पर्यावरण, परिसंस्था व जैवविविधता (Environmental Ecology & Biodiversity)
★ विशेष स्मरणात ठेवण्यासाठी उच्च-मूल्य क्लृप्त्या (High-Value Mnemonics First)
परीक्षेमध्ये परिसंस्थेचे घटक, जैवविविधतेचे स्तर आणि संवर्धनाच्या पद्धती गोंधळात टाकू नये म्हणून या ट्रिक्स सर्वप्रथम तोंडपाठ करा:
A. जैवविविधता संवर्धनाच्या अंतर्गत (In-situ) पद्धती लक्षात ठेवण्याची ट्रिक:
क्लृप्ती (Mnemonic): "राष्ट्रीय उद्यानातील अभयारण्यात बायोची राखी देवराईत फिरते"
- राष्ट्रीय उद्यान ➔ राष्ट्रीय उद्याने (National Parks).
- अभयारण्यात ➔ वन्यजीव अभयारण्ये (Wildlife Sanctuaries).
- बायोची राखी ➔ बायोस्फीअर रिझर्व्ह / जीवावरण राखीव क्षेत्र (Biosphere Reserves).
- देवराईत ➔ पवित्र वने / देवराई (Sacred Groves).
- फिरते (In-situ) ➔ हे सर्व मूळ नैसर्गिक अधिवासात (In-situ) केले जाणारे संवर्धन आहे.
B. जैवविविधतेचे मोजमाप करणारे ३ मुख्य स्तर (Alpha, Beta, Gamma):
क्लृप्ती (Mnemonic): "अल्फा एका जागेचा, बीटा दोन सीमेचा, गॅमा संपूर्ण देशाचा"
- अल्फा (Alpha Diversity) ➔ एकाच विशिष्ट परिसंस्थेतील प्रजातींची संख्या (स्थानिक विविधता).
- बीटा (Beta Diversity) ➔ दोन वेगवेगळ्या परिसंस्थांमधील प्रजातींच्या रचनेतील बदल (तुलनात्मक विविधता).
- गॅमा (Gamma Diversity) ➔ संपूर्ण भौगोलिक क्षेत्रातील किंवा विशाल प्रादेशिक परिसंस्थेतील एकूण विविधता.
C. परिसंस्थेमधील ऊर्जा प्रवाहाचा महत्त्वाचा नियम (Lindeman's 10% Law):
क्लृप्ती (Mnemonic): "पुढच्या पायरीवर फक्त १० टक्के ऊर्जा, बाकी ९० टक्के खर्च"
- परिसंस्थेत एका पोषण पातळीकडून (Trophic Level) दुसऱ्या पोषण पातळीकडे अन्न ऊर्जेचे संक्रमण होताना केवळ १०% ऊर्जा पुढील स्तराला मिळते; ९०% ऊर्जा उष्णतेच्या स्वरूपात नष्ट होते.
१. थेट व्याख्या आणि मूलभूत संकल्पना (Direct Definition & Core Ecology concepts)
पर्यावरण (Environment) म्हणजे सजीवांच्या सभोवताली असणारे आणि त्यांच्या जीवनक्रमावर थेट परिणाम करणारे भौतिक, रासायनिक आणि जैविक घटकांचे संपूर्ण वेष्टन होय. या पर्यावरणातील सजीव घटक (Biotic Elements - वनस्पती, प्राणी, सूक्ष्मजीव) आणि अजैव घटक (Abiotic Elements - सूर्यप्रकाश, हवा, पाणी, माती) यांच्यातील सातत्यपूर्ण आंतरक्रियेतून निर्माण होणाऱ्या मूलभूत स्वयंचलित प्राकृतिक घटकाला परिसंस्था (Ecosystem) म्हटले जाते. 'इकोसिस्टम' हा शब्द सर्वप्रथम १९३५ मध्ये ए. जी. टॅन्सले (A.G. Tansley) यांनी मांडला.
या परिसंस्थेमध्ये आढळणाऱ्या सजीवांच्या प्रजातींमधील विविधता, त्यांच्यातील जनुकीय भिन्नता आणि एकूण परिसंस्थेच्या विविधतेला जैवविविधता (Biodiversity) म्हणतात. जैवविविधता हा पृथ्वीवरील जीवन टिकवून ठेवण्याचा मुख्य स्त्रोत आहे. 'बायोडायव्हर्सिटी' हा शब्द सर्वप्रथम वॉल्टर जी. रोशन (1985) यांनी लोकप्रिय केला, तर वैज्ञानिक स्तरावर ई. ओ. विल्सन यांनी तो प्रस्थापित केला.
