पर्यावरण जीवविज्ञान I: अंतर्विषयक विज्ञान के रूप में पारिस्थितिकी, जीवन की उत्पत्ति और जाति-उद्भवन, मानव पारिस्थितिकी, पारितंत्र की संरचना और कार्य, ऊर्जा प्रवाह, अनुक्रमण, संक्रमिका, निकेत, स्थिरता और सेवाएँ, पारितंत्रों के प्रकार और बायोम

इकाई III पारितंत्र से आरंभ होती है। यह अध्याय इकाई के पहले पाँच विषय लेता है: अंतर्विषयक विज्ञान के रूप में पारिस्थितिकी, जीवन की उत्पत्ति और जाति-उद्भवन की विधियाँ, तथा मानव पारिस्थितिकी और बस्ती; पारितंत्रों की संरचना और कार्य, ऊर्जा प्रवाह मॉडल, खाद्य शृंखलाएँ और जाल, पारिस्थितिक पिरामिड और अनुक्रमण; संक्रमिका, कोर प्रभाव, आवास और निकेत, स्थिरता और पारितंत्र सेवाएँ; पारितंत्र वर्गीकरण का आधार, मरुस्थल, वन, चरागाह, आर्द्रभूमि, सरित, स्थिर-जल, ज्वारनदमुखी और महासागरीय प्रकारों सहित; और पाठ्यक्रम में नामित आठ बायोम। ऊर्जा प्रवाह और जैव-भू-रासायनिक चक्रों की पारिस्थितिकी इस मंच के भूगोल पाठ्यक्रम में भी है; यहाँ यह एक पर्यावरण वैज्ञानिक की कार्यकारी पारिस्थितिकी के रूप में पढ़ाई गई है, दस प्रतिशत नियम और निवल उत्पादकता हल सहित।

1. अंतर्विषयक विज्ञान के रूप में पारिस्थितिकी, जीवन की उत्पत्ति, जाति-उद्भवन और मानव पारिस्थितिकी

अर्न्स्ट हेकेल ने 1866 में जीवों के उनके पर्यावरण के संबंध में अध्ययन हेतु पारिस्थितिकी शब्द गढ़ा। यह आवश्यकता से अंतर्विषयक है: ऊर्जा प्रवाह भौतिकी है, पोषक चक्रण रसायन है, मृदा और जलवायु पृथ्वी विज्ञान हैं, जनसंख्या गतिकी गणित है, और मानव पारिस्थितिकी समाजशास्त्र तथा अर्थशास्त्र से लेती है। इसका अध्ययन नीड़ित स्तरों पर होता है, व्यक्ति से जनसंख्या, समुदाय और पारितंत्र होते हुए भूदृश्य और जैवमंडल तक, और हर स्तर पर नए गुण उभरते हैं।

1920 के दशक की ओपेरिन-हाल्डेन परिकल्पना ने प्रस्तावित किया कि जीवन मुक्त ऑक्सीजन रहित अपचायक आरंभिक वायुमंडल में रासायनिक विकास से उत्पन्न हुआ, कार्बनिक अणु एक "आदि सूप" के रूप में संचित हुए। मिलर और यूरी (1953) ने मीथेन, अमोनिया, हाइड्रोजन और जल से विद्युत स्फुलिंग गुज़ारकर ऐमीनो अम्ल प्राप्त किए, जिससे दिखा कि आधारभूत इकाइयाँ अजैविक रूप से बन सकती हैं। बाद के विचारों में RNA विश्व है, जिसमें RNA आनुवंशिक पदार्थ और उत्प्रेरक दोनों का काम करता था, और गहरे समुद्र के जलतापीय छिद्रों की संभावित भूमिका। सबसे आरंभिक व्यापक रूप से स्वीकृत जीवाश्म, स्ट्रोमैटोलाइट नामक सूक्ष्मजीवी चटाइयाँ, लगभग 3.5 अरब वर्ष पुराने हैं, और सायनोबैक्टीरिया के ऑक्सीजनी प्रकाश-संश्लेषण ने बाद में लगभग 2.4 अरब वर्ष पूर्व महा-ऑक्सीकरण घटना में वायुमंडल को ऑक्सीजनयुक्त किया।

जाति-उद्भवन की विधिजनसंख्याएँ कैसे पृथक होती हैंउदाहरण
विषमस्थानिक (ऐलोपैट्रिक)एक भौगोलिक अवरोध जनसंख्या को बाँटता है, और भाग अलग विकसित होते हैंपर्वत-शृंखला के दोनों ओर या भिन्न द्वीपों पर प्रजातियाँ
परिस्थानिक (पेरिपैट्रिक)एक छोटा समूह परास के किनारे नए क्षेत्र में बसता हैगैलापागोस पर डार्विन की फ़िंच
पार्श्वस्थानिक (पैरापैट्रिक)संलग्न जनसंख्याएँ सीमित जीन प्रवाह के साथ पर्यावरणीय प्रवणता के पार अलग होती हैंसामान्य चरागाह के पास खान-मलबे पर भारी धातु-सहिष्णु घासें
समस्थानिक (सिम्पैट्रिक)नई प्रजातियाँ उसी क्षेत्र में, प्रायः बहुगुणिता या नए परपोषी पर स्थानांतरण से, उत्पन्न होती हैंबहुगुणित गेहूँ; नागफनी से सेब पर जाने वाली सेब मैगट मक्खी

