પારિસ્થિતિકી (પરિસ્થિતિવિજ્ઞાન) (ecology)

પારિસ્થિતિકી (પરિસ્થિતિવિજ્ઞાન) (ecology) : જીવો- (organisms)ના અંદરોઅંદરના, વિભિન્ન જીવો વચ્ચેના, તથા જીવો અને તેમના પર્યાવરણ (environment) વચ્ચેનાં સજીવ તેમજ નિર્જીવ પાસાંઓના પારસ્પરિક સંબંધોનો અભ્યાસ. તેને પર્યાવરણીય જીવશાસ્ત્ર (environmental biology) પણ કહે છે.

જીવો અને પર્યાવરણ સાથેના તેમના સંબંધ તરફ 19મા સૈકાના અંતભાગમાં વધુ ધ્યાન આકર્ષિત થયું. પ્રદૂષણ (pollution) અને ઔદ્યોગિક ઓળવણી (industrial despoliation) પ્રત્યે ચિંતાની લાગણી પેદા થતાં 1892માં યુ. એસ.માં સિયેરા ક્લબની સ્થાપના થઈ, જ્યારે 1912માં બ્રિટનમાં ‘સોસાયટી ફૉર ધ પ્રમોશન ઑવ્ નૅચર’(હાલની રૉયલ સોસાયટી ફૉર નેચર કન્ઝર્વેશન)ની સ્થાપના થઈ. 1960 સુધી પારિસ્થિતિકી સંબંધી જ્ઞાન અને તેમાં રસ એ ફક્ત વૈજ્ઞાનિક સમુદાય પૂરતાં મર્યાદિત હતાં; પણ તે પછી પરિસ્થિતિ-વૈજ્ઞાનિકો (ecologists) તરફથી માનવ-વસ્તીના પ્રમાણમાં થયેલા વધારા તથા તકનીકીના બહોળા પ્રસારને લીધે પર્યાવરણ માટે ઉદભવેલાં જોખમો સંબંધી ચેતવણી મળતાં લોકોમાં પારિસ્થિતિકી અંગે જાગૃતિ આવી છે. હવે તો ભૂગોળવિદો (geographers), સ્થપતિઓ (architects), આયોજકો (planners), ઔદ્યોગિક રસાયણશાસ્ત્રીઓ, સિવિલ ઇજનેરો જેવા અનેક સાથે પરિસ્થિતિવિજ્ઞાન એક યા બીજી રીતે સંકળાયેલ છે. દરેક દેશની સરકાર પણ હવા અને પાણીનાં પ્રદૂષણ, કેટલાંક પ્રાણીઓની કે વનસ્પતિની લુપ્ત થતી જતી જાતિઓ, તૃણનાશકો અને કીટનાશકોના બેફામ ઉપયોગ જેવા પ્રશ્નોના નિવારણ માટે પારિસ્થિતિકીમાં રસ ધરાવતી થઈ છે.

પરિસ્થિતિવિજ્ઞાનનો સંબંધ સ્થળ (space) અને સમય સાથે જીવોના વિતરણની (કયા જીવો ક્યાં જોવા મળે તેની) અને તેમની વિપુલતાની ભાત સાથે છે. રસાયણવિજ્ઞાન, ભૌતિકશાસ્ત્ર, ગણિત, કમ્પ્યૂટરવિજ્ઞાન, ભૂસ્તરશાસ્ત્ર, હવામાનશાસ્ત્ર, સમુદ્રવિદ્યા જેવી વિજ્ઞાનની અનેક શાખાઓ ઉપર આધાર રાખતી વિજ્ઞાનની આ શાખા વિવિધ શાખાઓના સમન્વય દ્વારા આપણને ભૌતિક પર્યાવરણ જીવંત વસ્તુઓને કઈ રીતે અસર કરે છે તેની, જીવો જેમાં વસતા હોય તે પર્યાવરણની સીમાની, આ સીમામાં જીવોની વિપુલતા નક્કી કરતાં પરિબળોની તથા પર્યાવરણીય કોયડાઓ જેવા કે ઍસિડવર્ષા (acid rain), હરિતગૃહ અસર (greenhouse effect) વગેરેની સજીવોના જીવનવ્યવહાર પર થનારી અસરની સમજ પૂરી પાડે છે.

