Ekosistemde Enerji Akışı ve Madde Döngüleri

Ekosistemin canlı ve cansız öğeleri arasındaki ilişkilerde madde döngüleri ve enerji akışı önemli rol oynar.Güneş enerjisi, üretici organizmalar tarafından fotosentezle kimyasal enerji formuna dönüştürülür ve organik besin maddeleri sentezlenir. Organik besin maddeleri, beslenme ilişkileri yoluyla tüketici canlılara aktarılır.
Ayrıştırıcılar ise organik atıkları ve ölü organizmaları parçalayarak hem enerji ihtiyaçlarını karşılar hem de doğada tükenen maddelerin ekosisteme geri dönmesine katkıda bulunurlar.Beslenme ilişkileri yoluyla gerçekleşen enerji dönüşümleri sırasında bir miktar enerji ısı olarak açığa çıkar.

Karbon, azot gibi elementlerin canlı ve cansız çevre arasındaki aktarımına madde döngüsü denir. Fotosentez yapan üretici organizmalar, bu elementleri topraktan, havadan ve sudan inorganik formda alarak organik moleküllerin yapısına katarlar. Organik moleküllerin bir kısmı beslenme yoluyla tüketici organizmalara geçer. Organik atıklar ve ölü organizmaların dokuları ayrıştırıcılar tarafından parçalanarak inorganik maddeler oluşturulur. Böylece azot, karbon gibi elementlerin toprak, hava ve su ortamına geri dönüşü sağlanmış olur.

Enerji akışı tek yönlü olarak ısı halinde çevreye akar. Oysa madde döngüsündeki N, C gibi elementler ekosistemlerde devirli olarak dolanır.

besin zinciri   Bir ekosistemde besin ve enerjinin taşındığı, organizmalar dizisine besin zinciri denir. Besin zinciri, güneşten gelen enerjinin, üretici organizmalar tarafından fotosentez yoluyla kullanılmasıyla başlar. Birincil tüketici olan otçullar, enerji elde etmek için üreticilerle beslenirler.İkincil tüketici olan etçiller otçullarla, üçüncül tüketiciler ise yine aynı şekilde tüketici canlılarla beslenerek enerji ihtiyacını karşılarlar.

   Canlılar arasında beslenme ilişkilerini gösteren her katman o canlının trofik düzeyi (beslenme basamağı) olarak adlandırılır. Trofik düzey canlılar arasında enerji aktarımı sırasında organizmanın beslenme ilişkileri bakımından bulunduğu konumu gösterir.

besin piramidiBir besin zincirinin üretici basamağından başlayarak son tüketici basamağına kadar dikey dizilimine ise besin piramidi adı verilir.

Besin zincirindeki tüketicilerin çoğu tek bir besin çeşidi yerine farklı çeşitlerdeki besinleri kullanabilir. Ekosistemlerin çoğunda tek bir doğrusal besin zinciri bulunmaz. Yani farklı beslenme katmanlarındaki hayvan türleri, iç içe giren ve yer yer çakışan bir çok besin zincirinden oluşmuş besin ağı içinde birbirlerine bağlanırlar. Ekosistemde yer alan besin ağları bir canlı türünün farklı besin zincirlerinde farklı beslenme basamaklarında yer alabileceğini de gösterir.

Besin zincirindeki canlılar birbirleriyle beslenirken organik madde ile birlikte enerji de zincirin diğer üyelerine aktarılır. Buna enerji akışı denir. Besin zincirindeki enerji akışı üreticiden tüketiciye doğru tek yönlüdür.Besin zincirlerindeki enerji akışı enerji piramitleriyle ifade edilir. Enerji piramidinin üreticilerin yer aldığı en alt basamağında enerji en fazla iken, üst basamaklara aktarılırken her trofik düzeyde enerji miktarı azalır, çünkü büyük bir kısmı ortama ısı olarak verilir.

Her beslenme basamağındaki canlıların toplam organik madde ağırlığına biyokütle (biyomas) denir.Besin pramidinde üreticilerden tüketicilere doğru gidildikçe biyolojik faaliyetler (metabolizma, boşaltım ve ölüm) ve enerji dönüşümlerinden dolayı toplam biyokütlede azalma görülür.

