पारिस्थितिकी तंत्र के कार्य

पारिस्थितिकी तंत्र अत्यंत जटिल होते हैं, जो विभिन्न प्रक्रियाओं को समाहित करते हैं जो पृथ्वी पर जीवन को बनाए रखते हैं। इन प्रक्रियाओं को समझना यह स्पष्ट करता है कि पारिस्थितिकी तंत्र अपनी स्थिरता और संतुलन को कैसे बनाए रखते हैं। पारिस्थितिकी तंत्र के मुख्य कार्यों को तीन प्रमुख श्रेणियों में विभाजित किया जा सकता है:

• ऊर्जा प्रवाह: विभिन्न ट्रॉफिक स्तरों के माध्यम से ऊर्जा का संचरण।
• पोषक तत्वों का चक्रण (जैव-रासायनिक चक्र): जीवित और निर्जीव घटकों के बीच पोषक तत्वों का संचलन और पुनर्चक्रण।
• पारिस्थितिकी उत्तराधिकार: समय के साथ पारिस्थितिकी तंत्र का क्रमिक विकास और परिवर्तन।

*

2.1 ऊर्जा प्रवाह

• परिभाषा: ऊर्जा प्रवाह का अर्थ है पारिस्थितिकी तंत्र के भीतर एक ट्रॉफिक स्तर से दूसरे स्तर तक ऊर्जा का संचरण। यह गति एकतरफा होती है, अर्थात यह एक दिशा में बहती है: सूर्य से उत्पादकों की ओर और फिर उपभोक्ताओं की ओर।
• महत्व: ऊर्जा सभी जीवन प्रक्रियाओं के लिए आवश्यक है, जैसे विकास, प्रजनन, और होमियोस्टेसिस का रखरखाव। ऊर्जा प्रवाह के बिना, पारिस्थितिकी तंत्र कार्य नहीं कर सकते।

*

2.2 ट्रॉफिक स्तरों का अंतःक्रिया

पारिस्थितिकी तंत्र ऊर्जा के प्रवाह के आधार पर संरचित होते हैं, जो विभिन्न ट्रॉफिक स्तरों में व्यवस्थित होता है। प्रत्येक स्तर उन जीवों के समूह का प्रतिनिधित्व करता है जो विशिष्ट तरीके से अपनी ऊर्जा प्राप्त करते हैं।

• ट्रॉफिक स्तर:

- स्तर I: ऑटोट्रॉफ्स (उत्पादक): जीव जैसे हरी पौधे, शैवाल, और कुछ बैक्टीरिया जो सूर्य की ऊर्जा को प्रकाश संश्लेषण के माध्यम से रासायनिक ऊर्जा में परिवर्तित करते हैं। ये पारिस्थितिकी तंत्र की नींव हैं, जो अन्य सभी जीवों के लिए ऊर्जा प्रदान करते हैं।

- स्तर II: शाकाहारी (प्राथमिक उपभोक्ता): ये जीव उत्पादकों का उपभोग करते हैं ताकि ऊर्जा प्राप्त कर सकें। उदाहरण हैं गाय, हिरण, और कीट जो पौधों के पदार्थ पर निर्भर होते हैं।

- स्तर III: मांसाहारी (द्वितीयक उपभोक्ता): वे जानवर जो प्राथमिक उपभोक्ताओं का शिकार करते हैं। उदाहरण हैं मेंढ़क, सांप, और छोटे मछली।

- स्तर IV: मांसाहारी (तृतीयक उपभोक्ता): बड़े शिकारी जो द्वितीयक उपभोक्ताओं का शिकार करते हैं, जैसे कि भेड़िये, चीलें, और बड़े मछली।

- स्तर V: शीर्ष मांसाहारी (चतुर्थक उपभोक्ता): शीर्ष शिकारी जिनके कोई प्राकृतिक शत्रु नहीं होते। उदाहरण हैं शेर, शार्क, और ध्रुवीय भालू।

• ऊर्जा संचरण:

- ऊर्जा एक ट्रॉफिक स्तर से अगले स्तर तक स्थानांतरित होती है, लेकिन प्रत्येक स्तर पर लगभग 90% ऊर्जा का महत्वपूर्ण नुकसान होता है, मुख्यतः गर्मी के रूप में। यह हानि पारिस्थितिकी तंत्र में ट्रॉफिक स्तरों की संख्या को सीमित करती है, आमतौर पर चार या पांच तक।

- 10% नियम: केवल लगभग 10% ऊर्जा एक ट्रॉफिक स्तर से अगले स्तर में स्थानांतरित होती है। उदाहरण के लिए, यदि एक पौधा 1000 कैलोरी सूर्य की ऊर्जा प्राप्त करता है, तो केवल लगभग 100 कैलोरी शाकाहारियों के लिए उपलब्ध होती है, और केवल 10 कैलोरी मांसाहारियों के लिए।

*

2.3 ट्रॉफिक स्तरों के अंतःक्रिया के सिद्धांत

खाद्य श्रृंखला:

यह एक रेखीय अनुक्रम है जिसमें प्रत्येक जीव अगले जीव द्वारा खाया जाता है। यह जीवों का एक अनुक्रम है जिसके माध्यम से ऊर्जा का संचरण होता है, जो उत्पादकों से शुरू होता है और शीर्ष शिकारी पर समाप्त होता है।

• विशेषताएँ: सरल और रेखीय, जिसमें प्रत्येक जीव अगले के लिए भोजन के रूप में कार्य करता है।
• खाद्य श्रृंखलाओं के प्रकार:

