ما هو النظام البيئي؟ الأنواع والأمثلة والأهمية
ما هو النظام البيئي؟ تعريف النظام البيئي: إنه نظام مترابط ومعقد من الكائنات الحية وغير الحية التي تعمل في اتحاد. يتكون النظام البيئي من جزأين: اللاأحيائي (التربة والماء والهواء) والمكون الحيوي (النباتات والحيوانات).
المكونات الرئيسية للنظام البيئي الصحي هي الماء ودرجة حرارته والنباتات (النباتات) والحيوانات (الحيوانات) وأشعة الشمس والتربة - وكلها تعمل في وحدة.
إذا فقد أي من هذه المكونات أو الأجزاء الرئيسية التوازن فيما يتعلق ببعضها البعض ، فإن النظام البيئي بأكمله عرضة للانهيار. هذا هو السبب في أن التوازن والاتساق عامل حساس ، ولكنه حتمي ، في أي نظام بيئي.
لا تحتاج النظم الإيكولوجية إلى حجم معين ليطلق عليه واحد. يمكن أن تكون صغيرة مثل قاع الزهرة في الحديقة المحلية الخاصة بك أو كبيرة مثل كوكب الأرض نفسه!
وكلما كان النظام الإيكولوجي الطبيعي أكثر صحة، قل احتمال تأثره بالتدخل البشري والكوارث الطبيعية وتغير المناخ. البديل هو وجهة نظر قاتمة في الواقع!
ما هو النظام البيئي الاصطناعي؟
بينما نناقش النظم الإيكولوجية الطبيعية ، قد تسمع أيضا عن النظم الإيكولوجية الاصطناعية.
يحتاج النظام البيئي الاصطناعي إلى مساعدة من البشر (بطريقة أو بأخرى) من أجل بقائه. ستكون المزرعة الزراعية مثالا رائعا على النظام البيئي الاصطناعي! يحتوي على نباتات بعيدة عن بيئتها الأصلية ، وتحتاج إلى مساعدة من المزارع للبقاء على قيد الحياة. وتشمل الأمثلة الأخرى أحواض السمك والسدود والحدائق و "الجدار الحي".
على أي حال ، هناك العديد من الاختلافات بين النظم الإيكولوجية الطبيعية والاصطناعية لذلك قمت بعمل طاولة!
الاختلافات بين النظام البيئي الطبيعي والاصطناعي [جدول]
النظم الإيكولوجية الطبيعية النظم الإيكولوجية الاصطناعية
العديد من الأنواع النباتية والحيوانية - تنوع عال انخفاض تنوع الأنواع
التنوع الجيني العالي (مجموعة كبيرة من الجينات) انخفاض التنوع الجيني (تجمع جينات صغير)
ضوء الشمس هو مصدر الطاقة الرئيسي والوحيد ضوء الشمس هو مصدر الطاقة الرئيسي. وتشمل الأنواع الأخرى الأسمدة الاصطناعية والمواد المغذية المعطاة خارجيا.
سلاسل غذائية ، طويلة ومعقدة ، تشكل شبكات غذائية. سلاسل غذائية بسيطة وغير مكتملة. أعضاء التغذية الأخرى إزالتها كأعشاب ضارة أو آفات.
يحدث التعاقب البيئي والتطور لا تعاقب أو تطور بيئي
دورة المغذيات الطبيعية دورة غذائية غير مكتملة (تحصد في الوسط)
مستدام بشكل طبيعي مستدامه
الاختلافات بين النظم الإيكولوجية الطبيعية والاصطناعية
مكونات النظام البيئي
وهذه المكونات ضرورية لأداء النظام الإيكولوجي على نحو ملائم. تعرف دراسة هذه المكونات (العوامل الحيوية وغير الحيوية) وتفاعلاتها باسم بيئة النظام البيئي.
