اکولوژی و محیط زیست

1ـ موضوع و تعاریف علم اکولوژی

بدون دریافت واقعیت نظام اکولوژیک، به حقیقت بقاء و دوام حیات نمی توان پی برد. درک هر نظام اکولوژیک ابتدا مستلزم درک جغرافیای محیط و کره زمین است. کره زمین به عنوان بزرگترین واحد جغرافیایی قبل از هر چیز از یک وحدت وجودی برخوردار است. اینک باید پرسید موجود زنده چگونه در یک محیط زندگی می کند؟

احتیاجات حیاتی موجودات زنده از محیط پیرامونشان تأمین می گردد به عبارت دیگر محیط پیرامون یک گیاه و یا یک جانور مخزنی برای تأمین انرژی و مواد اولیه و محل ذخیره ای برای مواد تلف شده و فضولات آنها می باشد. بدیهی است که تهیه مواد برای موجودات زنده فقط وظیفه محیط پیرامون آنها نیست بلکه جانوران و گیاهان نیز برای ادامه حیات روابط متقابلی دارند و در واقع هر موجود زنده درون سیستم و نظامی جان دارد که به آن حیاتش تداوم می یابد. در حقیقت اکولوژی علم کشف و بررسی این نظام ها است و پایه و اساس آن بر این اصل استوار است که هر عملی، عکس العملی دارد مانند آن چیزی که در علوم پیشرفته و ابزارآلات دقیق وجود دارد و اساساً نظام سایبرنتیک را مطرح می کند و در واقع سایبرنتیک علم تنظیم ارتباط بین اجزاء سیستمها و لگام آنها است. علی الخصوص که انسان روز به روز نظام های طبیعت را بیشتر آشفته می کند و جای مکانیسم های طبیعی را به مکانیسم های مصنوعی می دهد. برای پی بردن به این مجموعه از روابط متقابل گیاهان و جانوران و محیط پیرامون آنها علمی به نام اکولوژی به وجود آمده است. واژه اکولوژی از دو کلمه یونانی اویکوس (به معنی مسکن خانه بستر زیست یا محل زندگی) و لوگوس (با معنی شناخت علم یا دانش) تشکیل شده است و معنای تحت الفظی آن عبارت است از بررسی یا مطالعه موجودات زنده به بستر زیست شان.

این واژه برای اولین بار توسط یک زیست شناس آلمانی ارنست هکل در سال 1869 میلادی به کار برده شد و معادل فارس آن عبارتند از بوم شناسی محیط شناسی و یا کدشناسی. اکولوژی در واقع شاخه ای از علم زیست شناسی است. در علم زیست شناس مطالعه برخی از خصوصیات موجودات زنده از طول حیاتشان از جمله خصوصیات ظاهری، تشریح اعضا موجود زنده، بررسی وظائف اعضا مختلف رده بندی موجودات زنده بیشتر مدنظر است.

اکوسیستم و اجزاء تشکیل دهنده آن

برای مطالعه بیوسفی که خیلی بزرگ است آن را به قطعات کوچک همگن و یکنواخت تقسیم می کنند که قابل تعریف نیز می باشد. که به این قطعات کوچکتر اصلاحاً اکوسیستم گفته می شود. واژه اکوسیستم در سال 1935 توسط تنسلی اکولوژیست انگلیسی پیشنهاد شد که واژه خلاصه شده ای از اسم دو کلمه ای سیستم اکولوژیکی می باشد. مفهوم خلاصه و ساده اکوسیستم عبارت است از مجموعه موجودات زنده و محیط زندی آنها. یک اکوسیستم نظام کم و بیش پایداری است که از نظر اقلیمی، گیاه شناسی، جانورشناسی، خاک شناسی، ژئوشیمیایی و غیره از یک نوع همگن برخوردار است. منابع طبیعی برای ادامه بقا و چرخه زیستی در آن وجود دارد. بسیاری از سیستم ها از یک تکامل طولانی و همچنین از جریانات ممتد سازگاری گونه ها با محیط منتج شده اند. بنابراین توانایی لازم برای رسیدن به یک نوع خود تنظیمی و ثبات در مقابل تغییرات محیطی را دارا هستند (هومئوستازی). واژه اکوسیستم بدین جهت پیشنهاد شد که موجودات زنده بخش جدایی ناپذیر محیط غیر زنده اند و نمی توانند خارج از محیط های خاص خود زندگی کنند. به همین دلیل در هر گونه مطالعه بر روی محیط باید الزاماً به موجودات زنده ای که در همان محیط زندگی می کنند نیز توجه  نمود.

