Ekoloji; hayvan ve bitkilerin çevrelerini ve çevreleriyle olan ilişkilerini inceler
Yüklə 222,94 Kb.
|
1 2
- Bu səhifədəki naviqasiya:
- 1.1. Ekolojinin Çalışma Alanları
EKOLOJİDers Notları
Yrd. Doç. Dr. Mahnaz GümrükçüoğluSakarya Üniversitesi 2015 1. EKOLOJİ NEDİR? En kısa tanımla Ekoloji, organizmalarla çevrelerini ve bu iki varlığa ait öğelerin karşılıklı ilişkilerini araştıran bir bilimdir. Ekoloji sözcüğü ilk olarak Alman biyoloji uzmanı Ernst Haeckel tarafından 1866 yılında eski yunanca Oikos (evcik, konut) ve logos (bilim) kökenlerinden bir terim olarak türetilmiş ve kullanılmıştır. Böylece ekoloji, sözcük anlamı ile konut bilimi veya ev ekonomisi bilimi olarak ifade edilmiştir. Ekoloji ve ekolojik düşünce, özellikle son 50 yıl içinde güncellik kazanmış, birçok bilimsel ve sosyal etkinlik ve hukuksal düzenleme için itici güç olmuştur. Ekosistemlerdeki karmaşık etkileşimlerin anlaşılması, çözümlerin üretilmesi açısından büyük gereksinim duyulan ekoloji bilimi, sistemlerin işleme yönlerine insanoğlunun ne gibi etkilerinin olacağının değerlendirilmesi ve önlemlerin alınması bakımından yüzyılımızda büyük ölçüde ilgi çeken bir bilim olmuştur. Ekolojinin biyoloji, jeoloji, hidroloji, klimatoloji gibi birçok bilim dalı ile sıkı bir ilişkisi vardır. Bu ilişki, ekolojinin disiplinlerarası bir bilim dalı olduğunu göstermektedir (Şekil 1). 
Şekil.1.Ekolojinin diğer bilim dallarıyla ilişkisi 1.1. Ekolojinin Çalışma AlanlarıEkolojinin uğraşı alanı ‘karşılıklı ilişkilerin incelenmesidir’. İnceleme ve araştırma konularını birkaç başlık altında toplamak gerekirse:
Klimatik etkenler 
   
 Fizyografik etkenler Biyolojik etkenler
Edafik etkenler Şekil.2. Bir canlının çevresini oluşturan ve onu etkileyen faktörler
1.2. Ekolojinin Alt Dalları Ekoloji genel olarak ‘Birey Ekolojisi’ ve ‘Toplum Ekolojisi’ olmak üzere iki alt dala ayrılmaktadır. Ancak canlılara ait ilişkilerin, egemen yaşam ortamlarının ve canlıların çeşitliliği esas alınarak yeni birçok ekoloji alt dalları oluşup gelişmiştir. Bunların başlıcaları: Populasyon Ekolojisi, Peyzaj Ekolojisi, Karasal Ekoloji, Deniz Ekolojisi, Göl- Akarsu Ekolojisi, Bitki Ekolojisi, Hayvan Ekolojisi, Paleoekoloji, Orman ekolojisidir. 2. EKOLOJİDE TEMEL KAVRAMLAR Çevre: En geniş anlamı ile çevre, bir organizma veya organizma topluluğunun yaşamını sağlayan, onları sürekli etki altında bulunduran fiziksel, kimyasal ve biyolojik faktörlerin bütünü olarak tanımlanır. Biyosfer: Bütün canlıların yaşadığı mekan. Dünyadaki ekosistemlerin tümünü birden ifade eden terimdir. Sistem: Öğe, element veya alt sistem adı verilen, bir bütün olarak düşünülebilen ve bütünün fonksiyonunu birlikte sağlayan parça ve olaylar topluluğuna sistem denir. Sistemler iki çeşittir.
