Ekologlar, canlılar üzerinde etkili olan ekolojik faktörleri biyotik (Canlı Varlıklar) ve abiyotik (Cansız Varlıklar) olmak üzere ikiye ayırır.
Ekosistemde canlılığın devamı biyotik faktörler arasındaki ilişkilere bağlıdır. Bir ekosistemde bulunan ve birbirlerini doğrudan ya da dolaylı olarak etkileyen canlı varlıkların hepsine biyotik faktör denir. Ekosistemin biyotik faktörleri ekolojik nişlerine göre üreticiler, tüketiciler ve ayrıştırıcılar olmak üzere üç grupta incelenir.
Üreticiler: İnorganik maddelerden organik madde sentezi yapabilen canlılardır. Üretici canlılara “ototrof canlılar” da denir. Yeşil bitkiler, bazı bakteriler, arkeler ve bazı protistler ototrof canlıların örnekleridir. Karasal ekosistemlerin asıl üreticileri bitkilerdir. Sucul ekosistemlerde ise siyanobakteriler ve algler en yaygın olarak bulunan üretici canlılardır.
Üretici organizmalar, tüm canlıların besin ihtiyacını üretme yanında, atmosferdeki oksijen ve karbondioksit dengesini de korurlar.
Tüketiciler: İhtiyaç duydukları organik besin maddelerini dışarıdan hazır alan canlılardır. Tüketici canlılara “heterotrof canlılar”da denir. Heterotrof canlılar organik besinlerini bitki ve hayvan gibi diğer organizmaları yiyerek karşılarlar. Hayvanlar tüketici canlıların en önemli grubunu oluşturur. Ayrıca mantarlar, bakteriler ve protistlerin çoğunluğu
tüketici canlılara örnektir.
Ayrıştırıcılar: Bitki, hayvan ve diğer canlıların ölü dokularını ve organik atıkları parçalayarak bu maddeleri inorganik maddelere dönüştürürler. Böylece ototroflar için gerekli olan inorganik maddeler yeniden besin üretiminde kullanılır. Ekosistemlerdeki canlılar arasında bir denge vardır. Bu dengeyi üreticiler besin üretimiyle, tüketiciler madde aktarımıyla, ayrıştırıcılar da inorganik maddeleri doğaya geri dönüştürerek sağlarlar. Saprofit olarak da adlandırılan ayrıştırıcıların en önemli örneklerini mantarlar, bazı bakteriler ve toprak solucanı vb. canlılar oluşturur. Ayrıştırıcılar doğadaki madde döngüsünün kilit canlılarıdır.
Aynı alanda yaşayan üretici, tüketici ve ayrıştırıcı canlılar sürekli etkileşim halindedir. Mantarlar ayrıştırıcı canlılardır. Hayvanlar tüketici canlılardır.
Komüniteleri oluşturan canlı türlerinin coğrafik yayılışlarını ve miktarlarını abiyotik faktörler önemli ölçüde etkiler. Cansız çevreyi oluşturan bu faktörler; ışık, sıcaklık, iklim, su, toprak ve mineraller, ortamın pH’si şeklinde gruplandırılır.
Işık: Yaşam için gerekli olan enerjinin kaynağı güneştir. Enerji ekosistemlere güneş ışığı şeklinde girer ve organizmalardan ısı şeklinde kaybolur. Ototrof organizmalar fotosentezle güneş enerjisini organik besindeki kimyasal enerjiye dönüştürür. Ekosistemdeki ototroflar dahil diğer canlılar enerji kaynağı olarak organik besindeki kimyasal enerjiyi kullanarak ısı açığa çıkarırlar. Ekosistemlerde döngüsel bir enerji akışı yoktur. Bu nedenle ekosistemlerin sürekliliği için temel enerji kaynağı olan güneşe ihtiyaç vardır.
Ekolojik açıdan gelen güneş ışığının şiddeti, miktarı ve süresi önemlidir. Belli bir sürede belli bir alana ulaşan güneş ışığı miktarı, güneş ışınlarının geliş açısına bağlıdır.
Işınların geliş açısı daraldıkça birim alana düşen enerji miktarı ve yeryüzüne ulaşan ışık miktarı azalır. Bu durum, o bölgede yaşayan canlıların özellikle bitkilerin yayılışları ve faaliyetlerini etkiler. Bitkisel ve hayvansal organizmaların çoğunda görülen biyolojik aktiviteler ışığın şiddeti ve mevsimlere bağlı olarak değişir. Hayvanlarda aktif süreçler için tercih edilen ışık şiddeti farklıdır. Örneğin baykuş, yarasa gibi türler gece aktifken, birçok kertenkele ve böcek türü parlak güneş ışığında tam olarak aktif duruma geçer. Bitkilerde ise ışık etkisiyle fotosentez, terleme, tropizma, çimlenme gibi faaliyetler gerçekleşir.
