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त्वरित पुनरावृत्ति: एक पृष्ठ पर पारिस्थितिकी की मूल बातें
पारिस्थितिकी की मूल बातें के दोनों भाग त्वरित पुनरावृत्ति के लिए संक्षेप में: पारिस्थितिकी तंत्र की संरचना, ऊर्जा प्रवाह, पिरामिड और जैव आवर्धन; अनुक्रमण, पारस्परिक क्रियाएँ, प्रजातियों की विशेष भूमिकाएँ और इकोटोन; जैव भू-रासायनिक चक्र; एक तालिका में सार और आठ मिश्रित प्रश्न।
पारिस्थितिकी की मूल बातें के दो भाग हैं। भाग 1 बताता है कि पारिस्थितिकी तंत्र कैसे बना है और ऊर्जा उसमें कैसे चलती है; भाग 2 बताता है कि पारिस्थितिकी तंत्र कैसे बदलते हैं, प्रजातियाँ एक-दूसरे पर कैसे असर डालती हैं और पदार्थ का पुनर्चक्रण कैसे होता है। एक पंक्ति दोनों को जोड़ती है: ऊर्जा एक बार गुज़रकर ऊष्मा बनकर निकल जाती है, जबकि पोषक चक्रों में घूमते हैं। यह पुनरावृत्ति सबसे अधिक पूछे जाने वाले तथ्यों को एकत्र करती है।
हेकल ने 1866 में पारिस्थितिकी शब्द और टैन्सले ने 1935 में पारिस्थितिकी तंत्र शब्द गढ़ा। आवास वह स्थान है जहाँ प्रजाति रहती है; उसका निकेत वहाँ उसकी भूमिका है। उत्पादक भोजन बनाते हैं, अधिकतर प्रकाश-संश्लेषण से, यद्यपि गहरे समुद्र के छिद्रों पर जीवाणु रासायनिक ऊर्जा का उपयोग करते हैं; उपभोक्ता दूसरों को खाते हैं; जीवाणु और कवक जैसे अपघटक मृत पदार्थ को रासायनिक रूप से तोड़ते हैं, जबकि केंचुए जैसे अपरदभोजी उसे खाते हैं। चारण खाद्य श्रृंखला जीवित पौधों से और अपरद श्रृंखला मृत पदार्थ से शुरू होती है, और श्रृंखलाएँ जुड़कर खाद्य जाल बनाती हैं।
ऊर्जा एक दिशा में बहती है, और औसतन उसका लगभग दसवाँ भाग ही एक पोषण स्तर से अगले तक जाता है, यह 1942 में लिंडेमान द्वारा वर्णित दस प्रतिशत नियम है; इसीलिए श्रृंखलाएँ छोटी होती हैं और शीर्ष परभक्षी कम। शुद्ध प्राथमिक उत्पादकता सकल उत्पादकता में से उत्पादकों का श्वसन घटाकर मिलती है; प्रति इकाई क्षेत्र वर्षावन, प्रवाल भित्तियाँ और ज्वारनदमुख सबसे उत्पादक हैं। एल्टन के तीन पिरामिडों में संख्या और जैवभार के पिरामिड उल्टे हो सकते हैं पर ऊर्जा का कभी नहीं। डीडीटी और पारे जैसे स्थायी, वसा-घुलनशील विष जैव आवर्धन से गुज़रते हैं और शीर्ष परभक्षियों में सबसे अधिक स्तर तक पहुँचते हैं।
पारिस्थितिक अनुक्रमण एक ही स्थान पर समुदायों का क्रमबद्ध प्रतिस्थापन है। प्राथमिक अनुक्रमण वहाँ शुरू होता है जहाँ मिट्टी नहीं है और धीमा होता है; द्वितीयक अनुक्रमण वहाँ शुरू होता है जहाँ मिट्टी बची है और तेज़ होता है। चट्टान पर सामान्यतः लाइकेन अग्रगामी होते हैं (शुष्कक्रमक) और तालाब में तैरते शैवाल (जलक्रमक), और शृंखला जलवायु के साथ संतुलन वाले चरम समुदाय पर समाप्त होती है।
