Productivity Questions in Gujarati

(C) બધા પ્રકારની વનસ્પતિઓ દ્વારા પ્રતિ વર્ષ ઉત્પન્ન થતા પ્રકાશસંશ્લેષી પદાર્થો (photosynthate) નું કુલ શુષ્ક વજન આશરે $170$ અબજ ટન હોવાનું અનુમાન છે.
આ મૂલ્ય જીવાવરણની વૈશ્વિક પ્રાથમિક ઉત્પાદકતા દર્શાવે છે.

(A) ચોખ્ખી પ્રાથમિક ઉત્પાદકતા $(NPP)$ એટલે ઉત્પાદકો દ્વારા એકમ વિસ્તાર અને એકમ સમયમાં ઉત્પન્ન થયેલ જૈવભાર કે કાર્બનિક દ્રવ્યનો જથ્થો,જે ઉપભોગીઓ માટે ઉપલબ્ધ હોય છે.
તેની ગણતરી કુલ પ્રાથમિક ઉત્પાદકતા $(GPP)$ માંથી શ્વસન દરમિયાન થતા વ્યય $(R)$ ને બાદ કરીને કરવામાં આવે છે.
ગાણિતિક રીતે,$NPP = GPP - R$.
અહીં $GPP$ એ પ્રકાશસંશ્લેષણ દ્વારા લીલી વનસ્પતિઓ દ્વારા ઉત્પન્ન થયેલ કાર્બનિક દ્રવ્યનું કુલ વજન દર્શાવે છે,તેથી $NPP$ એ લીલી વનસ્પતિઓનું કુલ વજન (જૈવભાર) માઈનસ શ્વસન દરમિયાન થતો વ્યય છે.

(B) સાચો જવાબ $B$ છે. પરિસ્થિતિકીય તંત્રની ઉત્પાદકતા એટલે સમયના એકમ દીઠ અને વિસ્તારના એકમ દીઠ જૈવભારના ઉત્પાદનનો દર. તેથી,જૈવભારનો પિરામિડ એ સ્ટેન્ડિંગ ક્રોપ અને ઉર્જાના પ્રવાહનું સીધું નિરૂપણ કરે છે,જે પરિસ્થિતિકીય તંત્રની ઉત્પાદકતા સાથે સંબંધિત છે.

(C) એકમ સમયમાં અને એકમ વિસ્તારમાં પરપોષીઓ દ્વારા ઉપયોગમાં ન લેવાયેલ કાર્બનિક દ્રવ્યો અથવા ખોરાક ઉર્જાના જથ્થાને $Net$ $productivity$ (ચોખ્ખી ઉત્પાદકતા) અથવા $Net$ $production$ કહેવામાં આવે છે.
$Gross$ $primary$ $productivity$ (કુલ પ્રાથમિક ઉત્પાદકતા) એટલે પ્રકાશસંશ્લેષણ દરમિયાન કાર્બનિક દ્રવ્યોના ઉત્પાદનનો કુલ દર.
$Secondary$ $productivity$ (દ્વિતીયક ઉત્પાદકતા) એટલે ઉપભોગીઓ દ્વારા નવા કાર્બનિક દ્રવ્યોના નિર્માણનો દર.
તેથી,પરપોષીઓ દ્વારા ઉપયોગમાં ન લેવાયેલ કાર્બનિક દ્રવ્યોના સંગ્રહ માટેનો સાચો શબ્દ $Net$ $production$ છે.

(A) કુલ પ્રાથમિક ઉત્પાદકતા $(GPP)$ એટલે નિવસનતંત્રમાં ઉત્પાદકો દ્વારા પ્રકાશસંશ્લેષણ દરમિયાન ઉત્પન્ન થતા કાર્બનિક દ્રવ્યોનો કુલ દર.
તેમાં તે કાર્બનિક દ્રવ્યોનો સમાવેશ થાય છે જે વનસ્પતિઓ દ્વારા શ્વસનની પ્રક્રિયા દરમિયાન વપરાઈ જાય છે.
ચોખ્ખી પ્રાથમિક ઉત્પાદકતા $(NPP)$ એ શ્વસન દ્વારા થતા વ્યયને બાદ કર્યા પછી બાકી રહેલ જૈવભાર છે $(NPP = GPP - R)$.

(C) સાચો જવાબ $C$ છે.
કાર્બન ડાયોક્સાઇડના સ્થાપનની દ્રષ્ટિએ જલીય નિવસનતંત્રો સૌથી વધુ ઉત્પાદક છે.
સમગ્ર વિશ્વમાં થતા કુલ પ્રકાશસંશ્લેષણ ($CO_2$ સ્થાપન) ના આશરે $90\%$ જેટલો ભાગ મુખ્યત્વે મહાસાગરો અને મીઠા પાણીમાં ઉગતી લીલ અને ફાયટોપ્લાન્કટોન દ્વારા કરવામાં આવે છે.

(A) સાચો જવાબ $A$ છે.
વૈશ્વિક સ્તરે,જલીય નિવસનતંત્ર (ખાસ કરીને મહાસાગરો) મહત્તમ ઉત્પાદકતા દર્શાવે છે.
આનું કારણ એ છે કે કુલ વૈશ્વિક પ્રકાશસંશ્લેષણના આશરે $90\%$ ભાગ મહાસાગરો અને સરોવરોમાં રહેલા શેવાળ અને ફાઈટોપ્લાન્કટોન દ્વારા કરવામાં આવે છે.

(B) પરિસ્થિતિકીય તંત્રમાં એકમ વિસ્તાર અને એકમ સમયમાં વનસ્પતિઓ દ્વારા પ્રકાશસંશ્લેષણની પ્રક્રિયા દ્વારા ઉત્પન્ન થતી રાસાયણિક ઉર્જાના કુલ જથ્થાને સકલ પ્રાથમિક ઉત્પાદકતા $(GPP)$ કહેવામાં આવે છે.
ચણાનો છોડ ($Cicer$ $arietinum$) એ ઉત્પાદક હોવાથી,તેના દ્વારા સ્થાપિત ઉર્જાને સકલ ઉત્પાદન (Gross production) કહેવામાં આવે છે.