Ekosistem: Doğadaki canlı ve cansız varlıkların, aralarında düzenli ilişkiler kurarak oluşturdukları ortama ekosistem denir. Kommünite: Eklolojik anlamda belirli bir yeri işgal eden bütün populasyonlar demektir. Kommunite cansız bir çevre ile birlikte ekolojik bir sistemi,kısaca ekosistemi meydana getirir. Popülasyon: Aynı türden canlıların oluşturduğu topluluğa populasyon denir. Habitat: Her canlının yaşadığı en küçük ortam ve bir organizmanın adresidir. Biyotop: Genellikle az veya çok homojen çevre koşullarına sahip bir bölgenin topografik anlamını ifade eder. Canlıların varlıklarını sürdürebilmeleri için gerekli çevre faktörlerini sunan bir yaşam mekanıdır ki bu cansız çevreyi ifade eder. Biyom: İki veya daha çok sayıda populasyonun bir arada bulunmasından oluşan canlı toplumları, üzerinde yaşadığı bölgelerle birlikte ‘biyom’ olarak adlandırılır. Buna, tropikal yağmur ormanları örnek olarak verilebilir. Biyomlar dünya üzerindeki büyük iklim kuşaklarına bağlı olarak oluşur. Besin Zinciri: Organizmalar arasında kimin kimi yediğini ifade eden bir terimdir. Optimum Faktör: Bir canlının en iyi şekilde gelişmesini ve en üst düzeyde ürün vermesini sağlayan en elverişli durumdaki çevre faktörüdür. Örneğin, buğdayın yetişmesi ve en iyi verimi vermesi için en elverişli sıcaklık derecesi 25oC’dır. Bu optimum koşuldur. Sınırlayıcı Faktör: Bir canlının dayanabileceği fakat yaşamını güçlükle sürdürebileceği en elverişsiz durumdaki faktördür. Minimum ve maksimum olmak üzere iki sınırlayıcı faktör vardır. Bunların arasında kalan alana ekolojik tolarans alanı denir. Yine buğday örneğine dönersek; optimum faktör olan 25oC dışında buğday -5oC ile +40oC arasındaki sıcaklıklara dayanıklıdır. Fakat söz konusu bu sıcaklık değerleri sınırlayıcı faktörlerdir ve buğday için en düşük verimin alındığı derecelerdir. Bu maksimum ve minimum sıcaklık değeri arasındaki değerler de “Ekolojik Tölorans” alanını oluşturur. 3. EKOSİSTEMLER Daha önce de açıklandığı gibi ekosistemler, doğadaki canlı ve cansız varlıkların aralarında karşılıklı ilişki ve etkileşimler kurarak oluşturdukları doğal sistemlerdir. Ekosistemlerin temel yapı öğeleri iki başlık altında sınıflandırılabilir:
3.1. Ekosistemlerin Sınıflandırılması Dünya üzerinde 1 cm2 gibi çok küçük bir alan kaplayanından, okyanus büyüklüğünde olanına kadar genişlik bakımından çok çeşitli ekosistemler vardır. Birçok türde canlı ve cansız varlığın bulunduğu bu ekosistemlerin tek tek incelenmesinin zorluğu göz önüne alınarak sınıflandırma çalışmaları yapılmış ve her birinde farklı ölçütler esas alınmıştır. Aşağıda bu farklı ölçütlere göre yapılmış olan sınıflandırmaların bazıları özetlenmektedir. 1. Kullandıkları enerji kaynaklarına göre ekosistemler
2. İnsan etkisine göre ekosistemler
3. Egemen yaşam ortamlarına ve fonksiyonlarına göre ekosistemler
4. İklim-toprak-bitki örtüsü faktörlerine göre ekosistemler Bu sınıflandırmada temel olarak büyük karasal yaşam kuşakları alınır.
3.2 Ekosistemlerde Organizmaların Beslenme İlişkileri Ekosistemde canlılar besinlerini iki şekilde temin ederler. İlk olarak yeşil bitkiler fotosentez yoluyla güneş enerjisini kimyasal enerjiye çevirirler. Bunlara ototrof (üretici) organizmalar denir. Güneş enerjisi olmadan kemosentez yoluyla besin üreten algler de bu gruba dahildirler. İkinci olarak da bitkilerin ürettiği bu besin maddelerini diğer organizmalar sıra ile ve yapısını değiştirerek kullanırlar. Bunlara da heterotrof (tüketici) organizmalar denir. Tüketiciler, yaşamları için gerekli enerji ile vücutları için gerekli organik maddeleri yaşayan diğer organizmalardan veya ölü organik atıklardan temin eden canlılardır. Tüketiciler beş gruba ayrılır (Şekil 3).