पारस्परिक क्रियाएँ लाभ और हानि से छाँटी जाती हैं: सहोपकारिता (+/+, अंजीर और अंजीर ततैया, लाइकेन), सहभोजिता (+/0, आम के पेड़ पर ऑर्किड), परजीविता और परभक्षण (+/−), प्रतिस्पर्धा (−/−, जिसके बारे में गॉस ने दिखाया कि यह एक प्रजाति को बाहर कर सकती है) और असहभोजिता (0/−, पेनिसिलियम और जीवाणु)। कीस्टोन प्रजाति का प्रभाव उसकी संख्या से कहीं अधिक होता है; बाघ ध्वजवाहक और छत्र दोनों प्रजाति है; लाइकेन स्वच्छ वायु के सूचक हैं; जलकुंभी, लैंटाना और पार्थेनियम भारत में आक्रामक प्रजाति हैं। मैंग्रोव पट्टी जैसे इकोटोन में प्रायः किसी भी पड़ोसी समुदाय से अधिक प्रजातियाँ होती हैं, यह कोर प्रभाव है।
हर जैव भू-रासायनिक चक्र या तो गैसीय है, जिसका मुख्य भंडार वायु या महासागर में है (कार्बन, नाइट्रोजन), या अवसादी, जिसका मुख्य भंडार चट्टानों में है (फ़ॉस्फ़ोरस, जिसका कोई उल्लेखनीय गैसीय चरण नहीं, और सल्फ़र, जिसका है)। प्रकाश-संश्लेषण वायु से कार्बन निकालता है और श्वसन उसे लौटाता है; जीवाश्म ईंधन जलाना और वन साफ़ करना सिंकों द्वारा सोखे जाने से अधिक जोड़ते हैं। नाइट्रोजन का स्थिरीकरण राइज़ोबियम, ऐज़ोटोबैक्टर, सायनोबैक्टीरिया, तड़ित और उद्योग करते हैं, फिर वह अमोनीकरण, नाइट्रोसोमोनास और नाइट्रोबैक्टर द्वारा नाइट्रीकरण, स्वांगीकरण और विनाइट्रीकरण से गुज़रता है। अतिरिक्त नाइट्रोजन और फ़ॉस्फ़ोरस सुपोषण लाते हैं; सल्फ़र डाइऑक्साइड अम्ल वर्षा लाती है; सूर्य-चालित जल चक्र इन सबको जोड़ता है।
| विचार | मुख्य बात | नाम या उदाहरण |
|---|---|---|
| ऊर्जा प्रवाह | एक दिशा; हर स्तर पर लगभग 10% आगे | लिंडेमान, 1942 |
| पिरामिड | ऊर्जा कभी उल्टा नहीं; संख्या और जैवभार हो सकते हैं | एल्टन, 1927 |
| जैव आवर्धन | श्रृंखला के शीर्ष पर सबसे अधिक | डीडीटी, पारा (मिनामाटा) |
| अनुक्रमण | प्राथमिक धीमा (मिट्टी नहीं), द्वितीयक तेज़ | चट्टान पर लाइकेन; चरम समुदाय |
| पारस्परिक क्रियाएँ | +/+, +/0, +/−, −/−, 0/− | अंजीर और ततैया; ऑर्किड; अमरबेल; पेनिसिलियम |
| प्रजाति भूमिकाएँ | कीस्टोन, ध्वजवाहक, छत्र, सूचक, आक्रामक | समुद्री ऊदबिलाव; बाघ; लाइकेन; जलकुंभी |
| चक्र | गैसीय (C, N) बनाम अवसादी (P, S) | फ़ॉस्फ़ोरस का गैसीय चरण नहीं |
परीक्षा में ध्यान दें
- आवास पता है, निकेत भूमिका; ये एक ही चीज़ नहीं हैं।
- केंचुए अपरदभोजी हैं; जीवाणु और कवक अपघटक हैं।
- केवल ऊर्जा का पिरामिड सदा सीधा होता है।
- ऊर्जा पुनर्चक्रित नहीं होती; पोषक होते हैं।
- द्वितीयक अनुक्रमण प्राथमिक से तेज़ है क्योंकि मिट्टी पहले से मौजूद होती है।