मायर की जैविक प्रजाति अवधारणा प्रजाति को परस्पर प्रजनन करने वाली प्राकृतिक जनसंख्याओं के उस समूह के रूप में परिभाषित करती है जो ऐसे अन्य समूहों से प्रजननतः पृथक हो; पृथक्करण युग्मनज-पूर्व (आवास, समय, व्यवहार, यांत्रिक असंगति) या युग्मनज-पश्च (संकर की अजीवनक्षमता या बंध्यता, जैसे खच्चर में) हो सकता है। 1920 के दशक में पार्क और बर्गेस के शिकागो संप्रदाय द्वारा विकसित मानव पारिस्थितिकी ने प्रतिस्पर्धा, आक्रमण और अनुक्रमण जैसे पारिस्थितिक विचारों को नगरों पर लागू किया। नगरीय बस्ती एक परपोषी पारितंत्र है: वह अपने से कई गुना बड़े पृष्ठप्रदेश से भोजन, जल, ऊर्जा और सामग्री आयात करती है और अपशिष्ट निर्यात करती है, इसीलिए उसका पारिस्थितिक पदचिह्न उसकी सीमाओं से बहुत आगे जाता है।

2. पारितंत्र की संरचना और कार्य: ऊर्जा प्रवाह, खाद्य शृंखलाएँ और जाल, पिरामिड और चक्र

पारितंत्र, जो पद टैन्सले ने 1935 में प्रस्तुत किया, के अजैविक घटक (ऊर्जा, जलवायु, जल, अकार्बनिक पदार्थ और ह्यूमस जैसे कार्बनिक यौगिक) और जैविक घटक होते हैं: उत्पादक (स्वपोषी), उपभोक्ता (शाकाहारी, मांसाहारी, सर्वाहारी) और अपघटक (जीवाणु और कवक, अपरदाहारियों सहित)। इसके दो मूल कार्य ऊर्जा का एकदिशीय प्रवाह और द्रव्य का चक्रण हैं। सकल प्राथमिक उत्पादकता (GPP) प्रकाश-संश्लेषण की कुल दर है; निवल प्राथमिक उत्पादकता (NPP) उत्पादकों के अपने श्वसन के बाद बचा भाग है, NPP = GPP − R, और यही उपभोक्ताओं को वास्तव में उपलब्ध ऊर्जा है। उष्णकटिबंधीय वर्षावनों, ज्वारनदमुखों, प्रवाल भित्तियों और दलदलों में प्रति इकाई क्षेत्र सर्वाधिक NPP होती है, और खुले महासागर तथा मरुस्थलों में न्यूनतम, यद्यपि महासागर का विशाल क्षेत्रफल उसे कुल मिलाकर बड़ा उत्पादक बनाता है।

ओडम के ऊर्जा प्रवाह मॉडल बढ़ते विवरण के साथ एक ही सिद्धांत दिखाते हैं। एकल-वाहिका मॉडल ऊर्जा को उत्पादकों से शाकाहारियों होते हुए मांसाहारियों तक अनुरेखित करता है, हर चरण पर श्वसन की हानि के साथ। Y-आकार मॉडल प्रवाह को चारण खाद्य शृंखला (पौधों से शाकाहारी से मांसाहारी) और अपरद खाद्य शृंखला (मृत कार्बनिक पदार्थ से अपघटक और अपरदाहारी से उनके परभक्षी) में बाँटता है; अधिकांश वनों और अनेक जलीय तंत्रों में कहीं अधिक ऊर्जा अपरद शृंखला से गुज़रती है। सार्वत्रिक मॉडल किसी भी सजीव घटक पर लागू होता है, जो दिखाता है कि अंतर्ग्रहीत ऊर्जा स्वांगीकरण और बहिःक्षेपण में, और स्वांगीकरण श्वसन तथा उत्पादन में बँटता है। खाद्य शृंखलाएँ आपस में गुँथकर खाद्य जाल बनाती हैं, जो उपभोक्ताओं को वैकल्पिक शिकार देकर समुदाय को स्थिर करते हैं। चूँकि केवल लगभग 10% ऊर्जा एक स्तर से अगले तक जाती है (लिंडमैन, 1942), यदि उत्पादक 20,000 kJ स्थिर करें, तो शाकाहारियों को लगभग 2,000 kJ और मांसाहारियों को लगभग 200 kJ मिलते हैं, इसीलिए खाद्य शृंखलाएँ विरले ही चार या पाँच कड़ियों से आगे जाती हैं।