Sıcaklık: Biyosferde güneş ışınları eşit oranda dağılmadığından sıcaklık her yerde eşit değildir. Bu durum atmosferde hava akımlarının oluşmasına iklimsel değişikliklere ve farklı mevsimlerin oluşmasına neden olur. Güneşten yeryüzüne gelen ışınların bir kısmı atmosfer tarafından soğurulur, bir kısmı da topraktan atmosfere geri yansır. Böylece atmosfer ısınır. Atmosferin ısınması doğal bitki örtülerinin çeşitliliğini sağlar.
Organizmaların yeryüzündeki dağılış alanlarının sınırlarının belirlenmesinde sıcaklık etkin bir faktördür. Ayrıca sıcaklık, canlıların gelişmesi, üremesi ve metabolik faaliyetleri üzerinde de etkilidir. Örneğin bir bitkinin çiçeklenme döneminde ihtiyaç duyduğu optimum sıcaklık değeri çimlenme dönemine göre daha fazla olabilir. Bitkiler arasında çeşitli sıcaklık değerlerine dayanma bakımından büyük farklılıklar vardır. Örneğin Kuzey Kutbu'na yakın yerlerde yetişen bazı bitki türleri 0°C'ın altındaki sıcaklıklarda yaşarken, ekvator bölgesinde yetişen bazı bitki türleri 60–65°C'ta yaşayabilir. Hayvanlar ise genellikle 0–50°C arasındaki sıcaklık değişimlerinde yaşayabilir.
Vücut sıcaklığını çevre sıcaklığına göre düzenleyen hayvanlarda sıcaklığın çok düşük olması, canlının metabolizmasının yavaşlamasına ve hatta ölmesine neden olabilirken yüksek sıcaklıkta protein yapıları bozulur. Ancak canlıların pek çoğu, yaşamaları için gereken sıcaklıkların üstünde veya altındaki sıcaklık derecelerine uyum sağlayabilir.
Canlılar yaşadıkları bölgenin kendileri için uygun alanlarında yayılış gösterirler. Örneğin kuşlar, yaşamları için uygun olmayan sıcaklık derecelerinde göç olarak tanımlanan davranışı sergileyerek yaşadıkları bölgeyi değiştirirler. Bazı bakteri türleri ise birçok canlının yaşayamayacağı 60–80°C'lık sıcak su ortamlarında yaşayabilirken, bu bakterilerin soğuk su ortamlarında yaşama şansları oldukça düşüktür. Yani her canlı için ideal sıcaklık derecesi farklıdır.
Yılan vücut sıcaklığını çevre sıcaklığına göre düzenleyen bir hayvandır. Sıcaklığın uygun olduğu tropikal ormanlarda tür çeşitliliği fazladır. Sıcaklığın çok yüksek olduğu çöllerde tür çeşitliliği azdır.
İklim: Uzun bir zaman aralığı içinde belli bir bölgede hakim olan atmosfer koşullarına iklim denir. Ekosistemlerdeki canlı çeşitliliğinde güneşten gelen ışınlar, sıcaklık, basınç, nem, yağış ve hava hareketleri gibi iklimsel faktörlerin etkileri çok büyüktür. Ekosistemin cansız çevresi ise iklimsel faktörler ve yeryüzü şekillerinin etkileşimi sonucu oluşur.
Bir bölgenin iklimini belirleyen en önemli faktörler ekvatora uzaklığı, denize uzaklığı ve deniz seviyesinden yüksekliğidir. Ayrıca coğrafik konum, dağların özellikleri, su, rüzgâr ve bitki örtüsü de iklimi belirler. Canlıların gelişimi ve yeryüzündeki dağılışları üzerinde hem lokal (yerel) hem de bölgesel (daha geniş kapsamlı) iklim koşulları önem taşır. Örneğin bol yağış alan ılıman bölgelerdeki orman ekosistemlerinde çeşitli bitki ve hayvan popülasyonları oluşurken, kurak ve yağış almayan çöl alanlarında bitki ve hayvan popülasyonları sınırlıdır.
