पर्यावरण विज्ञान विषय: पारिस्थितिकी - पारिस्थितिकी और पर्यावरण
पारिस्थितिकी और ऊर्जा प्रवाह:
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पारिस्थितिकी की परिभाषा और इसके घटक:
- पारिस्थितिकी एक स्वतंत्रता सुधारी समुदाय होती है, जिसमें जीवित प्राणियों (जैवावयव घटक) और उनकी जीव्यमान पर्यावरण (अजीव संघटक) के बीच एक परिभाषित पारिस्थितिकी सीमा के अंदर प्रभावशीलता रहती है।
- NCERT: कक्षा 11, जीव विज्ञान, अध्याय 14: पारिस्थितिकी।
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पारिस्थितिकी में ऊर्जा प्रवाह:
- उत्पादक: स्वयंचलित organisms जो अपूषित पदार्थ (CO2, H2O, खनिज) को सूरज की किरणों के उपयोग से संरचित पदार्थ में परिवर्तित करते हैं।
- उपभोक्ता: परभक्ति organisms जो अन्य organisms से अपने पदार्थ मिलते हैं। इन्हें प्राथमिक उपभोक्ता (हरबिवोर्स), द्वितीयक उपभोक्ता (मांसाहारी), तृतीयक उपभोक्ता (शीर्ष शिकारियों) आदि में वर्गीकृत किया जाता है।
- क्षयकारी: organisms जो मरे हुए जीवित पदार्थों को सरल अपशिष्टों में बिखेरते हैं।
- पोषक स्तर: एक खाद्य श्रृंखला या वेब के माध्यम से ऊर्जा स्तर के विभिन्न स्थानों का परिवहन करने के विभिन्न चरण।
- खाद्य श्रृंखला: प्रोड्यूसर द्वारा शुरू होने वाले और शीर्ष शिकारियों तक संपन्न होने वाले जीवित पदार्थों के माध्यम से ऊर्जा और पोषक सतता का एक रेखांकित सदन।
- खाद्य जाल: पारिस्थितिकी में जीवित पदार्थों के बीच के जटिल ऊर्जा प्रवाह को प्रतित करने वाले जोड़े गए खाद्य श्रृंखलाओं का एकत्रित नेटवर्क।
- ऊर्जा पिरामिड: एक पारिस्थितिकी में प्रति पोषक स्तर पर ऊर्जा की हानि का वर्णात्मक प्रतिष्ठान।
- NCERT: कक्षा 11, जीव विज्ञान, अध्याय 14: पारिस्थितिकी।
जैवभौतिक चक्र:
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कार्बन चक्र:
- शामिल होने वाले प्रक्रियाएं: फोटोसंश्लेषण, श्वसन, अपशिष्टों का विघटन, जलन, सागरीय अवशोषण।
- भंडारण स्थान: वायुमंडल, सागर, भूमिगत पारिस्थितिकी, जीवश्माशायी ईंधन।
- मानवीय प्रभाव: जीवाश्माशायी ईंधन की जलान, वनों की कटाई, भूमि का उपयोग में परिवर्तन, जिससे वायुमंडलीय CO2 स्तर और कार्बन उत्सर्जन में वृद्धि होती है।
- NCERT: कक्षा 11, जीव विज्ञान, अध्याय 14: पारिस्थितिकी।
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नाइट्रोजन चक्र:
- शामिल होने वाले प्रक्रियाएं: नाइट्रोजन संशोधन, अम्लीकरण, संगठन, अम्लीकरण, नाइट्रोजन अवशोषण।
- भंडारण स्थान: वायुमंडल, मृदा, जीवित प्राणियों, नाइट्रोजेन विज्ञानी बैक्टीरिया।
- मानवीय प्रभाव: उर्वरा उपयोग का अत्यधिक उपयोग, जिससे यूनानीय एवं जल प्रदूषण होता है; नाइट्रोजन पर आधारित वायु प्रदूषण।
- NCERT: कक्षा 11, जीव विज्ञान, अध्याय 13: प्राणियों और जनसंख्या।
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फास्फोरस चक्र:
- शामिल होने वाले प्रक्रियाएं: पत्थरों के शिथिलीकरण, पौधों द्वारा उत्पादिती, अपशिष्टों का विघटन, खनिजीकरण, स्थिर करना।
