हमने अक्सर टेलीविजन पर, अखबारों में और हमारे आसपास के लोगों द्वारा ‘पर्यावरण’ शब्द का प्रयोग सुना है। हमारे बड़े-बुजुर्ग हमें बताते हैं कि ‘पर्यावरण’ पहले जैसा नहीं रहा; अन्य कहते हैं कि हमें एक स्वस्थ ‘पर्यावरण’ में काम करना चाहिए; और ‘पर्यावरणीय’ मुद्दों पर चर्चा करने के लिए विकसित और विकासशील देशों को शामिल करने वाले वैश्विक शिखर सम्मेलन नियमित रूप से आयोजित किए जाते हैं। इस अध्याय में, हम यह अध्ययन करेंगे कि पर्यावरण के विभिन्न घटक एक-दूसरे के साथ कैसे अंत:क्रिया करते हैं और हम पर्यावरण को कैसे प्रभावित करते हैं।

13.1 पारिस्थितिकी तंत्र - इसके घटक क्या हैं?

सभी जीव जैसे पौधे, जानवर, सूक्ष्मजीव और मनुष्य तथा भौतिक परिवेश एक-दूसरे के साथ अंत:क्रिया करते हैं और प्रकृति में संतुलन बनाए रखते हैं। किसी क्षेत्र के सभी अंत:क्रिया करने वाले जीव पर्यावरण के अजैव घटकों के साथ मिलकर एक पारिस्थितिकी तंत्र बनाते हैं। इस प्रकार, एक पारिस्थितिकी तंत्र में जैविक घटक (जीवों से मिलकर) और अजैविक घटक (तापमान, वर्षा, हवा, मिट्टी और खनिज जैसे भौतिक कारकों से मिलकर) होते हैं।

उदाहरण के लिए, यदि आप एक बगीचे में जाएंगे तो आपको विभिन्न पौधे मिलेंगे, जैसे घास, पेड़; फूल देने वाले पौधे जैसे गुलाब, चमेली, सूरजमुखी; और जानवर जैसे मेंढक, कीड़े और पक्षी। ये सभी जीव एक-दूसरे के साथ अंत:क्रिया करते हैं और उनकी वृद्धि, प्रजनन और अन्य गतिविधियाँ पारिस्थितिकी तंत्र के अजैविक घटकों से प्रभावित होती हैं। इसलिए एक बगीचा एक पारिस्थितिकी तंत्र है। अन्य प्रकार के पारिस्थितिकी तंत्र हैं - वन, तालाब और झीलें। ये प्राकृतिक पारिस्थितिकी तंत्र हैं जबकि बगीचे और फसल के खेत मानवनिर्मित (कृत्रिम) पारिस्थितिकी तंत्र हैं।

क्रियाकलाप 13.1

• आपने एक मछलीघर देखा होगा। आइए हम एक डिजाइन करने का प्रयास करें।
• मछलीघर बनाते समय हमें किन बातों का ध्यान रखने की आवश्यकता है? मछलियों को तैरने के लिए खुली जगह (यह एक बड़ा जार हो सकता है), पानी, ऑक्सीजन और भोजन की आवश्यकता होगी।
• हम एक ऑक्सीजन पंप (वातक) के माध्यम से ऑक्सीजन और बाजार में उपलब्ध मछली का भोजन उपलब्ध करा सकते हैं।
• यदि हम कुछ जलीय पौधे और जानवर जोड़ दें तो यह एक स्वनिर्वाही तंत्र बन सकता है। क्या आप सोच सकते हैं कि यह कैसे होता है? एक मछलीघर मानवनिर्मित पारिस्थितिकी तंत्र का एक उदाहरण है।
• क्या हम मछलीघर को स्थापित करने के बाद उसे वैसे ही छोड़ सकते हैं? इसे समय-समय पर साफ क्यों करना पड़ता है? क्या हमें तालाबों या झीलों को भी इसी तरह साफ करना पड़ता है? क्यों या क्यों नहीं?

