समुद्री प्राथमिक उत्पादन और प्लवक

अदृश्य रूप से अलग-अलग, फिर भी कुल मिलाकर विशाल, बहते हुए फाइटोप्लैंकटन पृथ्वी के प्रकाश संश्लेषण का लगभग आधा हिस्सा करते हैं, जो सूर्य के प्रकाश और पोषक तत्वों को कार्बनिक पदार्थ में परिवर्तित करते हैं जो समुद्र में लगभग सभी जीवन को पोषित करता है।

Definition

समुद्री प्राथमिक उत्पादन समुद्र में प्रकाश संश्लेषक जीवों द्वारा कार्बन डाइऑक्साइड से कार्बनिक पदार्थ का संश्लेषण है; प्लवक बहने वाले जीव हैं — फाइटोप्लैंकटन, ज़ोओप्लैंकटन और सूक्ष्मजीव — जो इस उत्पादन को करते और उपभोग करते हैं।

Scope

यह विषय प्रकाश संश्लेषक फाइटोप्लैंकटन और उन्हें चरने वाले ज़ोओप्लैंकटन, प्राथमिक उत्पादन के मापन, उत्पादकता पर प्रकाश और पोषक तत्वों के नियंत्रण, प्लवक के खिलने की मौसमी गतिशीलता, और प्रमुख प्लवक समूहों तथा उनकी पारिस्थितिक भूमिकाओं को शामिल करता है।

Core questions

• महासागर में प्राथमिक उत्पादन कौन से जीव करते हैं, और इसे कैसे मापा जाता है?
• प्रकाश और पोषक तत्वों की उपलब्धता उत्पादन की दर और स्थान को कैसे निर्धारित करती है?
• मौसमी फाइटोप्लैंकटन खिलने की शुरुआत और समाप्ति क्या करती है?
• ज़ोओप्लैंकटन चराई और माइक्रोबियल लूप प्राथमिक उत्पादन के भाग्य को कैसे आकार देते हैं?

Key theories

क्रिटिकल डेप्थ परिकल्पना (Critical depth hypothesis)

एक फाइटोप्लैंकटन खिलना तब विकसित होता है जब मिश्रित परत उथली हो जाती है ताकि मिश्रित परत पर औसत प्रकाश उस स्तर से अधिक हो जाए जिस पर प्रकाश संश्लेषण श्वसन को संतुलित करता है, जो जल-स्तंभ भौतिकी को खिलने के समय से जोड़ता है।

प्रकाश और पोषक तत्व सीमा (Light and nutrient limitation)

उत्पादन प्रकाश द्वारा सह-सीमित होता है, जो गहराई के साथ घटता है, और पोषक तत्वों द्वारा, जो गहराई के साथ बढ़ते हैं, अधिकांश उत्पादन को एक धूप वाली परत तक सीमित करते हैं जिसकी उत्पादकता पोषक तत्वों की पुनःपूर्ति पर निर्भर करती है।

Mechanisms

यूफोटिक ज़ोन में फाइटोप्लैंकटन सूर्य के प्रकाश का उपयोग कार्बन डाइऑक्साइड और पोषक तत्वों को कार्बनिक पदार्थ में स्थिर करने के लिए करते हैं; उनकी वृद्धि सीमित होती है जहाँ गहराई में प्रकाश कम होता है या सतह पर पोषक तत्व कम होते हैं। मौसमी गर्मी और कम मिश्रण कोशिकाओं को प्रकाशित परत में फँसा देता है, जिससे खिलने की शुरुआत होती है जो बाद में पोषक तत्वों की कमी और ज़ोओप्लैंकटन द्वारा चराई से बाधित होती है।

Clinical relevance

प्राथमिक उत्पादन मत्स्य पालन की उत्पादकता और महासागर कार्बन सिंक की शक्ति को निर्धारित करता है, जबकि प्लवक समुदायों और खिलने के समय में बदलाव जलवायु परिवर्तन के संवेदनशील संकेतक हैं; कुछ प्लवक के बीच हानिकारक शैवाल खिलना मानव स्वास्थ्य और जलीय कृषि के लिए जोखिम पैदा करता है।

History

1880 के दशक में हेंसन की मात्रात्मक प्लवक गणना ने महासागर उत्पादकता के अध्ययन की नींव रखी; स्वेर्ड्रप के 1953 के महत्वपूर्ण गहराई सिद्धांत ने खिलने की शुरुआत को मिश्रण और प्रकाश से जोड़ा, और 1980 के दशक से उपग्रह महासागर-रंग संवेदन ने समुद्री प्राथमिक उत्पादन के पहले वैश्विक मानचित्रों को सक्षम किया।

Key figures

• Harald Sverdrup
• Gordon Riley
• Paul Falkowski

Seminal works

• millerWheeler2012
• falkowskiRaven2007

Frequently asked questions

पृथ्वी का कितना प्रकाश संश्लेषण महासागर में होता है?

समुद्री फाइटोप्लैंकटन वैश्विक शुद्ध प्राथमिक उत्पादन का लगभग आधा हिस्सा बनाते हैं, जो सभी स्थलीय पौधों के बराबर है, भले ही वे ग्रह के प्रकाश संश्लेषक बायोमास का केवल एक छोटा सा हिस्सा बनाते हैं।

वसंत ऋतु में फाइटोप्लैंकटन खिलना क्यों होता है?

जैसे-जैसे वसंत ऋतु में गर्मी ऊर्ध्वाधर मिश्रण को कम करती है, फाइटोप्लैंकटन को धूप वाली सतह परत में इतनी देर तक रखा जाता है कि वे खोने की तुलना में तेजी से बढ़ते हैं, जिससे उनकी प्रचुरता में तेजी से वृद्धि होती है।