Unit 3 in 30 seconds: An ecosystem is a community of living organisms plus their non-living surroundings, working as one functional unit. This unit covers its structure (producers, consumers, decomposers) and function (energy flow, nutrient cycling, succession), food chains, food webs and ecological pyramids — including the famous 10% law — and the main types of ecosystems from forests to estuaries.
1. What is an Ecosystem?
The term "ecosystem" was coined by Arthur Tansley in 1935. "Eco" comes from the Greek word "oikos", meaning "house" — the ecosystem is the "house" where living and non-living things live and interact.
An ecosystem is a community of living organisms (plants, animals, microbes) interacting with their non-living environment (air, water, soil) as one functional unit. Examples: a pond, a forest, a desert, the ocean. The ecosystem is the functional unit of nature.
PYQ Alert:"The term 'ecosystem' was coined by ___." Answer: Arthur Tansley (1935) — asked repeatedly as a one-mark fact.
2. Structure of an Ecosystem
Every ecosystem has two structural components:
Component
Includes
Examples
Biotic (living)
Producers, consumers, decomposers
Plants, animals, bacteria, fungi
Abiotic (non-living)
Climatic factors, soil (edaphic) factors, inorganic and organic substances
Energy flow — energy moves from the sun through producers to consumers (one direction only).
Nutrient cycling — materials like carbon, nitrogen and water keep cycling between living and non-living parts (unlike energy, nutrients are reused).
Ecological succession — the community develops and changes over time toward a stable stage.
Remember the contrast: Energy flows in one direction and is lost as heat; nutrients cycle round and round. This single distinction answers several MCQs.
4. Producers, Consumers and Decomposers
Group
What they do
Examples
Producers (autotrophs)
Make their own food by photosynthesis (photoautotrophs) or from chemicals (chemoautotrophs)
Green plants, algae, phytoplankton; some bacteria
Primary consumers
Herbivores — eat producers directly
Rabbit, deer, grasshopper, cow
Secondary consumers
Small carnivores — eat herbivores
Frog, fox, small fish
Tertiary consumers
Top carnivores — eat other carnivores
Lion, hawk, shark
Omnivores
Eat both plants and animals
Human beings, bear, crow
Decomposers
Break down dead organisms; recycle nutrients back to soil
Bacteria, fungi
Detritivores
Eat detritus (dead organic matter)
Earthworm, millipede
PYQ Alert:"Primary consumers are ___." Answer: Herbivores. And "Decomposers include ___." Answer: bacteria and fungi — both asked multiple times.
5. Food Chains and Food Webs
A food chain is the sequence of "who eats whom" in an ecosystem. Each step is called a trophic level (T1 = producers, T2 = herbivores, and so on).
Grazing food chain: starts from living producers. Example: Grass → Rabbit → Fox → Lion.
Detritus food chain: starts from dead organic matter. Example: Dead leaves → Earthworm → Bird.
In nature, food chains are interconnected — a rabbit is eaten by the fox, the hawk and the snake. This network is called a food web. A food web is more stable than a single food chain: if one food source disappears, the animal can eat something else.
6. Ecological Pyramids
Ecological pyramids (also called Eltonian pyramids, after Charles Elton, 1927) show the number, biomass or energy at each trophic level, with producers at the base and top consumers at the apex:
Pyramid
What it measures
Shape
Pyramid of numbers
Number of organisms at each level
Usually upright; can be inverted (one tree → many insects feeding on it)
Pyramid of biomass
Total dry weight at each level
Usually upright; can be inverted in aquatic systems (phytoplankton biomass < zooplankton at a given time)
Pyramid of energy
Energy at each level per unit time
ALWAYS upright — can never be inverted
The golden rule: The pyramid of energy is always upright because energy is lost as heat at every transfer (second law of thermodynamics). Only the pyramids of numbers and biomass can sometimes be inverted. This is one of the most-asked one-liners in EVS papers.
7. Energy Flow and the 10% Law
Energy enters the ecosystem as sunlight, is captured by producers, and then flows one way only: producers → herbivores → carnivores → decomposers. It never flows back.