पारिस्थितिक पिरामिडसदा सीधा?उल्टा उदाहरण
संख्यानहींहज़ारों कीटों को सहारा देता एक बड़ा वृक्ष; अनेक परजीवियों वाला एक परपोषी
जैवभार (स्थायी फ़सल)नहींखुला महासागर, जहाँ तेज़ी से विभाजित होते पादप-प्लवकों की छोटी स्थायी फ़सल प्राणि-प्लवकों के बड़े जैवभार को सहारा देती है
ऊर्जा (उत्पादकता)हाँकोई नहीं, क्योंकि हर स्थानांतरण पर ऊर्जा की हानि होती है

द्रव्य, ऊर्जा के विपरीत, चक्रित होता है। जैव-भू-रासायनिक चक्र दो व्यापक प्रकार के हैं: गैसीय चक्र, जैसे कार्बन, नाइट्रोजन और ऑक्सीजन के, जिनका मुख्य भंडार वायुमंडल या महासागर में है और जो अपेक्षाकृत भली-भाँति संतुलित हैं; अवसादी चक्र, जैसे फ़ॉस्फ़ोरस का, जिनका भंडार चट्टानों और अवसादों में है, जो धीरे बदलते हैं और आसानी से बाधित होते हैं, इसीलिए समुद्र में खोया फ़ॉस्फ़ोरस भूवैज्ञानिक समय तक स्थल के लिए प्रभावतः खो जाता है। हर चक्र में एक बड़ा, धीमा भंडार पूल और जीवों तथा उनके परिवेश के बीच एक छोटा, सक्रिय विनिमय पूल होता है।

3. पारिस्थितिक अनुक्रमण

अनुक्रमण समय के साथ किसी समुदाय के प्रजाति संघटन में व्यवस्थित, दिशात्मक परिवर्तन है। प्राथमिक अनुक्रमण ऐसी सतह पर आरंभ होता है जिस पर पहले कभी बसावट नहीं हुई, जैसे नंगी चट्टान, लावा प्रवाह या नया बालू टीला, और धीमा होता है क्योंकि पहले मृदा बननी होती है; द्वितीयक अनुक्रमण किसी विद्यमान समुदाय के विक्षोभ के बाद होता है, जैसे परित्यक्त खेत या जला हुआ वन, जहाँ मृदा बची रहती है, और तेज़ होता है। नंगी चट्टान पर (शैलक्रमक, एक प्रकार का मरुक्रमक) क्रम पर्पटीमय लाइकेनों से, जो अपक्षय आरंभ करते हैं, पर्णिल लाइकेनों, मॉसों, शाकों, झाड़ियों और अंततः वन तक जाता है; जल में (जलक्रमक) पादप-प्लवकों से निमग्न पौधों, प्लावी पौधों, नरकट दलदल, सेज घास के मैदान, वनस्थली और वन तक, जैसे-जैसे अवसाद और कार्बनिक पदार्थ द्रोणी को भरते हैं। जीवों द्वारा स्वयं किए गए परिवर्तन स्वजनित हैं; गाद-भराव या जलवायु जैसे बाहरी बलों द्वारा किए गए परिवर्तन परजनित।

अंतिम बिंदु चरम समुदाय है, जो अपने पर्यावरण से साम्य में होता है। क्लीमेंट्स का एकचरम सिद्धांत मानता था कि हर जलवायु प्रदेश का एक ही चरम होता है; टैन्सले का बहुचरम सिद्धांत मृदा, स्थलाकृति और आग द्वारा तय अनेक चरमों को स्वीकार करता था; और व्हिटेकर की चरम-प्रतिरूप परिकल्पना चरम समुदायों के एक सतत प्रतिरूप को देखती है जो पर्यावरणीय प्रवणताओं का अनुसरण करता है। कॉनेल और स्लैट्यर (1977) ने तीन क्रियाविधियाँ प्रस्तावित कीं जिनसे आरंभिक प्रजातियाँ बाद की प्रजातियों को प्रभावित करती हैं: सुगमीकरण, सहनशीलता और संदमन। ओडम (1969) ने विकसित होते पारितंत्र की प्रवृत्तियों का सारांश दिया: जैवभार और कार्बनिक पदार्थ बढ़ते हैं, प्रजाति विविधता और संरचनात्मक जटिलता बढ़ती है, खाद्य शृंखलाएँ जाल-सदृश और अपरद-आधारित होती हैं, पोषक चक्र अधिक बंद होते हैं, K-चयनित प्रजातियाँ r-चयनित प्रजातियों का स्थान लेती हैं, और सकल उत्पादन तथा सामुदायिक श्वसन का अनुपात (P/R) एक की ओर बढ़ता है।

⚠️ चट्टान पर अग्रगामी पर्पटीमय लाइकेन हैं, मॉस नहीं
मॉसों को कुछ मृदा और नमी चाहिए, जिसे लाइकेन अम्ल स्रावित करके और धूल फँसाकर बनाते हैं। जलक्रमक में अग्रगामी पादप-प्लवक हैं। जो विकल्प नंगी चट्टान के पहले बसने वालों के रूप में मॉस या घासें बताए, वह ग़लत है।

