Ekosistem Donguleri,
ekosistem madde dongusu,
ekosistem ve donguler,
Ekosistem Dongusu konu anlatımı
Canlı organizmalarla cansız cevre elementleri birbiriyle sıkı sıkıya bağlıdır Karşılıklı olarak madde alışverişi yapacak bicimde birbirlerine etki yapan canlı organizmalarla, cansız maddelerin bulunduğu herhangi bir doğa parcası bir ekosistemdir Ekosistem yaklaşımı, bireysel organizmalar ya da topluluklardan cok tum alanın işlevlerinin nasıl olduğuyla ilgilenir Bir alandaki canlı organizmalar ve cansız cevreleriyle olan ilişkilerine bakar Bir ekosistem, temel olarak abiyotik maddeler, ureticiler, tuketiciler ve ayrıştırıcılardan oluşur Ekosistemlerde yaşam, enerji akışı ve besin donguleriyle surer Acık bir sistem olan ekosistemde, enerji ve besin girişcıkışı sureklidir
Beslenme İlişkileri
Bir ekosistemde, enerjinin taşındığı organizmalar dizisine besin zinciri denir Besin zinciri, guneşten gelen enerjinin fotosentez yoluyla kullanılmasıyla başlar Bunlara ureticiler denir Ureticiler otcullar tarafından, otcullar da etciller tarafından yenir Bazı turler hem bitkiler hem de hayvanlarla beslenir Bunlara hepcil denir Besin zincirindeki her bir beslenme basamağı trofik duzey olarak adlandırılır Yani, tum ureticiler birlikte birinci trofik duzeyi, tum otcullar ikinci trofik duzeyi ve tum etciller ucuncu trofik duzeyi oluştururlar Beslenme ilişkileri, coğunlukla bundan daha karmaşık bir yapıdadır Yani, karmaşık olarak birbirine gecmiş pek cok besin zinciri bulunur Bunların tumune besin ağı denir Coğu ekosistemde, başlıca iki besin ağı bulunur Otlayan (grazing food web) besin ağı, herbivorları ve daha yukarıda yer alan beslenme duzeylerini kapsar Detritus besin ağı da, atık urunler ya da olu dokularla beslenen organizmaları ve bunlarla beslenen daha ustteki duzeyleri kapsar
Enerji Akışı
Canlılar arasında enerji akışı besin zincirleriyle sağlanır Guneşten gelen enerji, yaşayan sistemlere bitkilerin, bazı bakterilerin ve protistlerin yaptığı fotosentez sonucu girer Guneş ışığının %4 ’u bitkiler tarafından yakalanır ve yakalanan enerjinin yarıdan fazlası solunumda kullanılır Solunumda kullanılan enerji, ısı olarak kaybedilir Bu nedenle, diğer organizmalar tarafından kullanılamaz Kalan yarısı da, bitki dokularına donuşturulur Bitki dokularındaki enerjiye doğrudan ulaşabilen iki ceşit organizma bulunur Bunlar canlı bitki uzerinden beslenen otcullar (herbivorlar) ve olu bitkilerle beslenen ayrıştırıcılardır Coğu ekosistemde, enerjinin onemli bir kısmı ayrıştırıcılar tarafından alınır Orneğin, bir otlakta bitkilerdeki enerjinin yalnızca %10 ’u otlayan hayvanlar tarafından alınır Otcullar, aldıkları enerjinin coğunu solunumda vucut bakımı icin kullanır Geri kalan, otculların biyokutlesine gider Otculların vucut kutlesindeki enerjinin buyuk kısmı etciller (karnivor) tarafından alınır Bir kısmı da yine ayrıştırıcılara gider Etciller tarafından alınan enerjinin neredeyse tumu bakım icin kullanılır Bitki enerjisinin buyuk kısmını alan ayrıştırıcılar, bunun yarıdan fazlasını bakım icin kullanır Geri kalansa, toprak organik maddesinde depolanır ya da ayrıştırıcılarla beslenen organizmalar tarafından alınır Sonuc olarak, bitkiler tarafından yakalanan enerjinin tumu donuşturulur ve bir kısmı ısı olarak kaybedilir Yani, ekosistemde enerji akışı tek yonludur Bu nedenle, sistemin yaşamayı surdurebilmesi icin, ureticilerin guneş enerjisini tutma işlemini surekli yapmaları gerekirUreticiler tarafından alınan guneş enerjisinin fotosentez urunlerine donuşturulmesine toplam birincil uretim denir Bunun bir kısmı solunumda kullanıldıktan sonra, kalanı yeni dokular yapmak icin kullanılır Buna da, net birincil uretim denir Ekosistemlerdeki birincil uretim guneş ışığı, besin ve su eldesine bağlı Tropik yağmur ormanları, yağmur ve guneş ışığı bolluğu nedeniyle yuksek verimliliğe sahiptir Halicler (Estuaries) ve bataklıklar, ırmaklar ve akarsulardan gelen yuksek besin miktarı nedeniyle yuksek verimliliğe sahiptirBir ekosistemdeki enerji akışını gostermenin bir yolu, enerji piramidi inşa etmek Bir enerji piramidi, ureticilerin yer aldığı en alt trofik duzeyden en ust etcil seviyesine kadar tum besin seviyelerinin icerdiği enerji miktarını gosterir Her seviyedeki enerji miktarı, hacim olarak gosterilir Genel