علوم بيئه

[mahmoud salama]

العلوم البيئية ( ديناميات البيئة )


* مفهوم البيئة :
علم البيئة الطبيعية ( إيكولوجي
ecology )هو العلم الذي يتناول جوانب الطبيعة والتي تحدد حياة الكائن الحي وكيفية استخدامه لمكونات البيئة 0
كلمة إيكولوجي تعني دراسة العلاقات المتبادلة بين الأحياء والظروف المحيطة بها وقد أطلق هذه التسمية العالم الألماني هيكيل ( Haekel ) هناك فرق بين Ecology وEnvironment


علم البيئة الطبيعية ( إيكولوجي
Ecology )
:هو العلم الذي يدرس العلاقات بين الكائنات الحية والظروف المحيطة بها .


البيئة الشاملة
Environment : تعنى مجموع العلاقات والتبادلات والتفاعلات بين ثلاثة جوانب أساسية هى الجوانب الطبيعية والجوانب المشيده ( التكنولوجية ) والجوانب الاجتماعية على كوكب الارض .
عندما نذكر البيئة نقصد environment بما يتضمنه من جوانب تطبيقية 0
أما عندما نذكر علماء البيئة الكلية environmentalists نقصد دورهم في الحفاظ على البيئة وتحسينها ( حسن الانتفاع بمواردها) وهكذا فإن مفهوم البيئة أصبح ذو طبيعة كلية يضم العديد من المكونات الفيزيائية والكيميائية والبيولوجية والاجتماعية والثقافية والاقتصادية
والسياسية التي تتفاعل مع بعضها البعض 0


بيئة الإنسان
: هي الإطار الذي يحيا فيه مع غيره من الكائنات الحية ويحصل منها مقومات حياته وتشمل البيئة الطبيعية - الاجتماعية - التكنولوجية 0



* كوكب الأرض بيئة الحياة
الأرض إحدى كواكب المجموعة الشمسية التي تكون جزءاً من مجرة التبانة .
صفات كوكب الأرض :
الشكل
: كروي تقريبا .
الدوران
0: تدور حول نفسها من الغرب إلى الشرق بسرعة 0.465 كم / ثانية وتدور حول الشمس بسرعة 29.8 كم/ ث فى مدار دائرى قطره 150مليون كم ويميل محور دورانها بمقدار 23.5درجة يتسبب عن ذلك تتابع الفصول الأربع.


مكونات الكرة الأرضية
في دراستنا للبيئة نعني بمكونات أربع هي اليابس - الماء- الهواء - الكائنات الحية والتي نطلق عليها الغلاف اليابس والغلاف المائي والغلاف الهوائي والغلاف الحيوي لماذا ؟
لأنها تنتشر محيطة بالكرة الأرضية من مختلف جوانبها
1- الغلاف اليابس :
يتكون من قشرة الأرض الخارجية الصلبة سمكه يعادل 0.01 من نصف قطر الأرض تقريبا 28% معرض للهواء والباقي مغطي بالماء


2- الغلاف المائي :
يشمل جميع المسطحات المائية ويمثل(72 % ) من سطح الكرة الأرضية :
يختلف نوع الماء من مكان إلى آخر حسب كمية الأملاح الذائبة
أكبر عمق عرف حتى الآن لهذا الغلاف 11 كم في المحيط الهادي بالقرب من جزر الفلبين


3- الغلاف الهوائي :
هو الجزء الغازي الذي يحيط بالكرة الأرضية وهو خليط من عدة غازات أهمها النتروجين والأكسجين


4- الغلاف الحيوي :
هو الحيز الذي توجد به الحياة على الكرة الأرضية 0 سمكه يصل إلى 24 كم وهي المسافة بين أكبر عمق توجد به حياة في البحار وأعلى ارتفاع توجد عليه الحياة في الجبال .
هل تعلم أن وحدة بناء الغلاف الحيوي هي النظام الإيكولوجي أو البيئي مثل الغابة - النهر - البحر



النظام الإيكولوجي ( البيئى
Ecosystem(


هو وصف لكل ما يتعلق بالكائنات الحية والمكونات غير الحية في حيز محدود من الطبيعة وما يحدث بينها من تفاعلات 0
-ويمكن تعريف النظام الأيكولوجي بلغة الطاقة بأنه منظومة أيكولوجية من عمليات معقدة متشابكة ومترابطة تتميز بالعديد من المسارات التى تؤدى إلى تغير معدلات نمو الجماعات الحية وتصل بها الى حالة مستقرة من التوازن فى إطار النظام ككل .