(B) ગ્રાહક સ્તરે ઉર્જા સંગ્રહના દરને $Secondary \ productivity$ (દ્વિતીયક ઉત્પાદકતા) કહેવામાં આવે છે.
વાસ્તવમાં,તે ગ્રાહકો દ્વારા નવા કાર્બનિક દ્રવ્યોના નિર્માણના દર તરીકે વ્યાખ્યાયિત કરવામાં આવે છે.

(B) સાચો જવાબ $B$ છે. પરવાળાના ટાપુઓ (Coral reefs) પૃથ્વી પરના સૌથી વધુ ઉત્પાદક નિવસનતંત્રોમાંના એક છે. આ દરિયાકાંઠાના વિસ્તારો છે જે મહત્તમ પ્રાથમિક ઉત્પાદકતા અને ઉચ્ચ જૈવવિવિધતા દ્વારા લાક્ષણિકતા ધરાવે છે,જ્યાં દરિયાઈ શેવાળના લગભગ દરેક જૂથ અને દરેક પ્રાણી સમુદાયનું પ્રતિનિધિત્વ જોવા મળે છે. જોકે ઉષ્ણકટિબંધીય વરસાદી જંગલો જમીન પર ખૂબ જ ઉત્પાદક છે,પરંતુ પરવાળાના ટાપુઓ કાર્યક્ષમ પોષક ચક્ર અને સૌર ઉર્જાના ઉચ્ચ ઉપયોગને કારણે પ્રતિ એકમ વિસ્તાર દીઠ વધુ કુલ પ્રાથમિક ઉત્પાદકતા દર્શાવે છે.

(C) પ્રાથમિક ઉત્પાદકતા એટલે પ્રકાશસંશ્લેષણ દરમિયાન વનસ્પતિઓ દ્વારા પ્રતિ એકમ વિસ્તાર દીઠ ચોક્કસ સમયગાળામાં ઉત્પન્ન થતા જૈવભાર અથવા કાર્બનિક દ્રવ્યોનો દર.
પ્રકાશસંશ્લેષણ માટે સૂર્યપ્રકાશ એ ઉર્જાનો મુખ્ય સ્ત્રોત છે.
ગુફા એવું વાતાવરણ છે જ્યાં સૂર્યપ્રકાશનો અભાવ હોય છે,જે પ્રકાશસંશ્લેષણ કરવા માટે ફોટોઓટોટ્રોફ્સ (પ્રકાશસંશ્લેષી સજીવો) માટે અનિવાર્ય છે.
તેથી,આપેલા વિકલ્પોમાંથી ગુફા એ પ્રાથમિક ઉત્પાદકતા માટે સૌથી વધુ અયોગ્ય નિવાસસ્થાન છે.

(D) $\text{કુલ } \text{પ્રાથમિક ઉત્પાદકતા (Gross primary productivity)}$ એ પ્રકાશસંશ્લેષણનો કુલ દર છે.
પ્રકાશ ઉર્જાનું રાસાયણિક ઉર્જામાં રૂપાંતર થાય છે, જેમાં માપન સમયગાળા દરમિયાન શ્વસનમાં વપરાયેલ કાર્બનિક દ્રવ્યોનો પણ સમાવેશ થાય છે.

(D) ઉત્પાદકતા એટલે સમયના ગાળા દરમિયાન એકમ વિસ્તાર દીઠ જૈવભાર (biomass) ઉત્પાદનનો દર.
આપેલા વિકલ્પોમાંથી, $\text{વૃક્ષ}$ $\text{નિવસનતંત્ર}$ (ખાસ કરીને જંગલ નિવસનતંત્ર) સામાન્ય રીતે ઘાસના મેદાનો, દરિયાઈ નિવસનતંત્ર અથવા તળાવના નિવસનતંત્રની તુલનામાં એકમ વિસ્તાર દીઠ સૌથી વધુ પ્રાથમિક ઉત્પાદકતા દર્શાવે છે।
આનું કારણ પ્રકાશસંશ્લેષી જૈવભારની ઉચ્ચ ઘનતા અને જંગલ નિવસનતંત્રની જટિલ ઊભી રચના છે, જે પ્રકાશના કાર્યક્ષમ શોષણ અને કાર્બન ફિક્સેશન માટે અનુકૂળ છે।

(A) કુલ વૈશ્વિક પ્રાથમિક ઉત્પાદકતા દર વર્ષે આશરે $170$ અબજ ટન (સૂકું વજન) કાર્બનિક દ્રવ્ય છે.
આમાંથી,મહાસાગરોની ઉત્પાદકતા માત્ર $55$ અબજ ટન જેટલી છે.
જોકે,પ્રશ્ન વૈશ્વિક જૈવભાર ઉત્પાદનના સંદર્ભમાં મહાસાગરોમાં વનસ્પતિઓ દ્વારા ઉત્પાદિત જૈવભારના પ્રમાણ વિશે પૂછે છે.
પ્રમાણિત ઇકોલોજીકલ ડેટા મુજબ,મહાસાગરોમાં વનસ્પતિઓ દ્વારા ઉત્પાદિત જૈવભાર સ્થળજ નિવસનતંત્રોની તુલનામાં ઓછો છે,પરંતુ આપેલા વિકલ્પોમાંથી $55\%$ એ આ પ્રશ્ન માટે સ્વીકૃત પ્રમાણિત મૂલ્ય છે.

(B) સાચો જવાબ $B$ છે.
ઉષ્ણકટિબંધીય વર્ષાવનોમાં સમગ્ર વર્ષ દરમિયાન ઊંચું તાપમાન અને પુષ્કળ વરસાદ જેવી અનુકૂળ આબોહવાકીય પરિસ્થિતિઓને કારણે પાર્થિવ નિવસનતંત્રોમાં સૌથી વધુ પ્રાથમિક ઉત્પાદકતા જોવા મળે છે.
ઉષ્ણકટિબંધીય વર્ષાવનોની ચોખ્ખી પ્રાથમિક ઉત્પાદકતા આશરે $12000 \text{ kcal/m}^2\text{/yr}$ છે,જે સમશીતોષ્ણ પાનખર જંગલો $(3000 \text{ kcal/m}^2\text{/yr})$,ટાઈગા $(2000 \text{ kcal/m}^2\text{/yr})$ અને ટુંડ્ર $(200 \text{ kcal/m}^2\text{/yr})$ ની સરખામણીમાં ઘણી વધારે છે.

