पारिस्थितिकी तंत्र
यह लेख प्राकृतिक पारिस्थितिकी प्रणालियों के बारे में है। मानव निर्मित प्रणालियों में प्रयुक्त शब्द के लिए, डिजिटल पारिस्थितिकी तंत्र देखें । पारिस्थितिक रूप से सजातीय भूमि इकाइयों को वर्गीकृत करने की प्रणाली के लिए, बायोम देखें ।
"बायोसिस्टम" यहां पुनर्निर्देश करता है। जर्नल के लिए, बायोसिस्टम्स देखें ।
कोरल रीफ एक अत्यधिक उत्पादक समुद्री
पारिस्थितिकी तंत्र है।
एक पारिस्थितिकी तंत्र एक प्रणाली के रूप में बातचीत करते हुए, अपने पर्यावरण के नॉनलाइनिंग घटकों के साथ रहने वाले जीवों का एक समुदाय है।ये जैविक और अजैविक घटक पोषक चक्र और ऊर्जा प्रवाह के माध्यम से एक साथ जुड़े हुए हैं। प्रकाश संश्लेषण के माध्यम से ऊर्जा प्रणाली में प्रवेश करती है और इसे पादप ऊतक में शामिल कर लिया जाता है। पौधों पर और एक-दूसरे पर खिलाने से, जानवर प्रणाली के माध्यम से पदार्थ और ऊर्जा की आवाजाही में महत्वपूर्ण भूमिका निभाते हैं। वे मौजूद पौधे और माइक्रोबियल बायोमास की मात्रा को भी प्रभावित करते हैं । मृत कार्बनिक पदार्थों को तोड़कर, डीकम्पोजर कार्बन को वायुमंडल में वापस छोड़ देते हैं और मृत बायोमास में संग्रहीत पोषक तत्वों को एक ऐसे रूप में परिवर्तित करके पोषक तत्वों की सायक्लिंग की सुविधा प्रदान करते हैं जिनका उपयोग पौधों और अन्य रोगाणुओं द्वारा आसानी से किया जा सकता है।
पारिस्थितिक तंत्र बाहरी और आंतरिक कारकों द्वारा नियंत्रित होते हैं। बाहरी कारक जैसे कि जलवायु , मूल सामग्री जो मिट्टी और स्थलाकृति का निर्माण करती है, एक पारिस्थितिकी तंत्र की समग्र संरचना को नियंत्रित करती है लेकिन स्वयं पारिस्थितिकी तंत्र से प्रभावित नहीं होती है। बाहरी कारकों के विपरीत, आंतरिक कारकों को नियंत्रित किया जाता है, उदाहरण के लिए, अपघटन, जड़ प्रतिस्पर्धा, छायांकन, अशांति, उत्तराधिकार, और मौजूद प्रजातियों के प्रकार।
पारिस्थितिक तंत्र गतिशील संस्थाएं हैं - वे आवधिक गड़बड़ी के अधीन हैं और पिछले कुछ गड़बड़ी से उबरने की प्रक्रिया में हैं।समान वातावरण में पारिस्थितिकी तंत्र जो दुनिया के विभिन्न हिस्सों में स्थित हैं, चीजों को बहुत अलग तरीके से कर सकते हैं, क्योंकि उनके पास विभिन्न प्रजातियों के पूल मौजूद हैं।आंतरिक कारक न केवल पारिस्थितिक तंत्र प्रक्रियाओं को नियंत्रित करते हैं बल्कि उनके द्वारा नियंत्रित भी होते हैं और अक्सर फीडबैक लूप के अधीन होते हैं ।
संसाधन आदानों को आम तौर पर बाहरी प्रक्रियाओं जैसे जलवायु और मूल सामग्री द्वारा नियंत्रित किया जाता है। पारिस्थितिकी तंत्र के भीतर संसाधन उपलब्धता विघटन, जड़ प्रतिस्पर्धा या छायांकन जैसे आंतरिक कारकों द्वारा नियंत्रित होती है।हालांकि मनुष्य पारिस्थितिक तंत्र के भीतर काम करते हैं, लेकिन उनके संचयी प्रभाव जलवायु जैसे बाहरी कारकों को प्रभावित करने के लिए पर्याप्त हैं।
जैव विविधता पारिस्थितिकी तंत्र के कामकाज को प्रभावित करती है, जैसे कि गड़बड़ी और उत्तराधिकार की प्रक्रियाएं । पारिस्थितिक तंत्र विभिन्न प्रकार की वस्तुओं और सेवाओं को प्रदान करते हैं जिन पर लोग निर्भर करते हैं।
इतिहास
इकोसिस्टम शब्द का पहली बार इस्तेमाल 1935 में ब्रिटिश इकोलॉजिस्ट आर्थर टैन्सले ने एक प्रकाशन में किया था ।टैन्सले ने जीवों और उनके पर्यावरण के बीच सामग्री के हस्तांतरण के महत्व पर ध्यान आकर्षित करने के लिए अवधारणा तैयार की। बाद में उन्होंने इस शब्द को परिष्कृत किया, इसे "संपूर्ण प्रणाली, ... के रूप में वर्णित किया, जिसमें न केवल जीव-जटिल, बल्कि भौतिक कारकों का पूरा परिसर भी शामिल है जिसे हम पर्यावरण कहते हैं"। तंसले ने पारिस्थितिक तंत्र को केवल प्राकृतिक इकाइयों के रूप में नहीं माना, बल्कि "मानसिक अलगाव" के रूप में माना।तनस्ले ने बाद में शब्द का प्रयोग पारिस्थितिकी प्रणालियों के स्थानिक हद परिभाषित ecotope ।