4. संक्रमिका, कोर प्रभाव, आवास और निकेत, पारितंत्र स्थिरता और पारितंत्र सेवाएँ

संक्रमिका दो समुदायों के बीच का संक्रमण क्षेत्र है, जैसे घास के मैदान से मिलता वन का किनारा, या स्थल और समुद्र के बीच मैंग्रोव। इसमें प्रायः दोनों समुदायों की प्रजातियाँ और कुछ ऐसी होती हैं जो केवल वहीं मिलती हैं, और संगम पर अधिक विविधता तथा घनत्व की परिणामी प्रवृत्ति कोर प्रभाव है; ऐसे क्षेत्रों को वरीयता देने वाली प्रजातियाँ कोर प्रजातियाँ हैं। विखंडन किनारों को बढ़ाता है, जो कोर प्रजातियों को लाभ पर उन आंतरिक प्रजातियों को हानि पहुँचाता है जिन्हें अविक्षुब्ध आवास के बड़े खंड चाहिए। आवास वह है जहाँ जीव रहता है, उसका पता; निकेत उसकी भूमिका है, उसका व्यवसाय। ग्रिनेल (1917) ने निकेत को मुख्यतः स्थानिक अर्थ में, एल्टन (1927) ने समुदाय में जीव के प्रकार्यात्मक स्थान हेतु, और हचिंसन (1957) ने उन सभी परिस्थितियों और संसाधनों के n-आयामी अतिआयतन के रूप में परिभाषित किया जिनमें कोई प्रजाति बनी रह सकती है। मूल निकेत प्रतिस्पर्धियों के बिना वह अतिआयतन है; प्राप्त निकेत उनकी उपस्थिति में वास्तव में अधिकृत संकरा भाग है। गॉस के प्रतिस्पर्धी अपवर्जन सिद्धांत से, समान निकेत वाली दो प्रजातियाँ अनिश्चित काल तक सहअस्तित्व में नहीं रह सकतीं।

स्थिरता के दो घटक हैं: प्रतिरोध, बिना बदले किसी विक्षोभ को सहने की क्षमता, और प्रत्यास्थता, विक्षोभ के बाद मूल अवस्था में लौटने की क्षमता। मैकआर्थर (1955) और एल्टन (1958) की विविधता-स्थिरता परिकल्पना मानती है कि अधिक विविध समुदाय, ऊर्जा के अधिक मार्गों के साथ, अधिक स्थिर होते हैं। रॉबर्ट मे (1973) ने गणितीय रूप से दिखाया कि यादृच्छिक रूप से संयोजित जटिल तंत्र कम स्थिर होने की प्रवृत्ति रखते हैं, और आधुनिक दृष्टिकोण यह है कि वास्तविक समुदाय स्वयं जटिलता से नहीं बल्कि विशेष संरचनाओं से स्थिर होते हैं, जैसे अनेक दुर्बल अंतःक्रियाएँ, प्रजातियों के बीच प्रकार्यात्मक अतिरेकता और यह बीमा कि भिन्न प्रजातियाँ परिवर्तन के प्रति भिन्न अनुक्रिया करती हैं। स्थिरता को प्रभावित करने वाले अन्य कारक मूलाधार प्रजातियों की उपस्थिति, विक्षोभ की आवृत्ति और तीव्रता, और आवास की संयोजकता हैं।

पारितंत्र सेवा (सहस्राब्दी पारितंत्र आकलन, 2005)उदाहरण
प्रावधानकारीभोजन, मीठा जल, इमारती लकड़ी, रेशा, ईंधन, आनुवंशिक संसाधन, औषधियाँ
नियामकजलवायु नियमन, बाढ़ नियंत्रण, जल शोधन, परागण, पीड़क और रोग नियंत्रण
सांस्कृतिकमनोरंजन, पर्यटन, आध्यात्मिक और धार्मिक मूल्य, सौंदर्यपरक प्रेरणा, शिक्षा
सहायकमृदा निर्माण, पोषक चक्रण, प्राथमिक उत्पादन, जो अन्य सभी का आधार हैं

कोस्टान्ज़ा और सहयोगियों (1997) ने विश्व की पारितंत्र सेवाओं का मूल्य लगभग 33 ट्रिलियन अमेरिकी डॉलर प्रति वर्ष आँका, जो उस समय के वैश्विक आर्थिक उत्पादन से अधिक था, और यह आँकड़ा मूल्य से अधिक इस बात का प्रदर्शन था कि मुफ़्त मानी जाने वाली सेवाएँ मुफ़्त नहीं हैं।