દુનિયા અનેક પ્રકારની જીવંત વસ્તુઓ ધરાવે છે. આમાં વિશાળ કદના હાથીથી માંડીને અમીબા, ફૂગ અને જીવાણુઓ જેવા નાના જીવો તથા વડથી માંડીને શેવાળ જેવી વનસ્પતિનો સમાવેશ થાય છે. આમાંનો એક પણ જીવ એકલો જીવતો નથી. દરેક જીવ તેની આસપાસ આવેલા અન્ય સજીવ કે નિર્જીવ પદાર્થો ઉપર વત્તેઓછે અંશે આધાર રાખે છે; દા.ત., સસલાને ખોરાક માટે અમુક વનસ્પતિ જોઈએ છે. જો તેની આસપાસની વનસ્પતિ નાશ પામે તો તેણે સ્થળાંતર કરવું પડે અથવા તો તે ભૂખે મરી જાય. બીજી તરફ વનસ્પતિ પણ પ્રાણીઓ ઉપર કાંઈક અંશે આધાર રાખે છે. કારણ કે પ્રાણીઓનાં મળમૂત્ર તથા મૃત્યુ બાદ તેમના અવશેષો વનસ્પતિ માટે જરૂરી પોષક દ્રવ્યો ખાતર રૂપે પૂરાં પાડે છે. વળી, ફળફૂલવાળી વનસ્પતિના પુનર્જનન માટે મધમાખી જેવા જીવોની મદદ આવશ્યક હોય છે.

પરિસ્થિતિવિજ્ઞાનીઓ (ecologists) પ્રકૃતિના સંગઠન(organization)નો ત્રણ સ્તરે અભ્યાસ કરે છે : (i) વસ્તી (populations), (ii) સમુદાયો (communities), અને (iii) પારિસ્થિતિક તંત્ર (ecosystems). તેઓ આ સ્તરોની સંરચના (structures), તેમની પ્રવૃત્તિ (activities) અને સ્તરમાં તથા સ્તરો વચ્ચે જે ફેરફારો થાય છે તેનું વિશ્લેષણ કરે છે. આ માટે તેઓ અલગ અલગ ક્ષેત્રોનો અભ્યાસ કરી પ્રાકૃતિક જગતને સમજવાનો પ્રયત્ન કરે છે તેમજ હવા અને પાણી જેવાં પ્રદૂષણોની સજીવો પર થતી અસર – એ પ્રકારના વ્યવહારુ પ્રશ્નો ઉકેલવા તરફ વળે છે.

વસ્તી (populations) : વસતી એ કોઈ એક સમયે એક વિસ્તારમાં વસતી (જીવતી) ચોક્કસ જાતિનો સમૂહ છે. પરિસ્થિતિવિજ્ઞાનીઓ આ વસ્તીની સંખ્યા અને તેના વિકાસનું પ્રમાણ નક્કી કરી તેનું વિશ્લેષણ કરે છે.

વસ્તીનું નિયંત્રણ કરતાં પરિબળો : કોઈ એક ચોક્કસ વસ્તીનું આ માપ (size) બે મૂળભૂત બળોની પારસ્પરિક ક્રિયા પર આધાર રાખે છે : (i) શક્ય ને અનુકૂળ સંજોગોમાં વસ્તી વધી શકે તે દર, અને (ii) આદર્શ-કરતાં-ઓછાં વૃદ્ધિ (growth)ને સીમિત કરતાં પર્યાવરણીય પરિબળોની સંયુક્ત અસર. આ સીમાંતક પરિબળોમાં ખાદ્ય – પુરવઠો, પરભક્ષીઓ (predators), હવામાન, વ્યાધિ (disease) અને એક જ અથવા વિભિન્ન જાતિના જીવો સાથેની સ્પર્ધાનો સમાવેશ થાય છે.

