Chapter2 : النظم البيئية الطبيعية Dr. Mohammed Ajjour lchap

1. Chapter2 : النظم البيئية الطبيعيةDr. Mohammed Ajjour lchap Lect 7+ 8 University Of Palestine 2009,

2. النظم البيئية الطبيعية • لماذا ندرس النظم الطبيعية؟ لفهم طبيعة العلاقة بين الكائنات وبعضها والمحيط . للتعلم منها اصول التاقلم والاستدامة . كيفية المحافظة عليها • النظام البيئي الطبيعي: مجموعة من الكائنات الحية تعيش في بيئة محددة وتتفاعل مع عناصر البيئة غير الحية ومع بعضها بعضاً بحيث تحافظ على استمرارية وجودها " • وهو أيضاً "مجتمع من الكائنات الحية يتفاعل مع عناصر البيئة غير الحية المحيطة به من خلال دخول وخروج المادة (العناصر الكيمائية) والطاقة. University Of Palestine 2009, Dr. Mohammed Ajjour

3. مكونات النظام البيئي الطبيعي • يتكون من : مكونات حية مثل الأشجار والحيوانات والبكتيريا... الخ . • مكونات غير حية كالرطوبة والحرارة والإشعاع والمعادن والعناصر والطبوغرافيا • يوجد تأثيرات متبادلة بين المكونات الحية والمكونات غير الحية للنظام البيئي الطبيعي • تتفاوت النظم البيئية في حجمها ، نوع المكونات الحية وغير الحية ، ومدي وضوح حدودها . University Of Palestine 2009, Dr. Mohammed Ajjour

4. مكونات النظام البيئي الطبيعي • في الواقع فإن بعض النظم البيئية غير معزولة عن بعضها البعض ، حيث يمكن لأي نظام أن يتداخل جزئياً مع النظام المجاور في منطقة تداخل تقع في الوسط .منطقة التداخل تحمل بعض الصفات من المنطقتين

5. المجتمعات الحيوية • تبني المجتمعات الحيوية من أنواع species " مختلفة من الكائنات تميز المجتمع عن غيره من المجتمعات • يشمل النوع " جميع الكائنات الحية (الافراد) المتشابهة وراثياً والقادرة علي التكاثر وإنجاب الأجيال الخصبة " وهو يتكون من أفراد. Individuals • مجموع الأفراد من نفس النوع التي تعيش في مكان واحد في الوقت نفسه تسمي " تعدادpopulation" • جميع انواع الكائنات الحية التي تعيش في منطقة واحدة وتتفاعل مع بعضها البعض تسمي " مجتمع حيوي " أو باختصار " مجتمع community". University Of Palestine 2009, Dr. Mohammed Ajjour

6. الاقاليم الحيوية Biomes • النظم البيئية المتشابهة مناخياً أو المرتبطة مع بعضها بعضاً تدعي " الأقاليم الحيوية Biomes" مثل إقليم " الصحاري مثلاً حيث أنها تتشابه نسبياً في المناخ وظروف التربة والكائنات التي تعيش عليها. • يمثل الغلاف الحيوي Biosphereجميع الأقاليم الحيوية الموجودة علي سطح الأرض وفوقها ، كما يمكن اعتباره " إقليم بيئي هائل الحجم " تعيش فيه كل الكائنات الحية بمختلف انواعها سواء وجدت علي / أو في داخل الأرض وفوقها ضمن ظروف بيئتها المختلفة .

7. التركيب الحيوي للنظم البيئية الطبيعية • رغم اختلافها ، إلا أن النظم البيئية الطبيعية تشترك جميعاً في تركيب حيوي يعتمد علي علاقات التغذية بين الأعضاء المختلفة المكونة للنظام البيئي ، حيث يحتوي أي نظام علي ثلاثة أنواع من الكائنات – منتجات – مستهلكات – آكلات الفتات أوالمحللات . • المنتجات :Producersنباتات أو طحالب تقوم بتصنيع غذائها بنفسها " ‘اي انها ذاتية التغذية Autotroph ” فيما يعرف بعملية البناء الضوئي " التمثيل" حيث يؤخذ CO2من الجو لتكوين المادة العضوية في وجود اشعة الشمس( الكتلة الحية) Fig

8. مسار الطاقة في النظم الطبيعية University Of Palestine 2009, Dr. Mohammed Ajjour

9. تكملة: التركيب الحيوي للنظم البيئية • المستهلكات: consumersهي كائنات لا تستطيع تكوين غذائها بنفسها ، بل تتغذي علي المنتجات أو علي بعضها " " غير ذاتية التغذية heterotrophتصنف هذه الكائنات إلي : • مستهلكات أولية : Primary consumersهي الحيوانات التي تتغذي مباشرة علي المنتجات تسمي " عواشب او آكلات العشب " • مستهلكات ثانوية : secondary co.وهي الحيوانات التي تتغذي علي المستهلكات الأولية وهي لذلك " آكلات لحوم " أو مفترسات " • الانسان يمكن أن يكون مستهلك أولي ، أو ثانوي ، أو ثلاثي ... أو أعلي من ذلك .

