Ecosystem Class 12 Notes Biology Chapter 12

 Page 1


 
 
? Ecosystem is the interaction of living things among themselves and 
with their surrounding environment. 
? There are two basic ecosystems - terrestrial and aquatic. 
Structure of Ecosystem 
? The interactions between the various biotic and abiotic factors of an 
ecosystem lead to the maintenance of the ecosystem. 
? Stratification is the vertical distribution of the different species 
occupying the different levels. For example, trees occur at a higher 
level then shrubs. 
? The various aspects taken into consideration to study the functioning 
of ecosystem are: 
? Productivity 
? Decomposition 
? Energy flow 
? Nutrient cycling 
Productivity 
? A constant supply of sunlight is required for the proper functioning of 
any ecosystem. 
? The amount of biomass produced per unit area over a time period by 
plants during photosynthesis is defined as the  ?primary productivity ?. 
? It is expressed as weight (g ? -2 ? ) or energy (Kcal m ? -2 ? ). 
? Productivity can be mainly divided into gross primary productivity 
(GPP) and net primary productivity (NPP). GPP is the rate of 
production of organic matter during photosynthesis. 
NPP = GPP - Respiratory losses (R) 
? Secondary productivity ? is defined as the rate of formation of new 
organic matter by consumers. 
? Primary productivity depends upon 
? type of plant species inhabiting a particular area 
Page 2


 
 
? Ecosystem is the interaction of living things among themselves and 
with their surrounding environment. 
? There are two basic ecosystems - terrestrial and aquatic. 
Structure of Ecosystem 
? The interactions between the various biotic and abiotic factors of an 
ecosystem lead to the maintenance of the ecosystem. 
? Stratification is the vertical distribution of the different species 
occupying the different levels. For example, trees occur at a higher 
level then shrubs. 
? The various aspects taken into consideration to study the functioning 
of ecosystem are: 
? Productivity 
? Decomposition 
? Energy flow 
? Nutrient cycling 
Productivity 
? A constant supply of sunlight is required for the proper functioning of 
any ecosystem. 
? The amount of biomass produced per unit area over a time period by 
plants during photosynthesis is defined as the  ?primary productivity ?. 
? It is expressed as weight (g ? -2 ? ) or energy (Kcal m ? -2 ? ). 
? Productivity can be mainly divided into gross primary productivity 
(GPP) and net primary productivity (NPP). GPP is the rate of 
production of organic matter during photosynthesis. 
NPP = GPP - Respiratory losses (R) 
? Secondary productivity ? is defined as the rate of formation of new 
organic matter by consumers. 
? Primary productivity depends upon 
? type of plant species inhabiting a particular area 
? photosynthetic capacity of plants 
? nutrient availability 
? Annual net productivity for whole biosphere is about 170 b tons of 
organic matter. 
Decomposition 
? It is the process of breakdown of complex organic matter into 
inorganic substances such as carbon dioxide, water, nutrients, etc. 
? Fragmentation ? - Breaking down of detritus (dead plant and animal 
remains, faecal matter) into smaller particles by detritivores 
(decomposers) 
? Leaching ? ­ Process by which these inorganic matters enter the soil 
? Catabolism ? - Process by which detritus is degraded into simpler 
inorganic substances by bacterial and fungal enzymes 
? Humification ? - Accumulation of humus in the soil. 
Humus is resistant to microbial action and decomposes at an 
extremely slow rate. It acts as a reservoir of nutrients. 
? Mineralization ? - Process by which humus further degrades to release 
minerals into the soil 
? It is an oxygen consuming process and is controlled by the chemical 
composition of detritus and climatic conditions. 
Energy Flow  
? Sun is the sole source of energy for all ecosystems on the earth. 
? Plants and other photosynthetic organisms utilize less than 50% of the 
solar radiation known as the  ?photosynthetically active radiation 
(PAR) ?. 
? In an ecosystem, plants are called  ?producers ? and all animals depend 
upon the plants directly or indirectly for their food. Hence, they are 
known as consumers or heterotrophs. 
? The consumers can be further divided into primary consumers 
(herbivores), secondary consumers (primary carnivores), and tertiary 
consumers (secondary carnivores). 
? Food chain ? - The energy flow among the various constituent animals 
Page 3


 
 