કોઈ એક પર્યાવરણ એક ચોક્કસ જાતિના વધુમાં વધુ જે કદને પોષી શકે તેને તે પર્યાવરણની જે તે જાતિ માટેની ધારણક્ષમતા (carrying capacity) કહે છે. આના સંદર્ભમાં સામાન્ય રીતે ખરેખરી વસ્તી ઘણી ઓછી હોય છે.

વસ્તીમાં ફેરફાર કરનાર અવયવો : સમય સાથે એક જાતિની જનસંખ્યાના સ્તરમાં ઘણો ફેરફાર થાય છે. ઘણી વાર આનું કારણ કુદરતી ઘટનાઓ પણ હોય છે; દા.ત., વરસાદના પ્રમાણમાં ફેરફાર થાય તો અમુક પ્રકારની વસ્તીમાં વધારો જ્યારે અન્ય પ્રકારની વસ્તીમાં ઘટાડો થવાનો સંભવ રહે છે. તે જ પ્રમાણે નવા પ્રકારના રોગચાળાને કારણે ચોક્કસ વનસ્પતિ કે પ્રાણીની વસ્તીમાં તીવ્ર ઘટાડો થાય છે. ઊર્જા સંયંત્રો (plants) કે પેટ્રોલ/ડીઝલનાં એન્જિનોને કારણે હવામાં ઍસિડી (acidic) વાયુઓ એકઠા થતાં ઍસિડવર્ષા થાય છે, જે માછલીની વસ્તીને ઘટાડી નાંખે છે.

સમુદાયો (communities) : એક જ પર્યાવરણમાં સાથે વસતાં પ્રાણીઓ અને વનસ્પતિના સમૂહને સમુદાય (જૂથ) કહે છે. હરણ, વાનર, ખિસકોલી, લક્કડખોદ, પોપટ અને લીમડાનાં કે સાગનાં ઝાડ એ વનસ્થળમાં વસતાં જૂથોનો એક ભાગ છે. મોટા ભૌગોલિક વિસ્તારને આવરી લેતા વનસ્પતિ કે પ્રાણીઓના જૂથને ‘બાયોમ’ કહે છે. તેની સીમા મુખ્યત્વે આબોહવા પ્રમાણે નક્કી થાય છે. દુનિયાના મુખ્ય બાયોમમાં રણો, જંગલો, બીડો (grasslands), ટુંડ્ર પ્રદેશો (tundras), અને વિવિધ જલીય (aquatic) બાયોમોનો સમાવેશ થાય છે. દરેક બાયોમનો વ્યાવર્તક (distinctive) દેખાવ એ જે તે લાક્ષણિક વનસ્પતિજાતિના પ્રાધાન્ય (predominance) અનુસાર નિર્ધારિત થાય છે. જોકે તેની સાથે સંકળાયેલાં પ્રાણીઓ પણ આ વિલક્ષણતાના અંગરૂપ હોય છે.

સમુદાયમાંની દરેક જાતિ તેની જૈવિક જરૂરિયાતો મુજબ વહેંચાઈ જાય છે. અન્ય જાતિઓની પણ તેના ઉપર અસર થાય છે. દા.ત., શુગર મેપલનાં બીજને છાંયડો જોઈતો હોવાથી તે ગાઢ જંગલોમાં પરિપક્વ થાય છે; જ્યારે પૌરસ્ત્ય શ્વેત પાઇન(eastern white pine)નાં બીજને વિપુલ વૃદ્ધિ માટે વધુ ખુલ્લા સૂર્યપ્રકાશની જરૂર પડે છે. ઉષ્ણકટિબંધીય (tropical) વરસાદી જંગલોમાં ફૂટી નીકળતાં (emergent) ઊંચાં વૃક્ષો નાનાં વિતાન (canopy) વૃક્ષોની ઉપર જતાં હોય છે. નાનાં વૃક્ષોની નીચે ક્ષુપ (shrub) પ્રકારની વનસ્પતિ હોય છે. જ્યારે જંગલના તળના ભાગે ફૂગ અને જીવાણુ ધરાવતી જમીન પર શાકીય (અકાષ્ઠિલ) છોડ ઊગે છે. આમ સમુદાયો ઊર્ધ્વ-સ્તરણ (vertical stratification) અથવા સ્તરણ (layering) દર્શાવે છે. દરેક સ્તરમાં લાક્ષણિક પ્રાણીઓ પણ રહેતાં હોય છે.