خصائص النظام الإيكولوجي
- النظام الأيكولوجي
تتميز النظم الأيكولوجيا بما يلي:
- تعدد المكونات
- تشابك العلاقات (على جانب من التعقيد )
- الاستقرار مع القابلية للتغير
- استخدام الفضلات
أولا : تعدد المكونات وتشمل
- مكونات حية
- مكونات غير حية


وتعتبر هذه المكونات جميعها عوامل مميزة للنظام الأيكولوجي
وتنقسم هذه العوامل إلى


عوامل غير حية :-
1-عوامل فيزيائية
مثل المناخ - الحرارة -الضوء- الرياح
2-عوامل كيمائية
مثل زيادة أو نقص بعض العناصر والمركبات الكيميائية وأملاح التربة
عوامل الحية تنقسم إلى :-
1- كائنات منتجة للغذاء، وهي النباتات التي تحول طاقة الشمس إلى طاقة كيمائية مدخرة في الغذاء عن طريق عملية البناء الضوئي.
2-كائنات مستهلكة للغذاء وهي الحيوانات التي تعتمد على النباتات الخضراء بصورة مباشرة أو غير مباشرة
3- كائنات محللة
وهي كائنات دقيقة مثل البكتريا والفطريات التي تحلل أجسام الكائنات الميتة إلى العناصر الأولية
- عزيزي الطالب ( الطالبة )
هل تعلم أن الكائنات المحللة ( البكتريا الرمية - الفطريات ) تسمى حراس الطبيعة؟ لماذا ؟
لأنها تعمل على إعادة العناصر الأولية مثل الكربون والفوسفور والنتروجين إلى التربة بعد تحليلها لأجسام الكائنات الميتة لتستفيد هذه الكائنات الحية الجديدة من هذه العناصر وهكذا تستمر الحياة 0
وفيما يلي سوف نتناول عاملين من العوامل الطبيعية ومدى تأثيرهما على العوامل الحية 0


الضوء وتأثيره البيئي
الشمس هي مصدر الضوء على الأرض والضوء هو الجزء المرئي من طاقة الشمس وهو أيضا من أهم العوامل المؤثرة على النبات والحيوان
1-الضوء وعملية البناء الضوئي
لا تتم عملية البناء الضوئي في النباتات الخضراء إلا في وجود الضوء.
يمتص الكلوروفيل الذي يوجد في البلاستيدات الخضراء الموجات الضوئية التي تقع أطوالها بين 390- 780 نانومتر
أثناء عملية البناء الضوئي يتم تحويل الطاقة الضوئية إلى طاقة كيمائية
2-الضوء وعملية الانتحاء
- ما هو الانتحاء
:


الانتحاء هو الحركة الموقعية(موضعية)نتيجة للنمو وتسبب إنحناء العضو فى اتجاه يحدد موقع المؤثر من النبات 0
- ما هو سبب الانتحاء
يرجع سبب الانتحاء إلى استطالة خلايا الساق البعيدة عن المؤثر ( مثل الضوء) بدرجة أكبر من خلايا الساق المواجهة للمؤثر لأن خلايا النبات تستجيب للمواد المحفزة للنمو ( الأوكسينات )
- انتحاء إيجابيتجاه مصدر المؤثر
انتحاء سلبى في اتجاه مضاد لمصدر المؤثر 0
3- الضوء والإزهار في النبات :
يمر النبات أثناء نموه بمرحلتين متتالين هما :
أ-مرحلة النمو الخضري وفيها تنقسم خلايا الجنين عند إنبات البذور فيتكون الجذر والساق والأوراق 0
ب-مرحلة الإزهار والأثمار تبدأ بعد فترة من النمو الخضري لتكوين الإزهار والثمار وذلك بعد حدوث تغيرات داخلية نتيجة تعرض النبات للتواقت الضوئى المناسب .
ملحوظة : نبات القمح يزرع عادة خلال شهري مارس وأبريل ولكن إذا زرع القمح خلال شهري فبراير ومارس فإنه ينمو خضريا فقط دون أن يزهر لماذا ؟
لعدم ملاءمة العوامل البيئة للتغيرات الداخلية اللازمة لكي يصل النبات إلى مرحلة الإزهار


