एक पारिस्थितिक तंत्र को प्रकृति की एक कार्यात्मक इकाई के रूप में देखा जा सकता है, जहाँ जीवित जीव एक-दूसरे के साथ और आसपास के भौतिक वातावरण के साथ भी परस्पर क्रिया करते हैं। पारिस्थितिक तंत्र आकार में काफी भिन्न होते हैं—एक छोटे ताल से लेकर एक विशाल वन या समुद्र तक। कई पारिस्थितिकविद् संपूर्ण जीवमंडल को एक वैश्विक पारिस्थितिक तंत्र मानते हैं, जो पृथ्वी पर सभी स्थानीय पारिस्थितिक तंत्रों का समग्र रूप है। चूँकि यह तंत्र अध्ययन के लिए बहुत विशाल और जटिल है, इसे दो मूलभूत श्रेणियों—स्थलीय और जलीय—में विभाजित करना सुविधाजनक होता है। वन, घासस्थल और मरुस्थल स्थलीय पारिस्थितिक तंत्रों के उदाहरण हैं; ताल, झील, आर्द्रभूमि, नदी और नदीमुख जलीय पारिस्थितिक तंत्रों के उदाहरण हैं। फसल क्षेत्र और एक्वेरियम भी मानव-निर्मित पारिस्थितिक तंत्र माने जा सकते हैं।

हम पहले पारिस्थितिक तंत्र की संरचना को देखेंगे, ताकि इसके इनपुट (उत्पादकता), ऊर्जा के स्थानांतरण (खाद्य श्रृंखला/जाल, पोषक तत्वों का चक्र) और आउटपुट (अपघटन और ऊर्जा हानि) को समझ सकें। हम उन संबंधों—चक्रों, श्रृंखलाओं, जालों—को भी देखेंगे, जो इन ऊर्जा प्रवाहों के परिणामस्वरूप तंत्र के भीतर बनते हैं और उनकी परस्पर निर्भरता को भी।

14.1 पारिस्थितिक तंत्र—संरचना और कार्य

अध्याय 13 में, आपने वातावरण के विभिन्न घटकों- अजैविक और जैविक को देखा है। आपने अध्ययन किया कि किस प्रकार व्यक्तिगत जैविक और अजैविक कारक एक-दूसरे और अपने आस-पास को प्रभावित करते हैं। आइए इन घटकों को अधिक समेकित तरीके से देखें और देखें कि पारिस्थितिक तंत्र के इन घटकों के भीतर ऊर्जा का प्रवाह कैसे होता है।

जैविक और अजैविक घटकों की अंतःक्रिया एक भौतिक संरचना का परिणाम देती है जो प्रत्येक प्रकार के पारिस्थितिक तंत्र के लिए विशिष्ट होती है। किसी पारिस्थितिक तंत्र के पादप और पशु प्रजातियों की पहचान और गणना उसकी प्रजातियों की संरचना देती है। विभिन्न प्रजातियों की ऊर्ध्वाधर वितरण जो विभिन्न स्तरों पर कब्जा करती है, स्तरीकरण कहलाती है। उदाहरण के लिए, वृक्ष वन की शीर्ष ऊर्ध्वाधर परत को घेरते हैं, झाड़ियाँ दूसरी और जड़ी-बूटियाँ और घासें निचली परतों को घेरती हैं।

जब आप निम्नलिखित पहलुओं पर विचार करते हैं तो पारिस्थितिक तंत्र के घटकों को एक इकाई के रूप में कार्य करते देखा जाता है:

(i) उत्पादकता;

(ii) विघटन;