1. التربة
التربة هي جانب مهم من جوانب النظام البيئي. يوفر العناصر الغذائية الحيوية للنباتات ويرسخ النباتات لإبقائها في مكانها. تمتص التربة المياه وتحتفظ بها للنباتات والحيوانات لاستخدامها. تعمل التربة أيضا كموطن لأطنان من الكائنات الحية.
يسمح مكون التربة للنظم الإيكولوجية للأرض بتوفير خدمة النظام الإيكولوجي التي توفر لنا الغذاء والماء.
2. الهواء
الهواء (الغلاف الجوي) مسؤول عن توفير الأكسجين وثاني أكسيد الكربون للنباتات والحيوانات في النظام البيئي. يشكل الغلاف الجوي أيضا جزءا رئيسيا من دورة المياه.
خالية من العمليات والعناصر في الغلاف الجوي ، لن تكون هناك حياة لتبدأ!
3. الشمس
الدفء وأشعة الضوء من الشمس هي أجزاء أساسية من النظام البيئي.
تتسبب حرارة الشمس في تبخر الماء والعودة إلى الغلاف الجوي حيث يتكثف ويدور مرة أخرى في الماء. في جملة ، هذه هي دورة المياه التي تساعد الشمس على استمرارها.
كما توفر الحرارة للنباتات والحيوانات الدفء. بدون دفء الشمس ، ستكون الأرض باردة جدا بحيث لا يستطيع أي منا البقاء على قيد الحياة.
الضوء من الشمس مطلوب لعملية التمثيل الضوئي ، بحيث يكون للنباتات الخضراء طاقة كافية لإنتاج الغذاء.
4. الماء
ببساطة ، "لا ماء لا حياة!" يشكل الماء نسبة كبيرة من الخلايا التي تشكل لبنات بناء لجميع الكائنات الحية. تستخدم النباتات الماء أيضا لامتصاص ونقل وتوزيع العناصر الغذائية التي تحتاجها للعيش.
الماء هو أهم العوامل اللاأحيائية التي تساعد النظام البيئي على العمل بشكل صحيح.
هل تتساءل عما يحدث عندما توجد أنظمة بيئية مماثلة في جميع أنحاء العالم بسبب المناخات المتشابهة؟
تعرف هذه الظاهرة باسم "المناطق الأحيائية".
ما هي المناطق الأحيائية؟
المناطق الأحيائية هي مناطق مماثلة في جميع أنحاء العالم ، بما في ذلك النظم الإيكولوجية ، كتجمعات مركزة من النباتات والحيوانات وبكتيريا التربة والبيئات المناخية.
لديهم بعض الديناميكيات المشتركة مثل ترتيبات النباتات (الأشجار والغطاء النباتي والأعشاب) ، وأصناف الأوراق ، والتباعد بين النباتات (الغابات ، البراري) والطقس النموذجي.
الفئات الأساسية للمناطق الأحيائية هي: المناطق الأحيائية البرية والمياه العذبة والبحرية.
أنواع النظم الإيكولوجية وأمثلة على المناطق الأحيائية
النظم الإيكولوجية الأرضية - الموائل البرية في جميع أنحاء العالم
على مساحة 57,268,900 ميل مربع تقريبا ، يشكل النظام البيئي الأرضي 29٪ فقط من الكرة الأرضية. وبما أن هذه الموائل متنوعة، فإن النظم الإيكولوجية الأرضية تنقسم كذلك إلى ست فئات.
1. النظام الإيكولوجي للغابات المتساقطة
يقع النظام البيئي للغابات المتساقطة المعتدلة في مناطق معتدلة ويخضع لتغيرات في درجات الحرارة وهطول الأمطار وفقا للمواسم الأربعة النموذجية.
تتمثل أهداف الحفظ الحالية في إعادة الحيوانات المفترسة بعد ممارسات القتل في القرون السابقة ، وخلق بيئة مليئة بالأشجار الناضجة (التشجير) لاستردادها لإزالة الغابات غير المقيدة عبر التاريخ.