(C) મોટાભાગના સ્થળજ અને જલજ નિવસનતંત્રમાં,પ્રાથમિક ઉત્પાદકતા ઘણીવાર પોષક તત્વોની ઉપલબ્ધતા દ્વારા મર્યાદિત હોય છે.
ઘણા નિવસનતંત્રોમાં,ખાસ કરીને મીઠા પાણીના પર્યાવરણમાં,ફોસ્ફરસ ઘણીવાર પ્રાથમિક ઉત્પાદકતા માટે મર્યાદિત પરિબળ છે.
જોકે નાઈટ્રોજન પણ મર્યાદિત હોઈ શકે છે,પરંતુ ફોસ્ફરસને ઘણા કુદરતી નિવસનતંત્રોમાં પ્રાથમિક મર્યાદિત પોષક તત્વ તરીકે ઓળખવામાં આવે છે.

(D) દરિયાઈ ફાયટોપ્લેક્ટોન (લીલ) પૃથ્વી પર કાર્બનિક દ્રવ્યોના સૌથી મોટા ઉત્પાદકો છે. તેઓ મહાસાગરોમાં તેમના વિશાળ ફેલાવાને કારણે,તેમના નાના કદ હોવા છતાં,કુલ વૈશ્વિક પ્રાથમિક ઉત્પાદકતાના આશરે $50\%$ માટે જવાબદાર છે.

(B) ચોખ્ખી પ્રાથમિક ઉત્પાદકતા $(NPP)$ એટલે નિવસનતંત્રમાં ઉત્પાદકો દ્વારા ઉત્પન્ન થતી જૈવભારની દર,જેમાંથી તેઓ શ્વસન $(R)$ માટે વાપરેલી ઊર્જા બાદ કરવામાં આવે છે.
$NPP = GPP - R$.
વરસાદી ઉષ્ણકટિબંધીય જંગલો વિષુવવૃત્તની નજીક આવેલા છે જ્યાં આખું વર્ષ ગરમ અને ભેજવાળું વાતાવરણ હોય છે.
આ પરિસ્થિતિઓ પ્રકાશસંશ્લેષણના ઊંચા દર અને ઝડપી વનસ્પતિ વૃદ્ધિને ટેકો આપે છે,જેના પરિણામે સ્થળજ નિવસનતંત્રોમાં સૌથી વધુ વાર્ષિક $NPP$ જોવા મળે છે.
તેથી,સાચો વિકલ્પ $B$ છે.

(B) પ્રકાશસંશ્લેષણ દરમિયાન કાર્બનિક દ્રવ્યોના ઉત્પાદનના દરને કુલ પ્રાથમિક ઉત્પાદકતા $(GPP)$ કહેવામાં આવે છે.
વનસ્પતિઓ $GPP$ નો નોંધપાત્ર જથ્થો શ્વસન $(R)$ માં વાપરે છે.
ચોખ્ખી પ્રાથમિક ઉત્પાદકતા $(NPP)$ એ જૈવભારનો એવો જથ્થો છે જે વિષમપોષીઓ (શાકાહારીઓ અને વિઘટકો) દ્વારા વપરાશ માટે ઉપલબ્ધ હોય છે.
તેની ગણતરી આ રીતે કરવામાં આવે છે: $NPP = GPP - R$.

(B) તૃણભૂમિ નિવસનતંત્રમાં,ઉર્જાનો પ્રવાહ અને ઉત્પાદકતા ઉષ્માગતિશાસ્ત્રના નિયમોને અનુસરે છે.
કુલ પ્રાથમિક ઉત્પાદકતા $(GPP)$ એ પ્રકાશસંશ્લેષણ દરમિયાન કાર્બનિક દ્રવ્યોના ઉત્પાદનનો કુલ દર છે.
ચોખ્ખી પ્રાથમિક ઉત્પાદકતા $(NPP)$ એ વિષમપોષીઓ દ્વારા વપરાશ માટે ઉપલબ્ધ જૈવભાર છે,જેની ગણતરી $NPP = GPP - R$ તરીકે કરવામાં આવે છે (જ્યાં $R$ એ શ્વસન દરમિયાન થતો વ્યય છે).
$GPP$ એ શ્વસન દરમિયાન થતા વ્યય પહેલાં ઉત્પાદકો દ્વારા મેળવેલી કુલ ઉર્જા દર્શાવે છે,તેથી કોઈપણ નિવસનતંત્રમાં,જેમાં તૃણભૂમિનો પણ સમાવેશ થાય છે,તેનું મૂલ્ય હંમેશા સૌથી વધુ હોય છે.

(A) પરિસ્થિતિકીય તંત્રમાં પ્રકાશસંશ્લેષણ દ્વારા લીલી વનસ્પતિઓ દ્વારા એકમ સમય અને એકમ વિસ્તારમાં ઉત્પન્ન થતા કાર્બનિક દ્રવ્યો કે ઊર્જાના કુલ જથ્થાને $Gross \ Primary \ Productivity$ ($GPP$ - કુલ પ્રાથમિક ઉત્પાદકતા) કહેવામાં આવે છે.
$Net \ Primary \ Productivity$ ($NPP$ - ચોખ્ખી પ્રાથમિક ઉત્પાદકતા) એ વનસ્પતિઓ દ્વારા તેમના શ્વસન $(R)$ માટે વપરાતી ઊર્જા બાદ કર્યા પછી બાકી રહેતી ઊર્જા છે,જે $NPP = GPP - R$ સૂત્ર દ્વારા દર્શાવાય છે.
$Standing \ Crop$ (ઉભો પાક) એટલે કોઈ ચોક્કસ સમયે પરિસ્થિતિકીય તંત્રમાં રહેલા સજીવોનું કુલ જૈવભાર.
$Standing \ State$ (ઉભી અવસ્થા) એટલે કોઈ ચોક્કસ સમયે જમીનમાં રહેલા અકાર્બનિક પોષક તત્વોનો જથ્થો.

