पर्यावरण जीवविज्ञान III: जैव विविधता और उसका संरक्षण — प्रकार, मूल्य और ख़तरे, हॉटस्पॉट, विविधता के माप, स्वस्थाने, बहिःस्थाने और पात्रे संरक्षण, संरक्षित क्षेत्र और पवित्र उपवन, जीन पूल, जैव-दस्युता और जैव-पूर्वेक्षण, पुनर्स्थापन पारिस्थितिकी, भारत की संकटग्रस्त प्रजातियाँ, और औद्योगिक पारिस्थितिकी

जैव विविधता अभिसमय (1992), अनुच्छेद 2, जैविक विविधता को सभी स्रोतों से, जिनमें स्थलीय, समुद्री और अन्य जलीय पारितंत्र तथा वे पारिस्थितिक संकुल शामिल हैं जिनके वे भाग हैं, सजीवों के बीच परिवर्तनशीलता के रूप में परिभाषित करता है, जिसमें प्रजातियों के भीतर, प्रजातियों के बीच और पारितंत्रों की विविधता शामिल है। तीन स्तर आनुवंशिक विविधता (जनसंख्याओं के भीतर और बीच जीनों में भिन्नता, जो अनुकूलन तथा फ़सल और पशुधन प्रजनन का कच्चा माल है), प्रजाति विविधता (प्रजातियों की संख्या और सापेक्ष प्रचुरता) और पारितंत्र विविधता (आवासों, समुदायों और प्रक्रमों की विविधता) हैं। व्हिटेकर ने ऐल्फ़ा विविधता, एक समुदाय के भीतर; बीटा विविधता, किसी प्रवणता के साथ समुदायों के बीच प्रजातियों का परिवर्तन; और गामा विविधता, पूरे भूदृश्य या प्रदेश में, का भेद किया।

जैव विविधता का प्रत्यक्ष उपभोग मूल्य (स्थानीय रूप से प्रयुक्त भोजन, ईंधन-लकड़ी और औषधि), उत्पादक मूल्य (बाज़ारों में बिकने वाली इमारती लकड़ी, मछली और औषधियाँ), परागण, मृदा निर्माण और जलवायु नियमन जैसी पारितंत्र सेवाओं के माध्यम से अप्रत्यक्ष मूल्य, विकल्प मूल्य (अभी प्रयुक्त न हुई प्रजातियों की संभावना, जैसे अज्ञात औषधियाँ) और अस्तित्व तथा नैतिक मूल्य है। मुख्य ख़तरों का सारांश प्रायः ई. ओ. विल्सन के संक्षिप्त नाम HIPPO से दिया जाता है: आवास हानि और विखंडन, आक्रामक प्रजातियाँ, प्रदूषण, मानव जनसंख्या वृद्धि और अति-दोहन, जिनमें अब जलवायु परिवर्तन जुड़ गया है। IPBES के 2019 के वैश्विक आकलन ने अनुमान लगाया कि लगभग दस लाख प्रजातियाँ विलोपन के संकट में हैं, और प्रत्यक्ष चालकों को इस क्रम में रखा: भूमि और समुद्र उपयोग में परिवर्तन, प्रत्यक्ष दोहन, जलवायु परिवर्तन, प्रदूषण और आक्रामक विदेशी प्रजातियाँ।

