النظام البيئي هو التفاعل بين جميع العوامل اللاأحيائية والحيوية في بيئة ويمكن تصنيفها على أنها أرضية أو مائية. يتم تصنيف النظم البيئية الأرضية على أساس المناخ ، بما في ذلك درجة الحرارة السنوية ، وهطول الأمطار ، والموسمية. يتم فصل النظم البيئية المائية إلى مياه عذبة وأنظمة بحرية ، ثم حسب العمق ، مما يؤثر على درجة حرارة الماء وكمية ضوء الشمس التي تخترق المياه.
يتم تصنيف النظم البيئية الأرضية إلى مناطق أحيائية تتميز بكلا من مناخ البيئة وأنواع الكائنات الحية التي تعيش هناك. المناطق القريبة من خط استواء الأرض التي تتميز بدرجات حرارة عالية وموسمية وكميات عالية من الأمطار السنوية هي غابات مطيرة وتضم بعضاً من أكثر الموائل تنوعاً في العالم. النظم البيئية ذات درجات الحرارة المرتفعة ولكن مع نقص في الأمطار السنوية هي الصحاري. على الرغم من أن النظم البيئية الصحراوية تشترك في هذه الخصائص ، إلا أن تنوعها البيولوجي يمكن أن يتنوع بشكل كبير.
على الجانب الآخر من الطيف ، فإن النظام البيئي مع درجات حرارة سنوية منخفضة للغاية وهطول الأمطار السنوي المنخفض هو المنطقة القطبية. هذا النظام البيئي لديه أدنى تنوع بيولوجي. بين هذه المناطق الأحيائية الرئيسية الثلاثة توجد التندرا الموسمية والأراضي العشبية المعتدلة والنظام البيئي للسافانا. تعرض هذه النظم البيئية تغيرات سنوية متذبذبة في كل من درجة الحرارة وهطول الأمطار وتأوي الحيوانات والنباتات التي تم تكييفها خصيصاً مع تلك التغيرات الموسمية.
تنقسم النظم البيئية المائية كذلك إلى فئتين: المياه العذبة والبيئات البحرية. النظم البيئية للمياه العذبة – أندر النظم البيئية التي تشكل حوالي ٢ ٪ من سطح الأرض – تشمل البحيرات والأنهار والجداول والأراضي الرطبة. العوامل الرئيسية التي تؤثر على التنوع البيولوجي داخل هذه النظم البيئية هي تدفق المياه ودرجة الحرارة والعمق.
المنطقة الضحلة بالقرب من حواف البرك والبحيرات تسمى المنطقة الساحلية. المنطقة الساحلية هي المنطقة الأكثر دفئاً في المسطح المائي وتشمل العديد من المنتجين والمستهلكين والحيوانات المائية التي لديها أنماط حياة أرضية ومائية. المنطقة الحركية ، أو سطح المياه العميقة ، مضاءة جيداً وتهيمن عليها العوالق. تتكون المنطقة العميقة ، أو المياه العميقة ، في الغالب من كائنات حية تأكل الكائنات الحية الميتة ولا تقوم بعملية التمثيل الضوئي لأن القليل من الضوء يخترق العمق.
في الجداول والأنهار ، يتدفق الماء بسرعة ، ويعيد تدوير الأكسجين ويحافظ أيضاً على برودة الماء نسبياً. تنوع الأنواع مرتبط بعرض وعمق النهر ، مع كون الأجزاء الأكبر من النهر أكثر تنوعاً من الأقسام الضيقة. أخيراً ، الأراضي الرطبة هي مناطق المياه الراكدة الضحلة مثل المستنقعات ، وتتميز غالباً ببيئات حارة ورطبة. تتمتع هذه النظم البيئية بأعلى تنوع بيولوجي لجميع النظم البيئية للمياه العذبة بما في ذلك مجموعة متنوعة من النباتات والحيوانات والفطريات والحياة البكتيرية.
النظم البيئية البحرية _ و هي أكثر النظم شيوعاً التي تشكل ما يقرب من ٧٥٪ من سطح الأرض _ تختلف عن النظم البيئية للماء العذب بسبب ارتفاع ملوحة الماء. كما يتم فصلها على أساس عمق الماء: المحيط الضحل ، و الماء العميقة في المحيطات ، و سطح المحيطات العميقة. و أكثر هذه النظم الإيكولوجية تنوعاً هو المياه الضحلة التي تستضيف معظم الشعاب المرجانية في العالم و الحياة البحرية المرتبطة بها. بالإضافة إلى سطح المحيط الضحل ، فإن سطح المحيطات العميقة يستضيف أيضاً مجموعة متنوعة من الحياة البحرية _ بسبب كمية أشعة الشمس التي تخترقها _ بما في ذلك العوالق ، التي تؤدي حوالي ٤٠٪ من جميع عمليات التمثيل الضوئي على الأرض.
و نظراً للحد الأدنى من الضوء الذي يخترق أعماق المياه ، يحتوي النظام البيئي لأعماق المحيطات على مجموعة أقل تنوعاً ولكنها غير عادية من الكائنات الحية التي تتكيف مع الظلام والضغوط العالية. هذا النظام البيئي هو أيضاً الأقل شهرة بين جميع النظم البيئية نظراً للكم الهائل من المساحة التي يغطيها. ومع ذلك ، يمكن للعلماء الآن استكشاف هذه الحدود بسبب التقنيات الجديدة مثل المركبة ألفين التي يشغلها الإنسان. في الوقت الحالي ، سمحت هذه المركبة للباحثين بالوصول إلى ثلثي قاع المحيط حتى عمق ٤٥٠٠ متر.
بغض النظر عن خصائص النظام البيئي المحدد ، تشترك جميعها في نفس العمليات الديناميكية لتحويل الطاقة والمادة من خلال علاقات التمثيل الضوئي والتغذية بين الكائنات الحية. يتم تشغيل النظم البيئية من خلال التدفق المستمر للطاقة الشمسية التي تتدفق عبر النظام البيئي أثناء إعادة تدوير المادة.