(B) ઉત્પાદકતા એટલે જૈવભારના નિર્માણનો દર.
પ્રાથમિક ઉત્પાદકતા ઉત્પાદકો (વનસ્પતિઓ) સાથે સંકળાયેલી છે.
દ્વિતીય ઉત્પાદકતા એટલે ઉપભોગીઓ દ્વારા નવા કાર્બનિક દ્રવ્યોના નિર્માણનો દર.
તેથી,ઉપભોગી સ્તરે સંગ્રહિત ઊર્જાને દ્વિતીય ઉત્પાદકતા તરીકે ઓળખવામાં આવે છે.

(A) કોઈપણ નિવસનતંત્રની કુલ પ્રાથમિક ઉત્પાદકતા $(GPP)$ એટલે પ્રકાશસંશ્લેષણ દરમિયાન કાર્બનિક દ્રવ્યોના નિર્માણનો દર.
ઉત્પાદકો (સ્વયંપોષીઓ) સૌર ઉર્જાને ગ્રહણ કરે છે અને તેને કાર્બનિક સંયોજનો (ગ્લુકોઝ) સ્વરૂપે રાસાયણિક ઉર્જામાં રૂપાંતરિત કરે છે.
સમયના એકમ દીઠ અને ક્ષેત્રફળના એકમ દીઠ સંશ્લેષણ પામતા કાર્બનિક દ્રવ્યોના આ કુલ જથ્થાને $GPP$ કહેવામાં આવે છે.
આ $GPP$ નો અમુક ભાગ ઉત્પાદકો દ્વારા તેમના પોતાના શ્વસન $(R)$ માટે વપરાય છે,અને બાકી રહેલી ઉર્જા ચોખ્ખી પ્રાથમિક ઉત્પાદકતા $(NPP)$ તરીકે સંગ્રહિત થાય છે,જ્યાં $NPP = GPP - R$.

(D) પ્રકાશસંશ્લેષણ દરમિયાન કાર્બનિક દ્રવ્યોના ઉત્પાદનનો દર $Gross \ Primary \ Productivity$ $(GPP)$ તરીકે ઓળખાય છે.
$GPP$ એ ચોક્કસ સમયગાળામાં એકમ વિસ્તાર દીઠ ઉત્પાદકો (લીલી વનસ્પતિઓ) દ્વારા પ્રકાશસંશ્લેષણની પ્રક્રિયા દ્વારા ઉત્પન્ન થયેલી ઉર્જા અથવા જૈવભારની કુલ માત્રા દર્શાવે છે.
$Net \ Primary \ Productivity$ $(NPP)$ એ વનસ્પતિ દ્વારા શ્વસન $(R)$ માટે વપરાતી ઉર્જા બાદ કર્યા પછી બાકી રહેતો જૈવભાર છે,જે $NPP = GPP - R$ તરીકે દર્શાવવામાં આવે છે.

(A) દ્વિતીયક ઉત્પાદકતા એટલે ઉપભોગીઓ દ્વારા નવા કાર્બનિક દ્રવ્યોના નિર્માણનો દર.
તે વિષમપોષીઓ (ઉપભોગીઓ) દ્વારા શ્વસન અને અન્ય ચયાપચયની પ્રક્રિયાઓમાં ગુમાવેલી ઉર્જા બાદ કર્યા પછી જૈવભાર તરીકે સંગ્રહિત ઉર્જાનું પ્રમાણ દર્શાવે છે.
પ્રાથમિક ઉત્પાદકતા ઉત્પાદકો (વનસ્પતિઓ) સાથે સંકળાયેલી છે,જ્યારે દ્વિતીયક ઉત્પાદકતા એવા ઉપભોગીઓ સાથે સંકળાયેલી છે જે આ ઉત્પાદકો અથવા અન્ય ઉપભોગીઓ પર ખોરાક તરીકે આધાર રાખે છે.

(B) : ઉપભોગીઓ દ્વારા કાર્બનિક દ્રવ્યોના પુનઃસંશ્લેષણના દરને અથવા જે દરે ઉપભોગીઓના પોષક સ્તરે ખોરાક ઉર્જાનું સ્વાંગીકરણ થાય છે,તેને ગૌણ ઉત્પાદકતા કહેવામાં આવે છે.
ઘાસના મેદાનના નિવસનતંત્રમાં,સસલું એ પ્રાથમિક ઉપભોગી (તૃણાહારી) તરીકે કાર્ય કરે છે.
તેથી,સસલા દ્વારા નવા કાર્બનિક દ્રવ્યોના નિર્માણના દરને ગૌણ ઉત્પાદકતા તરીકે ઓળખવામાં આવે છે.

(A) ઉત્પાદકો દ્વારા પ્રકાશસંશ્લેષણની પ્રક્રિયા દરમિયાન એકમ સમય અને વિસ્તાર દીઠ સંશ્લેષિત થયેલ કુલ કાર્બનિક દ્રવ્યને $Gross \ Primary \ Productivity$ ($GPP$ - કુલ પ્રાથમિક ઉત્પાદકતા) કહેવામાં આવે છે.
$Net \ Primary \ Productivity$ ($NPP$ - ચોખ્ખી પ્રાથમિક ઉત્પાદકતા) એટલે પ્રકાશસંશ્લેષણ દ્વારા નિર્મિત કાર્બનિક દ્રવ્યનો દર માઈનસ શ્વસન $(R)$ અને અન્ય નુકસાનનો દર.
ગાણિતિક રીતે,$NPP = GPP - R$.
આ $NPP$ એ વાસ્તવમાં તૃણાહારીઓ અને વિઘટકો જેવા પરપોષીઓ દ્વારા વપરાશ માટે ઉપલબ્ધ જૈવભાર છે.

