نظرة في علم البيئة

تشغل العلوم البيئية اليوم حيزاً هاما بين العلوم الاخرى ، وأهم مادعى الى هذا الاهتمام هي التفاعلات المختلفة بين أنشطة التنمية والبيئة والتي تجاوزت الحدود الاقليمية وأصبحت من القضايا العالمية كونها مشاكل عالمية لاتستطيع الدول لوحدها أن تضع الحلول المناسبة لمشاكل البيئة .
فالتقارير الدولية تُشيرو تضم ارقام مخيفة فيومياَ وفاة 4 ملايين من الرضع والاطفال بسبب أمراض الاسهال الناتجة عن تلوث المياه والطعام و معاناة الملايين من الناس من أمراض تنفسية ناتجة عن التلوث الهوائي ، والعديد من الدول التي تُسدد ديونها عن طريق قطعها الغابات وبيع الاخشاب، وانقراض مئات الانواع من الحيوانات ، كل ذلك يُسمى بقضايا عبر الحدود .
علم البيئة هو أحد فروع علم الاحياء الهامة ، يبحث في الكائنات الحية ومواطن الكائنات أي يبحث في علاقة العوامل الحية مع بعضها ومع العوامل غير الحية المحيطة بها ،مصطلح اكولوجي أطلقه العالم الالماني أرنست هيكل عام 1869 معبراً عن علاقة الحيوان مع المكونات العضوية واللاعضوية في البيئة.
مجال علم البيئة وعلاقته بالعلوم الاخرى :
مجال هذا العلم واسع جداً مقارنة مع علوم الحياة الاخرى ، فالمفهوم العام أنه لايمكن لعضو ما أن يمارس وظيفة معينة إلا إذا كان ضمن جهاز يضمن له البقاء والاستمرارية ، والجماعة السكانية الحياتية لها فرصة بالبقاء ألافضل ضمن المجتمع البيئي والمجتمع ضمن النظام البيئي والنظام البيئي ضمن الكرة الحية التي تضم مجموعة من النُظم البيئية،علم البيئة يبحث في كل من هذه السلسلة المترابطة ، حيث تعرف الجماعة على أنها مجموعة من الافراد تنتمي لنفس النوع ولها القدرة على التكاثر فيما بينها وتقطن منطقة بيئية محددة والمجتمع ماهو إلا تفاعل مجموعة الجماعات التي تعيش في منطقة بيئية محددة مع بعضها البعض ، والنظام البيئي " أكوسيستم" هو تفاعل هذا المجتمع مع العوامل غير الحية التي تحيط به في منطقته البيئية، ويُسمى أ كبر نظام بيولوجي على وجه الارض بالكرة الحية " بيوسفير" والتي تحتوي جميع العوامل الحية وغير الحية الموجودة في اليابسة والهواء والماء.
تقسيما ت علم البيئة:
1- علم البيئة الفردية : آوتواكولوجي ويهتم بدراسة نوع واحد أو التدخلات الحيوية في مجموعة متداخلة من الانواع في بيئة محددة
2- علم البيئة الجماعية : " سينا اكولوجي" ويدرس جميع العوامل الحية وغير الحية في بيئة محددة .ويقسم هذا العلم الى - علم البيئة البرية( تررستريال اكولوجي) وعلم البيئة المائية (اكواتيك اكولوجي) و علم البيئة البحرية( مارينا اكولوجي) ،كما يمكن تقسيم علم البيئة الى علم البيئة الحيوانية والنباتية وعلم الغابات والمتحجرات والمحيطات وعلم الجغرافيا الحياتية وعلم تلوث البيئة وعلم البيئة الفسيولوجي ....الخ .