(iii) ऊर्जा प्रवाह; और

(iv) पोषक तत्व चक्रण।

किसी जलीय पारिस्थितिक तंत्र की भावना को समझने के लिए हम एक छोटे तालाब को उदाहरण लेते हैं। यह काफी हद तक एक आत्मनिर्भर इकाई है और अपेक्षाकृत सरल उदाहरण है जो जलीय पारिसिस्थितिक तंत्र में मौजूद जटिल अन्योन्यक्रियाओं को भी समझाता है। एक तालाब एक उथला जल निकाय है जिसमें उपरोक्त चारों मूलभूत घटक स्पष्ट रूप से दिखाई देते हैं। अजैव घटक वह जल है जिसमें सभी घुले हुए अकार्बनिक और कार्बनिक पदार्थ तथा तल पर मौजूद उपजाऊ मिट्टी की परत है। सौर ऊर्जा का प्रवेश, तापमान चक्र, दिन की लंबाई तथा अन्य जलवायु परिस्थितियां पूरे तालाब के कार्य की दर को नियंत्रित करती हैं। स्वपोषी घटकों में फाइटोप्लैंक्टन, कुछ शैवाल तथा किनारों पर पाए जाने वाले तैरते, डूबे हुए और किनारी पौधे शामिल हैं। उपभोक्ताओं का प्रतिनिधित्व जूप्लैंक्टन, मुक्त तैरने वाले और तल में निवास करने वाले जीव करते हैं। विघटक कवक, जीवाणु और फ्लैजेलेट हैं जो विशेष रूप से तालाब के तल में प्रचुर मात्रा में पाए जाते हैं। यह प्रणाली किसी भी पारिस्थितिक तंत्र और सम्पूर्ण जीवमंडल के समान सभी कार्य करती है, अर्थात् स्वपोषी सूर्य की विकिरण ऊर्जा की सहायता से अकार्बनिक पदार्थों को कार्बनिक पदार्थों में परिवर्तित करते हैं; विषमपोषी स्वपोषियों का उपभोग करते हैं; मृत पदार्थ का विघटन और खनिजीकरण ताकि उन्हें पुनः स्वपोषियों द्वारा उपयोग के लिए मुक्त किया जा सके, ये घटनाएं बार-बार दोहराई जाती हैं। ऊर्जा का एकतरफा संचरण उच्च पोषण स्तरों की ओर होता है और पर्यावरण में ऊष्मा के रूप में इसका विसर्जन और हानि होती है।

14.2 उत्पादकता

किसी भी पारिस्थितिक तंत्र के कार्य करने और टिके रहने के लिए सौर ऊर्जा का निरंतर प्रवाह मूलभूत आवश्यकता है। प्राथमिक उत्पादन को उस जैविक द्रव्य या कार्बनिक पदार्थ की मात्रा के रूप में परिभाषित किया जाता है जो एक निश्चित क्षेत्रफल पर पौधों द्वारा प्रकाश संश्लेषण के दौरान एक समय अवधि में उत्पन्न होता है। इसे वजन (g m^-2) या ऊर्जा (kcal m^-2) के संदर्भ में व्यक्त किया जाता है। जैविक द्रव्य के उत्पादन की दर को उत्पादकता कहा जाता है। इसे gm^-2 yr^-1 या (kcal m^-2) yr^-1 के संदर्भ में व्यक्त किया जाता है ताकि विभिन्न पारिस्थितिक तंत्रों की उत्पादकता की तुलना की जा सके। इसे सकल प्राथमिक उत्पादकता (GPP) और निवल प्राथमिक उत्पादकता (NPP) में विभाजित किया जा सकता है। किसी पारिस्थितिक तंत्र की सकल प्राथमिक उत्पादकता प्रकाश संश्लेषण के दौरान कार्बनिक पदार्थ के उत्पादन की दर होती है। GPP का एक महत्वपूर्ण भाग पौधे श्वसन में उपयोग करते हैं। सकल प्राथमिक उत्पादकता में से श्वसन हानि (R) घटाने पर निवल प्राथमिक उत्पादकता (NPP) प्राप्त होती है।

GPP - R = NPP

निवल प्राथमिक उत्पादकता वह उपलब्ध जैविक द्रव्य है जो विषमपोषी organisms (शाकभक्षी और विघटक) के उपभोग के लिए होता है। द्वितीयक उत्पादकता को उपभोक्ताओं द्वारा नए कार्बनिक पदार्थ के निर्माण की दर के रूप में परिभाषित किया जाता है।