* ماذا تعرف عن التواقت الضوئي ؟
هو العلاقة بين فترة الإضاءة التي يحصل عليها النبات وفترة الظلام التي يتعرض لها بعد ذلك بالتعاقب كل 24 ساعة
4- الضوء وتوزيع الكائنات الحية :
الضوء من أهم العوامل في توزيع الكائنات الحية في الماء وعلى اليابسة .
أ- في الماء : الضوء يحدد وجود كائنات معينة عند عمق معين
الطحالب الحمراء يمكن أن تعيش على عمق 25 م
الطحالب البنية يمكن أن تعيش على عمق 15 م
الطحالب المثبتة في القاع يمكن أن تعيش على عمق 120م
النباتات الوعائية يمكن أن تعيش على عمق لا يزيد عن 10م
2-على اليابسة:يظهر أثر الضوء على توزيع الكائنات الحية عند المقارنة بين الصحراء( التي تتميز بزيادة كمية الضوء وارتفاع درجة الحرارة وأنخفاض الرطوبة النسبية ) ومنطقة الغابات الاستوائية( التي تتميز بقلة الضوءأسفل الأشجار الضخمة مع أرتفاع الرطوبة النسبية)
5- الضوء ونشاط الحيوانات :
يمكن تقسيم نشاط الحيوانات تبعا لشده الاضاءةإلى ما يلي :
1-فترة الفجر : يقل نشاط الحيوانات الليلية تدريجيا ثم تعود الى ملاجئها .
2- فترة النهار : تنشط الحيوانات النهارية
3-فترة الغسق : يقل نشاط الحيوانات النهارية تدريجيا ثم تعود الى ملاجئها .
4-فترة الليل : تنشط الحيوانات الليلية
ملحوظة : لقد ثبت أن لضوء القمر تأثير على أحياء الشواطئ البحرية التي تتعرض للمد والجذر فهى تنشط أثناء المد ( غمرها بالماء)
6-الضوء وهجرة الحيوانات
الهجرة ظاهرة حيوية ذات طبيعة دورية وهناك أنواع عدة من الهجرة مثل :
أ-هجرة يومية مثل العصافير التي تهاجر يوميا إلى أماكن تغذيتها ثم تعود ثانية إلى أعشاشها.
في البحار والمحيطات حيث تتحرك الأحياء الهائمة عائدة إلى السطح أو هابطة إلى القاع يوميا مثل القشريات بتأثير الأشعة فوق البنفسجية.
ب- هجرة موسمية - مثل هجرة الطيور أو السلاحف الصحراوية
ب-درجة الحرارة وتأثيرها البيئي
يتجلي تأثير درجة الحرارة على الأحياء بوضوح عندما نقارن بين الأحياء في منطقة قطبية وأخرى استوائية 0
(المدى الحراري يتراوح بين صفر و50ْ )
تأثير درجة الحرارة على سلوك الأحياء :
-عندما تصبح درجة الحرارة غير مناسبة قليلا في الوسط الذي يعيش فيه الكائن الحي هبوطا أو ارتفاعا فإنه يلجأ إلى السكون وتنخفض أنشطتة الحيوية الى حد يسمح ببقائه حياً .
مثلا :-
1- تكوين الجراثيم في حالة البكتريا أو تكوين الحويصلات في حالة الحيوانات الأولية 0
2- البيات الشتوي للزواحف والبرمائيات عندما تنخفض درجة الحرارة 0
3- الخمول الصيفي للرخويات والحشرات عندما ترتفع درجة الحرارة 0
4- الهجرة لمناطق تكون درجة حرارتها أكثر ملاءمة لها 0


بالنسبة للبيئة المائية
مدى التغير في درجات الحرارة صغيرا ويحدث ببطء كما أن هناك تدرجاً حراريا في الماء
فمثلاً : في الصيف تكون درجة حرارة المياه السطحية أعلى من حرارة مياه القاع وفي فصل الشتاء يحدث العكس 0
ملحوظة : عندما تنخفض درجة حرارة المياه السطحية إلى 3 ْم يتمدد الماء ويصبح كثافتة أقل فيطفو على السطح ثم يتجمد بما يحافظ على الأحياء أسفله من التجمد 0
ثانيا : تشابك العلاقات
أى نظام إيكولوجي يكون على جانب من التعقيد بسبب تنوع مكوناتهوهذا التعقيد هو أحد العوامل الأساسية في سلامه كل نظام بيئي لماذا ؟
لأنه يحد من أثر التغيرات الأيكولوجية ،أما إذا تتابعت التغيرات البيئية فإنها تحدث خلخلة فى توازن النظام البيئى0
ثالثا : الاستقرار مع القابلية للتغيير :
استقرار النظام الإيكولوجي :
هو قدرته على العودة إلى وضعه الأصلى بعد أى تغيير يطرأ عليه وذلك دون حدوث تغيير أساسي في تكوينه
- أسباب استقرار النظم البيئية :
1-تعدد الأنواع المكونة للنظام البيئي
2-بساطة التغيرات
استخدام الفضلات :
من خصائص النظام الأيكولوجي أنه يستخدم فضلاته ، فمثلا : في النظام البحري فإننا نجد الأسماك تخرج فضلات عضوية تقوم البكتريا بتحويلها إلى فضلات غير عضوية تستعمل في تغذية الطحالب التي تتغذى الأسماك كما أن الكائنات الحية البحرية تخرج ثاني أكسيد الكربون أثناء عملية التنفس فتستخدمه النباتات البحرية في عملية البناء الضوئي الذي ينتج عنها المواد العضوية والأكسجين اللازم للتنفس ثانية


أمثلة للنظم الأيكولوجية


( أ ) النظام الإيكولوجي البحري :-
العوامل التي تتحكم في النظام الأيكولوجي البحري :
1- المحتوى الملحي :
تتفاوت درجة تركيز الأملاح في مياه البحار وهي تصل إلى 35 جرام /لتر في المتوسط . كلوريدات الصوديوم والبوتاسيوم والماغنسيوم وأملاح البروم واليود و بيكربونات الكالسيوم .ملحوظة : نسبة الأملاح في البحر الأحمر والخليج العربي تصل إلى 40جم/لتر بسبب زيادة البخر ونقص الأمطار أو مصبات الأنهار .