In 1942, Raymond Lindeman gave the 10% law:
Lindeman's 10% law: Only about 10% of the energy at one trophic level is transferred to the next level. Roughly 90% is lost as heat through respiration, movement and waste. That is why there are fewer top carnivores than herbivores — and why food chains rarely have more than 4–5 levels.
Fig 3.1 — Pyramid of energy. Only ~10% of energy passes to the next trophic level (Lindeman's 10% law, 1942).
PYQ Alert:"The pyramid of ___ is always upright." Answer: Energy. And "According to the 10% law, the energy transferred to the next trophic level is ___." Answer: 10%.
8. Ecological Succession
Ecological succession is the gradual, directional change in the species of an area over time, leading finally to a stable community.
Type
Starts from
Speed
Example
Primary succession
Bare, lifeless surface (no soil)
Slow
Lava flow, bare rock — pioneers are lichens and mosses
Secondary succession
Disturbed area where soil already exists
Faster
Burnt forest, abandoned farmland
Key terms:
Pioneer species — the first organisms to colonise a bare area (lichens, mosses).
Sere — the series of developmental stages in succession.
Climax community — the final, stable stage of succession (usually a forest).
Hydrosere — succession starting in water (pond → marsh → grassland → forest).
Xerosere — succession starting on dry bare rock (→ forest).
PYQ Alert:"The climax community represents the ___ stage of succession." Answer: final stable stage. "Primary succession starts on ___." Answer: bare rock / lifeless surface.
9. Types of Ecosystems
Ecosystem
Characteristic features
Forest
Layered vegetation (canopy, understory, forest floor); trees dominant; highest biodiversity among terrestrial systems
Grassland
Grasses dominant, few trees; grazing herbivores; adapted to fire and grazing (savanna, prairie, steppe)
Desert
Rainfall below ~25 cm/year; xerophytes (cactus) with water-storing tissues; mostly nocturnal animals; extreme day–night temperature difference
Pond
Small, shallow, still water (lentic); three zones — littoral (shore), limnetic (open water), profundal (deep bottom)
Lake
Larger and deeper than a pond; shows thermal stratification (warm top, cold bottom layers)
River / Stream
Flowing water (lotic); unidirectional flow; high dissolved oxygen
Ocean
Covers ~71% of Earth's surface; high salinity; zones — intertidal, pelagic (open water), benthic (sea floor)
Estuary
Where river meets the sea; brackish water (mix of fresh and salt water); extremely productive; mangroves; nursery ground for fish
PYQ Alert:"Estuary water is ___." Answer: brackish (neither fully fresh nor fully saline). "Still-water bodies like ponds and lakes are called ___." Answer: lentic; flowing water is lotic.
10. Exam Tips — Unit 3
From PYQ analysis (6 papers, 84 Unit-3 questions):
Most asked: Pyramid of energy is always upright; 10% law (Lindeman, 1942); climax community = final stable stage.
30 सेकंड में इकाई 3:पारिस्थितिक तंत्र जीवित प्राणियों का समुदाय और उनके निर्जीव परिवेश का एक कार्यात्मक इकाई के रूप में मिलन है। इस इकाई में इसकी संरचना (उत्पादक, उपभोक्ता, अपघटक) और कार्य (ऊर्जा प्रवाह, पोषक चक्रण, अनुक्रमण), खाद्य शृंखला, खाद्य जाल और पारिस्थितिक पिरामिड — प्रसिद्ध 10% नियम सहित — और वनों से लेकर ज्वारनदमुख तक पारिस्थितिक तंत्रों के मुख्य प्रकार शामिल हैं।
1. पारिस्थितिक तंत्र क्या है?