प्राथमिक उत्पादकता उस क्षेत्र में निवास करने वाले पादप प्रजातियों पर निर्भर करती है। यह विभिन्न पर्यावरणीय कारकों, पोषक तत्वों की उपलब्धता और पादपों की प्रकाश संश्लेषण क्षमता पर भी निर्भर करती है। इसलिए, यह विभिन्न प्रकार के पारिस्थितिक तंत्रों में भिन्न-भिन्न होती है। संपूर्ण जीवमंडल की वार्षिक नेट प्राथमिक उत्पादकता लगभग 170 अरब टन (सूखा भार) कार्बनिक पदार्थ की होती है। इसमें से, सतह के लगभग 70 प्रतिशत भाग को घेरे होने के बावजूद, महासागरों की उत्पादकता केवल 55 अरब टन है। बाकी, निश्चित रूप से, स्थल पर है। महासागर की निम्न उत्पादकता के मुख्य कारण पर अपने शिक्षक के साथ चर्चा करें।

14.3 विघटन

आपने केंचुए को किसान का ‘मित्र’ कहलाते हुए सुना होगा। ऐसा इसलिए है क्योंकि वे जटिल कार्बनिक पदार्थों के विघटन में और मिट्टी को ढीला करने में सहायता करते हैं। इसी प्रकार, विघटक जटिल कार्बनिक पदार्थों को कार्बन डाइऑक्साइड, जल और पोषक तत्वों जैसी अकार्बनिक पदार्थों में तोड़ते हैं और इस प्रक्रिया को विघटन कहा जाता है। मृत पादप अवशेष जैसे पत्तियाँ, छाल, फूल और जानवरों के मृत अवशेष, मल सहित, डिट्राइटस बनाते हैं, जो विघटन का कच्चा माल है। विघटन प्रक्रिया में महत्वपूर्ण चरण खंडन, लीचिंग, कैटाबॉलिज़्म, ह्यूमिफिकेशन और खनिजीकरण हैं।

डिट्राइटिवोर (जैसे केंचुआ) डिट्राइटस को छोटे कणों में तोड़ते हैं। इस प्रक्रिया को विखंडन कहा जाता है। लीचिंग की प्रक्रिया द्वारा, जल-घुलनशील अकार्बनिक पोषक तत्त्व मिट्टी की क्षितिज में नीचे चले जाते हैं और अनुपलब्ध लवणों के रूप में अवक्षेपित हो जाते हैं। जीवाणु और कवक एंजाइम डिट्राइटस को सरल अकार्बनिक पदार्थों में अपघटित करते हैं। इस प्रक्रिया को कैटाबॉलिज्म कहा जाता है।

चित्र 14.1 स्थलीय पारिस्थितिक तंत्र में अपघटन चक्र की आरेखीय प्रस्तुति

यह ध्यान देना महत्वपूर्ण है कि उपरोक्त सभी अपघटन चरण डिट्राइटस पर एक साथ कार्य करते हैं (चित्र 14.1)। मिट्टी में अपघटन के दौरान ह्यूमिफिकेशन और खनिजीकरण होते हैं। ह्यूमिफिकेशन एक गहरे रंग के अनाकार पदार्थ, ह्यूमस, के संचयन को जन्म देता है जो सूक्ष्मजीवीय क्रिया के प्रति अत्यधिक प्रतिरोधी होता है और अत्यंत धीमी दर से अपघटित होता है। कोलॉइडीय प्रकृति होने के कारण यह पोषक तत्त्वों का भंडार के रूप में कार्य करता है। कुछ सूक्ष्मजीवों द्वारा ह्यूमस का और अपघटन होता है और खनिजीकरण नामक प्रक्रिया द्वारा अकार्बनिक पोषक तत्त्वों की मुक्ति होती है।