Su: Atmosferde bulunan suyun yağmur, kar, çiğ ve dolu olarak yeryüzüne dönmesi yağış olarak tanımlanır. Yeryüzünün 2/3'ü sularla kaplıdır. Yıllık yağış miktarı bölgesel ve iklimsel faktörlere göre farklılık gösterir. Bu farklılık canlıların yeryüzündeki dağılışlarını etkiler. Yağış miktarını dağlar, enlem yükseklikleri, rüzgâr ve su kitleleri gibi faktörler
belirler. Su, hava içinde buhar halinde bulunurken, yüksek dağlarda ve kutuplarda buz ve kar şeklinde bulunur. Suyun buharlaşmasıyla oluşan hava nemi, güneşten gelen ve topraktan yansıtılan ışınların büyük bir bölümünü tutarak yeryüzünün hem aşırı miktarda ısınmasını hem de soğumasını önler.
Canlılar metabolizma faaliyetlerini sürdürebilmek için suya ihtiyaç duyarlar. Bitkiler fotosentez için gereken mineral maddeleri su içinde çözünmüş olarak alırlar. Su, bitki bünyesinde sıcaklığın kontrolü bakımından da önemlidir. Güneşli havalarda bitkilerde terleme yoluyla oluşan su, buhar halinde atmosfere verilirken beraberinde bir miktar ısıyı da bitkiden uzaklaştırarak aşırı ısınmayı önler. Canlıların kazandığı kalıtsal özelliklerin bazıları bulundukları çevrenin su miktarınada bağlıdır. Örneğin nilüfer gibi su içinde yaşayan hidrofit bitkiler buharlaşmayı kolaylaştıran geniş yapraklara sahiptir. Kaktüs gibi kurak ortamda yaşayan kserofit bitkiler ise geniş kök sistemleri ile topraktan su ihtiyacını karşılar.
Bitkilerde olduğu gibi hayvanlarda da su kaybını azaltan çeşitli adaptasyonlar görülür. Hayvanlar sindirim sistemleri, nemli derileri ya da yedikleri besinler sayesinde su ihtiyaçlarını karşılarlar. Bazı hayvanlar da ihtiyaç duydukları suyun bir kısmını metabolizmalarından sağlarlar. Örneğin termitler, çöl şartlarında yaşayan develer, kış uykusuna yatan hayvanlar ve göçmen kuşlar ihtiyaçları olan suyu vücutlarında depoladıkları yağların yıkımı sonucu oluşan metabolik sudan karşılar.
Nilüfer bitkisi su içinde yaşayan hidrofit bir bitkidir. Toprak solucanları mineral taneciklerini bir arada tutan mukus salgılar. Tropikal Hint İnciri ağacının kökleri toprağın içine doğru büyüyerek bir kaç dönümlük alanı kaplar.
Toprak ve Mineraller: Tüm canlılar yaşamlarının devamı için doğrudan ya da dolaylı olarak toprağa bağımlıdır. Yeryüzünü kaplayan kayaçların parçalanması ile oluşan mineral taneciklerinin ortaya çıkmasına rüzgâr, sıcaklık ve suyun aşındırıcı etkileri neden olur. Kaya parçalarıyla birlikte ortamda bulunan dökülmüş yapraklar, dışkı, ölü organizmalar ve diğer organik kalıntılar bakteri ve mantar faaliyeti ile parçalanır.
Böylece humus denilen organik madde ortaya çıkar. Mineral tanecikleri ile humus karışarak toprağı meydana getirir. Humuslu topraklar koyu renkli, su tutma kapasiteleri yüksek ve besin maddelerince zengin, tarıma elverişli topraklardır. Yapısında su ve hava bulunan toprak bakteri, mantar, alg, protista, çeşitli bitki kökleri, çeşitli böcek ve hayvan türlerinin yaşaması için elverişli bir yaşama ve barınma ortamı oluşturur.
Toprak üzerinde yetişen bitki örtüsü ve o alanda yaşayan diğer canlılar toprağın özelliklerine göre dağılım gösterir. Aynı iklime sahip bölgelerde, birbirine yakın alanlarda toprak özelliklerinin farklı olmasından dolayı farklı bitki türleri yetişebilir. Toprakta yaşayan organizmaların aktiviteleri toprağın fiziksel ve kimyasal özelliğini değiştirebilir. Örneğin toprak solucanları, toprağı karıştırarak havalandırır ve mineral taneciklerini bir arada tutan mukus salgılar. Ayrıca toprak solucanları, sindirim faaliyeti sonucu oluşan kalsiyum karbonatı (CaCO3) toprağa verirler ve toprağı kalsiyum karbonat bakımından zenginleştirirler.
