Ecosystem ची रचना आणि कार्ये
मागील धड्यात population आणि त्यांचे संबंध पाहिले; येथे सजीव आणि निर्जीव मिळून ecosystem मध्ये ऊर्जा आणि पोषके कशी फिरतात ते शिकतो.
तलाव — पाणी, शैवाल, मासे, गाळातील जीवाणू; सगळे एकमेकांवर अवलंबून.
Ecosystem = सजीव आणि निर्जीव घटकांचे स्वयं-नियंत्रित, स्वयं-टिकणारे एकक. Stratification = उभे थर; zonation = आडवे पट्टे.
आकृतीत : Ecosystem ची रचना.
नियम 1 : प्रकार आणि रचना — Tansley (1935). प्रकार : स्थलीय (वन, तृणभूमी, वाळवंट) आणि जलीय (तलाव, नदी, सागर, खाडी); नैसर्गिक (स्वयंपूर्ण) आणि कृत्रिम (शेत, मत्स्य-टाकी — सतत मानवी निविष्ट). Stratification : जंगलात वृक्ष → झुडूप → तृण-वनस्पती; सागरात epipelagic, mesopelagic, bathypelagic, benthic. Zonation : किनारा/पाणथळ — inter-tidal, littoral, sub-littoral; दोन अधिवासांच्या सीमेवर जास्त स्पष्ट.
- सोपे : Stratification = उभे.
- मध्यम : Zonation = आडवे.
- परीक्षेसाठी (CET) : शेत = कृत्रिम.
नियम 2 : चार कार्ये — (1) Productivity (अजैविक → जैविक), (2) Decomposition (मृत पदार्थाचे विघटन), (3) Nutrient cycling (पोषके साठवणे/फिरवणे), (4) Energy flow (एकदिशा : producer → consumer → उष्णता). तलाव : abiotic = पाणी, खनिजे, गाळ; producers = phytoplankton, शैवाल, जलवनस्पती; consumers = zooplankton, कीटक, मासे; decomposers = तळाशी बुरशी, जीवाणू.
- सोपे : ऊर्जा एकदिशा.
- मध्यम : पोषके चक्रीय.
- परीक्षेसाठी (CET) : Decomposers = तळाशी.
PDNE : Productivity, Decomposition, Nutrient cycling, Energy flow.
‘शेत नैसर्गिक ecosystem’ चूक (कृत्रिम). सापळा : ‘ऊर्जा चक्रीय’ चूक (एकदिशा).
आठवणीची युक्ती : "Stratification = Stairs (उभे); Zonation = Zones (आडवे)".
फरक ओळखा
| पद | दिशा |
|---|---|
| Stratification | उभी |
| Zonation | आडवी |
| ऊर्जा | एकदिशा |
| पोषके | चक्रीय |
सरावासाठी प्रश्न
- 1Ecosystem शब्द?
- 2कृत्रिम उदा.?
- 3Zonation कुठे?
- 4तलावातील producers?
- 5Decomposers?
- 6कार्ये किती?
- 7सागरी थर?
- 8ऊर्जा?
उत्तरे पाहा (आधी स्वतः सोडवा)
- 1Tansley.
- 2शेत / मत्स्यटाकी.
- 3किनारा/पाणथळ.
- 4Phytoplankton, शैवाल.
- 5बुरशी, जीवाणू.
- 6चार.
- 7Benthic.
- 8एकदिशा.
Productivity
शेतातील एकूण पीक आणि बियाण्यासाठी राखून ठेवलेले — एकूण आणि निव्वळ.
Primary productivity = प्रकाश-संश्लेषणाने organic पदार्थ तयार होण्याचा दर. NPP = GPP − श्वसन-खर्च (R).
आकृतीत : GPP, R, NPP.
