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Démonstration : Supposons un ‘écosystème’ de base, défini comme un cube {x,y,z} d’arête égale à l’unité de mesure (donc ici égale à 1). Chaque composant de l’écosystème y sera représenté. La liste des composants est à peu près la suivante :
α - Colonne d’eau : a : superficielle ; b : médiane (quelle que soit la profondeur) ; c : fond (c’est à dire qu’on envisage aussi la répartition de l’eau dans les couches superficielles du sédiment.). Les traceurs dans la colonne d’eau peuvent être des éléments conservatifs, comme classiquement : la température (T, en °C), la salinité (S, sans unité), la profondeur (en mètres)
β - Géologique : on envisage ici la répartition des matières en suspension dans la colonne d’eau envisagée ci-dessus. Il va de soi que si, en surface, les sédiments très fins peuvent ne pas être négligeables (surtout au droit des estuaires), la répartition des matières en suspension sera plus faible dans la colonne d’eau, mais intuitivement plus forte près du fond. A ce niveau, on considérera 2 compartiments, suivant que l’on a affaire à du sable ou un platier rocheux, ou à de la vase, munie en surface d’une couche superficielle faisant intervenir les interaction (eau-sédiment).
γ - Biologique : On distinguera ici la Botanique de la Zoologie (au sens large).
Dans chaque compartiment [a, b, c], on aura un représentant choisi des espèces connues. Par exemple,
γ₁ Botanique : on aura : a : le phytoplancton (algues généralement unicellulaires et diatomées, flottant librement dans la couche de surface de l’eau) ; dans la colonne d’eau, b : intuitivement, il se trouvera peu de représentants de botanique, sauf si l’on est proche de la côte (algues benthiques, donc accrochées au fond, mais assez longues pour occuper toute la colonne d’eau) ; et finalement c : compartiment benthique : lieu d’accrochage des algues et phanérogames fixées.
γ₂ Zoologie : les trois compartiments sont ici très bien représentés. On peut même se permettre le luxe de diviser le règne animal suivant les Vertébrés et les Invertébrés, et plus encore suivant les besoins de l’étude. On trouvera ainsi en a : le zooplancton (larves d’invertébrés, méduses, larves de poissons) qui flotte passivement ; b : le necton, qui nage activement (poisons (et mammifères marins) ; et c : benthos : organismes fixés au fond (coquillages), sédentaires ou non, vivant dans le sédiment (langoustines, vers), ou à proximité (poissons plats, céphalopodes, crabes et autres crustacés).
Le problème vient de la quantité respective de chacun des représentants suivant chaque axe du cube envisagé plus haut. Puis, quand l’estimation a été faite à chaque niveau, on peut essayer d’intégrer (au sens mathématique du terme) les différents résultats. On aura alors une représentation simplifiée d’un « écosystème ». Une telle démarche est nommée : « approche écosystémique »

Conclusion : Sachant que l’intégration (au sens mathématique du terme) des éléments d’un compartiment isolé est déjà digne d’un travail de thèse, on comprend aisément qu’il soit illusoire de rendre compte de tous les éléments (en admettant même que tous soient connus !) dans tous les compartiments (seuls quelques uns ont été cités, mais c’est volontairement simplifié).
De même, les interactions entre différents compartiments ne sont pas bien connues. Prenons par exemple le cas d’un Poisson. A l’état larvaire, il appartient au (zoo)plancton. S’il n’est pas mangé par d’autres prédateurs (oiseaux, baleines ou dauphins,...), il deviendra partie du necton, composant qui, dans la colonne d’eau nage activement. A sa mort (si l’on suppose qu’il meure de vieillesse, ce qui n’est pas sûr du tout !), il changera de compartiment et son cadavre ira dans le compartiment benthique, où il nourrira les vers, crabes et autres crustacés, et bactéries. En moins d’une semaine, il ne restera plus rien du poisson d’origine.
La même histoire est valable avec chaque composant de la chaîne alimentaire, y compris pour la géologie. En effet, les ports et embouchures des fleuves sont régulièrement dragués, et les déchets de dragage sont immergés à une profondeur variable, mais jugée « suffisante » (pour ne pas gêner les pêcheurs), ni revenir (à l’état de matières en suspension), vers les côtes. Lors du déversement de la marie-salope (bateau transportant les déchets), un dessin peut montrer clairement la répartition des déchets avec la profondeur atteinte et avec les courants marins. Le problème (de mécanique des fluides) est digne d’un exposé aux Grandes Ecoles, et n’est pas aussi simple qu’il y paraîtrait.

Il est alors facile de se rendre compte de l’illusion que peut représenter une vision dite « écologique », c’est à dire couvrant toutes les interactions de tous les éléments de tous les compartiments de tout l’ensemble couvert ! (ν)