Tengeneza orodha ya wanyama, ndege na wadudu mbalimbali unaowaona katika shule yako au jumuiya ya nyumbani. Je, unaweza kujua kila mnyama anakula nini na jinsi anavyoweza kuunganishwa na wanyama wengine, mimea, na wanadamu?
Sote tunaishi kati ya vitu vingine vingi vilivyo hai na visivyo hai, iwe tunajua au hatujui tofauti za mazingira zinazotuzunguka. Je, umewaona shomoro wakila mbegu, kusindi wakitafuna beri, vyura wakila wadudu wadogo, na nyuki wakizunguka maua? Wote wanashiriki katika mazingira sawa. Wanyama wengine hutegemea kila mmoja kwa ajili ya kuishi.
Katika somo hili, tutajifunza mambo yafuatayo:
Mfumo ikolojia unajumuisha jamii ya mimea na wanyama wanaoingiliana katika eneo fulani, na pia mazingira wanamoishi. Sehemu hai za mfumo ikolojia huitwa sababu za kibayolojia huku sababu za kimazingira ambazo huingiliana nazo huitwa sababu za abiotic. . Mambo ya kibiolojia ni pamoja na hali ya hewa, dunia, jua, udongo, hali ya hewa, na angahewa. Viumbe hai vinapoitikia na kuathiriwa na mazingira yao, ni muhimu kuchunguza vipengele vya kibayolojia na viumbe hai pamoja ili kupata picha kamili.
Chini ni picha ya mfumo ikolojia wa bwawa.
Neno 'mfumo wa ikolojia' ni tofauti kidogo na 'jumuiya'. Mfumo ikolojia unajumuisha viumbe hai na mazingira halisi ya eneo; jumuiya inajumuisha tu sehemu ya kibayolojia au hai na haijumuishi mazingira halisi.
Katika mfumo wa ikolojia, kila kiumbe kina niche au jukumu lake la kutekeleza.
Mifumo ya ikolojia inaweza kuwa ya ukubwa wowote. Inaweza kuwa ndogo au kubwa. Mfumo wa ikolojia unaweza kuwa mdogo kama dimbwi lililo ardhini ambapo viluwiluwi huingiliana na maji, chakula, wanyama wanaokula wenzao na hali ya hewa au kubwa kama Great Barrier Reef, Amazon Rainforest, na safu ya milima ya Himalaya.
Msururu mzima wa mlima wenye mimea inayoingiliana, wanyama, udongo wa misitu, vilele vya milima yenye mawe, vilima vya chini, na mwamba wa kale unaweza kuitwa mfumo ikolojia, pia.
Hakuna mistari thabiti inayotenganisha mipaka ya mifumo ikolojia. Mara nyingi hutenganishwa na vizuizi vya kijiografia kama vile jangwa, milima, bahari, maziwa na mito. Kwa vile mipaka hii huwa haiwi ngumu kamwe, mifumo ikolojia huwa inachanganyikana. Kwa hivyo, Dunia nzima inaweza kuonekana kama mfumo ikolojia mmoja, na ziwa linaweza kuzingatiwa kama mchanganyiko wa mifumo kadhaa ya ikolojia. Wanasayansi wanaita mchanganyiko huu au mpito mwinuko kati ya mifumo ikolojia miwili "ecotone".
Ecotones inachukuliwa kuwa maeneo ya umuhimu mkubwa wa mazingira. Kando na kutoa eneo kwa idadi kubwa ya spishi, ecotoni mara nyingi hupata mmiminiko wa wanyama wanaotafuta kiota au kutafuta chakula.
Kuna aina mbili kuu za mifumo ikolojia - ya majini na ya nchi kavu. Mifumo ikolojia ya nchi kavu inategemea ardhi, na mifumo ikolojia ya majini inategemea maji.
Misitu, jangwa, nyasi, tundra, maji safi na baharini ndio aina kuu za mifumo ya ikolojia. Mifumo ya ikolojia ya nchi kavu inayoenea katika eneo kubwa la kijiografia pia inajulikana kama "biomes". Vipengele mahususi hutofautiana sana ndani ya mfumo ikolojia - kwa mfano, mfumo ikolojia wa bahari katika Bahari ya Mediterania una spishi tofauti sana kuliko mfumo ikolojia wa bahari katika Ghuba ya Meksiko.
Je, umewahi kuchakata tena chupa kuu ya plastiki? Unapodondosha chupa ya plastiki kwenye pipa la takataka, hupelekwa kwenye kituo cha kuchakata tena ambapo huyeyushwa na kutumika tena katika bidhaa mpya kama vile meza za pichani, vipanzi, mifuko ya ununuzi na vitu vingine vingi. Lakini bado ni plastiki ile ile iliyotengeneza chupa ya awali.