Şekil.3. Ekosistemde beslenme ilişkileri Bu grupların arasındaki beslenme ilişkileri bir zincir şeklinde birbirine bağlanır. Doğada canlılar başka bir canlıyı besin olarak kullanırken kendileri de başka canlıların besini olurlar. Canlıların birbirlerini tüketmelerine göre sıralanmaları ile oluşan bu zincire besin zinciri denir. Bu zincirin her halkasına da beslenme basamağı denir ve her halka ayrı bir tür tarafından oluşturulur. Ancak hiçbir zaman doğada tek sıralı zincire rastlanmaz. Bir canlı besin olarak birden fazla türü besin olarak kullanırken kendiside birden çok türün besini olur. Doğrusal olan birçok besin zincirinin bir araya gelerek oluşturdukları ilişkiler ağına da besin ağı denir (Şekil 4). İnsan genellikle besin zincirinin son halkasıdır. Besin zincirleri, birbirine paralel ilerlediği gibi enlemesine bir yapı da gösterirler. İki basit örnek verilirse: Ot- fare- tilki- dağ aslanı (üç üyeli bir zincir) Ot- çekirge- kurbağa- yılan- atmaca (dört üyeli bir zincir) Besin zinciri veya besin ağını oluşturan canlılar arasında bir denge vardır. Herhangi bir basamaktaki bir değişim hayvan populasyonları arasındaki dengeyi bozar ve herhangi bir basamaktaki değişimi onun üzerindeki veya onunla beslenen basamağı etkiler, değişimlere hatta açlıktan ölüme sebep olur. Örneğin; fareler ortadan kalktığında bunla beslenen yılan, tilki çakal, yırtıcı kuşlar, baykuş gibi hayvanlar açlıktan ölür. Tersi bir durumda, ortamdaki yılan, tilki, çakal yırtıcı kuşlar, başkuş gibi hayvanlar ortamdan kaldırılırsa ortam fare istilasına uğrar. Fare ve sıçanların çoğalmasıyla tarladaki sebzeye, meyveye verilen zarar arttığı gibi, veba, kuduz, beyin zarı iltihaplanması, kolera, kanamalı sarılık gibi birçok hastalıkların yayılmasına sebep olur. Kısacası zincirin bozulması, türlerden birinin azalmasına diğerinin çoğalmasına sebep olur. Bu dengenin bozulması ise besin ağının son halkası olan insanı her yönden etkiler ve insanın geleceğini tehdit edebilir.
   Bitkisel Plankton Hayvansal Plankton Omurgasızlar Balık Balık İnsan
 Memeliler ve kuşlar Parazitler Pireler
Şekil.4. Bir sığ su ekosisteminde besin ağı Gerçekte besin zinciri ile ağları birbiri ile ilişkilidir. Et yiyen bir pradotor üzerinde parazitler yaşayabilir ve bunun ölmesiyle de saprofitler faaliyete geçerek ölü predatoru ayrıştırır. Besin zinciri kavramı, sistemdeki enerji akımını basitleştirerek göstermek açısından önemlidir. Besin ağı ise birçok besin zincirinin iç içe geçerek oluşturdukları daha karmaşık bir yapıdır ve besin zincirinin genişletilmiş şekli olarak tanımlanabilir. Bir ekosistemde beslenme ilişkileri, tabandan tavana doğru ilerleyen bir piramide benzer. Piramidin tabanında bitkiler, onun üzerinde otçul hayvanlar bulunur. En üstte de etçil hayvanlar yerleşir. Piramidin tabanından tepesine çıkıldıkça biyokütle ve enerji düzeyi azalır. Karalarda veya sularda birim alana düşen canlıların ağırlığına “biyokütle” denir. Doğada biyokütlesi en fazla olan canlılar bitkiler olduğu için piramidin ilk basamağında yer alırlar (Şekil5). 
