आपण ‘पर्यावरण’ हा शब्द बऱ्याचदा दूरदर्शनवर, वर्तमानपत्रांमध्ये आणि आपल्या आजूबाजूच्या लोकांकडून वापरला जाताना ऐकलेला आहे. आपले वडीलधारे सांगतात की ‘पर्यावरण’ आधीच्या सारखे राहिलेले नाही; इतर म्हणतात की आपण निरोगी ‘पर्यावरणात’ काम केले पाहिजे; आणि ‘पर्यावरणीय’ समस्यांवर चर्चा करण्यासाठी विकसित आणि विकसनशील देशांचा समावेश असलेले जागतिक शिखर परिषद नियमितपणे भरवल्या जातात. या अध्यायात, आपण पर्यावरणातील विविध घटक एकमेकांशी कसे संवाद साधतात आणि आपण पर्यावरणावर कसा परिणाम करतो याचा अभ्यास करणार आहोत.

१३.१ पारिस्थितिकी तंत्र - त्याचे घटक कोणते?

वनस्पती, प्राणी, सूक्ष्मजीव आणि मानव यांसारखे सर्व सजीव तसेच भौतिक सभोवतालचे घटक एकमेकांशी संवाद साधतात आणि निसर्गात समतोल राखतात. एखाद्या क्षेत्रातील सर्व परस्परसंवादी सजीव आणि पर्यावरणाचे निर्जीव घटक मिळून एक पारिस्थितिकी तंत्र तयार होते. अशाप्रकारे, पारिस्थितिकी तंत्रामध्ये सजीव घटकांचा समावेश असतो ज्यात सजीव प्राणी असतात आणि अजैविक घटकांचा समावेश असतो ज्यात तापमान, पाऊस, वारा, माती आणि खनिजे यांसारखे भौतिक घटक असतात.

उदाहरणार्थ, जर तुम्ही बागेत जाल तर तुम्हाला वेगवेगळ्या वनस्पती आढळतील, जसे की गवत, झाडे; गुलाब, जाई, सूर्यफूल यांसारख्या फुलांच्या वनस्पती; आणि बेडूक, कीटक आणि पक्षी यांसारखे प्राणी. हे सर्व सजीव एकमेकांशी संवाद साधतात आणि त्यांची वाढ, प्रजनन आणि इतर क्रिया पारिस्थितिकी तंत्राच्या अजैविक घटकांद्वारे प्रभावित होतात. म्हणून बाग हे एक पारिस्थितिकी तंत्र आहे. इतर प्रकारची पारिस्थितिकी तंत्रे म्हणजे जंगले, तलाव आणि सरोवरे. ही नैसर्गिक पारिस्थितिकी तंत्रे आहेत तर बागा आणि पिकांची शेतं ही मानवनिर्मित (कृत्रिम) पारिस्थितिकी तंत्रे आहेत.

कृती १३.१

• तुम्ही एक्वेरियम पाहिले असेल. चला एक डिझाइन करण्याचा प्रयत्न करूया.
• एक्वेरियम तयार करताना आपल्याला कोणत्या गोष्टींचा विचार करणे आवश्यक आहे? माशांना पोहण्यासाठी मोकळी जागा (ती एक मोठी भांडे असू शकते), पाणी, ऑक्सिजन आणि अन्नाची आवश्यकता असेल.
• आपण ऑक्सिजन पंप (एरेटर) आणि बाजारात उपलब्ध असलेले मासेबारीचे अन्न द्वारे ऑक्सिजन पुरवू शकतो.
• जर आपण काही जलचर वनस्पती आणि प्राणी जोडले तर ते स्वयंपोषी प्रणाली बनू शकते. हे कसे होते याचा तुम्ही विचार करू शकता का? एक्वेरियम हे मानवनिर्मित पारिस्थितिकी तंत्राचे एक उदाहरण आहे.
• आपण ते सेट केल्यानंतर आपण एक्वेरियम तसेच सोडू शकतो का? ते थोड्या वेळाने स्वच्छ का करावे लागते? आपण तलाव किंवा सरोवरे अशाच प्रकारे स्वच्छ करावे लागतात का? का का नाही?