نظرة تاريخية في علم البيئة :
لقد ارتبطت الدراسات الاولى في البيئة ، مع إنسان ماقبل التاريخ محاولاً فهم البيئة المحيطة به من خلال البحث عن الغذاء وصيد الحيوان وإيجاد المأوى ضد العوامل غير الحية التي تفرضها الطبيعة.من الصعب فصل الكائن الحي عن بيئته المحيطة ، فبيئة الكائن الحي هي حالته التي يعيشها في موطنه البيئي وقد جاء علم البيئة كإمتداد لدراسات التاريخ الطبيعي في تسمية الكائنات وإعطاء وصفاً لها ولبيئتها . أما علم البيئة اليوم فيركز على الدور الوظيفي لكل كائن حي في بيئته المحيطة والبيئة العامة .
نشر العالم والفيلسوف اليوناني أبوقراط سنة 460 – 377 ق.م كتابا بعنوان – عبر الاجواء والمياه والاماكن – إدراكا منه بتأثير هذه العوامل الثلاثة على حياة الكائنات الحية وخاصة الانسان ، ولارسطو طاليس الدور الكبير في تبيان عادات الحيوانات ووصف بيئتها التي تعيش فيها ، وأشهر مؤلفاته في هذا المجال كتاب – الحيوان- كما لعلماء العرب اسهامات كثيرة في هذا المجال فقد درس الاصمعي بعض الحيوانا ت البرية والبحرية الأليفة منهاوالمتوحشة وأسهب في دراسة بيولوجية الخيل والأبل ، وكان الجاحظ يلاحق الحيوان في بيئته فيصف سلوكه ويتحدث عن بيولوجيته ويعد الجاحظ أول من تحدث عن أسس المكافحة الحيوية حيث قال في كتابه الحيوان "فعلمت ان الصواب في جمع الذباب مع البعوض ، فإن الذباب يفنيه" ،هذا المفهوم البيئي له أهمية كمحاولة للسيطرة على الكائنات الحية الضارة بدلاً من استعمال المبيدات التي تلوث البيئة وقد كان ينظر الى الحيوان في ولادته وتطوره وبيئته وكيفية اطعامه لصغاره وتاثير البرد والحر عليه وماالى ذلك وهو مايفعله العلماء اليوم.
في نهاية القرن التاسع عشر برز مصطلح المجتمع البيئي والذي يشير الى تفاعل نوعين أو أكثر من الكائنات الحية في بيئة محددة ويعد العالمان E warmin في 1895 والعالم AFW.Schimper في 1898 اللذان وضعا الأساس للدراسات البيئية لمجتمعات النباتات . ويعد العالمforel أول من إستخدم مصطلح " limoology " والذي يعني دراسة الحياة في المياه العذبة .بالرغم أن أول من درس علم البيئة هم علماء النبات إلا أن علماء الحيوان اختلفوا معهم على مصطلح البيئة واستخدموا ethology في سنة 1859 ليشير لدراسة العلاقة بين الحيوانات مع بعضها البعض . وساهم كل من Charles eto و rhesse في اعوام 1927 و 1924 بتطور علم البيئة الحيوانية في أوروبا . كما يعتبر العالم البريطانيA. Tansley أول من طور مفهوم النظام البيئي ، ثم تلته نظريات في ديناميكية الجماعات والعلاقات بين نفس النوع فالعالمH.gleason سنة 1917 أول من وضع مصطلح العش الوظيفي . وهكذا بدأ إتجاه علم البيئة يتحدد بدراسة تركيب المستويات الغذائية وميزانية الطاقة وديناميكية الجماعات .
مكونات النظام البيئي :
النظام البيئي هو عبارة عن وحدة تنظيمية في حيز معين تحتوي على عناصر حية وغير حية تتفاعل مع بعضها وتؤدي الى تبادل للمواد بين عناصرها الحية وغير الحية . لذا فإن النظام البيئي يعني التفاعل الديناميكي لجميع أجزائه البيئية وتبادل المواد بين الاجزاء الحية وغير الحية ، ويمثل الموطن البيئي وحدة النظام البيئي ويشكل الملجأ للكائن الحي وتعتبر المواطن الدقيقة أصغر الوحدات البيئية المأهولة . وهناك مصطلحات أخرى مثل المناخ الدقيق والحيز الوظيفي ويتكون النظام البيئي ، من مكونات غير حية ومكونات حية ، تشكلان معاً نظاماً متزناً .