kural şudur: bir seviyedeki enerjinin yalnızca %10 ’u bir ustteki seviyeye gecer Geri kalan solunum sırasında ısı olarak kaybedilir Sonuc olarak, biyokutle miktarı ve desteklenen birey sayısı piramitte yukarılara doğru cıktıkca azalır Bu nedenle, otculların sayı ve biyokutlesi etcillerden daha fazladır Bunu insan nufusunun beslenmesine gore uyarladığımızda karşımıza şu sonuc cıkar: Var olan otlar doğrudan insan tarafından yenirse, aynı miktarda otla beslenen ineklerin besleyeceği insan sayısından 10 kat daha fazla insan beslenebilir Coğu ekosistemde, ureticiler tarafından yakalanan ve dokulara donuşturulen enerjinin onemli bir kısmı otcullara ve daha yuksekteki beslenme duzeyleri tarafından değil, ayrıştırıcılar ve detrivorlar tarafından alınır Numaralar ureticiler tarafından yakalanan enerjinin her beslenme duzeyine gecen oranını veriyor
Besin Donguleri
Enerjinin yanı sıra, tum organizmalar suya ve ceşitli besinlere gereksinim duyar Bu besinler arasında en onemlileri karbon, nitrojen, oksiyen ve fosfordur Enerjinin tersine, besinler ekosistemlerde biojeokimyasal donguler icinde surekli kullanılabilirler Herbir element icin dongu, besinin bulunduğu bir depo, bir değişim havuzu ve besinlerin gectiği organizmaları iceren bir biyotik topluluk icerir Ancak, insan etkinlikleri bu besin dongulerini değiştirir
Karbon Dongusu
Tum canlılar, karbon icerikli bileşikler olan organik molekullerden oluşur Yani, karbon dongusu oldukca onemlidir Karbonun değişim havuzu atmosferdir Atmosferde karbon karbon dioksit formunda bulunur Karbon, biyotik topluluğa fotosentez yoluyla girer Fotosentez işleminde, CO2 havadan alınır ve karbonhidrat yapmak icin kullanılır Diyagramdaki kutular icinde yazılı sayılar, belirli depolarda bulunan karbon miktarını gosteriyor Oklarla gosterilen sayılar da, depolar arasındaki geciş miktarlarını gosteriyor Karbonun hareket ettiği başlıca 3 depo bulunur: atmosfer, biyota denilen karasal organizmalar ve okyanus Atmosfer, karbon dongusunde en onemli rolu oynar Burada karbon, karbon dioksit formunda bulunur Atmosferdeki karbon dioksit karasal besin zincirine fotosentez yoluyla bitkiler aracılığıyla girer Bitkiler tarafından alınan karbonun bir kısmı solunum yoluyla yeniden atmosfere geri doner Kalan karbon, bitki dokularının yapımında kullanılır Daha sonra otculların bitkileri yemesiyle besin zincirinde ilerler ya da bir kısmı bitkinin olmesiyle ayrıştırıcılara gecer Hayvanlar ve ayrıştırıcılar karbonu solunum yoluyla tekrar karbon dioksit olarak atmosfere salar Kalan kısım da, ayrışarak toprağın bir parcası olur Uzun bir zaman sonra, bunların bir kısmı sıkışarak petrol ve komur gibi fosil yakıta donuşur Okyanuslar, atmosferdeki karbon dioksit seviyesinin belirlenmesinde onemli bir rol oynarlar
Karbon iceren gazlar difuzyon yoluyla okyanus yuzeyi ve atmosfer arasında hareket eder Su bitkilerinin de fotosentez icin sudaki karbon dioksiti kullanmaları gerekir Okyanus bitkileri de karbonu tıpkı karasal bitkiler gibi depolar Okyanus hayvanları bu bitkileri yiyerek karbonu depolarlar Daha sonra, solunum yoluyla karbon dioksiti yeniden suya bırakırlar Okyanus bitkileri ve hayvanları olduklerinde suda cururler (ayrışırlar) Curuyen bitki ve hayvanlar okyanusun dibine cokerek orada cozunur ya da okyanus dibine yerleşerek tortunun icine gomulurler Bazı deniz canlıları da karbon gazını okyanus suyundan alır ve kabuklarını yapmak icin kullanırlar Bu canlılar olduğunde karbon dolu kabukları cozunur ya da okyanus dibine yerleşir Her ne kadar kayaların oluşumu ve aşınımı uzun bir zaman alsa da, bu surec de karbonu sudan uzaklaştırır Son olarak, okyanus dibinden yuzeye hareket eden su da karbonu taşır Okyanustaki karbonun bir kısmı da okyanus yuzeyinden atmosfere hareket eder Karbon, bitkilerin soluması yoluyla yeniden atmosfere gecebilir ya da otcullar tarafından bitkilerin yenmesiyle bir ust beslenme duzeyine gecebilir Her duzeyde karbonun buyuk bir kısmı solunum yoluyla tekrar CO2 olarak atmosfere geri doner Okyanuslar da, bikarbonat formunda buyuk miktarda karbon tutar Fosil yakıtların yakılması, atmosferdeki karbon dioksit miktarını yuksek oranda artırır Son 40 yıl icinde atmosferdeki CO2 ’nin %30 oranında arttığı biliniyor
İnsan Mudahalesi