1. गज़िंग खाद्य श्रृंखला:

- व्याख्या: यह उत्पादकों (जीवित पौधों की जैव द्रव्यमान) से शुरू होती है और शाकाहारियों और फिर मांसाहारियों की ओर बढ़ती है।

- उदाहरण (स्थलीय): घास → घासफूस → मेंढ़क → सांप → चील

- उदाहरण (जलवायु): फाइटोप्लांकटन → ज़ोप्लांकटन → मछली → सील → शार्क

2. डिट्रिटस खाद्य श्रृंखला:

- व्याख्या: यह मृत जैविक पदार्थ से शुरू होती है, जिसे अपघटक द्वारा तोड़ा जाता है और फिर डिट्रिटिवोर द्वारा खाया जाता है।

- उदाहरण: मृत पत्ते → कवक → पृथ्वी के कीड़े → पक्षी

• महत्व: दोनों प्रकार की खाद्य श्रृंखलाएँ आपस में जुड़ी होती हैं और पोषक तत्वों के पुनर्चक्रण के लिए महत्वपूर्ण होती हैं।

खाद्य जाल:

ऊर्जा प्रवाह का एक अधिक जटिल और वास्तविक मॉडल है, जो कई आपस में जुड़े खाद्य श्रृंखलाओं से मिलकर बना है।

• परिभाषा: खाद्य जाल सभी संभव खाद्य संबंधों और पारिस्थितिकी तंत्र के भीतर ऊर्जा के संचरण को दर्शाता है।
• महत्व: यह पारिस्थितिकी तंत्र को स्थिरता प्रदान करता है, ऊर्जा प्रवाह के लिए कई मार्ग प्रदान करता है, यह सुनिश्चित करता है कि जीवों के पास वैकल्पिक खाद्य स्रोत हों यदि एक प्रजाति कम हो जाए या विलुप्त हो जाए।
• उदाहरण: एक वन पारिस्थितिकी तंत्र में, घास को खरगोश, हिरण, या कीट खा सकते हैं। इनमें से प्रत्येक शाकाहारी का शिकार विभिन्न मांसाहारियों द्वारा किया जाता है, जैसे कि लोमड़ियाँ, चीलें, और भेड़िये। यह आपसी संबंध एक जाल बनाता है, न कि एक एकल श्रृंखला।
• स्थिरता: यदि खाद्य जाल में एक प्रजाति हटा दी जाती है, तो पारिस्थितिकी तंत्र समायोजित होने में सक्षम हो सकता है और वैकल्पिक मार्गों के माध्यम से संतुलन पा सकता है।

खाद्य जाल

पारिस्थितिकी पिरामिड:

यह पारिस्थितिकी तंत्र की संरचना और कार्य का चित्रात्मक प्रतिनिधित्व है, जो प्रत्येक ट्रॉफिक स्तर पर जीवों की संख्या, जैव द्रव्यमान, या ऊर्जा को दर्शाता है।

• संख्याओं का पिरामिड: यह प्रत्येक ट्रॉफिक स्तर पर व्यक्तिगत जीवों की संख्या को दर्शाता है। यह हो सकता है:

- सीधा: घास के मैदान और जल पारिस्थितिकी तंत्रों में देखा जाता है, जहाँ कई उत्पादक कम शाकाहारियों का समर्थन करते हैं, जो बदले में और भी कम मांसाहारियों का समर्थन करते हैं।

- उलट: कुछ वन पारिस्थितिकी तंत्रों में देखा जाता है, जहाँ कुछ बड़े पेड़ (उत्पादक) अधिक संख्या में शाकाहारियों और उससे भी अधिक संख्या में परजीवियों या अपघटकों का समर्थन करते हैं।

• जैव द्रव्यमान का पिरामिड: यह प्रत्येक ट्रॉफिक स्तर पर जीवित सामग्री के कुल द्रव्यमान को दर्शाता है।

- सीधा: स्थलीय पारिस्थितिकी तंत्र में सामान्यतः, जहाँ जैव द्रव्यमान ऊपर की ओर बढ़ने पर घटता है।

- उलट: जल पारिस्थितिकी तंत्र में सामान्यतः, जहाँ प्राथमिक उपभोक्ताओं (जैसे, ज़ोप्लांकटन) का जैव द्रव्यमान किसी भी समय में उत्पादकों (जैसे, फाइटोप्लांकटन) की तुलना में अधिक होता है, क्योंकि उत्पादक तेजी से प्रजनन करते हैं।

*

• ऊर्जा का पिरामिड: हमेशा सीधा होता है, जो प्रत्येक ट्रॉफिक स्तर पर ऊर्जा हानि को दर्शाता है। यह ऊर्जा के संचरण की अकार्यक्षमता को दर्शाता है, क्योंकि ऊर्जा प्रत्येक स्तर के साथ घटती है।

- उदाहरण: यदि एक पारिस्थितिकी तंत्र 10,000 कैलोरी सूर्य की ऊर्जा प्राप्त करता है, तो केवल 1000 कैलोरी पौधों द्वारा संग्रहीत हो सकती है, 100 कैलोरी शाकाहारियों द्वारा, और इसी तरह।