आपण आधीच्या वर्गांमध्ये पाहिले आहे की सजीव त्यांचे पोषण पर्यावरणातून कशा प्रकारे मिळवतात यानुसार उत्पादक, ग्राहक आणि विघटक या गटांमध्ये वर्गीकृत केले जाऊ शकतात. वर आपण तयार केलेल्या स्वयंपोषी पारिस्थितिकी तंत्राद्वारे आपण काय शिकलो ते आठवूया. कोणते सजीव क्लोरोफिलच्या उपस्थितीत सूर्याच्या किरणोत्सर्गी उर्जेचा वापर करून अजैविक पदार्थांपासून साखर आणि स्टार्चसारखे सेंद्रिय संयुगे बनवू शकतात? सर्व हिरव्या वनस्पती आणि काही जीवाणू जे प्रकाशसंश्लेषणाद्वारे अन्न तयार करू शकतात ते या श्रेणीत येतात आणि त्यांना उत्पादक म्हणतात.

सजीव त्यांच्या पोषणासाठी थेट किंवा अप्रत्यक्षपणे उत्पादकांवर अवलंबून असतात? हे सजीव जे तयार केलेले अन्न एकतर थेट उत्पादकांकडून किंवा इतर ग्राहकांवर आहार करून अप्रत्यक्षपणे ग्रहण करतात ते ग्राहक आहेत. ग्राहकांना शाकाहारी, मांसाहारी, सर्वाहारी आणि परजीवी अशा विविध प्रकारे वर्गीकृत केले जाऊ शकते. तुम्ही ग्राहकांच्या या प्रत्येक श्रेणीसाठी उदाहरणे देऊ शकता का?

• अशी परिस्थिती कल्पना करा की तुम्ही एक्वेरियम स्वच्छ करत नाही आणि काही मासे आणि वनस्पती मेल्या आहेत. जेव्हा एखादा सजीव मरतो तेव्हा काय होते याचा तुम्ही कधी विचार केला आहे का? जीवाणू आणि बुरशी यांचा समावेश असलेले सूक्ष्मजीव सजीवांचे मृत अवशेष आणि कचरा पदार्थ तोडतात. हे सूक्ष्मजीव विघटक आहेत कारण ते जटिल सेंद्रिय पदार्थांना साध्या अजैविक पदार्थांमध्ये तोडतात जे मातीत जातात आणि पुन्हा एकदा वनस्पतींद्वारे वापरले जातात. त्यांच्या अनुपस्थितीत कचरा आणि मृत प्राणी आणि वनस्पतींचे काय होईल? विघटक नसले तरीही मातीची नैसर्गिक पुनर्भरण होईल का?

कृती १३.२

• एक्वेरियम तयार करताना तुम्ही हे काळजी घेतली का की अशा जलचर प्राण्याला ठेवू नये जो इतरांना खाईल? अन्यथा काय झाले असते?

• गट बनवा आणि वरील प्रत्येक गटातील सजीव एकमेकांवर कसे अवलंबून आहेत यावर चर्चा करा.

• जलचर सजीव कोण कोणाला खातो याच्या क्रमाने लिहा आणि किमान तीन पायऱ्यांची साखळी तयार करा.

  $\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} $

• तुम्ही कोणत्याही एका गटातील सजीवांना प्राथमिक महत्त्वाचे मानाल का? का का नाही?

१३.१.१ अन्नसाखळी आणि अन्नजाळे

आकृती १३.१ निसर्गातील अन्नसाखळी (अ) जंगलात, (ब) गवताळ प्रदेशात आणि (क) तलावात

कृती १३.४ मध्ये आपण एकमेकांवर आहार करणाऱ्या सजीवांची मालिका तयार केली आहे. ही मालिका किंवा विविध जैविक स्तरांवर भाग घेणारे सजीव एक अन्नसाखळी तयार करतात (आकृती १३.१).

