مفهوم النظام البيئيComponents of Ecosystem

مفهوم النظام البيئيComponents of Ecosystem

يعرف النظام البيئي:

 بأنه مجتمع من الكائنات الحية المختلفة (community ) من نباتات وحيوانات تعيش وتتفاعل مع بعضها في مكان معين مثل الغابات والبحيرات.

و يعرف أيضا بأنه ( الكائن الحي ومنطقة تواجده وما يشمل من عناصر )

وقد يكون النظام البيئي كبير أو صغير على حسب حجم الكائن الحي الذي يتواجد

فيه مثل البكتريا ( حيز النظام عندها يكون صغيرا )

وهو يعني بصورة عامة التفاعل الديناميكي لجميع أجزاء البيئة مع التركيز بصورة

خاصة على تبادل المواد بين الأجزاء الحية والغير حية.

الموطن البيئي ( Habitat ) وحدة النظام البيئي يمثل الملجأ أو المسكن للكائن الحي

يتكون النظام البيئي من:

أ‌- مكونات حية ( Biotic Components ) تشمل المكونات الحية

جميع الكائنات الموجودة ضمن النظام البيئي

( من حيوان ونبات وكائنات حية دقيقة )

وتنقسم إلى:

1- المنتجات ( Producers ) تحتاج هذه الكائنات الماء – ثاني أكسيد الكربون – الأملاح المعدنية ومصدر للطاقة وبعض المعادن لتبقى حية.

2- المستهلكات ( Consumers ) وهي التي تستعمل المواد العضوية المنتجة من قبل الكائنات ذاتية التغذية ( Autotrophs ) سوا بصورة مباشرة أو غير مباشرة وبذلك تعتبر هذه الكائنات الحية غير ذاتية التغذية ( Heterotrophs ) [أكلات الأعشاب أكلات اللحوم أكلات الأعشاب واللحوم.

3- المحللات ( Decomposers )

ب‌- المكونات الغير حية ( Abiotic components ) وتشمل:

1- المواد الغير عضوية مثل الكربون والأكسجين والنيتروجين

2- المواد العضوية مثل البروتينات والكربوهيدرات والدهون

3- عناصر المناخ مثل الحرارة والرطوبة والرياح والضوء

4- عناصر فيزيائية مثل الجاذبية و الإشعاء

أنواع النظم البيئية ( Types of Ecosystems )

تقسم النظم البيئية من ناحية توفر المكونات الحية وغير الحية إلى :

أ ـ نظام بيئي طبيعي [ متكامل Open system]

وهو الذي يحتوي على جميع المكونات الأساسية الأولية المذكورة

مثل ( الغابات والمستنفعات والأنهار )

ب ـ نظام بيئي غير متكامل [ المغلق Closed Ecosystem ]

و هو الذي يفتقر إلى واحد أو أكثر من المكونات الأساسية مثل الأعماق

السحيقة للبحر والكهوف المغلقة حيث تشترك في كونها لا تحتوي

الكائنات المنتجة لعدم توفر مصدر الطاقة الشمسية

تعتبر الأعماق السحيقة للمحيط مثالا لنظام بيئي غير متكامل من حيث انه

يفتقر إلى الكائنات المنتجة بسبب الظلام الدامس.

السلسلة الغذائية Food Chain Food

هي تمرير الطاقة من المنتجات عبر سلسلة من المستهلكات فكل كائن حي

من المستهلكات يتغذى على غيره وهو بدوره يشكل غذاء لغيره.

السلسلة الغذائية يجب أن تبدأ بالمنتجات التي تضع الطاقة وتخزينها فهي تمثل المستوى الإنتاجي The Producer trophic level ثم أكلات النباتات Herbivores لتحتل المستوى الغذائي الثاني أو المستوى الاستهلاكي الأول The primary consumer level ثم أكلات اللحوم Carnivores لتمثل المستوى الثالث The tertiary consumer level

ويعتبر حجم الكائن الحي عامل مهم جدا في طول السلسلة الغذائية أو قصرها

فيلاحظ انه كلما ازداد حجم أكلات الإعشاب أصبحت السلسلة اقصر مثلا السلسلة الغذائية في المناطق الرعوية

( أعشاب ــ مواشي ــ إنسان )

تختلف عنها في المناطق البرية

( أعشاب ــ حشرات ـ قوارض ــ ثعابين ــ صقور )