? Ecosystem is the interaction of living things among themselves and 
with their surrounding environment. 
? There are two basic ecosystems - terrestrial and aquatic. 
Structure of Ecosystem 
? The interactions between the various biotic and abiotic factors of an 
ecosystem lead to the maintenance of the ecosystem. 
? Stratification is the vertical distribution of the different species 
occupying the different levels. For example, trees occur at a higher 
level then shrubs. 
? The various aspects taken into consideration to study the functioning 
of ecosystem are: 
? Productivity 
? Decomposition 
? Energy flow 
? Nutrient cycling 
Productivity 
? A constant supply of sunlight is required for the proper functioning of 
any ecosystem. 
? The amount of biomass produced per unit area over a time period by 
plants during photosynthesis is defined as the  ?primary productivity ?. 
? It is expressed as weight (g ? -2 ? ) or energy (Kcal m ? -2 ? ). 
? Productivity can be mainly divided into gross primary productivity 
(GPP) and net primary productivity (NPP). GPP is the rate of 
production of organic matter during photosynthesis. 
NPP = GPP - Respiratory losses (R) 
? Secondary productivity ? is defined as the rate of formation of new 
organic matter by consumers. 
? Primary productivity depends upon 
? type of plant species inhabiting a particular area 
? photosynthetic capacity of plants 
? nutrient availability 
? Annual net productivity for whole biosphere is about 170 b tons of 
organic matter. 
Decomposition 
? It is the process of breakdown of complex organic matter into 
inorganic substances such as carbon dioxide, water, nutrients, etc. 
? Fragmentation ? - Breaking down of detritus (dead plant and animal 
remains, faecal matter) into smaller particles by detritivores 
(decomposers) 
? Leaching ? ­ Process by which these inorganic matters enter the soil 
? Catabolism ? - Process by which detritus is degraded into simpler 
inorganic substances by bacterial and fungal enzymes 
? Humification ? - Accumulation of humus in the soil. 
Humus is resistant to microbial action and decomposes at an 
extremely slow rate. It acts as a reservoir of nutrients. 
? Mineralization ? - Process by which humus further degrades to release 
minerals into the soil 
? It is an oxygen consuming process and is controlled by the chemical 
composition of detritus and climatic conditions. 
Energy Flow  
? Sun is the sole source of energy for all ecosystems on the earth. 
? Plants and other photosynthetic organisms utilize less than 50% of the 
solar radiation known as the  ?photosynthetically active radiation 
(PAR) ?. 
? In an ecosystem, plants are called  ?producers ? and all animals depend 
upon the plants directly or indirectly for their food. Hence, they are 
known as consumers or heterotrophs. 
? The consumers can be further divided into primary consumers 
(herbivores), secondary consumers (primary carnivores), and tertiary 
consumers (secondary carnivores). 
? Food chain ? - The energy flow among the various constituent animals 
is known as the food chain. 
? Food web ? - The interconnection of the various food chains is called 
the food web. 
? Trophic level ? - Every organism occupies a specific level in their food 
chain known as the trophic level. 
? Standing crop ? - Each trophic level contains a certain amount of 
living material at a certain time known as the standing crop. 
? The number of trophic levels in a food chain is restricted since the 
energy transfer follows the 10 percent law i.e., only 10% of the energy 
is transferred from a lower trophic level to a higher one. 
Ecological Pyramids  
? The energy relationship between the different trophic levels is 
represented by the ecological pyramids. 
? Their base represents the producers or the first trophic level while the 
apex represents the tertiary or top level consumer. 
? Ecological pyramids are of 3 types: 
? Pyramid of number 
? Pyramid of biomass 
? Pyramid of energy 
Page 4


 
 