Şekil.5. Bir ekosistemde beslenme zinciri piramidi (Elton piramidi) Doğa bilimcileri yıllar boyunca belli bir bölgede yaşayan hayvanların beslenmelerine ilişkin pek çok gözlemde bulunmuş olsalarda, bu birikimlerini düzenleyerek, bilimsel prensipler çerçevesinde oturtan ilk bilimci Charles Elton (1927) olmuştur. Hayvan gruplarını, beslenme özelliklerine göre bir araya toplayıp besin zincirleri ve enerji akımı yoluyla ekosistemlerini tanımlamak, ekoloji biliminin önemli bir aşaması olmuştur. Değişik doğal sistemlere bakılınca içindeki hayvan çeşitleri birbirinden değişik olsa da bu hayvanların sistem içindeki yerlerine ilişkin bazı genellemeler yapılabilir. Örneğin, besin zincirinin üst halkalarındaki tüketiciler çoğunlukla alt halkalardaki hayvanlardan daha büyük olurlar. Böylece şahin avladığı güvercinden, tilki tavşandan, palamut hamsiden büyük olur. İlk kez Elton’un dikkati çektiği bu olgu besin ilişkilerinin doğal bir sonucudur. Ancak, bu yaklaşımın eksik bıraktığı yanlar da vardır. Örneğin, hem bitki, hem de hayvanlarla beslenen hayvanlar aynı anda zincirin birbirinden çok farklı halkalarında bulunabilir, yani değişik beslenme düzeylerinde olabilirler. Genelde avcı hayvanların, en az emekle kendilerine en yüksek enerji ve besin değeri sağlayacak boy ve nitelikte av seçtikleri varsayılır. Otobur hayvanlar için de geçerli olan bu kurala, ekolojide “ optimal beslenme stratejisi “ adı verilir. Optimal beslenme kavramı, en kısa zamanda en yüksek besin enerjisi sağlamanın yanında; avın besin değeri, tehlike riskinin azaltılması gibi çeşitli faktörleri de kapsar. Doğal ekosistemlerde bir başka kural, besin zincirinin üst halkalarında olan hayvanların alt halkalardaki hayvanlardan genellikle sayıca az olmalarıdır. Elton’a göre “ Bir meşe ormanındaki hayvanlar incelenirse, bitkilerle beslenen sayısız böcek, bu böceklerle beslenen pek çok avcı böcek, daha az sayıda küçük kuş ve yırtıcı olarak üç dört şahin görülür. Bu genelleme birçok ekosistem için geçerlidir ve doğrudan doğruya besin zincirlerindeki enerji akımının bir sonucu olarak ortaya çıkar. Ekosistemlerde üst halkalardaki tüketiciler her zaman avcı hayvanlar olmayıp, bazen değişik türden asalaklar ya da organik madde artıklarıyla beslenen organizmalar olabilir. Asalak besin zincirlerinin bir özelliği, zincirin üst halkalarındaki organizmaların alt halkalarındakinden boyca küçük olmasıdır. Bütün halkaları asalaklardan oluşan bir besin zincirine şöyle bir örnek verilebilir. Bazı eşekarısı türleri yumurtalarını bitkilerle beslenen tırtılların vücutlarına bırakırlar. Eşekarısının yumurtadan çıkan kurtçukları tırtılın vücudundaki organik maddeleri besin olarak kullanır, yani tırtılın asalakları olarak yaşarlar. Besin zinciri ve ekolojik denge arasındaki sıkı ilişki bir örnek ile açıklanabilir: 1950’li yıllarda Endonezya’nın Borneo Adası’nda sıtma savaşı için sivrisineklere karşı DDT kullanılmıştır. DDT aynı zamanda tırtılların düşmanı olan böceklerin de ölümüne neden olduğu için tırtıllar çoğalarak evlerin saz damlarını yiyerek çökmesine neden olmuşlardır. Bundan daha önemlisi, DDT taşıyan hamam böceklerini yiyen kertenkeleler, kediler tarafından yendiğinde kedilerin ölmesine ve böylece farelerin çoğalmasına neden olmuşlardır. Bunun ardından adada veba salgını başlamıştır. Bu olay, besin zincirinin doğadaki denge açısından önemini ve ekosistemin bütünselliğini gösteren bir örnektir. 3.3. Organizmalar Arası Beslenme İlişkileri
Av - Avcı İlişkisi Ekosistemde rekabet kavramını ikiye ayırarak inceleyebiliriz: Tür içi ve türler arası rekabet. a)Tür içi rekabet: Aynı türün bireyleri arasındaki rekabete denir. Etobur hayvanların av için rekabet etmeleri, tür içi rekabetin küçük bir örneğidir. b)Türler arası rekabet: Birden çok türün birbiriyle rekabetine denir. Türler arası rekabet, beslenme ve barınma kaynaklarına ulaşmak için yapılır. Anlaşamayan türlerin, ortamdan ayrılması ve tükenmesi ile sonuçlanır. Bu olaya “rekabette elenme ilkesi” (Gause ilkesi) denir.