أو تلك في المناطق المائية

( طحالب ــ كائنات وحيدة الخلية ــ عوالق حيوانية ــ قشريات ــ اسماك

صغيرة ــ اسماك كبيرة ـ حيتان )

الشبكة الغذائية Food web

تسعى الكائنات الحية المختلفة لتوسيع قاعدة الغذاء لديها لتشمل أنواع عديدة مدفوعة بغريزة البقاء ( في حال انقراض النوع الذي تعتمد عليه ) وأيضا من اجل تنوع مصادر الطاقة

الأهرام البيئية Ecological pyramids

يشكل التناقص في الأعداد والكتلة حية والطاقة في المستويات الغذائية والذي يوضح عدد الكائنات الحية والكتلة الحية وكمية الطاقة في كل مستوى غذائي في النظام البيئي الطبيعي

أنواع النظم البيئية في العالمType of ecosystems of the world 

البيئات المائية Aquatic biomes

1 ـ المحيطات Oceans

تعد من أقدم وأضخم انظم البيئية على الأرض وتشمل هذه المحيطات على تشكيلة هائلة من الكائنات الحية التي تتأثر من ناحية الوفرة والتوزيع بالعوامل المختلفة ( الضوء ـ المواد لغذائية ــ درجة الحرارة ــ حركة المد والجزر التيارات المائية )

ويمكن تمييز ثلاثة مناطق حيوية

أ ـ منطقة مابين المد والجزر Intertidal Zone

تمتد بين أعلى نقطة يصل إليها الماء وقت المد وأدنى نقطة يصل إليها الماء وقت الجزر وتكون هذه المنطقة غنية بالأكسجين O2 والمواد العضوية وتكثر فيها الحيوانات الحقارة التي تعيش في الأنفاق وتكون الإنتاجية البحرية هنا أعلى قيمة لها

ب ـ منطقة الجرف القاري neric Zone

وهي المنطقة المحصورة بين خط الجزر والجرف القاري وأقصى عمق تصل إليه هو 180 م فقط تعيش فيها معظم أنواع الأسماك والانتاجية هنا تكون عالية نسبيا

ج ـ المنطقة المحيطية Oleanic Zone

تتضمن هذه المنطقة ما وراء الجرف القاري من مياه عميقة إلا أنها تكاد تكون عديمة الانتاجية اذلا تتوفر فيها المواد اللازمة لعملية التمثيل الضوئي

2 ــ بيئة المياه العذبة

أ ـ الجداول والأنهار Streams and Rivers

وهي عبارة عن أنظمة نقل جارية تربط اليابسة بالبحار وتحمل هذه الأنهار مواد عضوية وتوفر مجموعة معقدة من المواطن البيئية لمعظم الكائنات الحية لتوفر المادة الغذائية الأساسية

ب ـ البحيرات والبرك Lakes and Ponds

تعتبر البحيرات مناطق محصورة لها حدود أرضية واضحة ويكون لها دفق داخل ودفق خارج لذلك فان المياه لا تكون ساكنة لا كنها تفتقر للجريان الطولي المستمر وتتأثر الأحياء الموجودة في البحيرات بعمق الحوض وطبيعة تضاريسها الأرضية وكذلك نوعية المياه ودرجة الحرارة ولضوء

ج ـ المصبات Estuaries

تعد المصبات أنظمة مائية يختلط فيها الماء العذب القادم من اليابسة مع ماء البحر ويحدث له تخفيف في نسبة الملوحة لذا فهي انتقالية بين المياه العذبة والمياه المالحة مما يجعلها بيئة ذات ميزات خاصة وتكون الكائنات الحية التي تعيش هنا قادرة على تحمل التغيرات التي تطرأ على درجة الحرارة ودرجة ملوحتها ومعدل تركيز الرواسب العالقة فيها

النظم البيئية اليابسة Terrestrial Ecosystems

1 ـ التندرا Tundra

وتعني المنطقة البيئية خالية الأشجار وتقع في أقصى شمال الكرة الأرضية في المنطقة القطبية وتمتاز بشتاء قارص وجاف لا يسمح بنمو الأشجار ويكون الثلج مغطيا المنطقة لذا تعرف بالصحراء المتجمدة وتتميز التندرا القطبية بأنها معدومة الحياة نسبيا خلال الشتاء الطويل المظلم البارد الذي تكون فيه النباتات غير فعالة ، وتبقى الحيوانات على قيد الحياة إما بالاختفاء بالحفر تحت الثلج أو الجليد أو بالهجرة إلى مناطق ذات مناخ أكثر ملائمة ، فصل الصيف قصير ( ابتداءا من نهاية أيار إلى نهاية تموز ) تصبح التندرا ذات إنتاجية عالية للحياة الحيوانية والنباتية معا حيث الساعات الطويلة للضوء ودرجات الحرارة الدافئة .

