ثقافة علمية ‏-الدرس(‏0‏)‏-النظام البيئي والتنوع الحيوي.

س١:عرف النظام البيئي؟
هو وحدة تنظيمية في حيز معين،تحتوي على مكونات
حية،وأخرى غير حية ‏،تتفاعل مع بعضها البعض،وتتبادل
المواد فيما بينها.


س٢:مكونات النظام البيئي؟
١-مكونات حية(المنتجات-المستهلكات-المحللات)‏.
٢-مكونات غير حية(التربة-الماء-الرياح-الضوء-الحرارة-
الرطوبة)‏.


س٣:أنواع النظام البيئي؟
١-نظام متكامل (مفتوح)‏:
نظام يحتوي جميع العناصر الأساسية الأولية(حية،غيرحية‏)‏
مثال(الأنهار-الغابات)‏.
٢-نظام غير متكامل(مغلق)‏:
نظام يفتقر لواحد أو أكثر من العناصر ‏
الأساسية الأولوية .
مثال:الكهوف المغلقة-الأعماق السحقية
للبحار.


س٣:لاتحتوي الكهوف المغلقة على منتجات؟
بسبب عدم وصول الطاقة الشمسية إليها.

مكونات النظام البيئي:

أولا:المكونات الغير حية:

١-التربة:
نوع التربة(كلسية،رملية،طينية) وصفاتها الكيميائية و
الفيزيائية تحدد الكائنات ومدى تكيفها مع التربة.

٢-الماء:
س١:معدل سقوط الأمطار أعلى من معدل التبخر؟
تسود الغابات (مناطق الإستواء)‏.
س٢:معدل سقوط الأمطار أقل بكثير من معدل التبخر؟
تسود الشجيرات متساقطة الأوراق(فلسطين)‏.

٣-الضوء:
-مصدر ‏
الطاقة ‏
الأساسي ‏
لجميع ‏
الكائنات ‏
الحية.
-يسهم في عمليات البناء الضوئي.
-شدة الضوء والفترة الضوئية تؤثر على الأزهار في
النباتات والتكاثر في الكائنات الحية.

٤-الحرارة:
من العوامل الهامة في تكيف الكائنات الحية:
-تساهم في نمو الكائنات الحية.
-تساهم في تكاثر الكائنات الحية.
-تؤثر في العديد من المظاهر البيئية.
أ-البيات الشتوي(الحلزون)‏.
ب-البيات الصيفي(الثعبان)‏.
ج-هجرة الطيور.


٥-الرطوبة:
كمية بخار الماء بالغرامات في المتر المكعب الواحد
من الهواء.

٦-الرياح:
تعد من أهم العوامل التي تحدد صفات النظام البيئي.
-نقل حبوب اللقاح.
-تكسير الأشجار وسقوط الأوراق والثمار.
-حركة الكائنات الحية.
-التكاثر.
-الزحف الصحراوي.

ثانيا:المكونات الحية:

١-المنتجات:
هي كائنات حية تبني غذائها بنفسها عن طريق عملية
البناء الضوئي.


٢-المستهلكات:
هي كائنات حية تستعمل المواد العضوية المنتجة من
الكائنات ذاتية التغذية بصورة مباشرة أو غير مباشرة
وتشمل الحيوانات والأوليات وبعض الطلائعيات.

س١:تصنف المستهلكات إلى؟
أ-آكلات الأعشاب:
كائنات حية مستهلكة تتغذى على النباتات.
مثال:الأغنام والأرانب والغزلان.
ب-آكلات اللحوم:
كائنات حية مستهلكة تتغذى على اللحوم.
مثال:الأسد،الصقر،الأفعى.
ج-آكلات الأعشاب واللحوم:
كائنات حية مستهلكة تتغذى على النباتات والحيوانات
معا وتسمى القوارت.
مثال:‏ الإنسان والغراب.



٣-المحللات:
هي كائنات حية تحول المواد المعقدة إلى مركبات
بسيطة (البكتيريا،الفطريات)‏.
المحللات لها أهمية في التخلص من الجثث وبقايا
الكائنات الحية.