Fosil yakıtlar olarak bilinen komur, petrol ve doğal gaz, endustrileşmiş tum ulusların enerji gereksinimini karşılar Bu nedenle de, Dunya ekonomisi karbon uzerine kuruludur Bu yakıtların yanma yan urunu de karbon dioksitdir (CO2) Yani, insanlar doğal surecle karbon salımından daha hızlı atmosfere karbon dioksit ekliyorlar Atmosferdeki fazla karbonun buyuk bir kısmı ağaclarda depolanır Ceşitli nedenlerle orman alanlarının yakılarak yok edilmesiyle depolanan tum karbon dioksit atmosfere verilir Bu alanların kesilerek acılmasıyla da, karbonun en onemi depo alanı ortadan kaldırılmış olur Bu işlemler, karbonun depolarından atmosfere gecmesine neden olur Peki atmosferde karbon dioksit fazlası olursa ne olur? Karbon dioksit, yuzyılın en buyuk tehlikesi olarak kabul edilen kuresel ısınmanın başrol oyuncularından biri
Kuresel Isınma
Atmosferdeki karbon dioksit, sera etkisi adı verilen bir yolla guneş ısısını tutarak yeryuzunun ısınmasında onemli bir rol oynar Sera etkisi, doğal bir ısınma surecidir Karbon dioksit ve belirli bazı gazlar atmosferde surekli bulunurlar Bu gazlar, tıpkı seralarda olduğu gibi Dunya ’nın gerekli sıcaklığının korunmasını sağlarlar Ancak, insan etkisiyle atmosfere daha yoğun olarak salınan bu gazlar, Dunya yuzeyinin istenilenden daha fazla ısınmasına yol acar Bu gazlar icinde en onemlileri, karbon dioksit (CO2) ve su buharı (H2O) Bunları, metan (CH4), nitrous oksit (N2O) ve pek cok endustriyel işlemde kullanılan kloroflorokarbonlar (CFCs) izler
Su Dongusu
En onemli yaşam kaynağı sudur Tum canlıların %75 ’i sudan oluşur Denizler, karalar ve hava arasındaki su alışverişi, yeryuzunde yaşamın var olmasını sağlayan koşulları surekli kılar Okyanus akıntıları ve ruzgar desenleri, su dongusunde rol oynar
Dunya Su Stoğu
Su, Dunya'nın doğal kaynaklarından biridir Dunya ’daki toplam su miktarı sınırlıdır Bu kaynağın buyuk bir kısmı, okyanuslardaki tuzlu sudur Ancak, tuzlu suyu tatlı suya cevirmek cok pahalı bir işlem olduğundan, kullandığımız su genellikle tatlı sudur Dunya su kaynağının yalnızca %3'u tatlı sudur Bunun da ucte ikisi donmuş halde bulunur Kalan %1'lik kısım yuzey suları ya da yeraltı sularıdır Yeraltı suları, kullanılabilir su kaynağının ucte ikisini kaplar Yuzey suları, bildiğimiz ırmaklar, akarsular, goller ve dereleri kapsar Yeraltı suları, toprak icindeki boşlukları ya da kayaların arasındaki boşlukları dolduran sulardır
Azot Dongusu
Yaşamın başlangıcından beri, atmosfer ve okyanuslar azot icerir Azot canlılar icin onemli bir maddedir Cunku, proteinlerin ve DNA ’nın onemli bir bileşenidir Gaz halindeki azot (N2), atmosferin %80'ini oluşturur Uclu kovalent bağı, bu iki azot atomunu sıkıca bir arada tutar (N?N) Ancak, azot gaz formuyla bitkiler ve hayvanlar tarafından kullanılamaz Yanardağ hareketleri ve şimşek gibi elektrik deşarjları, kucuk bir miktar azotun besin dongusune girmesini sağlayabilir Ancak, gerekli miktarın elde edilebilmesi icin toprak organizmaları tarafından bitkilerin kullanabileceği bir forma donuşturulmeleri gerekir Karasal ekosistemlerde, toprakta ya da bazı bitki gruplarının koklerindeki yumrularda nitrojen bağlayan bakteriler yaşar Bu bakteriler, azot gazını amonyağa donuşturur Yumrulardaki bakteriler, besinlerini bitkiden sağlarken, bunun karşılığında bitkilere gereksinim duydukları azotu sağlar Fazla amonyak, toprağa salınır ve burada nitrifikasyon bakterileri tarafından once nitrite, sonra da nitrata donuşturulur Nitrat bitkiler tarafından emilir ve protein gibi onemli molekullerin uretiminde kullanılır Boylece azot, besin zincirine girer Azot, bitkiler ve hayvanlar atık urettiklerinde ya da olduklerinde, ayrışma işlemiyle amonyak formunda tekrar toprağa doner Toprakta bulunan denitrifikasyon bakterileri de nitrit ya da nitratı tekrar azot gazına donuşturur Boylece azot tekrar atmosfere karışır Bakteriler azot bağlama işlemi icin nitrojenaz enzimi kullanırlar Bu enzim, iki proteinden oluşur Bu proteinler iki atom arasındaki bağları kırmak ve 1 molekul N2'den 2 molekul amonyak elde etmek icin 12 saniyede 8 kez ayrılıp birleşirlerTerleme (transpirasyon): Su, bitkilerin kokleri tarafından emilir ve buradan yapraklara taşınır Yaprakların yuzeyinde kucuk delikler bulunur Bu delikler sayesinde karbon dioksit emer, oksijen salarlar Su buharı da buharlaşma