जी। एवलिन हचिंसन , जो एक लिमोलॉजिस्ट थे , जो टैन्सले के समकालीन थे, उन्होंने चार्ल्स एल्टन के रूसी जियोकेमिस्ट व्लादिमीर वर्नाडस्की के साथ ट्रॉफिक पारिस्थितिकी के बारे में विचारों को जोड़ा । नतीजतन, उन्होंने सुझाव दिया कि एक झील में खनिज पोषक तत्व सीमित क्षारीय उत्पादन । यह बदले में, जानवरों की बहुतायत को सीमित करेगा जो शैवाल पर फ़ीड करते हैं। रेमंड लिंडमैन ने इन विचारों को आगे बढ़ाने के लिए सुझाव दिया कि एक झील के माध्यम से ऊर्जा का प्रवाह पारिस्थितिकी तंत्र का प्राथमिक चालक था। हचिंसन के छात्र, भाई हॉवर्ड टी। ओडुम और यूजीन पी। ओडुम, आगे पारिस्थितिक तंत्र के अध्ययन के लिए एक "सिस्टम दृष्टिकोण" विकसित किया। इसने उन्हें पारिस्थितिक प्रणालियों के माध्यम से ऊर्जा और सामग्री के प्रवाह का अध्ययन करने की अनुमति दी।
प्रक्रियाओं
वर्षा वन पारिस्थितिक तंत्र जैव विविधता से समृद्ध हैं । यह सेनेगल के निओकोलो-कोबा नेशनल पार्क में गाम्बिया नदी है ।
दुनिया के बायोम
पारिस्थितिक तंत्र बाहरी और आंतरिक दोनों कारकों द्वारा नियंत्रित होते हैं। बाहरी कारक, जिन्हें राज्य कारक भी कहा जाता है, एक पारिस्थितिकी तंत्र की समग्र संरचना को नियंत्रित करते हैं और जिस तरह से चीजें इसके भीतर काम करती हैं, लेकिन वे स्वयं पारिस्थितिकी तंत्र से प्रभावित नहीं हैं। इनमें से सबसे महत्वपूर्ण जलवायु है ।जलवायु उस बायोम को निर्धारित करती है जिसमें पारिस्थितिक तंत्र सन्निहित है। वर्षा के पैटर्न और मौसमी तापमान प्रकाश संश्लेषण को प्रभावित करते हैं और जिससे पारिस्थितिकी तंत्र को उपलब्ध पानी और ऊर्जा की मात्रा निर्धारित करते हैं।
मूल सामग्री एक पारिस्थितिकी तंत्र में मिट्टी की प्रकृति को निर्धारित करती है, और खनिज पोषक तत्वों की आपूर्ति को प्रभावित करती है। स्थलाकृति भी एक प्रणाली के माध्यम से microclimate , मिट्टी के विकास और पानी की आवाजाही जैसी चीजों को प्रभावित करके पारिस्थितिक तंत्र प्रक्रियाओं को नियंत्रित करती है। उदाहरण के लिए, पारिस्थितिकी तंत्र काफी अलग हो सकता है यदि परिदृश्य पर एक छोटे से अवसाद में स्थित हो, बनाम एक आसन्न पहाड़ी पर मौजूद है।
पारिस्थितिक तंत्र के कामकाज में महत्वपूर्ण भूमिका निभाने वाले अन्य बाहरी कारकों में समय और संभावित बायोटा शामिल हैं । इसी तरह, जीवों का समूह जो संभावित रूप से एक क्षेत्र में मौजूद हो सकता है, पारिस्थितिकी प्रणालियों को भी महत्वपूर्ण रूप से प्रभावित कर सकता है। समान वातावरण में पारिस्थितिकी तंत्र जो दुनिया के विभिन्न हिस्सों में स्थित हैं, चीजों को बहुत अलग तरीके से कर सकते हैं क्योंकि वे विभिन्न प्रजातियों के पूल मौजूद हैं। गैर-देशी प्रजातियों की शुरूआत पारिस्थितिकी तंत्र के कार्य में पर्याप्त बदलाव ला सकती है।
बाहरी कारकों के विपरीत, पारिस्थितिक तंत्र में आंतरिक कारक न केवल पारिस्थितिक तंत्र प्रक्रियाओं को नियंत्रित करते हैं, बल्कि उनके द्वारा नियंत्रित भी होते हैं। नतीजतन, वे अक्सर फीडबैक लूप के अधीन होते हैं ।जबकि संसाधन आदानों को आम तौर पर बाहरी प्रक्रियाओं जैसे कि जलवायु और मूल सामग्री द्वारा नियंत्रित किया जाता है, पारिस्थितिकी तंत्र के भीतर इन संसाधनों की उपलब्धता को अपघटन, जड़ प्रतिस्पर्धा या छायांकन जैसे आंतरिक कारकों द्वारा नियंत्रित किया जाता है।अशांति, उत्तराधिकार या मौजूद प्रजातियों के प्रकार जैसे अन्य कारक भी आंतरिक कारक हैं।
प्राथमिक उत्पादन
वैश्विक महासागरीय और स्थलीय फोटोट्रॉफ़ बहुतायत, सितंबर 1997 से अगस्त 2000 तक। ऑटोट्रॉफ़ बायोमास के अनुमान के रूप में , यह केवल प्राथमिक उत्पादन क्षमता का एक मोटा संकेतक है, न कि इसका वास्तविक अनुमान।
प्राथमिक उत्पादन अकार्बनिक कार्बन स्रोतों से कार्बनिक पदार्थ का उत्पादन है । यह मुख्य रूप से प्रकाश संश्लेषण के माध्यम से होता है । इस प्रक्रिया के माध्यम से शामिल ऊर्जा पृथ्वी पर जीवन का समर्थन करती है, जबकि कार्बन जीवित और मृत बायोमास, मिट्टी कार्बन और जीवाश्म ईंधन में कार्बनिक पदार्थों का अधिकांश भाग बनाती है । यह कार्बन चक्र को भी चलाता है , जो ग्रीनहाउस प्रभाव के माध्यम से वैश्विक जलवायु को प्रभावित करता है ।
