ทั้งผู้ผลิต ผู้บริโภคพืช และผู้บริโภคสัตว์ในแต่ละระบบนิเวศมีความสัมพันธ์กันในลักษณะการกินต่อกันเป็นทอดๆ ซึ่งความสัมพันธ์ในลักษณะเช่นนี้เรียกว่า โซ่อาหาร (food chain) มีลักษณะดังแผนภาพ

แผนภาพแสดงโซ่อาหาร 2 ลักษณะ

กลุ่มผู้บริโภคสัตว์ที่ล่าสัตว์อื่นเป็นอาหารเรียกว่า ผู้ล่า ส่วนสัตว์ที่ถูกล่าเป็นอาหารเรียกว่า เหยื่อ สัตว์ที่เป็นผู้บริโภคสัตว์แต่ละลำดับในโซ่อาหารหนึ่งๆ อาจเป็นไปได้ทั้งผู้ล่าและเหยื่อ เช่น ในโซ่อาหารข้างต้น นกฮูกเป็นผู้บริโภคหนูนา นกฮูกจึงเป็นผู้ล่าหนูนา แต่นกฮูกก็เป็นอาหารของงูได้ด้วย นกฮูกจึงเป็นเหยื่อของงู
สิ่งมีชีวิตหลายชนิดที่อาศัยอยู่ร่วมกันอาจกินอาหารเหมือนกันหรือต่างกัน ในระบบนิเวศหนึ่งๆ จึงมีโซ่อาหารหลายโซ่ที่เชื่อมโยงสัมพันธ์กันเป็น สายใยอาหาร (food web) ดังแผนภาพ

แผนภาพแสดงสายใยอาหาร

ความสัมพันธ์ระหว่างสิ่งมีชีวิตกับสิ่งไม่มีชีวิต
ในการดำรงชีวิตของสิ่งมีชีวิตบนโลกทุกชนิดจำเป็นต้องอาศัยสิ่งแวดล้อมต่างๆ เพื่อการดำรงชีวิต ซึ่งรวมไปถึงสิ่งแวดล้อมที่ไม่มีชีวิตต่างๆ ตัวอย่างของสิ่งแวดล้อมที่มีความจำเป็นต่อการดำรงชีวิตได้แก่
#แสง เป็นปัจจัยหนึ่งที่มีอิทธิพลต่อการดำรงชีวิตของสิ่งมีชีวิตหลายชนิด ตัวอย่างเช่น
- เป็นปัจจัยสำคัญในกระบวนการสังเคราะห์ด้วยแสงของพืช
- มีอิทธิพลต่อการหุบหรือบานของใบและดอกของพืชหลายชนิด เช่น ใบกระถิน ใบไมยราบ เป็นต้น
- มีอิทธิพลต่อการออกดอกของพืชบางชนิด โดยพืชหลายชนิดจะมีการตอบสนองต่อระยะเวลาระหว่างกลางวันและกลางคืนแตกต่างกัน เช่น ต้นคริสต์มาสที่อยู่ในเขตร้อนจะสามารถออกดอกในช่วงฤดูหนาวได้ เป็นต้น
- มีอิทธิพลต่อเวลาการออกหาอาหารของสัตว์ เช่น สัตว์บางชนิดที่ออกหากินในเวลากลางวัน แต่สัตว์บางชนิดก็ออกหากินในเวลากลางคืน
- มีอิทธิพลต่อการดำรงชีวิตของสิ่งมีชีวิตใต้น้ำ โดยในบริเวณที่ได้รับแสงอย่างเพียงพอ พืชน้ำที่ต้องใช้แสงในการสร้างอาหารจะมีปริมาณหนาแน่นกว่าในบริเวณที่มีแสงน้อยกว่า
# อุณหภูมิ มีอิทธิพลต่อการดำรงชีวิตของสิ่งมีชีวิตดังนี้
- มีผลต่อการหุบหรือบานของดอกไม้บางชนิด เช่น ดอกบัวจะบานในตอนกลางวันแต่จะหุบในตอนกลางคืน เป็นต้น
- มีผลต่อการกระจายพันธุ์ของสิ่งมีชีวิต เนื่องจากพืชบางชนิดสามารถเจริญเติบโตได้ดีในเมืองหนาว เช่น สตรอเบอรี่ สาลี่ แอปเปิล เป็นต้น แต่พืชบางชนิดจะเจริญเติบโตได้ดีในเมืองร้อน เช่น ทุเรียน มะละกอ เป็นต้น
- มีผลต่อลักษณะและรูปร่างของสิ่งมีชีวิต เช่น สัตว์ในเขตหนาวจะมีขนาดตัวที่ใหญ่กว่าสัตว์ที่อยู่ในเขตร้อน หรือสัตว์บางชนิดที่อยู่ในเขตหนาวจะมีขนหนามากกว่าสัตว์ในเขตร้อน
- มีผลต่อพฤติกรรมบางประการของสัตว์ เช่น การจำศีลในฤดูหนาวของหมีขั้วโลก เป็นต้น
- มีอิทธิพลต่อการอพยพย้ายถิ่นชั่วคราวของสัตว์หลายชนิด เช่น กวางคาริบูที่อาศัยอยู่ทางตอนเหนือของอเมริกา และกวางเรนเดียร์ที่อาศัยอยู่ทางตอนเหนือของยุโรปจะอพยพลงทางใต้เพื่อหนีความหนาวเย็นในฤดูหนาว เป็นต้น
# น้ำ มีความสำคัญต่อสิ่งมีชีวิตดังนี้
- เป็นวัตถุดิบในกระบวนการสังเคราะห์ด้วยแสงของพืช และยังเป็นตัวทำละลายที่สำคัญที่ทำให้แร่ธาตุต่างๆ ที่มีอยู่ในดินละลายและซึมสู่พื้นดินให้พืชสามารถนำไปใช้ได้
- เป็นปัจจัยสำคัญที่มีผลต่อการงอกของเมล็ด
- เป็นส่วนประกอบในเซลล์ร่างกายของสิ่งมีชีวิตทุกชนิด
- ช่วยควบคุมอุณหภูมิภายในร่างกายของสัตว์เลี้ยงลูกด้วยน้ำนมให้คงที่
- เป็นสื่อกลางในการช่วยขับของเสียออกจากร่างกายของสิ่งมีชีวิต
# ดินและแร่ธาตุในดิน มีความสำคัญต่อสิ่งมีชีวิตดังนี้
- เป็นแหล่งที่อยู่ของพืช ซึ่งให้ทั้งแร่ธาตุที่จำเป็นในการดำรงชีวิตและเป็นที่ยึดให้ลำต้นพืชตั้งตรงได้
- ช่วยในการเก็บกักน้ำและอากาศ
- เป็นที่อยู่อาศัยของสิ่งมีชีวิตเกือบทุกชนิดบนโลก
# อากาศ มีความสำคัญต่อสิ่งมีชีวิตดังนี้
- ในอากาศมีส่วนประกอบของแก๊สออกซิเจนซึ่งจำเป็นต่อการดำรงชีวิตของสิ่งมีชีวิตแทบทุกชนิด
- แก๊สออกซิเจนที่ผสมอยู่ในอากาศช่วยในการเผาไหม้
- ในอากาศมีแก๊สคาร์บอนไดออกไซด์เป็นส่วนประกอบ ซึ่งเป็นแก๊สที่พืชใช้ในกระบวนการสังเคราะห์ด้วยแสง

