UPPSC 2019 प्रारंभिक प्रश्नपत्र-I · प्रश्न 99 / 150

सही उत्तर — (B) घटती है। ऊर्जा किसी पारिस्थितिक तंत्र में सूर्यप्रकाश के रूप में प्रवेश करती है, हरे पौधों द्वारा स्थिरीकृत होती है और फिर केवल एक ही दिशा में प्रवाहित होती है — उत्पादक से शाकाहारी से माँसाहारी — हर चरण पर एक बड़ा अंश खोते हुए। ये हानियाँ अनिवार्य हैं और तीन प्रकार की हैं: किसी भी पोषी स्तर की अधिकांश ऊर्जा पहले ही उस स्तर के अपने श्वसन में जल चुकी होती है और ऊष्मा के रूप में मुक्त हो जाती है; उपलब्ध जैवभार का एक बड़ा भाग कभी खाया ही नहीं जाता, या मर जाता है और अपघटकों (decomposers) तक चला जाता है; और जो खाया जाता है उसमें से कुछ आत्मसात नहीं होता और मल के रूप में निकल जाता है। रेमंड लिंडेमैन के 1942 के शास्त्रीय अध्ययन ने इसे दस-प्रतिशत नियम के रूप में संक्षेपित किया — किसी एक पोषी स्तर की लगभग एक-दसवाँ ऊर्जा अगले स्तर को हस्तांतरित होती है, शेष नब्बे प्रतिशत, मुख्यतः ऊष्मा के रूप में, नष्ट हो जाती है। ऊष्मागतिकी का द्वितीय नियम यह गारंटी देता है कि कोई भी स्थानांतरण पूर्ण नहीं हो सकता, इसलिए दिशा तय है: ऊर्जा हमेशा ऊपर की ओर घटती है। इसके दो परिचित परिणाम हैं — ऊर्जा का पिरामिड सदैव सीधा होता है, कभी उलटा नहीं, और खाद्य श्रृंखलाएँ शायद ही कभी चार-पाँच कड़ियों से आगे जाती हैं, क्योंकि तब तक इतनी कम ऊर्जा बचती है कि एक और स्तर को पोषित नहीं कर सकती।

• (a)बढ़ती है — खाद्य श्रृंखला में ऊपर जाकर ऊर्जा कभी बढ़ नहीं सकती — इससे कुछ भी नहीं से ऊर्जा उत्पन्न हो जाएगी। जो चीज़ श्रृंखला के साथ बढ़ती है वह है DDT जैसे अनवरत वसा-घुलनशील प्रदूषकों की सांद्रता, जैव-आवर्धन (biomagnification) के माध्यम से; विद्यार्थी अक्सर उस चित्र को गलती से ऊर्जा पर लागू कर देते हैं।
• (c)स्थिर रहती है — स्थिर स्थानांतरण का अर्थ होगा एक पूर्णतः कुशल स्थानांतरण, बिना किसी श्वसन, ऊष्मा-हानि, बिना कुछ भी अखाया रहने या अपाचित रहने के। ऊष्मागतिकी का द्वितीय नियम इसे असंभव बना देता है; हर जैविक ऊर्जा-स्थानांतरण में कुछ ऊर्जा ऊष्मा में क्षरित होती है।
• (d)बढ़ सकती है या घट सकती है — दिशा परिवर्तनशील नहीं है। स्थानांतरण-दक्षताएँ विभिन्न पारिस्थितिक तंत्रों के बीच अवश्य भिन्न होती हैं — अक्सर लगभग पाँच से बीस प्रतिशत के बीच बताई जाती हैं — परंतु वे सदैव सौ प्रतिशत से बहुत नीचे रहती हैं, इसलिए ऊर्जा की मात्रा एक पोषी स्तर से दूसरे तक हमेशा घटती ही है।

पारिस्थितिक तंत्र ऊर्जा के एकदिशीय प्रवाह और पदार्थ के चक्रण पर चलता है। कार्बन, नाइट्रोजन व फॉस्फोरस जैसे पोषक तत्व जीवों व पर्यावरण के बीच बार-बार चक्रित होते हैं, परंतु ऊर्जा नहीं: यह सूर्यप्रकाश के रूप में प्रवेश करती है, उत्पादकों द्वारा सकल प्राथमिक उत्पादकता के रूप में ग्रहण की जाती है, और उसके बाद केवल क्षरित होती है — हर जीव जो लेता है उसका अधिकांश श्वसन पर व्यय करता है, और वह ऊष्मा पारिस्थितिक तंत्र से सदा के लिए निकल जाती है। किसी स्तर के अपने श्वसन के बाद जो बचता है वह उसकी शुद्ध उत्पादकता है, और उसका केवल एक अंश ही कभी ऊपर वाले स्तर तक पहुँचता है। यही कारण है कि पारिस्थितिकी ऊर्जा-प्रवाह की बात करती है, पोषक-चक्रों की नहीं।

