قم بعمل قائمة بجميع الحيوانات والطيور والحشرات المختلفة التي تراها في مدرستك أو مجتمع منزلك. هل يمكنك معرفة ما يأكله كل حيوان وكيف يمكن أن يرتبط بالحيوانات والنباتات والبشر؟
نعيش جميعًا وسط العديد من الكائنات الحية وغير الحية ، سواء كنا مدركين للتنوع البيئي من حولنا أم لا. هل رأيت العصافير تتغذى على البذور ، والسناجب تقضم التوت ، والضفادع تأكل الحشرات الصغيرة ، والنحل يدور حول الزهور؟ كلهم يشاركون في نفس البيئة. تعتمد بعض الحيوانات على بعضها البعض من أجل البقاء.
سنتعرف في هذا الدرس على ما يلي:
يتكون النظام البيئي من مجتمع من النباتات والحيوانات التي تتفاعل مع بعضها البعض في منطقة معينة ، وكذلك البيئة التي تعيش فيها. تسمى الأجزاء الحية من النظام البيئي العوامل الحيوية بينما تسمى العوامل البيئية التي تتفاعل معها العوامل اللاأحيائية . تشمل العوامل اللاأحيائية الطقس والأرض والشمس والتربة والمناخ والغلاف الجوي. نظرًا لأن الكائنات الحية تستجيب لبيئتها وتتأثر بها ، فمن المهم دراسة العوامل الحيوية واللاأحيائية معًا للحصول على صورة كاملة.
يوجد أدناه صورة للنظام البيئي للبركة.
يختلف مصطلح "النظام البيئي" قليلاً عن "المجتمع". يشمل النظام البيئي كلاً من الكائنات الحية والبيئة المادية للمنطقة ؛ يشمل المجتمع المكون الحيوي أو الحي فقط ولا يشمل البيئة المادية.
في النظام البيئي ، لكل كائن حي مكانته الخاصة أو دور يلعبه.
يمكن أن تكون النظم البيئية من أي حجم. يمكن أن تكون صغيرة أو كبيرة. قد يكون النظام البيئي صغيرًا مثل البركة على الأرض حيث تتفاعل الضفادع الصغيرة مع الماء والغذاء والحيوانات المفترسة والطقس أو كبيرة مثل الحاجز المرجاني العظيم وغابات الأمازون المطيرة وسلسلة جبال الهيمالايا.
يمكن أيضًا تسمية سلسلة جبلية كاملة تتفاعل فيها النباتات والحيوانات وتربة الغابات وقمم الجبال الصخرية والتلال المعتدلة والصخور القديمة بالنظام البيئي.
لا توجد خطوط جامدة تفصل حدود النظم البيئية. غالبًا ما تكون مفصولة بحواجز جغرافية مثل الصحاري والجبال والمحيطات والبحيرات والأنهار. نظرًا لأن هذه الحدود ليست جامدة أبدًا ، تميل النظم البيئية إلى الاندماج مع بعضها البعض. لذلك ، يمكن اعتبار الأرض بأكملها كنظام بيئي واحد ، ويمكن اعتبار البحيرة على أنها مزيج من عدة أنظمة بيئية مختلفة. يطلق العلماء على هذا المزج أو الانتقال الحاد بين نظامين بيئيين "ecotone".
تعتبر المناطق البيئية مناطق ذات أهمية بيئية كبيرة. بصرف النظر عن توفير مساحة لعدد كبير من الأنواع ، غالبًا ما تشهد المناطق البيئية تدفقًا للحيوانات التي تبحث عن العش أو البحث عن الطعام.
هناك فئتان رئيسيتان من النظم البيئية - المائية والبرية. النظم الإيكولوجية الأرضية قائمة على اليابسة ، والنظم الإيكولوجية المائية قائمة على المياه.
تعد الغابات والصحاري والأراضي العشبية والتندرا والمياه العذبة والبحرية الأنواع الرئيسية للنظم البيئية. تُعرف النظم الإيكولوجية الأرضية الممتدة عبر منطقة جغرافية كبيرة أيضًا باسم "المناطق الأحيائية". تختلف الميزات المحددة على نطاق واسع داخل النظام البيئي - على سبيل المثال ، يحتوي النظام البيئي للمحيطات في البحر الأبيض المتوسط على أنواع مختلفة اختلافًا كبيرًا عن النظام البيئي المحيطي في خليج المكسيك.
هل سبق لك أن أعدت تدوير زجاجة بلاستيكية قديمة؟ عندما تضع زجاجة بلاستيكية في سلة المهملات ، يتم نقلها إلى مركز إعادة التدوير حيث يتم صهرها وإعادة استخدامها في منتجات جديدة مثل طاولات النزهات والمراعي وأكياس التسوق والعديد من العناصر الأخرى. لكنه لا يزال نفس البلاستيك الذي يتكون منه الزجاجة الأصلية.