انتقال ماده در اکوسیستم ها

زمین سیستمی پویا و تکامل یابنده است و حرکت و ذخیره مواد بر فرآیندهای فیزیکی شیمیایی و زیست شناختی آن به شدت تأثیر می گذارد. اگر قرار باشد که زمین خود را بشناسیم باید توجه خود را بر موادی که در آن حرکت می کنند و یا ذخیره می شوند بر نحوه هم کنشی آن با سایر مواد در محیط متمرکز کنیم. در ارتباط با انتقال و جریان ماده در هر اکوسیستم ابتدا به مفهوم زنجیره های غذایی اشاره کرد: دو نوع زنجیره غذایی وجود دارد: نوع اول زنجیره غذایی که با گیاهان زنده که توسط موجودات علفخوار بلعیده می شوند آغاز می گردد و نوع دوم نیز با بقایای کم و بیش تجزیه شده موجودات جانوری و یا گیاهی مرده ای که توسط گندخواران مصرف می شود شروع می گردد.

تعیین رژیم های غذایی

تعیین شبکه های غذایی و سطوح تغذیه ای، شناخت صحیحی از رژیم های غذایی گونه های مختلف را ایجاب می کند. لیکن تاکنون در مورد نوع و مقدار غذای معرفی بخش اعظم گونه ها، اطلاعات دقیقی در دست نمی باشد.

الف) مشاهده مستقیم: بدیهی است که این روش از نظر تئوری ساده ترین راه است لکن کاربرد آن در مورد حیوانات کوچک که آن دسته از جانورانی که نزدیک شدن به آن دشوار است به سختی صورت می گیرد.

ب) استفاده از رادیوایزوپ ها: با استفاده از رادیو ایزوتوپ ها (مواد رادیواکتیو) نظیر فسفر ـ 32 یا سزیم ـ 137 می توان رژیم غذایی موجودات زنده زنجیره غذایی و شبکه های غذایی را مطالعه کرد که در این روش گیاهان و یا طعمه ها گوشتخواران به رادیوایزوتوپ ها آغشته شده و سپس مسیر انتقال این مواد در حلقه ی مختلف زنجیره غذایی از طریق ردیابی با دستگاه های مخصوص مشخص می گردد. روش است دقیق که هیچ یک از روش های دیگر ویژگی آن را ندارد.

مفهوم عامل اکولوژیکی

کلیه موجودات زنده در محیط زیست خود تحت تأثیر همزمان عوامل مختلفی قرار می گیرند و هیچ موجودی بدون وابستگی به محیط اطراف و به صورت مجزا زندگی نمی کند. هر یک از عوامل محیطی که طی یک دوره از مراحل رشد موجود زنده بر روی آن تأثیر مستقیم بگذارد، عامل اکولوژیکی نامیده می شود.

انواع عوامل اکولوژیکی

1ـ عوامل اقلیمی: مهمترین این عوامل شامل نور، حرارت، آب و باد است.

نور: شدت نور در اکوسیستم های مختلف بسیار متنوع است. برای مثال در یک اکوسیستم جنگی، تاج پوش درختان از ورود نور به لایه های زیرین ممانعت به عمل می آورند. دسته دوم گیاهان سایه پسند هستند که فعالیت فتوسنتزی آنها موقعی به حد مطلوب می رسد که شدت نور کم باشد. اگر در درختان برگ های داخل و سطح تاج پوشش به یک اندازه سبز و شاداب باشد درخت سایه پسند است ولی در نور پسندها برگ های خارجی سبز و شاداب و برگ داخلی اصلاً وجود ندارند و یا شادابیشان کمتر از برگ های خارجی است. از طرف دیگر اگر شاخه های پایینی که در سایه قرار دارند بطور طبیعی رشد نکرده باشد گیاه نور پسند و اگر این شاخه ها خوب رشد کرده باشد گیاه سایه پسند است.

رطوبت و بارندگی

پوشش گیاهی طبیعی یک منطقه شاخص قابل اعتمادی از رژیم قابل اعتمادی از رژیم بارندگی آن منطقه محسوب می شود. پوشش گیاهی تنک با اندکی مناطق بیابانی حاکی از آن است که میزان بارندگی سالیانه در آن مناطق کم است. پوشش گیاهی متراکم جنگلهای مناطق حاره معتدله مرهون بارندگیهای فراوان در تمام طول سال می باشد. پوشش گیاهی و میزان بارندگی ارتباط بسیار نزدیکی با هم دارند. در اکوسیستم های زراعی نیز آب به عنوان یک عامل محدود کننده مهم محسوب می شود. به طوری که کشاورزی تنها می تواند در مناطقی انجام شود که یا بارندگی کافی وجود داشته باشد و یا در مناطق گرم آب مورد نیاز از طریق آبیاری تأمین شود.