नॉर्मन मायर्स ने 1988 में यह विचार प्रस्तावित किया, दस उष्णकटिबंधीय वन प्रदेशों की पहचान करके जहाँ स्थानिक प्रजातियों की असाधारण सांद्रता आवास की असाधारण हानि झेल रही थी, ताकि संरक्षण धन प्रति इकाई व्यय अधिकतम प्रजातियाँ बचाए। कंज़र्वेशन इंटरनेशनल ने मानदंडों को औपचारिक रूप दिया: कोई प्रदेश तब अर्हता पाता है जब उसमें स्थानिक संवहनी पौधों की कम से कम 1,500 प्रजातियाँ (विश्व के कुल का 0.5% से अधिक) हों और उसने अपनी मूल प्राकृतिक वनस्पति का कम से कम 70% खो दिया हो। अब विश्व में 36 हॉटस्पॉट हैं, जिनमें सबसे नया, उत्तरी अमेरिकी तटीय मैदान, 2016 में मान्य हुआ। ये मिलकर स्थल सतह का केवल लगभग 2.5% आच्छादित करते हैं पर विश्व की आधी से अधिक स्थानिक पादप प्रजातियाँ रखते हैं।

भारत विश्व के सत्रह महाविविध देशों में से एक है, विश्व के स्थल क्षेत्र का लगभग 2.4% और उसकी दर्ज प्रजातियों का लगभग 7 से 8% रखते हुए, और यह समृद्धि तीन जैव-भौगोलिक परिमंडलों के मिलन, मरुस्थल से वर्षावन तक और समुद्र-तल से 8,000 मी से अधिक तक की जलवायुओं, तथा प्रायद्वीप के दीर्घ पृथक्करण की देन है।

प्रजाति समृद्धि, S, सबसे सरल माप है: उपस्थित प्रजातियों की संख्या। चूँकि समृद्धि प्रतिचयन प्रयास के साथ बढ़ती है, मार्गालेफ़ सूचकांक नमूना आकार हेतु संशोधन करता है: (S − 1) ÷ ln N, जहाँ N व्यष्टियों की कुल संख्या है। विविधता सूचकांक समृद्धि को समता, अर्थात् प्रचुरताओं की समानता, से जोड़ते हैं। यदि pᵢ प्रजाति i के व्यष्टियों का अनुपात हो, तो शैनन-वीनर सूचकांक H′ = −Σ pᵢ ln pᵢ है; एक प्रजाति हेतु यह शून्य है और समृद्धि तथा समता दोनों के साथ बढ़ता है, वास्तविक समुदायों में सामान्यतः लगभग 1.5 और 3.5 के बीच। पिलू की समता, J = H′ ÷ ln S, इसे 0 से 1 तक मापित करती है। सिम्पसन सूचकांक, D = Σ pᵢ², वह प्रायिकता है कि यादृच्छिक रूप से चुने दो व्यष्टि एक ही प्रजाति के हों, अतः यह प्रभाविता मापता है; विविधता 1 − D (उनके भिन्न होने की प्रायिकता) या 1/D के रूप में बताई जाती है।

इस समुदाय हेतु सिम्पसन विविधता 1 − D = 1 − 0.30 = 0.70 और 1/D ≈ 3.3; शैनन का H′ ≈ 1.28, और समता J = 1.28 ÷ ln 4 = 1.28 ÷ 1.386 ≈ 0.92। बीटा विविधता स्थलों की तुलना करती है। जैकार्ड समानता गुणांक c ÷ (a + b − c) है, जहाँ a और b दो स्थलों की प्रजातियाँ और c उनकी साझा प्रजातियाँ हैं; सॉरेन्सन गुणांक 2c ÷ (a + b) है। यदि एक स्थल पर 20 प्रजातियाँ, दूसरे पर 15 हों और 10 साझा हों, तो जैकार्ड = 10 ÷ 25 = 0.4 और सॉरेन्सन = 20 ÷ 35 ≈ 0.57। व्हिटेकर की बीटा विविधता γ ÷ माध्य α − 1 है।

