पारिस्थितिक नेटवर्क

पारिस्थितिक नेटवर्क, पारिस्थितिकी तंत्र में जैविक अंतःक्रिया का प्रतिनिधित्व है जिसमें प्रजातियां (नोड्स) जोड़ीवार अंतःक्रियाओं (लिंक) से जुड़ी होती हैं। ये इंटरैक्शन ट्रॉफिक वेब या सहजीवन हो सकते हैं। पारिस्थितिक नेटवर्क का उपयोग वास्तविक पारिस्थितिक तंत्र की संरचनाओं का वर्णन और तुलना करने के लिए किया जाता है जबकि नेटवर्क प्रारूप का उपयोग पारिस्थितिक तंत्र स्थिरता जैसे गुणों पर नेटवर्क संरचना के प्रभावों की जांच के लिए किया जाता है।

गुण
ऐतिहासिक रूप से जलीय खाद्य तंत्र में पोषी संबंधों के विवरण से विकसित पारिस्थितिक नेटवर्क में अनुसंधान; जबकि कुछ समय पूर्व के कार्यों ने अन्य खाद्य तंत्रों के साथ-साथ पारस्परिकता (जीव विज्ञान) के तंत्र देखने के लिए विस्तार किया है। इस कार्य के परिणामों ने पारिस्थितिक नेटवर्क के कई महत्वपूर्ण गुणों की पहचान की है।

जटिलता (लिंकेज घनत्व): प्रति प्रजाति लिंक की औसत संख्या और पारिस्थितिक तंत्र में देखे गए उच्च स्तर की जटिलता की व्याख्या करना पारिस्थितिक नेटवर्क विश्लेषण के लिए मुख्य चुनौतियों और प्रेरणाओं में से एक रहा है क्योंकि प्रारंभिक सिद्धांत ने भविष्यवाणी की थी कि जटिलता को अस्थिरता की ओर ले जाना चाहिए।

कनेक्टिविटी (ग्राफ सिद्धांत): प्रजातियों के मध्य संभावित लिंक का अनुपात अनुभव (लिंक/प्रजाति2) किया जाता है। खाद्य तंत्र में जुड़ाव का स्तर प्रति प्रजाति लिंक के सांख्यिकीय वितरण से संबंधित है। लिंक का वितरण (आंशिक) घात नियम से असतत समान वितरण के लिए घातीय से परिवर्तित होताहै क्योंकि संपर्क का स्तर बढ़ता है। अनुभव किये गये खाद्य तंत्र में जुड़ाव के देखे गए मूल्य भौतिक वातावरण की परिवर्तनशीलता एवं निवास स्थान के प्रकार से से विवश प्रतीत होते हैं जो ऑप्टीमल फोर्जिंग व्यवहार द्वारा संचालित जीवों के आहार की माप पर प्रतिबिंबित होगा। यह अंततः इन पारिस्थितिक नेटवर्क की संरचना को व्यक्तिगत जीवों के व्यवहार से जोड़ता है।

डिग्री वितरण: एक पारिस्थितिक नेटवर्क का डिग्री वितरण प्रत्येक प्रजाति के लिंक की संख्या के लिए संचयी वितरण है। खाद्य तंत्रों के डिग्री वितरण को समान सार्वभौमिक कार्यात्मक रूप प्रदर्शित करने के लिए पाया गया है। डिग्री वितरण को इसके दो घटक भागों में विभाजित किया जा सकता है, एक प्रजाति के शिकार (उर्फ डिग्री में) से लिंक और प्रजाति के शिकारियों (उर्फ- आउट डिग्री) से लिंक। डिग्री और आउट डिग्री वितरण दोनों ही अपने स्वयं के सार्वभौमिक कार्यात्मक रूपों को प्रदर्शित करते हैं। जैसा कि डिग्री वितरण की तुलना में आउट-डिग्री वितरण का तीव्रता से क्षय होता है हम आशा कर सकते हैं कि खाद्य वेब में औसतन एक प्रजाति में आउट लिंक की तुलना में अधिक लिंक होंगे।

क्लस्टरिंग गुणांक: प्रजातियों का अनुपात जो सीधे फोकल प्रजातियों से जुड़ा हुआ है। क्लस्टर के मध्य में फोकल प्रजाति एक कीस्टोन प्रजाति हो सकती है और इसकी हानि से नेटवर्क पर बड़ा प्रभाव पड़ सकता है।

