પર્યાવરણ

સજીવોના જીવન અને વિકાસને અસર કરતાં બાહ્ય ભૌતિક, રાસાયણિક અને જૈવિક પરિબળોનો સમગ્ર વિસ્તાર. તેમાં જમીન, પાણી, હવામાન, ઊર્જા અને ખાદ્ય પુરવઠા ઉપરાંત સામાજિક અને સાંસ્કૃતિક બાબતોનો પણ સમાવેશ થાય છે. તેનું સ્વરૂપ અત્યંત જટિલ અને પરિવર્તનશીલ છે તથા તેમાં અન્યોન્ય અસર કરે તેવા ઘણા પરિવર્તકો (variables) સમાયેલા છે. આ પર્યાવરણ અમુક ચોક્કસ પ્રાકૃતિક નિયમોને અધીન રહીને વર્તે છે અને તેની કાર્યપ્રણાલી સ્વયંસંચાલિત હોય છે; દા. ત., જલીય-ચક્ર (hydrological cycle), કાર્બન-ચક્ર, નાઇટ્રોજન-ચક્ર, ફૉસ્ફરસ-ચક્ર અને સલ્ફર-ચક્ર.

જીવન ટકાવવા માટે જરૂરી એવાં ખોરાક, પાણી, હવા, સૂર્યપ્રકાશ વગેરેને સજીવો પર્યાવરણમાંથી મેળવતાં હોવાથી માનવસહિત તમામ સજીવસૃદૃષ્ટિનો આધાર પર્યાવરણ અને તેના સંતુલન ઉપર રહેલો છે. આથી પર્યાવરણિક પરિબળો કોઈ પણ સજીવોના અસ્તિત્વ માટે સીમારૂપ (limiting) બની રહે છે. પર્યાવરણમાં જ્યારે માનવીની વિવિધ પ્રવૃત્તિઓના પરિણામે આડપેદાશરૂપ અનિચ્છનીય પદાર્થો પ્રવેશે છે ત્યારે પર્યાવરણનું સંતુલન જોખમાય છે. આને પર્યાવરણનું પ્રદૂષણ કહે છે. જોકે પર્યાવરણ અમુક અંશે તેમાં પ્રવેશતા પ્રદૂષણની અસરો દૂર કરવાની ક્ષમતા પણ ધરાવે છે.

પર્યાવરણિક પરિબળો અજૈવિક (abiotic) અને જૈવિક (biological) – એમ બે પ્રકારનાં હોય છે.

અજૈવિક પરિબળો : (1) પ્રકાશકીય કિરણોત્સર્ગો (light radiations) : સૂર્યનાં કિરણોમાં કાર્યશક્તિ રહેલી છે. બધા સજીવો આ કાર્યશક્તિને સીધી કે આડકતરી રીતે મેળવી, તેનો ઉપયોગ જૈવિક ક્રિયાઓ માટે કરીને જીવન ગુજારે છે. નીલકણ ધરાવતા વનસ્પતિસૃદૃષ્ટિના સભ્યો આ પ્રકાશ-ઊર્જાને જકડી (trap) રાખી શકે છે અને પ્રકાશ-સંશ્લેષણ પ્રક્રિયા દ્વારા તેને રાસાયણિક ઊર્જામાં ફેરવે છે. વળી પ્રકાશ-અવધિ (photoperiod – દિનરાત્ર-ચક્ર) અંત:સ્રાવોની ક્રિયાશીલતા પર અસર કરતો હોવાથી પ્રકાશની આવૃત્તિ (frequency), તરંગલંબાઈ (wavelength), તેની તીવ્રતા અને સમયમર્યાદા (duration) સજીવો પર પ્રભાવ પાડે છે.

(2) આયનકારક વિકિરણો (ionising radiations) : બધા સજીવો આયનકારક અવકાશી (cosmic) કિરણોના સંપર્કમાં આવે છે. ઉપરાંત જમીન, પાણી અને હવા દ્વારા પણ આયનકારક કિરણો પ્રસરતાં હોય છે. આ કિરણોમાં આલ્ફા-કણો, બીટા-કણો (કિરણો) અને ગૅમા-કિરણોનો સમાવેશ થાય છે. માનવસર્જિત પારમાણ્વિક કાર્યશક્તિના વપરાશથી પણ પૃથ્વી પર આવાં કિરણોમાં વધારો થઈ રહ્યો છે. આ કિરણો  જૈવી પ્રક્રિયામાં પ્રભાવક નીવડવા ઉપરાંત જનીનીય-ભિન્નતા(genetic variations)ના કારણરૂપ હોય છે.

