पारिस्थितिकी तंत्र को प्रकृति की एक कार्यकारी इकाई के रूप में समझा जा सकता है, जहाँ जीवित जीवों में आपस में और उनके आसपास के भौतिक वातावरण के साथ एक दूसरे के साथ परस्पर कार्य-क्रिया होती है। पारिस्थितिकी तंत्र का आकार बहुत अलग-अलग होता है, एक छोटे से झील से लेकर एक बड़े से वन या समुद्र तक। कई पारिस्थितिक वैज्ञानिक बारहवीं धरती पर सभी स्थानिक पारिस्थितिकी तंत्रों के समूह के रूप में पूरी जैव परत को एक वैश्विक पारिस्थितिकी तंत्र मानते हैं। चूंकि इस प्रणाली को एक समय में अध्ययन करना बहुत बड़ा और जटिल है, इसलिए इसे दो मौलिक श्रेणियों में विभाजित करना आसान है, अर्थात् भूमध्य और जलीय। वन, घासखेत और डेअर्ट पारिस्थितिकी तंत्रों के कुछ उदाहरण हैं; झील, झील, अर्द्धजलीय, नदी और नदी-समुद्र तट पारिस्थितिकी तंत्रों के कुछ उदाहरण हैं। फसल क्षेत्र और एक एक्वेरियम को भी मानव-निर्मित पारिस्थितिकी तंत्र माना जा सकता है।

हम पहले पारिस्थितिकी तंत्र की संरचना की जाँच करेंगे, इस प्रकार इनपुट (उत्पादकता), ऊर्जा के स्थानांतरण (भोजन श्रृंखला/जाल, पोषक तत्वों का चक्रीकरण) और आउटपुट (विघटन और ऊर्जा हानि) की समझ में आ जाएगी। हम इन ऊर्जा प्रवाहों के परिणामस्वरूप बने जुड़ावों - चक्रों, श्रृंखलाओं, जालों - की भी जाँच करेंगे और उनके आपसी संबंधों की भी जाँच करेंगे।

14.1 पारिस्थितिकी तंत्र - संरचना और कार्य

अध्याय 13 में, आपने वातावरण के विभिन्न घटकों - अजीव और जीवित - की जाँच की थी। आपने अध्ययन किया कि व्यक्तिगत जीवित और अजीव कारक एक दूसरे को और उनके आसपास के कारकों पर कैसे प्रभाव डालते हैं। चलिए इन घटकों को एक अधिक एकीकृत तरीके से देखते हैं और देखते हैं कि पारिस्थितिकी तंत्र के इन घटकों में ऊर्जा का प्रवाह कैसे होता है।

जीवित और अजीव घटकों के परस्पर कार्य-क्रिया प्रत्येक पारिस्थितिकी तंत्र प्रकार के लिए विशिष्ट भौतिक संरचना का परिणाम करती है। एक पारिस्थितिकी तंत्र की विभिन्न प्रकार की पौधों और जानवरों की प्रजातियों की पहचान और गिनती उसकी प्रजाति संघटन देती है। अलग-अलग स्तरों पर निवास करने वाली विभिन्न प्रजातियों का ऊपरी वितरण को स्तरीकरण कहते हैं। उदाहरण के लिए, पेड़ वन के शीर्ष ऊपरी स्तर या परत पर निवास करते हैं, झाड़ियाँ दूसरी और अनुदर्श और घास नीचे की परतों पर निवास करते हैं।

जब आप निम्नलिखित पहलुओं को ध्यान में रखते हैं, तो पारिस्थितिकी तंत्र के घटकों को एक इकाई के रूप में देखा जाता है:

(अ) उत्पादकता;

(बी) विघटन;

