من يعيش أين، ومن يأكل من
البركة تحتوي أكثر من الماء: مجتمعات تتغذى على بعضها البعض، وتُعدّل الكربون والنيتروجين، وتستجيب — أحياناً بشكل كارثي — لما يضيفه البشر.生态学 يطرح أربع أسئلة: من يعيش هنا (مجتمع، تجمع سكاني، موطن، نظام بيئي)، من يأكل من (سلاسل غذائية، شبكات غذائية، أهرامات)، ماذا يدور (دورات الكربون والنيتروجين)، وماذا نفعل به (التلوث، الغازات الدفيئة، التحمض، إزالة الغابات).
Edexcel International GCSE Biology 4BI1, Section 4 (العبارات 4.1–4.18B) تجاز التعريفات الدقيقة ورسم دورة الكربون من الذاكرة.
الكائن الحي في البيئة
المجتمع هو جميع الكائنات الحية لنوع واحد في موطن؛ التجمع السكاني هو جميع المجموعات في ذلك الموطن؛ الموطن هو المكان؛ النظام البيئي هو التجمع بالإضافة إلى محيطه غير الحي. حجم المجتمع يحدده عوامل لا حيوية (الضوء، الماء، درجة الحرارة) وعوامل حيوية (الغذاء، المفترسات، الأمراض، المنافسة). عمليتا المربع التقديري تُقدّر حجم المجتمع (متوسط لكل مربع × المساحة الكلية ÷ مساحة المربع)، و(B) المربعات على طول خط عرض يُظهر التوزيع والتنوع البيولوجي.
علاقات التغذية
المنتجون (النباتات) يمسكون الطاقة الضوئية؛ المستهلكون الأوليون يتغذون على المنتجين؛ يليهم المستهلكون الثانويون والثانويون؛ المحللون يكسرون المواد الميتة. تشير الأسهم في السلسلة الغذائية من المأكول إلى الآكل — وهو اتجاه تدفق الطاقة. قد تنعكس أهرامات العدد (شجرة واحدة، حشرات كثيرة)، لكن أهرامات الكتلة الحيوية وانتقال الطاقة تضيق دائمًا نحو الأعلى — لأن حوالي 10 % فقط من الطاقة عند مستوى ما تنتقل إلى المستوى التالي: الباقي يُفقد في التنفس والحركة والإخراج، وكحرارة.
الدورات داخل النظم البيئية
الكربون: يزيل البناء الضوئي CO₂ من الهواء؛ ينقل التغذية الكربون عبر السلاسل؛ التنفس (جميع الكائنات) والتحليل يعيدانه؛ احتراق الوقود الأحفري يطلق الكربون المخزن لملايين السنين.
(B) النيتروجين: بكتيريا تثبيت النيتروجين تصنع مركبات نيتروجينية من N₂ الجوي؛ محللون يحللون المواد الميتة إلى أمونيا؛ بكتيريا نترتة تحول الأمونيا إلى نترات تمتصها النباتات؛ بكتيريا نزع النيتروجين تعيد النيتروجين للهواء.
تأثيرات بشرية
تلوث الهواء: ثاني أكسيد الكبريت يذوب في المطر لتكوين حمض الأمطار (يضر الأوراق والبحيرات والمباني)؛ أول أكسيد الكربون يرتبط بالهيموجلوبين، مما يقلل الأكسجين الذي يمكن للدم حمله. الغازات الدفيئة — بخار الماء وثاني أكسيد الكربون وأكسيد النيتروز والميثان والفلوروكربونات — تحتبس الإشعاع الخارج؛ إضافة الحرق، وإزالة الغابات، والزراعة والصناعة لها، وتثخين الغلاف (تأثير الدفيئة المعزز)، مما يجلب الاحترار العالمي مع ارتفاع منسوب البحر وتغير المناخ. المخلفات البشرية في الماء تغذي ميكروبات تستهلك الأكسجين. الإثراء الغذائي: تسرب الأسمدة إلى الماء، يتكاثر الطحالب، تموت، وتحلل المحللون الأكسجين — تختنق الأسماك.
(B) إزالة الغابات: تقضي الجذور والظلة: تسرب الأمطار المعادن من التربة، تتآكل التربة، ويقل التبخر-النتح (سحب ومطر أقل)، ويعود الكربون المخزن إلى الهواء، مما يخل بتوازن الغازات الجوية.
تحقق من نفسك
- عرّف السكان، والمجتمع، والموطن، والنظام البيئي.
- لماذا يمكن أن تنعكس هرم العدد بينما لا يمكن ذلك في هرم الكتلة الحيوية؟
- اشرح لماذا ينتقل حوالي 10 % فقط من الطاقة بين المستويات الغذائية.
- سمّ العمليات الأربع لدورة الكربون.
- (B) أي البكتيريا تحول الأمونيا إلى نترات، وأيها يعيد النيتروجين للهواء؟
- لماذا يقتل أول أكسيد الكربون؟
- سمّ الغازات الدفيئة الخمسة.
- صف تتابع الإثراء الغذائي في أربع خطوات.
- (B) اذكر نتيجتين لإزالة الغابات على دورة الكربون ونتيجتين على التربة.
الإجابات: 1 السكان — جميع الكائنات الحية لنوع واحد في موطن؛ المجتمع — جميع populations في موطن؛ الموطن — المكان الذي تعيش فيه الكائنات الحية؛ النظام البيئي — المجتمع بالإضافة إلى بيئته؛ 2 عدد الأفراد يحسب كل فرد — شجرة واحدة ضخمة قد تطعم الكثير من الحشرات، مما يعكس الشكل — بينما يقيس الكتلة الحيوية إجمالي الكتلة، والتي تنخفض دائمًا مع كل مستوى؛ 3 تُفقد الطاقة في كل خطوة عبر التنفس (الحرارة)، والحركة، وإخراج/إخراج الأجزاء غير المؤكلة؛ 4 البناء الضوئي، التنفس، التحلل، الاحتراق؛ 5 (B) البكتيريا النافثة للنيتروجين؛ البكتيريا المختزلة للنيتروجين؛ 6 ترتبط بالهيموجلوبين بقوة أكبر من الأكسجين، مما يقلل نقل الدم للأكسجين إلى الأنسجة؛ 7 بخار الماء، ثاني أكسيد الكربون، أكسيد النتراس، الميثان، الفريونات؛ 8 تتدفق الأسمدة إلى الماء → ازدهار الطحالب → تموت الطحالب وتتكاثر المحللات → تتنفس المحللات مستخدمة الأكسجين، مما يؤدي لموت الأسماك والكائنات الأخرى؛ 9 (B) الكربون: fewer trees photosynthesise, and burning/combaction releases stored carbon; التربة: تسرب المعادن والتعرية بدون جذور، مع انخفاض التبخر-النقل.