- लाइकेन = सहोपकारिता; पेड़ पर ऑर्किड = सहभोजिता; अमरबेल = परजीविता; पेनिसिलियम = असहभोजिता।
- फ़ॉस्फ़ोरस का कोई उल्लेखनीय गैसीय चरण नहीं; सल्फ़र, अवसादी होते हुए भी, SO2 और H2S रखता है।
- नाइट्रोसोमोनास: अमोनिया → नाइट्राइट; नाइट्रोबैक्टर: नाइट्राइट → नाइट्रेट। इन्हें आपस में न बदलें।
पुनरावृत्ति
- पारिस्थितिकी (हेकल, 1866); पारिस्थितिकी तंत्र (टैन्सले, 1935); आवास बनाम निकेत।
- उत्पादक, उपभोक्ता, अपघटक और अपरदभोजी; चारण और अपरद श्रृंखलाएँ; खाद्य जाल।
- दस प्रतिशत नियम (लिंडेमान, 1942); NPP = GPP − श्वसन।
- पिरामिड (एल्टन, 1927): ऊर्जा कभी उल्टा नहीं; डीडीटी और पारे का जैव आवर्धन।
- अनुक्रमण: अग्रगामी → क्रमकी अवस्थाएँ → चरम; शुष्कक्रमक और जलक्रमक।
- पारस्परिक क्रियाएँ: सहोपकारिता, सहभोजिता, परजीविता, परभक्षण, प्रतिस्पर्धा, असहभोजिता।
- कीस्टोन, ध्वजवाहक, छत्र, सूचक और आक्रामक प्रजातियाँ; इकोटोन और कोर प्रभाव।
- चक्र: गैसीय (C, N) और अवसादी (P, S); नाइट्रोजन स्थिरीकरण से विनाइट्रीकरण तक; सुपोषण; अम्ल वर्षा।
अभ्यास प्रश्न
Q1. निम्नलिखित में से कौन अपघटक न होकर अपरदभोजी है?
- जीवाणु
- कवक
- केंचुआ
- ऐक्टिनोमाइसीट्स
उत्तर देखें
उत्तर: C. केंचुआ
केंचुआ मृत पदार्थ खाकर उसे टुकड़ों में तोड़ता है, इसलिए वह अपरदभोजी है। जीवाणु, कवक और ऐक्टिनोमाइसीट्स सूक्ष्मजीव हैं जो मृत पदार्थ को रासायनिक रूप से तोड़ते हैं, इसलिए वे अपघटक हैं।
Q2. निम्नलिखित कथनों पर विचार कीजिए:
1. खुले समुद्र के पारिस्थितिकी तंत्र में ऊर्जा का पिरामिड उल्टा हो सकता है।
2. जब एक पेड़ अनेक कीटों को सहारा देता है तो संख्या का पिरामिड उल्टा हो सकता है।
उपर्युक्त कथनों में से कौन-सा/से सही है/हैं?
- केवल 1
- केवल 2
- 1 और 2 दोनों
- न तो 1 और न ही 2
उत्तर देखें
उत्तर: B. केवल 2
कथन 1 गलत है: ऊर्जा का पिरामिड सदा सीधा होता है (खुला समुद्र जैवभार का पिरामिड उल्टा करता है)। कथन 2 सही है। इसलिए 'केवल 1', 'दोनों' और 'कोई नहीं' गलत हैं।
Q3. यदि किसी पारिस्थितिकी तंत्र के उत्पादक 20,000 इकाई ऊर्जा स्थिर करते हैं, तो दस प्रतिशत नियम के अनुसार द्वितीयक मांसाहारियों तक लगभग कितनी पहुँचेगी?
- 2,000 इकाई
- 200 इकाई
- 20 इकाई
- 2 इकाई
उत्तर देखें
उत्तर: C. 20 इकाई
शाकाहारियों को लगभग 2,000, प्रथम मांसाहारियों को लगभग 200 और द्वितीयक मांसाहारियों को लगभग 20 मिलती है। 2,000 और 200 श्रृंखला में पहले रुक जाते हैं, और 2 एक कदम आगे चला जाता है।
Q4. किसी झील पारिस्थितिकी तंत्र में निम्नलिखित में से किसमें डीडीटी की सबसे अधिक सांद्रता होने की संभावना है?