أ- المكونات الغير حية وتتشكل من :
1- مواد لاعضوية
2- مواد عضوية
3- عناصر المناخ (حرارة، رطوبة، رياح، ضوء، )
4- عناصر فيزيائية ( جاذبية، إشعاع ....) الخ
ب- المكونات الحية "biotic components " وتشمل جميع الكائنات الموجودة ضمن النظام البيئي من –حيوان، نبات، كائنات حية دقيقة وتنقسم الى : 1- المُنتجات : تحتاج هذه الكائنات الى الماء وثاني أوكسيد الكربون والأملاح المعدنية ومصدر للطاقة وبعض المعادن لكي تبقى حية . وتختلف عن الكائنات الاخرى بأنها تقوم بتحويل المركبات غير العضوية الى مركبات عضوية ذات طاقة مرتفعة كالسكريات ، لذا تسمى بكائنات ذاتية التغذية وتعد جميع النباتات الخضراء كائنات منتجة "ذاتية التغذية " لأنها تمارس عملية التركيب الضوئي ، وتعد بعض البكتريا كائنات منتجة لأنها تمارس البناء الضوئي أو البناء الكيميائي. تقوم النباتات الخضراء بعملية البناء الضوئي حيث تربط ثاني أكسيد الكربونco2 بالماء مستخدمة الكلوروفيل اي مادة اليخضور والأنزيمات الكامنة في البلاستيدات وطاقة الشمس لانتاج السكريات والاكسجين .يعد البناء او التركيب الضوئي المنبع الرئيسي للمياه ويمثل القدرة الانتاجية لجميع النظم البيئية المحتوية على النباتات الخضراء وهي الوسيلة التي تتحول بواسطتها الطاقة الضوئية إلى طاقة كيميائية.
2- المستهلكات : وهي التي تستعمل المواد العضوية المنتجة من قبل الكائنات ذاتية التغذية سواءً بصورة مباشرة أو غير مباشرة ولذا تعتبر غير ذاتية التغذية . وتشمل الحيوانات والفطريات ومعظم البكتريا وتصنف حسب مصدرها الغذائي إلى :
أ‌-آكلات الاعشاب وآكلات اللحوم وآكلات الاعشاب واللحوم وتُسمى الكائنات القارضة.
3- المحللات : وهي تقوم بتحليل الكائنات الحية بعد إنتهاء عملية التحليل الذاتي ، "التي تحدث بعد الموت للكائن الحي" للحصول على الطاقة اللازمة لحياتها ، وتشمل البكتريا – الفطريات – وتصنف إلى ثلاث أقسام حسب متطلبات الاكسجين:
أ‌-الكائنات الدقيقة الهوائية : وتحتاج إلى الاكسجين الكافي ، ويعرف التحلل الهوائي بنفس النظام البيئي . ب‌-الكائنات الدقيقة اللاهوائية : وتحتاج إلى وسط لايتوفر فيه الاكسجين.
ت‌-الكائنات الدقيقة الاختيارية : وهي التي تستطيع أن تكيف نفسها حسب الوسط الذي تعيش فيه . "بكتريا التربة"
أنواع النظم البيئية:
تنقسم النظم البيئية من ناحية توفر المكونات الحية وغير الحية الى :
نظام بيئي متكامل : وتضم جميع المكونات الاساسية الاولية الحية وغير الحية لذا تسمى بالنظام البيئي المفتوح.
نظام بيئي غيرمتكامل : وهو الذي يفتقر الى واحد او اكثر من مكون اساسي لذا تسمى احيانا بالنظام البيئي المغلق؟
اما ان قسمنا النظم البيئية حسب الطاقة فيمكننا التقسيم الى مايلي :
نظام بيئي طبيعي يدار بالطاقة الشمسية و نظام بيئي صناعي يدار بطاقة الوقود، حيث تعتمد طاقة هذا النظام على الوقود وغيرها وهذا النوع هو الذي ادى الى تلوث البيئة بشكل مباشر.