- نسبة الأملاح في البحر الشمالي وبحر البلطيق تقل إلى 20 جم/لتر بسبب نقص البخر وزيادة السيول والأنهار .

2- درجات الحرارة :
تتراوح درجة الحرارة حول 30 5م في مياه البحار الدافئة بقرب خط الاستواء وتقل تدريجيا كلما اتجهنا شمالا وجنوبا حتى تصل إلى درجة التجمد عند القطبين أيضا تتدرج الحرارة أثناء الهبوط من السطح إلى القاع . ملحوظة : تتميز المناطق الساحلية بالاستقرار الحراري عن المناطق القارية لماذا ؟

لأن مياه البحر تختزن كمية كبيرة من الحرارة التي تمتصها من أشعة الشمس نهارا ثم تسربها ليلا إلى الفضاء واليابسة المحيطة مما يوفر الدفء للمناطق الساحلية 0

3- شدة الاستضاءة :
تعتمد شدة الاستضاءة في البحار على كمية الضوء النافذة خلال ماء البحر والذي ينعكس جزء منه ويمتص جزءاً أخر وتقل شدة الاستضاءة كلما تعمقنا فتكون جيدة حتى 200 م وقليلة حتى 500 م وبعد ذلك يسود الظلام .
هل تعلم أن لون مياه البحر الزرقاء يرجع إلى نفاذ الأشعة الزرقاء والبنفسجية قصيرة الموجة إلى المياه الأكثر عمقا .

4- عمق الماء :
حيث يصل عمق الماء في الشواطئ إلى عدة أمتار أما في الخنادق السحيقة للمحيطات فيصل إلى 10 كم أو أكثر 0
يصل عمق البحر المتوسط إلى 4 كم والأحمر إلى 2.5 كم والخليج العربي إلى 80 م فى أعمق مناطقه.

5- ضغط الماء :
يتزايد ضغط عمود الماء بمعدل ضغط جوي لكل 10م تحت الماء بالإضافة للضغط الجوي على سطح البحر.
فمثلا إذا أراد الإنسان أن يغوص في البحر إلى عمق 20م فسوف يتحمل ضغطا يساوي 2 ضغط جوي .

6- حركة المياه :
تتأثر حركة المياه بما يلي :-
اتجاه الرياح- حركة المد والجزر - موقع الشاطئ من المساقط .
العوامل التي توجه حركة المياه هي :-
حركة دوران الأرض - كثافة الماء - درجات الحرارة .

7- وفرة المغذيات :
تتوفر في المياه السطحية أملاح الفوسفات والنترات مما يساعد في تكوين البروتين في خلايا النباتات البحرية مما يعمل على ازدهار الحياة النباتية وتزداد الحيوانات التي تتغذى عليها
ولذا تعد وفرة المغذيات في أى منطقة بحرية مؤشراً على وفرة الإنتاج السمكي فيها.

* سلاسل الغذاء البحرية
سلاسل الغذاء هى المسارات التى يتخذها الغذاء فى انتقاله من مستوى إلى غذائى إلى مستوى أخر بادئاً بالمنتجات سلاسل الغذاء البحرية تبدأ بعدة حلقات :
(1) الحلقة الأولى :
تبدأ سلاسل الغذاء البحرية بكائنات دقيقة الحجم تعرف بالهائمات أو العوالق النباتية (Plankton )هي تمثل حجر الأساس في تحضير الغذاء لباقي الأحياء البحرية لوجود الكلورفيل فى خلاياها .


(2) الحلقة الثانية :
وتشمل هذه الحلقة مجموعة كبيرة حيوانية من الأوليات والديدان والقشريات الدقيقة.
(3) الحلقة الثالثة :


وتشمل العديد من الأسماك الصغيرة والقشريات والرخويات 0
(4) الحلقة الرابعة :
وتشمل الأسماك الكبيرة التي تتغذى على القشريات والأسماك الصغيرة.
(5) الحلقة الخامسة : وتشمل الأسماك الأكبر كالقروش والثدييات البحرية كسباع البحر وأخيرا نجد الحيتان التي تفترس ما تطوله من تلك الحيوانات ويتربع الإنسان على قمة هرم الغذاء .

- وتوجد كائنات مترممة بين حلقات الغذاء السابقة .
- ولذلك تتسم الحياة البحرية بطول سلاسل الغذاء وتعدد حلقاتها لماذا ؟ لأن الأحياء البحرية معظمها أكله لحوم مفترسة عدا القليل منها أكلة نباتات مثل الهائمات والأسماك والرخويات وهذا يؤدى إلى أهدار نسبة كبيرة من الطاقة .
- وقد قدر العلماء بأن الطاقة تتناقص من مستوى غذائي لأخر بمعدل يصل إلى 1/10 تقريبا 0
وهكذا تكتمل حلقات السلسلة البحرية ( منتج - مستهلك - محلل ).