2.4 प्रदूषक और ट्रॉफिक स्तर

प्रदूषक वे पदार्थ होते हैं जो पर्यावरण में पेश किए जाते हैं और पारिस्थितिकी तंत्र और जीवित जीवों को हानि या प्रतिकूल प्रभाव डालते हैं। कुछ प्रदूषक स्वाभाविक रूप से टूट सकते हैं, लेकिन गैर-नष्टकारी प्रदूषक विशेष रूप से चिंताजनक होते हैं क्योंकि ये पर्यावरण में बने रहते हैं, समय के साथ जमा होते हैं और दीर्घकालिक नुकसान पहुँचाते हैं।

गैर-नष्टकारी प्रदूषक

• परिभाषा: ये वे पदार्थ हैं जो प्राकृतिक जैविक, रासायनिक, या भौतिक प्रक्रियाओं द्वारा टूट नहीं सकते। एक बार पारिस्थितिकी तंत्र में पेश किए जाने पर, ये लंबे समय तक पर्यावरण में बने रहते हैं, अक्सर ट्रॉफिक स्तरों के माध्यम से अधिक केंद्रित होते जाते हैं।
• उदाहरण:

- भारी धातुएँ: जैसे सीसा, पारा, और कैडमियम। ये धातुएँ जल निकायों, मिट्टी, और हवा को प्रदूषित कर सकती हैं, जिससे वन्यजीवों और मनुष्यों पर विषैले प्रभाव पड़ते हैं।

- स्थायी जैविक प्रदूषक (POPs): रासायनिक यौगिक जैसे DDT या डाइक्लोरोडिफेनिलट्रिच्लोरोएथेन (एक कीटनाशक) और PCBs (पॉलीक्लोरिनेटेड बायफिनिल) जो अपघटन का प्रतिरोध करते हैं और पर्यावरण में सक्रिय रहते हैं।

पारिस्थितिकी तंत्र पर प्रभाव

गैर-नष्टकारी प्रदूषकों की उपस्थिति का पारिस्थितिकी तंत्र पर गंभीर प्रभाव पड़ता है, खासकर जब ये पदार्थ खाद्य जाल का हिस्सा बन जाते हैं। प्रभाव मुख्यतः दो प्रक्रियाओं के माध्यम से देखा जाता है:

1. जैव संचय

- परिभाषा: जैव संचय का अर्थ है जीवित जीवों के ऊतकों में प्रदूषकों का क्रमिक संचय। यह प्रक्रिया इसलिए होती है क्योंकि ये जीव प्रदूषकों को उस गति से अवशोषित या निगलते हैं जितनी गति से वे उन्हें निकाल या चयापचय नहीं कर सकते।

- यांत्रिकी: प्रदूषक जैसे भारी धातुएँ और POPs (स्थायी जैविक प्रदूषक) जीवों में पानी, भोजन, या प्रत्यक्ष संपर्क के माध्यम से प्रवेश करते हैं। चूंकि ये पदार्थ वसा-घुलनशील होते हैं, ये अक्सर वसा ऊतकों में संग्रहीत होते हैं, जिससे उन्हें समाप्त करना कठिन हो जाता है।

- उदाहरण: एक प्रदूषित जल निकाय में मछलियाँ समय के साथ अपने ऊतकों में पारा जमा कर सकती हैं। भले ही पारे की व्यक्तिगत मात्रा छोटी हो, लगातार संपर्क के परिणामस्वरूप महत्वपूर्ण संचय होता है। छोटे जल जीव, जैसे प्लवक, पानी से पारा अवशोषित करते हैं। जैसे-जैसे ये छोटे जीव बड़े मछलियों द्वारा खाए जाते हैं, पारा बड़ी मछलियों के ऊतकों में जमा होता है। यह प्रक्रिया खाद्य श्रृंखला के माध्यम से जारी रहती है, प्रत्येक शिकारी अपने शिकार का सेवन करता है जिसमें पारे की उच्च सांद्रता होती है।

1. जैव वृद्धि

- परिभाषा: जैव वृद्धि वह प्रक्रिया है जिसके द्वारा प्रदूषकों का सांद्रण खाद्य श्रृंखला के ऊपर की ओर बढ़ते समय बढ़ता है। यह इसलिए होता है क्योंकि प्रत्येक शिकारी कई शिकारियों का सेवन करता है, प्रत्येक में संचयित प्रदूषक होते हैं, जिससे शिकारी में उच्च सांद्रण होता है।

- यांत्रिकी: प्रत्येक ट्रॉफिक स्तर पर, प्रदूषक का सांद्रण अधिक होता जाता है। उत्पादक प्रदूषकों को पर्यावरण से अवशोषित करते हैं। शाकाहारी जो इन उत्पादकों को खाते हैं, उच्च स्तर के प्रदूषकों को जमा करते हैं, और मांसाहारी जो शाकाहारी खाते हैं, उनमें और भी उच्च सांद्रण होता है।

- उदाहरण:

- DDT: इस कीटनाशक का व्यापक रूप से कीटों को नियंत्रित करने के लिए उपयोग किया गया था, लेकिन इसके गंभीर पारिस्थितिकी परिणाम थे। यह जल जीवों जैसे मछलियों में जमा होता है और शिकारी पक्षियों जैसे चीलों और बाजों में बढ़ता है। पक्षियों में DDT की उच्च सांद्रता ने अंडों के खोल को पतला कर दिया, जिससे प्रजनन की सफलता में कमी और जनसंख्या में गिरावट आई।