"पारिस्थितिक तंत्र" शब्द आर्थर टांसले ने 1935 में दिया था। "इको" यूनानी शब्द "ओइकोस" से बना है, जिसका अर्थ है "घर" — पारिस्थितिक तंत्र वह "घर" है जहाँ जीवित और निर्जीव चीज़ें रहती और परस्पर क्रिया करती हैं।
पारिस्थितिक तंत्र जीवित प्राणियों (पेड़-पौधे, पशु-पक्षी, सूक्ष्मजीव) का उनके निर्जीव पर्यावरण (वायु, जल, मृदा) के साथ एक कार्यात्मक इकाई के रूप में परस्पर संबंध है। उदाहरण: तालाब, वन, मरुस्थल, महासागर। पारिस्थितिक तंत्र प्रकृति की कार्यात्मक इकाई है।
विगत प्रश्न:"'पारिस्थितिक तंत्र' शब्द किसने दिया?" उत्तर: आर्थर टांसले (1935) — एक अंक के तथ्य के रूप में बार-बार पूछा जाता है।
2. पारिस्थितिक तंत्र की संरचना
हर पारिस्थितिक तंत्र के दो संरचनात्मक घटक होते हैं:
घटक
शामिल
उदाहरण
जैविक (जीवित)
उत्पादक, उपभोक्ता, अपघटक
पेड़-पौधे, पशु-पक्षी, जीवाणु, कवक
अजैविक (निर्जीव)
जलवायु कारक, मृदा (मृदीय) कारक, अकार्बनिक और कार्बनिक पदार्थ
तापमान, वर्षा, सूर्य का प्रकाश, मृदा, जल, खनिज
3. पारिस्थितिक तंत्र के कार्य
पारिस्थितिक तंत्र तीन प्रक्रियाओं से काम करता है:
ऊर्जा प्रवाह — ऊर्जा सूर्य से उत्पादकों के माध्यम से उपभोक्ताओं तक जाती है (केवल एक दिशा में)।
पोषक चक्रण — कार्बन, नाइट्रोजन और जल जैसे पदार्थ जीवित और निर्जीव भागों के बीच चक्र में घूमते रहते हैं (ऊर्जा के विपरीत, पोषक तत्व पुनः उपयोग होते हैं)।
पारिस्थितिक अनुक्रमण — समुदाय समय के साथ विकसित और परिवर्तित होकर स्थिर अवस्था की ओर बढ़ता है।
अंतर याद रखें: ऊर्जा एक दिशा में बहती है और ऊष्मा के रूप में नष्ट होती है; पोषक तत्व चक्र में घूमते हैं। यही एक अंतर कई बहुविकल्पीय प्रश्नों का उत्तर देता है।
4. उत्पादक, उपभोक्ता और अपघटक
समूह
क्या करते हैं
उदाहरण
उत्पादक (स्वपोषी)
प्रकाश संश्लेषण (प्रकाश-स्वपोषी) या रसायनों (रसायन-स्वपोषी) से स्वयं भोजन बनाते हैं
हरे पौधे, शैवाल, पादपप्लवक; कुछ जीवाणु
प्राथमिक उपभोक्ता
शाकाहारी — सीधे उत्पादकों को खाते हैं
खरगोश, हिरण, टिड्डा, गाय
द्वितीयक उपभोक्ता
छोटे मांसाहारी — शाकाहारियों को खाते हैं
मेंढक, लोमड़ी, छोटी मछली
तृतीयक उपभोक्ता
शीर्ष मांसाहारी — अन्य मांसाहारियों को खाते हैं
शेर, बाज, शार्क
सर्वाहारी
पौधे और पशु दोनों खाते हैं
मनुष्य, भालू, कौआ
अपघटक
मृत जीवों को गलाते हैं; पोषक तत्वों को मृदा में लौटाते हैं
जीवाणु, कवक
अपरदहारी
अपरद (मृत कार्बनिक पदार्थ) खाते हैं
केंचुआ, गिंजाई
विगत प्रश्न:"प्राथमिक उपभोक्ता ___ होते हैं।" उत्तर: शाकाहारी। और "अपघटकों में ___ शामिल हैं।" उत्तर: जीवाणु और कवक — दोनों कई बार पूछे गए हैं।
5. खाद्य शृंखला और खाद्य जाल
खाद्य शृंखला पारिस्थितिक तंत्र में "कौन किसे खाता है" का क्रम है। हर चरण को पोषण स्तर कहते हैं (पोषण स्तर 1 = उत्पादक, पोषण स्तर 2 = शाकाहारी, आदि)।