Utaratibu huu ni sawa na uhamishaji wa vitu kupitia mfumo wa ikolojia. Jambo hilo hurejelewa kupitia mifumo mbalimbali ya ikolojia ya Dunia.
Mambo kama vile maji, kaboni, na nitrojeni huchukuliwa na mimea kutoka kwa udongo, hewa na miili ya maji. Hiki hutengenezwa kuwa chakula, ambacho hupitishwa kwa wanyama kama vile wanyama walao nyama katika msururu wa chakula.
Baada ya kifo na kuoza kwa mimea na wanyama, nyenzo kama vile maji, kaboni, na nitrojeni zilizopo katika miili yao hurejeshwa kwenye udongo, hewa, na maji, ambapo zilichukuliwa awali. Nyenzo hizi zinaweza kutumika tena kwa ukuaji wa mimea mpya.
Kwa njia hii, nyenzo sawa hutumiwa, tena na tena, nyenzo hazipotee kutoka kwa mazingira. Kwa hivyo, mtiririko wa nyenzo kama vile maji, kaboni, na nitrojeni, nk, katika mfumo wa ikolojia unasemekana kuwa wa mzunguko.
Mifumo ya kuchakata tena ya mfumo ikolojia inaitwa mizunguko ya biogeochemical.
Viumbe vyote vilivyo hai vinahitaji nishati ili kuishi. Mtiririko wa nishati ni muhimu kwa maisha ya viumbe hai. Takriban nishati zote katika mifumo ikolojia ya Dunia hutoka kwa Jua. Mara tu nishati hii ya jua inapofika Duniani, inasambazwa kati ya mifumo ikolojia kwa njia ngumu sana. Njia rahisi ya kuchanganua usambazaji huu ni kupitia msururu wa chakula au mtandao wa chakula. Msururu wa chakula huwa na viwango tofauti, vinavyojulikana kama viwango vya trophic, vyote vinaanzia kwa wazalishaji ambao hapo awali hufyonza mwanga wa jua. Kisha nishati hiyo husogea hadi kwa viumbe wanaoila au kuitenganisha, ambayo huendelea hadi kwa wawindaji wa kilele ambao wanaweza kuoza tu baadaye.
Mtiririko wa nishati katika mfumo ikolojia ni unidirectional (au mwelekeo mmoja). Nishati huingia kwenye mimea kutoka kwa jua kupitia usanisinuru wakati wa kutengeneza chakula. Nishati hii basi hupitishwa kutoka ngazi moja hadi nyingine katika mlolongo wa chakula. Wakati wa uhamishaji wa nishati kupitia viwango vya trophic mfululizo katika mfumo ikolojia, kuna upotevu wa nishati njiani. Hakuna uhamisho wa nishati ni asilimia 100.
Sababu kuu ya hasara hii ni sheria ya pili ya thermodynamics, ambayo inasema kwamba wakati wowote nishati inapobadilishwa kutoka kwa fomu moja hadi nyingine, kuna tabia ya machafuko (entropy) katika mfumo. Katika mifumo ya kibayolojia, hii inamaanisha kuwa nishati nyingi hupotea kwani joto la kimetaboliki wakati viumbe kutoka ngazi moja ya trophic hutumia kiwango kinachofuata. Katika kila hatua ya kupanda msururu wa chakula, kwa wastani asilimia 10 ya nishati hupitishwa kwenye ngazi inayofuata, wakati takriban asilimia 90 ya nishati hupotea kama joto. Kadiri viwango vya mnyororo wa chakula unavyoongezeka, ndivyo nishati inavyozidi kupotea inapofika kileleni.
Piramidi ya nishati (wakati mwingine huitwa piramidi ya trophic au piramidi ya ikolojia) ni uwakilishi wa kielelezo, unaoonyesha mtiririko wa nishati katika kila ngazi ya trophic katika mfumo wa ikolojia. Nishati katika piramidi ya nishati hupimwa kwa vitengo vya kilocalories (kcal). Piramidi za nishati huwa wima kila wakati, yaani, nyembamba katika kila kiwango kinachofuatana—isipokuwa viumbe vinaingia kwenye mfumo wa ikolojia kutoka mahali pengine.
Idadi ya viumbe katika kila ngazi hupungua ikilinganishwa na kiwango kilicho chini kwa sababu kuna nishati kidogo inayopatikana kusaidia viumbe hivyo. Ngazi ya juu ya piramidi ya nishati ina viumbe vichache zaidi kwa sababu ina kiasi kidogo cha nishati. Hatimaye, hakuna nishati ya kutosha iliyobaki kusaidia kiwango kingine cha trophic; kwa hivyo mifumo mingi ya ikolojia ina viwango vinne tu vya trophic.
Mbali na Piramidi ya Nishati, pia kuna Piramidi ya Biomass na Piramidi ya Nambari.