Şekil.6. Gergedan ve onu temizleyen kuşların ortak yaşamı Daha çok savunmaya bağlı olarak ortaya çıkan bir diğer ortak yaşamda örneğin, farklı iki kuş türü yırtıcı kuşlardan korunmak için yuvalarını birbirine çok yakın yapabilir. Ya da palyaço balığı ile deniz anemonu arasındaki ortak yaşam buna örnek verilebilir (Şekil 7). 
Şekil. 7. Bir deniz bitkisi ile balığın korunma ve beslenme ilişkisi Ayrıca, iki canlı türü, karşılıklı olarak birbirlerine zarar vermeden birbirlerinin yuvalarını kullanabilirler. Örneğin, fareler, köstebeklerin açtığı yolları yuva olarak kullanır. 3.4. Ekosistemlerde Çevre Faktörlerinin Etki Yasaları Ekosistemlerin verimi ile çevre faktörleri arasındaki ilişkiyi belirleyen bazı yasalar vardır. Ekolojik faktörlerin ürün verimi üzerindeki etkileri bazı kurallara göre gerçekleşir. Bu doğal kurallara çevre faktörlerinin etki yasaları denir Liebig’in Minimum Yasası: Bir ortamın verimi, onun minimumdaki besin maddesi ile orantılıdır. Bu ilkeye göre bir bitkinin gelişmesi için gerekli maddelerden hangisi gerekli minimum miktara en yakın değerde ise o madde büyümeyi sınırlayıcı etki yapacaktır. Çevre Faktörlerinin Birbirini Tamamlama İlkesi: Bir yetişme ortamında bir faktör diğerinin yerine geçerek çeşitli faktörler kombinasyonu ile aynı etki sağlanmış olur. Veya bir yetişme ortamında optimum altında olan bir faktör, başka bir yetişme ortamı faktörü ile dengelenebilir ve o yetişme ortamının verimliliği korunabilir. Örneğin az yağışlı olan yerlerde derin bir toprak ve kuzey bakılar nem ekonomisini düzeltebilir. Bu ilişkilere “ekolojik faktörlerin yer değişebilmesi” veya “çeşitli çevre faktörlerinin dengelenme ilkesi” denir. Bir ekosistemde bir canlı için gereksinimlerinin hangi yolla giderildiği önemli değildir. Önemli olan husus, o gereksinimin giderilmiş olmasıdır. Örneğin, bir gölge bitkisinin gölge gereksinimi üstündeki ağaç tabakası veya bir yapay gölgelendirme ile giderilebilir. Yaşam Birliği Temel İlkesi: Çok yönlü yaşam koşulları yüksek tür yoğunluğu, az birey sayısı yaratır. Tek yönlü yaşam koşulları ise, tür fakirliği ve birey zenginliği meydana getirir. Bu ilke, ekosistemdeki organizmaların tür ve birey sayısına ait kuralları çok iyi özetlemektedir. Birey sayısı ve tür miktarı birbirleriyle ters orantılıdır. Bu negatif bağıntı, sınırlayıcı faktör yasasının bir sonucudur. Optimum koşullara bağlı bir sistem içinde her tür kendi ekolojik isteklerine sahiptir. Bu durumda birey sayısının az oluşu, yaşam koşullarının çeşitliliğinin yarattığı türlerin arasındaki rekabet ve gerginlikten doğar. Her tür diğerinin üstünde sınırlayıcı bir rol üstlenir. Böylece, belli bir türün birey sayısı belirli bir noktada dondurulmuş olur. Buna en iyi örnek tropikal orman ekosistemidir. Aksi bir durumda ise sadece az sayıda türün varlığını sürdürebilmesi için optimum koşullar mevcuttur. Buna en iyi örnek de çöl ekosistemidir. Sadece bir türün yaşama koşullarını sağlayan biyotoplara ise “Ekstrem Biyotoplar”; burada yaşayan canlılara da “Specialistler” denir. Tuzlu topraklarda veya sıcak su kaynaklarında yaşayan canlılar bunlara örnek olarak verilebilir. 