Un écosystème, c’est l’interaction entre tous les facteurs abiotiques et biotiques dans un environnement et il peut être classé comme terrestre ou aquatique. Les écosystèmes terrestres sont classés en fonction du climat, y compris la température annuelle, les précipitations et la saisonnalité. Les écosystèmes aquatiques se distinguent davantage en écosystèmes d’eau douce et d’eau de mer, puis par la profondeur, qui influe sur la température de l’eau et la quantité de lumière solaire qui pénètre dans l’eau.
Les écosystèmes terrestres sont classés en biomes, caractérisés à la fois par le climat de l’environnement et par les types d’organismes qui y vivent. Les zones proches de l’équateur de la Terre qui présentent des températures élevées sans caractère saisonnier et de fortes quantités de précipitations annuelles sont des forêts tropicales et abritent certains des habitats les plus diversifiés au monde. Les écosystèmes avec des températures élevées mais des précipitations annuelles insuffisantes sont les déserts. Bien que les écosystèmes désertiques partagent ces caractéristiques, leur biodiversité peut varier considérablement.
De l’autre côté du spectre, l’écosystème avec des températures annuelles très basses et de faibles précipitations annuelles est le biome arctique. Cet écosystème a la biodiversité la plus faible. Entre ces trois principaux biomes se trouvent la toundra saisonnière, les prairies tempérées et les écosystèmes de savane. Ces écosystèmes présentent des changements annuels oscillatoires tant en température qu’en pluviométrie, et recèlent d’animaux et de plantes spécifiquement adaptés à ces changements saisonniers.
Les écosystèmes aquatiques sont divisés en deux catégories : d’eau douce et d’eau de mer. Les écosystèmes d’eau douce, les plus rares des écosystèmes qui composent environ 2 % de la surface de la Terre, comprennent les lacs, les rivières, les ruisseaux et les terres humides. Les principaux facteurs qui influencent la biodiversité au sein de ces écosystèmes sont le débit, la température et la profondeur de l’eau.
La zone peu profonde près des bords des étangs et des lacs s’appelle la zone littorale. La zone littorale est la zone la plus chaude du plan d’eau et comprend de nombreux producteurs, consommateurs et animaux aquatiques qui ont des modes de vie à la fois terrestre et aquatique. La zone limnétique, ou la surface des eaux profondes, est bien éclairée et dominée par le plancton. La zone de profondeur, ou d’eau profonde, se compose principalement d’organismes qui mangent des organismes morts et n’effectuent pas la photosynthèse puisque peu de lumière pénètre la profondeur.
Dans les ruisseaux et les rivières, l’eau coule rapidement, en recyclant de l’oxygène et en gardant l’eau relativement fraîche. La diversité des espèces est liée à la largeur et à la profondeur de la rivière, les plus grandes parties de la rivière étant plus diversifiées que les sections plus étroites. Enfin, les zones humides sont des zones d’eau stagnante peu profonde comme les marais, les marécages et les tourbières, et sont caractérisées par des environnements souvent chauds et humides. Ces écosystèmes possèdent la plus haute biodiversité de tous les écosystèmes d’eau douce, y compris une variété de plantes, d’animaux, de champignons et de vie bactérienne.
Les écosystèmes d’eau de mer — les plus communs qui composent près de 75 % de la surface de la Terre, sont différents des écosystèmes d’eau douce en raison de la forte salinité de l’eau. Ils sont également séparés en fonction de la profondeur de l’eau : océan peu profond, eau de l’océan profond et surface de l’océan profond. Le plus diversifié de ces écosystèmes est l’eau peu profonde, qui abrite la plupart des récifs coralliens du monde et la vie marine associée. En plus des eaux peu profondes océaniques, la surface des océans profond abrite également une grande variété de vie marine — en raison de la quantité de lumière solaire qui y pénètre — y compris le plancton, qui effectue environ 40 % de toute la photosynthèse sur Terre.
En raison des quantités minimales de lumière qui pénètrent dans les profondeurs de l’eau, l’écosystème de l’océan profond contient un ensemble d’organismes moins diversifiés mais souvent inhabituels adaptés à l’obscurité et aux hautes pressions. Cet écosystème est également le moins connu de tous les écosystèmes en raison de la grande quantité d’espace qu’il couvre. Cependant, les scientifiques sont maintenant en mesure d’explorer cette frontière en raison de nouvelles technologies telles que le véhicule occupé par l’homme Alvin. Actuellement, ce véhicule a permis aux chercheurs d’accéder aux 2/3 du fond océanique jusqu’à 4 500 m de profondeur.
Quelles que soient les caractéristiques de l’écosystème particulier, tous partagent les mêmes processus dynamiques de transformation de l’énergie et de la matière par la photosynthèse et les relations d’alimentation entre les organismes. Les écosystèmes sont alimentés par un afflux constant d’énergie solaire qui traverse l’écosystème pendant que la matière est recyclée.