સમુદાયનું અન્ય પાસું એ તેની કાલિક (temporal) સંરચના છે. કેટલાંક પ્રાણીઓ દિવાચર (diurnal) (દિવસે સક્રિય), કેટલાંક નિશાચર (nocturnal) (રાત્રે સક્રિય) જ્યારે કેટલાંક સંધ્યાચર (crepuscular) હોય છે. આ સંરચનાને કારણે એક જ વિસ્તારમાં, એકબીજાંને માટે અંતરાય ઊભો કર્યા સિવાય વધુ જીવો રહી શકે છે. કેટલાંક પ્રાણીઓ (દા.ત., દેડકાં) મોસમી (seasonal) હોય છે. આને કારણે પ્રાણીઓની જાતિઓ વચ્ચે સ્થળ અને આહાર પરત્વે ખાસ સ્પર્ધા જોવા મળતી નથી.

એક સમુદાયમાંની જાતિની સંખ્યાને જાતિ-વિભિન્નતા (species diversity) કહે છે. તેનાં બે લક્ષણો છે : વિપુલતા (richness), અને સમાનતા (evenness). કોઈ એક સમુદાયમાં અનેક જાતિઓ હોય તો તે સમૃદ્ધ વિભિન્નતા (rich diversity) ધરાવે છે એમ કહેવાય. જોકે તેમાં બધી જાતિઓ સમાન પ્રતિનિધિત્વ ધરાવતી હોતી નથી.

ઘણી વાર બને છે તેમ, થોડીક જાતિઓ વિપુલ પ્રમાણમાં હોય તો તે અસમાન (uneven) વિભિન્નતા ધરાવે છે એમ કહેવાય. એક સમુદાય ઘણીબધી જાતિ ધરાવે અને તેમાંની દરેક જાતિ વિપુલ પ્રમાણમાં હોય તો સમુદાય પ્રમાણમાં સ્થાયી ગણાય છે, કારણ કે ઓછી જાતિવાળા સમુદાયની સરખામણીમાં તેમાંની એક જાતિમાં ઘટાડો થાય કે તે દૂર થાય તો તેની અગત્ય ઓછી ગણાય છે.

જો આગ, પૂર, ચક્રવાત કે વાવાઝોડું અથવા જ્વાળામુખીવિસ્ફોટ જેવી કુદરતી આફતને કારણે કોઈ સમુદાય વિક્ષુબ્ધ થાય અને પછી તેને તે જ અવસ્થામાં લાંબો સમય રહેવા દેવામાં આવે તો તે સમય જતાં પુન:સ્થાપિત થાય છે. આને અનુક્રમણ (succession) કહે છે. દા. ત., એક જંગલમાં દવ લાગવાને કારણે તેનો સંપૂર્ણ નાશ થાય તો તેને નવેસરથી તૈયાર થતાં સેંકડો કે હજારો વર્ષ લાગી શકે છે. આનો આધાર આબોહવા, જમીનની પ્રકૃતિ અને પર્યાવરણીય પરિબળો ઉપર રહેલો હોય છે.

આવા વિનાશ પામેલા વિસ્તાર પર જે જાતિ પ્રથમ આવે/ઉદભવે તેને અગ્રયાયી (pioneer) જાતિ કહે છે. આવી જાતિ વિસ્તરણ(dispersion)નાં સારાં સાધનો તથા ઉત્તમ પુનર્જનનક્ષમતા ધરાવતી હોય છે; દા. ત., ઘાસ. જોકે જેમનાં બીજ વધુ ઉત્પન્ન થઈ હવા મારફત પ્રસરી જતાં હોય તેવાં વૃક્ષો પણ આ રીતે પુનર્જનન પામી શકે છે. ઘણીવાર અનુક્રમણ દરમિયાન પુનર્જનન માટે ઓછી અને નિભાવ માટે વધુ ઊર્જા વાપરતા નવી જાતના જીવો માટેના સંજોગો અનુકૂળ બને છે અને આવા જીવો હરીફાઈમાં અન્યને હંફાવી નવો સમુદાય રચે છે. આને સમય લાગે છે. સમય જતાં એક કક્ષા એવી આવે છે કે જ્યારે પર્યાવરણીય અને જાતિગત ફેરફારો ઓછામાં ઓછા અને જાતિવિભિન્નતા વધુ હોય છે. આવા સ્થાયી સમુદાયને પરાકોટિ (climax) સમુદાય કહે છે. તે સેંકડો/હજારો વર્ષો  સુધી અસ્તિત્વમાં રહે છે. જોકે કુદરતી બળો આવા સમુદાયને પણ બદલાવાની ફરજ પાડે છે.