स्वस्थाने संरक्षण प्रजातियों को उनके प्राकृतिक आवासों में, उन्हें बनाए रखने वाले पारिस्थितिक प्रक्रमों और अंतःक्रियाओं सहित, सुरक्षित करता है, और यही प्राथमिक रणनीति है। वन्यजीव (संरक्षण) अधिनियम 1972 के अंतर्गत भारत के संरक्षित क्षेत्र राष्ट्रीय उद्यान हैं, जहाँ लोगों के कोई अधिकार अनुमत नहीं और चराई निषिद्ध है; वन्यजीव अभयारण्य, जहाँ कुछ अधिकार और गतिविधियाँ अनुमत हो सकती हैं; और, 2002 के संशोधन से, क्रमशः सरकारी और सामुदायिक या निजी भूमि पर संरक्षण आरक्षित क्षेत्र और सामुदायिक आरक्षित क्षेत्र। बाघ आरक्षित क्षेत्र और हाथी आरक्षित क्षेत्र इन पर आरोपित हैं। जैवमंडल आरक्षित क्षेत्र, यूनेस्को के मानव और जैवमंडल कार्यक्रम (1971) के अंतर्गत, में एक कठोरता से संरक्षित क्रोड क्षेत्र, शोध, शिक्षा और सीमित उपयोग हेतु एक मध्यवर्ती क्षेत्र, और एक संक्रमण क्षेत्र होता है जहाँ संधारणीय विकास और बस्तियों को प्रोत्साहन दिया जाता है; भारत का पहला नीलगिरि जैवमंडल आरक्षित क्षेत्र (1986) था।

पवित्र उपवन वन के वे खंड हैं जिन्हें स्थानीय समुदाय इसलिए सुरक्षित रखते हैं क्योंकि वे किसी देवता या पैतृक आत्मा को समर्पित हैं, प्रायः सदियों से; शिकार, कटाई और यहाँ तक कि सूखी लकड़ी हटाना भी वर्जित हो सकता है। वे अवशेष प्रजातियों के शरणस्थल हैं और प्रायः झरनों की रक्षा करते हैं। वे क्षेत्रीय नामों से जाने जाते हैं: महाराष्ट्र में देवराई या देवराहाटी, केरल में कावु, झारखंड में सरना, मेघालय में लॉ क्यंताँग (मॉफ़लांग उपवन प्रसिद्ध है), राजस्थान में ओरण और कर्नाटक में देवर काडु। वे किसी भी विधि से पुराने सामुदायिक संरक्षण का उदाहरण हैं।

जीन पूल किसी परस्पर प्रजनन करने वाली जनसंख्या के सभी जीनों और उनके युग्मविकल्पियों का योग है; उसकी हानि, आनुवंशिक अपरदन, तब होती है जब उच्च-उपज वाली एकसमान किस्में पारंपरिक देशी किस्मों का स्थान लेती हैं या जब जनसंख्याएँ सिकुड़ती हैं। जैव-पूर्वेक्षण व्यावसायिक मूल्य के जीनों, यौगिकों और जीवों की व्यवस्थित खोज है, और यह तब वैध है जब संसाधन और ज्ञान देने वाले देश और समुदाय पूर्व सूचित सहमति दें और लाभ साझा हों, जैसा नागोया प्रोटोकॉल (2010, 2014 से प्रभावी) अपेक्षित करता है। जैव-दस्युता बिना सहमति या लाभ-साझेदारी के जैविक संसाधनों या पारंपरिक ज्ञान का विनियोजन है, प्रायः पेटेंटों द्वारा; भारत ने हल्दी के घाव भरने वाले उपयोग पर एक अमेरिकी पेटेंट को, जो 1997 में निरस्त हुआ, और नीम-आधारित कवकनाशी पर एक यूरोपीय पेटेंट को, जो 2000 में निरस्त हुआ, मुख्यतः पूर्ववर्ती पारंपरिक ज्ञान दिखाकर सफलतापूर्वक चुनौती दी। पुनर्स्थापन पारिस्थितिकी अवक्रमित, क्षतिग्रस्त या नष्ट पारितंत्रों की उनके ऐतिहासिक पथ की ओर पुनर्प्राप्ति में सहायता का विज्ञान है, वनरोपण, खनन भूमि के सुधार, आर्द्रभूमियों के पुनः आर्द्रीकरण और प्रजातियों के पुनःप्रवेश द्वारा; संयुक्त राष्ट्र ने 2021 से 2030 को पारितंत्र पुनर्स्थापन दशक घोषित किया है।