विघटन मुख्यतः ऑक्सीजन की आवश्यकता वाली प्रक्रिया है। विघटन की दर अपघटनी पदार्थों की रासायनिक संरचना और जलवायु कारकों द्वारा नियंत्रित होती है। किसी विशिष्ट जलवायु परिस्थिति में, यदि अपघटनी पदार्थ लिग्निन और काइटिन से भरपूर हो तो विघटन की दर धीमी होती है, और यदि अपघटनी पदार्थ नाइट्रोजन और चीनी जैसे जल-घुलनशील पदार्थों से भरपूर हो तो विघटन तेज होता है। तापमान और मिट्टी की नमी वे प्रमुख जलवायु कारक हैं जो मिट्टी के सूक्ष्मजीवों की गतिविधियों पर प्रभाव डालकर विघटन को नियंत्रित करते हैं। गर्म और नम वातावरण विघटन को बढ़ावा देता है जबकि निम्न तापमान और अनॉक्सिक स्थितियाँ विघटन को रोकती हैं जिससे कार्बनिक पदार्थों का संचय होता है।

14.4 ऊर्जा प्रवाह

गहरे समुद्री हाइड्रो-थर्मल पारिस्थितिकी तंत्र को छोड़कर, सूर्य पृथ्वी के सभी पारिस्थितिकी तंत्रों की एकमात्र ऊर्जा स्रोत है। आने वाली सौर विकिरण में से 50 प्रतिशत से कम भाग ही प्रकाश संश्लेषण सक्रिय विकिरण (PAR) होता है। हम जानते हैं कि पौधे और प्रकाश संश्लेषण करने वाले जीवाणु (स्वपोषी), सूर्य की विकिरण ऊर्जा को स्थिर कर सरल अकार्बनिक पदार्थों से भोजन बनाते हैं। पौधे PAR का केवल 2-10 प्रतिशत ही पकड़ पाते हैं और यही थोड़ी सी ऊर्जा सम्पूर्ण जीवित संसार को जीवित रखती है। इसलिए यह जानना अत्यंत आवश्यक है कि पौधों द्वारा पकड़ी गई सौर ऊर्जा एक पारिस्थितिकी तंत्र के विभिन्न जीवों से किस प्रकार प्रवाहित होती है। सभी जीव अपने भोजन के लिए उत्पादकों पर, प्रत्यक्ष या अप्रत्यक्ष रूप से, निर्भर करते हैं। इसलिए आप देखेंगे कि ऊर्जा का एकतरफा प्रवाह सूर्य से उत्पादकों और फिर उपभोक्ताओं की ओर होता है। क्या यह ऊष्मागतिकी के प्रथम नियम के अनुरूप है?

इसके अतिरिक्त, पारिस्थितिकी तंत्र ऊष्मागतिकी के द्वितीय नियम से मुक्त नहीं हैं। उन्हें अपने लिए आवश्यक अणुओं के संश्लेषण और बढ़ती अव्यवस्था की सार्वभौमिक प्रवृत्ति का प्रतिकार करने के लिए ऊर्जा की निरंतर आपूर्ति की आवश्यकता होती है।

पारिस्थितिकी तंत्र में हरे पौधों को उत्पादक कहा जाता है। स्थलीय पारिस्थितिकी तंत्र में प्रमुख उत्पादक घासीय और लकड़ी वाले पौधे होते हैं। इसी प्रकार, जलीय पारिस्थितिकी तंत्र में उत्पादक विभिन्न प्रजातियाँ जैसे फाइटोप्लैंक्टन, शैवाल और उच्च पौधे होते हैं।

आपने प्रकृति में मौजूद खाद्य श्रृंखलाओं और जालों के बारे में पढ़ा है। पौधों (या उत्पादकों) से शुरू होकर खाद्य श्रृंखलाएँ या यों कहें जाले इस प्रकार बनती हैं कि एक जानवर किसी पौधे या दूसरे जानवर पर भोजन करता है और स्वयं किसी अन्य का भोजन बन जाता है। यह आपसी निर्भरता ही श्रृंखला या जाले का कारण बनती है। कोई भी ऊर्जा जो किसी जीव में फँसती है वह सदा के लिए उसमें नहीं रहती। इसलिए उत्पादक द्वारा पकड़ी गई ऊर्जा या तो किसी उपभोक्ता को हस्तांतरित हो जाती है या वह जीव मर जाता है। जीव की मृत्यु अपघटक खाद्य श्रृंखला/जाले की शुरुआत होती है।