إن اتزان الانظمة البيئية الموجودة في الكرة الحية أمر ضروري لاستمرارة الحياة وهذا يعني ان يكون هناك توازن بين الانتاج والاستهلاك والتحلل داخل النظام.حيث يوجد اتزان في جميع مستوى التنظيم الحيوي حتى داخل الفرد هناك انتظام للعمليات الجسدية والوعائية والايضية عن طريق تنظيم نبضات القلب والتنفس ودرجة حرارة الجسم وهناك تآزر وتداخل بين الضبط العصبي والهرموني في النمو والتكاثر والسلوك واذا درسنا مفهوم الاتزان البيئي فهناك مدخلات بيئية تأتي من الوسط المحيط كالطاقة الشمسية وثاني اكسيد الكربون والاكسجين والماء والعناصر الغذائية ومخرجات بيئية تطرح في الوسط المحيط من اكسجين وثاني اكسيد الكربون والماء وعناصر غذائية وطاقة وحرارة مفقودة من عملية التنفس ولتحقيق الاتزان يجب ان تتعادل دخول المدخلات وخروج المخرجات وسطياً ويتحقق الاتزان داخل المجتمعات النباتية والحيوانية عن طريق التغذية الراجعة والتنظيم الذاتي وكمثال النشاط العضلي يزيد من تركيز ثاني اكسيد الكربون في الجسم ويقلل من مستويات الاكسجين في الدم وهذا يحفز الإسراع في نبضات القلب ومعدلات التنفس مما يساعد على طرد ثاني اكسيد الكربون وأخذ الاكسجين من الهواء. وعندما تعود مستويات كلا منهما الى وضعها العادي الطبيعي تعود أيضاً معدلات نبض القلب والتنفس الى وضعهما الطبيعي وهكذا يبقى النظام في توازن ذاتي والملاحظ من هذا المثال انه حصل تراكم للمخرجات داخل الجسم "حالة تغيير" أدى الى زيادة معدل دخول المدُخلات للسيطرة على هذا التغيير وتستمر التفاعلات الايضية ويستمر المُخرجات حتى يتعادل معدل دخول المدخلات مع طرح المخرجات.
وهكذا هناك اتزان داخل جميع الانظمة البيئية المتنوعة وتستطيع هذه الانظمة الحفاظ على اتزانها من خلال مقدرة الجماعات السكانية بالتعامل مع الوسط الجديد والجماعة السكانية من خلال مقدرة افرادها الفسيولوجية والسلوكية ليس فقط للتعامل مع مع الشروط الجديدة وانما مقدرتهم على انتاج افراد جدد قادرين على التعامل مع الوسط الجديد والعيش فيه ويعمل النظام البيئي دوره في التعامل مع الوسط المحيط من خلال طريقتين اثنين:
أ‌-المرونة البيئية وهي القدرة على امتصاص التغيير والبقاء والعودة الى الوضع الطبيعي( حريق مرعى تعود الحشائش الى وضعها بسرعة) لذا فالنظام سريع المرونة يمتاز بقدرة على التناسل بكثرة ضمن فترة زمنية قصيرة وتعويض النقص الحاصل في الجماعة السكانية .
ب‌-المقاومة البيئية وهي قدرة النظام البيئي على مقاومة التغيير بأقل قدر ممكن من الضرر وعادة تمتاز هذه الفئة بقدرة حيوية عالية وبطاقة مخزنة مثلاً الغابات تستطيع مقاومة درجات الحرارة المنخفضة والمرتفعة باستخدام طاقتها الكامنة في الانسجة ولكن عندما تتعرض للقطع فلا تستطيع العودة الى الوضع الطبيعي بسهولة لذا فمرونتها قليلة "مقاوم قليل المرونة".