नियम 1 : GPP आणि NPP — Productivity = जैव-वस्तुमान निर्मितीचा दर; एकक g/m²/दिवस किंवा कार्बन-वस्तुमान. GPP = प्रकाश-संश्लेषणातील एकूण निर्मिती; वनस्पती त्यातील काही भाग श्वसनात (R) वापरतात; GPP − R = NPP — ग्राहक, विघटकांना उपलब्ध biomass. उदा. GPP 100 आणि R 40 ⇒ NPP = 60. जीवावरणाचा वार्षिक NPP ≈ 170 अब्ज टन (कोरडे वजन); महासागरांचा फक्त 55 अब्ज टन, उर्वरित भूमीवरून.
- सोपे : NPP = GPP − R.
- मध्यम : सागर 55 अब्ज टन.
- परीक्षेसाठी (CET) : एकूण 170 अब्ज टन.
नियम 2 : Secondary productivity आणि घटक — Secondary productivity = ग्राहकांनी नवे organic पदार्थ तयार करण्याचा दर (अन्न-ऊर्जा आत्मसात करण्याचा दर). Primary productivity ठरवणारे घटक : वनस्पती-जाती, प्रकाश, पाणी, पोषके, तापमान, प्रकाश-संश्लेषण क्षमता; म्हणून ecosystems नुसार वेगळी. सागरात उत्पादकता कमी कारण प्रकाश खोलीनुसार कमी आणि पोषके मर्यादित.
- सोपे : ग्राहक = secondary.
- मध्यम : प्रकाश, पोषके.
- परीक्षेसाठी (CET) : सागर कमी.
GPP मधून R वजा = NPP.
‘NPP = GPP + R’ चूक. सापळा : ‘सागर जास्त उत्पादक’ चूक (कमी).
आठवणीची युक्ती : "Net = Gross − Respiration (N = G − R)".
फरक ओळखा
| पद | अर्थ |
|---|---|
| GPP | एकूण निर्मिती |
| R | श्वसन-खर्च |
| NPP | उपलब्ध biomass |
सरावासाठी प्रश्न
- 1GPP 80, R 30, NPP?
- 2एकक?
- 3जीवावरण NPP?
- 4सागर?
- 5Secondary?
- 6NPP कोणास?
- 7एक घटक?
- 8सागर कमी का?
उत्तरे पाहा (आधी स्वतः सोडवा)
- 150.
- 2g/m²/दिवस.
- 3≈170 अब्ज टन.
- 4≈55 अब्ज टन.
- 5ग्राहक.
- 6ग्राहक, विघटक.
- 7प्रकाश / पोषके.
- 8प्रकाश आणि पोषके कमी.
Decomposition
पडलेली पाने काही आठवड्यांत मातीत मिसळतात — अदृश्य सफाई कामगार.
Decomposition = विघटक मृत organic पदार्थाचे CO₂, पाणी आणि पोषकांत रूपांतर करतात. Detritus = मृत भाग, विष्ठा.
आकृतीत : Decomposition चे टप्पे.
नियम 1 : पाच टप्पे — (1) Fragmentation : detritivores (गांडूळ) तुकडे करतात, पृष्ठभाग वाढतो. (2) Leaching : पाण्यात विरघळणारे क्षार खाली जाऊन अनुपलब्ध क्षार बनू शकतात. (3) Catabolism : जीवाणू-बुरशीची विकरे जटिल पदार्थ साध्या अकार्बनी पदार्थांत. (4) Humification : गडद, अनाकार, कोलॉइडल humus; विघटनास प्रतिरोधी; पोषकांचा साठा; मातीची जलधारण-क्षमता वाढते. (5) Mineralisation : humus चे विघटन; अकार्बनी पोषके मुक्त. सर्व टप्पे एकाच वेळी चालतात.
- सोपे : Humus = मंद विघटन.
- मध्यम : गांडूळ = fragmentation.
- परीक्षेसाठी (CET) : टप्पे एकत्र चालतात.
नियम 2 : वेग ठरवणारे घटक — विघटनाला ऑक्सिजन लागतो. तापमान आणि मातीतील ओलावा हे मुख्य घटक. उबदार, दमट वातावरण वेग वाढवते; कमी तापमान आणि anaerobic स्थिती मंद करतात. मृत पदार्थातील रासायनिक घटकही (नायट्रोजन-समृद्ध भाग जलद, lignin-chitin समृद्ध मंद) परिणाम करतात.