विभागीकरण: नेटवर्क का अपेक्षाकृत स्वतंत्र उप-नेटवर्क में विभाजन। कुछ पारिस्थितिक नेटवर्क को शरीर के आकार के अनुसार और स्थानिक स्थान से विभाजित किया गया है। ऐसे साक्ष्य भी उपस्थित हैं जो बताते हैं कि खाद्य तंत्रों में वर्गीकरण प्रजातियों के आहार और अनुकूल फोर्जिंग सादृश्यता के पैटर्न के परिणामस्वरूप प्रतीत होता है

नेस्टेडनेस: वह सीमा जिस तक कुछ लिंक वाली प्रजातियों में लिंक के एक अलग सेट के स्थान पर अन्य प्रजातियों के लिंक का उप-सेट होता है। अत्यधिक नेस्टेड नेटवर्क में प्रजातियों के गिल्ड (पारिस्थितिकी) जो एक पारिस्थितिक आला साझा करते हैं तथा इसमें सामान्यवादी (कई लिंक वाली प्रजातियां) और विशेषज्ञ (कुछ लिंक वाली प्रजातियां, सभी सामान्यवादियों के साथ साझा) होते हैं। परस्परवादी नेटवर्क में नेस्टेडनेस अधिकतर विषम होती है जिसमें गिल्ड के विशेषज्ञ पार्टनर गिल्ड के सामान्यज्ञों से जुड़े होते हैं। नेस्टेडनेस का स्तर प्रजातियों की विशेषताओं से नहीं बल्कि समग्र नेटवर्क चित्रण (जैसे नेटवर्क आकार और कनेक्टिविटी) द्वारा निर्धारित किया जाता है और गतिशील अनुकूल प्रारूप द्वारा भविष्यवाणी की जा सकती है जिसमें प्रजातियां व्यक्तिगत फिटनेस को अधिकतम करने के लिए रिवायरिंग या पूरे समुदाय की फिटनेस करती हैं।

इन-ब्लॉक नेस्टेडनेस: मिश्रित संरचनाएँ भी कहते हैं

नेटवर्क मूल भाव : नेटवर्क मूल भाव में एम्बेडेड पाए गए n-नोड्स से बने अद्वितीय उप-ग्राफ हैं। उदाहरण के लिए तीन प्रजातियों से युक्त तेरह अद्वितीय रूपांकन संरचनाएं उपस्थित हैं इनमें से कुछ जनसंख्या पारिस्थितिकीविदों द्वारा अध्ययन किए गए परिचित अंतःक्रियात्मक मॉड्यूल जैसे कि खाद्य श्रृंखला, स्पष्ट प्रतियोगिता, या इंट्रागिल्ड भविष्यवाणी के अनुरूप हैं। यादृच्छिक ग्राफ की तुलना में कुछ प्रारूपों के कम/अधिक प्रतिनिधित्व के पैटर्न की जांच करके पारिस्थितिक नेटवर्क के प्रारूप संरचनाओं की जांच करने वाले अध्ययन ने पाया है कि खाद्य तंत्र में विशेष रूप से संरचना संरचनाएं होती हैं।

ट्रॉफिक सुसंगतता: विशेष ट्रॉफिक स्तरों पर विशेषज्ञता के लिए प्रजातियों की प्रवृत्ति खाद्य तंत्र की ओर ले जाती है जो उनके ट्रॉफिक संरचना में एक महत्वपूर्ण डिग्री का क्रम प्रदर्शित करता है जिसे 'ट्रॉफिक सुसंगतता' के रूप में जाना जाता है। जिसके स्थान पर में पारिस्थितिक स्थिरता और चक्र (ग्राफ सिद्धांत) की व्यापकता जैसे गुणों पर महत्वपूर्ण प्रभाव पड़ता है।