સમુદાયમાં જે તે જાતિના ફાળાને પારિસ્થિતિક નિકેત (ecological niche) કહે છે. જાતિના અસ્તિત્વ માટેના બધા અવયવો તે ધરાવે છે.

પરિસ્થિતિતંત્ર (પારિતંત્ર) (ecosystem) : જીવોનો સમુદાય અને તેનું નિકટવર્તી અજૈવ (abiotic) અથવા ભૌતિક પર્યાવરણ (આબોહવા, જમીન, પાણી, હવા, પોષક દ્રવ્યો, ઊર્જા વગેરે) એક પરિસ્થિતિતંત્રનું નિર્માણ કરે છે. બ્રિટિશ વનસ્પતિ-પરિસ્થિતિવિજ્ઞાની (plant ecologist) એ. જી. ટિન્સ્લીએ પરિસ્થિતિતંત્ર માટે ecosystem શબ્દ પ્રયોજ્યો હતો. આ તંત્ર વિવિધ માપક્રમનાં હોય છે. દા.ત. ભૂમંડલીય (global) પરિસ્થિતંત્ર પૃથ્વી, પૃથ્વી ઉપર વસતા બધા જીવો અને તેમની ઉપરના વાતાવરણનું બનેલું ગણી શકાય. એક તળાવના પરિસરમાં તળાવના પાણીનો, તેમાં વસતા જીવો અને વનસ્પતિનો, પાણીમાં ઓગળેલા તથા અવલંબિત પદાર્થોનો અને તળાવના તળિયે આવેલા ખડકો, કાદવ, કોહવાતાં દ્રવ્યો વગેરેનો સમાવેશ થાય છે. પરિસ્થિતિવિજ્ઞાનીઓ સમુદાયોનો અભ્યાસ પરિસ્થિતિતંત્રનાં ખનિજચક્રણ (mineral cycling), ઊર્જાનું વહન અને વસ્તીનિયંત્રણ જેવાં પાસાંઓને આવરી લેતી આંતરક્રિયાઓના સંદર્ભમાં કરે છે.

ક્ષુપો, વૃક્ષો તથા પ્રાણીઓ-એ પરિસ્થિતિતંત્રનાં જીવંત રૂપો છે; જ્યારે વિવિધ વિકિરણો વાયુમંડળમાંના વાયુઓ તથા તેનો તાપક્રમ, આર્દ્રતા (humidity), જળ, માટી ખાદ્ય પદાર્થો વગેરે પર્યાવરણીય અવયવો છે. આને કારણે પરિસ્થિતિતંત્ર સ્થિર ન રહેતાં તે અલ્પજીવી કે દીર્ઘજીવી બને છે.

જીવોનું પર્યાવરણમાંના તેમના નિયોજિત કાર્ય પ્રમાણે વર્ગીકરણ કરવામાં આવે છે. મુખ્યત્વે લીલા છોડવા જેવા સ્વપોષી (autotrophs) અથવા ઉત્પાદકો (producers) પોતાનો ખોરાક કાર્બન-ડાયૉક્સાઇડ, પાણી, ખનિજદ્રવ્યો (minerals) અને સૂર્યપ્રકાશમાંથી તૈયાર કરી લે છે, જ્યારે પરપોષિતો (heterotrophs) તરીકે ઓળખાતા ઘણી જાતના જીવો પોતાનો ખોરાક ઉત્પન્ન કરવાની આવી ઉપાપચયી (metabolic) તંત્રરચના ધરાવતા ન હોવાથી તેમને ખોરાક માટે અન્ય સ્રોતો ઉપર આધાર રાખવો પડે છે. પરપોષીના બે વર્ગ પાડી શકાય : (i) ઉપભોક્તા (consumers) અને (ii) વિઘટનકારી (decomposers).