- पारा: औद्योगिक अपशिष्ट अक्सर नदियों और महासागरों में पारा छोड़ता है, जहाँ यह खाद्य जाल में प्रवेश करता है। छोटे मछलियाँ पारा का सेवन करती हैं, और बड़े शिकारी मछलियाँ जैसे ट्यूना उच्च स्तर जमा करती हैं। जो लोग इन मछलियों का सेवन करते हैं, वे पारा विषाक्तता के जोखिम में होते हैं, जो तंत्रिका और विकासात्मक समस्याओं का कारण बन सकती है।

*

2.5 जैविक अंतःक्रियाएँ

जीवों के बीच संबंध और अंतःक्रियाएँ पारिस्थितिकी तंत्र के कार्य और स्थिरता के लिए मौलिक होती हैं। ये अंतःक्रियाएँ लाभकारी, हानिकारक, या तटस्थ हो सकती हैं, और ये प्रजातियों के वितरण और प्रचुरता को आकार देती हैं।

परिभाषा

• जैविक अंतःक्रियाएँ जीवों के बीच के संबंधों को संदर्भित करती हैं जो उनके जीवित रहने, प्रजनन, और जनसंख्या गतिशीलता को प्रभावित करती हैं। ये अंतःक्रियाएँ पारिस्थितिकी संतुलन बनाए रखने के लिए महत्वपूर्ण होती हैं और कई प्रकारों में वर्गीकृत की जाती हैं, जो शामिल जीवों पर प्रभाव के आधार पर होती हैं।

*

जैविक अंतःक्रियाओं के प्रकार

1. आपसी सहयोग (Mutualism)

- परिभाषा: एक प्रकार की अंतःक्रिया जहाँ दोनों प्रजातियाँ संबंध से लाभान्वित होती हैं।

- उदाहरण:

- भौंरे और फूलों वाले पौधे: भौंरे फूलों से अमृत एकत्र करते हैं ताकि शहद बना सकें, जबकि फूलों का परागण होता है, जिससे उन्हें प्रजनन में मदद मिलती है।

- क्लाउनफिश और समुद्री एनिमोन: क्लाउनफिश समुद्री एनिमोन के डंक मारने वाले Tentacles के बीच रहकर शिकारियों से सुरक्षा प्राप्त करती है, जबकि समुद्री एनिमोन क्लाउनफिश के अपशिष्ट से पोषण प्राप्त करती है।

1. उपकारी सहयोग (Commensalism)

- परिभाषा: एक अंतःक्रिया जहाँ एक प्रजाति को लाभ मिलता है, और दूसरी न तो हानि पहुँचती है और न ही लाभ।

- उदाहरण:

- Barnacles और Whales: Barnacles व्हेल की सतह पर चिपक जाते हैं। Barnacles को नि:शुल्क यात्रा और पोषक तत्वों से भरपूर जल तक पहुँच मिलती है, जबकि व्हेल अप्रभावित रहती है।

- पेड़ों पर एपिफाइट्स: एपिफाइट्स, जैसे ऑर्किड, पेड़ों पर बढ़ते हैं ताकि बेहतर धूप और वायु संपर्क प्राप्त कर सकें। पेड़ न तो हानि पहुँचाते हैं और न ही लाभ।

1. प्रतिस्पर्धा (Competition)

- परिभाषा: एक अंतःक्रिया जहाँ दोनों प्रजातियाँ नकारात्मक रूप से प्रभावित होती हैं क्योंकि वे सीमित संसाधनों जैसे भोजन, पानी, या क्षेत्र के लिए प्रतिस्पर्धा करती हैं।

- उदाहरण:

- सिंह और चीतों: दोनों प्रजातियाँ अफ्रीकी सवाना में समान शिकार, जैसे एंटीलोप, के लिए प्रतिस्पर्धा करती हैं। यह प्रतिस्पर्धा भोजन तक पहुँच में कमी और दोनों शिकारी की जनसंख्या संख्या में कमी कर सकती है।

- घने जंगल में पौधे: पेड़ और पौधे एक भीड़भाड़ वाले वातावरण में धूप, पानी, और पोषक तत्वों के लिए प्रतिस्पर्धा करते हैं। कुछ प्रजातियाँ दूसरों को पछाड़ सकती हैं, जिससे कमजोर प्रतिस्पर्धियों के लिए वृद्धि में कमी या मृत्यु हो सकती है।

1. शिकार (Predation)

- परिभाषा: एक अंतःक्रिया जहाँ एक प्रजाति (शिकारी) का लाभ होता है जब वह दूसरी प्रजाति (शिकार) का शिकार करती है, मारती है, और खाती है।

- उदाहरण:

- भेड़िये और हिरण: भेड़िये भोजन के लिए हिरण का शिकार करते हैं। भेड़ियों को ऊर्जा प्राप्त होती है, जबकि हिरण की जनसंख्या नियंत्रित होती है, जिससे वनस्पति की अधिक चराई को रोका जा सकता है।

- उलू और चूहे: उलू चूहों का शिकार करते हैं और खाते हैं। यह अंतःक्रिया चूहे की जनसंख्या को नियंत्रित करती है और उलू को पोषण प्रदान करती है।

1. परजीविता (Parasitism)

- परिभाषा: एक संबंध जहाँ एक प्रजाति (परजीवी) दूसरे (मेजबान) की कीमत पर लाभान्वित होती है, अक्सर मेजबान को मारे बिना।

- उदाहरण:

- कृमि और स्तनधारी: कृमि जैसे टिक्स मांसाहारियों जैसे हिरण या कुत्तों पर चिपक जाते हैं और उनके रक्त पर भोजन करते हैं। टिक्स पोषक तत्व प्राप्त करते हैं, जबकि मेजबान रक्त हानि, जलन, या रोग संचरण से पीड़ित हो सकता है।

