Ekolojik Madde Döngüleri...

Ekoloji; canlıların, içinde yaşandıkları ortamı ve bu iki varlığa ait karşılıklı etki ve ilişkileri inceleyen bir bilim dalıdır.
Bu tanımlamadaki organizmalar, diğer bir deyim ile canlılar veya canlı çevre; insan, hayvan ve bitkilere ait bireyleri veya bunlardan oluşmuş toplumları ifade etmektedir. Tanımlamanın içinde geçen organizmaların içinde yaşadıkları ortam deyimi ise cansız çevre olarak da ifade edilir ve hava, su, toprak, ışık gibi faktörleri kapsar. Ekolojinin; botanik, zooloji, mikrobiyoloji, fizyoloji, bitki beslenmesi, anatomi, morfoloji, patoloji, pedeloji, jeoloji, jeomorfoloji, mineraloji, fizik, kimya, meteoroloji ve klimatoloji gibi bilim dalları ile yakın ilgisi vardır.

Araştırma konusu, yöntemi ve amaçlarındaki bazı özellikleri yardımıyla ekolojiyi diğer doğa bilimlerinden ayırma olanağı vardır.

1) Herşeyden önce ekoloji bütün canlılar için ortak olan ve canlılar üzerinde etki yapabilen temel konularla ilgilenir.

2) Diğer bir ayırıcı özelliği ise ekolojinin bir canlıya ait belirli organları ve bu organlardaki hayat süreçlerini değil, canlıların içinde bulundukları hayat ortamı ile olan karşılıklı ilişkilerini incelemesidir.

Modern ekolojide anlama kolaylığı sağlamak için canlılar organizasyon derecesine göre sıralanır.Bu sıralama sonucunda biyolojik spektrum meydana gelir.Bu spektrum;

Protoplazma » Hücreler » Dokular » Organlar » Organ sistemleri » Organizmalar » Populasyonlar » Kommuniteler » Ekosistemler » Biyosfer şeklinde sıralanır.
İşte bu spektrum içerisinde ekoloji; organizmalardan sonraki terimleri inceler.Biyotik faktörleri oluşturan bu terimlerin üzerindeki fiziksel ve kimyasal faktörlerin sınırlayıcı etkisini de ekoloji inceler.

Ekolojide kullanılan bazı terimler vardır.Bunlar;

Populasyon: İnsan nüfusunu ifade edeb bir terimdir. Ancak ekolojide belirli sınırlar içersinde barınmakta olan aynı türden oluşan bireyler topluluğunu ifade eder. Ekolojinin biyotik faktörler içersinde en küçük birimidir. Populasyonlar kendi kendine yeterli değildir.

Kommunite: Bir bölgede yerleşen populasyonlar topluluğudur. Abiyotik faktörlerle birlikte kommuniteler kendi kendilerine yetebilen topluluklardır.

Ekosistem: Kommunite + Abiyotik ortam ekosistemi oluşturur.

Habitat: Populasyon içersindeki canlıların biyosfer tabakasındaki kalıtsal yapısına uygun yaşama bölgesine habitat denir. Habitat canlının yaşama adresidir.

Niş: Habitat içersindeki canlıların yaptığı biyolojik faliyet ya da iştir.

Flora: Belirli bir bölgedeki veya biyosferdeki bitki topluluklarıdır. Aynı zamanda bakterilerin oluşturduğu populasyonlara da flora denir.

Ekolojide Madde Döngüleri

Ekosistemin cansız öğelerinden olan ve canlılar için hayati önem arz eden maddeler dünyamızda devinimler yaparak bir döngü içerisinde hareket ederler.Maddelerin ekosistem içerisindeki bu dolaşımına madde döngüleri (çevrimler) denir.Bu maddeler su,oksijen,karbon,azot ve fosfor dur.