ઉત્પાદકોમાં મુખ્યત્વે લીલા છોડ, વૃક્ષો વગેરેને ગણાવી શકાય. તેમનામાં રહેલ ક્લૉરોફિલ વર્ણકને કારણે તેઓ સૂર્યપ્રકાશની હાજરીમાં પ્રકાશસંશ્લેષણની પ્રક્રિયા દ્વારા પોતાનો ખોરાક જાતે જ તૈયાર કરી લે છે. આ પ્રકાશ-સંશ્લેષણમાં રાસાયણિક પ્રક્રિયાઓ બે તબક્કે થાય છે : પ્રકાશ-પ્રક્રિયા (light-reaction) દરમિયાન સૂર્યપ્રકાશ દ્વારા પાણી- (H₂O)નું ઑક્સિજન (O₂); હાઇડ્રોજન આયનો (H⁺) અને ઇલેક્ટ્રૉનમાં વિભાજન થાય છે. ઑક્સિજન આડપેદાશ તરીકે મુક્ત થાય છે. પ્રકાશની જરૂર ન પડે તેવી અંધારી પ્રક્રિયા(dark-reaction)માં પ્રોટૉન (H⁺) અને ઇલેક્ટ્રૉનનો ઉપયોગ કાર્બન ડાયૉક્સાઇડ(CO₂)માંથી કાર્બોહાઇડ્રેટ [Cn (H₂O)n] બનાવવામાં થાય છે. આગળ જતાં પ્રોટીન, ઍમિનોઍસિડ, વગેરે પણ તૈયાર થાય છે. એક અનુમાન મુજબ વાયુમંડળમાંના કાર્બન-ડાયૉક્સાઇડનો પ્રત્યેક અણુ લગભગ 200 વર્ષોમાં કોઈ ને કોઈ છોડ કે વૃક્ષમાં શોષાઈ જાય છે; જ્યારે દર 2,000 વર્ષે બધા જ ઑક્સિજનનું વનસ્પતિ દ્વારા નવીનીકરણ થાય છે.

આમાંના શાકાહારી (herbivores) તરીકે ઓળખાતા જીવો છોડવાનું ભક્ષણ કરે છે; જ્યારે માંસાહારી અથવા પરભક્ષી (predators) તરીકે ઓળખાતા જીવો પ્રાણીઓનું ભક્ષણ કરે છે, સર્વાહારીઓ(omnivores) વનસ્પતિ અને પ્રાણી બંનેનું ભક્ષણ કરે છે. તો અપમાર્જકો (scavengers) તરીકે ઓળખાતા જીવો મોટા મૃત જીવોનું ભક્ષણ કરે છે. કેટલાંક નાનાં પરપોષિતો (દા. ત., જીવાણુઓ) અને ફૂગ મૃત જીવો ઉપર નભે છે. તેઓ અપઘટકારકો (decomposers) કહેવાય છે. પરોપજીવીઓ (parasites) જીવંત જીવો પર નભે છે, પણ પરભક્ષીની માફક એકસાથે ભક્ષ્યને ખાઈ જતા નથી. આ પૈકી ચીંચડી (ticks) અને ચાંચડ (fleas) જેવાં પરોપજીવી તેમના યજમાનની ઉપર રહે છે. પટ્ટીકૃમિ (tapeworms), ગોળકૃમિ (round worms) અને જીવાણુઓ જેવા પરોપજીવી યજમાનના દેહમાં રહે છે.

