא חיים, כמו אדמה ומים. אנרגיה מהשמש עוברת דרך מערכת אקולוגית. אלמנטים חומריים גם מסתובבים במערכת אקולוגית דרך שרשראות מזון ונתיבים אחרים.
רכיבים ביוטיים
המרכיבים הביוטיים של מערכת אקולוגית הם יצורים חיים כמו צמחים, בעלי חיים ומיקרובים. צמחים נקראים יצרנים ראשוניים מכיוון שהם מייצרים מזון באמצעות פוטוסינתזה. צרכנים ברמות שונות מקבלים מזון מהיצרנים. צרכנים ראשוניים ניזונים מיצרנים וצרכנים משניים ניזונים מצרכנים ראשוניים. מיקרובים, המפרקים, מפרקים אורגניזמים מתים וחומרי פסולת. שרשרת ייצור, צריכה ופירוק זו ידועה כשרשרת מזון.
רכיבים אביוטיים
המרכיבים האביוטיים של מערכת אקולוגית הם האקלים, האדמה, המים, המינרלים, אור השמש, המשקעים ושאר האלמנטים שאינם חיים המקיימים חיים במערכת האקולוגית. מים, פחמן דו חמצני ואור שמש משמשים צמחים לייצור מזון במערכות אקולוגיות רבות. במערכות אקולוגיות אחרות, המקור העיקרי למזון הוא חומר אורגני מת. אדמת הכימיה וכימיה שולטת בצמיחת הצומח. שמירה על האיזון הנכון של רכיבים אביוטיים במערכת אקולוגית היא קריטית לבריאותה ולהישרדותה.
זרימת אנרגיה
אחד התהליכים העיקריים במערכת אקולוגית הוא טרנספורמציית האנרגיה המתרחשת כשאנרגיה, המתקבלת בתחילה מהשמש, עוברת דרך שרשרת המזון. בכל שלב בשרשרת המזון הצרכן שומר רק על חלק מהאנרגיה שהוא לוקח. שאר האנרגיה מתפזרת כחום ולא ניתנת למחזור. מכיוון שהמערכת האקולוגית מאבדת אנרגיה ותלויה בהמשך קלט אנרגיה מהשמש, היא מערכת פתוחה ביחס לאנרגיה.
זרימת החומר
התהליך העיקרי הנוסף במערכת אקולוגית הוא אופניים של חומר בצורה של חומרים מזינים. שלא כמו אנרגיה, חומר במערכת אקולוגית אינו מובא ממקור חיצוני. למרות שהוא טרנספורמציה כימית, שום חומר לא הולך לאיבוד במחזור כשהוא עובר מהיצרנים, דרך הצרכנים למפרקים. מערכת אקולוגית, אם כן, היא מערכת סגורה ביחס לזרימת החומר. תנועתם של אלמנטים כמו פחמן, חנקן וזרחן, דרך המערכת האקולוגית, ידועה גם בשם אופניים ביוגאוכימיים.