- पादपप्लवक
- जंतुप्लवक
- छोटी मछली
- मछली खाने वाले पक्षी
उत्तर देखें
उत्तर: D. मछली खाने वाले पक्षी
डीडीटी श्रृंखला के हर चरण पर बढ़ता है, इसलिए शीर्ष परभक्षी, मछली खाने वाला पक्षी, सबसे अधिक रखता है। पादपप्लवक, जंतुप्लवक और छोटी मछली श्रृंखला में नीचे हैं और कम रखते हैं।
Q5. निम्नलिखित कथनों पर विचार कीजिए:
1. द्वितीयक अनुक्रमण सामान्यतः प्राथमिक अनुक्रमण से तेज़ होता है।
2. चरम समुदाय किसी खाली क्षेत्र में बसने वाला पहला समुदाय है।
उपर्युक्त कथनों में से कौन-सा/से सही है/हैं?
- केवल 1
- केवल 2
- 1 और 2 दोनों
- न तो 1 और न ही 2
उत्तर देखें
उत्तर: A. केवल 1
कथन 1 सही है क्योंकि मिट्टी पहले से होती है। कथन 2 गलत है: पहले बसने वाले अग्रगामी हैं; चरम अंतिम, स्थिर अवस्था है। इसलिए 'केवल 2', 'दोनों' और 'कोई नहीं' गलत हैं।
Q6. प्रजाति भूमिकाओं को उदाहरणों से सुमेलित कीजिए:
A. कीस्टोन 1. स्वच्छ वायु में लाइकेन
B. सूचक 2. जलकुंभी
C. आक्रामक 3. समुद्री ऊदबिलाव
नीचे दिए गए कूट का प्रयोग कर सही उत्तर चुनिए:
- A-3, B-1, C-2
- A-1, B-3, C-2
- A-3, B-2, C-1
- A-2, B-1, C-3
उत्तर देखें
उत्तर: A. A-3, B-1, C-2
समुद्री ऊदबिलाव क्लासिक कीस्टोन है, लाइकेन वायु गुणवत्ता के सूचक हैं, और जलकुंभी आक्रामक है। अन्य कूट कीस्टोन को सूचक से, सूचक को आक्रामक से, या कीस्टोन को आक्रामक से बदल देते हैं।
Q7. निम्नलिखित कथनों पर विचार कीजिए:
1. कार्बन चक्र एक गैसीय चक्र है।
2. फ़ॉस्फ़ोरस चक्र एक अवसादी चक्र है।
3. सल्फ़र चक्र का कोई गैसीय चरण नहीं है।
उपर्युक्त कथनों में से कौन-सा/से सही है/हैं?
- केवल 1 और 2
- केवल 2 और 3
- केवल 1 और 3
- 1, 2 और 3
उत्तर देखें
उत्तर: A. केवल 1 और 2
कथन 1 और 2 सही हैं। कथन 3 गलत है: सल्फ़र सल्फ़र डाइऑक्साइड और हाइड्रोजन सल्फ़ाइड के रूप में वायु में जाता है। इसलिए 3 वाला हर विकल्प गलत है।
Q8. नाइट्रेट का फिर से नाइट्रोजन गैस में रूपांतरण, जो मुख्यतः जलभराव वाली मिट्टी में होता है, कहलाता है
- नाइट्रीकरण
- अमोनीकरण
- विनाइट्रीकरण
- नाइट्रोजन स्थिरीकरण
उत्तर देखें
उत्तर: C. विनाइट्रीकरण
विनाइट्रीकरण नाइट्रेट को N2 के रूप में वायु में लौटाता है। नाइट्रीकरण अमोनिया से नाइट्रेट बनाता है, अमोनीकरण मृत पदार्थ से अमोनिया बनाता है, और स्थिरीकरण N2 को उपयोगी यौगिकों में बदलता है, जो उलटी दिशा है।
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- Ministry of Environment, Forest and Climate Change (ENVIS resource material): ecological succession, species interactions, keystone, flagship and invasive species, ecotones — https://moef.gov.in
- NOAA Ocean Service and NOAA Research: estuaries and mangroves, the ocean carbon cycle and ocean acidification, nutrient pollution, hypoxia and dead zones — https://oceanservice.noaa.gov
- NASA Earth Observatory: the carbon cycle, the nitrogen cycle and the global cycles of matter — https://earthobservatory.nasa.gov
- US Geological Survey Water Science School: the water cycle, evapotranspiration, infiltration and groundwater — https://www.usgs.gov
- Indian Council of Agricultural Research: biological nitrogen fixation, Rhizobium, Azotobacter and blue-green algae biofertilisers — https://icar.org.in
- US Environmental Protection Agency: nutrient pollution and harmful algal blooms; sulphur dioxide and acid rain — https://www.epa.gov