yoluyla bu deliklerden salınır Bu işleme terleme denir Kentsel Alanlar: Yerleşim alanlarında su dongusunde onemli kayıplar yaşanır Bunun başlıca nedenleri, baraj yapımı ve bitki ortusu kaybı olarak sıralanır Atmosfer: Hava, Dunya ’daki suyun %0001 ’ini tutar Su, burada ortalama 9 gun gecirir ve sonra tekrar karaya doner Atmosferdeki başlıca gazlar, azot (%78) ve oksijendir (%21) Diğer gazlar, geri kalan %1 ’i oluşturur Havadaki miktarı her an değişebilen tek gaz su buharıdır Havada %04 oranında su buharı bulunabilir Havadaki su buharı, havanın nemliliğini belirler Guneşin Rolu: Guneş, buharlaşmanın olması icin gerekli ısı enerjisini sağlar Aynı zamanda, Dunya yuzeyinde kararsız ısınmalar ruzgara neden olur Yere yakın olan olan hava (su buharı taşıyan), guneş tarafından ısıtılır Isınan hava yukselir ve sonra da soğumaya başlar Soğuk hava, sıcak havadan daha ağırdır Bu nedenle, soğuyan hava yeniden yere iner Sıcak ve soğuk havanın bu hareketine “konveksiyon akım (convection current) denir
Fosfor Dongusu
Yaşam icin gerekli onemli minerallerden biri fosfordur Fosforun asıl kaynağı kayaclardır Fosfor kayaların yapısında fosfat olarak bulunur Kayaların aşınması ve erozyon gibi sureclerle fosfat ırmaklara ve akarsulara karışır ve buradan okyanuslara taşınır Burada, diğer minerallerle birlikte depolanır Milyonlarca yıl burada bekler Kabuk carpışmaları sırasında deniz tabanının bir kısmı yuzeye cıkar ve karasal yapı oluşturur Kayaların yeniden aşınmaya başlamasıyla da tekrar donguye katılır Oldukca yavaş ilerleyen bu dongude, karadan okyanuslara daha hızlı bir geciş yaşanır Fosforun yeniden karaya donuşu, yuzbinlerce yıl alır Fosforun ekosistemlerdeki dongusu daha hızlı ilerler Tum canlılar az miktarda fosfora gereksinim duyar Fosfor, ATP, NADPH, fosfolipitler, nukleik aistler ve diğer organik bileşiklerin başlıca bileşenidir Bitkiler, fosforun cozunup iyonlaşmış formunu kullanırlar Bunu oyle hızlı yaparlar ki, topraktaki fosfor miktarı birden bire olması gerekenin oldukca altına duşebilir Otcul hayvanlar icin fosforun tek kaynağı bitkilerdir Etcil hayvanlar da, otcul hayvanları yiyerek fosfor gereksinimlerini karşılarlar Hayvanlar, fosforun bir kısmını dışkı ve idrar yoluyla atarlar Olu canlıların curumesiyle de bir kısım fosfor toprağa taşınır Toprağa karışan fosfor, buradan yine bitkiler tarafından alınarak donguye katılırFosfor, ozellikle sucul ekosistemde coğunlukla bitki buyumesinde sınırlayıcı besindir Fosforun ana kaynağı kayaclar olmasına karşın, ticari gubrelerle donguye daha fazla fosfor katılır Fosforun dongude fazla miktarda bulunması cevresel sorunlara yol acar Orneğin, tarım alanlarında gubre olarak kullanılan fazla fosfor sığ gollere taşındığında, bu besin fotosentetik bakteri ve alglerin sayılarının birden bire patlamasına neden olur Bu durum, su yuzeyinin kaplanmasına ve guneş ışığının sualtındaki bitkilere ulaşmasına engel olur Bu bitkiler ve yuzeydeki bakteri ve algler olduğunde diğer bakteriler tarafından tuketilir Bu bakteriler beslenme sırasında sudaki cozunmuş oksijeni kullanırlar Goldeki oksijen miktarının duşmesiyle de, balıklar olur Gollerdeki bu kirlenmeye otrofikasyon denir
Ekosistem Modelleme
Bir ekosistemin, yalnızca bir parcasına verilen zarar, ilgisiz gibi gorunen bir başka parcasını da beklenmedik şekilde etkileyebilir Bu nedenle, olabilecek etkilerin tahmini icin ceşitli yontemler kullanılır Bunlardan biri, bilgisayar programlarıyla hazırlanan ekosistem modellemeleridir Bu yontemde, araştırmacılar farklı ekosistem bileşenleri hakkında onemli bilgilere ulaşabilirler Tum bilgiler birleştirilir ve elde edilen sonuclar bir sonraki zararın cıktılarını tahmin etmekte kullanılır Orneğin, bir bolgedeki besin ağı, her bir populasyonun ne kadar tuketildiğini gosteren eşitlik dizilerine donuşturulur Boylece, aşırı tuketilen bir turun ya da sayıları cok artan turlerin etkilerinin ne olacağı tahmin edilebilir Bilgisayar modellemeleri, ozellikle alanda deneyler yapmak zor ve maliyetli olacağından buyuk ve karmaşık ekosistemlerde kullanılır Ancak, bu modellemelerin guvenilir sonuclar vermesi icin, ekosistemdeki tum anahtar ilişkilerin doğru şekilde anlaşılması gerekir Eğer, modellemede eksikler varsa, cıkan sonuclar yanıltıcı olabilir
Kaynak: Bilim ve Teknik Dergisi