- मनुष्यों में टैपवर्म: टैपवर्म मानवों की आंतों में रहते हैं, मेजबान के भोजन से पोषक तत्वों को अवशोषित करते हैं। यह संक्रमित व्यक्ति के लिए कुपोषण और अन्य स्वास्थ्य समस्याओं का कारण बन सकता है।

1. अवशिष्टता (Amensalism)

- परिभाषा: एक अंतःक्रिया जहाँ एक प्रजाति को हानि होती है जबकि दूसरी अप्रभावित रहती है।

- उदाहरण:

- काले अखरोट के पेड़ और आसपास के पौधे: काले अखरोट के पेड़ अपनी जड़ों से जुग्लोन नामक रसायन छोड़ते हैं, जो आसपास के पौधों की वृद्धि को रोकता है। आस-पास की वनस्पति को हानि होती है, जबकि अखरोट का पेड़ अप्रभावित रहता है।

- फफूंद द्वारा एंटीबायोटिक उत्पादन: कुछ फफूंद एंटीबायोटिक्स का उत्पादन करती हैं जो बैक्टीरिया को मारती हैं या उन्हें रोकती हैं। बैक्टीरिया को हानि होती है, लेकिन फफूंद अपनी उपस्थिति से अप्रभावित रहती हैं।

1. तटस्थता (Neutralism)

- परिभाषा: एक संबंध जहाँ कोई भी प्रजाति अंतःक्रिया से महत्वपूर्ण रूप से प्रभावित नहीं होती।

- उदाहरण:

- रेगिस्तान के जानवर: एक छिपकली और एक कैक्टस एक ही रेगिस्तानी पारिस्थितिकी तंत्र में हो सकते हैं, लेकिन वे एक-दूसरे के साथ किसी भी महत्वपूर्ण तरीके से अंतःक्रिया नहीं करते हैं।

- सह-अस्तित्व करने वाली प्रजातियाँ: एक बड़े पारिस्थितिकी तंत्र में, कई प्रजातियाँ एक-दूसरे के बिना सह-अस्तित्व कर सकती हैं, खासकर यदि वे विभिन्न संसाधनों का उपयोग करती हैं या अलग-अलग निचे में रहती हैं।

*

2.7 जैव-रासायनिक चक्र

• परिभाषा: चक्र जो पारिस्थितिकी तंत्र के जीवित (जैविक) और निर्जीव (अजैविक) घटकों के बीच पोषक तत्वों को पुनर्चक्रित करते हैं।
• महत्व: ये चक्र जीवन के लिए आवश्यक तत्वों की निरंतर उपलब्धता सुनिश्चित करते हैं।

*

जैव-रासायनिक चक्रों के प्रकार

1\. जल चक्र

जल चक्र, या हाइड्रोलिक चक्र, पृथ्वी और वायुमंडल के भीतर जल की निरंतर गति का वर्णन करता है। इसे सूर्य की ऊर्जा द्वारा संचालित किया जाता है और इसमें कई प्रमुख प्रक्रियाएँ शामिल होती हैं:

• प्रक्रियाएँ:

- वाष्पीकरण: पानी का तरल से वाष्प में परिवर्तन, जो सूर्य की गर्मी द्वारा संचालित होता है। यह मुख्यतः महासागरों, नदियों, और झीलों में होता है।

- पौधों द्वारा वाष्पीकरण: पौधों से वातावरण में जल वाष्प का उत्सर्जन। पौधे मिट्टी से पानी अवशोषित करते हैं और इसे अपने पत्तों में छोटे छिद्रों के माध्यम से छोड़ते हैं।

- संघनन: वह प्रक्रिया जिसके द्वारा जल वाष्प ठंडी होकर तरल बूंदों में बदल जाती है, जिससे बादल बनते हैं।

- वृष्टि: बादलों में जल की बूंदें मिलकर भारी होती हैं और वर्षा, बर्फ, ओलावृष्टि, या ग्रंथि के रूप में पृथ्वी पर गिरती हैं।

- जल निकासी: पानी पृथ्वी की सतह पर बहता है और नदियों, झीलों, और महासागरों में इकट्ठा होता है, अंततः फिर से वायुमंडल में वाष्पित होता है।

• महत्व:

- जल सभी जीवित जीवों के लिए आवश्यक है, जैव रासायनिक प्रतिक्रियाओं के लिए एक माध्यम के रूप में कार्य करता है और पोषक तत्वों और अपशिष्टों को परिवहन करने में मदद करता है।

- यह पृथ्वी के तापमान और जलवायु को नियंत्रित करता है, पारिस्थितिकी तंत्र और आवासों के निर्माण में योगदान करता है।

• भंडारण: जल विभिन्न जलाशयों में संग्रहीत होता है, जिसमें शामिल हैं:

- महासागर: सबसे बड़ा जलाशय, जो पृथ्वी के जल का लगभग 97% रखता है।

- ग्लेशियर और बर्फ की चादरें: अधिकांश ताजे पानी को जमी हुई अवस्था में संग्रहीत करते हैं।

- भूमिगत जल: वह पानी जो मिट्टी में रिसता है और भूजल भंडार में भूमिगत संग्रहीत होता है।