अन्नसाखळीची प्रत्येक पायरी किंवा स्तर एक पोषणस्तर तयार करते. स्वयंपोषी किंवा उत्पादक पहिल्या पोषणस्तरावर असतात. ते सौर ऊर्जा निश्चित करतात आणि ती परपोषी किंवा ग्राहकांसाठी उपलब्ध करतात. शाकाहारी किंवा प्राथमिक ग्राहक दुसऱ्या स्थानावर येतात, लहान मांसाहारी किंवा दुय्यम ग्राहक तिसऱ्या स्थानावर आणि मोठे मांसाहारी किंवा तृतीयक ग्राहक चौथा पोषणस्तर तयार करतात (आकृती १३.२).

आपल्याला माहित आहे की आपण जे अन्न खातो ते इंधन म्हणून काम करते जे आपल्याला काम करण्यासाठी ऊर्जा पुरवते. अशाप्रकारे पर्यावरणाच्या विविध घटकांमधील परस्परसंवादामध्ये प्रणालीच्या एका घटकाकडून दुसऱ्या घटकाकडे ऊर्जेचा प्रवाह समाविष्ट असतो. जसे आपण अभ्यास केला आहे, स्वयंपोषी सूर्यप्रकाशात असलेली ऊर्जा ग्रहण करतात आणि ती रासायनिक उर्जेमध्ये रूपांतरित करतात. ही ऊर्जा सजीव जगातील सर्व क्रियांचे समर्थन करते. स्वयंपोषी पासून, ऊर्जा परपोषी आणि विघटकांकडे जाते. तथापि, जसे आपण ‘ऊर्जेची स्रोते’ या मागील अध्यायात पाहिले, जेव्हा एका प्रकारची ऊर्जा दुसऱ्या प्रकारात बदलली जाते, तेव्हा काही ऊर्जा अशा स्वरूपात पर्यावरणात गमावली जाते जी पुन्हा वापरता येत नाही. पर्यावरणाच्या विविध घटकांमधील ऊर्जेच्या प्रवाहाचा सखोल अभ्यास केला गेला आहे आणि असे आढळले आहे की -

आकृती १३.२ पोषणस्तर

• स्थलीय पारिस्थितिकी तंत्रातील हिरव्या वनस्पती त्यांच्या पानांवर पडणाऱ्या सूर्यप्रकाशाच्या ऊर्जेच्या सुमारे $1 %$ प्रमाण ग्रहण करतात आणि त्याचे अन्न ऊर्जेमध्ये रूपांतर करतात.

• जेव्हा हिरव्या वनस्पतींना प्राथमिक ग्राहक खातात, तेव्हा बरीच ऊर्जा उष्णतेच्या रूपात पर्यावरणात गमावली जाते, काही प्रमाण पचन आणि काम करण्यासाठी जाते आणि उर्वरित वाढ आणि प्रजननासाठी जाते. खाल्लेल्या अन्नाचे सरासरी $10 %$ प्रमाण त्याच्या स्वतःच्या शरीरात रूपांतरित होते आणि पुढील स्तराच्या ग्राहकांसाठी उपलब्ध केले जाते.

• म्हणून, $10 %$ हे सेंद्रिय पदार्थाचे सरासरी मूल्य म्हणून घेतले जाऊ शकते जे प्रत्येक पायरीवर उपस्थित असते आणि पुढील स्तराच्या ग्राहकांपर्यंत पोहोचते.

• पुढील स्तराच्या ग्राहकांसाठी इतकी कमी ऊर्जा उपलब्ध असल्याने, अन्नसाखळ्या सामान्यतः फक्त तीन किंवा चार पायऱ्यांच्या असतात. प्रत्येक पायरीवर ऊर्जेचे नुकसान इतके मोठे असते की चार पोषणस्तरांनंतर खूप कमी वापरण्यायोग्य ऊर्जा शिल्लक राहते.

• सामान्यतः पारिस्थितिकी तंत्राच्या खालच्या पोषणस्तरांवर व्यक्तींची संख्या जास्त असते, सर्वात जास्त संख्या उत्पादकांची असते.

