stanford-oval/wikipedia huggingface dataset:
Sinh thái học
Cấp độ, phạm vi và quy mô tổ chức

Phạm vi của sinh thái học gồm một loạt cấp độ tương tác của tổ chức trải dài từ cấp độ vi mô (ví dụ như tế bào) đến cấp độ hành tinh (ví dụ: sinh quyển). Ví dụ, hệ sinh thái chứa những nguồn sống phi sinh học và dạng sống tương tác (tức là những sinh vật riêng lẻ tập hợp thành quần thể, rồi tập hợp thành các quần xã sinh thái riêng biệt). Hệ sinh thái có tính động, tức là không phải lúc nào hệ cũng đi theo con đường diễn thế tuyến tính mà luôn thay đổi, có thể nhanh chóng nhưng đôi khi lại chậm đến mức có thể mất tới hàng nghìn năm để các quá trình sinh thái tạo ra những giai đoạn diễn thế nhất định của một khu rừng. Diện tích của một hệ sinh thái có thể rất đa dạng, từ nhỏ bé đến vô cùng rộng lớn. Một cái cây ít có ảnh hưởng tới việc phân loại hệ sinh thái rừng, nhưng có quan hệ mật thiết đến các sinh vật sống trong và trên hệ sinh thái ấy. Một số thế hệ của quần thể rệp cây có thể tồn tại theo vòng đời của một chiếc lá. Đổi lại, mỗi con rệp này lại hỗ trợ các quần xã vi khuẩn đa dạng. Nếu chỉ xét đặc tính riêng rẽ của từng loài thì không thể giải thích được đặc tính liên kết lẫn nhau trong quần xã sinh thái. Nguyên nhân là vì hệ sinh thái cần được nghiên cứu dưới dạng một tổng thể toàn diện, phù hợp theo nguyên lý đột sinh. Tuy nhiên, một số nguyên lý sinh thái thể hiện các đặc tính tập thể, trong đó sự tập hợp của các cấu phần trong hệ sẽ giải thích đặc tính tổng quát của hệ, chẳng hạn như tốc độ sinh sản của một quần thể bằng tổng số lần sinh con của từng cá thể trong một khoảng thời gian xác định.
Những phân ngành chính của sinh thái học là sinh thái học quần thể (hoặc sinh thái học quần xã) và sinh thái học hệ sinh thái thể hiện sự khác biệt không chỉ ở mặt quy mô mà còn ở 2 mô hình quan tương phản trong lĩnh vực này. Sinh thái học quần thể chú trọng vào sự phân bố và độ phong phú của sinh vật, trong khi sinh thái học hệ sinh thái chú trọng vào chuyển hóa vật chất và năng lượng.
Cấp độ, phạm vi và quy mô tổ chức > Phân cấp

Xem thêm: Tổ chức sinh học và Phân loại sinh học
Trước tiên những tập tính hệ thống phải được sắp xếp theo các cấp độ khác nhau của tổ chức. Những tập tính tương ứng với cấp độ cao hơn diễn ra với tốc độ chậm. Ngược lại, cấp độ tổ chức thấp hơn lại thể hiện với tốc độ nhanh hơn. Ví dụ, từng chiếc lá cây đáp ứng nhanh với những thay đổi nhất thời về cường độ ánh sáng, nồng độ CO... còn sự tăng trưởng của cây có đáp ứng chậm hơn và là tổng hợp những thay đổi ngắn hạn này.
Theo O'Neill và cộng sự (1986)
Quy mô của động lực sinh thái có thể hoạt động như một hệ kín, chẳng hạn như rệp cây di cư trên một cây duy nhất, đồng thời vẫn mang tính là một hệ mở với những ảnh hưởng quy mô rộng hơn, chẳng hạn như khí quyển hoặc khí hậu. Do đó, các nhà sinh thái học phân loại hệ sinh thái theo thứ bậc bằng phân tích dữ liệu được thu thập từ các đơn vị quy mô nhỏ hơn, chẳng hạn như quần xã thực vật, khí hậu và các loại đất, qua đó tổng hợp thông tin này để xác định các mẫu đột sinh của tổ chức và quy trình đồng dạng hoạt động theo địa phương đến khu vực, cảnh quan và quy mô niên đại.