(आ) ऊर्जा प्रवाह; और

(ग) पोषक तत्वों का चक्रीकरण।

एक जलीय पारिस्थितिकी तंत्र के इथोस को समझने के लिए आइए एक छोटी झील का उदाहरण लिए। यह एक बहुत ही स्वायत्त इकाई और जटिल परस्पर कार्य-क्रियाओं को समझाने वाला एक आसान उदाहरण है जो एक जलीय पारिस्थितिकी तंत्र में मौजूद होती है। झील एक स्थलीय जल श्रेणी है जिसमें पारिस्थितिकी तंत्र के ऊपर उल्लिखित चार मौलिक घटक अच्छी तरह से दिखाई देते हैं। अजीव घटक है जल जिसमें सभी घुली अजीव और जीवाणु पदार्थ हैं और झील के नीचे बहुमूल्य मिट्टी का भरपाई। सौर इनपुट, तापमान का चक्र, दिन-लंबाई और अन्य मौसमी परिस्थितियाँ पूरी झील के कार्य की दर को नियंत्रित करती हैं। स्वायत्त घटकों में फाइटोप्लांक्टन, कुछ शैवाल और दुर्गम, डुबकी लगाई गई और किनारों पर पाए जाने वाले पौधे शामिल हैं। उपभोक्ता जॉओप्लांक्टन, स्वतंत्र तरीके से तैरने वाले और जमीन पर निवास करने वाले रूप में प्रतिनिधित्व करते हैं। विघटक फाइब्रोजेन्स, बैक्टीरिया और फ्लैगेलेट्स हैं, खासकर झील के नीचे बहुत अधिक मौजूद हैं। यह प्रणाली किसी पारिस्थितिकी तंत्र और जैव परत के सामान्य कार्यों को पूरा करती है, अर्थात् स्वायत्त के सहायता से सौर की विकिरण ऊर्जा का उपयोग करके अजीव को जीवाणु पदार्थ में परिवर्तित करना; हेतरोट्रोफ द्वारा स्वायत्त के भोजन करना; मृत पदार्थों का विघटन और उन्हें स्वायत्त के द्वारा फिर से उपयोग करने के लिए पुनर्निर्माण करना, ये घटनाएँ बार-बार दोहराई जाती हैं। ऊर्जा का ऊपरी ट्रोफिक स्तरों की ओर एक दिशानिर्देशित गति है और इसका वातावरण में ऊपर हस्तांतरण और हानि ऊष्मा के रूप में होती है।

14.2 उत्पादकता

किसी भी पारिस्थितिकी तंत्र को कार्य करने और जीवित रहने के लिए सौर ऊर्जा का एक निरंतर इनपुट मौलिक आवश्यकता है। प्राथमिक उत्पादन को परिभाषित किया गया है कि पौधों द्वारा आर्द्रता के दौरान प्रकाश संश्लेषण के दौरान एक इकाई क्षेत्र के दौरान एक समय अवधि में उत्पादित बायोमास या जीवाणु पदार्थ की मात्रा है। इसे भार (जीम^-2) या ऊर्जा (केली म^-2) के रूप में व्यक्त किया जाता है। बायोमास उत्पादन की दर को उत्पादकता कहते हैं। इसे अलग-अलग पारिस्थितिकी तंत्रों की उत्पादकता की तुलना करने के लिए जीम^-2 वर्ष^-1 या (केली म^-2) वर्ष^-1 के रूप में व्यक्त किया जाता है। इसे सकल प्राथमिक उत्पादकता (GPP) और शुद्ध प्राथमिक उत्पादकता (NPP) में विभाजित किया जा सकता है। एक पारिस्थितिकी तंत्र की सकल प्राथमिक उत्पादकता है जो प्रकाश संश्लेषण के दौरान जीवाणु पदार्थ की उत्पादन दर है। एक बहुत अधिक मात्रा में GPP पौधों द्वारा श्वसन में उपयोग किया जाता है। सकल प्राथमिक उत्पादकता में श्वसन हानियों (आर) से घटाने पर होती है शुद्ध प्राथमिक उत्पादकता (NPP)।

GPP - आर = NPP

शुद्ध प्राथमिक उत्पादकता हेतरोट्रोफ (शराबी और विघटक) के भोजन के लिए उपलब्ध बायोमास है। द्वितीयक उत्पादकता को उपभोक्ता द्वारा नया जीवाणु पदार्थ का निर्माण की दर के रूप में परिभाषित किया जाता है।