हमने पिछली कक्षाओं में देखा है कि जीवों को उनके पर्यावरण से जीविका प्राप्त करने के तरीके के अनुसार उत्पादक, उपभोक्ता और अपघटक के रूप में वर्गीकृत किया जा सकता है। आइए हम याद करें कि हमने ऊपर स्वयं द्वारा निर्मित स्वनिर्वाही पारिस्थितिकी तंत्र के माध्यम से क्या सीखा। कौन से जीव क्लोरोफिल की उपस्थिति में सूर्य की विकिरण ऊर्जा का उपयोग करके अकार्बनिक पदार्थों से कार्बनिक यौगिक जैसे शर्करा और स्टार्च बना सकते हैं? सभी हरे पौधे और कुछ जीवाणु जो प्रकाश संश्लेषण द्वारा भोजन का उत्पादन कर सकते हैं, इस श्रेणी में आते हैं और उत्पादक कहलाते हैं।

जीव अपनी जीविका के लिए सीधे या अप्रत्यक्ष रूप से उत्पादकों पर निर्भर करते हैं? ये जीव जो उत्पादित भोजन का उपभोग करते हैं, या तो सीधे उत्पादकों से या अन्य उपभोक्ताओं को खाकर अप्रत्यक्ष रूप से, उपभोक्ता हैं। उपभोक्ताओं को विभिन्न रूप से शाकाहारी, मांसाहारी, सर्वाहारी और परजीवी के रूप में वर्गीकृत किया जा सकता है। क्या आप उपभोक्ताओं की इनमें से प्रत्येक श्रेणी के उदाहरण दे सकते हैं?

• उस स्थिति की कल्पना करें जहाँ आप मछलीघर को साफ नहीं करते और कुछ मछलियाँ और पौधे मर गए हैं। क्या आपने कभी सोचा है कि जब कोई जीव मरता है तो क्या होता है? सूक्ष्मजीव, जिनमें जीवाणु और कवक शामिल हैं, जीवों के मृत अवशेषों और अपशिष्ट उत्पादों को विघटित कर देते हैं। ये सूक्ष्मजीव अपघटक हैं क्योंकि वे जटिल कार्बनिक पदार्थों को सरल अकार्बनिक पदार्थों में तोड़ देते हैं जो मिट्टी में चले जाते हैं और पौधों द्वारा एक बार फिर उपयोग कर लिए जाते हैं। इनकी अनुपस्थिति में कूड़े-करकट, और मृत जानवरों व पौधों का क्या होगा? क्या अपघटकों के न होने पर भी मिट्टी की प्राकृतिक पुनःपूर्ति हो पाएगी?

क्रियाकलाप 13.2

• क्या मछलीघर बनाते समय आपने इस बात का ध्यान रखा कि कोई ऐसा जलीय जानवर न डालें जो दूसरों को खा जाए? अन्यथा क्या होता?

• समूह बनाएं और चर्चा करें कि जीवों के उपरोक्त समूह एक-दूसरे पर कैसे निर्भर हैं।

• जलीय जीवों को इस क्रम में लिखें कि कौन किसे खाता है और कम से कम तीन चरणों की एक श्रृंखला बनाएं।

  $\begin{array}{|l|}\hline \qquad \quad \\ \hline \end{array} \longrightarrow \begin{array}{|l|}\hline \qquad \quad \\ \hline \end{array} \longrightarrow \begin{array}{|l|}\hline \qquad \quad \\ \hline \end{array} $

• क्या आप किसी एक समूह के जीवों को प्राथमिक महत्व का मानेंगे? क्यों या क्यों नहीं?

13.1.1 खाद्य श्रृंखलाएँ एवं जाल

चित्र 13.1 प्रकृति में खाद्य श्रृंखला (क) वन में, (ख) घास के मैदान में और (ग) तालाब में

क्रियाकलाप 13.4 में हमने एक-दूसरे को खाने वाले जीवों की एक श्रृंखला बनाई है। यह श्रृंखला या विभिन्न जैविक स्तरों पर भाग लेने वाले जीव एक खाद्य श्रृंखला बनाते हैं (चित्र 13.1)।

खाद्य श्रृंखला का प्रत्येक चरण या स्तर एक पोषी स्तर बनाता है। स्वपोषी या उत्पादक प्रथम पोषी स्तर पर होते हैं। वे सौर ऊर्जा को स्थिर करते हैं और इसे विषमपोषी या उपभोक्ताओं के लिए उपलब्ध कराते हैं। शाकाहारी या प्राथमिक उपभोक्ता दूसरे स्तर पर आते हैं, छोटे मांसाहारी या द्वितीयक उपभोक्ता तीसरे स्तर पर और बड़े मांसाहारी या तृतीयक उपभोक्ता चौथा पोषी स्तर बनाते हैं (चित्र 13.2)।