Nhằm xây dựng nghiên cứu về sinh thái học thành một khuôn khổ quản lý khái niệm, thế giới sinh học được tổ chức thành một hệ thống phân cấp lồng ghép, trải rộng quy mô từ gen tới tế bào, mô, cơ quan, sinh vật, loài, quần thể, quần xã, hệ sinh thái, khu sinh học, và tiến đến cấp độ sinh quyển. Khuôn khổ này tạo thành một hệ thống quần xã-hệ sinh thái và thể hiện đặc tính phi tuyến tính; tức là "mối quan hệ giữa hiệu ứng và nguyên nhân là không cân đối. Do đó những thay đổi mặc dù nhỏ hay rất lớn (chẳng hạn như số lượng chất cố định protein) đều có thể dẫn tới những hệ quả không cân xứng và đôi khi không thuận nghịch, đó là những thay đổi nằm trong các thuộc tính của hệ."
Cấp độ, phạm vi và quy mô tổ chức > Đa dạng sinh học

Bài chi tiết: Đa dạng sinh học
Đa dạng sinh học liên quan tới tính đa dạng của sự sống và các quá trình của nó. Bộ môn gồm tính đa dạng của sinh vật sống, những khác biệt về di truyền giữa chúng, quần xã và hệ sinh thái mà chúng diễn ra, cuối cùng là các quá trình sinh thái và tiến hóa giữ cho chúng vận hành, song luôn thay đổi và thích nghi.
Noss & Carpenter (1994)
Đa dạng sinh học mô tả tính đa dạng của sự sống từ gen đến hệ sinh thái và trải dài mọi cấp độ tổ chức sinh học. Thuật ngữ này có nhiều cách hiểu và có nhiều cách để ghi mục lục, đo đếm, mô tả đặc điểm và thể hiện tổ chức phức tạp của nó. Đa dạng sinh học gồm đa dạng loài, đa dạng hệ sinh thái và đa dạng di truyền, các nhà khoa học quan tâm đến cách tính đa dạng này tác động đến các quá trình sinh thái phức tạp hoạt động ở và giữa những cấp độ tương ứng này. Đa dạng sinh học đóng một vai trò quan trọng trong dịch vụ hệ sinh thái mà theo định nghĩa là duy trì và cải thiện chất lượng cuộc sống của con người. Những ưu tiên bảo tồn và kỹ thuật quản lý đòi hỏi cách tiếp cận và cân nhắc khác nhau để chú trọng xử lý toàn bộ phạm vi sinh thái của đa dạng sinh học. Vốn tự nhiên hỗ trợ các quần thể mang tính thiết yếu để duy trì các dịch vụ hệ sinh thái và các loài di cư (ví dụ: cá ven sông hoạt động và kiểm soát côn trùng gia cầm) được xem là một cơ chế do những tổn thất dịch vụ ấy gây nên. Vốn hiểu biết về đa dạng sinh học mang ứng dụng thực tế đối với các nhà hoạch định bảo tồn loài và hệ sinh thái, khi họ trình bày những khuyến nghị quản lý cho các công ty tư vấn, chính phủ và bộ ban ngành.