? Ecosystem is the interaction of living things among themselves and 
with their surrounding environment. 
? There are two basic ecosystems - terrestrial and aquatic. 
Structure of Ecosystem 
? The interactions between the various biotic and abiotic factors of an 
ecosystem lead to the maintenance of the ecosystem. 
? Stratification is the vertical distribution of the different species 
occupying the different levels. For example, trees occur at a higher 
level then shrubs. 
? The various aspects taken into consideration to study the functioning 
of ecosystem are: 
? Productivity 
? Decomposition 
? Energy flow 
? Nutrient cycling 
Productivity 
? A constant supply of sunlight is required for the proper functioning of 
any ecosystem. 
? The amount of biomass produced per unit area over a time period by 
plants during photosynthesis is defined as the  ?primary productivity ?. 
? It is expressed as weight (g ? -2 ? ) or energy (Kcal m ? -2 ? ). 
? Productivity can be mainly divided into gross primary productivity 
(GPP) and net primary productivity (NPP). GPP is the rate of 
production of organic matter during photosynthesis. 
NPP = GPP - Respiratory losses (R) 
? Secondary productivity ? is defined as the rate of formation of new 
organic matter by consumers. 
? Primary productivity depends upon 
? type of plant species inhabiting a particular area 
? photosynthetic capacity of plants 
? nutrient availability 
? Annual net productivity for whole biosphere is about 170 b tons of 
organic matter. 
Decomposition 
? It is the process of breakdown of complex organic matter into 
inorganic substances such as carbon dioxide, water, nutrients, etc. 
? Fragmentation ? - Breaking down of detritus (dead plant and animal 
remains, faecal matter) into smaller particles by detritivores 
(decomposers) 
? Leaching ? ­ Process by which these inorganic matters enter the soil 
? Catabolism ? - Process by which detritus is degraded into simpler 
inorganic substances by bacterial and fungal enzymes 
? Humification ? - Accumulation of humus in the soil. 
Humus is resistant to microbial action and decomposes at an 
extremely slow rate. It acts as a reservoir of nutrients. 
? Mineralization ? - Process by which humus further degrades to release 
minerals into the soil 
? It is an oxygen consuming process and is controlled by the chemical 
composition of detritus and climatic conditions. 
Energy Flow  
? Sun is the sole source of energy for all ecosystems on the earth. 
? Plants and other photosynthetic organisms utilize less than 50% of the 
solar radiation known as the  ?photosynthetically active radiation 
(PAR) ?. 
? In an ecosystem, plants are called  ?producers ? and all animals depend 
upon the plants directly or indirectly for their food. Hence, they are 
known as consumers or heterotrophs. 
? The consumers can be further divided into primary consumers 
(herbivores), secondary consumers (primary carnivores), and tertiary 
consumers (secondary carnivores). 
? Food chain ? - The energy flow among the various constituent animals 
is known as the food chain. 
? Food web ? - The interconnection of the various food chains is called 
the food web. 
? Trophic level ? - Every organism occupies a specific level in their food 
chain known as the trophic level. 
? Standing crop ? - Each trophic level contains a certain amount of 
living material at a certain time known as the standing crop. 
? The number of trophic levels in a food chain is restricted since the 
energy transfer follows the 10 percent law i.e., only 10% of the energy 
is transferred from a lower trophic level to a higher one. 
Ecological Pyramids  
? The energy relationship between the different trophic levels is 
represented by the ecological pyramids. 
? Their base represents the producers or the first trophic level while the 
apex represents the tertiary or top level consumer. 
? Ecological pyramids are of 3 types: 
? Pyramid of number 
? Pyramid of biomass 
? Pyramid of energy 
 
? In most ecosystems, the three pyramids are upright except in some 
cases: 
? The pyramid of biomass is inverted in an ocean ecosystem since 
a small standing crop of phytoplankton supports a large number 
of zooplankton. 
? The pyramid of number can be inverted when, say, a large tree 
is eaten by small insects. 
? However, the pyramid of energy is always upright. 
? A trophic level represents a functional level and not a single species as 
such. Also, a single species may become a part of more than one 
trophic level in the same ecosystem at the same time depending upon 
the role it plays in the ecosystem. 
? Limitations of ecological pyramids: 
? The ecological pyramids do not take into account the same 
species belonging to more than one trophic level. 
Page 5


 
 