(3) તાપમાન (temperature) : મોટા ભાગના સજીવો -17.8° થી 45° સે. વચ્ચેનું તાપમાન સહન કરી શકે છે. ચયાપચયી પ્રક્રિયાની દૃષ્ટિએ સામાન્યપણે 35°થી 40° સે. વચ્ચેનું તાપમાન ઇષ્ટ ગણાય છે. સમતાપી (homoeothermic) સજીવો એટલે શરીરનું તાપમાન હંમેશાં સ્થિર રાખી શકે તે. જ્યારે અસમતાપી (poikilothermic) સજીવોના શરીરમાં પર્યાવરણિક અસર હેઠળ જૂજ ફેરફારો થયા કરે છે. વિપરીત તાપમાનને ટાળવા ઘણા સજીવો સ્થળાંતર કરતા હોય છે; દા. ત., ઉડ્ડયનશક્તિ ધરાવતાં પક્ષીઓની ઘણી જાતો વિપરીત તાપમાનને ટાળવા નિયમિત રીતે સ્થળાંતર (migration) કરતી હોય છે. કેટલાંક સસ્તનો ઉનાળામાં વાળ ગુમાવે છે, જ્યારે શિયાળામાં તેમના શરીર પર લાંબા વાળ ઊગતા હોય છે.

અન્ય કેટલાક સજીવો શિયાળા દરમિયાન શીતનિદ્રા (hibernation) અને ઉનાળામાં ગ્રીષ્મ-સમાધિ(aestivation)ને અપનાવીને તાપમાનનાં વિપરીત પરિણામોથી બચે છે.

(4) પાણી : પાણી જીવરસનો એક અગત્યનો ઘટક છે. સ્થળાચારી સજીવો માટે પાણીની ઉપલબ્ધિ એ વર્ષણ (precipitation), બાષ્પીભવન અને હવા તેમ જ જમીનમાંના ભેજ જેવાં પરિબળોને અધીન છે. વરસાદનું મોસમી વિતરણ પણ પાણીની ઉપલબ્ધિમાં અગત્યનો ભાગ ભજવે છે. હવાનું તાપમાન, પવનની ગતિ તેમ જ ત્યાં વસનાર પ્રભાવક વનસ્પતિની અસર હેઠળ સૂક્ષ્મ પર્યાવરણિક બાષ્પીભવન થતું હોય છે; જ્યારે હવામાં રહેલા ભેજનું પ્રમાણ તાપમાન અને હવાના દબાણ પર આધારિત હોય છે. પૃથ્વી પરનું મોટાભાગનું ક્ષાર વગરનું પાણી ધ્રુવો તેમજ પર્વતો પરના બરફના સ્વરૂપમાં છે.

જમીનમાં પાણીની ઉપલબ્ધિ તેની સ્થળાકૃતિ(topography)ને અધીન હોય છે; દા. ત., જમીનના ઢાળ અને કણોના કદને લીધે જમીનના પાણીના જલનિકાસ(drain)ને વેગ મળે છે. આવાસ(habitat)માં પાણીની અછત હોય તેવા પર્યાવરણમાં રહેતા વાનસ્પતિક સજીવો પાણીનો સંગ્રહ કરતા હોય છે અને બાષ્પીભવન ટાળવા માટે અનુકૂલન પામેલા હોય છે. એક સ્થળે વારંવાર દુષ્કાળની પરિસ્થિતિ ઉદ્ભવતાં, પ્રાણીઓ ત્યાંથી સ્થળાંતર કરે છે; જ્યારે ત્યાં વસતા વાનસ્પતિક સમૂહમાં ફેરફારો થતા હોય છે. વિપરીત સંજોગોમાં ઊંચા ઘાસના પ્રદેશો (praries) મધ્યમ ઊંચાઈવાળા ઘાસના પ્રદેશમાં અને મધ્યમ ઊંચાઈવાળા ઘાસના પ્રદેશો ટૂંકા ઘાસના પ્રદેશમાં ફેરવાઈ જાય છે.