स्थिरता और अनुकूलन
पारिस्थितिक तंत्र की जटिलता और स्थिरता के मध्य संबंध पारिस्थितिकी में रुचि का एक प्रमुख विषय है। पारिस्थितिक नेटवर्क का उपयोग एक पारिस्थितिकी तंत्र की स्थिरता पर ऊपर वर्णित नेटवर्क गुणों के प्रभावों का विश्लेषण करना संभव बनाता है। पारिस्थितिकी तंत्र की जटिलता को एक बार नेटवर्क के माध्यम से प्रसार और विस्तार करने के लिए गड़बड़ी के प्रभाव जैसे कि प्रजातियों के नुकसान या प्रजातियों के आक्रमण को सक्षम करके स्थिरता को कम करने के लिए सोचा गया था। जबकि नेटवर्क संरचना की अन्य विशेषताओं की पहचान की गई है जो अप्रत्यक्ष प्रभावों के प्रसार को कम करती हैं और इस प्रकार पारिस्थितिकी तंत्र की स्थिरता को बढ़ाती हैं। जटिलता और स्थिरता के मध्य के सम्बन्ध को पर्याप्त ट्रॉफिक सुसंगतता के साथ खाद्य तंत्र में विपरीत भी किया जा सकता है ताकि जैव विविधता में वृद्धि एक समुदाय को कम करने के स्थान पर अधिक स्थिर बना सके। एक बार पारिस्थितिक नेटवर्क को परिवहन नेटवर्क के रूप में वर्णित किया जाता है जहां भोजन शिकारियों के लिंक के साथ बहता है एवं कोई भी उनके लिए एलोमेट्रिक स्केलिंग की अवधारणा का विस्तार कर सकता है। ऐसा करने में कोई यह पता कर सकता है कि फैले हुए पेड़ सार्वभौमिक स्केलिंग संबंधों की विशेषता रखते हैं जिससे यह सुझाव मिलता है कि पारिस्थितिक नेटवर्क एक अनुकूलन प्रक्रिया का उत्पाद हो सकता है। किसी भी गड़बड़ी के प्रभाव को कम करते हुए प्रजातियों के मध्य संबंधों की संख्या के साथ सहभागिता शक्ति कम हो सकती है और कंपार्टमेंटलाइज़्ड नेटवर्क में कैस्केडिंग विलुप्त होने की संभावना कम होती है क्योंकि प्रजातियों के नुकसान के प्रभाव मूल कम्पार्टमेंट तक सीमित होते हैं।  इसके अतिरिक्त जब तक सबसे जुड़ी हुई प्रजातियों के विलुप्त होने की संभावना नहीं है तब तक जुड़ाव और नेस्टेडनेस के साथ नेटवर्क की दृढ़ता बढ़ती जाती है।     जबकि विगत वर्षों में कई जांचों के मध्य पारस्परिक प्रजातियों में नेटवर्क नेस्टेडनेस और सामुदायिक स्थिरता के मध्य संबंधों पर कोई सहमति नहीं बन पाई है। कुछ समय पूर्व के निष्कर्ष बताते हैं कि विभिन्न प्रकार की स्थिरता के मध्य दुविधा उपस्थित हो सकती है। बढ़ती कठोर परिस्थितियों में प्रजातियों की क्षमता को बढ़ावा देने के लिए पारस्परिक नेटवर्क की नेस्टेड संरचना को दिखाया गया था। इसकी सबसे अधिक संभावना है क्योंकि पारस्परिक नेटवर्क की नेस्टेड संरचना प्रजातियों को कठोर परिस्थितियों में अप्रत्यक्ष रूप से एक दूसरे का समर्थन करने में मदद करती है। यह अप्रत्यक्ष सुविधा प्रजातियों को जीवित रहने में मदद करती है परन्तु इसका अर्थ यह भी है कि कठोर परिस्थितियों में एक प्रजाति दूसरे के समर्थन के बिना जीवित नहीं रह सकती। जैसे-जैसे परिस्थितियाँ तीव्रता से कठोर होती जाती हैं वहां टिपिंग पॉइंट पारित किया जा सकता है जहाँ बड़ी संख्या में प्रजातियों की आबादी एक साथ गिर सकती है।

अन्य अनुप्रयोग
पारिस्थितिक नेटवर्क के अतिरिक्त अनुप्रयोगों में इस बात का अन्वेषण सम्मिलित है कि सामुदायिक संदर्भ जोड़ीवार अंतःक्रियाओं को कैसे प्रभावित करता है। पारिस्थितिकी तंत्र में प्रजातियों के समुदाय से प्रजातियों के जोड़े के पारिस्थितिक संपर्क और सह-विकास दोनों को प्रभावित करने की आशा है। मेटापोपुलेशन, महामारी विज्ञान और सहयोग (विकास) के अध्ययन के लिए संबंधित, स्थानिक अनुप्रयोगों का विकास किया जा रहा है। इन स्थितियों में आवास पैच (मेटापोपुलेशन) या व्यक्तियों (महामारी विज्ञान, सामाजिक व्यवहार) के नेटवर्क, स्थानिक विषमता के प्रभावों की जानकारी संभव बनाते हैं।

यह भी देखें

 * जैविक नेटवर्क
 * उपभोक्ता-संसाधन प्रणाली
 * आहार तंत्र
 * परागण नेटवर्क
 * पुनर्चक्रण (पारिस्थितिक)