? Ecosystem is the interaction of living things among themselves and 
with their surrounding environment. 
? There are two basic ecosystems - terrestrial and aquatic. 
Structure of Ecosystem 
? The interactions between the various biotic and abiotic factors of an 
ecosystem lead to the maintenance of the ecosystem. 
? Stratification is the vertical distribution of the different species 
occupying the different levels. For example, trees occur at a higher 
level then shrubs. 
? The various aspects taken into consideration to study the functioning 
of ecosystem are: 
? Productivity 
? Decomposition 
? Energy flow 
? Nutrient cycling 
Productivity 
? A constant supply of sunlight is required for the proper functioning of 
any ecosystem. 
? The amount of biomass produced per unit area over a time period by 
plants during photosynthesis is defined as the  ?primary productivity ?. 
? It is expressed as weight (g ? -2 ? ) or energy (Kcal m ? -2 ? ). 
? Productivity can be mainly divided into gross primary productivity 
(GPP) and net primary productivity (NPP). GPP is the rate of 
production of organic matter during photosynthesis. 
NPP = GPP - Respiratory losses (R) 
? Secondary productivity ? is defined as the rate of formation of new 
organic matter by consumers. 
? Primary productivity depends upon 
? type of plant species inhabiting a particular area 
? photosynthetic capacity of plants 
? nutrient availability 
? Annual net productivity for whole biosphere is about 170 b tons of 
organic matter. 
Decomposition 
? It is the process of breakdown of complex organic matter into 
inorganic substances such as carbon dioxide, water, nutrients, etc. 
? Fragmentation ? - Breaking down of detritus (dead plant and animal 
remains, faecal matter) into smaller particles by detritivores 
(decomposers) 
? Leaching ? ­ Process by which these inorganic matters enter the soil 
? Catabolism ? - Process by which detritus is degraded into simpler 
inorganic substances by bacterial and fungal enzymes 
? Humification ? - Accumulation of humus in the soil. 
Humus is resistant to microbial action and decomposes at an 
extremely slow rate. It acts as a reservoir of nutrients. 
? Mineralization ? - Process by which humus further degrades to release 
minerals into the soil 
? It is an oxygen consuming process and is controlled by the chemical 
composition of detritus and climatic conditions. 
Energy Flow  
? Sun is the sole source of energy for all ecosystems on the earth. 
? Plants and other photosynthetic organisms utilize less than 50% of the 
solar radiation known as the  ?photosynthetically active radiation 
(PAR) ?. 
? In an ecosystem, plants are called  ?producers ? and all animals depend 
upon the plants directly or indirectly for their food. Hence, they are 
known as consumers or heterotrophs. 
? The consumers can be further divided into primary consumers 
(herbivores), secondary consumers (primary carnivores), and tertiary 
consumers (secondary carnivores). 
? Food chain ? - The energy flow among the various constituent animals 
is known as the food chain. 
? Food web ? - The interconnection of the various food chains is called 
the food web. 
? Trophic level ? - Every organism occupies a specific level in their food 
chain known as the trophic level. 
? Standing crop ? - Each trophic level contains a certain amount of 
living material at a certain time known as the standing crop. 
? The number of trophic levels in a food chain is restricted since the 
energy transfer follows the 10 percent law i.e., only 10% of the energy 
is transferred from a lower trophic level to a higher one. 
Ecological Pyramids  
? The energy relationship between the different trophic levels is 
represented by the ecological pyramids. 
? Their base represents the producers or the first trophic level while the 
apex represents the tertiary or top level consumer. 
? Ecological pyramids are of 3 types: 
? Pyramid of number 
? Pyramid of biomass 
? Pyramid of energy 
 
? In most ecosystems, the three pyramids are upright except in some 
cases: 
? The pyramid of biomass is inverted in an ocean ecosystem since 
a small standing crop of phytoplankton supports a large number 
of zooplankton. 
? The pyramid of number can be inverted when, say, a large tree 
is eaten by small insects. 
? However, the pyramid of energy is always upright. 
? A trophic level represents a functional level and not a single species as 
such. Also, a single species may become a part of more than one 
trophic level in the same ecosystem at the same time depending upon 
the role it plays in the ecosystem. 
? Limitations of ecological pyramids: 
? The ecological pyramids do not take into account the same 
species belonging to more than one trophic level. 
? It assumes a simple food chain that almost never exists in 
nature. It does not explain food webs. 
? Saprophytes are not given a place in ecological pyramids even 
though they play a vital role in ecosystem. 
Ecological Succession  
? The composition of all ecosystems keeps on changing with change in 
their environment. These changes finally lead to the climax 
community. 
? Climax community ? - It is the community which is in equilibrium with 
its environment. Gradual and fairly predictable change in the species’ 
composition of a given area is called ecological succession. 
? Sere(s) ? - It is the sequence of communities that successively change 
in a given environment. The transitional communities are called seral 
stages or seral communities. 
? Succession happens in areas where no life forms ever existed as in 
bare rocks, cool lava, etc. ( ?primary succession ?), or in areas which 
have lost all life forms due to destructions and floods ( ?secondary 
succession ?). 
? Primary succession takes hundreds to thousands of years as 
developing soil on bare rocks is a slow process. Secondary succession 
is faster than primary succession since the nature does not have to 
start from scratch. 
? During succession, any disturbances (natural/man­made) can convert 
a particular seral stage to an earlier one. 
? Hydrarch succession ? - It takes place in wet areas and converts 
hydric conditions to mesic. 
? Xerarch succession ? - It takes place in dry areas and converts xeric 
conditions to mesic. 
? Pioneer species ? - These are the species that first invade a bare 
area. On land, these could be lichens that secrete enzymes to dissolve 
the rock surfaces for soil formation while in water, pioneer species 
could be phytoplanktons.