Cấp độ, phạm vi và quy mô tổ chức > Sinh cảnh

Bài chi tiết: Sinh cảnh
Sinh cảnh của một loài là môi trường sống mà loài này có mặt và hình thành quần xã loài đó. Cụ thể hơn, "sinh cảnh được định nghĩa là một khu vực trong môi trường mà tập hợp nhiều chiều khác nhau, mỗi chiều đặc trưng cho một biến môi trường hữu cơ hoặc vô cơ; đó là bất cứ thành phần hoặc các đặc tính của môi trường liên quan trực tiếp (VD: sinh khối và chất lượng thức ăn) hoặc gián tiếp (VD: độ cao) để sử dụng một vị trí của động vật " Thay đổi sinh cảnh cung cấp bằng chứng quan trọng về tính cạnh tranh trong tự nhiên, nơi mà những thay đổi về số cá thể của loài có liên quan mật thiết với môi trường sống. Ví dụ, một quần thể loài thằn lằn nhiệt đới (Tropidurus hispidus) có cơ thể tương đối "dẹt" so với các quần thể khác sống ở savan. Quần thể sống ở tảng đá nhô biệt lập, những tảng đá này ẩn trong các hang hốc, nếu cơ thể của các cá thể trong quần thể trên có tính chất "dẹt" thì có xu hướng lợi thế về mặt chọn lọc hơn. Những thay đổi về sinh cảnh cũng xuất hiện trong lịch sử phát triển của động vật lưỡng cư và côn trùng khi chuyển từ môi trường nước sang môi trường trên cạn.
Cấp độ, phạm vi và quy mô tổ chức > Ổ sinh thái

Bài chi tiết: Ổ sinh thái
Những định nghĩa về ổ sinh thái có nguồn gốc từ năm 1917, nhưng G. Evelyn Hutchinson đã đưa ra một khái niệm tiên tiến hơn vào năm 1957 khi giới thiệu khái niệm được chấp nhận rộng rãi: "là một tập hợp các sinh học và phi sinh học mà trong đó các loài có thể tồn tại và duy trì quy mô quần thể ổn định." Ổ sinh thái là một khái niệm chính trong hệ sinh thái của sinh vật và được chia nhỏ thành ổ cơ bản và ổ realized niche. Ổ cơ bản là một tập hợp các điều kiện môi trường mà một loại có thể tồn tại. ổ thực tế là tập hợp các điều kiệu sinh thái môi trường xét thêm mà theo đó một loài vẫn tồn tại. Về mặt chuyên môn, ổ sinh thái Hutchinsonian được định nghĩa là "một không gian Euclid nhiều chiều mà các chiều của nó được định nghĩa là các biến của môi trường và kích thước của chúng là một hàm của các giá trị môi trường mà có thể giả định là một sinh vật có thể phát triển tích cực."
Những mô hình địa sinh học và phân bố phạm vi được giải thích hoặc dự đoán thông qua kiến thức về tính trạng và ổ cần thiết của loài. Loài mang tính trạng chức năng thích nghi độc đáo với ổ sinh thái. Một tính trạng là một thuộc tính, kiểu hình hoặc đặc điểm đong đếm được của một sinh vật có thể tác động đến sự sinh tồn của nó. Gen đóng một vai trò quan trọng trong tương tác của sự phát triển và biểu hiện môi trường của tính trạng. Những loài cư trú phát triển tính trạng phù hợp với áp lực chọn lọc ở môi trường địa phương của chúng. Điều này có xu hướng mang lại cho chúng lợi thế cạnh tranh và không khuyến khích các loài thích nghi tương tự có phạm vi địa lý chồng chéo. Nguyên lý loại trừ cạnh tranh cho rằng hai loài không thể cùng tồn tại vô hạn bằng cách cùng sống nhờ vào một nguồn sống có hạn; loài này sẽ luôn cạnh tranh với loài kia. Khi các loài thích nghi tương tự chồng chéo về mặt địa lý, việc rà soát kỹ hơn sẽ tiết lộ những khác biệt sinh thái khó thấy trong sinh cảnh hoặc nhu cầu chế độ ăn uống của chúng.  Tuy nhiên, một số mô hình và nghiên cứu thực nghiệm cho thấy rằng những xáo trộn có thể ổn định quá trình đồng tiến hóa và chia chung ổ chiếm giữ của các loài tương tự sinh sống trong những quần xã đông loài. Sinh cảnh cộng với ổ được gọi là ổ sinh cảnh, được định nghĩa là toàn bộ phạm vi của các thay đổi môi trường và sinh học tác động đến toàn thể loài.