1.Su döngüsü: Doğadaki su döngüsü denizler,karalar,göller,nehirlergibi cansız ortamla canlılar arasında olur.Bu sırada kısa döngü ve uzun döngüolmak üzere iki farklı döngü gerçekleşir. Kısa döngüde denizler, göller ve nehirlerdeki sular buharlaşır. Oluşan buhar, yağmur ve kar olarak yeryüzüne geri döner. Uzun döngüde, karalardaki buharlaşma ve canlıların solunum, terleme gibi olaylarla verdikleri su buharı at­mosfere karışır. Bunlar, tekrar yağmur, kar olarak karalara ve denizlere döner. Bunun bir kısmı da yer al­tı sularını oluşturur . Suyun döngüsündeki dengenin bozulması, insan yaşamını olumsuz yön­de etkiler. Su döngüsünü bozan başlıca etkenler;

* Atık suların, temizlenmeden su kaynaklarına verilmesi,

* Ormanların ve diğer yeşil alanların azaltılması,

* Yeraltı sularının fazla miktarda kullanılması,

* Hava kirliliği nedeniyle asit yağmurlarının oluşmasıdır.

B. Karbon Döngüsü

Karbon, canlıların yapısını oluşturan temel maddedir. Bunun kaynağı da atmosferde ve sularda çözünmüş olan karbon dioksittir (C02). Fotosentez olayında, hava­daki C02 yeşil bitkiler tarafından alınınca, C02‘in karbonu fotosen­tez yapan canlılara geçer. Bitkiler­den besinlerle hayvanlara aktarı­lır. Bu arada besinlerin yıkılması sonucu oluşan C02 tekrar atmos­fere döner. Ayrıca bitki ve hay­vanların ölüleri ve artıkları, ayrıştırıcılar tarafından parçalanarak C02 oluşur. Oluşan bu C02 tekrar at­mosfere geçer. Bu arada bitki ve hayvan fosillerinin toprak altında uzun süre kalmasıyla oluşan kö­mür, petrol gibi yakıtlar ve kuru­muş bitki dokuları yanınca oluşan C02 de atmosfere karışır. Böylece karbon, canlı ve cansız çevre arasında devirsel olarak kullanılır.

Fosil yakıtlarının fazlaca kullanılması ve yeşil alanların azalması sonucu atmosferdeki C02 miktarı gi­derek artmaktadır. Atmosferde C02‘in birikmesi, karbon döngüsünü olumsuz yönde etkileyerek sera et­kisi yaratır. Sera etkisi sonucu, yeryüzünden atmosfere verilen ısı, C02 tarafından tutulur ve dağılması önlenir. Bu olay yeryüzünün ısınarak buzulların erimesi ve sonuçta okyanuslardaki suların yükselmesi gi­bi olumsuzluklar yaratmaktadır. Karbon devrinin, dolayısıyla doğanın dengesinin bozulmaması için;

– Yeşil alanların korunup artırılması,

– Fosil yakıt kullanımını azaltacak önlemlerin alınması gerekir. Böylece doğanın ve insanlığın gele­ceği korunabilir.

Karbon Döngüsü ve Küresel Isınma;

İnsan aktivitesi karbon döngüsündeki dengeyi bozmuştur. Endüstriyel devrimden günümüze insanlar her yıl artan miktarda fosil yakıtları yakmaktadır. Buna ilave olarak ağaçların enerji elde etmek için yakılması, tropikal orman yangınları atmosfere verilen karbon oranını, doğal karbon döngüsünün dengesini bozacak şekilde artırmaktadır. Atmosferde yavaş fakat sürekli artan CO2 oranı küresel ısınma denilen iklim değişikliklerine neden olmaktadır. Küresel ısınma deniz seviyesinin yükselmesine neden olacak, yağış miktarını değiştirecek, ormanların, bitki ve hayvanların yok olmasına neden olacak, tarım sistemlerinde problemler oluşturacaktır. Özellikle kıyılarda yaşayan milyonlarca insanın göç etmesine neden olacaktır.

C. Oksijen Döngüsü

Oksijen döngüsü de C02 döngüsüne çok benzer.

Doğadaki oksijenin bir kısmı atmosferde serbest oksijen molekülleri (02) hâlinde, bir kısmı da orga­nik maddeler ve aynca C02, H20 gibi bileşiklerin yapısında bulunur.

Fotosentez yapan organizmalar, C02 ve H20 kullanılıp organik maddeleri üretirken ortama serbest 02 verirler. Canlıların yaptıkları oksijenli solunumda, dışarıdan 02 alınır. Solunum sonunda dışarıya C02 ve H20 verilir. Bir yandan da yanabilen maddelerin oksitlenmesiyle bu maddelerdeki ve havadan alınan 02 yine H20 ve C02 hâlinde dışarı verilir.