س١:علل:تعتبر المحللات مهمة للحفاظ على سلامة
البيئة وعدم تلوثها؟
لأنها تحلل جثث الكائنات الحية وتمنع تراكمها.

ثانيا:المكونات الحية:

١-المنتجات:
هي كائنات حية تبني غذائها بنفسها عن طريق عملية
البناء الضوئي.


٢-المستهلكات:
هي كائنات حية تستعمل المواد العضوية المنتجة من
الكائنات ذاتية التغذية بصورة مباشرة أو غير مباشرة
وتشمل الحيوانات والأوليات وبعض الطلائعيات.

س١:تصنف المستهلكات إلى؟
أ-آكلات الأعشاب:
كائنات حية مستهلكة تتغذى على النباتات.
مثال:الأغنام والأرانب والغزلان.
ب-آكلات اللحوم:
كائنات حية مستهلكة تتغذى على اللحوم.
مثال:الأسد،الصقر،الأفعى.
ج-آكلات الأعشاب واللحوم:
كائنات حية مستهلكة تتغذى على النباتات والحيوانات
معا وتسمى القوارت.
مثال:‏ الإنسان والغراب.



٣-المحللات:
هي كائنات حية تحول المواد المعقدة إلى مركبات
بسيطة (البكتيريا،الفطريات)‏.
المحللات لها أهمية في التخلص من الجثث وبقايا
الكائنات الحية.


س١:علل:تعتبر المحللات مهمة للحفاظ على سلامة
البيئة وعدم تلوثها؟
لأنها تحلل جثث الكائنات الحية وتمنع تراكمها.

لاتعيش الكائنات الحية بمعزل عن محيطها بل تؤثر ‏
وتتأثر بها.

أولا:التفاعلات بين المكونات الحية والغير حية:
تتأثر الكائنات الحية بالمكونات البيئية الغير حية من
حيث مقدارها ودرجة توافرها.

١-استجابة الكائنات الحية للعوامل البيئية الغير حية:
تتباين الكائنات الحية في مدى استجابتها للعوامل
البيئة غير الحية فلكل نوع من الكائنات الحية ظروف
طبيعية يعيش فيها،قدلا تشبه ظروف الأنواع الأخرى
‏(الفيل-النخيل-النباتات الخضراء-نباتات الظل)‏.

س:عرف العامل الأمثل؟
هو مقدار العامل الذي يؤمن الحياة المثلى لذلك
الكائن.
وإذا تدنى مقدار هذا العامل أو ارتفع أصبحت حياة
الكائن صعبة،ولكنه لايموت إلا إذا كان التغير في
مقدار العامل تغيرا جزريا زيادة أو نقصان.

س:عرف مدى التحمل؟
هو المجال الكلي بمقدار العامل الذي يستطيع أن
يعيش فيه الكائن.

س:مناطق الإجهاد البيئي؟
هي المناطق الواقعة بين نهايتي المدى الأمثل و
نهايتي التحمل السفلي والعلوي.
وفيها يتعرض هذا النوع من النباتات للإجهاد و
غالبا ما يستمر في المعيشة لفترة محدودة .
تتحكم درجة الحرارة في نمو الكائن الحي فلكل
كائن حي مدى تحمل خاص به،كما أن بعض
الأنواع تمتع بمدى أوسع أو أضيق من غيرها.

س:عرف نهايتي التحمل؟
هما النقطتان عند الحد العلوي والسفلي لمدى
التحمل.

٢-دورات العناصر في الطبيعة:
تعتمد استمرارية الحياة على تبادل المادة في
الأنظمة البيئية,ويطرأ على المادة تحول وتقلب ‏
مستمر بين المكونات الحية والغير حية بشكل
دورات وتسمى دورات الماء والعناصر..ومنها:

أ-دورة الكربون:
يتواجد ‏CO2 في الطبيعة بنسبة ‏‎ ‎0.03 %‏ ويشكل
الكربون اللبنة الأساسية في بناء المركبات العضوية
التي تبني فيها الخلايا,‏ وبالتالي الكائنات,‏ وتشمل
دورة الكربون الأساسية الأتية:
١-البناء الضوئي:حيث يتم تثبيت ‏CO2 من الجو لتكوين
مركبات عضوية بواسطة النباتات والطحالب وبعض البكتيريا.
٢-عملية ‏
التنفس:‏ ينتج ‏
 CO2.
٣-الاحتراق:‏ مصدر مهم ل ‏‎ CO2 كإحتراق الفحم
الحجري والنفط.
٤-تحليل الأجسام الميتة عن طريق المحللات.


