परिसंस्थेतील ऊर्जाप्रवाह स्वाध्याय

परिसंस्थेतील ऊर्जाप्रवाह स्वाध्याय इयत्ता नववी विज्ञान आणि तंत्रज्ञान

1. कार्बन, ऑक्सिजन व नायट्रोजन या चक्रांचे काळजीपूर्वक निरीक्षण करा व खालील तक्ता पूर्ण करा.

उत्तर :

2. खालील चुकीचे विधान दुरूस्त करून पुन्हा पुन्हा लिहा व तुमच्या विधानाचे समर्थन करा.

अ. अन्नसाखळीतील मांसाहारी प्राण्यांची पोषण पातळी ही द्वितीय पोषण पातळी असते.

उत्तर :

योग्य विधान : अन्नसाखळीतील मांसाहारी प्राण्यांची पोषण पातळी ही तृतीय पोषण पातळी असते.

स्पष्टीकरण : अन्नसाखळीमध्ये उत्पादक प्रथम पोषण पातळीवर असतात. शाकाहारी प्राणी अन्नासाठी उत्पादकांवर अवलंबून असतात. म्हणून ते अन्नसाखळीत द्वितीय पोषण पातळीवर असतात. मांसाहारी प्राणी अन्नासाठी शाकाहारी प्राण्यांवर अवलंबून असतात, म्हणून मांसाहारी प्राण्यांची पोषण पातळी ही तृतीय पोषण पातळी असते.

आ. पोषणद्रव्यांचा परिसंस्थेतील प्रवाह एकेरी वाहतूक गणला जातो.

उत्तर :

योग्य विधान : पोषणद्रव्यांचा परिसंस्थेतील प्रवाह चक्रीय गणला जातो.

स्पष्टीकरण : पोषणद्रव्यांचे अजैविक घटकांकडून जैविक घटकांकडे आणि जैविक घटकांकडून अजैविक घटकांकडे रूपांतरण होत असते. शिलावरणम वातावरण, जलावरण मिळून तयार झालेल्या जीवावरणाच्या माध्यमातून हे चक्र अविरत चालू असते, त्यामुळे पोषणद्रव्यांचा परिसंस्थेतील प्रवाह चक्रीय गणला जातो.

इ. परिसंस्थेतील वनस्पतींना प्राथमिक भक्षक म्हणतात.

उत्तर :

योग्य विधान : परिसंस्थेतील वनस्पतींना प्राथमिक स्वयंपोषी (उत्पादक) म्हणतात.

स्पष्टीकरण : प्रकाशसंश्लेषण क्रियेद्वारे वनस्पती स्वत:चे अन्न स्वत: तयार करतात, त्यामुळे वनस्पतींना परिसंस्थेतील स्वयंपोषी (उत्पादक) म्हणतात.

3. कारणे लिहा.

अ. परिसंस्थेतील ऊर्जेचा प्रवाह एकेरी असतो.

उत्तर :

कारण – i ) कोणत्याही परिसंस्थेतील ऊर्जेचा महत्त्वाचा स्त्रोत म्हणजे सूर्य.

ii) परिसंस्थेतील हरित वनस्पती एकूण सौरऊर्जेपैकी काही ऊर्जा अन्नाच्या स्वरूपात साठवून ठेवतात.

iii) ही ऊर्जा एका पोषण पातळीकडून दुसऱ्या पोषणपातळीकडे संक्रमित केली जाते.

iv) विघटकांकडून यातील काही ऊर्जा उष्णतेच्या स्वरूपात बाहेर टाकली जाते. मात्र यातील कुठलीही ऊर्जा सूर्याकडे परत जात नाही म्हणून ऊर्जाचा प्रवाह ही एकेरी वाहतूक मानली जाते.

आ. विविध जैव-भू-रासायनिक चक्रांचे संतुलन असणे गरजेचे आहे.