प्रकाश संश्लेषण की प्रक्रिया के माध्यम से, पौधे प्रकाश से ऊर्जा ग्रहण करते हैं और इसका उपयोग कार्बन डाइऑक्साइड और पानी के संयोजन से कार्बोहाइड्रेट और ऑक्सीजन का उत्पादन करने के लिए करते हैं । एक पारिस्थितिकी तंत्र में सभी पौधों द्वारा किए गए प्रकाश संश्लेषण को सकल प्राथमिक उत्पादन (GPP) कहा जाता है।जीपीपी का लगभग आधा हिस्सा पौधे के श्वसन में खपत होता है। जीपीपी का वह भाग, जो श्वसन द्वारा उपयोग नहीं किया जाता है, शुद्ध प्राथमिक उत्पादन (एनपीपी) के रूप में जाना जाता है ।कुल प्रकाश संश्लेषण पर्यावरणीय कारकों की एक सीमा तक सीमित है। इनमें उपलब्ध प्रकाश की मात्रा, पत्ती की मात्रा शामिल हैक्षेत्र में एक संयंत्र को प्रकाश पर कब्जा करना पड़ता है (अन्य पौधों द्वारा छायांकन प्रकाश संश्लेषण का एक प्रमुख अंग है), दर जिस पर प्रकाश संश्लेषण के लिए कार्बन डाइऑक्साइड को क्लोरोप्लास्ट को आपूर्ति की जा सकती है , पानी की उपलब्धता और प्रकाश संश्लेषण को पूरा करने के लिए उपयुक्त तापमान की उपलब्धता। ।
ऊर्जा प्रवाह
प्रकाश संश्लेषण के माध्यम से ऊर्जा और कार्बन पारिस्थितिक तंत्र में प्रवेश करते हैं , जीवित ऊतक में शामिल होते हैं, अन्य जीवों को हस्तांतरित होते हैं जो जीवित और मृत पौधे पदार्थ पर फ़ीड करते हैं, और अंततः श्वसन के माध्यम से जारी होते हैं।
पौधे के ऊतकों (शुद्ध प्राथमिक उत्पादन) में शामिल कार्बन और ऊर्जा का उपयोग या तो जानवरों द्वारा किया जाता है, जबकि पौधे जीवित है, या पौधे के मर जाने पर यह निष्क्रिय रहता है । में स्थलीय पारिस्थितिकी प्रणालियों , शुद्ध प्राथमिक उत्पादन का लगभग 90% समाप्त होता है के आधार पर विभाजित किया जा रहा decomposers । शेष को या तो जानवरों द्वारा उपभोग किया जाता है, जबकि अभी भी जीवित है और पौधे आधारित ट्राफिक प्रणाली में प्रवेश करता है, या यह मरने के बाद भस्म हो जाता है, और डिट्रिटस-आधारित ट्राफिक प्रणाली में प्रवेश करता है।
में जलीय प्रणाली , संयंत्र बायोमास कि से भस्म हो जाता है के अनुपात में शाकाहारी कहीं ज़्यादा है। ट्राफिक प्रणालियों में प्रकाश संश्लेषक जीव प्राथमिक उत्पादक हैं। जो जीव अपने ऊतकों का उपभोग करते हैं, उन्हें प्राथमिक उपभोक्ता या माध्यमिक उत्पादक कहा जाता है - शाकाहारी । जीव जो रोगाणुओं ( बैक्टीरिया और कवक ) पर फ़ीड करते हैं, उन्हें माइक्रोबिवर कहा जाता है । वे जानवर जो प्राथमिक उपभोक्ताओं पर भोजन करते हैं- मांसाहारी -द्वितीयक उपभोक्ता। इनमें से प्रत्येक एक ट्रॉफिक स्तर का गठन करता है ।
खपत का क्रम- पौधे से शाकाहारी तक, मांसाहारी के लिए - एक खाद्य श्रृंखला बनाता है । वास्तविक प्रणालियां इससे कहीं अधिक जटिल हैं - जीव आमतौर पर एक से अधिक प्रकार के भोजन पर फ़ीड करेंगे, और एक से अधिक ट्राफिक स्तर पर खिला सकते हैं। कार्निवोर्स कुछ शिकार पर कब्जा कर सकते हैं जो पौधे-आधारित ट्रॉफिक प्रणाली का हिस्सा हैं और अन्य जो डेट्रिटस-आधारित ट्रॉफिक सिस्टम का हिस्सा हैं (एक पक्षी जो शाकाहारी घास और केंचुओं दोनों पर फ़ीड करता है, जो डिट्रिटस का उपभोग करते हैं)। रियल सिस्टम, इन सभी जटिलताओं के साथ, खाद्य श्रृंखलाओं के बजाय खाद्य जाले बनाते हैं। खाद्य श्रृंखला में आमतौर पर उपभोग के चार स्तर होते हैं जो उत्पादक, प्राथमिक उपभोक्ता, द्वितीयक उपभोक्ता और तृतीयक उपभोक्ता होते हैं।
सड़न
अपघटन
मृत कार्बनिक पदार्थों में कार्बन और पोषक तत्व अपघटन के रूप में जाने वाली प्रक्रियाओं के समूह द्वारा टूट जाते हैं । यह उन पोषक तत्वों को जारी करता है जो तब संयंत्र और सूक्ष्मजीव उत्पादन के लिए फिर से उपयोग किए जा सकते हैं और कार्बन डाइऑक्साइड को वायुमंडल (या पानी) में लौटाते हैं जहां इसका उपयोग प्रकाश संश्लेषण के लिए किया जा सकता है । अपघटन की अनुपस्थिति में, मृत कार्बनिक पदार्थ एक पारिस्थितिकी तंत्र में जमा हो जाएगा, और पोषक तत्वों और वायुमंडलीय कार्बन डाइऑक्साइड कम हो जाएगा।स्थलीय शुद्ध प्राथमिक उत्पादन का लगभग ९ ०% पौधे से सीधे डिकम्पोजर में जाता है।