(ب) الصحراء كنظام إيكولوجي بري :-
البيئات الأرضية أو البرية أكثر تنوعا من البيئات المائية نظرا لتباين الظروف الطبيعية كالمناخ وطبيعة التربة والغطاء النباتي 0
تشغل الصحراء حوالي 1/5مساحة اليابسة وتنتشر حول خط عرض 30 شمال وجنوب خط الاستواء 0
والصحراء مناطق قاحلة شديدة الجفاف حيث يقل متوسط الأمطار فيها عن 25 سم في السنة وتبلغ مساحة الصحراء الكبرى التي تمتد من المحيط الأطلنطي غربا إلى البحر الأحمر شرقا بحوالي 3.5 مليون ميل 0
وتبدأ السلسلة الغذائية في النظام الصحراوي بالغطاء النباتى المتناثر الذي يتميز إلى نوعين 0
1- كساء خضري مؤقت :
ويتمثل في نباتات حوليه تظهر عقب الأمطار في الشتاء فقط ولا تلبث أن تذوي بحلول الجفاف في الصيف وتتلاشى بعد ترك بذورها في التربة 0
2- كساء خضري دائم :
يتكون من نباتات صحراوية حقيقية في شكل أعشاب وشجيرات وأشجار معمرة وتتميز بزيادة المجموع الجذري عن المجموع الخضري 0 ملحوظة : تمتد الجذور رأسيا أو أفقيا وذلك للاستفادة القصوى من الماء النادر في الصحراء .أذكر التحورات الموجوده فى هذه النباتات لكى تتكيف مع المعيشة فى البيئه الصحراويه ؟

الحيوانات الصحراوية : وتتمثل في :-
1- أنواع متعددة من الحشرات الصحراوية كالجراد والخنافس.
2- ثدييات صحراوية مثل القوارض والغزلان.
3- بعض الثعابين وثعالب الفتك وغيرها من الحيوانات والطيور الجارحة التي تعتمد على دم الفرائس كمصدر للماء.

خصائص الحيوانات الصحراوية 0
قليلة العدد - حادة السمع والشم والبصر - يتركز بولها ويشح عرقها جدا للاقتصاد في الماء ملحوظة : بعض الحيوانات الصحراوية لا تقرب الماء طيلة حياتها مثل اليرابيع التي تستخلص الماء من البذور والنباتات العصارية التي تتغذى عليها 0 الرعي : في مناطق الأعشاب يؤدي إلى تأكل الغطاء النباتي وسيادة الأنواع غير المستساغة أو التي تكمل دورة حياتها في فترة وجيزة فلا تتمكن الحيوانات من القضاء عليها أما الرعي في مناطق الأشجار والشجيرات فيسبب زيادة في أعداد وأحجام تلك الشجيرات نتيجة إزالة الأعشاب التي تنافسها على الماء 0والنباتات المعمرة لا تضار إذا كان الرعي منظما لكن الرعي الجائر (تكرار الرعى فى مناطق معينه) يؤدي إلى إزالة كثير من الأجزاء الخضرية ويؤدي تدهور الغطاء النباتي بفعل الرعي الجائر إلى ظهور عوامل التعرية وانجراف التربة مما يسبب ظاهرة الزحف الصحراوي 0

[mahmoud salama]

سريان الطاقة في النظام الإيكولوجي

إن العناصر الغذائية تسلك سلوكا مختلفا عن الطاقة فما أوجه الاختلاف بينهم ؟
* العناصر الغذائية
:


تدور بين مكونات البيئة غير الحية والأحياء التي تتناولها في دورات حياتها المتتالية فمثلا لو تتبعنا مسار ذرة من الفوسفور فسوف نجدها تنتقل عبر المركبات الموجودة بالماء أو التربة إلى النبات ثم الحيوان إلى الكائنات المحللة التي نعيدها إلى التربة مرة أخرى وتعيد دورتها من جديد الى ما شاء الله .

* الطاقة
:


تنتقل من الحلقة غذائية إلى حلقة تالية وأثناء ذلك يفقد جزء كبير منها بالتسرب كحرارة في كل حلقة خلال نشاط الكائنات الحية وتنفسها ولا يمكن استرداده مرة أخرى ولذلك نحن في حاجة مستمرة لطاقة الشمس التي تمد الأحياء بالطاقة من خلال عملية البناء الضوئي .



1- هل تعلم إن الطاقة كالمادة لا تفنى ولا تستحدث من العدم. كما يقول القانون الأول للديناميكا الحرارية .ولكنها تتحول من صورة إلى أخرى.
طاقة الشمس الضوئية ---> طاقة كيمائية ---> طاقة حرارية 0
2- الطاقة المفقودة يعبر عنها بالقانون الثاني للديناميكا الحرارية الذي يعرف الطاقة المفقودة بالأنتروبيا أو العشوائية وينص هذا القانون على أن " التحول التلقائي للطاقة قد يتضمن فقدا على شكل حرارة لا يمكن استعادتها وينطوي ذلك على زيادة الأنتروبي أو الفوضى الكلية " ويمكن تلخيص القانونين بمنظور بيئي كما يلي : القانون الأول : كل الطاقة الداخلة إلى النظام الأيكولوجي والخارجة منه متوازنة تماما القانون الثاني : الأنتروبي ( فقد الطاقة ) أو الفوضى تتزايد في البيئة مع أى عملية تلقائية 0 وعلى ذلك يمكن القول بأن الطاقة لا تفنى ولكن تتدفق خلال النظام وتتحول إلى صورة تحرك التفاعلات وتقوم بالأنشطة المختلفة ثم تنتهي إلى طاقة حرارية مفقودة لا توجه أى عمل بعد ذلك 0