5. वर्गीकरण का आधार और पारितंत्रों के प्रकार

पारितंत्रों का वर्गीकरण आवास (स्थलीय या जलीय, और जलीय में मीठा जल, ज्वारनदमुखी या समुद्री), उत्पत्ति (प्राकृतिक या मानव-निर्मित, जैसे फ़सल-भूमि, बागान और जलाशय), प्रधान वनस्पति या आकृति, और ओडम की ऊर्जा योजना में ऊर्जा के स्रोत से होता है: खुले महासागर जैसे असहायित प्राकृतिक सौर-संचालित तंत्र, ज्वार से समृद्ध ज्वारनदमुख जैसे प्राकृतिक रूप से सहायित तंत्र, खेतों जैसे मानव-सहायित सौर-संचालित तंत्र, और ईंधन-संचालित नगरीय-औद्योगिक तंत्र।

पारितंत्र प्रकारपरिभाषक लक्षणभारतीय उदाहरण
उष्ण मरुस्थलवर्षा सामान्यतः 250 mm से कम, उच्च तापांतर; रसीलेपन, CAM प्रकाश-संश्लेषण और गहरी जड़ों वाले पौधेथार मरुस्थल, राजस्थान
शीत मरुस्थलअधिक ऊँचाई, बहुत निम्न तापमान और वर्षण, प्रबल विकिरणलद्दाख, लाहौल-स्पीति
वनवृक्ष-प्रधान; स्तरित वितान; स्थलीय कार्बन का सबसे बड़ा भंडारपश्चिमी घाट के उष्णकटिबंधीय सदाबहार वन; मध्य भारत के साल वन
चरागाहचराई हेतु प्रयुक्त घास के मैदान, झाड़ीभूमि और सवाना; उत्पादकता वर्षा और चराई दबाव से सीमितबन्नी घास का मैदान, कच्छ; नीलगिरि के शोला घास के मैदान
आर्द्रभूमिदलदल, फ़ेन, पीटभूमि या जल, प्राकृतिक या कृत्रिम, स्थायी या अस्थायी, मीठा, खारा या लवणीय, जिसमें निम्न ज्वार पर छह मीटर से अधिक गहरा न होने वाला समुद्री जल भी शामिल है (रामसर परिभाषा)चिल्का, केवलादेव, लोकटक, पूर्वी कोलकाता आर्द्रभूमि
सरित (बहता जल)धारा, उच्च ऑक्सीजन, चिपकने और धारारेखण वाले जीव; उद्गम से मुहाने तक परिवर्तन (नदी सातत्य अवधारणा, वानोटे और सहयोगी, 1980)हिमालयी प्रचंड धाराओं से निचली गंगा तक
स्थिर-जल (लेंटिक)तटीय, सरोवरी, गंभीर और नितलस्थ क्षेत्र; शीतोष्ण झीलें अधिजलक, ताप-प्रवणता और अधोजलक में स्तरित होती हैं, वसंत और शरद में उलटती हैंडल झील, वुलर झील, ग्राम तालाब
ज्वारनदमुखी (मैंग्रोव)मीठे और समुद्री जल का मिश्रण, बदलती लवणता, बहुत उच्च उत्पादकता; श्वसन-मूलों और जरायुजता वाले मैंग्रोवसुंदरबन; भितरकनिका
महासागरीयनेरिटिक और महासागरीय क्षेत्र; अंधेरे अप्रकाशी क्षेत्र के ऊपर प्रकाशित प्रकाशी क्षेत्र; उत्पादकता उत्प्रवाह और तटीय जल में सांद्रितअरब सागर और बंगाल की खाड़ी, दक्षिण-पश्चिमी तट के पास मौसमी उत्प्रवाह सहित

6. बायोम: अवधारणा, वर्गीकरण और वितरण

बायोम पौधों और जंतुओं का एक बड़ा क्षेत्रीय समुदाय है जिसकी विशिष्ट आकृति सर्वोपरि जलवायु से तय होती है: व्हिटेकर का आरेख विश्व के बायोमों को माध्य वार्षिक तापमान और वर्षण के अक्षों पर रखता है। बायोम अक्षांश के साथ एक-दूसरे में क्रमशः बदलते हैं, और ऊँचे पर्वतों पर ऊँचाई के साथ ऐसी ही क्षेत्रीयता दोहराई जाती है। पाठ्यक्रम शैपरल को "Chapparal" लिखता है; सही वर्तनी में एक p है (chaparral)।