Cấp độ, phạm vi và quy mô tổ chức > Thiết kế ổ

Xem thêm: Kỹ thuật hệ sinh thái
Sinh vật là đối tượng phải chịu áp lực điều chỉnh của môi trường, nhưng cũng là yếu tố điều chỉnh môi trường sống. Phản hồi âm giữa các sinh vật và môi trường của chúng có thể tác động những điều kiện từ quy mô địa phương (ví dụ: ao hải ly) đến quy mô toàn cầu, qua thời gian và thậm chí sau khi chết, chẳng hạn như khúc gỗ mục nát hoặc trầm tích xương silica từ sinh vật biển. Quá trình và khái niệm của kỹ thuật hệ sinh thái có liên quan đến thiết kế ổ, nhưng quá trình thì chỉ liên quan đến những thay đổi vật lý của sinh cảnh trong khi khái niệm cũng xem xét quan hệ tiến hóa mật thiết của những thay đổi vật lý với môi trường và phản hồi, gây ra quá trình chọn lọc tự nhiên. Kỹ thuật hệ sinh thái được định nghĩa là: "các sinh vật trực tiếp hoặc gián tiếp điều chỉnh nguồn sống sẵn có cho các loài khác bằng cách gây ra những thay đổi trạng thái vật lý trong nguyên vật liệu sinh học hoặc phi sinh học. Nhờ vậy chúng điều chỉnh, duy trì và tạo sinh cảnh."
Khái niệm kỹ thuật hệ sinh thái (hay kỹ sư hệ sinh thái, tiếng Anh:  ecosystem engineering) đã khuyến khích nhận thức mới về ảnh hưởng của các sinh vật lên hệ sinh thái và quá trình tiến hóa. Thuật ngữ "thiết kế ổ"  (tiếng Anh: niche construction) thường được sử dụng nhiều hơn, nhằm chỉ ra rằng các cơ chế phản hồi vốn bị coi nhẹ của chọn lọc tự nhiên lại các tác động lên ổ phi sinh học. Một ví dụ về chọn lọc tự nhiên thông qua kỹ thuật hệ sinh thái diễn ra trong tổ của côn trùng có đặc tính "xã hội" (tiếng Anh: eusociality, chẳng hạn như kiến, ong, ong bắp cày và mối). Có sự cân bằng nội môi theo nguyên lý đột sinh, hoặc phát triển cùng dòng (tiếng Anh: homeorhesis) trong cấu trúc của tổ giúp điều chỉnh, duy trì và bảo vệ sinh lý của toàn bộ bầy đàn. Ví dụ, các gò mối duy trì nhiệt độ bên trong không đổi thông qua việc thiết kế các ống khói điều hòa không khí. Bản thân cấu trúc của tổ phải chịu tác động của chọn lọc tự nhiên. Ngoài ra, một tổ có thể tồn tại qua các thế hệ kế tiếp, vì thế lứa con cháu thừa hưởng cả nguyên vật liệu di truyền và một ổ di sản được xây dựng trước thời đại của chúng.