अपघटन प्रक्रियाओं को तीन श्रेणियों में विभाजित किया जा सकता है- मृत सामग्री के लीचिंग , विखंडन और रासायनिक परिवर्तन। जैसे ही पानी मृत कार्बनिक पदार्थों के माध्यम से आगे बढ़ता है, यह घुल जाता है और इसके साथ पानी में घुलनशील घटक होते हैं। फिर मिट्टी में जीवों द्वारा लिया जाता है, खनिज मिट्टी के साथ प्रतिक्रिया करता है, या पारिस्थितिक तंत्र की सीमाओं से परे ले जाया जाता है । नए शेड के पत्तों और नए मृत जानवरों में पानी में घुलनशील घटकों की उच्च सांद्रता होती है और इसमें शर्करा , अमीनो एसिड और खनिज पोषक तत्व शामिल होते हैं। गीले वातावरण में लीचिंग अधिक महत्वपूर्ण है और सूखे में बहुत कम महत्वपूर्ण है।
विखंडन प्रक्रियाएं कार्बनिक पदार्थों को छोटे टुकड़ों में तोड़ती हैं, रोगाणुओं द्वारा उपनिवेशण के लिए नई सतहों को उजागर करती हैं। छल्ली या छाल की एक बाहरी परत के कारण ताजा शेड पत्ती कूड़े दुर्गम हो सकता है , और सेल सामग्री एक सेल की दीवार द्वारा संरक्षित होती है । नव मृत जानवरों को एक एक्सोस्केलेटन द्वारा कवर किया जा सकता है । विखंडन प्रक्रियाएं, जो इन सुरक्षात्मक परतों के माध्यम से टूट जाती हैं, माइक्रोबियल अपघटन की दर को तेज करती हैं।पशु भोजन के लिए शिकार का खंडन करते हैं, जैसा कि आंत से होकर गुजरता है। फ्रीज-पिघलना चक्र और गीला और सुखाने के चक्र भी मृत सामग्री को टुकड़े टुकड़े करते हैं।
मृत कार्बनिक पदार्थों के रासायनिक परिवर्तन को मुख्य रूप से बैक्टीरिया और कवक कार्रवाई के माध्यम से प्राप्त किया जाता है। फंगल हाइफे एंजाइम का उत्पादन करते हैं जो मृत पौधे सामग्री के आसपास की कठोर बाहरी संरचनाओं के माध्यम से टूट सकते हैं। वे एंजाइमों का उत्पादन भी करते हैं जो लिग्निन को तोड़ते हैं , जो उन्हें लिग्निन में कोशिका द्रव्य और नाइट्रोजन दोनों तक पहुंचने की अनुमति देता है। कवक अपने हाइपल नेटवर्क के माध्यम से कार्बन और नाइट्रोजन स्थानांतरित कर सकते हैं और इस प्रकार, बैक्टीरिया के विपरीत, केवल स्थानीय रूप से उपलब्ध संसाधनों पर निर्भर नहीं हैं।
विघटन दर पारिस्थितिकी प्रणालियों के बीच भिन्न होती है।अपघटन की दर कारकों के तीन सेटों द्वारा नियंत्रित होती है- भौतिक वातावरण (तापमान, नमी और मिट्टी के गुण), जो कि डिकम्पोजर्स के लिए उपलब्ध मृत सामग्री की मात्रा और गुणवत्ता, और माइक्रोबियल समुदाय की प्रकृति है।तापमान माइक्रोबियल श्वसन की दर को नियंत्रित करता है; तापमान जितना अधिक होता है, उतनी ही तेजी से माइक्रोबियल अपघटन होता है। यह मिट्टी की नमी को भी प्रभावित करता है, जो माइक्रोबियल विकास को धीमा कर देता है और लीचिंग को कम करता है। फ्रीज-पिघल चक्र भी अपघटन को प्रभावित करते हैं - ठंड तापमान मिट्टी के सूक्ष्मजीवों को मारते हैं, जो आसपास के पोषक तत्वों को स्थानांतरित करने में अधिक महत्वपूर्ण भूमिका निभाने की अनुमति देता है। यह विशेष रूप से महत्वपूर्ण हो सकता है क्योंकि वसंत में मिट्टी थावे, पोषक तत्वों की एक नाड़ी का निर्माण करती है जो उपलब्ध हो जाती है।
अपघटन की दर बहुत गीली या बहुत शुष्क परिस्थितियों में कम होती है। ऑक्सीजन के पर्याप्त स्तर के साथ गीला, नम स्थितियों में विघटन दर सबसे अधिक है। गीली मिट्टी ऑक्सीजन की कमी हो जाती है (यह विशेष रूप से आर्द्रभूमि में सच है ), जो माइक्रोबियल विकास को धीमा कर देती है। सूखी मिट्टी में भी सड़न धीमी हो जाती है, लेकिन पौधे की वृद्धि का समर्थन करने के लिए मिट्टी के सूखने के बाद भी बैक्टीरिया का बढ़ना जारी रहता है (धीमी दर पर)।
नाइट्रोजन चक्र
जैविक नाइट्रोजन साइकिलिंग
पारिस्थितिक तंत्र व्यापक पर्यावरण के साथ ऊर्जा और कार्बन का लगातार आदान-प्रदान करते हैं । दूसरी ओर, खनिज पोषक तत्व ज्यादातर पौधों, जानवरों, रोगाणुओं और मिट्टी के बीच आगे-पीछे होते हैं। अधिकांश नाइट्रोजन जैविक नाइट्रोजन निर्धारण के माध्यम से पारिस्थितिक तंत्र में प्रवेश करता है , वर्षा, धूल, गैसों के माध्यम से जमा किया जाता है या उर्वरक के रूप में लागू किया जाता है ।