10. تكملة: التركيب الحيوي للنظم البيئية • بعض أنواع المستهلكات يتغذي علي الحيوانات ( آكلات اللحوم أو اللواحم ) كما ان بعضها يتغذى على اللحوم والنباتات معا ( مثل الانسان) فتسمي مستهلكات اختيارية. • هناك مجموعة خاصة من المستهلكات هي الطفيليات وهي نباتات أو حيوانات تعيش داخل أو خارج كائن حي آخر ( عائل) وتتغذي عليه دون قتله مثل ديدان الاسكارس وبعض الحشرات ونبات الهالوك والحامول. • آكلات الفتات: وهي كائنات تتغذي على النباتات الميتة وبقاياها أو علي افرازات الحيوانات وجثثها مثل دودة الأرض والنمل. • هناك مجموعة خاصة من اكلات الفتات تسمى المحللات:Decomposersهي بالتحديد الفطريات والبكتيريا والتي تعمل على تحلل أو تعفن البقايا النباتية قبل امتصاص مكوناتها، المحللات عموماً تقوم بتكسير المادة العضوية إلى أجزائها الأولية وتعيدها بذلك الي دورتها الطبيعية. • تحتل المحللات المرتبة الثانية بعد المنتجات في النظم البيئية نظرا لدورها الطبيعي الهام في الدورات الخاصة بالعناصر

11. السلسلات والشبكات الغذائية : • تحتاج الكائنات الحية إلي مصدر للغذاء لاكتساب الطاقة اللازمة للنمو والحركة . • السلسلة الغذائية توضح لنا مسار تغذية الكائنات ذات العلاقة الغذائية حيث تبين كيف يحصل كل كائن من مكونات السلسلة علي غذائه. • الشبكة الغذائية توضح المسارات المختلفة التي تربط الكائنات ( نباتات وحيوانات ) مع بعضها غذائياً . • كل الشبكات والسلسلات الغذائية تبدأ بمنتجات وتنتهي بمحللات.

12. مستويات التغذية : • هي المستويات المتعاقبة في السلسلة أو الشبكة الغذائية. • المنتج ينتمي إلي المستوي الغذائي الأول . • آكلات الأعشاب ( مستهلكات أولية ) تنتمي للمستوي الثاني . • المفترسات ( المستهلكات الثانوية ) تنتمي للمستوي الغذائي الثالث. • الطفيليات والمحللات تغذي علي جميع المستويات . • خلال الانتقال في السلسلة الغذائية من مستوي لآخر يحدث انتقال للطاقة والعناصر الكيميائية من كائن لآخر . University Of Palestine 2009, Dr. Mohammed Ajjour

13. البيئيالكتلة الحية والهرم • الكتلة الحية هي المجموع الكلي للطاقة المختزنة في كتلة جميع الكائنات التي تشكل احدي مستويات التغذية • يمكن حسابها بأخذ عينات من الكائنات ووزنها • تنقص الكتلة الحية بمقدار 90 % تقريبا عند الانتقال من مستوي غذائي لآخر أعلي منه ، ويستفاد فقط من 10% • أمثلة علي ذلك University Of Palestine 2009, Dr. Mohammed Ajjour

14. هرم ( الكتلة الحية ) وهرم الأعداد • يمثل كمية الطاقة الكلية المختزنة في المستوي الغذائي • كما يوضح أن الانتقال من مستوي غذائي لآخر يكون مصحوبا بنقصان الطاقة نتيجة فقدانها علي شكل فضلات وحرارة وطاقة للحركة . • كلما ارتفع مستوي التغذية يقل عدد الأفراد الذين يمكن تزويدهم بالطاقة University Of Palestine 2009, Dr. Mohammed Ajjour