- सोपे : उबदार + दमट = जलद.
- मध्यम : थंड = मंद.
- परीक्षेसाठी (CET) : O₂ आवश्यक.
F-L-C-H-M : Fragment, Leach, Catabolise, Humify, Mineralise.
‘Humus लगेच विघटित’ चूक (अत्यंत मंद). सापळा : ‘थंडीत विघटन जलद’ चूक.
आठवणीची युक्ती : "F L C H M = ‘Fine Leaves Change Hard Matter’".
फरक ओळखा
| टप्पा | कार्य |
|---|---|
| Fragmentation | तुकडे |
| Humification | Humus तयार |
| Mineralisation | पोषके मुक्त |
सरावासाठी प्रश्न
- 1Detritus?
- 2Fragmentation कोण?
- 3Leaching?
- 4Humus गुण?
- 5Mineralisation?
- 6जलद वातावरण?
- 7Anaerobic परिणाम?
- 8Catabolism कोण?
उत्तरे पाहा (आधी स्वतः सोडवा)
- 1मृत भाग, विष्ठा.
- 2Detritivores (गांडूळ).
- 3क्षार पाण्याने खाली.
- 4गडद, कोलॉइडल, मंद.
- 5अकार्बनी पोषके.
- 6उबदार, दमट.
- 7मंद.
- 8जीवाणू-बुरशी विकरे.
ऊर्जा-प्रवाह, अन्नसाखळी आणि 10% नियम
मोबाईल चार्जर — सुरुवातीला भरपूर ऊर्जा; पुढे प्रत्येक टप्प्यावर थोडी हरवते.
Trophic level = अन्नसाखळीतील पोषण-स्तर. 10% नियम = प्रत्येक पुढील स्तरावर फक्त सुमारे 10% ऊर्जा पोहोचते.
आकृतीत : ऊर्जा-प्रवाह.
नियम 1 : ऊर्जेचा स्रोत आणि साखळ्या — सूर्य हा एकमेव स्रोत (खोल सागरी परिसंस्था वगळता). आपटणाऱ्या सौरकिरणांपैकी PAR 50% पेक्षा कमी; वनस्पती PAR चा फक्त 2–10% वापरतात. प्रवाह एकदिशा — ऊर्जा फक्त एकदाच वापरता येते. Grazing food chain : गवत → हरीण → बिबट्या. Detritus food chain : मृत पदार्थ → विघटक (saprotrophs). तिसरा : parasitic. अनेक साखळ्या जोडून अन्नजाळे; सर्वभक्षी (कावळा, माणूस) अनेक स्तरांत.
- सोपे : PAR < 50%.
- मध्यम : वनस्पती 2–10%.
- परीक्षेसाठी (CET) : DFC = मृत पदार्थ.
नियम 2 : 10% नियम — Lindeman (1942) : प्रत्येक स्तरावर निव्वळ ऊर्जेच्या फक्त 10% पुढे; बाकी श्वसन/उष्णतेत. उदा. 1000 J प्रकाशातून producer 100 J, शाकाहारी 10 J, मांसाहारी 1 J. म्हणून साखळ्यांत सहसा 4–5 स्तर; वर ऊर्जा अत्यंत कमी. लहान साखळीत जास्त ऊर्जा उपलब्ध. स्तर : producer (1ला), primary consumer (2रा), secondary (3रा), tertiary/top (4था).
- सोपे : Lindeman = 10%.
- मध्यम : 1000 → 100 → 10 → 1.
- परीक्षेसाठी (CET) : 4–5 स्तर.
10 चा नियम : 1000 → 100 → 10 → 1.
‘100% ऊर्जा पुढे जाते’ चूक. सापळा : ‘ऊर्जा चक्रीय’ चूक.
आठवणीची युक्ती : "Lindeman = Little energy (10%)".