चूंकि अधिकांश स्थलीय पारिस्थितिकी तंत्र नाइट्रोजन-सीमित हैं, इसलिए नाइट्रोजन साइकिलिंग पारिस्थितिकी तंत्र के उत्पादन पर एक महत्वपूर्ण नियंत्रण है।
आधुनिक समय तक, नाइट्रोजन स्थिरीकरण पारिस्थितिकी प्रणालियों के लिए नाइट्रोजन का प्रमुख स्रोत था। नाइट्रोजन-फिक्सिंग बैक्टीरिया या तो सहजीवी रूप से पौधों के साथ रहते हैं या मिट्टी में स्वतंत्र रूप से रहते हैं। ऊर्जावान लागत उन पौधों के लिए अधिक होती है जो नाइट्रोजन-फिक्सिंग सीबम का समर्थन करते हैं - जब नियंत्रित परिस्थितियों में मापा जाता है तो सकल प्राथमिक उत्पादन का 25%। फलीदार पौधे के परिवार के कई सदस्य नाइट्रोजन-फिक्सिंग सीबम का समर्थन करते हैं। कुछ साइनोबैक्टीरिया नाइट्रोजन स्थिरीकरण में भी सक्षम हैं। ये फोटोट्रॉफ़ हैं , जो प्रकाश संश्लेषण करते हैं। अन्य नाइट्रोजन-फिक्सिंग बैक्टीरिया की तरह, वे या तो मुक्त-जीवित हो सकते हैं या पौधों के साथ सहजीवी संबंध रख सकते हैं। नाइट्रोजन के अन्य स्रोतों में एसिड जमाव शामिल हैजीवाश्म ईंधन के दहन के माध्यम से उत्पादित , अमोनिया गैस जो कृषि क्षेत्रों से वाष्पित हो जाती है, जिन पर उर्वरकों को लागू किया गया है, और धूल। एंथ्रोपोजेनिक नाइट्रोजन आदानों का पारिस्थितिकी तंत्र में सभी नाइट्रोजन प्रवाह होता है।
जब पौधों के ऊतकों को बहाया जाता है या खाया जाता है, तो उन ऊतकों में नाइट्रोजन जानवरों और रोगाणुओं के लिए उपलब्ध हो जाता है। माइक्रोबियल अपघटन मिट्टी में मृत कार्बनिक पदार्थों से नाइट्रोजन यौगिकों को छोड़ता है, जहां पौधे, कवक और बैक्टीरिया इसके लिए प्रतिस्पर्धा करते हैं। कुछ मिट्टी के जीवाणु कार्बन के स्रोत के रूप में कार्बनिक नाइट्रोजन युक्त यौगिकों का उपयोग करते हैं, और अमोनियम आयनों को मिट्टी में छोड़ते हैं । इस प्रक्रिया को नाइट्रोजन खनिज के रूप में जाना जाता है । अन्य अमोनियम को नाइट्राइट और नाइट्रेट आयनों में परिवर्तित करते हैं, एक प्रक्रिया जिसे नाइट्रिफिकेशन कहा जाता है । नाइट्रिक ऑक्साइड और नाइट्रस ऑक्साइड भी नाइट्रिफिकेशन के दौरान उत्पन्न होते हैं।नाइट्रोजन युक्त और ऑक्सीजन-खराब स्थितियों के तहत, नाइट्रेट्स और नाइट्राइट नाइट्रोजन गैस में परिवर्तित हो जाते हैं , एक प्रक्रिया जिसे डेनिट्रिफिकेशन कहा जाता है ।
अन्य महत्वपूर्ण पोषक तत्वों में फास्फोरस , सल्फर , कैल्शियम , पोटेशियम , मैग्नीशियम और मैंगनीज शामिल हैं ।फास्फोरस अपक्षय के माध्यम से पारितंत्र में प्रवेश करता है । पारिस्थितिक तंत्र के रूप में यह आपूर्ति कम हो जाती है, जो पुराने परिदृश्य (विशेष रूप से ट्रॉपिक) में फास्फोरस-सीमा को अधिक सामान्य बनाता है।कैल्शियम और सल्फर का उत्पादन अपक्षय द्वारा भी किया जाता है, लेकिन एसिड का जमाव कई पारिस्थितिक तंत्रों में सल्फर का एक महत्वपूर्ण स्रोत है। हालांकि, मैग्नीशियम और मैंगनीज का उत्पादन अपक्षय द्वारा किया जाता है, मृदा कार्बनिक पदार्थों और जीवित कोशिकाओं के बीच आदान-प्रदान, पारिस्थितिक तंत्र के प्रवाह के एक महत्वपूर्ण हिस्से के लिए होता है। पोटेशियम मुख्य रूप से जीवित कोशिकाओं और मिट्टी के कार्बनिक पदार्थों के बीच चक्रीय होता है।
कार्य और जैव विविधता
स्कॉटलैंड में लोच लोमोंड एक अपेक्षाकृत पृथक पारिस्थितिकी तंत्र बनाता है। इस झील का मत्स्य समुदाय 1970 के दशक में कई परिचय तक स्थिर रहा है जब तक कि यह खाद्य वेब नहीं है ।
Ifaty, पर कांटेदार वन मेडागास्कर , विभिन्न विशेषता Adansonia (बओबाब) प्रजातियों, Alluaudia procera (मेडागास्कर OCOTILLO) और अन्य वनस्पतियों।
पारिस्थितिक तंत्र के कामकाज में जैव विविधता महत्वपूर्ण भूमिका निभाती है। इसका कारण यह है कि पारिस्थितिक तंत्र प्रक्रियाएँ एक पारिस्थितिकी तंत्र में प्रजातियों की संख्या, प्रत्येक व्यक्ति की सटीक प्रकृति, और इन प्रजातियों के सापेक्ष बहुतायत जीवों द्वारा संचालित होती हैं।पारिस्थितिक तंत्र की प्रक्रियाएं व्यापक सामान्यीकरण हैं जो वास्तव में व्यक्तिगत जीवों के कार्यों के माध्यम से होती हैं। जीवों की प्रकृति- प्रजातियां, कार्यात्मक समूह और ट्रॉफिक स्तर, जिनके संबंध वे हैं - उन प्रकारों को निर्धारित करता है, जो इन व्यक्तियों को बाहर ले जाने में सक्षम होते हैं और जिस सापेक्ष दक्षता के साथ वे ऐसा करते हैं।