Cấp độ, phạm vi và quy mô tổ chức > Khu sinh học

Bài chi tiết: Khu sinh học
Khu sinh học là những đơn vị tổ chức lớn hơn nhằm phân loại các vùng trong hệ sinh thái của Trái đất, chủ yếu theo cấu trúc và thành phần của thảm thực vật. Có nhiều phương pháp khác nhau để xác định ranh giới lục địa của khu sinh học bị các loại chức năng khác nhau của quần xã thực vật chi phối, bị phân bố hạn chế bởi khí hậu, lượng mưa, thời tiết và các thay đổi môi trường khác. Khu sinh học gồm rừng mưa nhiệt đới, rừng lá rộng và hỗn hợp ôn đới, rừng rụng lá ôn đới, rừng taiga, đài nguyên, sa mạc nóng và sa mạc vùng cực. Gần đây các nhà nghiên cứu khác đã phân loại các khu sinh học khác, chẳng hạn như khu vi sinh vật của con người và đại dương. Đối với vi khuẩn, cơ thể người là sinh cảnh và cảnh quan. Khu vi sinh vật được phát hiện phần lớn thông qua những tiến bộ trong di truyền phân tử, qua đó tiết lộ độ phong phú tiềm ẩn của đa dạng vi sinh vật trên hành tinh. Khu vi sinh vật đại dương đóng một vai trò quan trọng trong quá trình sinh địa hóa sinh thái của các đại dương trên hành tinh.
Cấp độ, phạm vi và quy mô tổ chức > Sinh quyển

Bài chi tiết: Sinh quyển
Quy mô tổ chức sinh thái lớn nhất là sinh quyển, tức tổng thể các hệ sinh thái trên hành tinh. Các quan hệ sinh thái điều chỉnh dòng năng lượng, chất dinh dưỡng và khí hậu cho đến quy mô khắp hành tinh. Ví dụ, lịch sử động lực của thành phần CO2 và O2 có trong khí quyển hành tinh đã bị tác động bởi dòng khí sinh học đến từ quá trình hô hấp và quang hợp, với mức độ dao động theo thời gian liên quan đến sinh thái cùng sự tiến hóa của thực vật và động vật. Thuyết sinh thái cũng được sử dụng để giải thích các hiện tượng điều tiết tự đột sinh ở quy mô hành tinh: ví dụ, giả thuyết Gaia là một ví dụ về chính thể luận được áp dụng trong thuyết sinh thái. Giả thuyết Gaia cho rằng có một vòng phản hồi đột sinh quá trình trao đổi chất của các sinh vật sống sinh ra nhằm duy trì nhiệt độ lõi của Trái Đất và các điều kiện khí quyển trong phạm vi chịu đựng hẹp tự điều chỉnh.
Cấp độ, phạm vi và quy mô tổ chức > Sinh thái học quần thể

Bài chi tiết: Sinh thái học quần thể
Xem thêm: Danh sách sinh vật theo quần thể
Sinh thái học quần thể nghiên cứu động lực học của quần thể loài và cách các quần thể này tương tác với môi trường rộng lớn hơn. Một quần thể bao gồm các cá thể cùng loài sống, tương tác và di cư qua cùng một ổ sinh thái và sinh cảnh.
Một quy luật cơ bản của sinh thái quần thể là mô hình phát triển Malthus với nhận định rằng: "một quần thể sẽ tăng (hoặc giảm) theo cấp số nhân miễn là môi trường mà tất cả các cá thể trong quần thể trải qua không đổi." Các mô hình quần thể đơn giản thường bắt đầu với bốn biến số: sinh, tử, nhập cư và di cư.
