Model ekosistema je predstavitev ekosistema, prikazana v matematični obliki. Takšni modeli se uporabljajo v teoretični ekologiji za pomoč ekologom pri preučevanju obstoječih ekosistemov in napovedovanju, kaj bi se lahko zgodilo v določenih pogojih. Ekosistem je neverjetno zapleten, zato mora model ekosistema na splošno poenostaviti sistem tako, da se osredotoči samo na določene dele.
Ekosistemi so biološka okolja. Vključujejo vsa živa bitja na določenem območju, pa tudi fizične značilnosti tega območja, ki bi lahko vplivale ali bi jih organizmi na njem uporabljali. To so lahko stvari, kot so zrak, voda ali količina sončne svetlobe. Model mora upoštevati tudi velikost okolja, ki se preučuje, saj lahko to vpliva na organizme v njem.
Da bi ustvaril delujoč matematični model, mora ekolog poenostaviti ekosistem, ki ga poskuša preučiti. To lahko storite tako, da se osredotočite na omejeno število vrst ali skupin, ki imajo določene lastnosti. Te lastnosti so lahko vedenjske, biokemične ali fizične.
Ko ekolog izolira organizme, ki jih zanima, ustvari prehranjevalno verigo zanje. Prehranjevalna veriga je predstavitev odnosov med plenilcem in plenom. Na primer, če je žival, ki vas zanima, kojot, bi lahko prehranjevalna veriga pokazala, da kojot poje zajce, ki jedo vegetacijo na tleh. Kojoti, zajci in vegetacija bodo postali elementi v modelu ekosistema.
Elementi v modelu ekosistema so nato povezani skupaj z uporabo matematičnih funkcij, ki opisujejo njihove odnose. Spet zapletenost ekosistema predstavlja problem za ekologa. Težko je opazovati, kakšen dejanski vpliv bo imela poraba enega zajca na populacijo kojotov, zato ekologi uporabljajo statistiko, opazovanje in druge metode, da bi prišli do utemeljene domneve. Matematične funkcije je mogoče prilagoditi tako, da resnični dogodki v ekosistemu dokazujejo ali ovržejo točnost modela ekosistema.
Klasičen model ekosistema, ki ga preučujejo študenti ekologije, je model plenilec-plen, ustvarjen sredi dvajsetih let prejšnjega stoletja. V enem letu sta ga neodvisno ustvarila dva znanstvenika: ameriški matematik, kemik in statistik Alfred J Lotka ter italijanski matematik in fizik Vito Volterra. Njihov model uporablja par diferencialnih enačb za predstavitev plenilcev in plena. Čeprav je bil prvotno uporabljen za opis nihanj v populacijah morskih psov in rib v Jadranskem morju, model deluje kot splošen opis odnosa med plenilcem in plenom.