पारिस्थितिक सिद्धांत से पता चलता है कि सह-अस्तित्व के लिए, प्रजातियों में समानता को सीमित करने का कुछ स्तर होना चाहिए-उन्हें किसी मौलिक तरीके से एक दूसरे से अलग होना चाहिए, अन्यथा एक प्रजाति दूसरे को प्रतिस्पर्धी रूप से बाहर कर देगी ।इसके बावजूद, एक पारिस्थितिकी तंत्र में अतिरिक्त प्रजातियों का संचयी प्रभाव रेखीय नहीं है - अतिरिक्त प्रजातियां नाइट्रोजन प्रतिधारण को बढ़ा सकती हैं, उदाहरण के लिए, लेकिन कुछ प्रजातियों की समृद्धि से परे, अतिरिक्त प्रजातियों में थोड़ा जोड़ प्रभाव हो सकता है।
प्रजातियों का जोड़ (या नुकसान) जो पारिस्थितिक तंत्र में पहले से मौजूद उन लोगों के समान है जो केवल पारिस्थितिक तंत्र के कार्य पर एक छोटा प्रभाव डालते हैं। दूसरी ओर, पारिस्थितिक रूप से अलग प्रजातियां बहुत अधिक प्रभाव डालती हैं। इसी तरह, प्रमुख प्रजातियों का पारिस्थितिकी तंत्र के कार्य पर बड़ा प्रभाव पड़ता है, जबकि दुर्लभ प्रजातियों पर एक छोटा प्रभाव पड़ता है। कीस्टोन प्रजातियां पारिस्थितिकी तंत्र के कार्य पर प्रभाव डालती हैं, जो एक पारिस्थितिकी तंत्र में उनकी बहुतायत के लिए अनुपातहीन है।इसी तरह, एक इकोसिस्टम इंजीनियर एक ऐसा जीव है, जो पर्यावास को बनाता है, बनाए रखता है या नष्ट करता है ।
गतिकी
पारिस्थितिक तंत्र गतिशील संस्थाएं हैं। वे आवधिक गड़बड़ी के अधीन हैं और पिछले कुछ गड़बड़ी से उबरने की प्रक्रिया में हैं।जब एक गड़बड़ी होती है, तो एक पारिस्थितिकी तंत्र अपनी प्रारंभिक अवस्था से दूर जाकर प्रतिक्रिया करता है। एक पारिस्थितिकी तंत्र की प्रवृत्ति इसके संतुलन के करीब रहने के बावजूद, उस गड़बड़ी के बावजूद, इसे प्रतिरोध कहा जाता है । दूसरी ओर, गड़बड़ी के बाद जिस गति से वह अपनी प्रारंभिक स्थिति में लौटता है, उसे लचीलापन कहा जाता है ।समय नंगे चट्टान से मिट्टी के विकास और एक समुदाय को अशांति से उबारने में भूमिका निभाता है ।
एक वर्ष से दूसरे वर्ष तक, पारिस्थितिक तंत्र अपने जैविक और अजैविक वातावरण में भिन्नता का अनुभव करते हैं। सूखा, सामान्य सर्दी की तुलना में ठंडा, और कीट प्रकोप सभी पर्यावरणीय परिस्थितियों में अल्पकालिक परिवर्तनशीलता है। जानवरों की आबादी साल-दर-साल बदलती रहती है, संसाधन-समृद्ध अवधि के दौरान निर्माण होता है और दुर्घटनाग्रस्त हो जाता है क्योंकि वे अपने भोजन की आपूर्ति का निरीक्षण करते हैं। ये परिवर्तन शुद्ध प्राथमिक उत्पादन अपघटन दरों और अन्य पारिस्थितिकी तंत्र प्रक्रियाओं में परिवर्तन में खेलते हैं। लंबी अवधि के परिवर्तन भी पारिस्थितिकी तंत्र प्रक्रियाओं को आकार देते हैं - पूर्वी उत्तरी अमेरिका के जंगलों में अभी भी खेती की विरासत दिखाई जाती है जो २०० साल पहले बंद हो गई थी, जबकि पूर्वी साइबेरियाई में मीथेन का उत्पादनझीलें कार्बनिक पदार्थों द्वारा नियंत्रित होती हैं जो प्लेस्टोसीन के दौरान जमा होती हैं ।
पारिस्थितिक प्रक्रियाओं में गड़बड़ी भी महत्वपूर्ण भूमिका निभाती है। एफ स्टुअर्ट चैपिन और coauthors "समय और स्थान में एक अपेक्षाकृत असतत घटना के रूप में अशांति को परिभाषित करते हैं जो आबादी, समुदायों और पारिस्थितिक तंत्र की संरचना को बदल देती है और संसाधनों की उपलब्धता या भौतिक वातावरण में परिवर्तन का कारण बनती है"।यह पेड़ों के गिरने और कीटों के प्रकोप से लेकर तूफान और वन्यजीवों के ज्वालामुखी विस्फोट तक हो सकता है। इस तरह की गड़बड़ी से पौधे, पशु और सूक्ष्म जीव आबादी में बड़े बदलाव हो सकते हैं, साथ ही मृदा कार्बनिक पदार्थ भी।उत्तराधिकार के बाद गड़बड़ी होती है , "संसाधनों की आपूर्ति में जैविक रूप से संचालित परिवर्तनों के परिणामस्वरूप पारिस्थितिकी तंत्र की संरचना और कामकाज में दिशात्मक परिवर्तन।"