2. النظام البيئي الصحراوي
يمكن أن تكون النظم الإيكولوجية الصحراوية حارقة وجافة أو شبه قاحلة أو ساحلية أو باردة.
الجانب الذي يربط بين هذه هو ندرة المياه وعدم وجود طبقة التربة (التربة السطحية) التي يمكن أن تزدهر فيها النباتات الأفضل مثل الشجيرات والأشجار. هذا لا يعني أن النباتات الصحراوية الأصلية ليست ذات قيمة.
في حين أن الحياة الأصلية قد تكيفت مع نقص المياه ، إلا أن الصحراء لا تزال غير قادرة على توفير احتياجات سكان الموائل الأكثر رطوبة. الحيوانات العاشبة الأكبر حجما غير قادرة على الاستمرار في بيئة صحراوية بأعداد كبيرة ، وهذا بدوره يحد من أعداد الحيوانات آكلة اللحوم والحيوانات آكلة اللحوم الأكبر.
3. النظام البيئي للأراضي العشبية
يتم تحديد الأراضي العشبية أيضا على أنها بامباس أو مروج أو سافانا أو سهوب. يمكن أن تكون استوائية أو معتدلة ، وهي حلقة وصل (في منتصف الطريق) بين النظم الإيكولوجية الصحراوية والغابات.
بالكاد يحصلون على ما يكفي من الأمطار لدعم الأشجار ، ولكن لديهم مغذيات التربة الكافية لإطعام المناطق العشبية الكبيرة. وهذا يوفر طاقة كبيرة للمستهلكين الأساسيين.
مع وجود عدد كبير من المنتجين ، يمكن للنظام البيئي للأراضي العشبية أيضا دعم كتل ضخمة من الحيوانات العاشبة ، والتي تغذي المستويات الغذائية الأعلى في التسلسل الهرمي للسلسلة الغذائية.
4. نظام التايغا البيئي
التايغا هي مساحة من الغابات شبه القطبية الجنوبية جنوب الدائرة القطبية الشمالية. لديها مستويات من التربة الصقيعية أو الصخور تحت التربة الضحلة ، مما يجعل التربة موحلة. تحافظ التايغا على كميات كبيرة من الصنوبريات - أشجار مهداة بطيئة ومقاومة للبرد.
الحياة النباتية الإضافية نادرة وتشمل الحزاز والشجيرات الصغيرة ونباتات المستنقعات.
5. النظام الإيكولوجي للغابات الاستوائية المطيرة
ربما تكون الغابات الاستوائية المطيرة هي أكثر النظم الإيكولوجية التي يتم الاستشهاد بها في مجال الحفاظ على البيئة.
تقع على طول خط الاستواء ، وهطول الأمطار المستمر والبلسم على حد سواء ، مع عدم وجود مواسم توفر مناخا مستقرا. ومع ذلك ، فإن ظل السحب والأشجار يجعل أرضية الغابات المطيرة مكانا قاتما.
تتسرب التربة بالمغذيات من خلال هطول الأمطار المستمر. وقد تكيفت الحياة النباتية وهي وفيرة، مما يجعل الشبكة الحيوية للغابات الاستوائية المطيرة النظام الإيكولوجي الأرضي مع أقصى قدر من التنوع البيولوجي.
6. نظام التندرا البيئي
التندرا هي المكان الخالي من الأشجار في الدائرة القطبية الشمالية.
يغير تغير المناخ بسرعة النظم الإيكولوجية في التندرا ، حيث تجلب درجة الحرارة الأكثر سخونة الحيوانات المفترسة الخارجية ، حيث تقاتل من أجل أعداد محدودة من الفرائس.
بدأت بعض الشجيرات في النمو مع بدء طبقة التربة الصقيعية في القطب الشمالي في الذوبان. تتنافس هذه الشجيرات مع الحزاز - المصدر الغذائي الرئيسي للكاريبو (الرنة).
