EKOSİSTEMLER.

... konulu sunumlar: "EKOSİSTEMLER."— Sunum transkripti:

1 EKOSİSTEMLER

2 Giriş Ekoloji kelimesi ev veya yaşanacak yer manasına gelen oikos kelimesi ile, bilgi manasına gelen logos kelimelerinden türetilmiştir. O halde gerçek anlamda ekoloji, organizmaları evlerinde, yani yaşama yerlerinde inceleyen bir ilimdir. Genel olarak ekoloji, canlı organizmaların birbiriyle ve çevreleriyle olan ilişkilerinin bilimsel olarak incelenmesi şeklinde tarif edilebilir. Herhangi bir organizma, organizma grubu veya tabii bir toplumun bir çevresi vardır. Bu çevre iki ana kısımdan meydana gelir: a. Cansız (abiyotik) bileşen: Güneş enerjisi, hava, su, toprak, ısı, rüzgar ve lüzumlu kimyasal maddelerden meydana gelir, b. Canlı (biyotik) bileşen: Bitkileri ve hayvanları içine alır. Eğer, canlı ve cansız çevre, organizma grupları veya toplum ile birlikte mütalaa edilirse, bir ekosistem veya ekolojik sistem elde edilir. Bu terim ilk defa 1935 de A.G. Tansley tarafından kullanılmış ve kullanımı devam etmektedir. Enerji akışı ve madde döngüsü yönünden kendi kendine yeterli ortamlarda canlıların birbirleri ve fiziksel çevreleri ile etkileşim içinde yaşadıkları sistemlere ekosistem denir. Sistem içinde yaşayan canlıların üretici, tüketici, ayrıştırıcı gibi enerjilerini sağlama şekillerine göre rolleri vardır. Enerji üreticilerden tüketici ve ayrıştırıcılara doğru tek yönlü akar. Enerji bir canlı tarafından kullanıldıktan sonra, ekosistemde başka bir canlı tarafından kullanılamaz fakat, maddeler döngü halinde defalarca kullanılır.

3 Şekil 2-1. Bir ekosistemin temel bileşenleri Kırmızı çizgiler sistemde dönen kimyasal maddeleri, sarı çizgiler enerji akımını göstermektedir.

4 Organizasyon Seviyeleri
Dünyamıza uzaydan bakıldığında yeşil, kırmızı ve beyaz renkte gayri muntazam lekeler bulunan ve hakim rengi mavi olan bir küre şeklinde görürüz. Bu hayat küresine ekosfer veya biyosfer adı verilir. Daha yakına gelince, bu renkli lekeler, çöller, ormanlar, çayırlar, dağlar, göller, denizler, çiftlikler ve şehirler halinde ayrılır. Bunlar ekosistemleri teşkil eder. Her bölüm, kendine has organizmalara ve iklim koşullarına sahiptir. Bununla beraber bu sistemlerin her biri bir diğeri ile doğrudan etkileşim altındadır. Daha yakına geldikçe çok çeşitli organizmaları görebiliriz. Büyütme işlemine devam edilirse bitki ve hayvan hücrelerini; bunları da oluşturan daha da küçük parçaları görme şansımız olacaktır. Maddenin çeşitli organizasyon seviyelerine göre sınıflandırılması, ekosferin çeşitli bileşenlerinin fonksiyonunun anlaşılmasını kolaylaştırmaktadır.

5

6 Biyolojik organizasyon seviyeleri; en basit seviyeden başlayarak, atomlar, hücreleri organize eden moleküller içinde organize olur. Hücreler, dokular içinde, dokular organlar, organlar ise çok hücreli organizma içinde organize olur. Aynı türün birey grupları populasyon, farklı türlerin populasyonları toplumlar halinde etkileşir. Toplumlar ve onların fiziksel çevresi ekosistemi meydana getirir. Organizasyon düzeyinin en üst bölümü, ekosfer içinde bütün dünyanın toplum ve yaşayan organizmalarını içine alır. Ekolojist yüksek düzeyde biyolojik organizasyonlar olan; populasyon, toplumlar, ekosistemler ve ekosferi (biyosfer) inceler.