• अन्नसाखळ्यांची लांबी आणि जटिलता खूप वेगवेगळी असते. प्रत्येक सजीव सामान्यतः दोन किंवा अधिक इतर प्रकारच्या सजीवांद्वारे खाल्ला जातो ज्याला त्यानंतर अनेक इतर सजीव खातात. म्हणून सरळ रेषेच्या अन्नसाखळीऐवजी, संबंध शाखा असलेल्या रेषांची मालिका म्हणून दर्शविले जाऊ शकते ज्याला अन्नजाळे म्हणतात (आकृती १३.३).

ऊर्जा प्रवाह आकृतीवरून (आकृती १३.४), दोन गोष्टी स्पष्ट होतात. प्रथम, ऊर्जेचा प्रवाह एकदिशात्मक असतो. स्वयंपोषी द्वारे ग्रहण केलेली ऊर्जा सौर आदानाकडे परत येत नाही आणि शाकाहारी प्राण्यांकडे जाणारी ऊर्जा स्वयंपोषीकडे परत येत नाही. हे विविध पोषणस्तरांमधून हळूहळू पुढे जात असताना ते मागील स्तरासाठी यापुढे उपलब्ध नसते. दुसरे म्हणजे, प्रत्येक स्तरावर ऊर्जेचे नुकसान झाल्यामुळे प्रत्येक पोषणस्तरावर उपलब्ध ऊर्जा हळूहळू कमी होते.

आकृती १३.३ अन्नजाळे, अनेक अन्नसाखळ्यांचा समावेश

आकृती १३.४ पारिस्थितिकी तंत्रात ऊर्जेचा प्रवाह दर्शविणारी आकृती

अन्नसाखळीचा आणखी एक मनोरंजक पैलू म्हणजे काही हानिकारक रसायने अनजाणे आपल्या शरीरात अन्नसाखळीद्वारे कशी प्रवेश करतात. तुम्ही इयत्ता नववी मध्ये वाचले आहे की पाणी कसे प्रदूषित होते. याची एक कारणे म्हणजे आपल्या पिकांना रोग आणि कीटकांपासून संरक्षण देण्यासाठी अनेक कीटकनाशके आणि इतर रसायने वापरणे. ही रसायने एकतर मातीत किंवा जलाशयांत धुतली जातात. मातीतून, ही वनस्पती पाणी आणि खनिजांसोबत शोषून घेतात आणि जलाशयांतून ही जलचर वनस्पती आणि प्राणी घेतात. हा एक मार्ग आहे ज्याद्वारे ते अन्नसाखळीत प्रवेश करतात. ही रसायने विघटनशील नसल्यामुळे, ती प्रत्येक पोषणस्तरावर हळूहळू साठवली जातात. मानव कोणत्याही अन्नसाखळीत सर्वोच्च स्थानावर असल्याने, या रसायनांची कमाल एकाग्रता आपल्या शरीरात साठवली जाते. या घटनेला जैविक विस्तारण म्हणतात. यामुळेच आपले गहू आणि तांदूळ, भाज्या आणि फळे आणि अगदी मांस यांसारख्या अन्नधान्यात कीटकनाशकांचे अवशेष विविध प्रमाणात असतात. ते नेहमी धुवून किंवा इतर मार्गांनी काढता येत नाहीत.

कृती १३.३

• तयार अन्न पदार्थांमध्ये कीटकनाशकांची पातळी याबद्दल वर्तमानपत्रातील बातम्या या दिवसांत बऱ्याचदा दिसतात आणि काही राज्यांनी या उत्पादनांवर बंदी घातली आहे. अशा बंदीची गरज यावर गटांमध्ये वादविवाद करा.
• या अन्न पदार्थांमध्ये कीटकनाशकांचा स्रोत काय असावा असे तुम्हाला वाटते? कीटकनाशक इतर अन्न उत्पादनांद्वारेदेखील या स्त्रोतातून आपल्या शरीरात जाऊ शकतात का?
• कीटकनाशकांचे सेवन कमी करण्यासाठी कोणत्या पद्धती लागू केल्या जाऊ शकतात यावर चर्चा करा.

१३.२ आपली क्रिया पर्यावरणावर कसा परिणाम करतात?