النظم الإيكولوجية البحرية - التنوع البيولوجي في المحيطات والبحار والأنهار الجليدية
يشكل النظام البيئي البحري والمحيطي 139,668,500 ميل مربع من الكوكب. 97٪ من هذا هو المياه المالحة ، مما يجعل النظم الإيكولوجية البحرية أكبر نوع من المناطق الأحيائية.
من الصعب في الغالب تمييز النظم الإيكولوجية البحرية الكبيرة وتنظيمها ، حيث أن مناطق المياه المالحة المتنوعة لها ترتيبات كيميائية معقدة تختلف من ساحل إلى آخر ومن الضحلة إلى العميقة.
ويشمل ذلك النظم الإيكولوجية البحرية من قاع أعمق المحيطات إلى قمة مستنقعات المد والجزر الأرضية جزئيا.
هذه التراكيب تتغير دائما بسبب الأمواج والتيارات. تنتقل الملوثات والكائنات الحية في دورات ، على الرغم من توقعها ، فهي في حالة حركة مستمرة.
إن الكمية الهائلة من المياه التي يغطيها النظام البيئي البحري الكبير هائلة.
يتم تجميع النظم الإيكولوجية المحيطية أو البحرية في قاع المحيط ، ومصب النهر مع الأراضي الرطبة المحيطة بها ، والشعاب المرجانية وأنظمة أشجار المانغروف البحرية المفتوحة.
النظم الإيكولوجية المائية - مواقع المياه العذبة: البحيرات والأنهار والبرك
تشكل النظم الإيكولوجية للمياه العذبة حوالي 3٪ من سطح الأرض.
ويتألف النظام الإيكولوجي المائي كذلك من مصبات الأنهار قبل أن تقابل المياه العذبة الملح والمستنقعات والنظام الإيكولوجي للبرك (الطبيعية أو الاصطناعية) والبحيرات والأنهار.
نظرا لأن المياه العذبة ضرورية لجميع أشكال الحياة ، فإن المناطق الأحيائية المائية مهمة حقا. لا تزال صغيرة جدا على النقيض من الموائل الأخرى ، وقد استخدمت كمناطق لإلقاء النفايات لفترة طويلة.
وتذكر ناشيونال جيوغرافيك أن أنواع المياه العذبة معرضة لخطر الاختفاء بمقدار 4-6 أضعاف من الأنواع البرية أو البحرية. كما أن النظام الإيكولوجي للمياه العذبة والنظم البحرية الساحلية معرضة لخطر كبير من الإغناء بالمغذيات ، وهو حدث طبيعي يدفع النباتات إلى النمو.
يبدأ الإغناء بالمغذيات من خلال كميات مضخمة من الرواسب التي بدورها تزيد من مستويات العناصر الغذائية وتعزز نمو النبات المفرط. كما يموت الغطاء النباتي بعد استنفاد العناصر الغذائية (تصبح ضحية لنجاحها الخاص) ؛ يؤدي اضمحلالها إلى مناطق نقص الأكسجين أو "الميتة".
كيف تتدفق الطاقة عبر النظم الإيكولوجية؟
إن فهم المستويات الغذائية للسلسلة الغذائية للنظام الإيكولوجي (أو الشبكة الغذائية) هي أفضل الطرق لمعرفة كيفية تدفق الطاقة عبر نظام بيئي بأكمله. عندما تنظر إلى الهرم الغذائي للنظم الإيكولوجية ، يتم تشكيل القاعدة من قبل المنتجين الذين يستخدمون التمثيل الضوئي لإطعام أنفسهم.
المنتجون ، كنباتات خضراء ، لديهم صبغة (الكلوروفيل) التي تحول الطاقة الشمسية من الشمس إلى طاقة كيميائية داخل النباتات.
