आज के इस लेख में हम समझेंगे कि पारिस्थितिक तंत्र में ऊर्जा का प्रवाह (Energy Flow) किस प्रकार से होता है। मुख्य रूप से हम एक पारिस्थितिक तंत्र के अंतर्गत खाद्य श्रृंखला और खाद्य जाल में ऊर्जा के प्रवाह को समझेंगे।
तो आइये समझते है…..
पारिस्थितिक तंत्र में ऊर्जा का प्रवाह।
जैसा की हम सभी जानते है कि पारिस्थितिक तंत्र (Ecosystem) में ऊर्जा का मुख्य स्त्रोत सूर्य है। सूर्य से प्राप्त होने वाली ऊर्जा को सौर ऊर्जा कहा जाता है। पारिस्थितिक तंत्र में ऊर्जा का प्रवाह केवल एक ही दिशा में होता है। तो आइये पारिस्थितिक तंत्र में ऊर्जा के प्रवाह को सूर्य→उत्पादक→उपभोक्ता→अपघटक के बीच समझते है।
- प्रकाश संश्लेषण की क्रिया द्वारा पेड़-पौधे, सूर्य से प्राप्त सौर ऊर्जा को रासायनिक ऊर्जा में रूपांतरित कर देते है और यह रासायनिक ऊर्जा भोजन के रूप में पेड़-पौधों के ऊतकों में इकठ्ठा (जमा) हो जाती है।
- प्राथमिक उपभोक्ता (शाकाहारी) जब इन पेड़-पौधों को भोजन के रूप में इस्तेमाल करते है तो इन पेड़-पौधों में इकठ्ठा हुई ऊर्जा प्राथमिक उपभोक्ताओं में स्थानांतरित हो जाती है। पेड़-पौधों से प्राप्त ऊर्जा का कुछ भाग प्राथमिक उपभोक्ताओं के श्वसन क्रिया के कारण ऊष्मा में रूपांतरित होकर वायुमंडल में चला जाता है, शेष बची हुई ऊर्जा इनकी वृद्धि और विकास में काम आती है।
- इसी क्रम में ऊर्जा भोजन के रूप में प्राथमिक उपभोक्ता से द्वितीयक उपभोक्ता, द्वितीयक उपभोक्ता से तृतीयक उपभोक्ता में पहुँच जाती है।
- आखिरी कड़ी में मरे हुए पेड़-पौधों, जीव-जंतुओं में इकठ्ठा (जमा) हुई ऊर्जा को अपघटक प्राप्त करते है, इनके द्वारा भी श्वसन क्रिया के कारण ऊर्जा का कुछ भाग ऊष्मा के रूप में वायुमंडल में लौट जाता है।
इस प्रकार से आपने समझा कि कोई भी जीव या प्राणी भोजन द्वारा प्राप्त पूर्ण ऊर्जा को अपने में एकत्रित नहीं कर सकता। वास्तव में, जब एक पोषण स्तर से दूसरे पोषण स्तर में ऊर्जा स्थानांतरित होती है तो उसका अधिकांश भाग वायुमंडल में चला जाता है।
साथ ही आपने ये भी समझा होगा कि ऊर्जा का प्रवाह एक क्रम व एक दिशा में चलता रहता है। बता दे कि ऊर्जा का न तो निर्माण होता और न ही यह नष्ट होती, बल्कि ऊर्जा रूपांतरण के दौरान ऊर्जा का केवल ह्रास होता है। ऊर्जा ह्रास कैसे होता है, इसका क्या नियम है? इसे हम लिण्डमैन के 10% के नियम से समझते है।
लिण्डमैन का 10% का नियम।
एक पारिस्थितिक तंत्र के अंतर्गत खाद्य श्रृंखला और खाद्य जाल में एक पोषण स्तर से दूसरे पोषण स्तर में ऊर्जा का जो प्रवाह होता है उसमें लिण्डमैन का 10% का नियम लागू होता है। यह नियम 1942 में लिण्डमैन ने दिया था, इसे 10% नियम भी कहते है।