ekosistem madde dongusu,
ekosistem ve donguler,
Ekosistem Dongusu konu anlatımı
Canlı organizmalarla cansız cevre elementleri birbiriyle sıkı sıkıya bağlıdır Karşılıklı olarak madde alışverişi yapacak bicimde birbirlerine etki yapan canlı organizmalarla, cansız maddelerin bulunduğu herhangi bir doğa parcası bir ekosistemdir Ekosistem yaklaşımı, bireysel organizmalar ya da topluluklardan cok tum alanın işlevlerinin nasıl olduğuyla ilgilenir Bir alandaki canlı organizmalar ve cansız cevreleriyle olan ilişkilerine bakar Bir ekosistem, temel olarak abiyotik maddeler, ureticiler, tuketiciler ve ayrıştırıcılardan oluşur Ekosistemlerde yaşam, enerji akışı ve besin donguleriyle surer Acık bir sistem olan ekosistemde, enerji ve besin girişcıkışı sureklidir
Beslenme İlişkileri
Bir ekosistemde, enerjinin taşındığı organizmalar dizisine besin zinciri denir Besin zinciri, guneşten gelen enerjinin fotosentez yoluyla kullanılmasıyla başlar Bunlara ureticiler denir Ureticiler otcullar tarafından, otcullar da etciller tarafından yenir Bazı turler hem bitkiler hem de hayvanlarla beslenir Bunlara hepcil denir Besin zincirindeki her bir beslenme basamağı trofik duzey olarak adlandırılır Yani, tum ureticiler birlikte birinci trofik duzeyi, tum otcullar ikinci trofik duzeyi ve tum etciller ucuncu trofik duzeyi oluştururlar Beslenme ilişkileri, coğunlukla bundan daha karmaşık bir yapıdadır Yani, karmaşık olarak birbirine gecmiş pek cok besin zinciri bulunur Bunların tumune besin ağı denir Coğu ekosistemde, başlıca iki besin ağı bulunur Otlayan (grazing food web) besin ağı, herbivorları ve daha yukarıda yer alan beslenme duzeylerini kapsar Detritus besin ağı da, atık urunler ya da olu dokularla beslenen organizmaları ve bunlarla beslenen daha ustteki duzeyleri kapsar
Enerji Akışı
Canlılar arasında enerji akışı besin zincirleriyle sağlanır Guneşten gelen enerji, yaşayan sistemlere bitkilerin, bazı bakterilerin ve protistlerin yaptığı fotosentez sonucu girer Guneş ışığının %4 ’u bitkiler tarafından yakalanır ve yakalanan enerjinin yarıdan fazlası solunumda kullanılır Solunumda kullanılan enerji, ısı olarak kaybedilir Bu nedenle, diğer organizmalar tarafından kullanılamaz Kalan yarısı da, bitki dokularına donuşturulur Bitki dokularındaki enerjiye doğrudan ulaşabilen iki ceşit organizma bulunur Bunlar canlı bitki uzerinden beslenen otcullar (herbivorlar) ve olu bitkilerle beslenen ayrıştırıcılardır Coğu ekosistemde, enerjinin onemli bir kısmı ayrıştırıcılar tarafından alınır Orneğin, bir otlakta bitkilerdeki enerjinin yalnızca %10 ’u otlayan hayvanlar tarafından alınır Otcullar, aldıkları enerjinin coğunu solunumda vucut bakımı icin kullanır Geri kalan, otculların biyokutlesine gider Otculların vucut kutlesindeki enerjinin buyuk kısmı etciller (karnivor) tarafından alınır Bir kısmı da yine ayrıştırıcılara gider Etciller tarafından alınan enerjinin neredeyse tumu bakım icin kullanılır Bitki enerjisinin buyuk kısmını alan ayrıştırıcılar, bunun yarıdan fazlasını bakım icin kullanır Geri kalansa, toprak organik maddesinde depolanır ya da ayrıştırıcılarla beslenen organizmalar tarafından alınır Sonuc olarak, bitkiler tarafından yakalanan enerjinin tumu donuşturulur ve bir kısmı ısı olarak kaybedilir Yani, ekosistemde enerji akışı tek yonludur Bu nedenle, sistemin yaşamayı surdurebilmesi icin, ureticilerin guneş enerjisini tutma işlemini surekli yapmaları gerekirUreticiler tarafından alınan guneş enerjisinin fotosentez urunlerine donuşturulmesine toplam birincil uretim denir Bunun bir kısmı solunumda kullanıldıktan sonra, kalanı yeni dokular yapmak icin kullanılır Buna da, net birincil uretim denir Ekosistemlerdeki birincil uretim guneş ışığı, besin ve su eldesine bağlı Tropik yağmur ormanları, yağmur ve guneş ışığı bolluğu nedeniyle yuksek verimliliğe sahiptir Halicler (Estuaries) ve bataklıklar, ırmaklar ve akarsulardan gelen yuksek besin miktarı nedeniyle yuksek verimliliğe sahiptirBir ekosistemdeki enerji akışını gostermenin bir yolu, enerji piramidi inşa etmek Bir enerji piramidi, ureticilerin yer aldığı en alt trofik duzeyden en ust etcil seviyesine kadar tum besin seviyelerinin icerdiği enerji miktarını gosterir Her seviyedeki enerji miktarı, hacim olarak gosterilir Genel kural şudur: bir seviyedeki enerjinin yalnızca %10 ’u bir ustteki seviyeye gecer Geri kalan solunum sırasında ısı olarak kaybedilir Sonuc olarak, biyokutle miktarı ve desteklenen birey sayısı piramitte yukarılara doğru cıktıkca azalır Bu nedenle, otculların sayı ve biyokutlesi etcillerden daha fazladır Bunu insan nufusunun beslenmesine gore uyarladığımızda karşımıza şu sonuc cıkar: Var olan otlar doğrudan insan tarafından yenirse, aynı miktarda otla beslenen ineklerin besleyeceği insan sayısından 10 kat daha fazla insan beslenebilir Coğu ekosistemde, ureticiler tarafından yakalanan ve dokulara donuşturulen enerjinin onemli bir kısmı otcullara ve daha yuksekteki beslenme duzeyleri tarafından değil, ayrıştırıcılar ve detrivorlar tarafından alınır Numaralar ureticiler tarafından yakalanan enerjinin her beslenme duzeyine gecen oranını veriyor
Besin Donguleri
Enerjinin yanı sıra, tum organizmalar suya ve ceşitli besinlere gereksinim duyar Bu besinler arasında en onemlileri karbon, nitrojen, oksiyen ve fosfordur Enerjinin tersine, besinler ekosistemlerde biojeokimyasal donguler icinde surekli kullanılabilirler Herbir element icin dongu, besinin bulunduğu bir depo, bir değişim havuzu ve besinlerin gectiği organizmaları iceren bir biyotik topluluk icerir Ancak, insan etkinlikleri bu besin dongulerini değiştirir
Karbon Dongusu
Tum canlılar, karbon icerikli bileşikler olan organik molekullerden oluşur Yani, karbon dongusu oldukca onemlidir Karbonun değişim havuzu atmosferdir Atmosferde karbon karbon dioksit formunda bulunur Karbon, biyotik topluluğa fotosentez yoluyla girer Fotosentez işleminde, CO2 havadan alınır ve karbonhidrat yapmak icin kullanılır Diyagramdaki kutular icinde yazılı sayılar, belirli depolarda bulunan karbon miktarını gosteriyor Oklarla gosterilen sayılar da, depolar arasındaki geciş miktarlarını gosteriyor Karbonun hareket ettiği başlıca 3 depo bulunur: atmosfer, biyota denilen karasal organizmalar ve okyanus Atmosfer, karbon dongusunde en onemli rolu oynar Burada karbon, karbon dioksit formunda bulunur Atmosferdeki karbon dioksit karasal besin zincirine fotosentez yoluyla bitkiler aracılığıyla girer Bitkiler tarafından alınan karbonun bir kısmı solunum yoluyla yeniden atmosfere geri doner Kalan karbon, bitki dokularının yapımında kullanılır Daha sonra otculların bitkileri yemesiyle besin zincirinde ilerler ya da bir kısmı bitkinin olmesiyle ayrıştırıcılara gecer Hayvanlar ve ayrıştırıcılar karbonu solunum yoluyla tekrar karbon dioksit olarak atmosfere salar Kalan kısım da, ayrışarak toprağın bir parcası olur Uzun bir zaman sonra, bunların bir kısmı sıkışarak petrol ve komur gibi fosil yakıta donuşur Okyanuslar, atmosferdeki karbon dioksit seviyesinin belirlenmesinde onemli bir rol oynarlar
Karbon iceren gazlar difuzyon yoluyla okyanus yuzeyi ve atmosfer arasında hareket eder Su bitkilerinin de fotosentez icin sudaki karbon dioksiti kullanmaları gerekir Okyanus bitkileri de karbonu tıpkı karasal bitkiler gibi depolar Okyanus hayvanları bu bitkileri yiyerek karbonu depolarlar Daha sonra, solunum yoluyla karbon dioksiti yeniden suya bırakırlar Okyanus bitkileri ve hayvanları olduklerinde suda cururler (ayrışırlar) Curuyen bitki ve hayvanlar okyanusun dibine cokerek orada cozunur ya da okyanus dibine yerleşerek tortunun icine gomulurler Bazı deniz canlıları da karbon gazını okyanus suyundan alır ve kabuklarını yapmak icin kullanırlar Bu canlılar olduğunde karbon dolu kabukları cozunur ya da okyanus dibine yerleşir Her ne kadar kayaların oluşumu ve aşınımı uzun bir zaman alsa da, bu surec de karbonu sudan uzaklaştırır Son olarak, okyanus dibinden yuzeye hareket eden su da karbonu taşır Okyanustaki karbonun bir kısmı da okyanus yuzeyinden atmosfere hareket eder Karbon, bitkilerin soluması yoluyla yeniden atmosfere gecebilir ya da otcullar tarafından bitkilerin yenmesiyle bir ust beslenme duzeyine gecebilir Her duzeyde karbonun buyuk bir kısmı solunum yoluyla tekrar CO2 olarak atmosfere geri doner Okyanuslar da, bikarbonat formunda buyuk miktarda karbon tutar Fosil yakıtların yakılması, atmosferdeki karbon dioksit miktarını yuksek oranda artırır Son 40 yıl icinde atmosferdeki CO2 ’nin %30 oranında arttığı biliniyor
İnsan Mudahalesi