हम जानते हैं कि हम जो भोजन खाते हैं वह ईंधन के रूप में कार्य करता है और हमें कार्य करने के लिए ऊर्जा प्रदान करता है। इस प्रकार पर्यावरण के विभिन्न घटकों के बीच की अंत:क्रियाओं में तंत्र के एक घटक से दूसरे घटक में ऊर्जा का प्रवाह शामिल होता है। जैसा कि हमने पढ़ा है, स्वपोषी सूर्य के प्रकाश में मौजूद ऊर्जा को अवशोषित करते हैं और इसे रासायनिक ऊर्जा में परिवर्तित करते हैं। यह ऊर्जा जीव जगत की सभी गतिविधियों को समर्थन देती है। स्वपोषियों से, ऊर्जा विषमपोषियों और अपघटकों तक जाती है। हालाँकि, जैसा कि हमने पिछले अध्याय ‘ऊर्जा के स्रोत’ में देखा, जब एक प्रकार की ऊर्जा को दूसरे प्रकार में बदला जाता है, तो कुछ ऊर्जा पर्यावरण में उन रूपों में खो जाती है जिनका पुन: उपयोग नहीं किया जा सकता। पर्यावरण के विभिन्न घटकों के बीच ऊर्जा प्रवाह का व्यापक रूप से अध्ययन किया गया है और यह पाया गया है कि -

चित्र 13.2 पोषी स्तर

• एक स्थलीय पारिस्थितिकी तंत्र में हरे पौधे अपनी पत्तियों पर पड़ने वाली सूर्य के प्रकाश की ऊर्जा का लगभग $1 %$ अवशोषित करते हैं और इसे खाद्य ऊर्जा में परिवर्तित करते हैं।

• जब हरे पौधों को प्राथमिक उपभोक्ताओं द्वारा खाया जाता है, तो बहुत अधिक ऊर्जा पर्यावरण में ऊष्मा के रूप में खो जाती है, कुछ मात्रा पाचन और कार्य करने में चली जाती है और शेष वृद्धि और प्रजनन में लग जाती है। खाए गए भोजन का औसतन $10 %$ अपने शरीर में परिवर्तित हो जाता है और उपभोक्ताओं के अगले स्तर के लिए उपलब्ध हो जाता है।

• इसलिए, $10 %$ को कार्बनिक पदार्थ की औसत मात्रा के रूप में लिया जा सकता है जो प्रत्येक चरण पर मौजूद होती है और उपभोक्ताओं के अगले स्तर तक पहुँचती है।

• चूँकि अगले स्तर के उपभोक्ताओं के लिए इतनी कम ऊर्जा उपलब्ध होती है, खाद्य श्रृंखलाओं में आम तौर पर केवल तीन या चार चरण होते हैं। प्रत्येक चरण पर ऊर्जा की हानि इतनी अधिक होती है कि चार पोषी स्तरों के बाद बहुत कम उपयोगी ऊर्जा शेष रह जाती है।

• आम तौर पर एक पारिस्थितिकी तंत्र के निचले पोषी स्तरों पर व्यक्तियों की संख्या अधिक होती है, सबसे अधिक संख्या उत्पादकों की होती है।

• खाद्य श्रृंखलाओं की लंबाई और जटिलता बहुत भिन्न होती है। प्रत्येक जीव आम तौर पर दो या दो से अधिक अन्य प्रकार के जीवों द्वारा खाया जाता है जो बदले में कई अन्य जीवों द्वारा खाए जाते हैं। इसलिए एक सीधी रेखा वाली खाद्य श्रृंखला के बजाय, संबंध को शाखाओं वाली रेखाओं की एक श्रृंखला के रूप में दिखाया जा सकता है जिसे खाद्य जाल कहते हैं (चित्र 13.3)।