फरक ओळखा
| स्तर | उदा. |
|---|---|
| 1ला (producer) | गवत |
| 2रा (primary) | हरीण |
| 3रा (secondary) | बिबट्या |
सरावासाठी प्रश्न
- 1PAR?
- 210% नियम?
- 31000 J → शाकाहारी?
- 4DFC सुरुवात?
- 5साखळ्यांत स्तर?
- 6सर्वभक्षी?
- 7ऊर्जा दिशा?
- 8अन्नजाळे का?
उत्तरे पाहा (आधी स्वतः सोडवा)
- 1Photosynthetically active radiation.
- 2Lindeman 1942.
- 310 J.
- 4मृत पदार्थ.
- 54–5.
- 6कावळा / माणूस.
- 7एकदिशा.
- 8स्थिरता.
Ecological pyramids
सैनिकांचा तळ मोठा, वर अधिकारी थोडे — पिरॅमिडचा आकार.
Ecological pyramid = स्तरांमधील संख्या, biomass किंवा ऊर्जेचे चित्रण (C. Elton, 1927); पाया = producers.
आकृतीत : तीन पिरॅमिड.
Ecological pyramids
ॲपमध्ये ही आकृती हाताने हलवून बघता येते.
ॲपमध्ये उघडानियम 1 : तीन प्रकार — Number : प्रति क्षेत्र व्यक्ती-संख्या. उदा. 500 000 (गवत) → 5000 → 5. Biomass : प्रति क्षेत्र जैववस्तुमान. उदा. गवत 900 kg, उंदीर 100, साप 50, घुबड 10. Energy : साठवलेली ऊर्जा. सामान्यतः तिन्ही सरळ. अपवाद : सागरी biomass pyramid उलटा (phytoplankton चे biomass कमी, zooplankton चे जास्त); एका झाडावरील कीटक → लहान पक्षी → परजीवी यांचा number pyramid उलटा.
- सोपे : Elton = 1927.
- मध्यम : सागर biomass उलटा.
- परीक्षेसाठी (CET) : झाड number उलटा.
नियम 2 : Energy pyramid आणि मर्यादा — Energy pyramid नेहमी सरळ, कधीही उलटा नाही — कारण प्रत्येक स्तरावर फक्त 10% पुढे आणि बहुतेक उष्णता म्हणून हरवते. (100% → 10% → 1% → 0.1%). मर्यादा : साधी साखळी गृहीत धरतो, अन्नजाळे नाही; decomposers ना स्थान नाही; एकच जात अनेक स्तरांत असू शकते (चिमणी — बी खाताना primary, कीटक खाताना secondary).
- सोपे : Energy = नेहमी सरळ.
- मध्यम : Decomposers नाहीत.
- परीक्षेसाठी (CET) : चिमणी दोन स्तरांत.
ऊर्जा कधी उलटी नाही — उष्णता हरवते.
‘सर्व पिरॅमिड कधीही उलटे नसतात’ चूक (biomass/number होतात). सापळा : ‘Energy pyramid उलटा’ चूक.
आठवणीची युक्ती : "E for Eternal-upright (Energy सरळ)".
फरक ओळखा
| पिरॅमिड | उलटा? |
|---|---|
| Number | होऊ शकतो |
| Biomass | सागरात होतो |
| Energy | कधीच नाही |
सरावासाठी प्रश्न
- 1पिरॅमिड कल्पना?
- 2सागर biomass?
- 3Energy pyramid?
- 4का?
- 5उदा. biomass?
- 6मर्यादा?
- 7चिमणी?
- 8पाया?
उत्तरे पाहा (आधी स्वतः सोडवा)
- 1C. Elton.
- 2उलटा.
- 3नेहमी सरळ.
- 410% नियम, उष्णता-हानी.
- 5घुबड 10 kg.
- 6Decomposers नाहीत.
- 7दोन स्तर.
- 8Producers.