- वायुमंडल: जल वाष्प जो मौसम और जलवायु पैटर्न में योगदान करता है।

*

2\. कार्बन चक्र

कार्बन चक्र वायुमंडल, जीवित जीवों, महासागरों, और पृथ्वी की परत के बीच कार्बन की गति का वर्णन करता है। कार्बन जीवन का एक मौलिक निर्माण खंड है, जो कार्बोहाइड्रेट, प्रोटीन, और DNA जैसे कार्बनिक अणुओं का आधार बनाता है।

• प्रक्रियाएँ:

- प्रकाश संश्लेषण: पौधे, शैवाल, और कुछ बैक्टीरिया वायुमंडल से कार्बन डाइऑक्साइड (CO₂) को अवशोषित करते हैं और सूर्य के प्रकाश का उपयोग करके इसे ग्लूकोज (ऊर्जा का एक रूप) में परिवर्तित करते हैं, जबकि ऑक्सीजन छोड़ते हैं।

- श्वसन: जीव जब ग्लूकोज को तोड़कर ऊर्जा उत्पन्न करते हैं, तो CO₂ को वापस वायुमंडल में छोड़ते हैं।

- अपघटन: अपघटक, जैसे बैक्टीरिया और कवक, मृत जीवों को तोड़कर कार्बन को फिर से मिट्टी और वायुमंडल में छोड़ते हैं।

- दहन: जीवाश्म ईंधनों (जैसे कोयला, तेल, और प्राकृतिक गैस) और जैविक पदार्थों का जलना संग्रहीत कार्बन को CO₂ के रूप में वायुमंडल में छोड़ता है।

• महत्व:

- कार्बन कार्बनिक अणुओं के निर्माण के लिए महत्वपूर्ण है, जिससे यह सभी जीवों की संरचना और कार्य के लिए आवश्यक है।

- यह पृथ्वी के जलवायु को नियंत्रित करने में भूमिका निभाता है और वायुमंडल, महासागरों, और स्थलीय पारिस्थितिकी तंत्र में संग्रहीत होता है।

• मानव प्रभाव:

- जीवाश्म ईंधनों का जलना और वनों की कटाई ने वायुमंडल में CO₂ के स्तर को बढ़ा दिया है, जो वैश्विक तापमान और जलवायु परिवर्तन में योगदान करता है।

- इससे ग्रीनहाउस प्रभाव उत्पन्न होता है, जहाँ अतिरिक्त CO₂ वायुमंडल में गर्मी को फँसाता है, तापमान में वृद्धि और पारिस्थितिकी तंत्र पर प्रभाव डालता है।

*

3\. नाइट्रोजन चक्र

नाइट्रोजन चक्र जीवों के लिए आवश्यक है क्योंकि नाइट्रोजन अमीनो एसिड (प्रोटीन) और न्यूक्लिक एसिड (DNA और RNA) का एक महत्वपूर्ण घटक है। हालाँकि, नाइट्रोजन अपनी मौलिक रूप (N₂) में अधिकांश जीवों द्वारा उपयोग नहीं किया जा सकता है और इसे अधिक सुलभ रूपों में परिवर्तित किया जाना चाहिए।

• प्रक्रियाएँ:

- नाइट्रोजन स्थिरीकरण: विशेष बैक्टीरिया (जैसे, राइज़ोबियम) और नीली-हरी शैवाल वायुमंडल के नाइट्रोजन (N₂) को अमोनिया (NH₃) या नाइट्रेट (NO₃⁻) में परिवर्तित करते हैं, जिन्हें पौधे उपयोग कर सकते हैं।

- नाइट्रीफिकेशन: मिट्टी के बैक्टीरिया अमोनिया को नाइट्राइट (NO₂⁻) और फिर नाइट्रेट (NO₃⁻) में परिवर्तित करते हैं, जिन्हें पौधे अवशोषित करते हैं।

- असिमिलेशन: पौधे मिट्टी से नाइट्रेट अवशोषित करते हैं और उन्हें प्रोटीन और न्यूक्लिक एसिड में शामिल करते हैं।

- अमोनिफिकेशन: अपघटक मृत जीवों और अपशिष्ट उत्पादों से जैविक नाइट्रोजन को तोड़कर इसे फिर से अमोनिया में परिवर्तित करते हैं।

- डिनाइट्रिफिकेशन: कुछ बैक्टीरिया नाइट्रेट को फिर से नाइट्रोजन गैस (N₂) में परिवर्तित करते हैं, इसे वायुमंडल में छोड़ते हैं और चक्र को पूरा करते हैं।

• महत्व:

- नाइट्रोजन सभी जीवों की वृद्धि और विकास के लिए आवश्यक है क्योंकि यह प्रोटीन और DNA का एक प्रमुख घटक है।

- यह पारिस्थितिकी तंत्र और कृषि प्रणालियों की उत्पादकता में योगदान देता है।

• नाइट्रोजन स्थिरीकरण: नाइट्रोजन-स्थिरीकरण बैक्टीरिया द्वारा किया जाता है, यह प्रक्रिया नाइट्रोजन गैस को एक रूप में परिवर्तित करने के लिए महत्वपूर्ण है जिसे पौधे बढ़ने के लिए उपयोग कर सकें।

*

4\. फास्फोरस चक्र

फास्फोरस चक्र अन्य जैव-रासायनिक चक्रों से भिन्न होता है क्योंकि इसमें एक महत्वपूर्ण गैसीय चरण नहीं होता है। फास्फोरस मुख्यतः पृथ्वी की पपड़ी (Lithosphere), जलमंडल (Hydrosphere), और जीवों के बीच चलता है।

• प्रक्रियाएँ:

- चट्टानों का अपक्षय: चट्टानों और खनिजों से फास्फोरस फास्फेट आयनों (PO₄³⁻) के रूप में मुक्त होता है, जो मौसम और अपरदन के माध्यम से मिट्टी और जल निकायों में ले जाया जाता है।

- पौधों द्वारा अवशोषण: पौधे मिट्टी से फास्फेट आयनों को अवशोषित करते हैं, जिन्हें DNA, RNA, और ATP जैसे जैविक अणुओं में शामिल किया जाता है।

- उपभोग: शाकाहारी और मांसाहारी पौधों या अन्य जानवरों को खाकर फास्फोरस प्राप्त करते हैं।

- अपघटन: जब पौधे और जानवर मरते हैं, तो अपघटक फास्फोरस को मिट्टी या तलछट में वापस लौटाते हैं, जहाँ इसे पौधों द्वारा फिर से उपयोग किया जा सकता है।

- तलछटीकरण: जलीय प्रणालियों में, फास्फोरस तलछट के रूप में बैठ सकता है और अंततः नए चट्टानों की परतें बना सकता है, जिससे चक्र जारी रहता है।

• महत्व:

- फास्फोरस ऊर्जा संचरण (ATP), आनुवंशिक सामग्री (DNA और RNA), और हड्डियों और दांतों की संरचनात्मक अखंडता के लिए एक महत्वपूर्ण पोषक तत्व है।

- यह कोशिका कार्य और चयापचय में महत्वपूर्ण भूमिका निभाता है।

• सीमा: फास्फोरस अक्सर पारिस्थितिकी तंत्र में एक सीमित पोषक तत्व होता है, जिसका अर्थ है कि इसकी उपलब्धता जीवों की वृद्धि को सीमित कर सकती है। इसका कोई गैसीय चरण नहीं होता है, इसलिए यह धीरे-धीरे चक्रित होता है, और इसकी कमी पारिस्थितिकी तंत्र की उत्पादकता को प्रभावित कर सकती है।

*

5\. सल्फर चक्र

सल्फर चक्र वायुमंडल, जैवमंडल, और भूगर्भीय परत के माध्यम से सल्फर की गति को शामिल करता है। सल्फर अमीनो एसिड और विटामिनों का एक घटक है और जीवों के स्वास्थ्य के लिए आवश्यक है।

• प्रक्रियाएँ:

- अपक्षय: सल्फर चट्टानों और खनिजों से मौसम के माध्यम से मुक्त होता है और मिट्टी और जल निकायों में प्रवेश करता है।

- अपघटन: जब पौधे और जानवर मरते हैं, तो सल्फर मिट्टी में लौटता है और सूक्ष्मजीवों द्वारा उपयोग किया जाता है।

- ज्वालामुखीय गतिविधि: ज्वालामुखी वायुमंडल में सल्फर डाइऑक्साइड (SO₂) छोड़ते हैं, जो बाद में वर्षा के माध्यम से पृथ्वी की सतह पर लौट सकता है।

- मानव गतिविधियाँ: जीवाश्म ईंधनों का जलना और औद्योगिक प्रक्रियाएँ वायुमंडल में बड़ी मात्रा में सल्फर डाइऑक्साइड छोड़ती हैं।

• महत्व:

- सल्फर अमीनो एसिड, प्रोटीन, और विटामिनों में एक महत्वपूर्ण तत्व है, जो विभिन्न चयापचय प्रक्रियाओं में योगदान करता है।

- यह प्रोटीन के निर्माण और एंजाइम कार्यों के नियमन में मदद करता है।

• मानव प्रभाव:

- मानव गतिविधियाँ, जैसे कोयले और तेल का जलना, वायुमंडल में सल्फर डाइऑक्साइड छोड़ती हैं, जिससे अम्लीय वर्षा बनती है। अम्लीय वर्षा पारिस्थितिकी तंत्र को नुकसान पहुँचाती है, इमारतों को जंग लगाती है, और जल निकायों को अम्लीय बनाती है, जिससे जलीय जीवन को हानि होती है।

*

2.8 पारिस्थितिकी उत्तराधिकार

• परिभाषा: पारिस्थितिकी उत्तराधिकार में पारिस्थितिकी तंत्र की प्रजातियों की संरचना में समय के साथ क्रमिक परिवर्तन होता है।
• प्रकार: प्राथमिक और द्वितीयक। पारिस्थितिकी उत्तराधिकार उस क्रमिक प्रक्रिया को संदर्भित करता है जिसके माध्यम से पारिस्थितिकी तंत्र समय के साथ बदलते और विकसित होते हैं। यह मुख्यतः दो प्रकारों में होता है: प्राथमिक उत्तराधिकार और द्वितीयक उत्तराधिकार।

प्राथमिक उत्तराधिकार

• परिभाषा: प्राथमिक उत्तराधिकार तब होता है जब कोई नई या उजागर भूमि होती है जहाँ कोई प्रारंभिक मिट्टी नहीं होती। यह सामान्यतः तब होता है जब ज्वालामुखीय विस्फोट नए भूमि का निर्माण करते हैं या ग्लेशियर पीछे हटते हैं, जिससे नंगे चट्टानें उजागर होती हैं।
• पायनियर प्रजातियाँ:

- क्षेत्र में पहले बसने वाले जीवों को पायनियर प्रजातियाँ कहा जाता है। ये आमतौर पर कठोर प्रजातियाँ होती हैं जैसे लाइकेन और काई जो कठोर, बंजर परिस्थितियों में जीवित रह सकती हैं।