Fosil yakıtlar olarak bilinen komur, petrol ve doğal gaz, endustrileşmiş tum ulusların enerji gereksinimini karşılar Bu nedenle de, Dunya ekonomisi karbon uzerine kuruludur Bu yakıtların yanma yan urunu de karbon dioksitdir (CO2) Yani, insanlar doğal surecle karbon salımından daha hızlı atmosfere karbon dioksit ekliyorlar Atmosferdeki fazla karbonun buyuk bir kısmı ağaclarda depolanır Ceşitli nedenlerle orman alanlarının yakılarak yok edilmesiyle depolanan tum karbon dioksit atmosfere verilir Bu alanların kesilerek acılmasıyla da, karbonun en onemi depo alanı ortadan kaldırılmış olur Bu işlemler, karbonun depolarından atmosfere gecmesine neden olur Peki atmosferde karbon dioksit fazlası olursa ne olur? Karbon dioksit, yuzyılın en buyuk tehlikesi olarak kabul edilen kuresel ısınmanın başrol oyuncularından biri
Kuresel Isınma
Atmosferdeki karbon dioksit, sera etkisi adı verilen bir yolla guneş ısısını tutarak yeryuzunun ısınmasında onemli bir rol oynar Sera etkisi, doğal bir ısınma surecidir Karbon dioksit ve belirli bazı gazlar atmosferde surekli bulunurlar Bu gazlar, tıpkı seralarda olduğu gibi Dunya ’nın gerekli sıcaklığının korunmasını sağlarlar Ancak, insan etkisiyle atmosfere daha yoğun olarak salınan bu gazlar, Dunya yuzeyinin istenilenden daha fazla ısınmasına yol acar Bu gazlar icinde en onemlileri, karbon dioksit (CO2) ve su buharı (H2O) Bunları, metan (CH4), nitrous oksit (N2O) ve pek cok endustriyel işlemde kullanılan kloroflorokarbonlar (CFCs) izler
Su Dongusu
En onemli yaşam kaynağı sudur Tum canlıların %75 ’i sudan oluşur Denizler, karalar ve hava arasındaki su alışverişi, yeryuzunde yaşamın var olmasını sağlayan koşulları surekli kılar Okyanus akıntıları ve ruzgar desenleri, su dongusunde rol oynar
Dunya Su Stoğu
Su, Dunya'nın doğal kaynaklarından biridir Dunya ’daki toplam su miktarı sınırlıdır Bu kaynağın buyuk bir kısmı, okyanuslardaki tuzlu sudur Ancak, tuzlu suyu tatlı suya cevirmek cok pahalı bir işlem olduğundan, kullandığımız su genellikle tatlı sudur Dunya su kaynağının yalnızca %3'u tatlı sudur Bunun da ucte ikisi donmuş halde bulunur Kalan %1'lik kısım yuzey suları ya da yeraltı sularıdır Yeraltı suları, kullanılabilir su kaynağının ucte ikisini kaplar Yuzey suları, bildiğimiz ırmaklar, akarsular, goller ve dereleri kapsar Yeraltı suları, toprak icindeki boşlukları ya da kayaların arasındaki boşlukları dolduran sulardır
Azot Dongusu
Yaşamın başlangıcından beri, atmosfer ve okyanuslar azot icerir Azot canlılar icin onemli bir maddedir Cunku, proteinlerin ve DNA ’nın onemli bir bileşenidir Gaz halindeki azot (N2), atmosferin %80'ini oluşturur Uclu kovalent bağı, bu iki azot atomunu sıkıca bir arada tutar (N?N) Ancak, azot gaz formuyla bitkiler ve hayvanlar tarafından kullanılamaz Yanardağ hareketleri ve şimşek gibi elektrik deşarjları, kucuk bir miktar azotun besin dongusune girmesini sağlayabilir Ancak, gerekli miktarın elde edilebilmesi icin toprak organizmaları tarafından bitkilerin kullanabileceği bir forma donuşturulmeleri gerekir Karasal ekosistemlerde, toprakta ya da bazı bitki gruplarının koklerindeki yumrularda nitrojen bağlayan bakteriler yaşar Bu bakteriler, azot gazını amonyağa donuşturur Yumrulardaki bakteriler, besinlerini bitkiden sağlarken, bunun karşılığında bitkilere gereksinim duydukları azotu sağlar Fazla amonyak, toprağa salınır ve burada nitrifikasyon bakterileri tarafından once nitrite, sonra da nitrata donuşturulur Nitrat bitkiler tarafından emilir ve protein gibi onemli molekullerin uretiminde kullanılır Boylece azot, besin zincirine girer Azot, bitkiler ve hayvanlar atık urettiklerinde ya da olduklerinde, ayrışma işlemiyle amonyak formunda tekrar toprağa doner Toprakta bulunan denitrifikasyon bakterileri de nitrit ya da nitratı tekrar azot gazına donuşturur Boylece azot tekrar atmosfere karışır Bakteriler azot bağlama işlemi icin nitrojenaz enzimi kullanırlar Bu enzim, iki proteinden oluşur Bu proteinler iki atom arasındaki bağları kırmak ve 1 molekul N2'den 2 molekul amonyak elde etmek icin 12 saniyede 8 kez ayrılıp birleşirlerTerleme (transpirasyon): Su, bitkilerin kokleri tarafından emilir ve buradan yapraklara taşınır Yaprakların yuzeyinde kucuk delikler bulunur Bu delikler sayesinde karbon dioksit emer, oksijen salarlar Su buharı da buharlaşma yoluyla bu