تشبه هذه العملية حركة المادة عبر نظام بيئي. يتم إعادة تدوير المادة من خلال النظم البيئية المختلفة للأرض.
المواد مثل الماء والكربون والنيتروجين تأخذها النباتات من التربة والهواء والمسطحات المائية. يتم تحويل هذا إلى طعام ، ثم يتم نقله بعد ذلك إلى الحيوانات مثل العواشب والحيوانات آكلة اللحوم في سلسلة غذائية.
بعد موت وتعفن النباتات والحيوانات ، تعود المواد مثل الماء والكربون والنيتروجين الموجودة في أجسامهم إلى التربة والهواء والماء ، حيث تم أخذها في الأصل. يمكن بعد ذلك إعادة استخدام هذه المواد لنمو نباتات جديدة.
بهذه الطريقة ، يتم استخدام نفس المواد ، مرارًا وتكرارًا ، لا تضيع المواد من البيئة. لذلك ، يقال إن تدفق المواد مثل الماء والكربون والنيتروجين ، وما إلى ذلك ، في النظام البيئي يكون دوريًا.
تسمى أنظمة إعادة التدوير في النظام البيئي الدورات البيوجيوكيميائية.
كل الكائنات الحية تتطلب طاقة لتعيش. إن تدفق الطاقة أمر حيوي لبقاء الكائنات الحية. تقريبا كل الطاقة في النظم البيئية للأرض مصدرها الشمس. بمجرد وصول هذه الطاقة الشمسية إلى الأرض ، يتم توزيعها بين النظم البيئية بطريقة معقدة للغاية. طريقة بسيطة لتحليل هذا التوزيع هي من خلال سلسلة غذائية أو شبكة غذائية. تتكون السلسلة الغذائية من مستويات مختلفة ، تُعرف بالمستويات الغذائية ، تبدأ جميعها من المنتجين الذين يمتصون أشعة الشمس في الأصل. تنتقل الطاقة بعد ذلك إلى الكائنات الحية التي تأكلها أو تحللها ، والتي تستمر على طول الطريق إلى الحيوانات المفترسة التي لا يمكن أن تتحلل إلا في وقت لاحق.
تدفق الطاقة في النظام البيئي أحادي الاتجاه (أو أحادي الاتجاه). تدخل الطاقة إلى النباتات من الشمس من خلال عملية التمثيل الضوئي أثناء صنع الطعام. ثم تنتقل هذه الطاقة من مستوى غذائي إلى آخر في سلسلة غذائية. أثناء نقل الطاقة من خلال المستويات الغذائية المتتالية في نظام بيئي ، هناك فقدان للطاقة على طول المسار. لا يوجد نقل للطاقة بنسبة 100 بالمائة.
السبب الرئيسي لهذه الخسارة هو القانون الثاني للديناميكا الحرارية ، والذي ينص على أنه كلما تم تحويل الطاقة من شكل إلى آخر ، هناك ميل نحو الفوضى (الانتروبيا) في النظام. في الأنظمة البيولوجية ، هذا يعني فقدان قدر كبير من الطاقة كحرارة استقلابية عندما تستهلك الكائنات الحية من مستوى غذائي واحد المستوى التالي. في كل خطوة للأعلى في السلسلة الغذائية ، في المتوسط ، يتم تمرير 10 في المائة من الطاقة إلى المستوى التالي ، بينما يتم فقدان ما يقرب من 90 في المائة من الطاقة كحرارة. كلما زادت المستويات في السلسلة الغذائية ، زاد فقدان الطاقة مع وصولها إلى القمة.
هرم الطاقة (يسمى أحيانًا هرم غذائي أو هرم بيئي) هو تمثيل رسومي يوضح تدفق الطاقة عند كل مستوى غذائي في نظام بيئي. تُقاس الطاقة في هرم الطاقة بوحدات السعرات الحرارية (kcal). تكون أهرامات الطاقة دائمًا منتصبة ، أي أضيق في كل مستوى متتالي - ما لم تدخل الكائنات الحية النظام البيئي من مكان آخر.
يتناقص عدد الكائنات الحية في كل مستوى بالنسبة إلى المستوى أدناه نظرًا لوجود طاقة أقل متاحة لدعم تلك الكائنات. يحتوي المستوى العلوي لهرم الطاقة على أقل عدد من الكائنات الحية لأنه يحتوي على أقل كمية من الطاقة. في النهاية ، لم يتبق من الطاقة الكافية لدعم مستوى غذائي آخر ؛ وبالتالي فإن معظم النظم البيئية لديها فقط أربعة مستويات غذائية.
بصرف النظر عن هرم الطاقة ، يوجد أيضًا هرم الكتلة الحيوية وهرم الأرقام.
