जैव भू-रासायनिक चक्र (Biogeochemical Cycles)

जैव भू-रासायनिक चक्र:

एक चक्र परिवर्तनों की एक श्रृंखला है जो प्रारंभिक बिंदु पर वापस आती है और जिसे दोहराया जा सकता है। शब्द “जैव भू-रासायनिक” हमें बताता है कि जैविक, भूवैज्ञानिक और रासायनिक कारक सभी शामिल हैं। खनिजों को पौधों द्वारा मिट्टी या पानी से अवशोषित किया जाता है; कार्बन डाइऑक्साइड हवा से अवशोषित होती है और प्रकाश संश्लेषण में उपयोग की जाती है। पौधों के लिए आवश्यक मुख्य तत्व और यौगिक हैं कार्बन, नाइट्रोजन, ऑक्सीजन, सल्फर, फास्फोरस और जल (जल पौधों को मुख्य रूप से हाइड्रोजन तत्व देता है)। पारिस्थितिक तंत्र में उत्पादक स्तर (पौधों) में प्रवेश करने के बाद ये सामग्री, शाकाहारी और मांसाहारी जैसे उपभोक्ता स्तरों पर स्थानांतरित हो जाती हैं। जब उपभोक्ता जीव मरते हैं और विघटित होते हैं, तो उनके शरीर में मौजूद विभिन्न तत्व मिट्टी, हवा और पानी में छोड़ दिए जाते हैं। इन तत्वों को पौधों द्वारा पुन: अवशोषण के माध्यम से फिर से परिसंचरण में डाल दिया जाता है, और प्रक्रिया बार-बार दोहराई जाती है। इस प्रकार, जैवमंडल में रासायनिक पोषक तत्वों का स्थानांतरण या संचलन मिट्टी, जल, वायु और जीवित जीवों के माध्यम से होता है।

जैविक और भौतिक दुनिया (या जीवमंडल) के माध्यम से कार्बन, हाइड्रोजन, ऑक्सीजन, नाइट्रोजन, फॉस्फोरस, कैल्शियम और जल आदि जैसे रासायनिक पोषक तत्वों के संचलन को जैव-भू-रासायनिक चक्र के रूप में जाना जाता है।

एक जैव भू-रासायनिक चक्र में, रासायनिक पोषक तत्व निर्जीव वातावरण से जीवित जीवों तक और वापस पर्यावरण में विशिष्ट पथों में प्रवाहित होते हैं। इन्हीं मार्गों को जैव भू-रासायनिक चक्र कहते हैं।

जैव भू-रासायनिक चक्रों के प्रकार:

जैव-भू-रासायनिक चक्र दो प्रकार के होते हैं- गैसीय और अवसादी।

(I) गैसीय चक्र- गैसीय चक्रों में पोषक तत्वों का भंडार वायुमंडल (वायु) या जलमंडल (जल) में होता है। जीवित प्रणालियों में चार सबसे प्रचुर तत्व हाइड्रोजन, कार्बन, ऑक्सीजन और नाइट्रोजन में मुख्य रूप से गैसीय चक्र होते हैं। गैसीय चक्र त्वरित और अपेक्षाकृत सही प्रणालियां हैं जिसमें तत्व परिसंचरण, या चक्रीय पूल, कमोबेश समान रूप से बने रहते हैं।

(II) अवसादी चक्र- अवसादी चक्रों में पोषक तत्व का भण्डार पृथ्वी के अवसादों में होता है। फॉस्फोरस, सल्फर, पोटेशियम और कैल्शियम जैसे तत्वों में अवसादी चक्र होते हैं। अवसादी चक्र बहुत धीमी और कम सही प्रणाली है जिसमें तत्व जलाशय पूल में बंद हो सकते हैं और लंबी अवधि के लिए संचलन से बाहर हो सकते हैं।

जैव-भू-रासायनिक चक्रों में पोषक तत्व नष्ट नहीं होते हैं:

हम जानते हैं कि खाद्य श्रृंखलाओं में ऊर्जा के प्रवाह के दौरान खाद्य श्रृंखला के प्रत्येक चरण में ऊर्जा का कुछ हिस्सा अनुपयोगी ऊष्मा ऊर्जा के रूप में पर्यावरण में खो जाता है। लेकिन जैव-भू-रासायनिक चक्र में रासायनिक पोषक तत्वों के प्रवाह के मामले में ऐसा नहीं है। मिट्टी, हवा और जल से जीवित प्रणाली में प्रवेश करने वाले रासायनिक तत्व हमेशा के लिए नष्ट नहीं होते हैं। ऐसा इसलिए है क्योंकि जब पौधे और जानवर (इन तत्वों से बने) मर जाते हैं और सड़ जाते हैं, तो सूक्ष्म जीव जिन्हें डीकंपोजर कहा जाता है, मूल तत्वों का उत्पादन करने के लिए उनके शवों को विघटित कर देते हैं। ये तत्व पोषक तत्व पूल (मिट्टी, हवा और पानी) में वापस चले जाते हैं जहां से उन्हें मूल रूप से लिया गया था। और, मिट्टी, हवा और पानी से, इन तत्वों को पौधों द्वारा पुन: अवशोषण के माध्यम से फिर से परिसंचरण में डाल दिया जाता है। इस प्रकार, कार्बन की एक निश्चित मात्रा लंबे समय तक कई अलग-अलग पौधों और जानवरों के शरीर का हिस्सा हो सकती है। कौन जानता है, हमारे शरीर में कुछ कार्बन परमाणु हो सकते हैं जो पिछले राजाओं और रानियों, बाघ या सांप, आम के पेड़ या सेब के पेड़ के मृत शरीर से आए थे, जो इस धरती पर बहुत पहले रहते थे। लेकिन यह कार्बन कभी नष्ट नहीं होता। कार्बन (और अन्य पोषक तत्वों) के परमाणुओं का बार-बार उपयोग किया जाता है, और हम कहते हैं कि वे चक्रों से यात्रा करते हैं।

जैव भू-रासायनिक चक्रों में अपघटकों या डीकंपोजर की भूमिका:

कुछ जीवाणु और कवक डीकंपोजर के रूप में कार्य करते हैं। जैवमंडल में पदार्थों के चक्रण में अपघटकों की महत्वपूर्ण भूमिका होती है। ऐसा इसलिए है क्योंकि डीकंपोजर पौधों और जानवरों के मृत शरीर पर कार्य करते हैं और उनमें मौजूद जटिल कार्बनिक यौगिकों को मूल पोषक तत्वों में परिवर्तित कर देते हैं जो पोषक तत्व पूल में वापस चले जाते हैं। यदि डीकंपोजर नहीं होते, तो पौधे और जानवरों के बायोमास में मौजूद तत्वों को जीवमंडल (वायु, पानी और मिट्टी) के पोषक पूल में वापस नहीं लाया जा सकता था, और जैव-भू-रासायनिक चक्र पूरा नहीं हो सकता था।

जैव भू-रासायनिक चक्रों के अध्ययन का महत्व:

जैव भू-रासायनिक चक्रों का अध्ययन विभिन्न प्रकार के जीवों के बीच विद्यमान जटिल संबंधों को दर्शाता है। पारिस्थितिक तंत्र में प्रत्येक प्रकार के जीवों को कार्बन, नाइट्रोजन, पानी जैसे कई पदार्थों की आवश्यकता होती है, और इनके लिए एक या सभी पर निर्भर करता है। पौधे, और इस प्रकार जानवर, वायुमंडलीय नाइट्रोजन को घुलनशील नाइट्रेट्स में परिवर्तित करने के लिए नाइट्रोजन फिक्सिंग बैक्टीरिया पर पूरी तरह से निर्भर हैं, और ये बैक्टीरिया, बदले में, पर्यावरण में नाइट्रोजन वापस करने के लिए डिनाइट्रिफाइंग बैक्टीरिया पर निर्भर हैं। इस प्रकार की अन्योन्याश्रयता “जीवन का जाल” कहलाती है। यह सभी पारिस्थितिक तंत्रों की विशेषता है।

जैव-भू-रासायनिक चक्रों का विघटन:

आधुनिक कृषि और उद्योग जैसी मानवीय गतिविधियाँ कभी-कभी प्रकृति में जैव-भू-रासायनिक चक्रों के सामान्य कामकाज को बाधित करती हैं। विभिन्न गतिविधियाँ जो भौतिक संचलन की “चक्रीय” प्रक्रिया को “अचक्रीय” बना सकती हैं, वे हैं-

(1) जीवाश्म ईंधन का अत्यधिक जलना।

(2) अनुचित दहन तंत्र वाली मशीनों या वाहनों का उपयोग।

(3) कृषि में उर्वरकों और कीटनाशकों जैसे रसायनों का अति प्रयोग।

(4) खनन कार्य।

यदि रासायनिक तत्वों या रासायनिक पदार्थों के जैव-भू-रासायनिक चक्र बाधित हो जाते हैं, तो यह जीवमंडल में खाद्य श्रृंखलाओं को बिगाड़ देगा और गंभीर पर्यावरणीय खतरों को जन्म देगा। अतः पर्यावरण को स्वस्थ रखने के लिए हमें आधुनिक कृषि और औद्योगीकरण का अभ्यास बहुत सावधानी से करना चाहिए ताकि जीवमंडल में विभिन्न प्रणालियों के नाजुक संतुलन को भंग न किया जा सके।


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