deliklerden salınır Bu işleme terleme denir Kentsel Alanlar: Yerleşim alanlarında su dongusunde onemli kayıplar yaşanır Bunun başlıca nedenleri, baraj yapımı ve bitki ortusu kaybı olarak sıralanır Atmosfer: Hava, Dunya ’daki suyun %0001 ’ini tutar Su, burada ortalama 9 gun gecirir ve sonra tekrar karaya doner Atmosferdeki başlıca gazlar, azot (%78) ve oksijendir (%21) Diğer gazlar, geri kalan %1 ’i oluşturur Havadaki miktarı her an değişebilen tek gaz su buharıdır Havada %04 oranında su buharı bulunabilir Havadaki su buharı, havanın nemliliğini belirler Guneşin Rolu: Guneş, buharlaşmanın olması icin gerekli ısı enerjisini sağlar Aynı zamanda, Dunya yuzeyinde kararsız ısınmalar ruzgara neden olur Yere yakın olan olan hava (su buharı taşıyan), guneş tarafından ısıtılır Isınan hava yukselir ve sonra da soğumaya başlar Soğuk hava, sıcak havadan daha ağırdır Bu nedenle, soğuyan hava yeniden yere iner Sıcak ve soğuk havanın bu hareketine “konveksiyon akım (convection current) denir
Fosfor Dongusu
Yaşam icin gerekli onemli minerallerden biri fosfordur Fosforun asıl kaynağı kayaclardır Fosfor kayaların yapısında fosfat olarak bulunur Kayaların aşınması ve erozyon gibi sureclerle fosfat ırmaklara ve akarsulara karışır ve buradan okyanuslara taşınır Burada, diğer minerallerle birlikte depolanır Milyonlarca yıl burada bekler Kabuk carpışmaları sırasında deniz tabanının bir kısmı yuzeye cıkar ve karasal yapı oluşturur Kayaların yeniden aşınmaya başlamasıyla da tekrar donguye katılır Oldukca yavaş ilerleyen bu dongude, karadan okyanuslara daha hızlı bir geciş yaşanır Fosforun yeniden karaya donuşu, yuzbinlerce yıl alır Fosforun ekosistemlerdeki dongusu daha hızlı ilerler Tum canlılar az miktarda fosfora gereksinim duyar Fosfor, ATP, NADPH, fosfolipitler, nukleik aistler ve diğer organik bileşiklerin başlıca bileşenidir Bitkiler, fosforun cozunup iyonlaşmış formunu kullanırlar Bunu oyle hızlı yaparlar ki, topraktaki fosfor miktarı birden bire olması gerekenin oldukca altına duşebilir Otcul hayvanlar icin fosforun tek kaynağı bitkilerdir Etcil hayvanlar da, otcul hayvanları yiyerek fosfor gereksinimlerini karşılarlar Hayvanlar, fosforun bir kısmını dışkı ve idrar yoluyla atarlar Olu canlıların curumesiyle de bir kısım fosfor toprağa taşınır Toprağa karışan fosfor, buradan yine bitkiler tarafından alınarak donguye katılırFosfor, ozellikle sucul ekosistemde coğunlukla bitki buyumesinde sınırlayıcı besindir Fosforun ana kaynağı kayaclar olmasına karşın, ticari gubrelerle donguye daha fazla fosfor katılır Fosforun dongude fazla miktarda bulunması cevresel sorunlara yol acar Orneğin, tarım alanlarında gubre olarak kullanılan fazla fosfor sığ gollere taşındığında, bu besin fotosentetik bakteri ve alglerin sayılarının birden bire patlamasına neden olur Bu durum, su yuzeyinin kaplanmasına ve guneş ışığının sualtındaki bitkilere ulaşmasına engel olur Bu bitkiler ve yuzeydeki bakteri ve algler olduğunde diğer bakteriler tarafından tuketilir Bu bakteriler beslenme sırasında sudaki cozunmuş oksijeni kullanırlar Goldeki oksijen miktarının duşmesiyle de, balıklar olur Gollerdeki bu kirlenmeye otrofikasyon denir
Ekosistem Modelleme
Bir ekosistemin, yalnızca bir parcasına verilen zarar, ilgisiz gibi gorunen bir başka parcasını da beklenmedik şekilde etkileyebilir Bu nedenle, olabilecek etkilerin tahmini icin ceşitli yontemler kullanılır Bunlardan biri, bilgisayar programlarıyla hazırlanan ekosistem modellemeleridir Bu yontemde, araştırmacılar farklı ekosistem bileşenleri hakkında onemli bilgilere ulaşabilirler Tum bilgiler birleştirilir ve elde edilen sonuclar bir sonraki zararın cıktılarını tahmin etmekte kullanılır Orneğin, bir bolgedeki besin ağı, her bir populasyonun ne kadar tuketildiğini gosteren eşitlik dizilerine donuşturulur Boylece, aşırı tuketilen bir turun ya da sayıları cok artan turlerin etkilerinin ne olacağı tahmin edilebilir Bilgisayar modellemeleri, ozellikle alanda deneyler yapmak zor ve maliyetli olacağından buyuk ve karmaşık ekosistemlerde kullanılır Ancak, bu modellemelerin guvenilir sonuclar vermesi icin, ekosistemdeki tum anahtar ilişkilerin doğru şekilde anlaşılması gerekir Eğer, modellemede eksikler varsa, cıkan sonuclar yanıltıcı olabilir
Kaynak: Bilim ve Teknik Dergisi