आपण पर्यावरणाचा अविभाज्य भाग आहोत. पर्यावरणातील बदल आपल्यावर परिणाम करतात आणि आपली क्रिया आपल्या आजूबाजूचे पर्यावरण बदलतात. आपल्या क्रिया पर्यावरणाचे प्रदूषण कसे करतात हे आपण आधीच इयत्ता नववी मध्ये पाहिले आहे. या अध्यायात, आपण दोन पर्यावरणीय समस्यांकडे तपशीलवार पाहणार आहोत, म्हणजे, ओझोन थराचे क्षीण होणे आणि कचऱ्याचे विल्हेवाट लावणे.

१३.२.१ ओझोन थर आणि तो कसा क्षीण होत आहे

ओझोन $(O_3)$ हे तीन ऑक्सिजन अणूंनी बनलेले एक रेणू आहे. तर $O_2$, ज्याला आपण सामान्यतः ऑक्सिजन म्हणतो, ते सर्व एरोबिक जीवनासाठी आवश्यक आहे. ओझोन, एक प्राणघातक विष आहे. तथापि, वातावरणाच्या उच्च स्तरांवर, ओझोन एक आवश्यक कार्य करते. ते पृथ्वीच्या पृष्ठभागाला सूर्यापासून अतिनील (यूव्ही) किरणोत्सर्गापासून संरक्षण देतो. हे किरणोत्सर्ग सजीवांसाठी अत्यंत हानिकारक आहे, उदाहरणार्थ, मानवांमध्ये त्वचेचा कर्करोग होण्यास कारणीभूत आहे असे माहित आहे.

वातावरणाच्या उच्च स्तरांवरील ओझोन हे ऑक्सिजन $(O_2)$ रेणूवर कार्य करणाऱ्या यूव्ही किरणोत्सर्गाचे उत्पादन आहे. उच्च ऊर्जा यूव्ही किरणोत्सर्ग काही आण्विक ऑक्सिजन $(O_2)$ ला मुक्त ऑक्सिजन $(O)$ अणूंमध्ये विभाजित करतात. हे अणू नंतर आण्विक ऑक्सिजनसोबत संयोग करून ओझोन तयार करतात जसे दर्शविले आहे-

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

१९८० च्या दशकात वातावरणातील ओझोनचे प्रमाण तीव्रतेने कमी होऊ लागले. ही घट क्लोरोफ्लोरोकार्बन्स (सीएफसी) सारख्या संश्लेषित रसायनांशी संबंधित आहे जी शीतकरण माध्यम म्हणून आणि अग्निशामक यंत्रांमध्ये वापरली जातात. १९८७ मध्ये, संयुक्त राष्ट्र पर्यावरण कार्यक्रम (युनिप) ने $CFC$ उत्पादन १९८६ च्या पातळीवर गोठवण्यासाठी करार करण्यात यश मिळवले. आता जगभरात सर्व उत्पादन कंपन्यांसाठी $CFC$-मुक्त रेफ्रिजरेटर बनवणे अनिवार्य आहे.

कृती १३.४

• ग्रंथालय, इंटरनेट किंवा वृत्तपत्र बातम्यांवरून शोधा की ओझोन थर क्षीण करण्यासाठी कोणती रसायने जबाबदार आहेत.
• या रसायनांचे उत्सर्जन नियंत्रित करण्यासाठी लागू केलेल्या नियमांनी ओझोन थराला होणाऱ्या नुकसानीत घट केली आहे का ते शोधा. अलीकडील वर्षांत ओझोन थरातील भोकाचा आकार बदलला आहे का?

१३.२.२ आपण निर्माण केलेल्या कचऱ्याचे व्यवस्थापन

आपल्या दैनंदिन क्रियांमध्ये, आपण बर्याच सामग्री निर्माण करतो ज्या फेकल्या जातात. हे काही कचरा पदार्थ कोणते आहेत? आपण ते फेकल्यानंतर काय होते? या प्रश्नांची उत्तरे शोधण्यासाठी एक कृती करूया.