लिण्डमैन के नियमनुसार, खाद्य श्रृंखला के एक पोषण स्तर से दूसरे पोषण स्तर में ऊर्जा स्थानांतरण के दौरान केवल 10% ऊर्जा का ही स्थानांतरण होता है, शेष 90% ऊर्जा श्वसन, अपघटन एवं ऊष्मा के रूप में व्यर्थ हो जाती है। व्यर्थ होने से आशय वायुमंडल में समाहित हो जाती है।
लिण्डमैन के 10% नियम को उदाहरण के माध्यम से समझते है।
जैसे मान लीजिये कि सूर्य से 1 लाख कैलोरो ऊर्जा आई, तो 1 लाख का 10% यानी 10000 कैलोरी ऊर्जा ही केवल उत्पादक (पेड़-पौधे) प्राप्त कर पाएंगे। शेष 90% ऊर्जा श्वसन, अपघटन एवं ऊष्मा के रूप में व्यर्थ हो जाएगी। व्यर्थ होने से आशय वायुमंडल में समाहित हो जाएगी।
इस 10000 का 10% यानी 1000 कैलोरी ऊर्जा प्राथमिक उपभोक्ता (शाकाहारी) को प्राप्त होगी। इस 1000 का 10% यानी 100 कैलोरी ऊर्जा द्वितीयक उपभोक्ताओं को प्राप्त होगी। इस 100 का 10% यानी 10 कैलोरी ऊर्जा तृतीयक उपभोक्ता को प्राप्त होगी और इस 10 का 10% यानी 1 कैलोरी ऊर्जा अपघटकों को प्राप्त होगी।
तो इस प्रकार से आप समझें कि लिण्डमैन के नियमानुसार प्रत्येक अगले पोषण स्तर पर ऊर्जा की मात्रा क्रमशः कम होती जाती है। सरल शब्दों में समझे तो खाद्य श्रृंखला में जो जितना आगे रहता है उसे उतनी ही अधिक और जो जितना पीछे रहता है उसे उतनी ही कम ऊर्जा प्राप्त होती है।
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पारिस्थितिकी तंत्र के माध्यम से ऊर्जा के प्रवाह के बारे में जानने के लिए इस लेख को पढ़ें! नीचे दिए गए चित्र 2.9 में पौधों, ज़ेबरा, शेर और इसके साथ दो मुख्य विचारों को दिखाया गया है कि कैसे पारिस्थितिक तंत्र कार्य करते हैं: पारिस्थितिक तंत्र में ऊर्जा प्रवाह और
पारिस्थितिक तंत्र चक्र सामग्री होती है। ये दो प्रक्रियाएं जुड़ी हुई हैं, लेकिन वे समान नहीं हैं। ऊर्जा प्रकाश ऊर्जा के रूप में जैविक प्रणाली में प्रवेश करती है, या फोटॉनों, प्रकाश संश्लेषण और श्वसन सहित सेलुलर प्रक्रियाओं द्वारा कार्बनिक अणुओं में रासायनिक ऊर्जा में बदल जाती है, और अंततः गर्मी ऊर्जा में बदल जाती है। यह ऊर्जा नष्ट हो जाती है, जिसका अर्थ है कि यह गर्मी
के रूप में सिस्टम में खो जाता है; एक बार यह खो जाने के बाद इसे पुनर्नवीनीकरण नहीं किया जा सकता है। सौर ऊर्जा के निरंतर इनपुट के बिना, जैविक प्रणाली जल्दी से बंद हो जाएगी। इस प्रकार पृथ्वी ऊर्जा के संबंध में एक खुली प्रणाली है। कार्बन, नाइट्रोजन, या फॉस्फोरस जैसे तत्व विभिन्न प्रकार से जीवित जीवों में प्रवेश करते हैं।पारिस्थितिकी तंत्र के माध्यम से ऊर्जा का प्रवाह - समझाया!