2 ـ الغابات Forests

يغطي إقليم الغابات حوالي ثلث اليابسة على الكرة الأرضية وتعتمد هذه الغابات في نوعيتها وتوزيعها على المناخ والتربة

أ ـ الغابات الصنوبرية الشمالية Northern coniferous forests

هذه الغابات هي أكثر الغابات بعدا نحو الشمال وهي منطقة حيوية لنباتات دائمة الخضرة تجاور منطقة التندرا وتحتل أجزاء من ألاسكا وكندا واسكندنافيا وسيبيريا [ بين خطي عرض 50 ـــ 60 شمالا ] ونظرا للإنتاجية العالية للغابة فإنها تمتاز بتنوع للحيوانات لكنها لا تزال تتميز بتغير موسمي كبير وتذبذبات جماعية واسعة وخصوصا في الثدييات

ب ـ الغابات المتساقطة الاورق Deciduous forests

توجد هذه الغابات في كل من نصفي الكرة الأرضية وتقع منطقة الغابات المتساقطة الأوراق في خطوط العرض الوسطي من منطقة المناخ المعتدل ن وبشكل كبير في الولايات المتحدة واسيا الشرقية وأوربا الوسطي ويعزي تنوع النباتات والحيوانات إلى المناخ الرطب المعتدل

ج ـ الغابات الاستوائية المطيرة Tropical rain forests

تظهر هذه الغابات في أواسط أمريكا الجنوبية وإفريقيا وشرق الانديز وأجزاء من جنوب أسيا ويتوافر في هذا الإقليم طوال السنة ظروف مناخية مناسبة لنمو هذه الغابات كدرجات الحرارة والرطوبة العالية ، لذا نجد إنتاجية هذا النظام البيئي عالية جدا مقارنة مع النظم البيئية الأخرى أما تنوع الحيوانات والنباتات فهو عال جدا بسبب قدم هذه المجتمعات الحيوية الذي لم يطرأ تغير في مناخها وأيضا بسبب تنوع مصادر الغذاء والتنوع الشديد في المساكن

الغابات المتوسطة Mediterranean forests

يسود هذا الإقليم منطقة حوض البحر المتوسط وجنوب كاليفورنيا ووسط تشيلي وجنوب استراليا ويتميز هذا الإقليم بالجفاف معظم فصول السنة وخاصة فصل الصيف وهطول معدلات متوسطة من المطر خلال الشتاء تتألف أشجارها من الأوراق الدائمة مثل الصنوبر الحلبي والصنوبر الشمري ولأرز اللبناني والسرو والبلوط

3 ـ الحشائش Grasslands

أ ـ حشائش الأقاليم المعتدلة Temperate Grasslands

يبلغ معدل سقوط الأمطار في هذا الإقليم 250 ـــ 750 ملم في كل عام وهذه الكمية هي أعلى مما يوجد في الصحاري لكنها لا تكفي للغابات ويشمل هذا الإقليم البراري في أمريكا الشمالية والسهول العظمي والسهول الآسيوية والإفريقية البامبا في أمريك الجنوبية وتتميز هذه المناطق بأنها غنية بالحيوانات العاشبة كبيرة الحجم مثل الغزال والحصان البري والظبي وحيوانات أكلة اللحوم

ب ـ حشائش الأقاليم الاستوائية ( السفانا )Savannah

تعتبر بيئة السفانا بيئة انتقالية بين الغابات المدارية وأراضي الحشائش معدل هطول الأمطار متأرجح وقد يصل أحيانا إلى 1250 ملم ويمر على السفانا صيف جاف طويل يمنع تكون الغابات حيث تتكرر الحرائق خلال الصيف وتوجد السفانا بشكل واضح في شرفي إفريقيا واستراليا وأمريكا الجنوبية ويعتبر هذا النظام من أهم مناطق الرعي في العالم حيث تمثل الحشائش النمط النباتي السائد واهم الحيوانات الظبي والغزال والحمار الوحشي والزرافة والفيلة والأسود والفهود