पोषक चक्रे : कार्बन आणि फॉस्फरस
पाण्याची बाटली पुन्हा भरतो तसे पोषके पुन्हा-पुन्हा वापरली जातात.
Nutrient cycle (biogeochemical) = पोषके निर्जीव → सजीव → पुन्हा निर्जीव. Reservoir = साठा : वायुरूप चक्रात वातावरण; अवसादी चक्रात खडक.
आकृतीत : कार्बन आणि फॉस्फरस चक्र.
पोषक चक्रे : कार्बन आणि फॉस्फरस
ॲपमध्ये ही आकृती हाताने हलवून बघता येते.
ॲपमध्ये उघडानियम 1 : कार्बन चक्र — वायुरूप चक्र; सर्व सजीव कार्बनी. जगातील 71% कार्बन सागरात विरघळलेला. प्रक्रिया : प्रकाश-संश्लेषण (CO₂ → अन्न), श्वसन, विघटन, अवसादन, ज्वलन. खडक, कोळसा, तेल = दीर्घकालीन साठा (sinks). मानवी परिणाम : जीवाश्म इंधन ज्वलनातून वर्षी सुमारे 5.5 अब्ज टन कार्बन; त्यापैकी 3.3 अब्ज टन वातावरणात; उर्वरित सागरात (कवच-कार्बोनेट). जंगलतोड, ज्वालामुखी, वणवे यांनीही CO₂ वाढते.
- सोपे : 71% सागरात.
- मध्यम : 5.5 / 3.3 अब्ज टन.
- परीक्षेसाठी (CET) : ज्वलन = CO₂ वाढ.
नियम 2 : फॉस्फरस चक्र — अवसादी चक्र; साठा खडक (phosphates). खडकांच्या क्षरणाने माती → वनस्पतींची मुळे → शाकाहारी → मांसाहारी → मृत भाग → phosphate-solubilising जीवाणू → पुन्हा माती. उपयोग : पेशीपटल, nucleic acids, ATP, हाडे, दात. फरक (कार्बनच्या तुलनेत) : पावसातून आवक अत्यल्प; श्वसनातून वातावरणात उत्सर्जन नाही; म्हणून P नेहमी मर्यादक. खते/सांडपाण्यातील अचानक P ⇒ शैवाल-वाढ ⇒ eutrophication — जलचर मरतात.
- सोपे : साठा = खडक.
- मध्यम : वातावरणीय P नाही.
- परीक्षेसाठी (CET) : जास्त P = eutrophication.
C = हवेत (gaseous); P = खडकात (sedimentary).
‘फॉस्फरस श्वसनातून हवेत’ चूक. सापळा : ‘कार्बनचा मुख्य साठा वातावरण’ चूक (सागर 71%).
आठवणीची युक्ती : "C = Cloud (हवा); P = Pebble (खडक)".
फरक ओळखा
| चक्र | साठा |
|---|---|
| Carbon | वातावरण/सागर |
| Nitrogen | वातावरण |
| Phosphorus | खडक |
सरावासाठी प्रश्न
- 1कार्बन सागरात?
- 2P चक्र प्रकार?
- 3Sinks?
- 4वर्षी C ज्वलन?
- 5P मुक्त करणारे?
- 6Eutrophication कारण?
- 7P मर्यादक का?
- 8जीवन का कार्बनी?
उत्तरे पाहा (आधी स्वतः सोडवा)
- 171%.
- 2अवसादी.
- 3खडक, कोळसा, तेल.
- 45.5 अब्ज टन.
- 5Phosphate-solubilising जीवाणू.
- 6जास्त P / नायट्रेट.
- 7आवक अत्यल्प.
- 8कार्बन सर्व organic संयुगांत.
Ecological succession आणि ecosystem services
पडीक शेतात काही वर्षांत गवत, झुडपे, मग झाडे — निसर्ग स्वतः भरतो.
Succession = दिलेल्या क्षेत्रातील प्रजाती-संरचनेतील क्रमवार, अंदाज करता येणारा बदल. Climax community = अंतिम स्थिर समुदाय.