पौधे आसपास के वातावरण, पानी या मिट्टी से तत्व प्राप्त करते हैं। पशु भी भौतिक वातावरण से सीधे तत्व प्राप्त कर सकते हैं, लेकिन आमतौर पर वे मुख्य रूप से अन्य जीवों के उपभोग के परिणामस्वरूप प्राप्त करते हैं। इन सामग्रियों को जीवों के शरीर के भीतर जैव रासायनिक रूप से परिवर्तित किया जाता है, लेकिन जल्दी या बाद में, उत्सर्जन या विघटन के कारण, वे एक अकार्बनिक राज्य में वापस आ जाते हैं।
अक्सर बैक्टीरिया इस प्रक्रिया को पूरा करते हैं, अपघटन या खनिजकरण नामक प्रक्रिया के माध्यम से। अपघटन के दौरान इन सामग्रियों को नष्ट या नष्ट नहीं किया जाता है, इसलिए पृथ्वी तत्वों के संबंध में एक बंद प्रणाली है (एक उल्का के अपवाद के साथ सिस्टम में अभी और फिर प्रवेश)। तत्व पारिस्थितिक तंत्र के भीतर उनके जैविक और अजैविक राज्यों के बीच अंतहीन रूप से साइकिल चलाए जाते हैं।
वे तत्व जिनकी आपूर्ति जैविक गतिविधि को सीमित करती है उन्हें पोषक तत्व कहा जाता है। एक पारिस्थितिकी तंत्र में ऊर्जा का परिवर्तन पहले सूर्य से ऊर्जा के इनपुट के साथ शुरू होता है। सूर्य से ऊर्जा प्रकाश संश्लेषण की प्रक्रिया द्वारा कब्जा कर ली जाती है। कार्बन डाइऑक्साइड हाइड्रोजन के साथ संयुक्त होता है (पानी के अणुओं के विभाजन से उत्पन्न) कार्बोहाइड्रेट (सीएचओ) का उत्पादन करने के लिए। ऊर्जा एडेनोसिन ट्राइफॉस्फेट, या एटीपी के उच्च ऊर्जा बांड में संग्रहीत की जाती है।
जीवित चीजों के लिए ऊर्जा के उत्पादन में पहला कदम, इसे प्राथमिक उत्पादन कहा जाता है। हर्बिवोर्स पौधों या पौधों के उत्पादों का उपभोग करके अपनी ऊर्जा प्राप्त करते हैं, मांसाहारी शाकाहारी भोजन करते हैं, और डिट्रिविवोर्स हम सभी की बूंदों और शवों का उपभोग करते हैं।
एक साधारण खाद्य श्रृंखला में, जिसमें सूर्य से ऊर्जा, पौधे प्रकाश संश्लेषण द्वारा कैप्चर की जाती है, खाद्य श्रृंखला के माध्यम से ट्रॉफिक स्तर से ट्रॉफिक स्तर तक बहती है। एक ट्रॉफिक स्तर जीवों से बना होता है जो एक ही तरह से जीविका बनाते हैं जैसे कि वे सभी प्राथमिक उत्पादक (पौधे), प्राथमिक उपभोक्ता (शाकाहारी) या माध्यमिक उपभोक्ता (मांसाहारी) हैं।
मृत ऊतक और अपशिष्ट उत्पाद सभी स्तरों पर उत्पादित किए जाते हैं। मेहतर, डिट्रिविवर, और डीकंपोज़र सामूहिक रूप से ऐसे सभी "कचरे" के उपयोग के लिए खाते हैं - शव और गिर पत्तियों के उपभोक्ता अन्य जानवर हो सकते हैं, जैसे कि कौवे और भृंग, लेकिन अंततः यह सूक्ष्मजीवों का अपघटन का काम खत्म करते हैं। सौर विकिरण की मात्रा और पोषक तत्वों और पानी की उपलब्धता में अंतर के कारण प्राथमिक उत्पादन की मात्रा एक जगह से दूसरी जगह बदलती है।
उदाहरण:
एक दिशा में पारिस्थितिकी तंत्र से ऊर्जा प्रवाहित होती है। उत्पादकों में सबसे अधिक ऊर्जा होती है, निर्माता ऑटोट्रॉफ़ होते हैं और अपने स्वयं के भोजन का निर्माण करते हैं। उत्पादकों को खाने से उपभोक्ता ऊर्जा प्राप्त करते हैं, वे विषमयुग्मक हैं। अंत में, डीकंपोजर अपशिष्ट और मृत जीवों, जैसे बैक्टीरिया और कवक से ऊर्जा प्राप्त करते हैं। जैसे-जैसे आप हर स्तर पर आगे बढ़ते हैं ऊर्जा कम होती जाती है।
kcal = किलोकैलोरी (ऊर्जा)
घास (उत्पादक के पास 1000 किलो कैलोरी है)
घास को चूहों या चूहों द्वारा खाया जाता है (उपभोक्ता 1 में 100 किलो कैलोरी होता है)
चूहे या चूहे को फेरेट्स द्वारा खाया जाता है (उपभोक्ता 2 में 10 किलो कैलोरी होता है)
फिर मछली को उल्लू द्वारा खाया जाता है (उपभोक्ता 3 के पास 1 किलो कैलोरी) और इसी तरह।