बायोमजलवायुवनस्पति, मृदा और प्राणिजात
टुंड्राअत्यंत ठंडा, लगभग दो महीने की छोटी वृद्धि अवधि, कम वर्षण; स्थायी तुषार-भूमिमॉस, लाइकेन, सेज, बौनी झाड़ियाँ; वृक्ष नहीं; कैरिबू, आर्कटिक लोमड़ी, प्रवासी पक्षी
टैगा (बोरियल वन)लंबी ठंडी सर्दियाँ, छोटी गर्मियाँ, मध्यम वर्षणस्प्रूस, फ़र और चीड़ जैसे सदाबहार शंकुधारी; अम्लीय पॉडज़ॉल; मूस, लिंक्स, भेड़िये
शीतोष्ण घास का मैदानगर्म गर्मियाँ, ठंडी सर्दियाँ, 250 से 750 mm वर्षागहरी, उर्वर चर्नोज़म पर घासें; प्रेयरी, स्टेपी, पम्पास और वेल्ड; बाइसन और चरने वाले झुंड
शीतोष्ण पर्णपाती वनचार स्पष्ट ऋतुएँ, पूरे वर्ष फैली वर्षाओक, मेपल और बीच जैसे चौड़ी पत्ती वाले वृक्ष जो शरद में पत्तियाँ गिराते हैं; उर्वर भूरी वन मृदाएँ
उच्चभूमि हिमाच्छादित अल्पाइनऊँचे पर्वतों पर वृक्ष-रेखा के ऊपर; ठंडा, तेज़ हवा, तीव्र पराबैंगनीगद्दी पौधे, अल्पाइन घास के मैदान, बुरांश झाड़ियाँ; हिमालय में हिम तेंदुआ, आइबेक्स, याक
शैपरल (भूमध्यसागरीय झाड़ी)गर्म, शुष्क गर्मियाँ और मृदु, आर्द्र सर्दियाँआग के अनुकूल घनी सदाबहार दृढ़पर्णी झाड़ियाँ; कैलिफ़ोर्निया, भूमध्यसागरीय द्रोणी, मध्य चिली, दक्षिण अफ़्रीका का केप, दक्षिण-पश्चिम ऑस्ट्रेलिया
सवानापूरे वर्ष गर्म, स्पष्ट आर्द्र और शुष्क ऋतुओं सहितबिखरे वृक्षों वाला घास का मैदान, आग और चराई से बना हुआ; पूर्वी अफ़्रीका के विशाल झुंड और परभक्षी
उष्णकटिबंधीय वर्षावनपूरे वर्ष गर्म और आर्द्र, प्रायः 2,000 mm से अधिक वर्षास्थल पर सर्वाधिक प्रजाति समृद्धि वाला बहुस्तरीय सदाबहार वन; अधिकांश पोषक तत्व वनस्पति में धारित होते हैं, और साफ़ होने पर निक्षालित मृदाएँ निर्धन होती हैं

मुख्य बिंदु

  • जीवन संभवतः रासायनिक विकास से उत्पन्न हुआ (ओपेरिन-हाल्डेन, मिलर-यूरी); प्रजातियाँ विषमस्थानिक, परिस्थानिक, पार्श्वस्थानिक और समस्थानिक मार्गों से बनती हैं; नगर परपोषी पारितंत्र हैं।
  • NPP = GPP − R; ऊर्जा चारण और अपरद शृंखलाओं से एक दिशा में बहती है, हर स्तर पर लगभग 10% आगे जाती है, अतः ऊर्जा पिरामिड सदा सीधा है जबकि संख्या और जैवभार के पिरामिड उल्टे हो सकते हैं।
  • अनुक्रमण अग्रगामियों (चट्टान पर पर्पटीमय लाइकेन, जल में पादप-प्लवक) से चरम तक चलता है, जिसमें जैवभार, विविधता और बंद पोषक चक्र बढ़ते हैं और P/R एक की ओर जाता है।
  • संक्रमिकाएँ कोर प्रभाव दिखाती हैं; हचिंसन का निकेत एक n-आयामी अतिआयतन है, मूल या प्राप्त; स्थिरता प्रतिरोध और प्रत्यास्थता को जोड़ती है; सेवाएँ प्रावधानकारी, नियामक, सांस्कृतिक और सहायक हैं।
  • पारितंत्र प्रकार उष्ण और शीत मरुस्थलों से सरित, स्थिर-जल, ज्वारनदमुखी और महासागरीय जलों तक हैं, और बायोम टुंड्रा और टैगा से शैपरल (पाठ्यक्रम का "Chapparal"), सवाना और उष्णकटिबंधीय वर्षावन तक, हर एक मुख्यतः तापमान और वर्षा से तय।

अभ्यास प्रश्न (10)

उत्तर खोलने से पहले प्रत्येक प्रश्न हल करें। हर व्याख्या सही विकल्प के साथ लुभावना गलत विकल्प भी बताती है, क्योंकि अंक वहीं जाते हैं।

  1. कौन-सा पारिस्थितिक पिरामिड सदा सीधा होता है?

    1. संख्या का पिरामिड
    2. तीनों में से कोई नहीं, क्योंकि सभी किसी न किसी पारितंत्र में उल्टे हो सकते हैं
    3. जैवभार का पिरामिड
    4. ऊर्जा का पिरामिड
    उत्तर देखें

    उत्तर: D — ऊर्जा का पिरामिड

    हर स्थानांतरण पर ऊर्जा ऊष्मा के रूप में खो जाती है, अतः हर स्तर पर नीचे वाले से कम ऊर्जा प्रवाह होना चाहिए। संख्या का पिरामिड एक बड़े वृक्ष के नीचे और जैवभार का खुले महासागर में उल्टा हो जाता है, जहाँ तेज़ी से बदलते पादप-प्लवक प्राणि-प्लवकों की बड़ी स्थायी फ़सल को सहारा देते हैं।

  2. किसी घास के मैदान में उत्पादक 20,000 kJ ऊर्जा स्थिर करते हैं। क्रमिक पोषी स्तरों के बीच 10% स्थानांतरण मानकर, द्वितीयक उपभोक्ताओं तक कितने kJ पहुँचते हैं?