(5) વાતાવરણિક વાયુઓ (atmospheric gases) : વાતાવરણમાં નાઇટ્રોજન ઉપરાંત આશરે 21 % ઑક્સિજન અને 0.03 % કાર્બન- ડાયૉક્સાઇડ રહેલો છે. ઑક્સિજન શ્વસનક્રિયા માટે જ્યારે કાર્બન-ડાયૉક્સાઇડ પ્રકાશ-સંશ્લેષણ માટે અનિવાર્ય છે. શ્વસન અને પ્રકાશ-સંશ્લેષણની પ્રક્રિયાઓ દરમિયાન આ બે વાયુઓના વપરાશની સાથે તેમનું પુનર્નિર્માણ પણ થતું હોવાથી વાતાવરણમાં આ બંને વાયુઓનું પ્રમાણ જળવાઈ રહે છે.

(6) જમીન (soil) : સજીવો માટે જમીન આધારરૂપ માધ્યમ છે અને પ્રત્યક્ષ યા પરોક્ષ રીતે તે પોષક તત્ત્વો પૂરાં પાડે છે. જમીનવાસી વનસ્પતિઓનાં મૂળ જમીનમાં રહેલાં છે. જમીનની ગુણવત્તાનો આધાર કણોના કદ (texture), ક્ષારતા, ભેજનું પ્રમાણ, pH મૂલ્ય અને કાર્બનિક સંયોજનો પર છે. જમીનમાં બૃહત પોષકો (macronutrients) તરીકે પોટૅશિયમ, કૅલ્શિયમ, મૅગ્નેશિયમ, સલ્ફર, નાઇટ્રોજન અને ફૉસ્ફરસ આવેલા છે; જ્યારે સૂક્ષ્મપોષક તરીકે લોહ, મૅંગેનીઝ, બૉરૉન, કૉપર, જસત અને સિલિકોનનો સમાવેશ થાય છે. તાપમાન, અવક્ષેપન, જમીનમાં રહેલાં કાર્બનિક સંયોજનો, સ્થાનિક સ્થળાકૃતિ તેમ જ ત્યાં વસનાર વનસ્પતિસૃદૃષ્ટિ પ્રમાણે જમીનમાં ફેરફારો થયા કરે છે. વળી જમીનમાં વસતા સૂક્ષ્મ જીવો મોટા કદના સજીવોને પોષક તત્ત્વો પૂરાં પાડવામાં અગત્યનો ભાગ ભજવે છે.

(7) કુદરતી પ્રકોપો (natural calamities) : સામાન્યપણે પ્રતિદિન અને સામયિક પર્યાવરણિક પરિબળોને આધારે કોઈ પણ આવાસમાં કયા સજીવો જીવી શકે છે અને તે કઈ રીતે જીવે છે તેનું નિદાન તારવી શકાય છે; પરંતુ અનપેક્ષિત, આકસ્મિક અને અણધારી કુદરતી દુર્ઘટના(disturbance)ને કારણે આ ધારણા ખોટી પણ નીવડે છે. આગ, તોફાન, વાવંટોળ (hurricane), ભૂકંપ, પૂર અને ભૂસ્ખલન (landslide) જેવા વિક્ષોભોને લીધે પર્યાવરણમાં મૂળભૂત ફેરફારો થતાં ત્યાંની પરિસ્થિતિ સાવ બદલાઈ જાય છે. તેની અસર હેઠળ ઘણા સજીવોનો વિનાશ સર્જાય છે તેમ જ ત્યાં વસતી જાતિઓ(species)ના સંઘટન (composition) અને નિવાસીઓની પ્રવૃત્તિમાં ફેરફાર થાય છે. સજીવો જાત જાતના રોગોથી પીડાય છે અને તેની અસર હેઠળ મૃત્યુનો ભોગ બને છે.