การรักษาสมดุลในระบบนิเวศ

ในระบบนิเวศที่มีผู้ผลิต ผู้บริโภค และผู้ย่อยอินทรียสารในจำนวนที่เหมาะสมมักจะมีสายใยอาหารที่ซับซ้อน ผู้บริโภคชนิดหนึ่งๆ มักจะกินอาหารได้หลายชนิด แต่เมื่อมีการเปลี่ยนแปลงจำนวนสิ่งมีชีวิตชนิดใดชนิดหนึ่งก็อาจส่งผลกระทบต่อระบบนิเวศนั้น โดยถ้ามีการเปลี่ยนแปลงแบบค่อยเป็นค่อยไปก็จะไม่ส่งผลรุนแรงต่อการดำเนินชีวิตของสิ่งมีชีวิตอื่นๆ ส่วนระบบนิเวศที่ประกอบด้วยสิ่งมีชีวิตน้อยชนิด สายใยอาหารก็จะไม่ซับซ้อนและรักษาสมดุลของระบบนิเวศได้ยาก เมื่อเกิดการเปลี่ยนแปลงใดๆ ขึ้นกับสิ่งมีชีวิตก็จะส่งผลกระทบต่อสิ่งมีชีวิตอื่นๆ ได้ง่ายและรุนแรง บางครั้งก็อาจมีผลทำให้ระบบนิเวศนั้นสูญเสียสมดุลไปได้

เมื่อเราเข้าใจถึงความสัมพันธ์ของสิ่งต่างๆ ในระบบนิเวศ ก็จะสามารถทำนายการเปลี่ยนแปลงของสิ่งต่างๆ ที่อยู่ในระบบนิเวศนั้นๆ ได้

การถ่ายทอดพลังงานในระบบนิเวศ

ดวงอาทิตย์เป็นแหล่งพลังงานสำหรับโลกของสิ่งมีชีวิต กลุ่มสิ่งมีชีวิตที่เป็นผู้ผลิตจะเปลี่ยนพลังงานแสงมาเป็นพลังงานเคมีโดยสะสมไว้ในรูปของโมเลกุลอาหารด้วยกระบวนการสังเคราะห์ด้วยแสง ซึ่งจะได้ผลผลิตคือ กลูโคส ในกระบวนการสังเคราะห์ด้วยแสงนี้จะทำให้มีแก๊สออกซิเจนออกสู่บรรยากาศด้วย จากนั้นเมื่อผู้บริโภคพืชมากินพืชต่างๆ เหล่านี้ พลังงานในอาหารที่พืชสะสมไว้ก็จะถูกถ่ายทอดต่อไปสู่ผู้บริโภคพืช และเมื่อผู้บริโภคพืชถูกผู้บริโภคสัตว์ อันได้แก่ผู้ล่าชนิดต่างๆ กินเป็นอาหาร พลังงานก็จะถูกถ่ายทอดมาสู่ผู้บริโภคในลำดับต่อมาเรื่อยๆ จนกระทั่งถึงผู้ย่อยสลายอินทรียสาร พลังงานจากการกินต่อกันเป็นทอดๆ นี้จะมีค่าลดลงเรื่อยๆ เนื่องจากสิ่งมีชีวิตจะใช้พลังงานจากอาหารที่กินเข้าไปในการทำกิจกรรมต่างๆ และเสริมสร้างร่างกายของตน บางส่วนก็สูญเสียไปเนื่องจากพลังงานในอาหารถูกเปลี่ยนเป็นพลังงานความร้อนคายออกมาสู่สิ่งแวดล้อม ดังนั้นลำดับการถ่ายทอดพลังงานในห่วงโซ่อาหารจึงมักมีความยาวที่จำกัด ซึ่งโดยปกติจะสิ้นสุดที่ผู้บริโภคอันดับที่ 4-5 เท่านั้น