ऊर्जा प्रवाह आरेख (चित्र 13.4) से दो बातें स्पष्ट हो जाती हैं। सबसे पहले, ऊर्जा का प्रवाह एकदिशीय होता है। स्वपोषियों द्वारा अवशोषित की गई ऊर्जा सौर निवेश में वापस नहीं लौटती और जो ऊर्जा शाकाहारियों तक पहुँचती है वह स्वपोषियों के पास वापस नहीं आती। जैसे-जैसे यह विभिन्न पोषी स्तरों से होकर गुजरती है, यह पिछले स्तर के लिए उपलब्ध नहीं रह जाती। दूसरी बात, प्रत्येक स्तर पर ऊर्जा की हानि के कारण प्रत्येक पोषी स्तर पर उपलब्ध ऊर्जा क्रमिक रूप से कम होती जाती है।

चित्र 13.3 खाद्य जाल, जिसमें कई खाद्य श्रृंखलाएँ होती हैं

चित्र 13.4 एक पारिस्थितिकी तंत्र में ऊर्जा प्रवाह दर्शाता आरेख

खाद्य श्रृंखला का एक और दिलचस्प पहलू यह है कि कैसे अनजाने में कुछ हानिकारक रसायन खाद्य श्रृंखला के माध्यम से हमारे शरीर में प्रवेश कर जाते हैं। आपने कक्षा IX में पढ़ा है कि पानी कैसे प्रदूषित होता है। इसका एक कारण हमारी फसलों को रोगों और कीटों से बचाने के लिए कई कीटनाशकों और अन्य रसायनों का उपयोग है। ये रसायन या तो मिट्टी में धुल जाते हैं या जल निकायों में चले जाते हैं। मिट्टी से, ये पानी और खनिजों के साथ पौधों द्वारा अवशोषित कर लिए जाते हैं, और जल निकायों से ये जलीय पौधों और जानवरों द्वारा ग्रहण कर लिए जाते हैं। यह उन तरीकों में से एक है जिससे वे खाद्य श्रृंखला में प्रवेश करते हैं। चूँकि ये रसायन अपघटनीय नहीं होते, ये प्रत्येक पोषी स्तर पर क्रमिक रूप से संचित होते जाते हैं। चूँकि मनुष्य किसी भी खाद्य श्रृंखला में शीर्ष स्तर पर होते हैं, इन रसायनों की अधिकतम सांद्रता हमारे शरीर में संचित हो जाती है। इस घटना को जैविक आवर्धन के रूप में जाना जाता है। यही कारण है कि हमारे खाद्यान्न जैसे गेहूँ और चावल, सब्जियाँ और फल, और यहाँ तक कि मांस में भी कीटनाशक अवशेष अलग-अलग मात्रा में होते हैं। इन्हें हमेशा धोकर या अन्य तरीकों से हटाया नहीं जा सकता।

क्रियाकलाप 13.3

• तैयार खाद्य पदार्थों में कीटनाशक स्तर के बारे में अखबारी रिपोर्टें अक्सर इन दिनों देखी जाती हैं और कुछ राज्यों ने इन उत्पादों पर प्रतिबंध लगा दिया है। समूहों में ऐसे प्रतिबंधों की आवश्यकता पर बहस करें।
• आपके विचार में इन खाद्य पदार्थों में कीटनाशकों का स्रोत क्या होगा? क्या कीटनाशक इस स्रोत से अन्य खाद्य उत्पादों के माध्यम से भी हमारे शरीर में प्रवेश कर सकते हैं?
• इस पर चर्चा करें कि कीटनाशकों के सेवन को कम करने के लिए कौन-सी विधियाँ लागू की जा सकती हैं।

13.2 हमारी गतिविधियाँ पर्यावरण को कैसे प्रभावित करती हैं?