7 Ekosistem Çeşitleri Ekosistemin cansız faktörleri toprak (litosfer), gaz (atmosfer) ve su (hidrosfer) ve enerjinin her biri kendine has özelliklere sahip olup, beraberce canlıların çeşitliliğine, onları çoğalma ve yayılmalarına etkide bulunurlar. Mekana ve zamana göre cansız faktörlerde meydana gelen farklılıklar, yer yüzünde değişik ekosistemlerin oluşumuna neden olur. Yer yüzünde oluşan her bir ekosistemin fiziksel ve biyolojik özellikleri, diğer ekosistemlerden az yada çok farklılıklar gösterir. Her ekosistemde görülen kendine özgü yapı, o bölgenin fiziksel koşullarına uyuncaya kadar bir dizi olaylar geçirerek oluşmuştur. Bir ekosistemin yapısından söz edilirken sistemin sadece dış görünümü değil, bununla beraber besin maddeleri ve enerjinin ekosistem içinde akış şeklide anlaşılır. Büyük su ekosistemleri şunlardır: Göller, havuzlar, nehirler, nehir ağızları, mercan resifleri, denizler. Karaların büyük ekosistemleri (Biyom): ormanlar, çayır alanları, savanlar (dağınık ağaçların veya ağaç gruplarının bulunduğu çayır alanları), çalılık ve fundalıklar, tundralar ve çöller.

8 Bunların her biri de ayrıca kendi arasında gruplara ayrılır
Bunların her biri de ayrıca kendi arasında gruplara ayrılır. Mesela soğuk bölgeler, çam ve fıstık gibi kozalaklı ağaçlardan meydana gelen ormanlara sahiptir. Bunlar soğuğa dayanıklı, her zaman yeşil kalan ağaçlardır. Mutedil iklimlerde ise ormanlar daha ziyade yapraklarını döken ağaçlardan meydana gelir. Meşe, akça ağaç ve kayın ormanları gibi. Tropikal bölgeler ise, bereketli yağmur ormanlarına sahiptirler. Yer yüzündeki her ekosistem bir dereceye kadar kendine yakın bulunan diğer ekosistemlerin devamı durumundadır. Genellikle ekosistemlerin sınırlarını birbirlerinden kolayca ayırmak mümkün değildir.yakın ekosistemler arasında daima bir sistemden diğerine farklı ölçülerde materyal ve enerji akımı mevcuttur. Örneğin suda eriyen besin maddeleri, yüzey akışı ve sızan su ile diğer ekosistemlere ve taban suyuna geçer. Hayvanlarda yakın ekosistemlerin besin maddelerini yiyerek, bir sistemden diğerine materyal ve enerji taşırlar. Bu sebeple gezegenimiz üzerindeki çeşitli ekosistemleri bir araya getirerek gruplandırırsak, en büyük hayat ünitesini, yani bütün gezegeni içine alan ekosistemi (biyosferi) elde ederiz.

9 Dünyanın Büyük Ekosistemleri
Yer yüzündeki canlıların dağılışlarını büyük oranda sıcaklık ve yağış miktarı belirler. Büyük iklim farklılıkları farklı vejetasyon tiplerini ortaya çıkarır. Örneğin çöl bitkileri arid iklim, çayırlar semiarid iklim, ormanlar nemli iklimlerde ortaya çıkar. Bazı hayvan ve organizmalarda bu farklı vejetasyon bölgelerinde bulunur. Büyük kara ekosistemleri (biyom) aslında büyük coğrafik alanlardır. Canlılar yer yüzüne uniform olarak değil bölgesel olarak dağılmıştır. Bunların dağılışını belirleyen faktörler yaşadıkları bölgedeki çevre şartlarına toleransıdır. Yaşadıkları habitatlardaki yaşam biçimleri onların adaptasyonunu belirler. Kutup ayısının Akdeniz bölgesinde, palmiye ağaçlarının Doğuanadolu bölgesinde yaşaması beklenemez. Farklı karasal ekosistemler (biyom), bulundukları yer dikkate alınmadan, kendine has iklim, toprak, bitki ve hayvanları ile ayrılır. Çöl, tropikal yağmur ormanları, tundra ekosistemlerini belirleyen temel faktör iklimdir.