Solunum ve yanma olayları sonucu oluşan CP2 ve H20, fotosentetik canlılar tarafından yeniden alı­nır. Alınan C02 ve H20, organik maddeler ve 02 e dönüştürülür. Böylece döngü sürüp gider .

D. Azot Döngüsü

Atmosferde bol mik­tarda (% 78) azot (N2) bulun­masına karşılık canlılar bunu doğrudan alıp kullanamaz. Canlılar, azotu ancak azot bi­leşikleri (azotlu maddeler) hâlinde alır. Bu amaçla hay­vanlar amino asitlerden, bit­kiler çözünmüş azot tuzlarından azot gereksinimlerini karşılar. Azot döngüsü, aşamalı olarak aşağıdaki gibi gerçekleşir.

* Ölen organizmaların yapısındaki azot bileşikleri toprağa karı­şır. Bir yandan da hayvanların boşaltım arağı olan amonyak gibi azot­lu maddeler de doğaya verilir.

* Toprak ve sularda bulunan bakteriler bu azot bileşiklerini par­çalar. Parçalama sırasında çeşitli maddelerin yanında amonyak (NH3) ve serbest azot (N2) oluşarak ortama karışır.

* Amonyak, kimyasal tepkimelerle amonyum tuzlarına dönü­şür.

* Bazı özel bakteriler, amonyum tuzlarını nitrit (N02) ve nitratla­ra (N03) dönüştürür. Baklagillerin köklerindeki gibi azot bağlayıcı bak­terilerle algler, havanın serbest azotunu nitrit ve nitratlara dönüştürür. Bu arada şimşek ve yıldırım da havadaki azottan nitrat oluşumunu sağlar.

* Suda kolayca çözünen nitratlar, bitkilerin kökleriyle alınıp kul­lanılır. Kullanılan azotla bitkilerin protein, nükleik asit gibi azotlu mad­deleri üretilir. Bunların bir kısmı bitkilerle beslenen hayvanların vücu­duna geçer. Azot oksitleri vb. gazların yapay olarak bol miktarda üre­tilip kullanılması, ozon tabakasının incelmesine neden olur.

Yukarıda sıralandığı gibi canlılarla cansız çevre arasında azot döngüsü gerçekleşir. Azotun asıl kaynağı olan atmosferdeki azotun azalmaması, azot döngüsü ve doğal dengenin bozul­maması için;.

– Gübre üretiminde hava azotunun aşırı kullanılması engellenmeli,

– Fosil yakıtların aşırı kullanılması yerine güneşten, rüzgârdan enerji üreten alternatif enerji kaynaklarının kullanılması sağlanmalıdır.

E. Fosfor Döngüsü

Su, kayaların üzerinde akarken zamanla kayaların üst kısmını aşındınr. Bu arada kayalardan parça­lar kopup suyla sürüklenir. Sularla sürüklenen fosfatlar denizlerin dibinde birikir.

Fosfatlann çok azı, balıkların ve deniz kuşlannın faaliyetleriyle tekrar karalara döner. Örneğin; de-

niz kuşları karalara bıraktıkları fosfat bakımından zengin dışkılarıyla (gübre) fosforun yeniden devreye girmesinde önemli rol oynar. Balıkların, insan ve hayvanlar tarafın­dan yenilmesiyle de fosforun denizlerden karalara geç­mesi sağlanır. Böylece fosfor karalardan denizlere, deniz­lerden tekrar karalara taşınarak döngü gerçekleşir.

Tüm canlılar, DNA, RNA, ATP gibi molekülleri sentezlemek için fosfor bileşenlerine gereksinim duyar. Fos­foru, bitkiler suyla birlikte fosfat tuzlan hâlinde alıp orga­nik fosfatlara dönüştürür. Hayvanlar da fosforu içme su­yuyla yedikleri besinlerle inorganik ve organik fosfatlar olarak alır. Canlıların artıklarıyla ölüleri ayrıştırılınca fosfor bileşikleri tekrar doğaya dönerek fosfor döngüsü sağlanır.