आकृतीत : Succession आणि services.
नियम 1 : Succession चे प्रकार आणि पायऱ्या — Primary : जिथे सजीव कधीच नव्हते — नवे ज्वालामुखी बेट, थंड लाव्हा, उघडा खडक, नवीन तलाव; माती नसल्याने शेकडो ते हजारो वर्षे. Secondary : पडीक शेत, जळलेले/तोडलेले जंगल, पूर; माती आहे म्हणून जलद. Pioneer जाती : खडकावर crustose lichens (आम्लाने खडक झिजवतात) → मॉस → तृण → झुडपे → climax वन. पायऱ्या : nudation, invasion, ecesis, aggregation, competition and co-action, reaction, stabilisation. संपूर्ण क्रम = sere; मधले = seral communities. Hydrarch (ओले) आणि xerarch (कोरडे) दोन्ही mesic climax कडे.
- सोपे : Primary = माती नाही.
- मध्यम : Pioneer = lichen.
- परीक्षेसाठी (CET) : सर्व → mesic.
नियम 2 : Ecosystem services — Millennium Ecosystem Assessment (2005) : परिसंस्थांपासून लोकांना मिळणारे लाभ. प्रकार : Supporting (पोषक चक्र, प्राथमिक उत्पादन, माती-निर्मिती, अधिवास, परागीभवन); Provisioning (अन्न, लाकूड, पाणी, औषधे, जनुकीय संसाधने); Regulating (कार्बन शोषण, शिकार-नियंत्रण, विघटन, हवा-पाणी शुद्धीकरण, कीड-नियंत्रण, पूर-दुष्काळ सौम्य); याशिवाय सांस्कृतिक/सौंदर्य लाभही. निरोगी परिसंस्था म्हणजे मोफत सेवा.
- सोपे : Supporting = पोषक चक्र.
- मध्यम : Provisioning = अन्न.
- परीक्षेसाठी (CET) : Regulating = शुद्धीकरण.
P-pioneer; C-climax : Pioneer → … → Climax.
‘Secondary succession उघड्या खडकावर’ चूक (primary). सापळा : ‘Pioneer = वृक्ष’ चूक (lichen).
आठवणीची युक्ती : "Lichen → Moss → Herb → Shrub → Tree".
फरक ओळखा
| प्रकार | सुरुवात |
|---|---|
| Primary | उघडा खडक |
| Secondary | पडीक शेत |
| Climax | स्थिर वन |
सरावासाठी प्रश्न
- 1Primary उदा.?
- 2Pioneer?
- 3Secondary उदा.?
- 4Sere?
- 5Mesic?
- 6Hydrarch?
- 7Provisioning?
- 8MEA वर्ष?
उत्तरे पाहा (आधी स्वतः सोडवा)
- 1नवे ज्वालामुखी बेट.
- 2Crustose lichen.
- 3पडीक शेत.
- 4संपूर्ण क्रम.
- 5मध्यम पाणी.
- 6ओले क्षेत्र.
- 7अन्न / लाकूड.
- 82005.
संपूर्ण धड्याची झटपट उजळणी
| संकल्पना | मुख्य तथ्य |
|---|---|
| Ecosystem | चार कार्ये; Tansley 1935 |
| Productivity | GPP − R = NPP |
| Decomposition | F-L-C-H-M |
| ऊर्जा | 10% नियम; Lindeman 1942 |
| Pyramids | Energy नेहमी सरळ |
| चक्रे | C वायुरूप; P अवसादी |
| Succession | Pioneer → climax (mesic) |
🎯 परीक्षेसाठी सर्वाधिक महत्त्वाचे मुद्दे
- Ecosystem ची रचना.
- Productivity.
- Decomposition.
- ऊर्जा-प्रवाह आणि 10% नियम.
- Ecological pyramids.
- कार्बन, फॉस्फरस चक्र.
- Succession आणि services.
आधी संकल्पना समजा → आकृती काढा → मुद्दे लक्षात ठेवा → स्वतः प्रश्न सोडवा.