(C) પરિસ્થિતિકીય તંત્રમાં,પ્રકાશસંશ્લેષણ દ્વારા ઉત્પાદકો દ્વારા ઉત્પન્ન થતા કાર્બનિક દ્રવ્યના કુલ જથ્થાને કુલ પ્રાથમિક ઉત્પાદકતા $(GPP)$ તરીકે ઓળખવામાં આવે છે.
ઉત્પાદકો આ ઉર્જાનો અમુક ભાગ પોતાની ચયાપચયની પ્રક્રિયાઓ માટે વાપરે છે,જેને શ્વસન $(R)$ કહેવામાં આવે છે.
શુદ્ધ પ્રાથમિક ઉત્પાદકતા $(NPP)$ એ ઉત્પાદકોની શ્વસન જરૂરિયાતો પૂરી કર્યા પછી બાકી રહેલ જૈવભાર અથવા ઉર્જાનો જથ્થો છે.
તેથી,આ સંબંધને આ રીતે દર્શાવી શકાય છે: $NPP = GPP - R$.

(A) પરિસ્થિતિકીય તંત્રની સકલ પ્રાથમિક ઉત્પાદકતા $(GPP)$ એટલે પ્રકાશસંશ્લેષણ દરમિયાન કાર્બનિક દ્રવ્યોના ઉત્પાદનનો દર.
વનસ્પતિઓ સૌર ઊર્જાને ગ્રહણ કરે છે અને પ્રકાશસંશ્લેષણની પ્રક્રિયા દ્વારા તેને રાસાયણિક ઊર્જા (કાર્બનિક દ્રવ્યો) માં રૂપાંતરિત કરે છે.
$GPP$ એ ચોક્કસ સમયગાળામાં ચોક્કસ વિસ્તારમાં ઉત્પાદકો દ્વારા ઉત્પન્ન થયેલ કુલ જૈવભારનું પ્રતિનિધિત્વ કરે છે.
ચોખ્ખી પ્રાથમિક ઉત્પાદકતા $(NPP)$ એ $GPP$ માંથી વનસ્પતિઓ દ્વારા થતા શ્વસન વ્યય $(R)$ ને બાદ કરતાં મળે છે,એટલે કે $NPP = GPP - R$.

(B) પ્રકાશસંશ્લેષણ દરમિયાન વનસ્પતિઓ દ્વારા ચોક્કસ સમયગાળામાં એકમ વિસ્તાર દીઠ ઉત્પન્ન થતા કુલ જૈવભાર અથવા કાર્બનિક દ્રવ્યને કુલ પ્રાથમિક ઉત્પાદકતા $(GPP)$ તરીકે ઓળખવામાં આવે છે.
$NCERT$ પાઠ્યપુસ્તક મુજબ,સમગ્ર જીવાવરણની કુલ વાર્ષિક ચોખ્ખી પ્રાથમિક ઉત્પાદકતા આશરે $170$ અબજ ટન (શુષ્ક વજન) કાર્બનિક દ્રવ્ય છે.
આમાંથી,પૃથ્વીની સપાટીના લગભગ $70\%$ ભાગ પર મહાસાગરો હોવા છતાં,મહાસાગરોની ઉત્પાદકતા માત્ર $55$ અબજ ટન છે.
તેથી,મહાસાગરની ઉત્પાદકતા માટેનું સાચું મૂલ્ય $55$ અબજ ટન છે.

(D) સમગ્ર જીવાવરણની વાર્ષિક ચોખ્ખી પ્રાથમિક ઉત્પાદકતા $(NPP)$ આશરે $170$ અબજ ટન (સૂકું વજન) કાર્બનિક દ્રવ્ય હોવાનું અનુમાન છે.
આ મૂલ્ય સમગ્ર ગ્રહ પરના તમામ ઉત્પાદકો દ્વારા એક વર્ષમાં ઉત્પન્ન થયેલ કુલ જૈવભાર દર્શાવે છે,જે ઉત્પાદકો દ્વારા તેમના પોતાના શ્વસન માટે વપરાતી ઉર્જાને બાદ કર્યા પછીનું છે.

(D) પ્રાથમિક ઉત્પાદકતા એટલે પ્રકાશસંશ્લેષણ દરમિયાન વનસ્પતિ દ્વારા એકમ સમયમાં એકમ વિસ્તાર દીઠ ઉત્પન્ન થયેલ જૈવભાર અથવા કાર્બનિક દ્રવ્યનો જથ્થો.
તે નીચેના પરિબળો દ્વારા પ્રભાવિત થાય છે:
$1$. ચોક્કસ વિસ્તારમાં વસતી વનસ્પતિની જાતિઓ: વિવિધ જાતિઓની પ્રકાશસંશ્લેષણ ક્ષમતા અલગ-અલગ હોય છે.
$2$. વિવિધ પર્યાવરણીય પરિબળો: સૂર્યપ્રકાશ,તાપમાન અને પાણીની ઉપલબ્ધતા જેવા પરિબળો પ્રકાશસંશ્લેષણના દરને નોંધપાત્ર રીતે અસર કરે છે.
$3$. પોષક તત્વોની ઉપલબ્ધતા: વનસ્પતિના વિકાસ અને ચયાપચયની પ્રક્રિયાઓ માટે જમીનમાં રહેલા આવશ્યક ખનિજો અને પોષક તત્વો જરૂરી છે.
તેથી,આપેલા તમામ વિકલ્પો સાચા છે.

(C) ઉત્પાદકતા એટલે જૈવભાર (biomass) ઉત્પન્ન થવાનો દર.
પ્રાથમિક ઉત્પાદકતા એટલે ઉત્પાદકો (વનસ્પતિઓ) દ્વારા કાર્બનિક દ્રવ્યો બનાવવા માટે સૂર્યશક્તિનો ઉપયોગ કરવાનો દર.
દ્વિતીયક ઉત્પાદકતા એટલે ગ્રાહકો દ્વારા નવા કાર્બનિક દ્રવ્યોના નિર્માણનો દર.
વિઘટન એ જટિલ કાર્બનિક દ્રવ્યોને અકાર્બનિક પદાર્થોમાં તોડવાની પ્રક્રિયા છે.
તેથી,સાચો જવાબ $C$ છે.