ب-دورة الأكسجين:
-يتواجد ‏O2 بنسبة ‏20 % في ومذاب في الماء.
-ينتج منظمة من عملية البناء الضوئي,ويستهلك
من خلال تنفس الكائنات الحية والاحتراق.


ج-دورة النيتروجين:
يشكل حوالي ‏78 % من الغلاف الجوي.
تحتاج جميع الكائنات الحية النيتروجين لأنه
يدخل في تركيب الحموض الأمينية,وتركيب
الحموض النووية ‏DNA,RNA.
-لا تستفيد منه المنتجات والكائنات الحية إلا
على هيئة أيونات المركبات غير عضوية مثل
الأمونيوم ‏NH4+ أو النيترات ‏NO3- وهذه
العملية تسمى تثبيت النيتروجين ويتم بإحدى
طريقتين:
١-حيويا:‏(النترجة)‏:
وتتم بواسطة بكتيريا الرايزوبيوم التي تعيش
في عقد جذور البقوليات وهي تحول
النيتروجين الجوي إلى أيون الأمونيوم ‏NO4+
وتحوله أنواع أخرى من البكتيريا إلى أيونات
النيتريت ‏NO2- ثم تقدم بكتيريا أخرى بتحويلها
إلى النيترات ‏NO3- وهي المادة التي تستطيع
النباتات امتصاصها.

س:عرف عملية النترجة‏?‏
هو تحول غاز النيتروجين بواسطة بكتيريا
الرايزوبيوم إلى أيونات النيترات التي يمتصها
النبات.

٢-البرق والصواعق:
هي ظاهرة يتم فيها تحويل غاز النيتروجين ‏
ومن ثم إلى أيونات النيترات ‏‎ NO3- تصل مع
الأمطار للأرض فنبات يستفيد منها.


الاستفادة من الطريقتين يثبت النيتروجين
وتتمكن النباتات والحيوانات من استعماله في
بناء جزيئات البروتين النباتي والحيواني وإطلاق
الأمونيا ‏
للجو وينتج منها النيترات وتصبح بدورها مصدرها
جيدا للنيتروجين في التربة.

تعتبر النباتات والحيوانات الميتة والمخلفات مصدرا ‏
للنيتروجين ‏,تغني التربة بالنيتروجين نتيجة تحللها,‏ ويحمل
النيتروجين المثبت بإحدى الطرق مع مياه الأمطار أو
الري إلى البحيرات.

س:‏ عرف الزنترة‏?‏
هي عملية إعادة النيتروجين إلى الهواء الجوي بواسطة
البكتيريا اللاهوائية التي تعيش في التربة.
حيث تقوم بتحويل النيترات إلى نيتريت ثم غاز النيتروجين
الذي يتصاعد إلى الغلاف الجوي.

ثانيا:التفاعلات بين المكونات الحية:
هناك علاقات متبادلة أثناء معيشة الكائنات الحية,سواء
بين أفراد النوع الواحد أو بين الأنواع ويعرف النوع
بطريقتين.

‏*التعريف الظاهري ‏‏"المورفولوجي‏"‏:
هو مجموعة الأفراد التي تختلف في صفاتها الظاهرية
أو الفسيولوجية عن باقي أفراد المجتمعات الأخرى
في بعض الخواص.

‏*التعريف الحيوي:
هو مجموعة الأفراد التي تستطيع أن تتكاثر فيما بينها
وتنتج نسلا خصبا.