सभी जानवर अपनी खाद्य आवश्यकताओं के लिए (प्रत्यक्ष या अप्रत्यक्ष रूप से) पौधों पर निर्भर करते हैं। इसलिए उन्हें उपभोक्ता तथा विषमपोषी भी कहा जाता है। यदि वे उत्पादकों, अर्थात् पौधों, पर भोजन करते हैं तो उन्हें प्राथमिक उपभोक्ता कहा जाता है, और यदि जानवर ऐसे अन्य जानवरों को खाते हैं जो स्वयं पौधों (या उनके उत्पाद) पर भोजन करते हैं तो उन्हें द्वितीयक उपभोक्ता कहा जाता है। इसी तरह आप तृतीयक उपभोक्ता भी पा सकते हैं। स्पष्ट है कि प्राथमिक उपभोक्ता शाकाहारी होंगे। कुछ सामान्य शाकाहारी हैं कीट, पक्षी और स्थलीय पारिस्थितिक तंत्र में स्तनधारी तथा जलीय पारिस्थितिक तंत्र में मोलस्क।

जो उपभोक्ता इन शाकाहारियों पर भोजन करते हैं वे मांसाहारी होते हैं, या अधिक सही ढंग से प्राथमिक मांसाहारी (यद्यपि द्वितीयक उपभोक्ता)। वे जानवर जो प्राथमिक मांसाहारियों पर भोजन के लिए निर्भर करते हैं उन्हें द्वितीयक मांसाहारी कहा जाता है। एक सरल चराई खाद्य श्रृंखला (GFC) नीचे दिखाई गई है:

$\begin{aligned} & \text { घास }—-\rightarrow \ & \text { बकरी }—–\rightarrow \quad \text { मनुष्य }—–\rightarrow \\ & \text { (उत्पादक) } \ & \text { (प्राथमिक उपभोक्ता) } \ & \text { (द्वितीयक उपभोक्ता) } \ & \end{aligned}$

डिट्राइटस खाद्य श्रृंखला (DFC) मृत कार्बनिक पदार्थ से प्रारंभ होती है। यह अपघटकों से बनी होती है जो विषमपोषी जीव होते हैं, मुख्यतः कवक और जीवाणु। ये मृत कार्बनिक पदार्थ या डिट्राइटस को अपघटित करके अपनी ऊर्जा और पोषक तत्वों की आवश्यकता पूरी करते हैं। इन्हें सैप्रोट्रोफ़ भी कहा जाता है (सैप्रो: अपघटित करना)। अपघटक पाचक एंजाइम स्रावित करते हैं जो मृत और अपशिष्ट पदार्थों को सरल अकार्बनिक पदार्थों में तोड़ते हैं, जिन्हें वे बाद में अवशोषित कर लेते हैं।

जलीय पारिस्थितिक तंत्र में, GFC ऊर्जा प्रवाह का प्रमुख मार्ग है। इसके विपरीत, स्थलीय पारिस्थितिक तंत्र में ऊर्जा का एक बहुत बड़ा अंश डिट्राइटस खाद्य श्रृंखला के माध्यम से प्रवाहित होता है, GFC की तुलना में। डिट्राइटस खाद्य श्रृंखला किसी स्तर पर चराई खाद्य श्रृंखला से जुड़ी हो सकती है: DFC के कुछ जीव GFC के जानवरों के शिकार होते हैं, और प्राकृतिक पारिस्थितिक तंत्र में कुछ जानवर जैसे तिलचट्टे, कौवे आदि सर्वाहारी होते हैं। खाद्य श्रृंखलाओं के ये प्राकृतिक अंतर्संबंध इसे एक खाद्य जाल बनाते हैं। आप मनुष्यों को किस श्रेणी में रखेंगे!