Một ví dụ về mô hình quần thể mở đầu mô tả một quần thể khép kín, chẳng hạn như trên một hòn đảo, nơi không có nhập cư và di cư. Các giả thuyết được đánh giá với liên hệ đến một giả thuyết không, cho rằng các quá trình ngẫu nhiên tạo ra được dữ liệu quan sát. Trong các mô hình đảo này, tốc độ thay đổi quần thể được diễn giải như sau:
trong đó N là tổng số cá thể trong quần thể, b và d lần lượt là tốc độ sinh đẻ (birth) và tử vong (die) theo từng cá thể, và r là tốc độ (rate) thay đổi quần thể theo đầu người. Nhờ sử dụng các kỹ thuật lập mô hình này, nguyên lý phát triển quần thể của Malthus sau đó được chuyển đổi thành một mô hình được có tên gọi là hàm logistic của Pierre Verhulst:
trong đó N(t) là số lượng cá thể được đo bằng mật độ sinh khối dưới dạng hàm số thời gian, t, r là tốc độ (rate) thay đổi bình quân đầu người tối đa (thường được gọi là tốc độ tăng trưởng cấp số nhân) và  \alpha  là hệ số dân số thừa (đại diện cho mức giảm tốc độ tăng quần thế trên mỗi cá thể được thêm vào). Công thức luận rằng tốc độ thay đổi quy mô quần thể ( \mathrm {d} N(t)/\mathrm {d} t) sẽ phát triển để đạt đến trạng thái cân bằng, trong đó ( \mathrm {d} N(t)/\mathrm {d} t=0), khi tốc độ gia tăng và thừa dân cân bằng,  r/\alpha  . Một mô hình chung tương tự ổn định trạng thái cân bằng,  r/\alpha  hay K, được gọi là "sức chứa." Sinh thái học quần thể được xây dựng dựa trên những mô hình giới thiệu này để nắm rõ hơn về các quá trình nhân khẩu học trong quần thể nghiên cứu thực tế. Những loại dữ liệu thông dụng bao gồm chu kỳ sống, sức sinh sản và độ sinh tồn, những dữ liệu này được phân tích bằng các kỹ thuật toán học như cấu trúc ma trận. Thông tin được sử dụng để quản lý quần thể động vật hoang dã và thiết lập hạn các cota thu hoạch. Trong trường hợp các mô hình cơ bản là không đủ, các nhà sinh thái học có thể áp dụng những loại phương pháp thống kê khác nhau, chẳng hạn như tiêu chí thông tin Akaike, hoặc sử dụng các mô hình có thể gây phức tạp về mặt toán học vì "nhiều giả thuyết cạnh tranh cùng lúc đối mặt với dữ liệu."
Cấp độ, phạm vi và quy mô tổ chức > Siêu quần thể và di cư

Bài chi tiết: Siêu quần thể
Xem thêm: Động vật di cư
Khái niệm siêu quần thể được định nghĩa vào năm 1969 là "một quần thể của các quần thể bị tuyệt diệt cục bộ và tái định cư". Hệ sinh thái siêu quần thể là một cách tiếp cận thống kê thông dụng khác trong nghiên cứu bảo tồn. Các mô hình siêu quần thể làm đơn giản hóa cảnh quan thành các đốm mang nhiều mức chất lượng khác nhau, còn các siêu quần thể được liên kết bởi tập tính di cư của sinh vật. Động vật di cư được phân biệt với các hình thức di chuyển khác vì nó liên quan đến sự khởi hành và trở về theo mùa của những cá thể từ một sinh cảnh. Di cư cũng là một hiện tượng ở cấp độ quần thể, vì theo sau các tuyến đường di cư là thực vật khi chúng chiếm giữ môi trường hậu băng hà phía bắc. Các nhà sinh thái học thực vật sử dụng những mẫu phấn hoa tích tụ và phân tầng trong vùng đất ngập nước để tái dựng thời gian thực vật di cư và phân tán so với khí hậu lịch sử và đương đại. Những tuyến di cư này liên quan đến mở rộng phạm vi khi quần thể thực vật mở rộng từ khu vực này sang khu vực khác. Có một phép phân loại di chuyển lớn hơn nữa, chẳng hạn như đi lại, kiếm ăn, tập tính trên cạn, ngừng sinh trưởng và phân bố. Phát tán thường được phân biệt với di cư vì nó liên quan đến di chuyển một đi không trở lại của các cá thể từ quần thể mới sinh của chúng sang một quần thể khác.