10 Tundra: Kuzey enlemlerinin uç bölümlerinde, soğuk, kısa yetişme (vejetasyon) mevsimli büyük ekosistem bölgesidir. Soğuk koşullara az sayıda bitki ve hayvanın tolerans gösterebilmesinden dolayı çeşitlilik sıcak bölgelerden çok daha azdır. Topraklar yeni, verimlilik yönünden fakirdir. Hakim bitkiler liken, yosun, çayır ve kısa boylu çalılardır. Bitki boyu 30cm'yi geçmez. Ekosistem bozulduğu taktirde eski haline gelmesi çok uzun süre alır. İğne yapraklı Ormanlar: Tundraların hemen güneyini bu biyom tipi oluşturur ve dünyanın % 11'ini kaplar. Güney yarım kürede bulunmaz. Kışları soğuk, yağış miktarı az, toprak asit karakterli, ayrışmanın fazla olmadığı, iğne yapraklı ağaçların hakim olduğu ekosistemdir. Tarım için genellikle uygun değildir. Ilıman İklim Ormanları: Yağış miktarının fazla olduğu, yaprağını dökmeyen iğne yapraklı ağaçları ile yaprağını döken ağaçların hakim olduğu iki alt bölgeye ayrılır. Bitki ve hayvan çeşitliliği yönünden zengindir. Bir çok yörede tarım alanına dönüştürülen ilk ekosistemlerdir.

11 Çayır Ekosistemleri: Yazları sıcak, kışları soğuk, yağışın düzensiz olduğu biyom tipidir. Steplerde yaşayan doğal bitkiler kuraklığa dayanıklıdır. Dünyanın büyük bölümünde tahıl yetiştirmek amacıyla kullanılırlar. Sıcak Akdeniz: Kışları ılık ve yağışlı, yazları kurak, maki türü çalıların hakim olduğu biyom tipidir. Kışları yağışlı mevsimde yeşil olan bitkiler yaz aylarında kurur ve doğal yangınlar sık görülür. Çöl Ekosistemleri: Son derece kurak, sıcaklık farkının fazla olduğu, bu nedenle çeşitliliğin az, hatta bazı bölgelerinde yaşamın olmadığı ekosistemdir. Yağışın olmaması nedeniyle minerallerin çözülmez ve toksik seviyeye ulaşır. Vejetasyonun olduğu bölgelerde kuraklığa dayanıklı kaktüs türleri vardır. Çok kısa süren yağışlı mevsimde kısa ömürlü tek yıllık bitkiler yaşar. Hayvanlar gündüz sıcaklığında gölge yerlerde veya toprak içinde yaşar.

12 Savan: Mevsimsel yağışların görüldüğü Tropikal alanlarda seyrek ağaçlar ve çayırlardan oluşur. Belirleyici faktör sıcaklıktan ziyade yağışın dağılımıdır. Hem bitkiler hem ağaçlar yangına karşı toprak altı büyüme organları geliştirerek adaptasyon sağlar. Memeli hayvanlar ve bunların avcıları bakımından zengindir. Tropikal Yağmur Ormanları: Sıcaklık yıl boyunca yüksek ve yağış günlüktür. Yağışların çoğu bitkilerin atmosfere verdiği su buharından gelir. Yağış nedeniyle mineraller yıkanmış ve toprak fakirdir. Toprağa düşen organik madde hızla ayrıştırılır ve bitkiler tarafından hızla absorbe edilir. Bu nedenle mineral madde toprakta değil bitkilere bağlanmış haldedir. Son derece verimli ve tür çeşitliliği yönünden en zengin ekosistemdir. İnsan aktivasyonu sonucu büyük tehlike altındadır ve türlerin keşfedilmeden kaybolacağından endişe edilmek