जीव अपने अन्य जीवों के साथ खाने-पीने के संबंध के अनुसार प्राकृतिक परिवेश या समुदाय में एक स्थान ग्रहण करते हैं। पोषण या भोजन के स्रोत के आधार पर जीव खाद्य श्रृंखला में एक विशिष्ट स्थान ग्रहण करते हैं जिसे उनका ट्रॉफिक स्तर कहा जाता है। उत्पादक पहले ट्रॉफिक स्तर से संबंधित होते हैं, शाकाहारी (प्राथमिक उपभोक्ता) दूसरे और मांसाहारी (द्वितीयक उपभोक्ता) तीसरे (चित्र 14.2)।

चित्र 14.2 पारिस्थितिक तंत्र में ट्रॉफिक स्तरों की आरेखीय प्रस्तुति

ध्यान देने योग्य महत्वपूर्ण बात यह है कि ऊर्जा की मात्रा क्रमिक ट्रॉफिक स्तरों पर घटती है। जब कोई जीव मरता है तो वह विघटकों के लिए ऊर्जा स्रोत के रूप में कार्य करने वाले अपघट या मृत जैव-द्रव्य में परिवर्तित हो जाता है। प्रत्येक ट्रॉफिक स्तर पर उपस्थित जीव अपनी ऊर्जा की मांग के लिए निचले ट्रॉफिक स्तर पर निर्भर करते हैं।

प्रत्येक पोषण स्तर पर किसी विशेष समय पर जीवित पदार्थ का एक निश्चित द्रव्यमान होता है जिसे स्टैंडिंग क्रॉप कहा जाता है। स्टैंडिंग क्रॉप को जीवित जीवों के द्रव्यमान (बायोमास) या प्रति इकाई क्षेत्र में संख्या के रूप में मापा जाता है। किसी प्रजाति की बायोमास को ताजा या शुष्क भार के रूप में व्यक्त किया जाता है। शुष्क भार के संदर्भ में बायोमास की माप अधिक सटीक होती है। क्यों? चरा भोजन श्रृंखला में पोषण स्तरों की संख्या सीमित होती है क्योंकि ऊर्जा का हस्तांतर 10 प्रतिशत नियम का अनुसरण करता है - प्रत्येक पोषण स्तर में निचले पोषण स्तर से केवल 10 प्रतिशत ऊर्जा ही हस्तांतरित होती है। प्रकृति में चरा भोजन श्रृंखला में इतने सारे स्तर होना संभव है - उत्पादक, शाकभक्षी, प्राथमिक मांसाहारी, द्वितीयक मांसाहारी (चित्र 14.3)। क्या आपको लगता है कि काई भोजन श्रृंखला में कोई ऐसी सीमा है?

चित्र 14.3 विभिन्न पोषण स्तरों के माध्यम से ऊर्जा प्रवाह

14.5 पारिस्थितिक पिरैमिड

आपको पिरामिड के आकार की जानकारी होगी। एक पिरामिड का आधार चौड़ा होता है और यह शीर्ष की ओर संकरा होता जाता है। एक समान आकार तब भी प्राप्त होता है जब आप विभिन्न ट्रॉफिक स्तरों पर जीवों के बीच भोजन या ऊर्जा संबंध को व्यक्त करते हैं। यह संबंध संख्या, जैव-द्रव्यमान या ऊर्जा के संदर्भ में व्यक्त किया जाता है। प्रत्येक पिरामिड का आधार उत्पादकों या प्रथम ट्रॉफिक स्तर को दर्शाता है जबकि शीर्ष तृतीय या उच्चतम स्तर के उपभोक्ता को दर्शाता है। पारिस्थितिक पिरामिडों के तीन प्रकार जो सामान्यतः अध्ययन किए जाते हैं वे हैं (क) संख्या पिरामिड; (ख) जैव-द्रव्यमान पिरामिड और (ग) ऊर्जा पिरामिड। विस्तार के लिए (देखें चित्र 14.4 क, ख, ग और घ)।

चित्र 14.4 (क) घासस्थल पारिस्थितिक तंत्र में संख्या पिरामिड। लगभग 6 लाख पादपों के उत्पादन पर आधारित एक पारिस्थितिक तंत्र में केवल तीन शीर्ष मांसाहारी समर्थित हैं