المدة اللازمة لتدفق الطاقة في النظام البيئي تختلف من نظام لآخر فهي في :
النظام البحري من 10: 12 يوما في المتوسط 0
أما في النظام البري من 10-12 عاما في المتوسط 0

[mahmoud salama]

كفاءة النظام الإيكولوجي ومعدلات الإنتاجية

تقدر كفاءة النظام الإيكولوجي بنسبة ما ينتجه من مادة عضوية أو طاقة مختزنة إلى كمية الطاقة الضوئية المتاحة × 100

* الإنتاجية الأولية :
وهي درجة تحويل الطاقة الشمسية إلى طاقة كيمائية مختزنة في جزئيات الغذاء 0وتتفاوت الإنتاجية الأولية من نظام لأخر حسب طبيعة النباتات الموجودة وتوافر ظروف الإضاءة والمياه وثاني أكسيد الكربون والمغذيات وكذلك درجة الحرارة والضغط . الإنتاجية في الغابات الممطرة أكبر منها في المناطق الصحراوية (علل) .
لأن الضوء هو العامل المحدد للإنتاجية الأولية في الغابات أما الماء فهو العامل المحدد في الصحراء 0

* الإنتاجية الثانوية :
هي سرعة تحول الطاقة من المنتج إلى المستهلك وتقدر بالزيادة في كتلة الحيوانات التي تعيش على استخدام الإنتاجية الأولية 0

* طرق قياس الإنتاجية الأولية :
(1) على اليابسة :
ا- بوزن النباتات الناهية على مساحة 1م2 في موسم معين ومقارنته بمحصول أخر أو بمنطقة أخرى 0
ب- تقدير عدد الأشجار والشجيرات في مساحة أكبر ومقارنتها.
(2) في البحر عن طريق :
ا- عد خلايا الهائمات النباتية في ا لتر من ماء البحر.
ب- قياس كمية الأكسجين الصادر منها بعملية البناء الضوئي خلال مدة محددة .
ج- تعيين كمية الكلوروفيل الموجودة في خلال الهائمات البحرية بطرق خاصة
د- تقدر الإنتاجية الأولية الكلية على اليابسة بحوالي 100 مليون طن من المادة العضوية الجافة سنويا 0أما في البحار حوالي 50 مليون طن 0
ه- الضوابط والحدود التي تحكم الإنتاجية الأولية :
1- قدرة النبات على تثبيتثاني أكسيد الكربون بفعل طاقة الشمس
2-وجود الماء والمغذيات 0
3- طبيعه النظام ألايكولوجى وظروفه وأنواع النباتات ودورات حياتها.
( تقدر منظمة الأغذية والزراعة (الفاوeao )أن معظم الدول النامية لن تستطيع إنتاج الحد الأدنى من محاصيلها الغذائية بسبب تزايد السكان والطرق التقليدية في الزراعة ) وهى مهددة بالمجاعات والكوارث ويجب :
1- رفع كفاءة إنتاجها الزراعى ، وتطوير الزراعة والرى والصرف .
2- حماية المحاصيل وتخزينها بالوسائل الحديثه .
3- انتخاب سلالات نباتية عالية الإنتاج سريعة النمو وأكثر مقاومة للأمراض وأقل أحتياجا للتسميد كما حدث فى الثورة الخضراء .
أما في الدول المتقدمة تستخدم جميع وسائل العلم الحديث في رفع إنتاجها الغذائي من أجل الاكتفاء والتصدير 0

[mahmoud salama]

المنظومات البيئية الرئيسية

تعيش الجماعات الإنسانية في إطار منظومات رئيسية ثلاث وهي:
1- المحيط الحيوي :
وهو الحيز الذي توجد به الحياة ويتكون من الطبقات السفلي من الغلاف الغازي والطبقات السطحية من الأرض والغلاف المائي وما به عوامل ايكولوجية محتلفه ويشمل هذا المحيط الموارد الطبيعية و هو ليس من صنع الإنسان .

2- المحيط المصنوع ( التكنولوجي ) :
وهو كل ما صنعه الإنسان وأقامه في حيز المحيط الحيوي مثل المساكن - الصناعات - شبكات المواصلات - مراكز الطاقة .