يشكل المستهلكون الأساسيون ، الحيوانات العاشبة ، المستوى الغذائي الثاني للهرم ويتغذون على المنتجين (النباتات). يتبع المستهلكون الثانويون والثالثيون (الحيوانات آكلة اللحوم والحيوانات آكلة اللحوم) بعد ذلك في أقسام أعلى من الهرم. وتشكل هذه المستويات الغذائية معا هيكلا مستقرا للنظام الإيكولوجي.
مع صعودنا إلى أعلى السلسلة الغذائية ، يمر 10٪ فقط من الطاقة إلى المستوى الغذائي الأعلى. يتم فقدان 90٪ من الطاقة كحرارة. في بيان ، فقط 10 ٪ من الطاقة الشمسية التي تمتصها النباتات الخضراء تصل إلى الحيوانات العاشبة.
يشارك المتحلل في جميع المستويات الغذائية للنظام البيئي. تتمثل مهمة المتحلل في إعادة تدوير العناصر الغذائية (من الحيوانات الميتة والنفايات) مرة أخرى إلى التربة كمادة عضوية. هذا حتى يمكن استخدام هذه العناصر الغذائية مرة أخرى من قبل النباتات للحفاظ على تدفق الطاقة مستمرا.
ملاحظة: تتدفق الطاقة فقط من خلال العوامل الحيوية للنظام البيئي.
لماذا تعتبر النظم الإيكولوجية مهمة؟
لقد تمكنا من السيطرة على الحرائق، وممارسة الهندسة الزراعية، وبناء سيارات النقل. لقد شيدنا المصانع والسدود والألواح الشمسية ونكتشف دائما طرقا جديدة لاستكشاف الفضاء.
ومع ذلك، فإن رغبة الجنس البشري في اكتساب النظم الإيكولوجية الطبيعية وتغييرها وتحويلها لتحقيق منفعة اقتصادية تبدو وكأنها لا تنتهي أبدا.
على سبيل المثال، عندما نحول سهلا لإنتاج حقول الحبوب، فإننا نحول هذا النظام البيئي المحلي إلى حد كبير. في بعض الأحيان ، نقوم بتغييره تماما من أسسه الأصلية.
كان للأنشطة البشرية تأثير كبير على النظم الإيكولوجية لدرجة أننا نناقش الآن "الجدول الزمني للأنثروبوسين".
هذا جدول زمني يحدد التأثير الكبير للأنشطة البشرية على هياكل الغلاف الجوي والغلاف الحيوي والجيولوجي والهيدرولوجي للأرض.
تدرس هذه الفترة الزمنية أيضا التقلبات التي تحدث بسبب أحداث تغير المناخ ، والتي يتم تشغيلها إلى حد كبير بسبب النشاط البشري. يمكننا ملاحظة هذه التغييرات في جميع أنحاء العالم.
عندما يتم قطع الأشجار في غابات الأمازون ، يتغير النظام البيئي حيث تكافح الأنواع من أجل البقاء وتتغير الرطوبة المحلية والمناخ بشكل سلبي. بالإضافة إلى ذلك ، فإن بناء سد يعدل بالمثل إمدادات المياه ويؤثر على الأنواع الموجودة على طول مجرى النهر.
مثال على كيفية إزعاج الأنشطة البشرية للنظم الإيكولوجية هو حديقة يلوستون الوطنية الأمريكية التي يمكن استخدامها. هنا ، اتخذت هيئة المسح البيولوجي الأمريكية قرارا بإزالة أنواع الذئاب الرمادية من النظام البيئي كإجراء تنظيمي للحيوانات المفترسة.
كانت القضية هي أن تقليل أعداد الذئاب (التي كانت نوعا أساسيا) أثر على النظام البيئي بأكمله على المدى الطويل ، حتى أنه غير مسار النهر المحلي. تعرف هذه الظاهرة باسم شلال غذائي.
تم استعادة أعداد الذئاب في وقت لاحق في الحديقة ، بعد حوالي 70 عاما ، في محاولة لإصلاح استقرار النظام البيئي.