चित्र 14.4 (ख) जैव-द्रव्यमान पिरामिड उच्च ट्रॉफिक स्तरों पर जैव-द्रव्यमान में तीव्र कमी को दर्शाता है

आकृति 14.4 (c) जीवद्रव्य का उल्टा पिरामिड—फाइटोप्लैंकटन की छोटी स्टैंडिंग क्रॉप बड़ी स्टैंडिंग क्रॉप वाले जूओप्लैंकटन का पोषण करती है।

आकृति 14.4 (d) ऊर्जा का एक आदर्श पिरामिड। ध्यान दीजिए कि प्राथमिक उत्पादक उपलब्ध सूर्यप्रकाश की केवल 1% ऊर्जा ही NPP में बदल पाते हैं।

ऊर्जा-सामग्री, जीवद्रव्य या संख्या की कोई भी गणना उस पोषण स्तर के सभी जीवों को सम्मिलित करके करनी होती है। यदि हम किसी पोषण स्तर पर केवल कुछ व्यक्तियों को लें तो कोई भी सामान्यीकरण सही नहीं होगा। साथ ही, एक ही जीव एक से अधिक पोषण स्तरों पर एक साथ हो सकता है। यह याद रखना चाहिए कि पोषण स्तर एक कार्यात्मक स्तर है, न कि कोई प्रजाति। एक ही प्रजाति एक ही पारिस्थितिक तंत्र में एक ही समय पर एक से अधिक पोषण स्तरों पर हो सकती है; उदाहरण के लिए, गौरैया बीज, फल, मटर खाती है तो वह प्राथमिक उपभोक्ता है और कीड़े-कृमि खाती है तो द्वितीयक उपभोक्ता। क्या आप बता सकते हैं कि मानव खाद्य श्रृंखला में कितने पोषण स्तरों पर कार्य करता है?

अधिकांश पारिस्थितिक तंत्रों में संख्या, ऊर्जा और जीवद्रव्य के सभी पिरामिड सीधे होते हैं, अर्थात् उत्पादक शाकभक्षियों से अधिक संख्या और जीवद्रव्य में होते हैं और शाकभक्षि मांसाहारियों से अधिक। साथ ही, निचले पोषण स्तर पर ऊर्जा हमेशा उच्च स्तर से अधिक होती है।

इस सामान्यीकरण के कुछ अपवाद हैं: यदि आप किसी बड़े पेड़ पर भोजन करने वाले कीड़ों की संख्या गिनें तो आपको किस प्रकार की पिरामिड मिलेगी? अब कीड़ों पर निर्भर छोटे पक्षियों की संख्या का अनुमान लगाएं, साथ ही वे बड़े पक्षी भी जो छोटे पक्षियों को खाते हैं। आप जो आकृति प्राप्त करेंगे, उसे बनाइए।

समुद्र में जैव-द्रव्यमान का पिरामिड सामान्यतः उल्टा होता है क्योंकि मछलियों का जैव-द्रव्यमान फाइटोप्लैंकटन से कहीं अधिक होता है। क्या यह विरोधाभास नहीं है? आप इसे कैसे समझाएँगे?

ऊर्जा का पिरामिड सदा सीधा होता है, कभी उल्टा नहीं हो सकता, क्योंकि जब ऊर्जा किसी विशिष्ट पोषण स्तर से अगले पोषण स्तर पर प्रवाहित होती है, तो प्रत्येक चरण में कुछ ऊर्जा सदा ऊष्मा के रूप में व्यय हो जाती है। ऊर्जा पिरामिड में प्रत्येक पट्टी यह दर्शाती है कि किसी निश्चित समय या प्रति इकाई क्षेत्र वार्षिक रूप से प्रत्येक पोषण स्तर पर कितनी ऊर्जा मौजूद है।