وهناك اتجاه آخر يدعي بأن اتزان النظام البيئي يعود الى ان تكون المكونات الحياتية له متزنة باقصى حد وان نقص اي عنصر منها يؤدي الى اختلال وظيفي واختلال في انتاج الطاقة والدورة الغذائية اختلال وظيفي وهذا يؤدي الى هجرة الانواع وغيرها وهذا الاتجاه دعا الى اعادة الانواع الى بيئتها الطبيعية لاكتمال الدورة الغذائية البيئية .
ان معظم الانظمة البيئية تتصف اما بالمرونة او بالمقاومة ونادرا ماتجمع بين الاثنين، وكذلك فلها حد معين من التنظيم الذاتي فاذا تجاوزت التدخلات حدود طاقتها عندها تحصل مختلف التغيرات والتحولات والضرر والاضمحلال ويكون التغيير في النظام البيئي مرتبطاً بدرجة اللياقة التي يتحلى بها افرادها.والتغيير في العوامل الفيزيائية او الحية في منطقة ما يسبب تغيراً في المجتمعات الحية وهذا يعرف بالتعاقب يتسبب بنشوء مجتمع حيوي جديد بدلاً عن مجتمع سابق في نفس المكان
تدفق الطاقة في النظام البيئي:
الطاقة ترتبط بقوانين الديناميكا الحرارية حيث أحد قوانينها بان الطاقة عملية حيوية لاتُفنى ولاتتجدد وانما تتغير من شكل الى آخر مثلاً الضوء يمكن له ان يتحول الى طاقة حركية او حرارية او وضعية مختزنة واحداها تقول بان الطاقة تتسرب وتتبعثر اثناء عملية التحول من شكل الى اخر، وعادة ماتكون على شكل حرارة تنتشر في المحيط ليستفاد منها على شكل طاقة .
الشمس هي المصدر الاساسي لجميع الكائنات الحية التي ترسل اشعاعات كهرومغناطيسية مختلفة الامواج ويمكن تصنيف هذه الامواج على ثلاث مجموعات وفق اطوال موجاتها :
1-الاشعة فوق البنفسجية تقل امواجها عن 400 نانومتر وتكون 6-7% من الاشعة الشمسية وهي مهمة لصحة الانسان ولكن الزيادة منها مُضرة على النظام الحيوي بما فيها الانسان ولا يصل الارض منها الا جزء بسيط بسبب امتصاص طبقة الاوزون لها .
2- الاشعة المرئية وتتراوح اطوال موجاتها ما بين 300 740 نانومتر وتكوّن 42% من الاشعاع الشمسي وتشمل الاشعة الزرقاء والصفراء والحمراء غيرها وهي ضرورية لعملية التركيب الضوئي .
3-الاشعة تحت الحمراء وتتراوح اطوال موجاتها مابيننانومتر وتكون حوالي 51% من اشعاع الشمس ويستخدم الجزء الاكبر منها في رفع درجة حرارة سطح الارض والغلاف الجوي.
تعتبر الطاقة الشمسية من أنظف مصادر الطاقة وأقلها تلوثاً
السلسلة الغذائية والشبكة الغذائية
كما ذكرنا سابقاً ان الكائنات الحية تنقسم الى مُنتجات ومُستهلكات ومحلللات ومعظم العلاقة بين الكائنات هي علاقات غذائية وتمرير الطاقة من المنتجات الى المستهلكات عبر سلسلة من العمليات تسمى بالسلسلة الغذائية فكل كائن حي من المستهلكات تتغذى على غيره وهو بدوره يُصبح غذاءاً لغيره وهذه السلسلة تبدأ من المنتجات للطاقة وتمثل المستوى الغذائي الاول ثم تأتي آكلات النبات ومن ثم آكلات اللحوم وغيرها لتشكل سلسلة متشعبة لتشكل مايسمى بيئياً بالشبكة الغذائية و نهاية الكلام هي ان الازمات البيئية التي يعيشها كوكبنا تلزمنا كساكني هذا الكوكب ان نراجع مرة اخرى نتائج اعمالنا و خير مثال لذلك التحرحر ذاك الخطر الذي بات قاب قوسيين قريب منا كقرب الرمش من العين فهل من خيار اخر غير مراجعة ذاتنا و اخذ التدابير العاجلة لكي لا نزيد الطين بلة عند المداخلة المتأخرة لها .