व्यष्टी (Individual) ➔ समष्टी / लोकसंख्या (Population) ➔ समुदाय (Community) ➔ परिसंस्था (Ecosystem) ➔ बायोम (Biome) ➔ जीवावरण (Biosphere)
२. परिसंस्थेची रचना आणि कार्ये (Ecosystem Structure & Functions)
परिसंस्था प्रामुख्याने जैविक आणि अजैव घटकांनी मिळून बनलेली असते. हिच्या कार्यांचे नियंत्रण मुख्यत्वे ऊर्जा प्रवाह आणि अन्नसाखळीद्वारे होते.
A. जैविक घटकांचे पोषण पातळीनुसार वर्गीकरण (Biotic Components)
- १. उत्पादक (Producers / Autotrophs): हिरव्या वनस्पती आणि प्रकाशसंश्लेषण करणारे जीवाणू, जे सूर्यप्रकाशाच्या मदतीने स्वतःचे अन्न स्वतः तयार करतात. परिसंस्थेचा उगम येथून होतो.
- २. भक्षक (Consumers / Heterotrophs): स्वतःच्या अन्नासाठी उत्पादकांवर अवलंबून असणारे सजीव.
- प्राथमिक भक्षक: शाकाहारी प्राणी (उदा. टोळ, ससा, हरिण).
- द्वितीयक भक्षक: मांसाहारी प्राणी, जे शाकाहारी प्राण्यांना खातात (उदा. बेडूक, कोल्हा).
- सर्वोच्च भक्षक (Tertiary): इतर प्राण्यांची शिकार करणारे मांसाहारी (उदा. वाघ, सिंह).
- ३. विघटक (Decomposers / Saprotrophs): मृत वनस्पती आणि प्राण्यांच्या सेंद्रिय अवशेषांचे विघटन करून मूलद्रव्ये पुन्हा जमिनीत मुक्त करणारे सूक्ष्मजीव (बुरशी, जीवाणू).
B. अन्नसाखळी आणि अन्नजाळे (Food Chain & Food Web)
- अन्नसाखळी: परिसंस्थेत एका सजीवाकडून दुसऱ्या सजीवाकडे अन्न ऊर्जेचे संक्रमण होणाऱ्या रेषीय क्रमाला अन्नसाखळी म्हणतात. ही प्रामुख्याने दोन प्रकारची असते: १. चारण अन्नसाखळी (Grazing) - वनस्पतींपासून सुरू होते आणि २. मृताहारी अन्नसाखळी (Detritus) - मृत सेंद्रिय पदार्थांपासून सुरू होते.
- अन्नजाळे: निसर्गात अनेक अन्नसाखळ्या एकमेकांत गुंतलेल्या असतात. या गुंतागुंतीच्या जाळ्याला अन्नजाळे म्हणतात, जे परिसंस्थेची स्थिरता (Stability) टिकवून ठेवण्यासाठी अत्यंत आवश्यक असते.
C. पर्यावरणीय मनोरे (Ecological Pyramids)
परिसंस्थेतील पोषण पातळीचे ग्राफिक सादरीकरण म्हणजे मनोरे होय. हे संकल्पना चार्ल्स एल्टन (1927) यांनी मांडली. हे ३ प्रकारचे असतात:
- संख्या मनोरा (Pyramid of Numbers): हा सामान्यतः सुलट (Upright) असतो, मात्र एका मोठ्या झाडाच्या परिसंस्थेत तो उलटा (Inverted) असू शकतो.
- जैवभार मनोरा (Pyramid of Biomass): जमिनीवरील परिसंस्थेत सुलट असतो, मात्र महासागरीय/जलीय परिसंस्थेत (Planktons & Fishes) हा नेहमी उलटा (Inverted) असतो. (MPSC पूर्व परीक्षेचा हमखास विचारला जाणारा ट्रॅप).
- ऊर्जा मनोरा (Pyramid of Energy): हा निसर्गात नेहमी सुलट (Always Upright) असतो, कारण लिंडेमनच्या नियमानुसार प्रत्येक पातळीवर ऊर्जा घटत जाते. हा कधीही उलटा असू शकत नाही.