3- المحيط الاجتماعي :
هو كل ما أقامه الإنسان من مؤسسات يعتمد عليها في إدارة العلاقات الداخلية بين أفراد المجتمع .
ملحوظة :
ويتضمن نشاط الإنسان تحويل مكونات الغلاف الحيوي ( التكاوين الجيولوجية - الظواهر المائية - المكونات البيولوجية ) إلى موارد له ويمر ذلك بثلاث خطوات 0
ا- أن يكتشف الإنسان فائدة الشيء .
ب- أن يخترع الإنسان وسائل الحصول على هذا الشيء ويطور هذه الوسائل
( التكنولوجيا ).
ج- أن ينهض الإنسان بالعمل للحصول على هذا الشى وتحويله إلى مورد دائم .
وتنشأ المشكلات البيئية نتيجة خلل ما أو تدهور ما في بعض التفاعلات والعلاقات المتبادلة بين المنظومات الثلاث .

[mahmoud salama]

العلاقات الغذائية في النظام الإيكولوجي

تنقسم التغذية في أى نظام بيئي إلى :-
تغذية ذاتية مثل ---> النبات الأخضر .
تغذية غير ذاتية مثل ---> الإنسان والعديد من الحيوانات .
* الأنماط الرئيسية للعلاقات بين الأحياء :

1- الافتراس ---> الأسد والغزال .
2- المعايشة ---> سمكة الريمورا والقرش .
3- التكافل ---> البكتريا العقدية ونبات الفول .
4- التطفل ---> ديدان البلهارسيا والإنسان .
5- الترمم ---> البكتريا وبقايا الأطعمة .
التنافس في عالم الحيوان أكثر وضوحا عنه في عالم النبات كما يلاحظ في عملية الافتراس أنها ليس قاصرة على القط والفأر أو الأسد والغزال فهي تتناول الكثير من الكائنات الأخرى. ومن المعروف أن الافتراس أكثر شيوعا بين الثدييات ويلاحظ أنه عندما يزيد عدد الفرائس تكثر الحيوانات المفترسة إذا قضت جماعة من الحيوانات المفترسة على جماعة من
الفرائس التي تتغذى عليها فلا يمكنها أن تستمر في الحياة 0
غير أن ذلك لا يحدث في الطبيعة لماذا؟
للأسباب الآتية : 1- نقص الفرائس التدريجي يؤدي إلى خفض عدد الحيوانات المفترسة .

2- الحيوانات المفترسة تتنوع فرائسها أى لا تقتصر على نوع واحد منها عادة .
3- غالبا ما تصيد الحيوانات المفترسة الأفراد الضعيفة 0
ملحوظة :
1- توجد علاقة عددية بين الحيوانات المفترسة والفرائس .
2- توجد علاقة تطورية بين كل من الفريسة والمفترس على مر الأزمان حيث يجبر الحيوان المفترس فريسته لأن ترفع من قدرتها على الجري والهرب وهذا يدفع الحيوان المفترس لكي يزيد من قدرته في عملية الصيد وإلا هلك جوعا.

[mahmoud salama]

التوازن البيئي

رصيد العناصر الكيمائية المختلفة في أى نظام بيئي يبقى ثابتا تقريبا تتبادله الكائنات الحية ثم تعود بعد موتها وتحلل أجسامها إلى التربة ليبقى متاحا لأجيال أخرى قادمة من الكائنات الحية فالكرة الأرضية لا يصلها شيء من خارجها إلا طاقة الشمس ومن ثم وجب أن تكون للعناصر دورات تنتقل فيها بين الكائنات الحية والمكونات غير الحية .
يؤثر كل كائن حي داخل النظام الإيكولوجي في حياة الكائنات الأخرى ويتأثر بها 0
وإذا لم تتعرض هذه الكائنات الحية لعوامل جديدة أو طارئة على النظام الإيكولوجي فإنها تقيم فيما بينها توازنا طبيعيا بيولوجيا (توزيع عددى ثابت ) .

* عوامل اختلال التوازن البيئي :
يختل توازن النظام البيئي في الحالات الثلاث التالية :
1- إدخال نبات أو حيوان جديد إلى بيئة متوازنة ليس له فيها أعداء طبيعية مما يؤدي إلى اختلال التوازن مثل : ا- إدخال نبات التين الشوكي إلى استراليا عام 1788 حيث وجد البيئة المناسبة والغذاء الوفيرة فنما وتكاثر ولعدم وجود أعداء طبيعية له انتشر انتشارا كبيرا أدى إلى موت النباتات الأخرى وهروب الحيوانات 0

ب- إدخال عشب الحسك إلى أمريكا أدى إلى انتشاره حتى أصبح من أكـبر الآفات في أمريكا
ج- إدخال ورد النيل إلى مصر في القرن التاسع عشر أدى إلى انتشاره بصورة وبائية في النيل وقنوات الري وقد سبب ذلك فقدان كمية كبيرة من الماء وزيادة انتشار البلهارسيا وغيرها من الطفيليات .
د- أدخلت الأرانب إلى جزيرة ليان ( إحدى جزر هاواي ) سنة1890 حيث وجدت بيئة مناسبة ولعدم وجود أعداء لها زادت سرعة نمو أعدادها .
فأدى ذلك إلى خلو الجزيرة من النباتات مما أدى إلى اختلال التوازن البيئي وموت الأرانب و هجرة الطيور أوموتها .
هـ- أدخلت دودة اللوز القرنفلية إلى مصر مع بذور قطن مصابة من الهند فانتشرت وأصبحت من أخطر الآفات الزراعية على محصول القطن 0