- भंडारण स्थान: स्थायी पथर, सागर, ठहराव, जीवित प्राणियों।
- मानवीय प्रभाव: फसलों में फास्फोरस उर्वरा का व्यापक उपयोग, जिससे जल-शरीरों का उत्सर्जन होता है; खनन गतिविधियों।
- NCERT: कक्षा 12, जीव विज्ञान, अध्याय 15: जैव विविधता और संरक्षण।
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सल्फर चक्र:
- शामिल होने वाले प्रक्रियाएं: दूषण, सल्फर ऑक्सीकरण, सल्फेट कमीकरण, जैविक समेकरण, ज्वालामुखी स्रोत।
- भंडारण स्थान: वायुमंडल, सागर, भूमिगत पारिस्थितिकी, मूल सल्फर।
- मानवीय प्रभाव: जीवाश्माशायी ईंधन की जलान, औद्योगिक गतिविधियाँ और ज्वालामुखी प्रक्षेप।
- NCERT: कक्षा 12, जीव विज्ञान, अध्याय 15: जैव विविधता और संरक्षण।
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जल चक्र:
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संघटक: वाष्पीकरण, घनावाकरण, वर्षा, प्रवाह, छिद्रित करना, अवपष्टि।
- प्रक्रम: पृथ्वी और वायुमंडल के बीच जल का निरंतर चलना।
- महत्व: पृथ्वी की जलवायु बनाए रखने, जलस्रोतों का वितरण, पारिस्थितिकी आहार के समर्थन के लिए महत्वपूर्ण।
- NCERT: कक्षा 12, जीवविज्ञान, अध्याय 14: पारिस्थितिकी।
सामुदायिक पारिस्थितिकी:
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जैव विविधता:
- महत्व: समुदाय में प्रजाति की विविधता और सापेक्षिक प्रमुखता की माप।
- माप: शेनन सूचकांक (H’= -Σpi * ln pi): प्रजाति की धनात्मकता (प्रजातियों की संख्या) और समानता (प्रजाति वितरण में समानता) दोनों को ध्यान में लेता है। सिम्पसन सूचकांक (D = Σ (n/N)^2): प्रजाति की प्रमुखता को अधिक महत्त्व देता है और समुदाय की प्रमुखता का मूल्यांकन करता है।
- प्रजाति विविधता पर प्रभाव डालने वाले कारक: आवास संघटन, जलवायु, भूगोलिक स्थान, संसाधन की उपलब्धता, प्रजाति के आपसी परस्पर क्रियाओं।
- NCERT: कक्षा 12, जीवविज्ञान, अध्याय 15: जैव विविधता और संरक्षण।
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पारिस्थितिकी निचलिता:
- अवधारणा: एक प्रजाति की क्षमता और संविधान का कार्यात्मक भूमिका, संसाधनों का उपयोग और परस्पर क्रिया सहित।
- निचली के प्रकार: मूल निचली (संभावित निचली), अभिकलित निचली (संबंधों के कारण वास्तविक निचली)।
- NCERT: कक्षा 11, जीवविज्ञान, अध्याय 13: प्राणियों और जनसंख्या।
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पारिस्थितिकी उत्थान:
- प्राथमिक उत्थान: ऐसे शून्य या नवीनतम रूप में होने वाली सतहों पर होने वाला उत्थान जहां कोई जीवित समुदाय मौजूद नहीं होता। पहल जैसी प्रजातियां, जैसे कि लिचें और मौसम, प्रक्रिया की प्रारंभिकता करती हैं।
- द्वितीयक उत्थान: एक मौजूदा समुदाय के विघटन या नष्ट होने के बाद होने वाला उत्थान। यह तेजी से होता है और प्रजातियों का पुनर्स्थापन होता है।
- पराक्रमिक समुदाय: स्थिर, स्वतंत्र-प्रयोजनी समुदाय जो पारिस्थितिकी उत्थान के अंतिम चरण को प्रतिष्ठित करता है।
