Обычно в природе в любом ограниченном пространстве обитает большое число видов, и если даже допустить, что у многих из них, взятых попарно, отношения особей выражены слабо, совокупность отношений, связывающих все совместно обитающие виды, приобретает большую сложность.
Однако мы перейдем теперь к рассмотрению именно этого аспекта, ибо все, что было изложено до сих пор — отношения особей одного вида к абиотической среде, внутривидовые отношения, отношения между видами попарно, — представляет собой всего лишь сильно упрощенные схемы, искусственно выделенные из естественной обстановки ради легкости их изучения.
Теоретически следовало бы рассмотреть всю совокупность отношений особей, принадлежащих к бесчисленному множеству видов, которые населяют биосферу. Эта задача может быть, тем не менее, несколько упрощена, поскольку на земном шаре существуют совершенно различные типы местообитаний. Эти местообитания достаточно четко выражены и на значительном протяжении достаточно однородны, что дает возможность рассматривать их изолированно, изучая в пределах каждого из них отношения населяющих их видов.
Подобное местообитание называют биотопом. По площади или объему биотоп может быть более или менее обширным. Он обычно характеризуется присущими ему физическими и химическими условиями. Экологи весьма детализировали понятие биотопа, выделив в нем внутренние подразделения. Поскольку было бы затруднительно следовать за ними в этом отношении, мы ограничимся интуитивным значением этого термина. В этом случае для нас примерами биотопов будут озеро, пустыня, буковый лес, луг, расстилающаяся на огромных арктических пространствах тундра, характеризующиеся относительной изолированностью или относительной однородностью. Как нетрудно заметить, в характеристику биотопа часто входят не только физические и химические особенности среды, но и растительность. И это совершенно оправдано, поскольку, как было показано, растения оказывают глубокое воздействие на среду. Растительный покров биотопа особенно важно учитывать в связи с тем, что образуемая им масса живого вещества обычно во много раз превышает массу животных и гораздо сильнее изменяет окружающие физические и химические условия. Не менее справедливо, что термин «биотоп» в точном значении этого понятия обозначает неорганическую среду, правда, часто преобразованную вследствие жизнедеятельности населяющих ее видов, особенно растительных.
Совокупность живых существ, населяющих биотоп, образует биоценоз. Биоценоз состоит из популяций более или менее значительного числа видов. Обычно их набор тем шире, чем дольше существует данное поселение и чем благоприятнее среда. Выше было показано, что такие местообитания, как арктические районы, населены небольшим числом видов, специально приспособленных к суровым условиям. В отличие от них области с теплым климатом, который в меньшей мере оказывается фактором элиминации, например области, занятые экваториальными лесами, населены огромным числом видов.
Физическая среда, или биотоп вместе с населяющими его видами, составляющими биоценоз, образуют экосистему. В советской научной литературе вместо термина «экосистема» чаще пользуются термином «биогеоценоз».
Именно экосистемы — наиболее интересный объект изучения, так как они представляют собой своего рода «микрокосм» видов, взаимодействующих друг с другом в относительно замкнутом круговороте. Последний никогда не бывает абсолютно замкнутым ввиду наличия постоянного обмена с соседними экосистемами. Действие физико-химических условий среды, т. е. факторов абиотических, на различные виды можно назвать иначе действием биотопа. Существуют, следовательно, постоянные взаимодействия между биотопом и видами, входящими в биоценоз.
Чтобы легче войти в круг сложных вопросов, начнем с краткого рассмотрения одного из наиболее четких примеров относительно изолированной экосистемы — озера, расположенного в умеренном поясе. Этот пример позволит нам одновременно выделить основные понятия синэкологии.