    संख्यात्मक उत्तर — मान टाइप करें।

    उत्तर देखें

    उत्तर: 200

    प्राथमिक उपभोक्ताओं (शाकाहारियों) को 20,000 का 10% = 2,000 kJ मिलता है, और द्वितीयक उपभोक्ताओं (उन्हें खाने वाले मांसाहारियों) को उसका 10%, 200 kJ। 2,000 kJ पर रुकना प्राथमिक को द्वितीयक उपभोक्ताओं से भ्रमित करता है।

  3. हचिंसन की पारिस्थितिक निकेत की अवधारणा का सबसे अच्छा वर्णन है

    1. उन परिस्थितियों और संसाधनों का n-आयामी अतिआयतन जिनमें कोई प्रजाति बनी रह सकती है
    2. केवल खाद्य शृंखला में जीव की स्थिति
    3. वह भौतिक स्थान जहाँ जीव रहता है
    4. दो समुदायों के बीच का संक्रमण क्षेत्र
    उत्तर देखें

    उत्तर: A — उन परिस्थितियों और संसाधनों का n-आयामी अतिआयतन जिनमें कोई प्रजाति बनी रह सकती है

    हचिंसन (1957) ने निकेत को उन सभी पर्यावरणीय चरों का बहुआयामी स्थान बताया जिन्हें कोई प्रजाति सहती है और जिन संसाधनों का वह उपयोग करती है। भौतिक स्थान आवास है, संक्रमण क्षेत्र संक्रमिका है, और केवल पोषी स्थिति एल्टन के प्रकार्यात्मक निकेत के अधिक निकट है।

  4. ओडम के अनुसार किसी पारितंत्र के चरम की ओर विकसित होने पर निम्न में से कौन-सी प्रवृत्तियाँ अपेक्षित हैं? सभी सही विकल्प चुनिए।

    1. कुल जैवभार और कार्बनिक पदार्थ बढ़ते हैं
    2. पोषक चक्र अधिक खुले और रिसने वाले होते हैं
    3. सकल उत्पादन और सामुदायिक श्वसन का अनुपात एक की ओर जाता है
    4. r-चयनित प्रजातियाँ उत्तरोत्तर प्रधान होती हैं
    उत्तर देखें

    उत्तर: A — कुल जैवभार और कार्बनिक पदार्थ बढ़ते हैं; C — सकल उत्पादन और सामुदायिक श्वसन का अनुपात एक की ओर जाता है

    परिपक्व होते पारितंत्र में जैवभार संचित होता है और उत्पादन श्वसन से संतुलित होता है, अतः P/R एक की ओर जाता है। पोषक चक्र अधिक बंद होकर पोषक तत्वों का संरक्षण करते हैं, और K-चयनित प्रजातियाँ r-चयनित अग्रगामियों का स्थान लेती हैं।

  5. गर्म, शुष्क गर्मियों, मृदु, आर्द्र सर्दियों और आग के अनुकूल घनी सदाबहार दृढ़पर्णी झाड़ियों वाला बायोम है

    1. टैगा
    2. शैपरल
    3. सवाना
    4. टुंड्रा
    उत्तर देखें

    उत्तर: B — शैपरल

    यह शैपरल की भूमध्यसागरीय जलवायु है, जो कैलिफ़ोर्निया, भूमध्यसागरीय द्रोणी, मध्य चिली, केप और दक्षिण-पश्चिम ऑस्ट्रेलिया में मिलती है; पाठ्यक्रम इसे "Chapparal" लिखता है। सवाना में घास और बिखरे वृक्षों सहित गर्म आर्द्र-शुष्क जलवायु है, और टैगा तथा टुंड्रा ठंडे बायोम हैं।

  6. अभिकथन (A): खुले महासागर में जैवभार का पिरामिड उल्टा हो सकता है। कारण (R): पादप-प्लवक इतनी तेज़ी से प्रजनन करते हैं कि एक छोटी स्थायी फ़सल प्राणि-प्लवकों के बड़े जैवभार को सहारा दे सकती है। सही विकल्प चुनिए।

    1. A और R दोनों सत्य हैं, और R, A की सही व्याख्या है
    2. A और R दोनों सत्य हैं, पर R, A की सही व्याख्या नहीं है
    3. A सत्य है, पर R असत्य है
    4. A असत्य है, पर R सत्य है
    उत्तर देखें

    उत्तर: A — A और R दोनों सत्य हैं, और R, A की सही व्याख्या है

    दोनों सत्य हैं और R, A की व्याख्या करता है। जैवभार स्थायी फ़सल का एक क्षणचित्र है, दर नहीं; पादप-प्लवक दिनों में बदल जाते हैं, अतः उनका छोटा स्थायी भंडार उपभोक्ताओं के बड़े, धीमे बदलने वाले द्रव्यमान को खिलाने लायक उत्पादन करता है। ऊर्जा का पिरामिड, जो दरें मापता है, सीधा रहता है।

  7. सहस्राब्दी पारितंत्र आकलन में मृदा निर्माण, पोषक चक्रण और प्राथमिक उत्पादन किस वर्ग में रखे गए हैं?