જીવો દ્વારા ઉપયોગમાં લેવાતાં બધાં ખનિજ-દ્રવ્યો અગત્યનાં છે. તેમાંનાં નાઇટ્રોજન અને ફૉસ્ફરસથી સમૃદ્ધ હોય તે વધુ પ્રમાણમાં વપરાય છે. શાકાહારીઓ વનસ્પતિના કેટલાક ભાગોના ભક્ષણ અને તેમના વિસર્જન દ્વારા ખનિજોના ચક્રણને ઝડપી બનાવે છે. જો છોડવાનું ભક્ષણ થતું ન હોત તો ખનિજો ત્વરાથી જમીનમાં પાછાં ફરતાં ન હોત. અપમાર્જકો (scavengers) ફૂગ કે જીવાણુઓ કરતાં મૃત શરીરનું ઝડપથી વિઘટન કરે છે; જ્યારે ફૂગ અને જીવાણુઓ મળ, ગોબર અને અન્ય નાના સેન્દ્રિય (organic) પદાર્થોનું ખનિજીય ઘટકોમાં વિઘટન કરે છે. શાકાહારીઓનું ભક્ષણ કરતા માંસાહારી જીવો શાકાહારીઓના શરીરમાંનાં ખનિજોના પુનશ્ચક્રણમાં મદદ કરે છે. કેટલાક છોડવાનાં મૂળ આ દ્રવ્યોને શોષીને તેમનો પુનરુપયોગ કરે છે અથવા જમીનના ખવાણ (weathering) દ્વારા ઉદભવતા ખનિજપદાર્થોનો ઉપયોગ કરે છે. જોકે કેટલાંક ખનિજો પરિસ્થિતિતંત્રમાંથી છટકી જાય છે અને અંતે સમુદ્રમાં મળી જાય છે.

પારિસ્થિતિક ઊર્જાશાસ્ત્ર (ecological energetics) : પરિસ્થિતિતંત્રની સજીવ પ્રણાલીમાં દાખલ થાય ત્યાંથી માંડીને છેવટે તે ઉષ્મા તરીકે અવક્રમિત (degraded) થાય તેમજ તંત્રમાંથી અપ્રતિવર્તિત રીતે લુપ્ત થાય તેના અભ્યાસને પારિસ્થિતિક ઊર્જાશાસ્ત્ર કહે છે. તેને ઉત્પાદનપારિસ્થિતિકી (production ecology) પણ કહે છે. તે પરિસ્થિતિતંત્રમાંના જીવોની ઊર્જાકીય આંતરઆધારિતતા (energetic interdependence) તેમજ જીવોમાં અને જીવો વચ્ચે ઊર્જાના વહનની ક્ષમતા અંગે માહિતી પૂરી પાડે છે. જૈવ સમૂહ(biota)માં લગભગ બધી ઊર્જા લીલા છોડ દ્વારા પ્રકાશ-ઊર્જાના રાસાયણિક ઊર્જામાં થતા રૂપાંતર દ્વારા દાખલ થાય છે. આને પ્રાથમિક ઉત્પાદન (primary production) કહે છે. આ રીતે એકઠી થયેલી સ્થિતિજ ઊર્જા (potential energy) છોડવા દ્વારા તેમજ તેમનું ભક્ષણ કરતાં પ્રાણીઓ દ્વારા વૃદ્ધિ (growth), પુનર્જનન (reproduction) તેમજ જીવન ચલાવવા માટે જરૂરી કાર્યમાં વપરાય છે. આ પૈકી વૃદ્ધિ અને પુનર્જનન માટે વપરાતી ઊર્જાને દ્વૈતીયિક ઉત્પાદન (secondary production) કહે છે. જેમ જેમ ઊર્જા ખાદ્ય-શૃંખલા (food-chain) તરફથી ઉચ્ચ પોષણ-સ્તરો (trophic levels) તરફ (છોડવામાંથી શાકાહારીઓ અને માંસાહારીઓ તરફ) જાય તેમ તેમ સ્થિતિજ ઊર્જા કાર્ય કરવામાં વપરાય છે અને તે રીતે તે અવક્રમિત થાય છે. આ માટેનું ઊર્જા-અંદાજપત્ર. ઊર્જા-સંચયો (energy pools), ઊર્જાના વહનની દિશા અને પારિસ્થિતિતંત્રમાં ઊર્જાના પરિવહનને આવરી લે છે.