4. EKOSİSTEMLERDE ENERJİ AKIMI Enerji iş yapabilme gücüdür. Tüm doğa enerji dengesi üzerine oturmaktadır. Doğal sistemleri işleten ana enerji kaynağı da Güneş’tir. Güneş enerjisi, atmosferik dolaşımları, deniz dalgalarını ve akıntılarını meydana getirdiği gibi fotosentezin de kaynağıdır (Şekil 8).  Güneş Enerjisi
 
Düşük sıcaklıkta ısı enerjisi Şekil 8. Biyosferde Enerji akımı Fotosentez ise formülde de görüldüğü gibi bir ekosistemde enerji akımının temelidir ve besin zincirinin ilk basamağıdır:  6CO2 + 12H2O Güneş enerjisi C6H12O6 + 6O2 + 6H2O
Klorofil Enerji bir besin basamağından diğerine geçerken % 10 kayba uğrar ve besin zincirinin son halkasında ısıya dönüşür. Buna % 10 yasası denir. Dolayısıyla enerji ekosistem içinde akıp gitmekte ve beslenme zinciri boyunca sadece bir kez kullanılmaktadır. Maddeler ise dolaşım mekanizmasıyla defalarca kullanılmaktadır (Şekil 9). 
Şekil.9. Doğal bir toplumda enerji akımı Ekosistemdeki birincil kaynak olan güneş enerjisi önce bitkiler tarafından kullanılır. Bitkiler tarafından üretilen enerji önce otoburlara oradan da etoburlara geçer. Doğada varolan enerji, beslenme ilişkileri ve diğer ekolojik ilişkilerle, biçim ve yer değiştirerek sürekli yenilenir, asla kaybolmaz. Her ekosistemde temel üreticiler, güneş enerjisini fotosentez yoluyla kimyasal enerjiye dönüştürürler. Bitki dokularında organik madde olarak depolanan bu enerjinin bir kısmı, bitkilerin yaşamları için kullanılır, diğer kısmı beslenme yoluyla otobur hayvanların vücuduna geçer. Onlar da besin yoluyla aldıkları bu enerjinin bir kısmı kendi yaşamları için kullanılır; kalan kısmı, otobur hayvanları yiyen etobur hayvanlara aktarılır. Böylece, son tüketicilere doğru sürekli ve tek yönlü bir enerji akışı sağlanır. Enerji konusunu termodinamik yasalarından ayırt etmek zordur. Ekolojik açıdan da ekosistemlerdeki süreçler için termodinamik yasalarının incelenmesi ve değerlendirilmesi önemlidir. Termodinamik sistemler, iş ve enerjinin iç içe bulunduğu sistemlerdir. Kapalı sistemler esas alınarak ortaya atılmış olan temel yasaları mevcuttur. Ekosistemler ise açık sistem ve aynı zamanda sibernetik sistem özelliği gösterirler. Bu nedenle de termodinamik yasalarıyla birebir örtüşmeyebilirler. 4.1.Termodinamik Yasaları ve Ekosistem Açısından Değerlendirilmesi
Şekil 10. Beslenme basamakları ve enerji akışında azalma 
Şekil.11. İkinci termodinamik kanununun ekosisteme uygulanması