(C) સૌરઊર્જાના રૂપાંતરણની કાર્યક્ષમતા પ્રકાશસંશ્લેષી સપાટીના ક્ષેત્રફળ અને પ્રાથમિક ઉત્પાદકતાના દર પર આધાર રાખે છે.
ટાંકીમાં ઉગાડેલી લીલ (ઘણીવાર બાયોરિએક્ટર જેવા નિયંત્રિત વાતાવરણમાં) ને શ્રેષ્ઠ પ્રકાશ,પોષક તત્વોની ઉપલબ્ધતા અને $CO_2$ ના સાંદ્રણ સાથે ઉચ્ચ ઘનતામાં જાળવી શકાય છે.
વૃક્ષો,પાક અથવા ઘાસ જેવા સ્થળજ છોડની તુલનામાં,જે મોસમી ફેરફારો,જમીનના પોષક તત્વો અને બંધારણીય જૈવભાર (લાકડા જેવા પ્રકાશસંશ્લેષણ ન કરતા ભાગો) દ્વારા મર્યાદિત હોય છે,ટાંકીમાં ઉગાડેલી લીલ પ્રતિ એકમ વિસ્તાર દીઠ સૌરઊર્જાને ગ્રહણ કરવા માટે અત્યંત કાર્યક્ષમ સિસ્ટમ દર્શાવે છે.

(D) પ્રાથમિક ઉત્પાદકતા એટલે પ્રકાશસંશ્લેષણ દરમિયાન વનસ્પતિઓ દ્વારા એકમ સમયમાં એકમ વિસ્તાર દીઠ ઉત્પન્ન થતા જૈવભાર અથવા કાર્બનિક દ્રવ્યનો દર.
વિષુવવૃત્તીય વર્ષા જંગલો ઊંચું તાપમાન,પુષ્કળ વરસાદ અને વર્ષભર સૂર્યપ્રકાશની હાજરી ધરાવે છે,જે વનસ્પતિના વિકાસ માટે આદર્શ પરિસ્થિતિ પૂરી પાડે છે.
આ પરિબળોને કારણે તમામ સ્થળજ નિવસનતંત્રોમાં સૌથી વધુ ચોખ્ખી પ્રાથમિક ઉત્પાદકતા જોવા મળે છે.
તેથી,સાચો વિકલ્પ $D$ છે.

(D) નિવસનતંત્રની કુલ પ્રાથમિક ઉત્પાદકતા $(GPP)$ એ પ્રકાશસંશ્લેષણ દરમિયાન કાર્બનિક દ્રવ્યોના ઉત્પાદનનો દર છે.
વનસ્પતિઓ સૌર ઊર્જાને ગ્રહણ કરે છે અને તેને કાર્બનિક અણુઓમાં સંગ્રહિત રાસાયણિક ઊર્જામાં રૂપાંતરિત કરે છે.
તેથી,ઉત્પાદકો દ્વારા એકમ વિસ્તાર દીઠ અને એકમ સમય દીઠ સંશ્લેષિત થયેલા કાર્બનિક દ્રવ્યોના કુલ જથ્થાને $GPP$ કહેવામાં આવે છે.

(D) કોઈપણ નિવસનતંત્રમાં,પ્રકાશસંશ્લેષણ દ્વારા ઉત્પાદકો દ્વારા ઉત્પન્ન કરવામાં આવતા કાર્બનિક દ્રવ્યોના કુલ જથ્થાને કુલ પ્રાથમિક ઉત્પાદકતા $(GPP)$ તરીકે ઓળખવામાં આવે છે.
ચોખ્ખી પ્રાથમિક ઉત્પાદકતા $(NPP)$ એ ઉત્પાદકો દ્વારા શ્વસન $(R)$ દરમિયાન ગુમાવેલી ઉર્જાને બાદ કર્યા પછી ઉપભોક્તાઓ માટે ઉપલબ્ધ બાયોમાસનો જથ્થો છે.
તેનો સંબંધ આ મુજબ છે: $NPP = GPP - R$.
જેથી $GPP$ એ કોઈપણ નુકસાન પહેલાં પકડાયેલી કુલ ઉર્જાનું પ્રતિનિધિત્વ કરે છે,તેથી તે નિવસનતંત્રમાં $NPP$ અથવા અન્ય કોઈપણ પ્રકારની ઉત્પાદકતા કરતા હંમેશા વધારે હોય છે.

(D) કુલ પ્રાથમિક ઉત્પાદકતા $(GPP)$ એ દર છે કે જેના પર નિવસનતંત્રના ઉત્પાદકો ચોક્કસ સમયગાળામાં રાસાયણિક ઊર્જાને જૈવભાર તરીકે સંગ્રહિત કરે છે.
ઉષ્ણકટિબંધીય વર્ષાવનો (Tropical rain forests) તમામ સ્થળજ નિવસનતંત્રોમાં સૌથી વધુ $GPP$ ધરાવે છે કારણ કે ત્યાં ઊંચું તાપમાન,પુષ્કળ વરસાદ અને વર્ષભર સૂર્યપ્રકાશ ઉપલબ્ધ હોય છે,જે પ્રકાશસંશ્લેષણ માટે આદર્શ પરિસ્થિતિઓ છે.
તેથી,ઉષ્ણકટિબંધીય વર્ષાવનો જમીન પરના સૌથી વધુ ઉત્પાદક નિવસનતંત્રો છે.

(A) $1$. કુલ પ્રાથમિક ઉત્પાદન $(GPP)$ એ ઉત્પાદકો દ્વારા પ્રકાશસંશ્લેષણ દરમિયાન કાર્બનિક દ્રવ્યોના ઉત્પાદનનો દર છે.
$2$. ચોખ્ખું પ્રાથમિક ઉત્પાદન $(NPP)$ એ $GPP$ માંથી શ્વસન દરમિયાન થતા વ્યય $(R)$ ને બાદ કરતાં મળતું મૂલ્ય છે,એટલે કે $NPP = GPP - R$.
$3$. $NPP$ એ પરપોષીઓ (તૃણાહારીઓ અને વિઘટકો) માટે વપરાશ માટે ઉપલબ્ધ જૈવભાર દર્શાવે છે.
$4$. તેથી,તૃણાહારીઓ અને વિઘટકો માટે ઉપલબ્ધ જૈવભાર એ ચોખ્ખું પ્રાથમિક ઉત્પાદન $(NPP)$ છે.