عوامل زنده:

در اکوسیستم های کشاورزی کشاورز به عنوان یک موجود زنده بیشترین تأثیر را بر محیطی که در آن محصول زراعی به رشد خود ادامه می دهند دارد. زارع شرایط فیزیکی و بیولوژیکی محیط را برآورده کردن نیازهای گیاهی زراعی تنظیم و اصلاح می کند.

هم زیستی

زمانی که دو موجود زنده عاملی را به محیط احاطه می کند که باعث سود مشترک هر دو می شود نوعی ارتباط هم زیستی شکل می گیرد اگر این رابطه برای زنده ماندن دو موجود ضروری نباشد نتیجه این ارتباط، همیاری دو جانبه نامیده می شود.

گیاهان پوششی

گیاهان پوششی در مزرعه به منظور حفاظت خاک از فرسایش، توزیع مواد آلی در خاک، بهبود شرایط نفوذ آب به خاک و تهویه آن و خفه تر آن علف های هرز معمولاً در طی فصل آیش کشت می شوند گیاهان پوشش گندم، جو، یولاف، چاودار، سورگوم دانه ای و سودانگرس، به طور موثر برای جلوگیری از علف های هرز می باشد. حداقل قسمتی از توانایی جلوگیری از علف های هرز بسیاری از گیاهان مربوط به آللوپاتی است.

 ممانعت از رشد علف های هرز در گیاهان پوششی در مناطق روستایی تاباسکومکزیک به صورت وسیعی مشاهده شده است. این گیاه یک ساله بقولات در اواخر دوره کاشت در داخل محصول ذرت کاشت می شود. این گیاه فضای خالی در بین بوته های ذرت را می پوشاند و بطور موثری از رشد علف های هرز قبل و بعد از برداشت جلوگیری می کند. از آنجا که گونه های گیاهان پوششی از یک منطقه به منطقه دیگر متفاوت می باشد اطلاع از چگونگی تأثیر اقلیم بر چگونگی بر مکانیزم آزادسازی مواد سمی در محیط که می تواند بر علف های هرز موثر و ضروری است بر این اساس انتخاب گونه و مدیریت صحیح تغییر خواهد یافت.

اکوسیستم پایدار کشاورزی

اکوسیستم است که بر مبنای حفاظت از منابع پایه بوده تکیه بر کمترین نهاده هایی که از خارج از مزرعه تأمین می شود داشته مدیریت آفات و بیماریها در آن بر اساس مکانیزمهای خود کنترلی داخلی بوده و قدرت بازاریابی اختلال ناشی از کاشت و داشت و برداشت را داشته باشد.

تنوع زیست شناختی

اراده تکامل در خارج از قلمرو زیست شناسی برای توصیف تاریخ و پیدایش چیزی به کار می رود اما مراد از کاربرد آن در عرصه های تکامل فرمهای کاملاً جدید نیست. تکامل زیست شناختی همراه با تولید مثل در خصوصیت است که حیات را از همه چیزی در این عالم متمایز می کند تکامل زیست شناختی یک فرآیند یک سویه است.

موتاسیون، انتخاب طبیعی، مهاجرت، چهار فرآیند در به وجود آوردن تکامل است.

کشاورزی چگونه بر محیط زیست را تغییر می دهد:

کشاورزی قدیمی ترین نحوه ی فعالیت در جهان است. تأثیرات کشاورزی را می توان به سه دسته تقسیم بندی نمود:

محلی، ناحیه ای، جهانی، تأثیرات محلی آنهایی است که در محل زراعت یا نزدیکی های آنها رخ می دهد اما تأثیرات شامل فرسایش، از دست رفتن خاک و افزایش رسوب گذاری است. از جمله مشکلات زیست محیطی عمده ناشی از کشاورزی باد جنگل زدایی، کویر زدایی، فرسایش خاک، چرای بی رویه، تباهی منابع آب، شور شدن، تجمع عناصر سمی نام برد.

منابع:

اکولوژی. تألیف دکتر محمدرضا اردکانی.

انتشارات چاپ دانشگاه تهران، چاپ دهم، 1387.

اگرواکولوژی: استفن آر گلیسمن.

ترجمه: مهدی نصیری محلانی، علیرضا کوچکی، پرویز رضوانی، علیرضا بهشتی.

شناخت محیط زیست: دانیل بوتکین ادوارد کلر. ترجمه عبدالحسین وهاب زاده، جهاد دانشگاهی مشهد.