- NCERT: कक्षा 12, जीवविज्ञान, अध्याय 15: जैव विविधता और संरक्षण।
जनसंख्या पारिस्थितिकी:
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जनसंख्या विशेषताएं:
- जनसंख्या घनत्व: क्षेत्र या मात्रा प्रति विकासी व्यक्ति की संख्या।
- जन्मदर: जनसंख्या में नए व्यक्तियों की संख्या प्रति इकाई समय।
- मृत्युदर: जनसंख्या से हटाए गए व्यक्तियों की संख्या प्रति यूनिट समय।
- आयु संरचना: जनसंख्या में व्यक्तियों का आयु समूहों के आधार पर वितरण।
- छिटपुटियों का प्रारंभिकता पैटर्न: एक पर्यावास में व्यक्तियों का क्षेत्रवितरण।
- NCERT: कक्षा 12, जीवविज्ञान, अध्याय 13: प्राणियों और जनसंख्या।
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जनसंख्या वृद्धि आकार में:
- धूम्रपान वृद्धि मॉडल: जनसंख्या समय के साथ एक स्थिर प्रतिशत दर से बढ़ती है। सीमित संसाधनों और कोई सीमाबद्धताएं मानक नहीं होती हैं। dN/dt = rN (N = जनसंख्या आकार, r = आंतरिक वृद्धि दर, t = समय)
- संपादनकारी वृद्धि मॉडल: जनसंख्या वृद्धि पर कोषधारण क्षमता के पहुंचने के साथ दिक्कत होती है। dN/dt = rN * (K-N)/K (K = कोषधारण क्षमता)
- NCERT: कक्षा 12, जीवविज्ञान, अध्याय 13: प्राणियों और जनसंख्या।
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कोषधारण क्षमता और सीमाबद्धताएं:
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भोजन शक्ति: नष्टि के बिना किसी निर्दिष्ट पर्यावरण द्वारा स्थायी रूप से संचालित की जा सकने वाली अधिकतम जनसंख्या।
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सीमित कारक: जनसंख्या की वृद्धि या सुरक्षितता को प्रतिबंधित करने वाले पर्यावरणीय कारक (जैविक या अजैविक)।
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एनसीईआरटी: कक्षा 12, जीवविज्ञान अध्याय 13: कार्यक्षेत्र और जनसंख्या।
पारितंत्र और जैव विविधता की संरक्षण:
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जैव विविधता के महत्व:
- पारिस्थितिकीय महत्व: पारिस्थितिकीय स्थिरता बनाए रखता है, पोलिनेशन, पोषक पदार्थ परिसञ्चालन, जलवायु नियंत्रण के लिए आवश्यक पारिस्थितिकीय सेवाएं प्रदान करता है और भविष्य के विकास के लिए यूनानी संसाधनपूल का रूप लेता है।
- आर्थिक महत्व: औषधि, कृषि, जैव प्रौद्योगिकी और पर्यटन के लिए संसाधन प्रदान करता है।
- सांस्कृतिक और आकर्षक मूल्य: कला, साहित्य और आध्यात्मिक अभ्यासों को प्रेरित करता है।
- एनसीईआरटी: कक्षा 12, जीवविज्ञान, अध्याय 15: जैव विविधता और संरक्षण।
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जैव विविधता के खतरे:
- आवास नष्टि: वनों की कटाई, शहरीकरण, कृषि विस्तार, खनन।
- शिकार और अत्यधिक उपयोग: खाद्य, फर, और औषधि के उद्दीपन के लिए प्रजातियों की अत्यधिक शिकार।
- प्रदूषण: जल प्रदूषण, वायु प्रदूषण, भूजल प्रदूषण।
- प्रवेशी प्रजातियाँ: नवीनतम पर्यावरण में दाखिल होने वाली गैर-स्थानीय प्रजातियाँ जैविक जीवित प्रजातियों की जगह ले लेती हैं।