३. जैवविविधता: हॉटस्पॉट्स आणि संवर्धन (Biodiversity Hotspots & Conservation)
जगातील ज्या प्रादेशिक क्षेत्रांमध्ये विशिष्ट स्थानिक प्रजातींची प्रचंड समृद्धी आहे, परंतु मानवी हस्तक्षेपामुळे त्या धोक्यात आल्या आहेत, अशा क्षेत्रांना जैवविविधता हॉटस्पॉट्स (Biodiversity Hotspots) म्हणतात. ही संकल्पना नॉर्मन मायर्स (1988) यांनी मांडली.
A. भारतातील ४ मुख्य जैवविविधता हॉटस्पॉट्स
- पश्चिम घाट (Western Ghats / Sri Lanka): महाराष्ट्राचा सह्याद्री पर्वत आणि दक्षिण भारताचा भाग यात मोडतो. येथे वनस्पती आणि उभयचर प्राण्यांची (Amphibians) प्रचंड स्थानिक विविधता आहे.
- पूर्व हिमालय (Eastern Himalayas): सिक्कीम, अरुणाचल प्रदेश आणि भूतान परिसर.
- इंडो-बर्मा क्षेत्र (Indo-Burma): ईशान्य भारतातील राज्ये (आसामचा काही भाग वगळता) व म्यानमार सीमा.
- सुंडलँड (Sundaland): निकोबार बेटांचा समूह आणि इंडोनेशिया परिसर.
B. जैवविविधता संवर्धनाच्या पद्धती (In-situ vs Ex-situ)
| संवर्धन प्रकार (Conservation Method) | मूळ निकष (Criteria) | समाविष्ट असणारे अधिकृत प्रकार (Examples) |
|---|---|---|
| १. स्व-अधिवासात संवर्धन (In-situ) | सजीवांचे संवर्धन त्यांच्या मूळ नैसर्गिक निवासस्थानातच केले जाते. | राष्ट्रीय उद्याने, वन्यजीव अभयारण्ये, जीवावरण राखीव क्षेत्रे (Biosphere Reserves), देवराई (Sacred Groves) आणि रामसार पाणथळ जागा. |
| २. पर-अधिवासात संवर्धन (Ex-situ) | सजीवांना त्यांच्या धोक्यात आलेल्या नैसर्गिक अधिवासातून बाहेर काढून कृत्रिमरित्या सुरक्षित ठिकाणी जतन केले जाते. | प्राणीसंग्रहालय (Zoos), वनस्पतिशास्त्रीय उद्याने (Botanical Gardens), बीज बँक (Seed Banks), जीन बँक, आणि क्रायोप्रिझर्वेशन (Cryopreservation - उणे १९६°C तापमानावर द्रवरूप नायट्रोजनमध्ये पेशी जतन करणे). |
४. आंतरराष्ट्रीय पर्यावरणीय करार व कायदे (International Conventions)
जागतिक स्तरावर पर्यावरण व जैवविविधतेचे रक्षण करण्यासाठी खालील आंतरराष्ट्रीय करार अत्यंत महत्त्वाचे आहेत, ज्यांच्यावर जोड्या लावा किंवा वर्ष विचारले जातात:
- रामसार करार (Ramsar Convention - 1971): आंतरराष्ट्रीय स्तरावरील पाणथळ जागांच्या (Wetlands) संरक्षणासाठी इराणमधील रामसार शहरात झालेला करार. महाराष्ट्रातील लोणार सरोवर (बुलढाणा), नांदूर मधमेश्वर (नाशिक - महाराष्ट्राचे पहिले रामसार स्थळ) आणि ठाणे खाडी ही रामसार स्थळे आहेत.
- युएनसीईडी / रिओ पृथ्वी परिषद (Rio Earth Summit - 1992): ब्राझीलमधील रिओ डी जानेरो येथे झालेली पहिली ऐतिहासिक वसुंधरा परिषद. यातूनच 'जैवविविधता संमेलनाचा' (CBD) जन्म झाला.
- काटार्गेना प्रोटोकॉल (Cartagena Protocol - 2000): जैव-सुरक्षेशी (Biosafety) संबंधित करार.