Theo thuật ngữ siêu quần thể, các cá thể di cư được phân loại là loài di cư (khi chúng rời khỏi một khu vực) hoặc loài nhập cư (khi chúng tiến vào một khu vực), và các vị trí được phân loại là nguồn hoặc nơi cần. Vị trí là một thuật ngữ chung dùng để chỉ những nơi mà các nhà sinh thái học lấy mẫu quần thể, chẳng hạn như ao hoặc khu vực lấy mẫu xác định trong rừng. Đốm nguồn là vị trí sinh sản tạo ra nguồn cung cấp cá thể non theo mùa di cư đến các vị trí đốm khác. Đốm nơi cần là vị trí không sinh sản chỉ nhận loài di cư; quần thể tại vị trí sẽ biến mất trừ khi được giải cứu bởi một đốm nguồn lân cận hoặc điều kiện môi trường trở nên thuận lợi hơn. Mô hình siêu quần thể đánh giá động lực của các đốm qua thời gian để giải đáp các câu hỏi tiềm năng về hệ sinh thái không gian và nhân khẩu học. Sinh thái của siêu quần thể là một quá trình tuyệt chủng và tái định cư. Các đốm nhỏ có chất lượng thấp hơn (ví dụ: nơi cần) được duy trì hoặc giải cứu bởi dòng loài nhập cư mới theo mùa. Một cấu trúc siêu quần thể động lực phát triển từ năm này qua năm khác, trong đó một số đốm là nơi cần trong những năm khô hạn và là nguồn khi điều kiện thuận lợi hơn. Các nhà sinh thái học sử dụng hỗn hợp mô hình máy tính và nghiên cứu thực địa để giải thích cấu trúc siêu quần thể.
Cấp độ, phạm vi và quy mô tổ chức > Sinh thái quần xã

Bài chi tiết: Quần xã sinh học
Sinh thái quần xã đánh giá cách mà những tương tác giữa các loài và môi trường của chúng tác động lên độ phong phú, phân bố và tính đa dạng của loài trong quần xã.
Johnson & Stinchcomb (2007)
Sinh thái quần xã là ngành nghiên cứu tương tác giữa một tập hợp loài sống trong cùng một khu vực địa lý. Các nhà sinh thái học quần xã nghiên cứu những yếu tố quyết định các mẫu và quy trình cho hai hoặc nhiều loài tương tác. Nghiên cứu về sinh thái quần xã có thể đo đếm tính đa dạng loài ở đồng cỏ liên quan đến độ phì nhiêu của đất. Ngành cũng có thể gồm phân tích động lực học của thú săn mồi-con mồi, sự cạnh tranh giữa các loài thực vật giống nhau hoặc tương tác lẫn nhau giữa cua và san hô.
Cấp độ, phạm vi và quy mô tổ chức > Sinh thái hệ sinh thái

Những hệ sinh thái này (như ta có thể gọi chúng như vậy) thuộc nhiều loại và kích thước nhất. Chúng hình thành một thể loại trong vô số hệ thống vật chất của vũ trụ, trải rộng từ vũ trụ tổng quát xuống nguyên tử.
Tansley (1935)
Hệ sinh thái có thể là sinh cảnh trong các khu sinh học, tạo thành một tổng thể toàn diện và một hệ thống phản ứng năng động mang cả phức hợp vật lý và sinh học. Sinh thái hệ sinh thái là môn khoa học xác định dòng vật chất (ví dụ carbon, phosphor) giữa các vốn khác nhau (ví dụ: sinh khối cây, nguyên vật liệu hữu cơ của đất). Các nhà sinh thái hệ sinh thái cố xác định nguyên nhân cơ sở của những dòng chảy này. Nghiên cứu về hệ sinh thái hệ sinh thái có thể đo đếm sản lượng sơ cấp (g C/m^2) trong đất ngập nước liên quan đến tốc độ phân hủy và tiêu thụ (g C/m^2/y). Điều này đòi hỏi vốn hiểu biết về mối liên hệ quần xã giữa thực vật (tức là sản lượng sơ cấp) và sinh vật phân hủy (ví dụ nấm và vi khuẩn).