જૈવિક પરિબળો : કોઈ પણ સજીવ પર થતી જૈવિક અસરો અન્ય સજીવો સાથે થતી પારસ્પરિક પ્રક્રિયાને અધીન રહીને થતી હોય છે. આ પારસ્પરિક પ્રક્રિયાઓમાં મુખ્યત્વે ભક્ષણ અને પરજીવી જીવનનો સમાવેશ થાય છે. સામાન્યપણે પ્રાણીસૃદૃષ્ટિના સભ્યો ખોરાક માટે વનસ્પતિ પર આધાર રાખે છે. આ અસર જે તે વિસ્તારમાં આવેલ વનસ્પતિ-સમૂહ પર થાય છે. ભમરી, મધમાખી, પતંગિયાં જેવા કીટકો તેમ જ જાતજાતનાં પક્ષીઓ અને સસ્તનો પરાગનયન અને બીજ-વિતરણમાં વનસ્પતિને મદદરૂપ નીવડે છે. કેટલીક શિંબી (leguminous) વનસ્પતિના મૂળમાં નાઇટ્રોજન સ્થિરીકરણ કરતા બૅક્ટેરિયા વસે છે. તે યજમાન વનસ્પતિ નાઇટ્રોજન-તત્ત્વ પૂરું પાડે છે અને બદલામાં તૈયાર ખોરાક પ્રાપ્ત કરે છે. તે જ પ્રમાણે કેટલીક વનસ્પતિ સાથે સંકળાયેલ કવકમૂલ(mycorrhiza) ફૂગ દ્વારા સાદો ખોરાક મેળવે છે જ્યારે તે પ્રકાશ-સંશ્લેષણ દ્વારા તૈયાર ખોરાક ફૂગને આપે છે. મોટા ભાગનાં યજમાન પ્રાણીઓ પરજીવી પ્રાણીઓનો ભોગ બનતાં હોય છે; દા. ત., મલેરિયા જંતુ, વાળો અને ગોળકૃમિ જેવા પરજીવોથી માનવી પીડાય છે અને વિપરીત સંજોગોમાં મૃત્યુ પણ પામે છે.

માનવસર્જિત પ્રતિકૂળ પરિબળો (anthropogenic stress) : માનવપ્રવૃત્તિને લીધે અન્ય જીવો પર થતી અસર કુદરતી જૈવિક પારસ્પરિક ક્રિયા કરતાં જુદા પ્રકારની હોય છે. માત્ર પોતાના હિતાર્થે પૃથ્વીનું સર્જન થયું છે એમ માની બેઠેલો માનવી પોતાની ઇચ્છા મુજબ પર્યાવરણમાં ફેરબદલ કરતો થઈ ગયો છે અને એ રીતે તે જૈવાવરણ(biosphere)માં ફેરફાર લાવવાનું મુખ્ય કારણ બન્યો છે. ઔદ્યોગિક ક્રાંતિ પહેલાં પર્યાવરણની જાળવણીનો ક્રમ પ્રાકૃતિક રીતે ચાલતો હતો; પણ છેલ્લાં સો વર્ષ દરમિયાન માનવીની જીવનશૈલીમાં ઘણાં પરિવર્તનો આવેલાં છે અને સાથે સાથે વિશ્વમાં વસ્તીવિસ્ફોટ પણ થયો છે. માનવવસ્તીમાં વધારો તથા તકનીકના વિકાસ સાથે શહેરીકરણ, ઉદ્યોગીકરણ, કૃષિલક્ષી ઉદ્યોગો જેવી પ્રવૃત્તિ દ્વારા વિવિધ રસાયણોનો ઉપયોગ વધ્યો છે. માનવસર્જિત જૈવનાશકો (biocides), ઔદ્યોગિક રસાયણો, વિકિરણધર્મી સમસ્થાનિકો (radio-isotopes), ભારે ધાતુઓ (heavy metals), ખાતરો, પેટ્રોલિયમ પેદાશો, ઍસિડ-વર્ષા (acid rain) અને સ્મૉગ જેવાં પ્રદૂષકોને લીધે પર્યાવરણ પર મોટું સંકટ ઊભું થયું છે. તેના ફળસ્વરૂપે પર્યાવરણ પ્રદૂષિત થવા ઉપરાંત તેની સ્વયંશુદ્ધીકરણની ક્ષમતામાં ઘટાડો થયો છે. આને કારણે જીવન ટકાવવા જરૂરી એવા પદાર્થોની ગુણવત્તા તથા તેમના જથ્થામાં ઘટાડો થયો છે. આ બાબત માનવઅસ્તિત્વ માટે પડકારરૂપ બની છે.