2- إخراج حيوان أو نبات من بيئة متوازنة يؤدي إلى اختلال التوازن مثل :
أ- عند استقرار الإنسان في بعض المناطق الجديدة في أمريكا قام باقتلاع الأعشاب والحشائش من الأرض لكي يزرع مكانها بعض المحاصيل اللازمة فأدى ذلك إلى قلة الأمطار وعدم نمو المحاصيل في هذه المناطق .
ب- قتل البوم والصقور في إحدى الولايات الأمريكية سنـة 1886 ، لأن هذه الطيور كانت تتغذى على صغار الدواجن ولكن في نفس الوقت كانت تتغذى على الفئران وعند نقص عدد هذه الطيور في البيئة أدى ذلك إلى زيادة الفئران التي أحدثت ضررا بالمحاصيل الزراعية أكثر من قيمة صغار الدواجن 0

3- تغير العوامل الطبيعية يؤدي إلى اختلال التوازن مثل :
أ- التواء في القشرة الأرضية كما حدث بتلال المقطم التى كانت قاعا لبحر قديم فانحسرت المياه وأدى ذلك إلى هلاك الحيوانات المائية وظهور الحيوانات الأرضية .
ب- عند ردم البرك والمستنقعات تهلك النباتات والحيوانات المائية التي كانت تعيش فيها وتظهر بدلا عنها حيوانات ونباتات أرضية .
ج- كان المناخ في أوربا حارا في زمن البليوسين وكانت تنمو فيه أشجار النخيل والكافور ثم انخفضت درجة الحرارة بالتدريج حتى غطى الجليد الأرض في زمن البلستوسين فأدى ذلك إلى اختلال التوازن وهلاك كائنات البيئة الحارة وظهور كائنات البيئة الباردة 0 ملحوظة :

النظام الإيكولوجي يظل في حالة اتزان طالما استقرت الأمور في وضع معين فإذا تدخل الإنسان في النظام البيئي بطريقة غير منضبطة ولصالحة مباشرة أختل التوازن بسبب تدميره للسلاسل الغذائية ومأوى الحيوانات عند اقتلاع الغابات بالاضافة الى الملوثات السامة التى تطلقها المصانع والمبيدات .

[mahmoud salama]

البيئة المصنوعة وأثرها على البيئة الطبيعية

عندما بدأ الإنسان القديم في أول الأمر كان يسكن الكهوف وكانت أدواته بدائية بسيطة وأثره على البيئة غير ملموس وكل ما استطاع الإنسان أن يصنعه ويبتكره ليستخدمه مستمدا أساسا من مكونات البيئة.
غير أن الإنسان وهو ينشئ البيئة المصنوعة أساء إلى البيئة الطبيعية مثل الصيد الجائر - قطع أشجار الغابات .
ونحن في مصر قد ارتكبنا في الماضي عديداً من الأخطاء وتنبهنا لها اليوم وأدركنا مدى الخطأ الذي ارتكبناه في حق البيئة الطبيعية ؛فقد حولنا مئات الآلاف من الأفدنة الزراعية الخصبة إلى مناطق سكنية وصناعية ولوثنا النيل والترع والبحر 0
وهكذا في الوقت الذي تستزرع فيه الصحراء نقضي على أجود الأراضي الزراعية وليس معنى هذا ألا ننشئ المدن بل إن ننشئها ولكن بعيدا عن الأراضي الزراعية إن علينا أن نتعامل مع البيئة تعاملا سويا يحقق ما نبغيه من تقدم

[mahmoud salama]

عندما يختفى الامل
عندما تختفى البراءة
عندما تختفى الحرية
لايبقى سوى شىء واحد القهر

[فردوس رجاء]

شكرا على هذا الموضوع المتميز

[بنت الشهباء]

أشكرك على هذا الموضوع الرائع وخصوصا على الانتحاء الأرضي
عنجد كتير استفدت منه في دراستي وأبحاثي
اتمنى انك دائما تزودنا بالمعلومات الرائعة
R.Azzo

[محمد الورداني]

توجد بعض الموضوعات قد تم حذفها من المنهج وأرجو أن تراجعوا ذلك في الكتاب المدرسي طبعات 2006 وما بعدها . وهذه هي الموضوعات التي قد تم حذفها :-
1- سريان الطاقة في النظام الإيكولوجي
2- كفاءة النظام الإيكولوجي ومعدلات الإنتاجية
3- العلاقات الغذائية في النظام الإيكولوجي
4- التوازن البيئي وعوامل اختلاله .
5- البيئة المصنوعة وأثرها على البيئة الطبيعية

[منار صلاح]

الف شكر وجزاك الله كل خير

[mahmoud salama]

مرسى ok