उत्तर :

कारण – i) सजीवांच्या वाढीसाठी आवश्यक असणाऱ्या पोषणद्रव्यांचे अजैविक घटकांकडून व जैविक घटकांकडून अ जैविक घटकांकडे रूपांतरण होत असते.

ii) पोषणद्रव्यांचे पृथ्वीवरील साठे मर्यादित असल्यामुळे जैव-भू-रसायन चक्र निरंतर चालू राहण्याकरिता जैव-भू-रसायन चक्राचे संतूलन असणे आवश्यक आहे.

इ. पोषणद्रव्यांचा परिसंस्थेतील प्रवाह चक्रीय स्वरूपाचा असतो.

उत्तर :

कारण – i) सर्व सजीवांचा वाढीसाठी पोषणद्रव्यांची आवश्यकता असते.

ii) ही पोषणद्रव्ये व वनस्पती जमीन, पाणी यांतून शोषून घेतात. पुढे ही पोषणद्रव्ये एका पोषणपातळी कडून दुसऱ्या पोषणपातळीलाहस्तांतरीत केली जातात.

iii) सजीवांच्या मृत शरीरातून विघटक परिसंस्थेला ही पोषणद्रव्ये परत करतात. ही चक्र अव्याहत सुरू असते. म्हणून पोषण द्रव्यांचा परिसंस्थेतील प्रवाह चक्रीय स्वरूपाचा असतो असे म्हटले जाते.

4. आकृतीसह स्पष्टीकरण तुमच्या शब्दांत लिहा.

अ. कार्बन चक्र

उत्तर :

व्याख्या : कार्बनचे वातावरणातून सजीवांकडे व सजीवांच्या मृत्यूनंतर पुन्हा वातावरणाकडे होणारे अभिसरण व पुनर्चक्रीकरण म्हणजे कार्बन चक्र होय.

कार्बन चक्रातील महत्त्वाच्या प्रक्रिया :

i) प्रकाशसंश्लेषण प्रक्रियेत वनस्पती कार्बन डायऑक्साइडचे कर्बोदकांत रूपांतर करतात. तसेच, वनस्पती प्रथिने आणि मेद या कार्बनी पदार्थाचेही उत्पादन करतात.

ii) शाकाहारी प्राणी अन्नासाठी वनस्पतींवर अवलंबून असतात, तर मांसाहारी प्राणी अन्नासाठी शाकाहारी प्राण्यांवर अवलंबून असतात.

iii) अशाप्रकारे, जैविक कार्बन वनस्पतींकडून शाकाहारी प्राण्यांकडे, शाकाहारी प्राण्यांकडून मांसाहारी प्राण्यांकडे आणि मांसाहारी प्राण्यांकडून सर्वोच्च भक्षकाकडे संक्रमित होतो. शाकाहारी, मांसाहारी आणि सर्वोच्च भक्षकांकडून श्वसनाद्वारे पुन्हा कार्बन डायऑक्साइड वातावरणात सोडला जातो.

iv) शेवटी, मृत सजीवांचे जीवाणू आणि बुरशी या विघटकांकडून विघटन होते व कार्बन डायऑक्साइड पुन्हा वातावरणात मुक्त होतो व तो सजीवांद्वारे पुन्हा वापरला जातो.

v) अशाप्रकारे, कार्बनचे एका सजीवातून दुसऱ्या सजीवाकडे अभिसरण चालू राहते.

आ. नायट्रोजन चक्र

उत्तर :

व्याख्या : निसर्गात विविध जैविक आणि अजैविक प्रक्रियांद्वारे नायट्रोजन वायूचे वेगवेगळ्या संयुगांत घडून येणारे अभिसरण व पुनर्चक्रिकरण म्हणजे ‘नायट्रोजन’ चक्र होय.

नायट्रोजन चक्रातील महत्त्वाच्या प्रक्रिया :

i) नायट्रोजन स्थिरीकरण : नायट्रोजनचे रूपांतर वातावरणीय, औद्योगिक व जैविक प्रक्रियांद्वारे नायट्रेट व नायट्राइट मध्ये होणे.

ii) अमोनीकरण : सजीवांचे अवशेष, उत्सर्जित पदार्थ यांचे विघटन होऊन अमोनिआ मुक्त होणे.

iii) नायट्रीकरण : अमोनिआचे नायट्राइट व नंतर नायट्रेटमध्ये रूपांतर होणे.

iv) विनायट्रीकरण : नायट्रोजनमुक्त संयुगाचे नायट्रोजन वायूत रूपांतर होणे.