हम पर्यावरण का अभिन्न अंग हैं। पर्यावरण में परिवर्तन हमें प्रभावित करते हैं और हमारी गतिविधियाँ हमारे आसपास के पर्यावरण को बदल देती हैं। हमने पहले ही कक्षा IX में देखा है कि हमारी गतिविधियाँ पर्यावरण को कैसे प्रदूषित करती हैं। इस अध्याय में, हम दो पर्यावरणीय समस्याओं पर विस्तार से विचार करेंगे, अर्थात् ओज़ोन परत का क्षरण और अपशिष्ट निपटान।

13.2.1 ओज़ोन परत और यह कैसे क्षरित हो रही है

ओज़ोन $(O_3)$ ऑक्सीजन के तीन परमाणुओं से बना एक अणु है। जबकि $O_2$, जिसे हम सामान्यतः ऑक्सीजन कहते हैं, सभी वायवीय जीवन के लिए आवश्यक है। ओज़ोन, एक घातक विष है। हालाँकि, वायुमंडल के उच्च स्तरों पर, ओज़ोन एक आवश्यक कार्य करती है। यह पृथ्वी की सतह को सूर्य से पराबैंगनी (यूवी) विकिरण से बचाती है। यह विकिरण जीवों के लिए अत्यधिक हानिकारक है, उदाहरण के लिए, यह मनुष्यों में त्वचा कैंसर का कारण बनती है।

वायुमंडल के उच्च स्तरों पर ओज़ोन ऑक्सीजन $(O_2)$ अणु पर यूवी विकिरण के कार्य करने का एक उत्पाद है। उच्च ऊर्जा यूवी विकिरण कुछ आणविक ऑक्सीजन $(O_2)$ को मुक्त ऑक्सीजन $(O)$ परमाणुओं में विभाजित कर देते हैं। ये परमाणु फिर आणविक ऑक्सीजन के साथ मिलकर ओज़ोन बनाते हैं जैसा कि दिखाया गया है-

$ \begin{gathered} O_2 \xrightarrow{uV} O+O \\ O+O_2 \underset{\text{ (ओज़ोन) }}{O_3} \end{gathered} $

वायुमंडल में ओज़ोन की मात्रा 1980 के दशक में तेजी से गिरने लगी। इस कमी को क्लोरोफ्लोरोकार्बन (सीएफसी) जैसे संश्लेषित रसायनों से जोड़ा गया है जिनका उपयोग प्रशीतकों और अग्निशामक यंत्रों में किया जाता है। 1987 में, संयुक्त राष्ट्र पर्यावरण कार्यक्रम (यूएनईपी) $CFC$ उत्पादन को 1986 के स्तर पर स्थिर करने के लिए एक समझौते पर सफलतापूर्वक हस्ताक्षर करने में सफल रहा। अब दुनिया भर में सभी निर्माण कंपनियों के लिए $CFC$-मुक्त रेफ्रिजरेटर बनाना अनिवार्य है।

क्रियाकलाप 13.4

• पुस्तकालय, इंटरनेट या समाचार रिपोर्टों से पता करें कि ओज़ोन परत के क्षरण के लिए कौन से रसायन जिम्मेदार हैं।
• पता करें कि क्या इन रसायनों के उत्सर्जन को नियंत्रित करने के लिए लगाए गए नियम ओज़ोन परत को होने वाले नुकसान को कम करने में सफल हुए हैं। क्या ओज़ोन परत में छेद का आकार हाल के वर्षों में बदला है?

13.2.2 हमारे द्वारा उत्पन्न कचरे का प्रबंधन

हमारी दैनिक गतिविधियों में, हम बहुत सारी सामग्री उत्पन्न करते हैं जिन्हें फेंक दिया जाता है। ये अपशिष्ट सामग्रियाँ कुछ क्या हैं? हम उन्हें फेंकने के बाद क्या होता है? आइए इन प्रश्नों के उत्तर खोजने के लिए एक क्रियाकलाप करें।

क्रियाकलाप 13.5

• अपने घरों से अपशिष्ट सामग्री एकत्र करें। इसमें एक दिन के दौरान उत्पन्न सभी अपशिष्ट शामिल हो सकते हैं, जैसे रसोई का कचरा (खराब भोजन, सब्जियों के छिलके, इस्तेमाल की गई चाय पत्ती, दूध के पैकेट और खाली कार्टन), कागज का कचरा, खाली दवा की बोतलें/स्ट्रिप्स/बबल पैक, पुराने और फटे कपड़े और टूटे जूते।
• इस सामग्री को स्कूल के बगीचे में एक गड्ढे में दबा दें या यदि कोई जगह उपलब्ध नहीं है, तो आप इस सामग्री को एक पुरानी बाल्टी/फूल के गमले में एकत्र कर सकते हैं और कम से कम $15 cm$ मिट्टी से ढक दें।
• इस सामग्री को नम रखें और 15-दिन के अंतराल पर निरीक्षण करें।
• कौन सी सामग्रियाँ लंबे समय तक अपरिवर्तित रहती हैं?
• कौन सी सामग्रियाँ समय के साथ अपना रूप और संरचना बदलती हैं?
• इन बदली हुई सामग्रियों में से, कौन सी सबसे तेजी से बदलती हैं?