لدى إلقاء نظرة مقتضبة على مجمل ماتم ذكره ، نرى ماهية البيئة المحيطة بنا وأهميتها الحيوية فالثورة الصناعية في مطلع القرن ‏االماضي أحدثت تغييرات كبيرة في الغلاف الجوي للأرض ، فقد أنتجت الصناعات زيادة في مستويات غاز ثاني أكسيد الكربون ‏الذي يحبس كميات كبيرة من الحرارة في الغلاف الجوي وقد بدأ يتناقص سماكة الغطاء الجليدي للقطب نتيجة الأحترار العالمي ‏الناتجة عن تركيز ثاني أكسيد الكربون الذي يمتص الحرارة مما يعرقل قدرة الأرض على تنظيم كمية الحرارة التي تصل اليها من ‏الشمس ، فالزيادة في كمية الحرارة تؤثر في توازن الطبيعة فتؤدي إلى إضطراب الرياح وسقوط الأمطاروإرتفاع درجات حرارة ‏سطح الأرض والإخلال بتيارات المحيط وإرتفاع مستوى سطح البحر، كل هذه المشكلات تؤثر في التنوع البيولوجي وتوزيع الحياة ‏النباتية والحيوانية في البر والبحر، وتشكل أخطاراً جسيمة على كل جوانب البيئة وتدهور حياة الناس.‏
ومشكلة البيئة تزداد تفاقماُ مع الايام رغم معرفة الاسباب والنتائج الوخيمة التي ستتمخض عنها لاحقاً إلا أن المصالح المادية ‏والسياسية وغيرها تمنع من وضع الحلول المناسبة لها، وهنا تبرز دور الاخلاق البيئي والتربية البيئية في حماية بيئتنا التي تهددنا ‏بدورها بعدم إستطاعتها تحمّل تصرفاتنا اللامسؤولة، وللحد من هذه التصرفات لابد من الوصول إلى قناعة بأن الإنسان ماهو إلا ‏جزءُ من الطبيعة وليس فوق الطبيعة! بل هو أحد مكونات الطبيعة ، أن الطبيعة أساس ودعامة للبيئة وليس مجالاً للتلاعب في ‏مكوناتها، وضرورة إقامة مشاعر الارتياح والتناغم مع البيئة والمواءمة بين العقل والجسد إلى جانب تنمية الوجدان وترسيخ القيم ‏التي تعين على سلامة تعامل الفرد مع البيئة وإن جميع الأفراد مسؤولون ومكلفون في المحافظة على بيئتنا وكوكبنا ، على أن يكون ‏الهدف من بناء علاقة وثيقة بين الإنسان وبيئته هو التحرك من الانشغال المستمر في معالجة الأزمات إلى منع حدوث هذه الأزمات ‏من خلال رفع مستوى الوعي البيئي والخطط المستقبلية الهادفة التي تأخذ تلوث البيئة واحترارها وخللها بعين الاعتبار ، وهذا ‏التحرك أو المشاركة في هذه الخطط يجب أن لاتكون على أساس دوافع إقتصادية مادية بل أن تستند على دوافع وجدانية إنسانية بيئية بحتة . ‏
المراجع:
علم البيئة

يسلموووووو على التميز نظرة في علم البيئة 219657

شكرا لمرورك يا الاماكن للموضوع والأطلاع عليه

شكرا لمرورك يا حمودي للموضوع والأطلاع عليه