इ. ऑक्सिजन चक्र

उत्तर :

व्याख्या : जीवावरणातील ऑक्सिजनचे अभिसरण व त्याचा पुनर्वापर म्हणजे ऑक्सिजन चक्र होय.

ऑक्सिजन चक्रातील महत्त्वाच्या प्रक्रिया :

i) वातावरणात ऑक्सिजनची निर्मिती आणि वापर सतत होत असतो.

ii) प्रकाशसंश्लेषण क्रियेत वनस्पती कार्बन डायऑक्साइडचा वापर करतात आणि ऑक्सिजन वायू वातावरणात मुक्त करतात. वातावरणातील या ऑक्सिजनचा वापर प्राणी श्वसनासाठी करतात आणि कार्बन डायऑक्साइड वातावरणात मुक्त करतात.

iii) मुक्त झालेल्या कार्बन डायऑक्साइडचा पुनर्वापर वनस्पती प्रकाशसंश्लेषणासाठी करतात.

iv) ऑक्सिजनचा वापर इतर अनेक प्रक्रियांमध्ये होतो, जसे ज्वलन, विघटन, गंजणे इ.

v) ऑक्सिजन अतिशय क्रियाशील असल्यामुळे त्याची इतर अनेक मूलद्रव्यांशी व संयुगांशी उत्स्फूर्तपणे अभिक्रिया होते.

5. विविध जैव-भू-रासायनिक चक्रांचा समतोल राखण्यासाठी कोणकोणते प्रयत्न कराल ?

उत्तर :

i) हवामानातील बदल आणि विविध मानवी क्रिया जसे वृक्षतोड, वायू प्रदूषण, पाण्यामध्ये घातक रसायनांचा विसर्ग इत्यादींमुळे जैव-भू-रासायनिक चक्राची गती, तीव्रता आणि संतुलन यांवर गंभीर परिणाम होतात.

ii) जैव-भू-रासायनिक चक्राचे संतुलन राखण्यासाठी आपण घातक रसायनांचा पाण्यात विसर्ग करणे टाळावे, तसेच खाजगी वाहनांचा वापर कमी करून वायू प्रदूषण कमी होईल याची काळजी घेतली पाहिजे.

iii) वातावरणातील ऑक्सिजन आणि कार्बन डायऑक्साइडचे संतुलन राखण्याचे काम झाडे करतात, म्हणून वृक्ष लागवड मोठ्या प्रमाणात केली पाहिजे.

iv) बांधकामासाठी आणि इतर कारणांसाठी अनावश्यक वृक्षतोड करणे टाळावे.

6. अन्नसाखळी व अन्नजाळे यांच्यामधील आंतरसंबंध सविस्तर स्पष्ट करा.

उत्तर :

i) उत्पादक, भक्षक आणि मृतोपजीवी यांच्यात कायम सुरू असलेल्या आंतरक्रियेतील निश्चित क्रमास अन्नसाखळी म्हणतात.

ii) प्रत्येक अन्नसाखळीत चार, पाच किंवा त्याहून अधिक कड्या असतात.

iii) उदा. एखादा कीटक अनेक प्रकारच्या वनस्पतींची पाने खातो मात्र तोच कीटक बेंडूक, पाल, पक्षी यांचे भक्ष्य होतो. जर हे एखाद्या आकृतीने दाखवायचे म्हटले तर सरळ रेषेतील अन्नसाखळी ऐवजी गुंतागुंतीचे, अनेक शाखा असलेले जाळे तयार होईल. त्यालाच निसर्गातील ‘अन्नजाळे’ म्हणतात.

iv) अशाप्रकारे परिसंस्थेत अनेक अन्नसाखळ्या एकमेकींशी विविध स्तरांवर जोडल्या जाऊन अन्नजाळे तयार होते.