चारण खाद्य शृंखला:जीवित उत्पादकों से शुरू होती है। उदाहरण: घास → खरगोश → लोमड़ी → शेर।
अपरद खाद्य शृंखला:मृत कार्बनिक पदार्थ से शुरू होती है। उदाहरण: मृत पत्तियाँ → केंचुआ → पक्षी।
प्रकृति में खाद्य शृंखलाएँ परस्पर जुड़ी होती हैं — खरगोश को लोमड़ी भी खाती है, बाज भी और साँप भी। इसी जाल को खाद्य जाल कहते हैं। खाद्य जाल एकल खाद्य शृंखला से अधिक स्थिर होता है: यदि एक खाद्य स्रोत समाप्त हो जाए, तो प्राणी कुछ और खा सकता है।
6. पारिस्थितिक पिरामिड
पारिस्थितिक पिरामिड (चार्ल्स एल्टन, 1927 के नाम पर एल्टनी पिरामिड भी कहलाते हैं) हर पोषण स्तर पर जीवों की संख्या, जैवभार या ऊर्जा दर्शाते हैं — आधार पर उत्पादक और शीर्ष पर शीर्ष उपभोक्ता:
पिरामिड
क्या मापता है
आकृति
संख्या का पिरामिड
हर स्तर पर जीवों की संख्या
प्रायः सीधा; उल्टा हो सकता है (एक पेड़ → उस पर पलने वाले अनेक कीट)
जैवभार का पिरामिड
हर स्तर का कुल शुष्क भार
प्रायः सीधा; जलीय तंत्रों में उल्टा हो सकता है (किसी समय पादपप्लवक का जैवभार प्राणिप्लवक से कम)
ऊर्जा का पिरामिड
प्रति इकाई समय हर स्तर की ऊर्जा
हमेशा सीधा — कभी उल्टा नहीं हो सकता
सुनहरा नियम:ऊर्जा का पिरामिड हमेशा सीधा होता है क्योंकि हर स्थानांतरण में ऊर्जा ऊष्मा के रूप में नष्ट होती है (ऊष्मागतिकी का द्वितीय नियम)। केवल संख्या और जैवभार के पिरामिड कभी-कभी उल्टे हो सकते हैं। यह ईवीएस प्रश्नपत्रों की सबसे अधिक पूछी जाने वाली एक-पंक्तियों में से एक है।
7. ऊर्जा प्रवाह और 10% नियम
ऊर्जा पारिस्थितिक तंत्र में सूर्य के प्रकाश के रूप में प्रवेश करती है, उत्पादकों द्वारा ग्रहण की जाती है, और फिर केवल एक दिशा में बहती है: उत्पादक → शाकाहारी → मांसाहारी → अपघटक। यह कभी वापस नहीं बहती।
1942 में रेमंड लिंडेमैन ने 10% नियम दिया:
लिंडेमैन का 10% नियम: एक पोषण स्तर की ऊर्जा का केवल लगभग 10% ही अगले पोषण स्तर को स्थानांतरित होता है। लगभग 90% ऊर्जा श्वसन, गति और अपशिष्ट के माध्यम से ऊष्मा के रूप में नष्ट हो जाती है। इसीलिए शाकाहारियों की तुलना में शीर्ष मांसाहारी कम होते हैं — और खाद्य शृंखला में प्रायः 4–5 से अधिक स्तर नहीं होते।
चित्र 3.1 — ऊर्जा का पिरामिड। अगले पोषण स्तर को केवल लगभग 10% ऊर्जा मिलती है (लिंडेमैन का 10% नियम, 1942)।
विगत प्रश्न:"___ का पिरामिड हमेशा सीधा होता है।" उत्तर: ऊर्जा। और "10% नियम के अनुसार अगले पोषण स्तर को कितनी ऊर्जा स्थानांतरित होती है?" उत्तर: 10%।
8. पारिस्थितिक अनुक्रमण
पारिस्थितिक अनुक्रमण किसी क्षेत्र की प्रजातियों में समय के साथ होने वाला क्रमिक, दिशात्मक परिवर्तन है, जो अंततः एक स्थिर समुदाय की ओर ले जाता है।
प्रकार
कहाँ से शुरू
गति
उदाहरण