कृती १३.५

• तुमच्या घरातून कचरा सामग्री गोळा करा. यामध्ये दिवसभरात निर्माण होणारा सर्व कचरा समाविष्ट असू शकतो, जसे की स्वयंपाघरातील कचरा (खराब झालेले अन्न, भाजीपाल्याची साल, वापरलेली चहाची पाने, दुधाचे पॅकेट आणि रिकामे कार्टन), कागदाचा कचरा, रिकाम्या औषधाच्या बाटल्या/पट्ट्या/बबल पॅक, जुन्या आणि फाटलेल्या कपडे आणि तुटलेले पादत्राणे.
• ही सामग्री शाळेच्या बागेत एका खड्ड्यात पुरा किंवा जागा उपलब्ध नसल्यास, तुम्ही ही सामग्री जुन्या बादलीत/फुलदाणीत गोळा करून किमान $15 cm$ मातीने झाकून टाका.
• ही सामग्री ओली ठेवा आणि १५-दिवसांच्या अंतराने निरीक्षण करा.
• कोणत्या सामग्री दीर्घ कालावधीत अपरिवर्तित राहतात?
• कोणत्या सामग्री कालांतराने त्यांचे स्वरूप आणि रचना बदलतात?
• यापैकी बदललेल्या सामग्रीपैकी कोणत्या सर्वात वेगाने बदलतात?

‘जीवनप्रक्रिया’ या अध्यायात आपण पाहिले आहे की आपण जे अन्न खातो ते आपल्या शरीरातील विविध एन्झाइमद्वारे पचवले जाते. आपण कधी विचार केला आहे का की आपण जे काही खातो ते एकाच एन्झाइमद्वारे का तुटत नाही? एन्झाइम त्यांच्या क्रियेमध्ये विशिष्ट असतात, विशिष्ट पदार्थाचे विघटन करण्यासाठी विशिष्ट एन्झाइमची आवश्यकता असते. म्हणूनच जर आपण कोळसा खाण्याचा प्रयत्न केला तर आपल्याला कोणतीही ऊर्जा मिळणार नाही! यामुळे, प्लॅस्टिकसारख्या अनेक मानवनिर्मित सामग्री जीवाणू किंवा इतर सॅप्रोफाइट्सच्या क्रियेने तुटणार नाहीत. या सामग्रीवर उष्णता आणि दाब यांसारख्या भौतिक प्रक्रियांद्वारे कार्य केले जाईल, परंतु आपल्या पर्यावरणात आढळणाऱ्या सभोवतालच्या परिस्थितीत, हे दीर्घ काळ टिकतात.

जैविक प्रक्रियांद्वारे तुटलेल्या पदार्थांना जैवविघटनशील म्हणतात. तुम्ही पुरलेल्या पदार्थांपैकी किती जैवविघटनशील होते? ज्या पदार्थांचे अशा प्रकारे विघटन होत नाही त्यांना अजैवविघटनशील म्हणतात. हे पदार्थ निष्क्रिय असू शकतात आणि फक्त दीर्घ काळापर्यंत पर्यावरणात टिकू शकतात किंवा पारिस्थितिकी तंत्राच्या विविध सदस्यांना हानी पोहोचवू शकतात.

कृती १३.६

• जैवविघटनशील आणि अजैवविघटनशील पदार्थांबद्दल अधिक शोधण्यासाठी ग्रंथालय किंवा इंटरनेट वापरा.
• विविध अजैवविघटनशील पदार्थ आपल्या पर्यावरणात किती काळ टिकतील अशी अपेक्षा आहे?
• या दिवसांत, नवीन प्रकारचे प्लॅस्टिक उपलब्ध आहेत जे जैवविघटनशील असल्याचे सांगितले जातात. अशा सामग्रीबद्दल आणि ते पर्यावरणाला हानी पोहोचवतात की नाही याबद्दल अधिक शोधा.

कोणतेही शहर किंवा शहर भेट द्या, आणि आम्हाला खात्री आहे की सर्वत्र कचऱ्याचे ढीग सापडतील. कोणतेही पर्यटन आकर्षणाचे स्थान भेट द्या आणि आम्हाला खात्री आहे की ते स्थान रिकाम्या अन्नाच्या आवरणांनी भरलेले सापडेल. आधीच्या वर्गांमध्ये आपण आपण निर्माण केलेल्या कचऱ्याचा सामना करण्याच्या या समस्येबद्दल बोललो आहोत