(D) શુદ્ધ પ્રાથમિક ઉત્પાદકતા $(NPP)$ એ શ્વસન દરમિયાન થતા વ્યયને બાદ કર્યા પછી,ઉત્પાદકો દ્વારા એકમ વિસ્તાર દીઠ અને એકમ સમય દીઠ સંગ્રહિત જૈવભાર અથવા ઊર્જાનું પ્રમાણ છે.
સામાન્ય રીતે,પુષ્કળ સૂર્યપ્રકાશ,ઊંચા તાપમાન અને પૂરતા વરસાદને કારણે ઉષ્ણકટિબંધીય પ્રદેશોમાં ઉત્પાદકતા સૌથી વધુ હોય છે,જ્યારે ધ્રુવીય અથવા સમશીતોષ્ણ પ્રદેશોમાં તે સૌથી ઓછી હોય છે.
સરેરાશ $NPP$ ના અંદાજિત મૂલ્યો નીચે મુજબ છે:
$1.$ સમશીતોષ્ણ શંકુદ્રુમ જંગલ: $\approx 8 \text{ ટન/હેક્ટર/વર્ષ}$
$2.$ સમશીતોષ્ણ પાનખર જંગલ: $\approx 12 \text{ ટન/હેક્ટર/વર્ષ}$
$3.$ ઉષ્ણકટિબંધીય પાનખર જંગલ: $\approx 15 \text{ ટન/હેક્ટર/વર્ષ}$
$4.$ ઉષ્ણકટિબંધીય વર્ષાવન: $\approx 22 \text{ ટન/હેક્ટર/વર્ષ}$
તેથી,વધતો ક્રમ $B < D < A < C$ છે.

(B) ચોખ્ખી પ્રાથમિક ઉત્પાદકતા $(NPP)$ એ એકમ સમય અને વિસ્તાર દીઠ ઉત્પાદકો દ્વારા તેમના શરીરમાં સંગ્રહિત કાર્બનિક દ્રવ્યોનો દર છે. તેની ગણતરી $NPP = GPP - R$ તરીકે કરવામાં આવે છે,જ્યાં $GPP$ એ કુલ પ્રાથમિક ઉત્પાદકતા છે અને $R$ એ શ્વસનને કારણે ગુમાવેલી ઉર્જા છે.
ગૌણ ઉત્પાદકતા એટલે એકમ સમય અને વિસ્તાર દીઠ ઉપભોક્તાઓ (વિષમપોષીઓ) દ્વારા નવા કાર્બનિક દ્રવ્યોના નિર્માણનો દર.
બંને વિધાનો વૈજ્ઞાનિક રીતે સાચા છે,પરંતુ કારણ એ સમજાવતું નથી કે $NPP$ ને $GPP$ માઈનસ શ્વસન તરીકે કેમ વ્યાખ્યાયિત કરવામાં આવે છે. તેથી,સાચો વિકલ્પ $B$ છે.

(N/A) પ્રાથમિક ઉત્પાદકતા એટલે ચોક્કસ સમયગાળા દરમિયાન એકમ વિસ્તાર દીઠ ઉત્પાદકો દ્વારા ઉત્પન્ન થયેલ કાર્બનિક દ્રવ્ય અથવા જૈવભારનો જથ્થો.
પ્રાથમિક ઉત્પાદકતાને અસર કરતા પરિબળો:
$1$. પર્યાવરણીય પરિબળો: પ્રકાશ,તાપમાન,પાણી અને વરસાદ પ્રકાશસંશ્લેષણના દરને નોંધપાત્ર રીતે અસર કરે છે.
$2$. પોષક તત્વોની ઉપલબ્ધતા: જમીન અથવા પાણીમાં આવશ્યક ખનિજોની હાજરી વનસ્પતિના વિકાસ અને જૈવભાર ઉત્પાદન માટે નિર્ણાયક છે.
$3$. પ્રકાશસંશ્લેષણ ક્ષમતા: વનસ્પતિની પ્રકાશસંશ્લેષણ કરવાની આંતરિક ક્ષમતા અને આપેલ વિસ્તારમાં તેમની ઘનતા કુલ ઉત્પાદકતા નક્કી કરે છે.

(N/A) કોઈપણ નિવસનતંત્રના કાર્ય અને અસ્તિત્વ માટે સૌર ઊર્જાનો સતત પુરવઠો પાયાની જરૂરિયાત છે.
$(i)$ પ્રાથમિક ઉત્પાદકતા: પ્રકાશસંશ્લેષણ દરમિયાન વનસ્પતિઓ દ્વારા એકમ વિસ્તારમાં ચોક્કસ સમયગાળામાં ઉત્પન્ન થયેલ જૈવભાર કે કાર્બનિક દ્રવ્યના જથ્થાને પ્રાથમિક ઉત્પાદકતા કહે છે.
તેને વજન $(g \cdot m^{-2})$ અથવા ઊર્જા $(kcal \cdot m^{-2})$ ના સ્વરૂપમાં દર્શાવવામાં આવે છે.
જૈવભાર ઉત્પાદનના દરને ઉત્પાદકતા કહે છે. તેને $g \cdot m^{-2} \cdot yr^{-1}$ અથવા $(kcal \cdot m^{-2}) \cdot yr^{-1}$ ના એકમમાં દર્શાવવામાં આવે છે. તેના બે પ્રકાર છે: કુલ પ્રાથમિક ઉત્પાદકતા $(GPP)$ અને ચોખ્ખી પ્રાથમિક ઉત્પાદકતા $(NPP)$.
નિવસનતંત્રની કુલ પ્રાથમિક ઉત્પાદકતા $(GPP)$ એટલે પ્રકાશસંશ્લેષણ દરમિયાન કાર્બનિક દ્રવ્યના ઉત્પાદનનો દર. $GPP$ નો નોંધપાત્ર જથ્થો વનસ્પતિઓ શ્વસનમાં વાપરે છે. કુલ પ્રાથમિક ઉત્પાદકતામાંથી શ્વસન દરમિયાન થતો વ્યય $(R)$ બાદ કરતાં ચોખ્ખી પ્રાથમિક ઉત્પાદકતા $(NPP)$ મળે છે.
$GPP - R = NPP$
ચોખ્ખી પ્રાથમિક ઉત્પાદકતા એ પરપોષીઓ (તૃણાહારીઓ અને વિઘટકો) માટે ઉપલબ્ધ જૈવભાર છે.
$(ii)$ દ્વિતીયક ઉત્પાદકતા: ઉપભોગીઓ દ્વારા નવા કાર્બનિક દ્રવ્યના નિર્માણના દરને દ્વિતીયક ઉત્પાદકતા કહે છે.
પ્રાથમિક ઉત્પાદકતા તે વિસ્તારમાં જોવા મળતી વનસ્પતિની જાતિઓ, પર્યાવરણીય પરિબળો, પોષક તત્વોની ઉપલબ્ધતા અને વનસ્પતિની પ્રકાશસંશ્લેષણ ક્ષમતા પર આધાર રાખે છે. તેથી, તે વિવિધ પ્રકારના નિવસનતંત્રોમાં અલગ-અલગ હોય છે.
સમગ્ર જીવાવરણની વાર્ષિક ચોખ્ખી પ્રાથમિક ઉત્પાદકતા આશરે $170$ અબજ ટન (શુષ્ક વજન) કાર્બનિક દ્રવ્ય છે. પૃથ્વીની સપાટીના $70$ ટકા ભાગ રોકતા હોવા છતાં, મહાસાગરોની ઉત્પાદકતા માત્ર $55$ અબજ ટન છે, બાકીની ઉત્પાદકતા જમીન પર જોવા મળે છે.