પર્યાવરણિક પ્રદૂષણને મુખ્ય ત્રણ પ્રકારમાં વહેંચી શકાય : વાયુપ્રદૂષણ, જલપ્રદૂષણ અને ભૂમિનું પ્રદૂષણ.

વાયુપ્રદૂષણ : વિવિધ ઉદ્યોગોની ચીમનીઓ, સ્વયંચલ-વાહનો તેમ જ ભઠ્ઠીઓમાંથી નીકળતા ધુમાડા હવામાં ભળી વાયુને પ્રદૂષિત કરે છે. મુખ્ય વાયુ-પ્રદૂષકોમાં કાર્બન-મૉનૉક્સાઇડ, કાર્બન-ડાયૉક્સાઇડ, સલ્ફર-સંયોજનો અને નાઇટ્રોજન ઑક્સાઇડ જેવાનો સમાવેશ થાય છે. તેની માઠી અસર માનવીના સ્વાસ્થ્ય પર થાય છે. પરિણામે તે આંખની બળતરાથી પીડાય છે અને ફેફસાંજન્ય રોગો  દમ, ન્યુમોનિયા અને કૅન્સર જેવાનો ભોગ બને છે. વનસ્પતિની વૃદ્ધિ અટકે છે અને તે મરી પણ જાય છે. વળી ઍસિડ-વર્ષામાં કારણભૂત એવા વાયુને લીધે ઉત્તર અમેરિકા, યુરોપ અને એશિયાના કેટલાક ભાગોમાં વનસ્પતિનો વિનાશ સર્જાયો છે.

જલપ્રદૂષણ : ઔદ્યોગિક કારખાનાં, ખેતરો અને મલપ્રવાહ(sewage)ને લીધે જળપ્રદૂષણનું નિર્માણ થાય છે. ઔદ્યોગિક કચરો જૈવિક પદાર્થો અને અનેક જાતનાં રસાયણોનો બનેલો હોય છે. કૃષિક્ષેત્રોમાંથી નીકળતા કચરામાં પ્રાણીજન્ય કચરો, ખાતર અને જૈવિક કચરાનો સમાવેશ થાય છે. મલપ્રવાહમાં મુખ્યત્વે માનવ-વસાહત અને લઘુ-ઉદ્યોગમાંથી નીકળતા કચરાનો સમાવેશ થાય છે.

ભૂમિપ્રદૂષણ : જલપ્રદૂષણની જેમ ભૂમિપ્રદૂષણ કોહવાતા સજીવો, માનવસર્જિત ઉત્સર્ગદ્રવ્ય અને માનવીએ નકામી ગણીને ફેંકી દીધેલી જાતભાતની વસ્તુઓને કારણે થાય છે. દરરોજ હજારો ટન ઘન કચરાને માનવી જમીન પર ફેંકે છે. ખાસ કરીને શહેરોમાં જમીન પર જ્યાંત્યાં કચરાનો ભરાવો જોવા મળે છે.

માનવસર્જિત પર્યાવરણિક વિનાશનાં ઘણાં ઉદાહરણો છે. 1984માં ઝેરી વાયુને લીધે ભોપાળમાં 2000 કરતાં વધુ માનવીઓ થોડા જ સમયમાં મૃત્યુ પામ્યા અને તેની અસર હેઠળ આજે પણ ઘણા માનવો પીડા અનુભવી રહ્યા છે. 1986માં રશિયાના ચેર્નોબિલ પારમાણ્વિક ઊર્જાઘરમાંથી મુક્ત થયેલા વિકિરણોત્સર્ગી કચરા(radio-active debris)ને લીધે માનવસહિત અનેક સજીવો અસરગ્રસ્ત થયા. 1989માં ઍક્ઝૉન વાલ્હેઝ ટકરમાંથી તેલ ગળી જવાથી અત્યંત સ્વચ્છ ગણાતા અલાસ્કાના દરિયાના 4800 ચોકિમી. વિસ્તારનાં પાણી પર તેલ પ્રસર્યું હતું. પરિણામે માછલાંસહિત કરોડોની સંખ્યામાં સજીવોનો નાશ થયો હતો. તે ઉપરાંત 6 મહિનાની અંદર 10,000 ઑટર, 150 નગ્ન-ગરુડ (bald eagle) અને 30,000 દરિયાઈ પક્ષીઓ મરી ગયેલાં નોંધાયાં છે. વારંવાર થતા માનવસર્જિત પ્રદૂષણને અટકાવવાના પ્રયાસ નહિ કરવામાં આવે તો તે પૃથ્વીના પ્રલય માટે આમંત્રક નીવડશે તેમાં સંદેહ નથી.