15. في النهاية وبعد موت المنتجات والمستهلكات يأتي دور المحللات التي تقوم بالتغذية علي بقايا الكتلة الحية وتحول مكوناتها إلي أشكالها الأولية وعناصرها الأصلية ( المعادن ) التي تطلق في المحيط ( التربة ، البحر ، الهواء .. ) ، حيث يمكن الاستفادة منها مرة أخري من المنتجات ، • السهم الاحمر=الطاقة ، السهمالأزرق =العناصر الغذائية ، أما السهم البني فيمثل كلاهما

16. علاقاتغيرغذائية : • توجد في النظم البيئية علاقات أخري ( غير غذائية ) بين الكائنات ( الأنواع ). • العلاقة التبادلية : عندما يستفيد الطرفان ( الزهرة مع النحلة ). • العلاقة التكافلية : هي علاقة تبادلية إجبارية للطرفين ( الاشنة /مع الفطريات ) حيث لا يستطيع أي منهما الاستمرار دون الآخر • التنافسية : عندما يشترك الطرفان في نفس الموطن (habitat) أو أن يشتركا في نفس المتطلبات ( النبات / الأعشاب البرية). • في الطبيعة يحدث التنافس نادراً بين الأنواع بسبب أن الكائنات تعيش في مواطن مختلفة ولها أنماط حياتية مختلفة ( niche) University Of Palestine 2009, Dr. Mohammed Ajjour

17. العواملغير الحية : • تتأثر الكائنات الحية ( في التربة مثلاً ) بعوامل غير حية متعددة ، مثل الحرارة ، درجة الحموضة ، الرطوبة ، الإضاءة ، الرياح ، الطبوغرافيا ، العناصر الغذائية ..... الخ. • في البحر تتأثر الكائنات بنسبة الملوحة ، درجة الحرارة ، العمق ... • تؤثر هذه العوامل علي جودة الحياة والتوزيع الجغرافي للأنواع. University Of Palestine 2009, Dr. Mohammed Ajjour

18. الظروف المثلى ومناطق الاجهاد ونهاية التحمل كل نوع من الكائنات الحية له ظروفه البيئية غير الحية المثلى ( الدرجة المثلى ، والمدى او المجال الامثل ) التي عند توفرها يتمم حياته بيسر وسهولة وعند عدم توفرها ( زيادة او نقصان ) يبدأ بممارسة حياته باجهاد وكرب ( مناطق الاجهاد ) والتي قد تصل بالكائن الى فقدان القدرة على التحمل ان استمرت الظروف المحيطة بالزيادة او بالنقصان . هذه الحدود تختلف من نوع لآخر. UniversityfPalestine 2009, Dr. Mohammed Ajjour

19. مناطق الاجهاد والتحمل (تكملة) الظروف المثلى ، الحدود القصوى ، الحدود الدنيا: تحدد مدى التحمل والاجهاد عند توفر عامل من العوامل في ظروف ملائمة أو اقل او أكثر (مجال التحمل) . قانون العامل المحدد. العامل المحدد هو عامل كيميائي ( مدى توفر عنصر غذائي مثلا ) ، بيولوجي ( وجود طفيليات او اعشاب معينة ) آو فيزيائي ( المياة للنبات مثلا )، يحددحدود النمو لكائن حي حتى لو توفرت كل الظروف الأخرى يمكن لمجموعة من العوامل المتعدده ان تسبب تاثيرا تراكميا بحيث يتزايد تاثير العامل الواحد بوجود مؤثرات اخرى ولو بكميات قليلة ( الملوثات البيئية مثلا) University Of Palestine 2009, Dr. Mohammed Ajjour

20. العوامل التي تحدد نشوء وتطور النظام الحيوي الطبيعي: 1- المناخ : حالة الطقس (متوسط الحرارة والهطل ) عبر وقت طويل مثل الفصول والسنين والقرون (بعكس الطقس الذي يعبر عن مجموع التغييرات اليومية في الحرارةوالهطول. كمية الهطول والحرارة هي اهم عوامل المناخ المؤثرة في تحيد مكونات النظام الطبيعي 2-المناخ المحدود القريب: يعتمد على كثافة الضوء : حيث مواجهة الجهة الجنوبية تختلف عن مواجهة الجهة الشمالية . منشأ وتطورالنظم البيئية الطبيعية: University Of Palestine 2009, Dr. Mohammed Ajjour

21. منشأ النظم البيئية : • 3- نوع التربة : درجة الحموضة ، الملوحة ،الرمل ، الطين،الطبوغرافيا. • العوامل الحيوية :عندما يحدث تنافس بين الانواع مثلا نتيجة لتظليل النباتات لبعضها البعض : او عندما تحدد إفرازات كيميائية لبعض النباتات نمو نباتات أخرى او في حالة وجود نباتات مفضلة لآكلات الأعشاب . • عوائق فيزيائية كما في حالة وجود محيط او جبال تمنع تنقل الانواع University Of Palestine 2009, Dr. Mohammed Ajjour