١-العلاقات المتبادلة بين أفراد النوع الواحد:
ومن أمثلتها:
أ-التكاثر:
الوسيلة لحفظ النوع واستمراره في الأنواع المتكاثرة
جنسيا.
ب-العناية بالصغار:
من العلاقات الهامة ضمن النوع,وتقوم الأنثى بالغالب
في هذه الوظيفة وأحيانا الذكور.
ج-الحياة الاجتماعية:
وفيها تتم الحياة في مجموعات الحشرات وتنقسم ‏
المجموعة إلى فئات لوظائف لتتلائم مع هذه
المجموعة مثل تجمعات النمل وخلايا النحل.
ء-التنافس:
يحدث بين أفراد النوع الواحد في مراحل النمو وهو ‏
إما على الغذاء والموطن أو الزواج.


٢-‏ العلاقات بين الأنواع المختلفة:
ومن أمثلتها:
أ-الإنتشار:
تعتمد العديد من النباتات على بعض الحيوانات في
الإنتشار.
ب-التنافس:
يعتبر بين الأنواع من العوامل المحدودة لكثافة انتشار
الكائنات الحية ويتم التنافس على المصادر الطبيعية.
ج-التعايش:
علاقة بين نوعين من الكائنات الحية.يعيشان معا بطريقة
تكفل الفائدة لأحدهما دون أن يتضرر الآخر مثل
‏(الطحالب على قشرة السلحفاة المائية)‏.
ء-التقايض:
وهو علاقة إجبارية بين كائنات حية تتبع لنوعين
مختلفين حيث يتبادلان المنفعة ولا يستطيع أحدهما
العيش بمعزل عن الآخر مثل
‏(التمساح والطيور)‏.
ه-الأفتراس:
هو الحالة التي يهاجم فيها كائن حي كائن حي آخر
ويقتله ويتغذى عليه(الأسد والغزال)‏.
و-التطفل:
علاقة بين كائنين ليعتمد أحدهما على الآخر في تغذيته
واستمرار حياته ,يلحق به الضرر ويسمى الأول طفيل
والثاني عائل.
‏(الدورة الشريطية,الهالوك)‏.

٣-العلاقات الغذائية:
من أهم العلاقات بين الكائنات الحية للنظم الغذائية
البيئية إعتماد بعضها على بعض في التغذية.
فيمكن أن يتغذى كائن حي على كائن حي آخر ويسمى
كل مسار من هذه المسارات بالسلسلة الغذائية.


س:عرف السلسلة الغذائية؟
هي مسار تغذية يبدأ بالنباتات وينتهي بالمحللات مرورا
ببعض الكائنات التي تتغذى على بعضها.

س:عرف الشبكة الغذائية؟
هي تشابك وتداخل السلاسل الغذائية بعضها ببعض.


س:عرف مستويات التغذية؟
هي علاقة توضح مبدأ السلاسل الغذائية ‏،حيث جميع
السلاسل الغذائية تبدأ بالمنتجات فالمستهلكات فالمحللات
مثال:
قمح ...فأر..أفعى..صقر


س:عرف الكتلة الحية؟
هي مجموع الكتلة الجافة للكائنات الحية لوحدة زمنية
ولوحدة مساحة معينة من النظام البيئي ‏،‏ ويتم حسابها
بأخذ عينات من الكائنات الحية ووزنها.
وهذه الكتلة الحية تنقص بمعدل 90%عند الإنتقال من
مستوى غذائي لآخر.

مثال:
إذا كانت الكتلة الحية لمزرعة قمح تساوي ‏8000‏ كجم
للدونم في السنة،‏ كم تكون الكتلة الحية للإنسان الذي ‏
تغذى على الخراف التي تتغذى على دونم واحد من
هذه المزرعة؟

الكتلة الحية تنقص بمعدل ‏90 % لإنتقالها من مستوى
لآخر.

‏*الكتلة الحية التي تعيش على دونم واحد
‏=‏8000 0,1X‏ ‏‏= ‏800‏ كجم.

‏*الكتلة الحية للإنسان الذي تغذى على هذه الخراف:
‏= ‏800 0,1X‏ ‏‏= ‏ 80 كجم.