    1. सांस्कृतिक सेवाएँ
    2. सहायक सेवाएँ
    3. प्रावधानकारी सेवाएँ
    4. नियामक सेवाएँ
    उत्तर देखें

    उत्तर: B — सहायक सेवाएँ

    सहायक सेवाएँ वे मूल प्रक्रम हैं जिन पर अन्य सभी निर्भर हैं। प्रावधानकारी सेवाएँ भोजन और इमारती लकड़ी जैसे उत्पाद हैं, नियामक सेवाओं में जलवायु नियमन और परागण हैं, और सांस्कृतिक सेवाएँ मनोरंजन और आध्यात्मिक मूल्य जैसे अभौतिक लाभ हैं।

  8. किसी शीतोष्ण झील में तापीय स्तरीकरण के विषय में कौन-से कथन सही हैं? सभी सही विकल्प चुनिए।

    1. ग्रीष्मकालीन स्तरीकरण के दौरान अधोजलक में ऑक्सीजन क्षीण हो सकती है
    2. ताप-प्रवणता वह परत है जिसमें गहराई के साथ तापमान तेज़ी से घटता है
    3. अधिजलक ठंडी, सघन तली की परत है
    4. वसंत और शरद के उलटाव ऑक्सीजन और पोषक तत्वों को पूरे जल स्तंभ में मिलाते हैं
    उत्तर देखें

    उत्तर: A — ग्रीष्मकालीन स्तरीकरण के दौरान अधोजलक में ऑक्सीजन क्षीण हो सकती है; B — ताप-प्रवणता वह परत है जिसमें गहराई के साथ तापमान तेज़ी से घटता है; D — वसंत और शरद के उलटाव ऑक्सीजन और पोषक तत्वों को पूरे जल स्तंभ में मिलाते हैं

    ग्रीष्म में एक गर्म, हल्का अधिजलक ठंडे, सघन अधोजलक के ऊपर तैरता है, जिन्हें ताप-प्रवणता अलग करती है, और अपघटन पृथक अधोजलक की ऑक्सीजन छीन सकता है। शरद और वसंत में जब सतही जल लगभग 4 °C तक ठंडा या गर्म होता है, घनत्व का अंतर मिट जाता है और झील मिश्रित होती है। अधिजलक गर्म ऊपरी परत है, तली की नहीं।

  9. वह जाति-उद्भवन जो तब होता है जब कोई जनसंख्या पर्वत-शृंखला जैसे भौगोलिक अवरोध से बँट जाए, कहलाता है

    1. विषमस्थानिक जाति-उद्भवन
    2. पार्श्वस्थानिक जाति-उद्भवन
    3. समस्थानिक जाति-उद्भवन
    4. बहुगुणित जाति-उद्भवन
    उत्तर देखें

    उत्तर: A — विषमस्थानिक जाति-उद्भवन

    विषमस्थानिक का अर्थ है "अन्य मातृभूमि": अवरोध जीन प्रवाह रोकता है और पृथक जनसंख्याएँ अलग विकसित होती हैं। समस्थानिक जाति-उद्भवन एक ही क्षेत्र में, प्रायः बहुगुणिता से, होता है, और पार्श्वस्थानिक जाति-उद्भवन अभी भी संपर्क में संलग्न जनसंख्याओं के बीच प्रवणता के पार होता है।

  10. किसी वन की सकल प्राथमिक उत्पादकता 25,000 kcal/m²/वर्ष है, और उसके पौधे इसका 60% श्वसन में उपयोग करते हैं। यदि प्राथमिक उपभोक्ता निवल प्राथमिक उत्पादकता का 10% प्राप्त करें, तो वे कितने kcal/m²/वर्ष प्राप्त करते हैं?

    संख्यात्मक उत्तर — मान टाइप करें।

    उत्तर देखें

    उत्तर: 1000

    NPP = GPP − R = 25,000 − 0.6 × 25,000 = 10,000 kcal/m²/वर्ष, और उसका 10% = 1,000 kcal/m²/वर्ष। GPP का 10% (2,500) लेना पौधों के अपने श्वसन की उपेक्षा करता है, जो ठीक वही भाग है जिसे उपभोक्ता कभी प्राप्त नहीं कर सकते।