हालाँकि, पारिस्थितिक पिरामिडों की कुछ सीमाएँ हैं, जैसे कि यह उसी प्रजाति को दो या अधिक पोषण स्तरों से संबद्ध मानने की बात पर विचार नहीं करता। यह एक सरल खाद्य श्रृंखला मान लेता है, जो प्रकृति में लगभग कभी अस्तित्व में नहीं होती; यह खाद्य जाल को स्थान नहीं देता। इसके अतिरिक्त, सैप्रोफाइटों को पारिसथितिक पिरामिडों में कोई स्थान नहीं दिया जाता, यद्यपि वे पारिस्थितिक तंत्र में अत्यंत महत्वपूर्ण भूमिका निभाते हैं।

सारांश

एक पारिस्थितिकी तंत्र प्रकृति की एक संरचनात्मक और कार्यात्मक इकाई है और इसमें अजैविक तथा जैविक घटक सम्मिलित होते हैं। अजैविक घटक अकार्बनिक पदार्थ—वायु, जल और मिट्टी—हैं, जबकि जैविक घटक उत्पादक, उपभोक्ता और विघटक होते हैं। प्रत्येक पारिस्थितिकी तंत्र की अपनी विशिष्ट भौतिक संरचना होती है जो अजैविक और जैविक घटकों के पारस्परिक संपर्क से उत्पन्न होती है। प्रजाति संरचना और स्तरीकरण पारिस्थितिकी तंत्र की दो प्रमुख संरचनात्मक विशेषताएँ हैं। पोषण के स्रोत के आधार पर प्रत्येक जीव पारिस्थितिकी तंत्र में एक स्थान ग्रहण करता है।

उत्पादकता, विघटन, ऊर्जा प्रवाह और पोषक तत्वों का चक्रण पारिस्थितिकी तंत्र के चार महत्वपूर्ण घटक हैं। प्राथमिक उत्पादकता सौर ऊर्जा के संचयन या उत्पादकों के जैव-द्रव्यमान उत्पादन की दर है। इसे दो प्रकारों में विभाजित किया गया है: सकल प्राथमिक उत्पादकता (GPP) और निवल प्राथमिक उत्पादकता (NPP)। सौर ऊर्जा के संचयन की दर या कार्बनिक पदार्थ की कुल उत्पादन को GPP कहा जाता है। NPP वह शेष जैव-द्रव्यमान या ऊर्जा है जो उत्पादकों द्वारा उपयोग के बाद बचती है। द्वितीयक उत्पादकता उपभोक्ताओं द्वारा खाद्य ऊर्जा के आत्मसात करने की दर है। विघटन में, अपशिष्ट के जटिल कार्बनिक यौगिकों को विघटकों द्वारा कार्बन डाइऑक्साइड, जल और अकार्बनिक पोषक तत्वों में रूपांतरित किया जाता है। विघटन तीन प्रक्रियाओं—अपशिष्ट के खंडन, लीचिंग और कैटाबॉलिज्म—को सम्मिलित करता है।

ऊर्जा प्रवाह एकदिशीय होता है। सबसे पहले, पौधे सौर ऊर्जा को अवशोषित करते हैं और फिर, भोजन उत्पादकों से विघटकों तक स्थानांतरित होता है। प्रकृति में विभिन्न पोषी स्तरों के जीव एक-दूसरे से भोजन या ऊर्जा संबंध के लिए जुड़े होते हैं, जिससे एक खाद्य श्रृंखला बनती है। पोषक तत्वों के तत्वों का पारिस्थितिक तंत्र के विभिन्न घटकों के माध्यम से संचय और गति को पोषक चक्र कहा जाता है; इस प्रक्रिया के माध्यम से पोषक तत्व बार-बार उपयोग किए जाते हैं। पोषक चक्र दो प्रकार के होते हैं—गैसीय और तलछटी। वायुमंडल या जलमंडल गैसीय प्रकार के चक्र (कार्बन) के लिए भंडार है, जबकि पृथ्वी की पपड़ी तलछटी प्रकार (फॉस्फोरस) के लिए भंडार है। पारिस्थितिक तंत्र प्रक्रियाओं के उत्पादों को पारिस्थितिक सेवाएं कहा जाता है, उदाहरण के लिए, वनों द्वारा वायु और जल का शुद्धिकरण।