13 Büyük Su Ekosistemleri
Su ekosistemleri kara biyomlarından daha yoğundur ve tatlı su göl, gölet, nehir, bataklık ve diğer ıslak alanlar ile tuzlu denizler gibi çok farklı ekosistemleri içine alır. Deniz okyanuslardaki canlılar, haliçlerde çeşitli çıkıntı ve kuytu yerlere tutunmuş vaziyette, kumsal ve kayalık sahillerde, mercan resiflerinde ve okyanus dibinde çeşitli yaşam biçimleri geliştirirler. Suyun derinliklerindeki ışık şiddeti, sıcaklık ve çözünmüş gazların oranlarındaki farklılıklara bağlı olarak yaşayan sistemlerde farklılık gösterir.

14 Göl Ekosistemleri Topoğrafya, iklim ve jeolojik tarih, göldeki yaşayan canlıların tür ve birey sayılarını, dağılımlarını ve aralarındaki besin elementi döngüsünü belirler. Göller kara içinde olduğundan sürekli sedimentlerle dolma eğilimindedir. Sığ göl kenarları boyunca sucul bitkiler yaşar, bu bölümde üretici, tüketici ve ayrıştırıcı çeşitliliği son derece fazladır. Bitkilerin yaşayamayacağı bölümden sonra derin bölüm gelir bu bölümde temel üreticiler suda askıda yaşayan mikroskobik fotosentetik fitoplanktonlar; yeşil algler, diatomlar ve cyanobakteri'lerdir. Temel heterotroflar ise zooplanktonlar ve ayrıştırıcılardır. Derin kısımlarda gölün tabanında ayrıştırıcı bakteriler bulunur. Mevsimsel sıcaklık farkı göl suyunu alt üst eder ve alttaki ayrışan mineraller gölün üstüne çıkar. Karalardan akan minerallerle birlikte derin olmayan göllerde primer üretim artar, ötrofikasyon gerçekleşir ve göl zamanla dolabilir.

15 Akarsu Ekosistemleri Kaynaklardan veya sızan sulardan başlayan akarsular aşağılara doğru akarken diğer sularla birleşir ve birlikte nehir halini alırlar. Nehirler sert veya yumuşak akışlarına göre taşıdıkları sediment miktarı ve sonuçta barındırdıkları canlı organizma bakımından farklılık gösterir. Şehir ve endüstriyel atıkların en fazla boşaltıldığı yerler olan nehirler zamanla sedimentle ve toksik maddelerce dolar. Bununla birlikte atık önlendiğinde kısa zamanda eski hallerine gelirler.

16 Haliçler Haliçler tatlı su ve tuzlu deniz suyunun birleştiği kıyı ekosistemleridir. Suların yavaşça birleşmesi, dalgalarla sınırlandırılmış alanda karalardan gelen mineraller son derece zengindir. Bu nedenle haliçler su ekosistemleri arasında en üretken olanlardır. Haliçlerin primer üreticileri tuzluluğa dayanıklı bitkiler, algler ve fitoplanktonlardır. Primer üretimin çoğu ayrıştırıcılara gider. Ayrıştırıcıların kırıntıları ile salyangoz, nematod, yengeç ve diğer balıklar beslenir. Dalga sonucu yüzeye çıkan kırıntılarla, istiridye, deniz tarağı, birçok organizmanın larvası ve diğer filtre edici canlılar beslenir. Bunlarla da ördek, kaz ve diğer göçmen kuşlar beslenir. Fakat haliçlerde kirlilikle karşı karşıyadır.