- जलवायु परिवर्तन: जलवायु मानकों में परिवर्तन जीव-प्रजातियों के प्रसार और सुरक्षा पर प्रभाव डालते हैं।
- एनसीईआरटी: कक्षा 12, जीवविज्ञान, अध्याय 15: जैव विविधता और संरक्षण।
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संरक्षण रणनीतियाँ:
- संरक्षित क्षेत्र: जैव विविधता संरक्षण के लिए जमीन और जल के क्षेत्रों की नियोजन करना (राष्ट्रीय उद्यान, वन्यजीव अभयारण्य, जैवविभाग आरक्षणस्थल)।
- सतत संसाधन प्रबंधन: संसाधन का उपयोग संतुलित बनाए रखना और पुनर्जनन के साथ समयांतरानुपात सुनिश्चित करना।
- प्रजाति फिर स्थापना: प्रजातियों को उनके प्राकृतिक आवास में पुनर्स्थापित करना या नए जनसंख्या की स्थापना करना।
- बहिर्वासी संरक्षण: प्राकृतिक आवास के बाहर प्रजातियों की संरक्षण, जैसे कि वृक्षारोपण उद्यान, जीन बैंक, और चिड़ियाघर।
- एनसीईआरटी: कक्षा 12, जीवविज्ञान, अध्याय 15: जैव विविधता और संरक्षण।
पर्यावरणीय मुद्दे और स्थायी विकास:
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पर्यावरण प्रदूषण:
- वायु प्रदूषण: हानिकारक पदार्थों (धूल, गैस, वायुद्रव्य) का वातावरण में छोड़ना, जिससे श्वसन समस्याएं, अम्लीकरण वर्षा, ग्लोबल वार्मिंग होती है।
- जल प्रदूषण: प्रदूषकों (औद्योगिक निर्वाह, कृषि स्रावण, सीवेज) का पानी स्रोतों के साथ दूषित होना, जिससे जलक्रमण व आरोग्यिक जोखिम होता है।
- भूजल प्रदूषण: मृदा में विषाक्त पदार्थों का संचय, जो मृदा गुणवत्ता, पौध विकास और मानव स्वास्थ्य को प्रभावित करता है।
- शोर प्रदूषण: अत्यधिक और अनचाहे ध्वनि, विशेष रूप से शहरी क्षेत्रों में, जिससे नींद विघटन, कर्णनशाकी, और तनाव होता है।
- एनसीईआरटी: कक्षा 12, जीवविज्ञान, अध्याय 15: जैव विविधता और संरक्षण।
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जलवायु परिवर्तन:
- हरितका वायुमंडल (घनत्व बिड़यः, अभिखंडन ग्याजस्म, नित्रसंयोजन पो): CO2, CH4, N2O जैसे गैसें जो पृथ्वी के वायुमंडल में गर्मी को रोकती हैं।
- ग्लोबल वार्मिंग: GHGs के संचय के कारण पृथ्वी के औसत मात्रीय सतह तापमान का दीर्घकालिक वृद्धि।
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जलवायु परिवर्तन में योगदान देने वाली मानवीय गतिविधियाँ: जीवाश्म तेल जलाना, वनों को काटना, कृषि व्यवस्थाएं।
- पारितंत्रिक प्रकृति पर जलवायु परिवर्तन के प्रभाव: परिवर्तित आवास, प्रजाति का वितरण, पारिस्थितिकीय प्रक्रियाओं में विघटन, अत्यधिक मौसमी घटनाएं, हिमनदी का पिघलना।
- NCERT: कक्षा 12, जीवविज्ञान अध्याय 15: जैव विविधता और संरक्षण।
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सतत विकास:
- अवधारणा: आर्थिक प्रगति, सामाजिक कल्याण और पर्यावरण संरक्षण का संतुलन वर्तमान और भविष्य की पीढ़ियों के लिए।
- सिद्धांत: न्याय, सतर्कता, सहभागिता और दीर्घकालिक दिशा।
- चुनौतियाँ: संसाधन उपयोग, जनसंख्या वृद्धि, गरीबी का कमी संतुलन करना।