مثل جميع الكائنات الحية ، يعتمد الناس على خدمات النظام البيئي الطبيعي للبقاء على قيد الحياة. نحن نطلب منه الحصول على القوت والمياه التي نشربها وتحويل المواد الخام إلى منتجاتنا اليومية. وبالتالي من أجل الحفاظ على ظروفنا المعيشية ، من الضروري للغاية أن نحافظ على وظيفة النظام البيئي الطبيعي وموارده.
على سبيل المثال ، تعتمد الممارسات الزراعية التي تقدم طعامنا على ميزات نظام بيئي معين. تزرع الحبوب أو الخضروات فقط في بيئات محددة من درجة الحرارة والرطوبة. علاوة على ذلك ، فإنها تحتاج إلى عمليات طبيعية معينة ، مثل التلقيح ، لتحدث.
إذا قمنا بتعديل هذه الخصائص بقوة كبيرة ، فهناك تهديد بأننا لن نكون قادرين على إنتاج ما ننتجه في الوقت الحاضر ، أو على الأقل ليس بنفس الطريقة.
كيف تساعد الموائل في تشكيل النظم الإيكولوجية؟
كما ذكرنا سابقا ، يوجد داخل كل نظام بيئي موائل ذات أحجام عديدة.
الموطن هو مسكن به سكان (مجموعة من الكائنات الحية من نفس النوع). يتفاعل جميع السكان الذين يعيشون في نفس المكان وفي نفس الوقت ، ويشكلون مجتمعا. يختلط هذا المجتمع أيضا بالعالم غير الحي من حوله ، وبالتالي إنشاء نظام بيئي.
يوفر الموطن بشكل أساسي للكائنات الحية: التغذية والماء ودرجة الحرارة والأكسجين وغيرها من الخصائص التي يحتاجونها للعيش والازدهار.
كيف تغير الأنواع الجديدة النظم الإيكولوجية؟
عندما ينتقل مكون حيوي أو غير حيوي جديد إلى نظام بيئي ، فإنها تسبب اضطرابا. ويمكن أن يؤدي ذلك، نتيجة لذلك، إلى فقدان بعض الأنواع التي يحتويها النظام الإيكولوجي.
ومع ذلك ، يمكن للنظم الإيكولوجية مرارا وتكرارا الدفاع عن نفسها من الغزاة ، رهنا بضرر العنصر الجديد ومثابرة النظام الإيكولوجي الأصلي.
لقد تحملت الكائنات الحية على الرغم من التغيرات المستمرة والانتقاء الطبيعي والاختراقات ، لكنها كانت بحاجة إلى التكيف مع الظروف الجديدة.
التعديلات دائما بطيئة ومستمرة. حتى أن بعض الأنواع تتلاشى والأنواع الجديدة تجعل مكانها. عادة ما يبقى السكان ضمن حدود الإمدادات الغذائية داخل النظام البيئي.
بشكل عام ، تكون النظم الإيكولوجية أكثر مرونة للتغيرات السريعة أو الكبيرة من كل نوع على حدة. التندرا القطبية الشمالية في روسيا هي عينة من نظام بيئي استمر في عدم تغييره نسبيا لفترة طويلة من الزمن.
استنتاج
في الختام ، فإن العالم الذي نعيش فيه ، الكوكب الوحيد الذي يمكن أن يعيش عليه عرقنا لديه توازن دقيق يجب ألا يزعجه ويمنحه الاحترام والحماية الواجبين.
النظم الإيكولوجية الصحية هي المفتاح لاستمرار الحياة ، لجميع الذين يعيشون داخلها وخارجها. إن أدق تغيير في الترتيب الطبيعي للأشياء له تأثير الدومينو الذي يمكن أن يغير الأشياء إلى الأسوأ. هذا هو السبب في أننا لا ينبغي أن نكون راضين عن أنفسنا!