17 Deniz Kıyıları Dalgaların kıyılara gidip geldiği bölümde canlılar aralıklarla su içinde ve suyun dışında kalır. Bu bölgede yaşayan canlılar, suyun dışında kaldıklarında sıcaklık, kuraklık, donma gibi çevre faktörlerinden etkilenir, suyun içinde kaldıklarında balıklar dışında ise kuşlar ve diğer canlılar tarafından yenirler. Kırmızı, kahverengi ve yeşil algler, deniz anemon çiçeği, salyangoz, ve küçük balıklar bu bölgede yaşayan karakteristik canlılardır. Kumsal sahillerde dalgaların kumla kapattığı değişik canlılar hayat bulu ve denizden sürüklenen canlılarla beslenir.

18 Açık Okyanuslar Gel-git olaylarının yaşandığı, kıyı bölümünden sonra açık okyanus yaşam alanları gelir. Plelagic bölge denilen alan tamamen okyanus suyunu içine alır ve iki bölümde incelenir. Derin olmayan sulardan oluşan, kıta sahanlığını içine alan Neritik bölge ve bütün suları içine alan okyanus bölgesi. Mercan resifleri neritik bölge ve okyanus adalarının çevresinde bulunur. Okyanus tabanına ise bentik bölge denir. Neritik ve okyanus bölgesinde fotosentetik aktivite sadece yüzey suları ile sınırlanmıştır. Temel üreticiler zooplanktonların merası durumundaki suda suspanse olmuş fitoplanktonlardır. Köpek balığı, yunus, orkinos gibi balıkların büyük bölümü neritik bölgede yer alır. Okyanus bölümünde ışık ve mineral madde yetersiz olduğundan canlılık ve çeşitlilik çok azdır.

19 Ekosistemin Yapısı ve Bileşenleri
Ekosistemin cansız veya abiyotik kısmı bir dış enerji kaynağından (genel olarak güneş )ve rüzgar ve kimyasal maddeler gibi hayat için lüzumlu çeşitli fiziksel faktörlerden meydana gelir. Canlı, yani biyotik kısım ise, üreticiler (bitkiler ve ağaçlar) ve tüketicilerden meydana gelir. Tüketiciler genel olarak makro tüketiciler (hayvanlar) ve mikro tüketiciler veya ayrıştırıcılar (saprofitler) ayrılır. Bitkilerle beslenen hayvanları et yiyen hayvanlar tüketir. Bunlara ikinci tüketiciler denir. Bunlarla beslenenler ise üçüncü tüketici adını alır. Bitki ve hayvanların ölü kalıntılarını ise mikro tüketiciler ayrıştırırlar. Bu esnada çıkan CO2 hava ve suda toplanır. Bunu ise klorofilli bitkiler, fotosentezle hücrelerini kurmakta kullanırlar.

20 Ekosistemin Cansız Bileşenleri
Enerji: Bitkiler güneş enerjisini bünyelerinde fotosentez vasıtası ile kimyasal enerjiye çevirerek organik bileşikler halinde bünyelerinde depo ederler. Bitkileri ve bitkileri yiyen hayvanları tüketen canlılar ise bu depo edilmiş olan organik bileşikleri oksitleyip (solunum) parçalarlar. Enerji sistem içinde akar, ve her beslenme aşamasında bir kısmı kullanılır, enerjinin çoğu daha az faydalı olan şekillere indirgenir. Her beslenme basamağında enerjinin % 10'u kullanılır, geri kalan ısı enerjisi olarak çevreye geçer. Organik maddenin tamamı ayrıştırıcılar tarafından minerallere dönüştürülünce kullanılabilir enerji biter. Kimyasal Maddeler: Bunları başlıca şu kısımlara ayırabiliriz: İnorganik maddeler: Su, oksijen, karbon, azot, karbondioksit ve gerekli diğer mineraller. Organik maddeler: Proteinler, karbonhidratlar, lipitler, vitaminler ve hayat için gerekli diğer kompleks kimyasal maddeler, bilhassa toprakta bulunan organik maddeler. Kritik kimyasal maddelerin ekosfer içinden tekrar tekrar devrettirilmesi gerekir. Fiziksel Faktörler: Sıcaklık, ışık, rüzgar, nem, akıntılar, yağış ve diğer atmosfer olayları bunların arasında sayılabilir. Bütün bunların kaynağı güneş enerjisidir.