गड़बड़ी की आवृत्ति और गंभीरता यह निर्धारित करती है कि यह पारिस्थितिकी तंत्र के कार्य को कैसे प्रभावित करता है। ज्वालामुखी विस्फोट या हिमनद की अग्रिम और पीछे हटने जैसी एक बड़ी गड़बड़ी मिट्टी के पीछे छोड़ देती है जिसमें पौधों, जानवरों या कार्बनिक पदार्थों की कमी होती है। ऐसी गड़बड़ी का अनुभव करने वाले पारिस्थितिक तंत्र प्राथमिक उत्तराधिकार से गुजरते हैं । जंगल की आग, तूफान या खेती जैसी कम गंभीर गड़बड़ी के परिणामस्वरूप द्वितीयक उत्तराधिकार और तेजी से वसूली होती है। अधिक गंभीर गड़बड़ी और अधिक लगातार गड़बड़ी का परिणाम लंबे समय तक ठीक होने में होता है।
ग्रैन कैनरिया में एक मीठे पानी की झील , कैनरी द्वीप का एक द्वीप । स्पष्ट सीमाएँ पारिस्थितिकी तंत्र के दृष्टिकोण का उपयोग करके झीलों को अध्ययन के लिए सुविधाजनक बनाती हैं।
पारिस्थितिक तंत्र पारिस्थितिकी
एक हाइड्रोथर्मल वेंट समुद्र तल पर एक पारिस्थितिकी तंत्र है। (स्केल बार 1 मीटर है।)
पारिस्थितिक तंत्र पारिस्थितिकी पारिस्थितिकी प्रणालियों की प्रक्रियाओं और गतिशीलता का अध्ययन करती है, और जिस तरह से उनके माध्यम से पदार्थ और ऊर्जा का प्रवाह प्राकृतिक प्रणालियों को संरचना करता है। पारिस्थितिक तंत्रों का अध्ययन चट्टानों की सतह परतों से ग्रह की सतह तक परिमाण के 10 आर्डर को कवर कर सकता है।
पारिस्थितिकी तंत्र के गठन की कोई एक परिभाषा नहीं है।जर्मन इकोलॉजिस्ट अर्नस्ट-डेटलेफ शुल्ज़ और कोउथोर्स ने एक पारिस्थितिकी तंत्र को एक ऐसे क्षेत्र के रूप में परिभाषित किया, जो "जैविक कारोबार के संबंध में एक समान है, और विचाराधीन जमीन क्षेत्र के ऊपर और नीचे सभी प्रवाह शामिल हैं।" वे पूरी तरह से नदी के कैचमेंट के जीन लाइकेंस के उपयोग को स्पष्ट रूप से अस्वीकार करते हैं, "एक क्षेत्र के लिए एक व्यापक पारिस्थितिकी तंत्र होने के नाते " एक व्यापक पारिस्थितिकी तंत्र के रूप में, एक क्षेत्र में विविधता को देखते हुए।अन्य लेखकों ने सुझाव दिया है कि एक पारिस्थितिकी तंत्र एक बहुत बड़े क्षेत्र को सम्मिलित कर सकता है, यहां तक कि पूरे ग्रह को भी।शुल्ज़ और coauthors ने इस विचार को भी खारिज कर दिया कि एकल सड़ने वाले लॉग को एक पारिस्थितिकी तंत्र के रूप में अध्ययन किया जा सकता है क्योंकि लॉग और इसके आसपास के प्रवाह का आकार लॉग के भीतर अनुपात चक्र के सापेक्ष बहुत बड़ा है।विज्ञान के दार्शनिक मार्क सगॉफ़ ने " पारिस्थितिकी तंत्र में पारिस्थितिकी के सिद्धांत के विकास में बाधा होने के लिए" जिस तरह की वस्तु का अध्ययन किया है, उसे परिभाषित करने में विफलता मानते हैं ।
पारिस्थितिक तंत्र को विभिन्न प्रकार के दृष्टिकोणों के माध्यम से अध्ययन किया जा सकता है - सैद्धांतिक अध्ययन, लंबे समय तक विशिष्ट पारिस्थितिक तंत्र की निगरानी करने वाले अध्ययन, जो कि कैसे काम करते हैं और प्रत्यक्ष हेरफेर प्रयोग को निर्देशित करने के लिए पारिस्थितिक तंत्र के बीच अंतर को देखते हैं। अध्ययनों को विभिन्न प्रकार के पैमानों पर किया जा सकता है, जिसमें पूरे-पारिस्थितिकी तंत्र के अध्ययन से लेकर सूक्ष्म जगत या मेसोकोसम (पारिस्थितिकी तंत्र का सरलीकृत निरूपण) तक का अध्ययन किया जा सकता है ।अमेरिकी पारिस्थितिकीविद् स्टीफन आर। बढ़ईयह तर्क दिया है कि सूक्ष्म जगत के प्रयोग "अप्रासंगिक और विभाजक" हो सकते हैं यदि उन्हें पारिस्थितिकी तंत्र के पैमाने पर किए गए क्षेत्र अध्ययनों के संयोजन में नहीं किया जाता है। माइक्रोकॉसम प्रयोग अक्सर पारिस्थितिकी तंत्र-स्तरीय गतिशीलता की सटीक भविष्यवाणी करने में विफल होते हैं।
हबर्ड ब्रूक पारिस्थितिकी तंत्र अध्ययन 1963 में शुरू किया था अध्ययन करने के लिए न्यू हैम्पशायर में व्हाइट पर्वत । यह एक पारिस्थितिकी तंत्र के रूप में एक संपूर्ण वाटरशेड का अध्ययन करने का पहला सफल प्रयास था । अध्ययन ने पारिस्थितिकी तंत्र की निगरानी के साधन के रूप में धारा रसायन विज्ञान का उपयोग किया , और पारिस्थितिकी तंत्र का एक विस्तृत जैव-रासायनिक मॉडल विकसित किया ।में उत्तरी अमेरिका में एसिड रेन की खोज के कारण साइट पर लंबे समय तक शोध किया गया । शोधकर्ताओं ने अगले कई दशकों में मिट्टी के कटाव (विशेष रूप से कैल्शियम) की कमी का दस्तावेजीकरण किया ।