प्राथमिक अनुक्रमण
निर्जन, जीवहीन सतह (मृदा नहीं)
धीमा
लावा प्रवाह, नंगी चट्टान — अग्रणी हैं लाइकेन और मॉस
द्वितीयक अनुक्रमण
विघ्नित क्षेत्र जहाँ मृदा पहले से है
तेज़
जला हुआ वन, छोड़ी हुई कृषि भूमि
मुख्य शब्दावली:
अग्रणी प्रजाति — निर्जन क्षेत्र में बसने वाले सबसे पहले जीव (लाइकेन, मॉस)।
क्रमक — अनुक्रमण की विकासात्मक अवस्थाओं की शृंखला।
चरम समुदाय — अनुक्रमण की अंतिम, स्थिर अवस्था (प्रायः वन)।
जलक्रमक — जल से शुरू होने वाला अनुक्रमण (तालाब → दलदल → घासस्थल → वन)।
शुष्कक्रमक — शुष्क नंगी चट्टान से शुरू होने वाला अनुक्रमण (→ वन)।
विगत प्रश्न:"चरम समुदाय अनुक्रमण की ___ अवस्था दर्शाता है।" उत्तर: अंतिम स्थिर अवस्था। "प्राथमिक अनुक्रमण ___ पर शुरू होता है।" उत्तर: नंगी चट्टान / जीवहीन सतह।
9. पारिस्थितिक तंत्रों के प्रकार
पारिस्थितिक तंत्र
विशिष्ट लक्षण
वन
स्तरित वनस्पति (वितान, अधोवितान, वन भूमि); वृक्ष प्रधान; स्थलीय तंत्रों में सर्वाधिक जैव विविधता
घासस्थल
घास प्रधान, वृक्ष कम; चरने वाले शाकाहारी; आग और चराई के अनुकूल (सवाना, प्रेयरी, स्टेपी)
मरुस्थल
वर्षा लगभग 25 सेमी से कम; मरुद्भिद (नागफनी) जल-संचयी ऊतकों वाले; प्रायः रात्रिचर प्राणी; दिन-रात के तापमान में भारी अंतर
तालाब
छोटा, उथला, स्थिर जल (स्थिरजलीय); तीन क्षेत्र — तटीय, खुला जल, गहरा तल
झील
तालाब से बड़ी और गहरी; तापीय स्तरण दर्शाती है (ऊपर गर्म, नीचे ठंडी परतें)
नदी / धारा
प्रवाहित जल (प्रवाहीजलीय); एकदिश प्रवाह; घुलित ऑक्सीजन अधिक
महासागर
पृथ्वी की सतह का लगभग 71% घेरता है; लवणता अधिक; क्षेत्र — ज्वारीय, खुला जल, समुद्र तल
ज्वारनदमुख
जहाँ नदी समुद्र से मिलती है; अर्धखारा जल (मीठे और खारे जल का मिश्रण); अत्यंत उत्पादक; मैंग्रोव; मछलियों का प्रजनन स्थल
विगत प्रश्न:"ज्वारनदमुख का जल ___ होता है।" उत्तर: अर्धखारा (न पूरा मीठा, न पूरा खारा)। "तालाब-झील जैसे स्थिर जलाशयों को ___ कहते हैं।" उत्तर: स्थिरजलीय; प्रवाहित जल प्रवाहीजलीय कहलाता है।
10. परीक्षा टिप्स — इकाई 3
विगत प्रश्नों के विश्लेषण से (6 प्रश्नपत्र, 84 प्रश्न):
सबसे अधिक पूछा गया:ऊर्जा का पिरामिड हमेशा सीधा; 10% नियम (लिंडेमैन, 1942); चरम समुदाय = अंतिम स्थिर अवस्था।
एक अंक के तथ्य: पारिस्थितिक तंत्र शब्द — टांसले (1935); प्राथमिक उपभोक्ता = शाकाहारी; अपघटक = जीवाणु + कवक।
खाद्य शृंखला के प्रकार: चारण जीवित उत्पादकों से शुरू; अपरद मृत कार्बनिक पदार्थ से शुरू।
भ्रम से बचें:संख्या/जैवभार के पिरामिड उल्टे हो सकते हैं — केवल ऊर्जा का हमेशा सीधा होता है। और ऊर्जा एक दिशा में बहती है, जबकि पोषक तत्व चक्र में घूमते हैं।
11. मुख्य बिंदु — 2 मिनट में दोहराएँ
पारिस्थितिक तंत्र शब्द: आर्थर टांसले, 1935; ओइकोस = घर।