Khái niệm cơ sở của một hệ sinh thái có thể bắt nguồn từ năm 1864 trong công trình đã xuất bản của George Perkins Marsh ("Man and Nature"). Trong một hệ sinh thái, sinh vật được liên kết với thành phần vật lý và sinh học của môi trường mà chúng thích nghi. Hệ sinh thái là những hệ thống thích ứng phức tạp, trong đó tương tác của quá trình sống tạo thành các mô hình tự tổ chức trên nhiều quy mô thời gian và không gian. Hệ sinh thái được phân loại rộng rãi là trên cạn, nước ngọt, khí quyển hoặc biển. Những nét khác biệt bắt nguồn từ bản chất của các môi trường vật lý độc nhất, hình thành nên đa dạng sinh học trong mỗi môi trường. Một bổ sung gần đây cho sinh thái hệ sinh thái là hệ sinh thái công nghệ chịu ảnh hưởng bởi hoặc chủ yếu là kết quả hoạt động của con người.
Cấp độ, phạm vi và quy mô tổ chức > Lưới thức ăn

Bài chi tiết: Lưới thức ăn
Xem thêm: Chuỗi thức ăn
Một lưới thức ăn là mạng lưới sinh thái nguyên mẫu. Thực vật thu thập năng lượng mặt trời và dùng nó để tổng hợp đường đơn trong quá trình quang hợp. Khi thực vật phát triển, chúng tích lũy chất dinh dưỡng và bị động vật ăn cỏ tiêu thụ, rồi năng lượng được chuyển qua một chuỗi các sinh vật bằng cách tiêu thụ. Những con đường kiếm ăn tuyến tính rút gọn chuyển từ một loài dinh dưỡng cơ bản đến loài tiêu thụ hàng đầu, được gọi là chuỗi thức ăn. Mô hình chuỗi thức ăn lồng ghép lớn hơn trong một quần xã sinh thái tạo nên một lưới thức ăn phức tạp. Lưới thức ăn là một loại bản đồ khái niệm hoặc một công cụ tìm kiếm được dùng để minh họa và nghiên cứu các con đường của dòng năng lượng và vật chất.
Lưới thức ăn thường bị hạn chế quan hệ với thế giới thực. Các phép đo thực nghiệm hoàn chỉnh thường bị giới hạn ở một sinh cảnh cụ thể, chẳng hạn như hang động hoặc ao, và những nguyên lý thu thập được từ các nghiên cứu vi mô hóa lưới thức ăn được ngoại suy sang hệ thống lớn hơn. Mối quan hệ nuôi ăn đòi hỏi phải nghiên cứu sâu rộng sang nội dung bản năng của sinh vật, làm khó khả năng giải mã hoặc các đồng vị ổn định có thể được sử dụng để truy dấu dòng chảy của chế độ dinh dưỡng và năng lượng thông qua lưới thức ăn. Bất chấp những hạn chế này, lưới thức ăn vẫn là một công cụ có giá trị để nắm rõ sinh thái quần xã.
Lưới thức ăn thể hiện các nguyên lý của phát sinh sinh thái thông qua bản chất của mối quan hệ dinh dưỡng: một số loài có nhiều đường nuôi ăn yếu (ví dụ: động vật ăn tạp) trong khi một số loài chuyên biệt hơn thì ít đường kiếm ăn mạnh hơn (ví dụ: loài săn mồi sơ cấp). Những nghiên cứu lý thuyết và thực nghiệm xác định các mô hình đột sinh phi ngẫu nhiên của số ít liên kết mạnh và nhiều liên kết yếu, giải thích cách mà quần xã sinh thái duy trì ổn định theo thời gian. Lưới thức ăn gồm các phân nhóm trong đó các thành viên trong quần xã được liên kết với nhau bằng tương tác mạnh, còn tương tác yếu xảy ra giữa các phân nhóm này. Điều này làm tăng tính ổn định của lưới thức ăn. Từng bước một, các đường hoặc quan hệ được vẽ ra cho đến khi minh họa ra một mạng lưới sự sống.