4 ــ الصحراء Deserts

الصحراء عبارة عن أنظمة حياتية جافة يكون فيها معدل سقوط الأمطار اقل من 250 ملم سنويا وتمتاز بمعدل تبخر عالي يفوق التهاطل ودرجات حرارة مرتفعة

وتتميز الصحاري بتباين حراري كبير سواءا يوميا أو فصليا إذ ترتفع درجات الحرارة نهارا وصيفا ارتفاعا كبير وتنخفض في الليل وتوجد صحاري حارة مثل صحاري المنطقة الاستوائية [ الصحراء الكبرى والصحراء العربية ] وصحاري باردة مثل [ الحوض العظيم في الولايات المتحدة وصحراء غوبي في أسيا ] ويقتصر وجود الحيوانات على المناطق التي توجد بها حياة نباتية وتسود الأنواع الحفارة من القوارض والزواحف والحشرات والعناكب وتتقي هذه لحيوانات الحرارة المتطرفة والجفاف بالعيش تحت سطح الأرض خلال النهار والتجول في مجال التوطن Home range خلال الليل كما تمتلك بعضها تكيفا استثنائية للحفاظ على الماء ويمكن وجود حيوانات أخرى مثل الغزلان

مستويات التنوع الحيوي [ الحيواني ]

Levels of biodiversity Animals

تعريف التنوع الحيوي : يقصد به أنواع من كل الكائنات الحية مثل النباتات والحيوانات والكائنات الحية الدقيقة والبيئة الجينية التي يحتويها والنظام البيئي الذي يصنعوه .

تعريف أخر للتنوع الحيوي : يقصد به الاختلافات العددية والنوعية فيما بين الأحياء في مساحة مكانية بعينها ساء أكانت من اليابس أو من الماء .

ثلاثة مؤشرات أو مستويات لحساب التنوع الحيوي

1 ـ المؤشر ألفا Alpha diversity يقصد به المؤشر الذي يشير إلى عدد الأنواع في مجتمع واحد ومن ثم فان هذه المؤشر يعطينا تصور عن وفرة الأنواع Species richness ويساعد في مقارنة عدد الأنواع في مختلف الأنظمة البيئية

2 ـ المؤشر بيتا Beta diversity يقصد به معرفة تغير عدد الأنواع ومد ارتباط ذلك بتغير مماثل في الظروف البيئية

3 ـ جاما Gamma diversity يعبر عن معدل تواجد الأنواع الإضافية كبديل جغرافي ( أي انه يحل بديلا لأنواع أخرى غابت نتيجة اختلاف الظروف الجغرافية )

الاختلافات الجينية Genetic diversity

أنواع من الجينات في نفس الصنف وكل صنف يتكون من كائنات حية لديها مكوناتها الجينية الخاصة

وهذا يعني إن الصنف الواحد من الممكن أن يحتوي مجتمعات مختلفة كل منها لدية مكونات جينية مختلفة

وللحفاظ على الاختلافات الجينية يجب المحافظة على أنواع المجتمعات المختلفة في الصنف

الجين هو الوحدة الأساسية للحياة على الأرض وهو المسؤل عن كل التقسيمات والاختلافات بين الكائنات .

اختلاف الأصناف Species diversity

يعني تنوع الأصناف داخل المستعمرة أو الموقع وأيضا أصناف مختلفة في نفس المستعمرة

بعض المستعمرات مثل الغابات المطيرة يوجد بها العديد من الأصناف وأخرى مثل المسطحات المائية المالحة او الانهار الملوثة التعدد فيها اقل وتجمع الأصناف مع بعضها في عائلات حسب خواصها

الاختلافات في الأنظمة البيئية Ecosystem diversity

يقصد به اختلاف الأنظمة البيئية في مكان معين

والنظام البيئي هو بيئة من الكائنات الحية ونظامها البيئي الفيزيائي متفاعلة مع بعضها .

والنظام البيئي من الممكن أن يغطي منطقة كبيرة مثل الغابات أو منطقة صغيرة مثل البرك