તે વસ્તીઓ, સમુદાયો અને પારિસ્થિતિતંત્રોને પણ લાગુ પડે છે. પ્રાપ્ત ખાદ્ય ઊર્જા (food-energy) પૈકીનો થોડો ભાગ જ ઘાસચારા રૂપે સંચિત થાય છે (MR), કેટલોક અવ્યવસ્થિત (messy) ખાનારાઓ દ્વારા નકામો જાય છે (NU), જ્યારે બાકીનો વપરાય છે. વપરાયેલા ખોરાક પૈકી થોડો ભાગ પરિવર્તન પામે છે, પણ શરીર દ્વારા તે ઉપયોગમાં લેવાતો ન હોવાથી તે મળદ્રવ્ય (fecal material) અથવા પ્રોટીન ચયાપચયની ઉપપેદાશ રૂપે નાઇટ્રોજનયુક્ત અપશિષ્ટ (waste) u તરીકે બહાર આવે છે. બાકીની ઊર્જાનું શરીરમાં પરિપાચન થાય છે, (assimilated) A અને તેનો કેટલોક ભાગ જીવનજરૂરી વ્યવહારો (functions) તથા કાર્ય કરવા માટે વપરાય છે. આ ઑક્સિજન વપરાશ (consumption) તરીકે અભિવ્યક્ત થાય છે. પરિપાચિત ઊર્જાનો અવશિષ્ટ ભાગ વ્યક્તિની વૃદ્ધિ અથવા સંતતિના વિકાસ માટે નવી પેશીઓ(tissues)ના ઉત્પાદનમાં વપરાય છે. આમ, ઉત્પાદન P (પ્રોટીન, કાર્બોહાઇડ્રેટ, ચરબી વગેરે) પણ જેને અન્ય જીવો ખાય છે અથવા જેના પર નભે છે તેવી સ્થિતિજ ઊર્જા છે, તે જૈવિક ભાર (biomass) Bમાં વધારો કરે છે અથવા મૃત્યુ, સ્થળાન્તરણ (migration), પરિભક્ષણ (predation) અથવા વાળ, ચામડી અને મૃગશૃંગ(antlers)ના ખરવાથી તે દૂર થાય છે (E=eliminated).

આર્થિક ઉપયોગિતા : માનવીના આર્થિક પ્રશ્નોના ઉકેલ માટે પરિસ્થિતિવિજ્ઞાનનો ઘણી રીતે ઉપયોગ થયો છે; દા. ત., વૈજ્ઞાનિક ઢબની ખેતી માટે પારિસ્થિતિકીનો જરૂરી અભ્યાસ મુખ્ય બાબત ગણાય છે. કીટનાશકો (insecticides), ફૂગનાશકો (fungicides) અથવા અન્ય રાસાયણિક પદાર્થોનો ઉપયોગ કરવા માટેનો યોગ્ય સમય નક્કી કરવા ઉપદ્રવકારી જીવાત(pest)ના જીવનવૃત્તાંતનો અભ્યાસ જરૂરી બને છે. ઘણીવાર આને લીધે તેના નિયંત્રણના ઉપાયો સરળ બની જાય છે; દા.ત., ઉપદ્રવકારી જીવાતને પેદા થવા કે પ્રસરવા માટેનો સમય જાણીને વાવેતર કે લણણીના સમયમાં ફેરફાર કરવાથી કેટલાક લાભ આપોઆપ પ્રાપ્ત થાય છે. પ્રાણીઓની ઓલાદનું આબોહવા પરત્વે અનુકૂલન, વિવિધ પાકો માટે જમીનની જરૂરિયાતો અને પાકની ફેરબદલી (rotation) કે તેની વિવિધતા માટે પરિસ્થિતિકીય સિદ્ધાંતોનો ઉપયોગ થઈ શકે છે. ભૂમિસંરક્ષણ (land conservation), મત્સ્યઉછેર (fisheries), વનવિજ્ઞાન (forestry) જેવાં આર્થિક ક્ષેત્રોમાં પણ પરિસ્થિતિવિજ્ઞાન ઉપયોગી છે.

 જ. પો. ત્રિવેદી

જ. દા. તલાટી