$1$. Chu trình sinh địa hóa các chất
- Các vật chất tạo nên thức ăn sẽ đi qua toàn bộ lưới thức ăn của quần xã rồi nhờ các sinh vật phân giải trở về đất ở trạng thái ban đầu, tiếp đó lại tham gia vào quá trình tổng hợp nhờ vào các sinh vật sản xuất. Như vậy, trong quần xã luôn luôn có sự tuần hoàn vật chất (kèm theo năng lượng).
- Chu trình vật chất được thực hiện trên cơ sở tự điều hòa của quần xã. Ví dụ, chu trình tuần hoàn của nước: nước tham gia vào các mắt lưới trong lưới thức ăn. Cây cối hút nước từ đất, các sinh vật tiêu thụ khác nhau đều sử dụng nước, qua quá trình trao đổi chất, một phần nước lại quay về đất hoặc bay hơi vào khí quyển. Ở các cơ thể sinh vật dị dưỡng nước được sử dụng một phần để tổng hợp lại các chất hữu cơ. Trong quá trình dinh dưỡng của các sinh vật yếm khí các hợp chất hữu cơ cuối cùng được phân giải thành nước, $CO_2$ và muối khoáng, chúng sẽ được sử dụng trở lại nhờ các sinh vật tự dưỡng.
- Để thực hiện chu trình sinh địa hóa các chất cần có năng lượng, nguồn năng lượng chính là năng lượng của ánh sáng mặt trời.
Có thể nói rằng, quần xã sinh vật cũng như những hệ thống sống khác là những hệ mở tự điều chỉnh, luôn luôn trao đổi vật chất và năng lượng với môi trường xung quanh.
$2$. Hiệu suất sinh thái
Hiệu suất sinh thái là tỉ lệ % chuyển hóa năng lượng giữa các bậc dinh dưỡng.
Ví dụ: trong một hệ sinh thái nhận được năng lượng mặt trời $10^6 kcal/m^2$/ngày. Nhưng chỉ có $2-5$% số năng lượng đó được sử dụng trong quang hợp. Sản lượng toàn phần ở sinh vật sản xuất có thể đạt tới $2,5 \times 10^4$ kcal, trên thực tế năng lượng mất đi do hô hấp là $90$% nên sản lượng sinh vật thực ở sinh vật sản xuất là $2,5 \times 10^3$ kcal. Sinh vật tiêu thụ bậc $1$ chỉ sử dụng được $1$% năng lượng của sinh vật sản xuất nghĩa là bằng $25$ kcal. Sinh vật tiêu thụ bậc $2$ chỉ sử dụng được $10$% sản lượng toàn phân của sinh vật tiêu thụ bậc $1$ tức là bằng $2,5$ kcal.
Như vậy, sự tiêu phí năng lượng qua mỗi bậc dinh dưỡng trong chuỗi thức ăn là rất lớn, chỉ có ít năng lượng được sử dụng ở mỗi bậc dinh dưỡng. Nói cách khác, hiệu suất sinh thái của dòng năng lượng trong các điểm khác nhau của chuỗi thức ăn là rất nhỏ.