Ekosistemos modelis yra ekosistemos atvaizdas, parodytas matematine forma. Tokie modeliai naudojami teorinėje ekologijoje, siekiant padėti ekologams tirti esamas ekosistemas ir numatyti, kas gali nutikti tam tikromis sąlygomis. Ekosistema yra neįtikėtinai sudėtinga, todėl ekosistemos modelis paprastai turi supaprastinti sistemą, sutelkdamas dėmesį tik į tam tikras dalis.
Ekosistemos yra biologinė aplinka. Jie apima visus gyvus sutvėrimus tam tikroje vietovėje, taip pat fizines tos srities savybes, kurios gali turėti įtakos joje esantiems organizmams arba jas naudoti. Tai gali būti tokie dalykai kaip oras, vanduo arba saulės šviesos kiekis. Modelyje taip pat turi būti atsižvelgiama į tiriamos aplinkos dydį, nes tai gali turėti įtakos joje esantiems organizmams.
Norėdamas sukurti veiksmingą matematinį modelį, ekologas turi supaprastinti ekosistemą, kurią bando tirti. Tai galima padaryti sutelkiant dėmesį į ribotą rūšių ar grupių, turinčių tam tikrus bruožus, skaičių. Šios savybės gali būti elgesio, biocheminės ar fizinės.
Kai ekologas išskiria dominančius organizmus, jis sukuria jiems maisto grandinę. Maisto grandinė yra plėšrūno ir grobio santykių atvaizdas. Pavyzdžiui, jei dominantis gyvūnas yra kojotas, maisto grandinė gali parodyti, kad kojotas minta triušiais, kurie minta žemės paviršiaus augmenija. Kojotai, triušiai ir augmenija taps ekosistemos modelio elementais.
Tada ekosistemos modelio elementai sujungiami naudojant matematines funkcijas, apibūdinančias jų ryšius. Vėlgi, ekosistemos sudėtingumas yra problema ekologui. Sunku stebėti, kokį faktinį poveikį vieno triušio vartojimas turės kojotų populiacijai, todėl ekologai naudoja statistiką, stebėjimą ir kitus metodus, kad padarytų pagrįstą spėjimą. Matematinės funkcijos gali būti koreguojamos, nes realūs įvykiai ekosistemoje įrodo arba paneigia ekosistemos modelio tikslumą.
Klasikinis ekosistemos modelis, kurį tyrinėjo ekologijos studentai, yra plėšrūno ir grobio modelis, sukurtas XX a. 1920 dešimtmečio viduryje. Jį per vienerius metus savarankiškai sukūrė du mokslininkai: JAV matematikas, chemikas ir statistikas Alfredas J. Lotka bei italų matematikas ir fizikas Vito Volterra. Jų modelyje naudojama diferencialinių lygčių pora, vaizduojanti plėšrūnus ir grobį. Nors iš pradžių buvo naudojamas apibūdinti ryklių ir žuvų populiacijų svyravimus Adrijos jūroje, modelis veikia kaip bendras plėšrūno ir grobio santykio aprašymas.