IUCN रेड लिस्ट प्रजातियों को जनसंख्या में गिरावट, परास आकार, जनसंख्या आकार और विलोपन प्रायिकता के मात्रात्मक मानदंडों पर श्रेणियों में रखती है: विलुप्त (EX), वन में विलुप्त (EW), गंभीर रूप से संकटापन्न (CR), संकटापन्न (EN), असुरक्षित (VU), संकट-निकट (NT), न्यूनतम चिंता (LC), आँकड़ा-अपर्याप्त (DD) और अमूल्यांकित (NE)। केवल CR, EN और VU मिलकर "संकटग्रस्त" हैं। "दुर्लभ" पुरानी रेड डेटा बुकों की एक श्रेणी थी, जिसका अर्थ था छोटी जनसंख्याएँ जो अभी संकटापन्न नहीं, और यह भारतीय वनस्पति सर्वेक्षण द्वारा संकलित भारतीय पौधों की रेड डेटा बुक जैसी राष्ट्रीय सूचियों में बची है; भारतीय प्राणि सर्वेक्षण प्राणियों का समकक्ष संकलित करता है।

पौधे आवास हानि और अति-संग्रह के समान दबाव झेलते हैं, विशेषकर वन से संगृहीत औषधीय प्रजातियाँ, जैसे कूठ (सॉस्यूरिया कॉस्टस), जो CITES के परिशिष्ट I में सूचीबद्ध है, और पूर्वी घाट का लाल चंदन, जो अपनी लकड़ी हेतु मूल्यवान है और जिसकी भारी तस्करी होती है। गिद्धों का पतन किसी एक प्रदूषक द्वारा प्रजातियों को विलोपन की ओर ले जाने का सबसे स्पष्ट भारतीय उदाहरण है: डाइक्लोफ़ेनाक, एक पशु-चिकित्सा दर्दनाशक, के शवों में पहुँचने के बाद एक दशक से कुछ अधिक में तीन जिप्स प्रजातियों की जनसंख्याएँ 95% से अधिक गिर गईं।

औद्योगिक पारिस्थितिकी औद्योगिक तंत्रों का ऐसे अध्ययन करती है मानो वे पारितंत्र हों, उनमें से सामग्री और ऊर्जा के प्रवाहों का अनुरेखण करती है और उन्हें इस प्रकार पुनः अभिकल्पित करती है कि, प्रकृति की तरह, एक प्रक्रम के अपशिष्ट दूसरे का कच्चा माल बनें। यह पद फ़्रॉश और गैलोपूलोस ने 1989 के साइंटिफ़िक अमेरिकन लेख में लोकप्रिय किया। इसके उपकरणों में सामग्री प्रवाह विश्लेषण, जीवन-चक्र आकलन और पर्यावरण हेतु अभिकल्पन शामिल हैं, और इसका व्यावहारिक रूप औद्योगिक सहजीविता है। प्रसिद्ध उदाहरण डेनमार्क का कालुंडबोर्ग है, जहाँ कई दशकों में और बिना केंद्रीय नियोजन के एक विद्युत केंद्र, एक तेल शोधनशाला, एक औषधि और एंज़ाइम संयंत्र, एक प्लास्टरबोर्ड कारख़ाना, एक मत्स्य फ़ार्म और नगरपालिका भाप, शीतलन जल, धूम्र-गैस विसल्फ़रीकरण से जिप्सम, फ़्लाई ऐश, आपंक और अतिरिक्त ऊष्मा का विनिमय करने लगे। पारि-औद्योगिक पार्क अभिकल्पन द्वारा यही करने का प्रयास करते हैं, और यही विचार चक्रीय अर्थव्यवस्था का आधार है।