प्राथमिक उत्पादकता एक विशेष क्षेत्र में निवास करने वाली पौधों की प्रजातियों पर निर्भर करती है। इसके अतिरिक्त इसके परिवेशीय कारकों, पोषक तत्वों की उपलब्धता और पौधों की प्रकाश संश्लेषण क्षमता पर भी निर्भर करती है। इसलिए यह अलग-अलग प्रकार के पारिस्थितिकी तंत्रों में भिन्न होती है। पूरी जैव परत की वार्षिक शुद्ध प्राथमिक उत्पादकता लगभग 170 अरब टन (सूखा भार) के जीवाणु पदार्थ के अनुरूप है। इसमें से, सतह के लगभग 70 प्रतिशत को आविष्कार करने के बावजूद, समुद्रों की उत्पादकता केवल 55 अरब टन है। शेष ज़मीन पर जाता है। समुद्र की कम उत्पादकता का मुख्य कारण आप अपने शिक्षक के साथ चर्चा करें।

14.3 विघटन

आपने शायद सुना होगा कि भूमध्यरेखा को किसान के ‘मित्र’ के रूप में संदर्भित किया जाता है। इसका कारण यह है कि ये जटिल जीवाणु पदार्थ को तोड़ने में मदद करते हैं और मिट्टी को ढीला करने में भी मदद करते हैं। इसी तरह, विघटक जटिल जीवाणु पदार्थ को कार्बन डाइऑक्साइड, पानी और पोषक तत्वों जैसे अजीव पदार्थों में तोड़ते हैं और इस प्रक्रिया को विघटन कहते हैं। मृत पौधों के शेती जैसे कि पत्तियाँ, छाल, फूल और जानवरों के मृत शेती, जिसमें फेसल पदार्थ शामिल हैं, डेट्रिटस का निर्माण करते हैं, जो विघटन के लिए मूल सामग्री है। विघटन की प्रक्रिया में महत्वपूर्ण चरणों में फ्रैगमेंटेशन, लीचिंग, कैथाबोलिज़्म और ह्यूमिफिकेशन शामिल हैं।

डेट्रिटोवोर्स (जैसे भूमध्यरेखा) डेट्रिटस को छोटे बिंदुओं में तोड़ते हैं। इस प्रक्रिया को फ्रैगमेंटेशन कहते हैं। लीचिंग की प्रक्रिया में जल-घुली अजीव पोषक तत्व मिट्टी के अवकाश में डुबकी लगाते हैं और अनुपलब्ध खनिजों के रूप में भस्म हो जाते हैं। बैक्टीरियल और फाइब्रोजेन्स एन्जाइम्स डेट्रिटस को सरल अजीव पदार्थों में घटाते हैं। इस प्रक्रिया को कैथाबोलिज़्म कहा जाता है।

आकृति 14.1 भूमध्य पारिस्थितिकी तंत्र में विघटन चक्र का आकृतिगत प्रतिनिधित्व

यह ध्यान में रखना महत्वपूर्ण है कि विघटन में ऊपर उल्लिखित सभी चरण डेट्रिटस पर एक साथ कार्य करते हैं (आकृति 14.1)। ह्यूमिफिकेशन और मिनेरलाइज़ेशन मिट्टी में विघटन के दौरान होते हैं। ह्यूमिफिकेशन एक गहरे रंग के अमृत रूप की एक घनत्व की एक घनत्व की एक घनत्व की एक घनत्व की एक घनत्व की एक घनत्व की एक घनत्व की एक घनत्व की एक घनत्व की एक घनत्व की एक घनत्व की एक घनत्व की एक घनत्व की एक घनत्व की एक घनत्व की एक घनत्व की एक घनत्व की एक घनत्व की एक घनत्व की एक घनत्व की एक घनत्व की एक घनत्व की एक घनत्व की एक घनत्व की एक घनत्व की एक घनत्व की एक घनत्व की एक घनत्व की एक घनत्व की एक घनत्व की एक घनत्व की एक घनत्व की एक घनत्व की एक घनत्व की एक घनत्व की एक घनत्व की एक घनत्व की �