thumb|Tapis de Salix glauca sur le Scoresby Sund (Groenland) avec un crâne de bœuf musqué au premier plan, deux espèces caractéristiques de la toundra.
En écologie, un écosystème est un ensemble formé par une communauté d'êtres vivants en interaction (biocénose) avec leur environnement (biotope). Les composants de l'écosystème développent un dense réseau de dépendances, d'échanges d'énergie, d'information et de matière permettant le maintien et le développement de la vie. Un écosystème agricole, transformé par l'être humain dans le but de se nourrir, s'appelle un agroécosystème. Différents écosystèmes sont présents depuis les plus hautes altitudes jusqu'à de profondeur dans les océans..
Le terme fut forgé au pour désigner l'unité de base de la nature, dans laquelle les êtres vivants interagissent entre eux et avec leur habitat. La notion d'écosystème regroupe toutes les échelles : de la Terre au simple caillou en passant par la flaque d'eau, la prairie, la forêt, et les organismes vivants eux-mêmes. Chacun constitue un écosystème à part entière.
Dans chaque écosystème se trouve un ou plusieurs réseaux trophiques (ou ). Les zones de transition entre deux écosystèmes sont nommées écotones.
Des concepts modélisateurs utilisent l'approche écosystémique pour mettre l'accent sur les processus d'un composant de l'écosystème (géosystème pour le sol, hydrosystème pour l'eau libre, sylvosystème pour les forêts, agroécosystème pour les activités agricoles).
Historique Le terme « écosystème » naît en 1935 sous la plume du botaniste anglais Arthur George Tansley. : il s'agissait d'attirer l'attention des chercheurs sur l'importance des échanges de matière entre les organismes et leur milieu. Il définit un écosystème comme étant un Il ajoute que . Pour désigner l'étendue géographique d'un écosystème, il inventa le terme d'« écotope »..
George Evelyn Hutchinson, un limnologiste contemporain de Tansley, rapprocha les idées de Charles Sutherland Elton sur la chaîne trophique, de celles du chimiste et biogéochimiste russe Vladimir Vernadsky, et conclut que la disponibilité de nutriments limite la production algale d'un lac et, par suite, la population des animaux qui se nourrissent d'algues. Raymond Lindeman prolongea ce raisonnement en avançant que le flux d'énergie échangé avec un lac est le principal moteur de la dynamique d'un écosystème. Deux étudiants d'Hutchinson, les frères Howard T. Odum et Eugene Odum, vont préciser quantitativement ces idées sur les échanges d'énergie et formuler une approche systémique de l'écologie.
Il est important de noter qu'à la même époque où Arthur George Tansley développait la notion d'écosystème, Vladimir Soukatchev (1880-1967) – qui comme Alekseï Severtsov (1866–1936) et Ivan Schmalhausen (1884-1963) fut un membre éminent de l'Académie des sciences de Russie (puis d'Union soviétique) proche de Vladimir Vernadski – développait dans son pays le concept de biogéocénose. Ce concept est très proche de l'écosystème anglo-saxon, mais avec un caractère pédologique beaucoup plus prononcé, hérité de l'immense influence qu'eut en Russie (et en Ukraine), dans le milieu des naturalistes et des biologistes évolutionnaires, Vassili Dokoutchaïev le père de la science des sols (la pédologie), dont tant Severtsov que Vernadsky furent de grands disciples. Georgy S. Levit a pu ainsi montrer que la biogéocénose, par les relations qu'elle établit entre les organismes vivants, l'atmosphère, le sol organique et la roche mère minérale, peut être considérée comme une biosphère en miniature, et pour le moins comme l'unité structurale élémentaire de la biosphère, au point qu'il pourra définir cette dernière comme « la somme de toutes les biogéocénoses »Levit, G.S., 2007, The roots of Evo-Devo in Russia : Is there a characteristic « Russian Tradition » ? Theory Biosci. DOI 0.1007/s12064-007-0013-9.
Définitions Le rapport de l'ONU sur l’Évaluation des écosystèmes pour le millénaire définit un écosystème comme un .
Le Centre national de la recherche scientifique définit un écosystème comme l'.
Composantes de l'écosystème thumb|180px|left|La forêt tropicale de l'île de Bali.Les écosystèmes contiennent des combinaisons d'espèces plus ou moins complexes que l'on peut organiser de manière simplifiée en producteurs primaires (les plantes), consommateurs (les animaux) et bioréducteurs (micro-organismes). Ces différents groupes assurent tous ensemble les cycles de la matière, alimentés par l'énergie du soleil au sein d'un environnement d'éléments physiques, géologiques, édaphiques, hydrologiques, climatiques Dans un écosystème équilibré, à chaque niveau, en interactions avec les autres niveaux, la quantité de biomasse est stable.
Le sol est une composante majeure de l'écosystème ayant un rôle particulier : il est à la fois milieu naturel et support de la plus grande diversité des habitats. Il agit comme un accumulateur, un transformateur et un milieu de transfert pour les cycles biogéochimiques : l'eau, le carbone, les sels minéraux, les métaux…
La richesse spécifique des écosystèmes est extrêmement variable en fonction des latitudes, des sols et des climats.. Ainsi, les scientifiques s'accordent à dire que plus de 50 % des espèces végétales et animales du globe sont concentrées dans les forêts tropicales. Ces dernières auraient subi de moindres variations climatiques au cours des temps, ce qui aurait permis aux espèces de poursuivre leur évolution sur une longue période, jusqu'à aujourd'hui.
L'espèce humaine fait partie intégrante des écosystèmes dans lesquels elle évolue. C'est sur cette base que l'anthropologue française Béatrice Galinon-Mélénec a conçu le paradigme de « L'Homme-trace » selon lequel les « conséquences-traces » des interactions multi-échelles humain-milieu provoquent une évolution de l'un comme de l'autre..