मानवीय गतिविधियाँ
लगभग सभी पारिस्थितिक तंत्र में मानवीय गतिविधियाँ महत्वपूर्ण हैं। यद्यपि मानव पारिस्थितिक तंत्र के भीतर मौजूद और संचालित होते हैं, लेकिन उनके संचयी प्रभाव जलवायु जैसे बाहरी कारकों को प्रभावित करने के लिए पर्याप्त हैं।
पारिस्थितिकी तंत्र के सामान और सेवाएं
पारिस्थितिक तंत्र विभिन्न प्रकार की वस्तुओं और सेवाओं को प्रदान करते हैं जिन पर लोग निर्भर करते हैं।पारिस्थितिक तंत्र के सामानों में भोजन, निर्माण सामग्री, औषधीय पौधों जैसे पारिस्थितिक तंत्र प्रक्रियाओं के "मूर्त, भौतिक उत्पाद" शामिल हैं।उनमें पर्यटन और मनोरंजन जैसी कम मूर्त वस्तुओं और जंगली पौधों और जानवरों के जीन भी शामिल हैं जिनका उपयोग घरेलू प्रजातियों में सुधार के लिए किया जा सकता है।
दूसरी ओर, पारिस्थितिकी तंत्र सेवाएं आम तौर पर "मूल्य की चीजों की स्थिति या स्थान में सुधार" होती हैं।इनमें हाइड्रोलॉजिकल साइकल का रखरखाव, हवा और पानी की सफाई, वातावरण में ऑक्सीजन का रखरखाव, फसल परागण और यहां तक कि सौंदर्य, प्रेरणा और अनुसंधान के अवसर जैसी चीजें शामिल हैं।जबकि पारिस्थितिक तंत्र की सामग्री को पारंपरिक रूप से आर्थिक मूल्य की चीजों के आधार के रूप में मान्यता दी गई थी, पारिस्थितिक तंत्र सेवाएं प्रदान की जाती हैं।
पारिस्थितिक तंत्र प्रबंधन
जब प्राकृतिक संसाधन प्रबंधन को एकल प्रजातियों के बजाय पूरे पारिस्थितिक तंत्र पर लागू किया जाता है, तो इसे पारिस्थितिक तंत्र प्रबंधन कहा जाता है । हालांकि पारिस्थितिक तंत्र प्रबंधन की परिभाषाएं लाजिमी हैं, इन सिद्धांतों की एक सामान्य अवधारणा है।एक मौलिक सिद्धांत पारिस्थितिक तंत्र द्वारा वस्तुओं और सेवाओं के उत्पादन की दीर्घकालिक स्थिरता है;"अंतरजनपदीय स्थिरता है प्रबंधन के लिए एक पूर्व शर्त, एक बाद नहीं"।
जबकि पारिस्थितिकी तंत्र प्रबंधन का उपयोग जंगल संरक्षण के लिए एक योजना के हिस्से के रूप में किया जा सकता है , इसका उपयोग गहन रूप से प्रबंधित पारिस्थितिकी तंत्रों में भी किया जा सकता है।
मनुष्यों के कारण होने वाले खतरे
जैसे-जैसे मानव जनसंख्या और प्रति व्यक्ति खपत बढ़ती है, वैसे-वैसे संसाधन पारिस्थितिकी तंत्र और मानव पारिस्थितिक पदचिह्न के प्रभावों पर भी लागू होते हैं । प्राकृतिक संसाधन कमजोर और सीमित हैं। मानवजनित कार्यों के पर्यावरणीय प्रभाव अधिक स्पष्ट होते जा रहे हैं। सभी पारिस्थितिकी प्रणालियों की समस्याओं में शामिल हैं: पर्यावरण प्रदूषण , जलवायु परिवर्तन और जैव विविधता का नुकसान । के लिए स्थलीय पारिस्थितिकी प्रणालियों आगे धमकियां शामिल वायु प्रदूषण , मिट्टी का क्षरण , और वनों की कटाई । के लिए जलीय पारिस्थितिकी प्रणालियों की धमकी भी (समुद्री संसाधनों की अरक्षणीय शोषण उदाहरण के लिए शामिलकुछ प्रजातियों की अधिकता ), समुद्री प्रदूषण , माइक्रोप्लास्टिक्स प्रदूषण, जल प्रदूषण , महासागरों का गर्म होना और तटीय क्षेत्रों पर निर्माण।
समाज तेजी से जागरूक हो रहा है कि पारिस्थितिकी तंत्र सेवाएं न केवल सीमित हैं, बल्कि यह भी है कि उन्हें मानव गतिविधियों से खतरा है। दीर्घकालिक पारिस्थितिकी तंत्र स्वास्थ्य पर बेहतर विचार करने और मानव बस्ती और आर्थिक गतिविधि को सक्षम करने में इसकी भूमिका की आवश्यकता तत्काल है। निर्णय निर्माताओं को सूचित करने में मदद करने के लिए, कई पारिस्थितिकी तंत्र सेवाओं को आर्थिक मूल्यों को सौंपा जा रहा है, जो अक्सर मानवजनित विकल्पों के साथ प्रतिस्थापन की लागत पर आधारित होते हैं। उदाहरण के लिए, जैव विविधता बैंकिंग के माध्यम से प्रकृति के लिए आर्थिक मूल्य को निर्धारित करने की चल रही चुनौती , ट्रांसडिसिप्लिनरी शिफ्ट्स को बढ़ावा दे रही है , जिसमें हम एक प्रजाति के रूप में पर्यावरण, सामाजिक जिम्मेदारी , व्यवसाय के अवसरों और हमारे भविष्य को पहचानते और प्रबंधित करते हैं ।