Değişik oranda humus ve mineral içeren toprak çeşitleri vardır. Toprağın türü bileşenlerine göre tespit edilir. En verimlisi olan humuslu toprak dışında kumlu, killi ve kireçli gibi farklı toprak çeşitleri de vardır. Kumlu topraklar suyu hemen alt tabakaya geçiren, besin maddesi az olan, tarıma elverişsiz topraklardır. Killi topraklar kil miktarı fazla olan, kireçli topraklar ise kireç yönünden zengin, beyaz veya açık renkli topraklardır.
Yağış miktarı, coğrafik özellikler ve bakteri faaliyetleri toprakta bulunan mineral miktarını belirler. N, P, K, Ca, S, Fe, Mg gibi mineraller bakımından zengin topraklar bitki gelişimi için oldukça uygundur. Canlılar metabolik faaliyetlerini sürdürebilmek ve hayatta kalabilmek için mineral maddelere ihtiyaç duyarlar. Bitkiler mineral madde ihtiyacını topraktan suda çözünmüş halde karşılarken, hayvanlar içtikleri sudan ve yedikleri besinlerden karşılar.
Ortamın pH’si: Belli bir bölgede bulunan toprak ve su içeriklerinden kaynaklanan ortamın asitlik ve bazlık derecesi pH değerini gösterir.
Canlıların metabolik faaliyetleri, hücresel solunumu ve enzim aktiviteleri belli bir pH aralığında gerçekleşir. Canlıların yaşam ortamlarındaki pH değişimine asit yağmurları, kimyasal atıklar, bilinçsizce kullanılan gübreler ve tarım ilaçlarının kullanımı gibi bir çok şey neden olmaktadır. Ortamın pH'si canlıların yaşamsal faaliyetlerini etkilediği için, canlı türleri kendileri için en uygun pH değerine sahip yaşama ortamlarını tercih ederler.
Canlılar farklı çevre koşullarında, uyum yetenekleri yani toleransları sayesinde yaşamlarını sürdürebilir. Her canlı türünün çevresel faktörler içinde uyum yeteneğinin minimum ve maksimum tolerans sınırları vardır. Minimum ve maksimum sınırlar arasında kalan bu boşluğa tolerans (hoşgörü) aralığı denir. Örneğin çok yüksek sıcaklıklarda yaşayan bir arke türü minimum 70°C, optimum 100°C, maksimum 106°C'ta hayatta kalabilir. Bir bakteri türü olan E.coli ise minumum 4°C, optimum 37°C, maksimum 44°C'ta yaşayabilir. Verilen örneklerden de anlaşılacağı gibi bazı canlı türlerinin yaşayabildiği çok yüksek sıcaklıklarda E.coli gibi pek çok canlı türü yaşamlarını sürdüremez.
Bir canlının ortam koşullarındaki değişikliklerden etkilenme oranı, belirli bir koşulun değişken olduğu ortamda yaşam aktivitelerine göre belirlenir. Buna göre canlının değişken ortam koşuluna verdiği tepki bir eğri ile gösterilir. Bu eğriye o canlının performans eğrisi, (tolerans eğrisi) adı verilir. Örneğin bir canlının sıcaklık değişkenine göre çizilen performans eğrisi, sıcaklık tolerans eğrisi olarak adlandırılır.
Canlılar dış ortam şartlarında oluşan sıcaklık, ışık, nem, su miktarı gibi değişikliklere göre vücutlarının iç dengesini (homeostazi) düzenleyerek hayatta kalmayı başarır.
Bazı canlılar değişen çevre sıcaklığına karşı iç sıcaklıklarını sabit tutmayı başarır. Bu tür canlılara sıcakkanlı (sabit ısılı) canlılar denir. Örneğin kuş ve memeli türleri vücut sıcaklıklarını çevre sıcaklığının değişimine karşı sabit tutabilirler. Çevre sıcaklığındaki değişikliklere karşı vücut sıcaklığını sabit tutamayan canlılara soğukkanlı (değişken ısılı) canlılar denir. Örneğin kertenkeleler çevre sıcaklığı değiştiğinde vücut sıcaklıklarını sabit tutamazlar. Bu durumda kertenkelelerin vücut sıcaklığı azalır, metabolizma hızları yavaşlar ve uyuşuklaşır. Çevre sıcaklığı artınca da aktiviteleri belli bir süre artar daha sonra yavaşlar ve dengelenir.