हमने ‘जीवन प्रक्रियाएँ’ अध्याय में देखा है कि हम जो भोजन खाते हैं वह हमारे शरीर में विभिन्न एंजाइमों द्वारा पचता है। क्या आपने कभी सोचा है कि एक ही एंजाइम हमारे द्वारा खाए जाने वाले हर चीज को क्यों नहीं तोड़ता? एंजाइम अपनी क्रिया में विशिष्ट होते हैं, किसी विशेष पदार्थ के विघटन के लिए विशिष्ट एंजाइमों की आवश्यकता होती है। इसीलिए यदि हम कोयला खाने की कोशिश करें तो हमें कोई ऊर्जा नहीं मिलेगी! इसी कारण, प्लास्टिक जैसी कई मानवनिर्मित सामग्रियाँ जीवाणुओं या अन्य मृतोपजीवियों की क्रिया द्वारा विघटित नहीं होंगी। इन सामग्रियों पर ऊष्मा और दाब जैसी भौतिक प्रक्रियाओं द्वारा कार्य किया जाएगा, लेकिन हमारे पर्यावरण में पाए जाने वाले परिवेशी परिस्थितियों में, ये लंबे समय तक बनी रहती हैं।

जिन पदार्थों को जैविक प्रक्रियाओं द्वारा विघटित किया जाता है उन्हें जैव निम्नीकरणीय कहा जाता है। आपने जो पदार्थ दबाए थे उनमें से कितने जैव निम्नीकरणीय थे? जो पदार्थ इस तरह से विघटित नहीं होते उन्हें अजैव निम्नीकरणीय कहा जाता है। ये पदार्थ निष्क्रिय हो सकते हैं और केवल लंबे समय तक पर्यावरण में बने रह सकते हैं या पारिस्थितिकी तंत्र के विभिन्न सदस्यों को नुकसान पहुँचा सकते हैं।

क्रियाकलाप 13.6

• जैव निम्नीकरणीय और अजैव निम्नीकरणीय पदार्थों के बारे में अधिक जानकारी प्राप्त करने के लिए पुस्तकालय या इंटरनेट का उपयोग करें।
• विभिन्न अजैव निम्नीकरणीय पदार्थों के हमारे पर्यावरण में कितने समय तक बने रहने की उम्मीद है?
• इन दिनों, प्लास्टिक के नए प्रकार उपलब्ध हैं जिन्हें जैव निम्नीकरणीय कहा जाता है। ऐसी सामग्रियों के बारे में और जानें और क्या वे पर्यावरण को नुकसान पहुँचाती हैं या नहीं।

किसी भी कस्बे या शहर में जाएँ, और हमें पूरे स्थान पर कचरे के ढेर मिलने की पूरी संभावना है। किसी भी पर्यटन स्थल पर जाएँ और हमें उस स्थान पर खाली भोजन के रैपर बिखरे हुए मिलने की पूरी संभावना है। पिछली कक्षाओं में हमने हमारे द्वारा उत्पन्न कचरे से निपटने की इस समस्या के बारे में बात की है। आइए अब इस समस्या को थोड़ा और गहराई से देखें।

क्रियाकलाप 13.7

• पता करें कि घर पर उत्पन्न कचरे का क्या होता है। क्या इस कचरे को एकत्र करने के लिए कोई व्यवस्था है?
• पता करें कि स्थानीय निकाय (पंचायत, नगर निगम, निवासी कल्याण संघ) कचरे से कैसे निपटता है। क्या जैव निम्नीकरणीय और अजैव निम्नीकरणीय अपशिष्टों को अलग-अलग उपचारित करने के लिए कोई तंत्र मौजूद हैं?
• गणना करें कि घर पर एक दिन में कितना कचरा उत्पन्न होता है।
• इस कचरे में से कितना जैव निम्नीकरणीय है?