Кроме того, экосистемы образуют устойчивые безразмерные системы живых и неживых компонентов, в которых совершаются внешний и внутренний круговорот веществ и энергии. В качестве экосистемы можно представить и каплю воды с ее микробным населением, и лес, и горшок с цветком, и космический пилотируемый корабль, и сооружение для биологической очистки сточных вод.
Таким образом, на рубеже XIX и XX веков биологи начали серьезно рассматривать идею о том, что природа функционирует как целостная единая система, независимо от того, о какой среде идет речь: пресноводной, морской или наземной. В 50–60-е годы двадцатого столетия была разработана общая теория экологических систем, началось развитие нового качественного направления экологии – экосистем.
Структура экосистем состоит из двух ярусов. Первый – автотрофный (самостоятельно питающийся) ярус или зеленый пояс, включающий растения или их части, содержащие хлорофилл, где преобладает фиксация энергии света, использование простых неорганических соединений.
Второй ярус – нижний, гетеротрофный (питаемый другими) или коричневый пояс почв и осадков, разлагающихся веществ, трансформация и разложение сложных соединений. С экологических позиций среда – это природные тела и явления, с которыми организм находится в прямых или косвенных отношениях. Среда, окружающая организм, характеризуется огромным разнообразием, слагаясь из множества динамичных во времени и пространстве элементов, явлений, условий, которые рассматриваются в качестве факторов. Все эти обстоятельства человек должен учитывать при проведении мероприятий по управлению экологическими системами и отдельными популяциями животных с целью использования их в своих интересах, а также учитывать косвенные последствия, например, при истреблении хищников или переселении животных или растений.
Следует отметить, что в результате техногенной деятельности человечества биосфера Земли коренным образом преобразуется и становится, по определению Вернадского, «ноосферой – сферой разума». Ноосфера – мир разумных, научно обоснованных поступков в глобальном масштабе.
Таким образом, экосистемы – это группы растений, животных и микробов, взаимодействующих друг с другом и с окружающей средой. В результате попытки человека управлять экосистемой без учета принципов взаимосвязи возникают непредсказуемые экологические проблемы. По существу, экология – это наука, изучающая закономерности существования, формирования и функционирования биологических систем всех уровней организмов биосферы и их взаимодействие с внешними условиями. Экология – это теоретическая основа рационального использования человеком природных ресурсов, научная база для разработки стратегии и тактики взаимодействия человеческого общества и природы.