Termodinamik yasaların ekosistemlere uygunluğu sınırlıdır. Çünkü ekosistemler dengelerini sürdürebilmek için yüksek derecede bir düzen içindedirler. Ekosistemlerde, yaşam aktivitelerinde zaman zaman bir düzensizlik ya da dengesizlik meydana geldiğinde bazı önlemler ile karşı konmaya çalışılır. Diğer yandan, güneş enerjisi sisteme sürekli olarak girdiği için eksilen enerji tamamlanmış olur. 4.2. Ekosistemlerde Enerji Akımını Belirleme Organik madde üretiminde kazanılan enerji genel olarak verim olarak tanımlanır. Verim, üretilen madde (protoplazma, klorofil v.b), tüketilen madde, açığa çıkan yan ürünlerin miktarının ölçülmesiyle tayin edilebilir. Alınan enerjinin bir kısmı yeni organik madde formunda toplanır. Bu şekilde, biriken yeni organik maddeye net üretim (NÜ) denir. Alınmış olan toplam enerjinin yani brüt üretimin (BÜ) bir kısmı bitkinin yaşaması için gerekli ototrofik solunumda kullanılır. Bu durumda net üretim şu şekilde formüle edilebilir: NÜ=BÜ-SA NÜ= Net üretim BÜ= Brüt üretim SA = Solunum ile kayıp
   
Ekosfer Karbon Fosfor Azot Su Oksijen    Döngüsü Döngüsü Döngüsü Döngüsü Döngüsü
Isı Isı Isı Şekil 13. Başlıca Ekolojik Döngüler ve Onları Üreten Güç: Güneş Enerjisi Biojeokimyasal dolaşımın iki temel tipi vardır.
5.1. Hidrolojik Döngü Su, sadece fiziksel değişime uğrayarak hidrosfer, atmosfer ve litosfer arasında kapalı bir devre şeklinde dolaşır. Bugün kullandığımız suyun milyonlarca yıldır dünyada bulunduğu ve miktarının çok fazla değişmediği doğrudur. Dünyada su hareket eder, formu değişir, bitkiler ve hayvanlar tarafından kullanılır, fakat asla yok olmaz. Bu hidrolojik dolaşımdır. Hidrosferde mevcut suyun %97’si okyanuslar ve denizlerde, %2’si göl, akarsu ve yeraltısuyunda, %1’i ise buzullarda bulunur. Su aşağıdaki formülde de basit olarak ifade edildiği gibi dolaşımını tamamlamaktadır. Su buharı yoğunlaşarak bulutları oluşturur, koşullar uygun olduğunda yağış meydana gelir. Yağış şeklinde yeryüzüne düşen su, toprağa sızarak yeraltı sularına veya yüzeyel akıntı olarak okyanuslara, denizlere karışır. Yüzey sularının buharlaşmasıyla su atmosfere geri döner (Şekil 12). 
Şekil 12. Su Döngüsü 5.2 Karbon Döngüsü Tüm yaşayan canlılarda karbon atomu temel maddedir. Tüm canlılar, karbon içerikli bileşikler olan organik moleküllerden oluşur. Karbon bileşenleri dünyada değişik şartlar altında katı, sıvı veya gaz halinde bulunur. Karbon katı mineraller, bitki ve hayvanlar gibi organizmaların oluşumuna yardımcı olur. Ayrıca suda erir veya dünyanın her tarafına havada gaz şeklinde dağılır. Karbon; canlılar, okyanuslar, atmosfer ve yer kabuğu arasında sürekli olarak taşınır. Bu taşınıma karbon döngüsü denir. Karbonun hareket ettiği başlıca 3 depo bulunur: atmosfer, biyota denilen karasal organizmalar ve okyanus. Atmosfer, karbon döngüsünde en önemli rolü oynar. Karbon atmosferin her yerine karbondioksit (CO2) olarak dağılmıştır. Bu CO2, bitkiler tarafından doğrudan alınarak fotosentez ile karbon halinde organik maddelere bağlanır. Hayvanlar, bitkileri yiyerek karbonu almış olur. Hayvanların solunumu ve organik artıkların ayrışması sonucunda karbon, karbondioksit halinde tekrar atmosfere döner (Şekil 14). 