L'Association française de normalisation précise que, du point de vue humain, un écosystème est constitué et que cet écosystème est dit durable si Projet de norme P 14-010-1 sur l' ; AFNOR n°P 14-010-1 ( d'une série de trois normes) sur l', soumise à enquête publique, de mai 2012 à fin juillet 2012..
La délimitation d'un écosystème est arbitraire : il n'y a pas de limites objectives, de frontières physiques. Il existe donc une quantité infinie d'écosystèmes. À l'échelle terrestre, il est possible de caractériser les différents types de milieux existants et d'établir une typologie, nécessairement incomplète et imprécise. Ces zones de vie, aussi appelées biomes ou écorégions, ont été classifiées par différents organismes dont le Fonds mondial pour la nature, qui en recense 14 pour le milieu terrestre. En Europe, la base de données de l'Union Européenne Corine biotopes sert de référentiel de classification des habitats.
Services écologiques
Les écosystèmes sont sources de très nombreux « bienfaits » pour l'espèce humaine, gratuits tant que les écosystèmes sont préservés. Depuis la Conférence des Nations unies sur l’environnement et le développement de 1992, qui s’est tenue à Rio de Janeiro au Brésil, et avec l'Évaluation des écosystèmes pour le millénaire., ces services écologiques commencent à être quantifiés, et certains tentent d'évaluer leur valeur économique. On les classe généralement en : services d'approvisionnement : nourriture, eau, bois, fibres, matières et molécules organiques, molécule d'intérêt pharmaceutique, ressources génétiques auto-entretenues ; services de régulation : régulation macro- et micro-climatiques, régulation des inondations et des maladies, résilience des écosystèmes face aux catastrophes ; services culturels : bénéfices non matériels, enrichissement spirituel, plaisirs récréatifs et culturels, expérience et valeurs esthétiques, intérêt pédagogique offert par la nature utile aux relations sociales et à la formation humaine. Ce sont les aménités environnementales ; services de soutien : ils sont la condition du maintien des conditions favorables à la vie sur Terre, avec notamment les cycles bio-géo-écologiques des éléments (nutritifs ou non). Ce sont les systèmes bouclés de rétroactions qui sont nécessaires à la production de tous les autres services fournis par les écosystèmes. Ils contribuent notamment à l'entretien des équilibres écologiques locaux et globaux, la stabilité de la production d'oxygène atmosphérique et du climat global, la formation et la stabilité des sols, le cycle entretenu des éléments et l'offre d'habitat pour toutes les espèces ; on leur ajoute parfois les « services ontogéniques », qui représentent l'apport au corps humain et à l'esprit qui se sont développés depuis trois millions d'années au contact direct de la nature et de ses stimuli. Cette interaction reste aujourd'hui nécessaire à l'épanouissement humain et à sa santé (immunitaire notamment).
Tous ces services dépendent de la biodiversité, élément clé du caractère auto-catalytique, évolutif et auto-adaptatif des écosystèmes.
Système dynamique thumb|Plectorhinchus lineatus sur le récif corallien du Timor oriental. L'écosystème est un système naturel dynamique. Avec leurs interactions mutuelles et avec leur biotope, les espèces transforment l’écosystème qui évolue ainsi avec le temps : il s'agit d'un ensemble dynamique issu d'une coévolution entre les espèces et leur habitat. S'il tend à évoluer vers un état théorique stable, dit climacique, des événements et des pressions extérieures l'en détournent sans cesse. La biocénose met alors en œuvre ses capacités d'évolution et d'adaptation face au contexte écologique et abiotique en perpétuel changement. Cette capacité à supporter des impacts sans que cela ne modifie la structure de l'écosystème ou à revenir à l'état antérieur à la suite d'une perturbation est appelée résilience écologique.
Un écosystème vivant n'est jamais tout à fait stable : il suit une trajectoire vers un climax théorique, mais reste dans un état hors d'équilibre, sans cesse en mouvement, grâce à de complexes boucles de rétroactions. On parle de régression écologique lorsque le système évolue d'un état initial vers un état moins stable. Un écosystème est sain quand l'ensemble des organismes vivants et des milieux inertes forment un système capable de résilience..
Écosystèmes menacés En 2012, l'Union internationale pour la conservation de la nature (UICN) a annoncé vouloir créer, avant 2025, une liste rouge des écosystèmes vulnérables, menacés ou en danger critique dans le monde. C'est une initiative testée et portée par un biologiste vénézuélien, Jon Paul Rodríguez, qui a travaillé sur l'importance des données locales et les critères régionaux des listes rouges, puis réalisé un tel classement pour les écosystèmes terrestres du Venezuela, et publié en 2011 une liste argumentée de critères d'évaluation environnementale de la santé des écosystèmes et de hiérarchisation des menaces pour les écosystèmes.
À la suite notamment de cette initiative de nombreux travaux ont porté sur l'évaluation du statut de conservation des écosystèmes, et au-delà parfois sur les risques de collapsus écologique.
Il existe en Europe un projet de Liste rouge européenne des habitats, et en France un travail sur une Liste rouge des écosystèmes développé avec le service du patrimoine naturel du Muséum national d'histoire naturelle, lequel a produit à cette occasion une synthèse des démarches existantes de « Listes rouges écosystémiques » en EuropeSavio L & Gaudillat V (2016) Synthèse sur les Listes Rouges écosystémiques en Europe (Version 2), PDF, 112 p (78 p. + annexes) ; Rapport SPN 2015/35. Paris:MNHN‐DIREV‐SPN.
Mémoire écologique des écosystèmes