- पायनियर प्रजातियों की भूमिका: लाइकेन और काई चट्टानों को भौतिक और रासायनिक तरीकों से तोड़ते हैं, जिससे मिट्टी का निर्माण होता है। जैसे-जैसे वे अपघटित होते हैं, वे चट्टान के टुकड़ों में जैविक सामग्री जोड़ते हैं, धीरे-धीरे मिट्टी की पहली परत बनाते हैं।

• प्राथमिक उत्तराधिकार की प्रक्रिया:

1. पायनियर प्रजातियों द्वारा उपनिवेश: लाइकेन और काई नंगे चट्टान पर खुद को स्थापित करते हैं।

2. मिट्टी का निर्माण: जैसे-जैसे पायनियर प्रजातियाँ मरती हैं और अपघटित होती हैं, वे जैविक सामग्री बनाते हैं, जो मौसम के चट्टानों के साथ मिलकर मिट्टी की पहली परत बनाती है।

3. सरल पौधों का आगमन: घास और छोटे जड़ी-बूटियाँ पतली मिट्टी में बढ़ने लगती हैं, जब वे मरते हैं और सड़ते हैं, तो मिट्टी को और समृद्ध करती हैं।

4. झाड़ियों और छोटे पेड़ों का विकास: अधिक मिट्टी के संचय के साथ, झाड़ियाँ और छोटे पेड़ खुद को स्थापित करते हैं, जानवरों के लिए आवास प्रदान करते हैं और पारिस्थितिकी तंत्र की जटिलता को बढ़ाते हैं।

5. क्लाइमेक्स समुदाय: सैकड़ों या हजारों वर्षों में, एक स्थिर और परिपक्व क्लाइमेक्स समुदाय विकसित होता है, जो जलवायु और परिस्थितियों के आधार पर एक घने जंगल या अन्य प्रकार की वनस्पति हो सकता है।

उदाहरण: एक नए बने ज्वालामुखीय द्वीप या एक परिदृश्य जो पीछे हटने वाले ग्लेशियरों द्वारा छोड़ा गया।

*

द्वितीयक उत्तराधिकार

• परिभाषा: द्वितीयक उत्तराधिकार उन क्षेत्रों में होता है जहाँ एक मौजूदा समुदाय को बाधित या नष्ट कर दिया गया है लेकिन जहाँ मिट्टी और जैविक सामग्री intact रहती है। यह प्राकृतिक बाधाओं जैसे वन की आग, चक्रवात, या मानव गतिविधियों जैसे वनों की कटाई या कृषि परित्याग के कारण हो सकता है।
• उदाहरण:

- वन की आग के बाद पुनः वृद्धि: एक वन जो आग से नष्ट हो गया है, नए पौधों की वृद्धि शुरू करता है जो शेष बीजों, जड़ों, और मिट्टी से उगते हैं।

- परित्यक्त कृषि क्षेत्र: एक परित्यक्त खेत धीरे-धीरे घास, झाड़ियों, और अंततः पेड़ों द्वारा उपनिवेश किया जा सकता है।

• द्वितीयक उत्तराधिकार की प्रक्रिया:

1. प्रारंभिक उपनिवेश: तेज़ी से बढ़ने वाले पौधे, जैसे घास और जंगली फूल, मिट्टी और बीज बैंक की उपस्थिति के कारण क्षेत्र को तेजी से उपनिवेश करते हैं।

2. झाड़ियों और छोटे पेड़ों का विकास: जैसे-जैसे परिस्थितियाँ बेहतर होती हैं, झाड़ियाँ और छोटे पेड़ बढ़ने लगते हैं, कीटों, पक्षियों, और छोटे जानवरों को आकर्षित करते हैं।

3. परिपक्व वन का विकास: समय के साथ, पारिस्थितिकी तंत्र अधिक जटिल हो जाता है, और एक परिपक्व वन या स्थिर समुदाय उभरता है, जो पर्यावरणीय परिस्थितियों पर निर्भर करता है।

• गति: द्वितीयक उत्तराधिकार सामान्यतः प्राथमिक उत्तराधिकार की तुलना में तेज़ होता है क्योंकि मिट्टी पहले से मौजूद होती है, और बीज, जड़ें, और जीव अक्सर पहले से ही वातावरण में होते हैं। यह दशकों से लेकर कुछ सौ वर्षों तक लग सकता है, जबकि प्राथमिक उत्तराधिकार के लिए हजारों वर्षों की आवश्यकता होती है।

उदाहरण: एक वन जो कृषि के लिए साफ़ किए जाने के बाद पुनः उगता है या एक घास का मैदान जो पहले लॉग किए गए क्षेत्र पर बनता है।

• विशेषताएँ: बढ़ी हुई जैव विविधता, अधिक जटिल खाद्य जाले, और एक स्थिर क्लाइमेक्स समुदाय का निर्माण।
• ऑटोजेनिक उत्तराधिकार: समुदाय में जीवित जीवों द्वारा संचालित (जैसे, पौधों द्वारा मिट्टी का निर्माण)।
• एलोजेनिक उत्तराधिकार: बाहरी कारकों द्वारा संचालित जैसे जलवायु परिवर्तन या प्राकृतिक आपदाएँ।

UPSC के लिए अभ्यास प्रश्न

प्रारंभिक अभ्यास प्रश्न

मुख्य अभ्यास प्रश्न

अक्सर पूछे जाने वाले प्रश्न