- नागोया प्रोटोकॉल (Nagoya Protocol - 2010): जनुकीय संसाधनांमधील प्रवेश आणि त्यांच्या वापरापासून मिळणाऱ्या फायद्यांचे न्याय्य वाटप (Access and Benefit Sharing - ABS).
५. परीक्षेसाठी ट्रिकी ट्रॅप्स आणि महत्त्वाचे पैलू (MPSC Exam Insights)
- 'इकोटोन' संकल्पना (Ecotone Trap): दोन वेगवेगळ्या परिसंस्था एकमेकांना जेथे मिळतात, त्या दोन परिसंस्थांमधील संक्रमणात्मक अरुंद पट्ट्याला इकोटोन (Ecotone) म्हणतात. उदा. दलदलीचा प्रदेश (जमीन व जल यामधील इकोटोन) किंवा खारफुटी वने. इकोटोनचे मुख्य वैशिष्ट्य म्हणजे येथे दोन्ही परिसंस्थांमधील प्राणी एकत्र आल्यामुळे प्रजातींची संख्या व घनता मूळ परिसंस्थांपेक्षा जास्त असते, याला 'अॅज इफेक्ट' (Edge Effect) म्हणतात.
- 'बायोमॅग्निफिकेशन' (Biomagnification): अन्नसाखळीमध्ये खालच्या पातळीवरून वरच्या पातळीकडे जाताना पाण्यात न विरघळणाऱ्या रासायनिक कीटकनाशकांचे (उदा. DDT, पारा) प्रमाण प्रत्येक पोषण पातळीवर वेगाने वाढत जाते. या प्रक्रियेला जैव-वर्धन म्हणतात. यामुळेच गिधाडे आणि सर्वोच्च भक्षकांच्या अंड्यांचे कवच कमकुवत होऊन त्या प्रजाती नष्ट होतात.
- आययूसीएन रेड डेटा बुक (IUCN Red List): आंतरराष्ट्रीय निसर्ग संवर्धन संघ (IUCN) द्वारे धोक्यात आलेल्या सजीवांची 'रेड डेटा लिस्ट' प्रकाशित केली जाते. यामध्ये प्राण्यांचे 'Extinct' (नामशेष), 'Critically Endangered' (अति-धोक्यात - उदा. माळढोक पक्षी), 'Endangered' (धोक्यात) अशा ९ श्रेणींमध्ये वर्गीकरण केले जाते.
- भारताचे वन्यजीव कायदे: भारताने संमत केलेले प्रमुख कायदे क्रमानुसार लक्षात ठेवा:
- वन्यजीव संरक्षण कायदा ➔ १९७२
- जल प्रदूषण नियंत्रण कायदा ➔ १९७४
- वन संवर्धन कायदा ➔ १९८०
- वायु प्रदूषण नियंत्रण कायदा ➔ १९८१
- पर्यावरण संरक्षण कायदा ➔ १९८६ (याला छाता कायदा किंवा Umbrella Act म्हणतात).
- जैवविविधता कायदा ➔ २००२
६. सद्यस्थितीतील आव्हाने आणि मानवी प्रभाव (Environmental Vulnerabilities)
- जैवविविधतेच्या हासाची मुख्य ४ कारणे (The Evil Quartet): जैवविविधता नष्ट होण्यामागे मुख्य चार कारणे आहेत: १. नैसर्गिक अधिवासाचा नाश व तुकडे पडणे (सर्वात मोठे कारण), २. जंगलांचा अति-वापर (Over-exploitation), ३. परकीय आक्रमक प्रजातींचे आगमन (Alien Species Invasion - उदा. गांजरगवत, जलपर्णी) ज्या स्थानिक वनस्पतींना नष्ट करतात, आणि ४. सह-नामशेषता (Co-extinctions).
- प्रजातींचे नामशेष होणे व हवामान बदल: जागतिक तापमान वाढीमुळे समुद्राच्या पाण्याचे तापमान वाढत आहे, ज्यामुळे जगातील प्रवाळ कट्टे (Coral Reefs) विरंजन प्रक्रियेद्वारे (Coral Bleaching) नष्ट होत आहेत. प्रवाळ कट्ट्यांना 'समुद्रातील वर्षावने' म्हटले जाते, त्यांच्या नाशाने संपूर्ण सागरी परिसंस्था धोक्यात आली आहे.