-طاقة الإشعاع الشمسي تتحول إلى طاقة ‏
كيميائية وتستفيد المنتجات من ‏1 % فيها.
‏ ‏
طاقةحرارية-‏ طاقة ضوئية-‏ طاقة كيميائية.

-ثم تتغذى المستهلكات الأولية على المنتجات
فتستقبل ‏10 % مما سبق.‏ أي يتبدل حوالي90 %
على شكل حرارة.

مثال:
إذا سقطت كمية من الطاقة الشمسية1000,000
كيلو سعر على المتر المربع من المراعي وتتغذى
عليه إحدى الأغنام التي تتغذى عليها الإنسان.
احسب كم كيلو سعر يستفيد الإنسان منها؟

‏*الطاقة الشمسية التي يستفيد منها النبات.
=0,01x1000,000 
‏=10,000‏ كيلو سعر حراري

‏*الطاقة المستفادة من قبل الأغنام.
10,000 0,10x
=1000‏ كيلو ‏
سعر

‏*الطاقة المستفادة من قبل الإنسان‏=‏
1000 0,10x
=100 كيلو ‏
سعر
‏‏

‏*‏‏*‏‏*‏‏*‏‏*‏‏*‏‏*‏‏*‏‏*‏‏*‏‏*‏‏*‏‏*‏‏*‏‏*‏‏*‏‏*‏‏*‏‏*‏‏*‏‏*‏‏*‏‏*‏‏*‏‏*‏
تم تمثيل انتقال الطاقة والكتل الحية بأشكال ‏
هرمية سميت الأهرام البيئية.


‏*الأهرام البيئية؟
هي أشكال هرمية لتوضيح انتقال الطاقة
والكتل الحية ‏.

س:‏ ماهي أقسام الأهرام البيئية؟

١-هرم الكتلة الحية:
يعبر عن كمية المادة الحية في تدريج معين من
الهرم الذي يحتله في المستويات الغذائية.
وتتناقص كلما صعدنا لأعلى ‏.ولايمكن قلبه ‏.علل؟
لأن كمية الكتلة الحية متوفرة دائما في المنتجات.


٢-هرم الأعداد ‏:
يعبر عن العدد الكلي في كل مستوى غذائي في
الهرم ويهمل الكتلة،‏ وتنخفض الأعداد كلما ‏
اتجهنا لأعلى ويمكن قلب الهرم في الطبيعة.


٣-‏ هرم الطاقة:
يعبر عن انسياب الطاقة في المستويات
والشبكات الغذائية وتتناقص كمية الطاقة ‏
تصاعديا نحو قمة الهرم الذي تتواجد فيه
أقوى المستهلكات.
لايمكن قلبه.


علل:‏ نجاح نموذج هرم الطاقة؟
أولا يعتبر هرم الطاقة هرما مثاليا.
-لأنه يعتمد على مبدأ قانون الديناميكية الحرارية
الثاني.

س:على ماذا ينص قانون الديناميكية الحرارية
الثاني؟
ينص على أن جزءا من الطاقة يتبعثر أو يضيع
كلما تحولت من شكل لآخر.



‏*‏‏*‏‏*‏‏*‏‏*‏‏*‏‏*‏‏*‏‏*‏‏*‏‏*‏‏*‏‏*‏‏*‏‏*‏‏*‏‏*‏‏*‏‏*‏‏*‏‏*‏‏*‏‏*‏‏*‏‏*‏‏*‏‏*‏‏*‏‏*‏‏*‏‏*‏‏*‏‏*‏‏*‏‏*‏‏*‏‏*‏

‏*اتزان النظام البيئي:

الاتزان البيئي:
هو الاتزان (التوازن) في مجمل الدورات ‏
الغذائية والمسالك المتداخلة للطاقة بين الانتاج
والإستهلاك والتحلل داخل النظام البيئي.


النظام المتزن:
هو النظام الذي تكون فيه مكونات الحياة ‏
متكاملة إلى أقصى حد.


النظام الغير متزن:
اختفاء أو هجرة الأنواع (ملوثات،‏ عمران) مما
يحدث فجوة في البيئة من شأنها أن تعطل ‏
مسار الطاقة الطبيعية (فقدان أو تشتتها)‏.