(N/A) $(i)$ ઉત્પાદકતા: એકમ સમયમાં એકમ વિસ્તાર દીઠ ઉત્પન્ન થયેલ જૈવભારના જથ્થાને ઉત્પાદકતા કહે છે. તેને $g^{-2} yr^{-1}$ અથવા $kcal m^{-2} yr^{-1}$ ના સ્વરૂપમાં દર્શાવવામાં આવે છે.
$(ii)$ વિઘટન: આ એક એવી પ્રક્રિયા છે જેમાં વિઘટકો જટિલ કાર્બનિક પદાર્થો (મૃત અવશેષો) ને સરળ અકાર્બનિક પદાર્થો જેવા કે કાર્બન ડાયોક્સાઇડ,પાણી અને પોષક તત્વોમાં રૂપાંતરિત કરે છે.

(A-D) મહાસાગરો સૌથી ઓછા ઉત્પાદક હોવાના મુખ્ય કારણો નીચે મુજબ છે:
$(i)$ અપૂરતો સૂર્યપ્રકાશ: સમુદ્રની ઊંડાઈ વધવાની સાથે સૂર્યપ્રકાશનું પ્રમાણ ઘટતું જાય છે,જેના કારણે પ્રકાશસંશ્લેષણ મર્યાદિત બને છે.
$(ii)$ પોષક તત્વોનો અભાવ: દરિયાઈ પાણીમાં નાઈટ્રોજન અને ફોસ્ફરસ જેવા આવશ્યક પોષક તત્વોની ઉણપ હોય છે,જે વનસ્પતિના વિકાસ માટે જરૂરી છે.
$(iii)$ વધુ ક્ષારતા: દરિયાઈ પાણીમાં ક્ષારનું પ્રમાણ ખૂબ વધારે હોય છે,જે ઘણી વનસ્પતિઓના વિકાસ માટે અનુકૂળ નથી.
$(iv)$ આધારનો અભાવ: ખુલ્લા સમુદ્રમાં વનસ્પતિઓને સ્થિર થવા માટે કોઈ નક્કર આધાર કે જમીન હોતી નથી.

(N/A) તૃણાહારી સ્તરે ઉર્જાના આત્મસાત થવાના દરને ગૌણ ઉત્પાદકતા કહેવામાં આવે છે કારણ કે તે એ દર દર્શાવે છે કે જેના પર ઉપભોક્તાઓ (તૃણાહારીઓ) પ્રાથમિક ઉત્પાદકો (સ્વયંપોષીઓ) દ્વારા મેળવેલી ઉર્જામાંથી નવા કાર્બનિક પદાર્થો (બાયોમાસ) નું સંશ્લેષણ કરે છે. પ્રાથમિક ઉત્પાદકતા એ સ્વયંપોષીઓ દ્વારા બાયોમાસ ઉત્પાદનનો દર છે,અને કારણ કે તૃણાહારીઓ તેમના પોતાના પેશીઓના નિર્માણ માટે આ સ્ત્રોતમાંથી ઉર્જા મેળવે છે,તેથી તેમના ઉત્પાદનને ગૌણ ઉત્પાદકતા તરીકે ઓળખવામાં આવે છે.

(N/A) પ્રાથમિક ઉત્પાદકતા એટલે પ્રકાશસંશ્લેષણ દરમિયાન વનસ્પતિઓ દ્વારા એકમ સમયમાં એકમ વિસ્તાર દીઠ ઉત્પન્ન થયેલ જૈવભાર અથવા કાર્બનિક દ્રવ્યનો જથ્થો.
તે કોઈ ચોક્કસ વિસ્તારમાં રહેલી વનસ્પતિની જાતિઓ,પર્યાવરણીય પરિબળો (જેમ કે સૂર્યપ્રકાશ,તાપમાન,પાણી અને જમીનના પોષક તત્વો) અને પ્રકાશસંશ્લેષણની ક્ષમતા પર આધાર રાખે છે.
આ પર્યાવરણીય પરિબળો અને વનસ્પતિના પ્રકારો વિવિધ ભૌગોલિક વિસ્તારોમાં નોંધપાત્ર રીતે અલગ હોવાથી,જૈવભાર ઉત્પાદનનો દર પણ અલગ હોય છે.
તેથી,પ્રાથમિક ઉત્પાદકતા સમાન હોતી નથી અને તે એક નિવસનતંત્રથી બીજા નિવસનતંત્રમાં બદલાતી રહે છે.