21 Ekosistemin Canlı Bileşenleri
Üreticiler (Bitkiler veya Ototroflar): Büyüklükçe,suda yüzen çok küçük fitoplanktonlardan (alg, diyatoma v.s.) dev ağaçlara kadar değişir ve bazı tip bakterileri de içine alır. Bunlara ototrofik veya kendi besinin kendi üreten organizmalar denir. Çünkü bunlar karbondioksit ve sudan organik bileşiklerin ve canlı protoplazmanın sentezini yamak için güneş enerjisini kullanırlar. Büyük Tüketiciler (Hayvanlar): Bunlar kendi besinlerini üretemeyen ve bitki ve hayvanların organik bileşiklerini kullanmak zorunda olan organizmalar olup heterotrof adını alırlar. Bunları kendi aralarında iki gruba ayırabiliriz : av ile beslenenler ve parazitler.

22 Ot Yiyenler (Herbivorlar): Geyik, inek tavşan, fare, çayır çekirgesi, koyun ve suda yaşayan küçük canlılar (zooplanktonlar), bitkilerle beslenen başlıca tüketicilerdir. Et Yiyenler (Karnivorlar): Kurbağalar, kertenkeleler, yılanlar, kediler ve balıklar, ot yiyenlerle beslenen ikinci tüketicilerdir. Aslanlar, kartallar ve büyük balıklar gibi yüksek seviyeden et yiyen hayvanlar da sıra ile bu küçük karnivorlarla beslenebilirler. İri fareler ve insanlar gibi hem bitki hem de hayvan yiyen organizmalara da omnivorlar adı verilir.

23 Çok Küçük Tüketiciler (=Mikro tüketiciler) (Ayrıştırıcılar veya Saprofitler): Bakteriler, mantarlar ve bazı protozoa'lar gibi mikroskobik organizmalar ölü hayvan ve bitkilerdeki kompleks bileşikleri parçalarlar. Böylece kimyasal maddeler üretici organizmalar için ortaya çıkarılmış olur. Böylece bu maddelerin ekosistem içindeki devirleri tamamlanır. Mikro tüketicilerin beslenmelerine saprofitik beslenme denir. Mikroorganizmaların faaliyetleri sonunda, proteinlerin ihtiva ettiği azot, nitrat haline; yağlardaki kükürt sülfat haline ve karbonhidratlardaki karbon, karbondioksit haline dönüşür. Açığa çıkan besin maddeleri üreticilerin gelişmesi için sisteme geri döner.

24 Ayrıştırıcılar solunum şekillerine göre üç kısma ayrılır;
Aerobik Mikroorganizmalar: Serbest oksijenin mevcut olması halinde gelişirler. Anaeorobik Mikroorganizmalar: Oksijenin mevcut olmaması halinde enerjilerini nitrat ve sülfat gibi iyonların amonyak ve hidrojen sülfür gibi daha düşük valanslı azot ve kükürt bileşenlerine indirgenmesinden temin ederler. Fakültatif Mikroorganizmalar: Bazen aerobik, bazen de anaerobik mikroorganizmalar gibi faaliyet gösterirler. Ortamda çözünmüş oksijen varsa bunu kullanarak, yoksa nitrat ve sülfatları indirgeyerek enerjilerini temin ederler. Ortamda sülfat indirgeyen mikroorganizmalar hakim olursa H2S gibi kötü kokular çıkar.Bu gibi durumların kontrolü için ortama nitrat ilave edilirse, nitrat indirgeyen mikroorganizmalar gelişerek H2S çıkışı önlenmiş olur.