दस-प्रतिशत नियम के बिना भी निष्कासन (elimination) इसे तय कर देता है। 'स्थिर रहती है' पूर्ण दक्षता की माँग करेगा; 'बढ़ती है' कहीं-से-भी ऊर्जा की माँग करेगा; 'बढ़ सकती है या घट सकती है' दिशा को मनमाना बना देगा जबकि वास्तव में यह ऊष्मागतिकी द्वारा तय है। केवल 'घटती है' बचती है। यह स्पष्ट रखें कि आपसे किस राशि के बारे में पूछा जा रहा है: ऊर्जा हमेशा ऊपर की ओर घटती है, संख्या व जैवभार सामान्यतः घटते हैं परंतु उलटे भी हो सकते हैं (एक बड़ा वृक्ष कई कीटों को समर्थन दे सकता है, या समुद्र के तेज़-आवर्तन वाले फाइटोप्लैंकटन ज़ूप्लैंकटन के अधिक स्थायी जैवभार को समर्थन दे सकते हैं), और प्रदूषक-सांद्रता बढ़ती है।

• लिंडेमैन का दस-प्रतिशत नियम (1942): किसी एक पोषी स्तर की लगभग 10 प्रतिशत ऊर्जा अगले स्तर को हस्तांतरित होती है; शेष, मुख्यतः श्वसन-ऊष्मा के रूप में, नष्ट हो जाती है।
• किसी पारिस्थितिक तंत्र में ऊर्जा-प्रवाह एकदिशीय व अचक्रीय है, पोषक तत्वों के विपरीत, जो जैव-भू-रासायनिक चक्रों के माध्यम से पुनर्चक्रित होते हैं।
• सकल प्राथमिक उत्पादकता में से उत्पादकों के अपने श्वसन को घटाने पर शुद्ध प्राथमिक उत्पादकता मिलती है — वह ऊर्जा जो वास्तव में उपभोक्ताओं को उपलब्ध होती है।
• ऊर्जा का पिरामिड सदैव सीधा होता है; संख्या व जैवभार के पिरामिड कुछ पारिस्थितिक तंत्रों में उलटे हो सकते हैं।
• चूँकि हर चरण पर ऊर्जा घटती जाती है, खाद्य श्रृंखलाएँ सामान्यतः लगभग चार से पाँच पोषी स्तरों तक सीमित होती हैं।

• ऊर्जा-स्थानांतरण (सदैव घटता है) को प्रदूषक-सांद्रता (श्रृंखला में ऊपर बढ़ती है) के साथ भ्रमित करना।
• यह विश्वास करना कि जैवभार का पिरामिड सदैव सीधा होता है — कुछ जलीय पारिस्थितिक तंत्रों में यह उलटा होता है, यद्यपि ऊर्जा-पिरामिड कभी नहीं।
• ऊर्जा को पोषक तत्वों की तरह मानना और यह मान लेना कि यह पारिस्थितिक तंत्र के भीतर पुनर्चक्रित होती है; ऊर्जा-प्रवाह एकदिशीय है।

UPPSC इसे दस-प्रतिशत सिद्धांत के एक-पंक्तिक स्मरण के रूप में सीधे पूछता है; UPSC अनुप्रयुक्त रूपों को प्राथमिकता देता है — कौन-सा जीव सबसे अधिक कीटनाशक संचित करता है, कोई खाद्य श्रृंखला क्या दर्शाती है और क्या नहीं, या किसी पोषी स्तर को हटा देने पर क्या होता है।

• अभ्यास — वास्तविक PYQ नहीं

  यदि किसी पारिस्थितिक तंत्र के उत्पादक 10,000 kJ ऊर्जा स्थिर करते हैं, तो दस-प्रतिशत नियम के अनुसार द्वितीयक उपभोक्ताओं को लगभग कितनी ऊर्जा उपलब्ध होगी ?

  • (a)1,000 kJ
  • (b)100 kJ
  • (c)10 kJ
  • (d)5,000 kJ

  उत्तर(b) 100 kJ — दूसरे पोषी स्तर के शाकाहारियों को लगभग 1,000 kJ मिलती है, और तीसरे स्तर के द्वितीयक उपभोक्ताओं को उसका लगभग एक-दसवाँ भाग।

• अभ्यास — वास्तविक PYQ नहीं

  निम्नलिखित में से कौन-सा पारिस्थितिक पिरामिड सदैव सीधा होता है ?

  • (a)संख्या का पिरामिड
  • (b)जैवभार का पिरामिड
  • (c)ऊर्जा का पिरामिड
  • (d)तीनों सदैव सीधे होते हैं

  उत्तर(c) ऊर्जा का पिरामिड — हर स्थानांतरण पर ऊर्जा नष्ट होती है, इसलिए कोई उच्चतर पोषी स्तर उसके नीचे वाले से अधिक ऊर्जा कभी नहीं रख सकता, जबकि संख्या व जैवभार के पिरामिड उलटे हो सकते हैं।