22. توازن النظم البيئية واختلالها رغم وجود حالات تنافس بين الكائنات في موطن معين ووجود العلاقة الغذائية بين المنتجات والمستهلكات ، إلا أن الأنواع تنجح في البقاء والتواجد معا عبر الزمن (هناك استدامة نتيجة التوازن بين تعدادات الانواع وبين افراد النوع والعوامل المحيطة ).  • القدرة الحيوية : وهي ان عدد الأفراد في تعداد معين يتحدد بعوامل عديدة ،مثل الاخصاب الكامن ( عدد الأطفال ، البيض ، البذور ، حبوب اللقاح) والقدرة على البقاء والمعافاة ( قدرة الأطفال والخلفة على البقاء) ، والهجرة لمواطن أخرى وحمل البذور وتوزيعها، والقدرة على التأقلم مع الظروف المحيطة في مناطق جديدة وغزوها والمناعة للأمراض. University Of Palestine 2009, Dr. Mohammed Ajjour

23. النظم الحيوية وتوازنها: (تكملة) • المقاومة البيئية : تعمل على حفظ الاعداد في حدود معينة حتى لا تصل الى مستوى الانفجار السكاني . تضم عوامل حيوية (متطفلات ومفترسات) وعوامل غير حيوية ( ندرة الغذاء ، درجة الحرارة ، الحموضة ، الملوحة ) • مرتبطة بالكثافة : حيث تزيد نسبة الوفيات كلما ازداد التعداد نتيجة آفة ( الأمراض ، التوتر والافتراس . • غير مرتبطة بالكثافة ( الظروف الطبيعية المحيطة ). University Of Palestine 2009, Dr. Mohammed Ajjour

24. التعاقب البيئي : • تتعرض النظم البيئية من وقت لآخر لتغيرات طبيعية وتدخلات (حرائق ، فيضانات ) وكذلك لتأثيرات من صنع الانسان ( قطع الغابات ، استغلال المناجم ) هذه التدخلات يتم تخطيها عبرالتعاقب البيئي وهو( التغير المنظم من مجتمع حيوي معين الى مجتمع حيوي آخر ) نتيجة لذلك فان مجتمع جديد يحل محل الاول ومجتمع ثالث يحل محل الثاني وهكذا ... يحدث ذلك نتيجة لتغير الظروف الطبيعية في الموطن . University Of Palestine 2009, Dr. Mohammed Ajjour

25. التعاقب البيئي(تكملة) يمكن التمييز بين نوعين من التعاقب البيئي : • التعاقب الاولي : عندما تحل انواع جديدة في موطن غير مشغور لاول مرة . وهو يحتاج لوقت طويل قبل ان يصل لمجتمع الذروة University Of Palestine 2009, Dr. Mohammed Ajjour

26. التعاقب البيئي(تكملة) • التعاقب الثانوي : ويحدث عندما يزال الغطاء النباتي في منطقة معينة وتحل محله أنواع أخرى ، هذا التغير يحدث بالتدريج وليس فجأة ولكنه يتم في فترة اصغر. • التتابع الايكولوجي ليس إلى ما لانهاية ، حيث تثبت المجموعات في النظام البيئي وتستقرفي النهاية ( مجتمع الذروة ) والذي يتميز : • بالمناعة العالية للظروف الغير الملائمة . • تنوع كبير في الكائنات والأنواع . • غني بالمواد العضوية . • درجة عالية من الانتظام . University Of Palestine 2009, Dr. Mohammed Ajjour

27. الأقاليم الحيوية : الإقليم الحيوي هو منطقة جغرافية كبيرة تحتلها مجموعة مميزة من الحيوانات والنباتات المتلائمة مع الظروف المحيطة . تحدد مناخ وجيولوجيا المنطقة طبيعة الاقليم الحيوي . الاقاليم الحيوية الرئيسية المعروفة في العالم هي : اقليم التندرا، الغابات الصنوبرية ،غابات المناطق المعتدلة ، اقليم الحشائش المعتدل ، إقليم الصحاري ، الغابات الاستوائية ، والعديد من المناطق البيئية المائية العذبة والمالحة. University Of Palestine 2009, Dr. Mohammed Ajjour