પ્રદૂષણ વૈશ્વિક સમસ્યા હોઈ બીજા વિશ્વયુદ્ધ પછી વિશ્વમાં તેના નિયંત્રણ દ્વારા પર્યાવરણની જાળવણી અંગે જાગૃતિ આવી છે અને વિશ્વના તમામ દેશોની સરકારો આ અંગે સક્રિય પગલાં લઈ રહી છે.

પર્યાવરણીય અવરોધ : સજીવની જૈવક્ષમતાને અવરોધતાં સીમાંત પર્યાવરણીય પરિબળોનું યોગફળ. ઇષ્ટતમ પર્યાવરણીય સંજોગોમાં સજીવની મહત્તમ પ્રજનનક્ષમતાને જૈવક્ષમતા (biotic potential) કહે છે. જૈવક્ષમતાના આ દર અને ક્ષેત્રીય કે પ્રયોગશાળાના પ્રયોગોમાં જોવા મળતા તેના દર વચ્ચેનો તફાવત પર્યાવરણીય અવરોધ દર્શાવે છે.

જૈવ અને અજૈવ એમ બંને પ્રકારનાં પર્યાવરર્ણીય પરિબળોમાં ખોરાક અને પાણી જેવી આવશ્યક સંપદાની પ્રાપ્યતા, પરભક્ષણ (predation), રોગ, વિષાળુ ચયાપચયિક (metabolic) ઉત્સર્ગ, પદાર્થોનું એકત્રીકરણ અને કેટલીક જાતિઓમાં ભીડ(over-crowding)ને લીધે ઉદ્ભવતા તણાવને કારણે વર્તણૂકમાં થતા ફેરફારોનો સમાવેશ થાય છે.

પર્યાવરણ અમર્યાદિત હોય એટલે કે રહેઠાણ, ખોરાક અથવા અન્ય સજીવનો અવરોધ ન હોય ત્યારે કોઈ પણ સજીવનો જૈવક્ષમતાનો દર મહત્તમ બિંદુએ આવીને અટકી જાય છે અને તેનો આલેખ સિગ્મોઇડ વક્ર જેવા ‘S’ આકારનો બને છે. સજીવની વસ્તીની વૃદ્ધિના દર માટે ‘જા’ સંજ્ઞા આપવામાં આવે છે. આ દર માટેનું સૂત્ર નીચે પ્રમાણે છે :

dN/dt = rN (N – K) K

જ્યાં r = જૈવક્ષમતા; N = વ્યક્તિની સંખ્યા; t = સમય; K = સંતૃપ્તિ-આંક અથવા પર્યાવરણમાં સજીવની જાતિ સમાવવાની ક્ષમતા છે.

આ જૈવક્ષમતાને પર્યાવરણ નિયંત્રણમાં રાખે છે. પર્યાવરણ અનુકૂળ હોય, ખોરાકની ભરપૂર પ્રાપ્યતા હોય અને વસ્તીવધારાની સ્થિતિ ઉત્તમ હોય તો થોડાક સમય માટે વસ્તી ઝડપથી વધે છે; પરંતુ આ વધારો કાયમી હોતો નથી; કેમ કે વસ્તીમાં આંતરપ્રક્રિયાઓ અને પર્યાવરણીય અવરોધો આ વધારાને ધીમો પાડે છે.

બળદેવભાઈ પટેલ

વિનોદ સોની

નગીન મોદી