Şekil 14. Karbon Döngüsü Denizlerde Karbon Dolaşımı: Karbon içeren gazlar difüzyon yoluyla okyanus yüzeyi ve atmosfer arasında hareket eder. Su bitkilerinin fotosentez için sudaki karbon dioksiti kullanmaları gerekir. Bitkisel planktonlar suda çözülmüş olan karbondioksiti alıp oksijen verirler. Okyanus bitkileri karbonu tıpkı karasal bitkiler gibi depolar. Daha sonra, solunum yoluyla karbon dioksiti suya bırakırlar. Hayvanlar bunu yediğinde karbonu almış olurlar, oksijeni de solunum için kullanırlar. Sudaki organik maddeler ayrıştığında CO2 açığa çıkar ve döngüye katılır. Denizlerde CO2’nin en çok bulunduğu yer sedimentlerdir ve oranı atmosferdeki orandan (% 0.3-0.4) 50 kat daha fazladır. Okyanuslar, atmosferdeki karbon dioksit seviyesinin belirlenmesinde önemli bir rol oynarlar. Karalarda Karbon Dolaşımı: Toprakta bulunan karbonu bitkiler direkt olarak alamazlar. Karbonun ayrışarak karbondioksit halinde atmosfere geçmesi gerekir. Atmosferdeki karbon dioksit karasal besin zincirine fotosentez yoluyla bitkiler aracılığıyla girer. Bitkiler tarafından alınan karbonun bir kısmı solunum yoluyla yeniden atmosfere geri döner. Kalan karbon, bitki dokularının yapımında kullanılır. Daha sonra otçulların bitkileri yemesiyle besin zincirinde ilerler ya da bir kısmı bitkinin ölmesiyle ayrıştırıcılara geçer. Hayvanlar ve ayrıştırıcılar karbonu solunum yoluyla tekrar karbon dioksit olarak atmosfere salar. Kalan kısım da, ayrışarak toprağın bir parçası olur. Topraktaki karbonun ayrışması için yeterli oksijen bulunmadığında ise ayrışma olmaz. Böylece organik maddelerin birikmesiyle bataklıklar (turbalıklar) oluşur ve karbon döngüsü kesintiye uğrar.Uzun bir zaman sonra, bunların bir kısmı sıkışarak petrol ve kömür gibi fosil yakıta dönüşür. Karalarda karbonun en çok bulunduğu yer fosil yakıtlardır. Karbon döngüsünde bir diğer kesinti, aşağıdaki formülde de görüleceği gibi denizlerdeki kalsiyumhidrokarbonatın Ca(HCO3)2 içindeki karbondioksitin bitkiler tarafından alınması ile oluşur. Bunun sonucunda kalker meydana gelir ve kalkerin tekrar kullanılması ile kesintiye uğrayan karbon döngüsüne devam eder. Ca(HCO3)2 CO2 + CaCO3+ H2O
İnsanlar fosil yakıtları kullanarak doğal süreçle meydana gelen karbon salınımından daha fazlasını atmosfere eklemektedirler. Atmosferdeki fazla karbonun büyük bir kısmı ağaçlarda depolanmaktadır. Çeşitli nedenlerle orman alanlarının yok edilmesiyle depolanan tüm karbon atmosfere verilir ve karbonun en önemli depo alanı ortadan kaldırılmış olur. Bu işlemler atmosferde karbon dioksit fazlasına neden olmaktadır ki bu da, son dönemin en büyük tehlikesi olarak kabul edilen küresel ısınmanın başlıca nedenlerinden biridir. Küresel ısınma, atmosferin doğal bileşimini bozacak ölçüde bırakılan gazların yarattığı sera etkisi nedeniyle olmaktadır (Şekil 30). Amosferde karbondioksit ve diğer sera gazlarının birikim ile ortaya çıkan bu etki dünya ikliminde ciddi değişimler meydana getirecek boyuttadır. Dünyamız bu yüz yılda son 10.000 yıldakinden daha fazla bir ısınmaya maruz kalacaktır.Bu durum, bütün canlıların yaşam koşullarının etkilenmesi anlamına gelmektedir. Sera gazları sera etkisine katkısı
Yüklə 222,94 Kb. Dostları ilə paylaş:
|
1 2