28. الاقاليم الحيوية • كل إقليم يتكون من نظم حيوية والتي استطاعت مكوناتها ( نباتات ، حيوانات ، حشرات ، الخ ... ) من أن تتأقلم مع الاختلافات البسيطة في عوامل المناخ والبيئة في داخل الإقليم الحيوي . University Of Palestine 2009, Dr. Mohammed Ajjour

29. الأقاليم الحيوية : (أمثلة) 1. الغابات الاستوائية الممطرة : هي نظام حيوي متواجد في العادة حول خط الاستواء ، الحد الأدنى للتساقط السنوي للأمطار حوالي 1750 -2000ملم ، متوسط درجة الحرارة تزيد عن 18 درجة مئوية خلال كل أشهر السنة ، الغابات الاستوائية هي موطن حوالي 50% من كل الكائنات الحية المعروفة على الكرة الأرضية – تسود في المنطقة الأشجار طويلة ، عريضة الأوراق دائمة الخضرة. University Of Palestine 2009, Dr. Mohammed Ajjour

30. الغابات الاستوائية الممطرة : • تسمى هذه المناطق ( صيدلية العالم الكبرى ) لان أكثر من ربع الادوية والعقارات الحديثة تستخلص من النباتات . النمو السفلي للنباتات محدود بسبب نقص الضوء ويتكون من أشجار ظل . الغابات المطيرة الاستوائية هي موطن لألاف انواع الحيوانات والحشرات University Of Palestine 2009, Dr. Mohammed Ajjour

31. الغابات الاستوائية المطيرة ( تابع) لا تستطيع الغابات الاستوائية المطيرة تزويد المجتمعات الإنسانية بمتطلبات الحياة لأن المصادر الغذائية داخل الغابة موزعة ومتباعدة نتيجة للتنوع الحيوي الكبيرولأن الغذاء إن وجد فهو مركز على قمة الأشجار العلوية ويحتاج لجهد كبير حتى يمكن الحصول عليه. بعض المناطق تم تحويلها إلى الزراعة ( انتاج البن مثلاً) مما خلق العديد من المشاكل ( شرح المشاكل) . التربة سميكة لكنها حامضية ( درجة حموضة حوالى 4) وفقيرة في العناصر الغذائية نتيجة للاستهلاك المستمر من قبل الأشجار. الغابات الاستوائية هي من مناطق الجذب السياحي البيئي. University Of Palestine 2009, Dr. Mohammed Ajjour

32. الأقاليم الحيوية 2- الصحاري تشغل الصحاري حوالي ثلث إلى خمس مساحة الأرض ، هي مناطق تستقبل أقل من 250 ملم من الأمطار سنوياً، في حين أن بعض الصحاري لا تستقبل أية أمطار بالمطلق .عندما تمطر فإن الكمية السنوية تسقط فجأة في فترة قصيرة – الحرارة أقل أهمية من الأمطار في تكوين الصحاري حيث أن القطب الجنوبي ( درجة الحرارة أقل من 30م تحت الصفر في الشتاء) يعتبر صحراء بالكامل . من الناحية الأخرى فإن الحرارة في الصحراء الليبية قد تصل إلى 58م درجة مما يجعل سطح الأرض قد تصل حرارته إلى 80 درجة مئوية. University Of Palestine 2009, Dr. Mohammed Ajjour

33. الأقاليم الحيوية 2- الصحاري • بعكس الاعتقاد السائد لا يعتبر الرمل هو المكون السائد على سطح تربة الصحراء، بل يغلب قطع الصخر والحجارة مختلفة الأحجام أو قد يكون سطح التربة صخور ملساء. • التربة في الصحراء غالبا رقيقة ، مفككة ، عالية المسامية او غير موجودة ، وتفتقر الى المادة العضوية University Of Palestine 2009, Dr. Mohammed Ajjour

34. الأقاليم الحيوية 2- الصحاري • أغلب الصحاري تتميز بنمو نباتي متخصص وكذلك أنواع معينة من الحيوانات الفقارية واللافقارية . التربة غالباً ما تحتوي على بعض العناصر إلا أنها تحتاج الماء للخصوبة ولها محتويات قليلة جداً من المادة العضوية .الحيوانات الثديية الكبيرة نادرة في الصحاري إلا من بعض الأنواع ( الجمال مثلاً) لأن أغلبها لا تستطيع تخزين كمية كافية من الماء يؤهلها لمقاومة الحرارة العالية . الزواحف والحشرات والطيور هي أكثر شيوعاً. University Of Palestine 2009, Dr. Mohammed Ajjour