7. जैव-भू-रासायनिक चक्र व त्याचे प्रकार सांगून महत्त्व स्पष्ट करा.

उत्तर :

i) जैव-भू-रासायनिक चक्र : जैव-भू-रासायनिक चक्र म्हणजे पोषकद्रव्यांचा सजीवांकडून माती, पाणी, हवा अशा ठिकाणी होणारा व तेथून पुन्हा सजीवांकडे येणारा चक्रीय प्रवाह होय.

ii) परिसंस्थेत दोन प्रकारची जैव-भू-रासायनिक चक्रे आहेत, ती म्हणजे वायुचक्र व अवसादन (भू) चक्र.

iii) वायुचक्र : कार्बन, ऑक्सिजन, नायट्रोजन व बाष्प ही महत्त्वाची वायुचक्रे आहेत. वायुचक्रात, मुख्य अजैविक वायुरुप पोषकद्रव्यांचे संचयन पृथ्वीच्या वातावरणात आढळते.

iv) अवसादन (भू) चक्र : लोह, कॅल्शिअम, फॉस्फरस ही महत्त्वाची अवसादन (भू) चक्रे आहेत. अवसादन (भू) चक्रात, मुख्य अजैविक पोषक द्रव्यांचे संचयन पृथ्वीवरील मृदा, अवसाद आणि अवसादी खडकात आढळते.

v) महत्त्व : पोषकद्रव्यांचे एका प्रकारातून दुसऱ्या प्रकारात रूपांतर होण्यासाठी जैव-भू-रासायनिक चक्रे महत्त्वाची असतात, कारण त्यामुळे सजीवांना पोषकद्रव्ये आवश्यक त्या स्वरूपात प्राप्त होतात.

8. खालील प्रश्नांची उत्तरे सोदाहरण स्पष्ट करा.

अ. वनस्पतींकडून सर्वोच्च भक्षकाकडे ऊर्जेचा प्रवाह जाताना ऊर्जेच्या प्रमाणामध्ये काय फरक पडतो ?

उत्तर :

i) परिसंस्थेतील सर्व वनस्पती उत्पादक आहेत.

ii) या वनस्पती और ऊर्जा अन्नाच्या स्वरूपात साठवून ठेवतात.

iii) ही साठवलेली ऊर्जा एका पोषण पातळीतून दुसऱ्या पोषण पातळीकडे संक्रमित केली जाते.

iv) जेव्हा ऊर्जा एका पोषण पातळीतून दुसऱ्या पोषणपातळीत संक्रमित होते, तेव्हा प्रत्येक पायरीमध्ये काही ऊर्जा उष्णतेच्या स्वरूपात बाहेर टाकली जाते.

v) पोषण पातळीत सर्वोच्च भक्षक तिसऱ्या स्थानावर असतात.

vi) त्यामुळे, वनस्पतींकडून सर्वोच्च भक्षकाकडे ऊर्जेचे संक्रमण होताना ती कमी कमी होत जाते.

आ. परिसंस्थेमधील ऊर्जाप्रवाह आणि पोषकद्रव्यांचा प्रवाह यात काय फरक असतो ? का ?

उत्तर :

i) परिसंस्थेतील पोषकद्रव्यांचा प्रवाह चक्रीय असतो. परंतु परिसंस्थेतील ऊर्जेचा प्रवाह ही एकेरी वाहतूक असते.

ii) सर्व सजीवांना वाढीसाठी पोषकद्रव्यांची आवश्यकता असते. या पोषकद्रव्यांचे सतत अजैविक घटकांकडून जैविक घटकांकडे आणि जैविक घटकांकडून अजैविक घटकांकडे रूपांतरण होत असते. त्यामुळे परिसंस्थेतील पोषकद्रव्यांचा प्रवाह चक्रीय असतो.

iii) ऊर्जेच्या प्रवाहात तिचा कोणताही भाग सूर्याकडे परत जात नाही. त्यामुळे परिसंस्थेतील ऊर्जेचा प्रवाह ही एकेरी वाहतूक मानली जाते.