UYARI
Besin zincirinde, üreticiden tüketiciye doğru gidildikçe genellikle organizmaların vücut büyüklüğü artarken birey sayıları azalır.
UYARI
Ekosistemlerde enerji akışı ve biyokütle değişimlerindeki genellemelere uymayan besine zincirlerine de rastlanır. Örneğin parazit besin zincirlerinde, zincirin üst basamağında bulunan parazit canlı alt basamağındaki konakçısından daha küçük vücutludur ve daha çok birey sayısına sahiptir.

Organizmanın metabolizma faaliyetleriyle parçalanarak atılırken, bazıları özellikle yağ doku olmak üzere belirli dokularda birikir. Bu tip maddeler besin zincirini oluşturan farklı trofik düzeylerdeki organizmaların dokularında gittikçe artan oranda birikir ve zararlı konsantrasyon düzeyine ulaşabilir. Bu olaya biyolojik birikim denir. Buna göre besin zincirinin en üst basamağında bulunan canlılar, bu zehirli bileşiklerden en ciddi biçimde etkilenen organizmalar olurlar.Doğada biyolojik birikime neden olan maddelerin başında DDT, PCB gibi sentetik kimyasallar, bazı radyoaktif maddeler ve bazı ağır metaller gelir.

MADDE DÖNGÜLERİ

Ekosistemlerde kimyasal elementler sınırlı miktarlarda bulunurlar. Bu yüzden yeryüzündeki yaşamın sürekliliği kimyasal elementlerin devirli kullanımına bağlıdır. İşte hayatsal önem taşıyan kimyasal elementlerin canlı ve cansız çevre arasındaki hareketine madde döngüsü denir.

Su Döngüsü

su döngüsü
Yeryüzünün 2/3'ü sularla kaplıdır. Yeryüzündeki su kütlesinin büyük bir kısmı buzullar, okyanuslar, denizler, göller ve nehirlerde bulunur. Bu su kütlesi az çok sabit olup, güneş enerjisi ve yerçekiminin etkisiyle doğada düzenli olarak hareket eder. Suyun litosfer (taş küre), hidrosfer (deniz ve tatlı sular) ve atmosfer arasındaki bu hareketine su döngüsü denir.

Karbon Döngüsü
Yaşam için vazgeçilmez olan bütün organik moleküllerin yapısında karbon elementi bulunduğu için tüm canlılar bir kaynaktan karbon almak zorundadır. Canlıların başlıca karbon kaynağını karbondioksit oluşturur. Yeşil bitkiler fotosentez yoluyla karbondioksiti kullanarak organik madde sentezlerler. Fotosentez sonucu organik besinlerin yapısına katılan karbon elementi besin zinciri yoluyla tüketici hayvanların yapısına geçer. Üretici, tüketici ve ayrıştırıcı organizmaların solunumları sonucu, organik madde yapısındaki karbon elementinin bir kısmı karbondioksit halinde atmosfere geri döner. Karbon elementinin bir kısmı ise hem ölü bitki ve hayvan dokuları halinde hem de atık madde olarak toprağa geçer. Fotosentezle üretilen organik maddelerdeki karbonun tamamı solunum ve ayrıştırıcıların faaliyetleriyle geri dönmez. Hayvansal ve bitkisel kaynaklı organik maddelerin uzun jeolojik zamanlar boyunca ayrışmadan toprak altında kalmaları sonucu kömür, petrol ve doğal gaz gibi fosil yakıtlar oluşur. Bu fosil yakıtların yanması sonucu yapılarındaki karbon, karbondioksit olarak atmosfere geri döner.


karbon döngüsüMiktarı artan karbondioksit sera etkisi yaratarak güneşten dünyaya ulaşan ve sonra da geri yansıtılan kızıl ötesi ışınları soğurur ve büyük bir bölümünü geri yansıtır. Bu durum yeryüzü sıcaklığının normalden fazla artmasına yol açar (Küresel ısınma).

Sera etkisi: Yeryüzüne, bitkilere ve diğer varlıklara ulaşan güneş ışınları, ısı ve ya kızıl ötesi ışınlar (infrared rad yasyon (IR)) üretir. Bunların bir kısmı gök yüzüne geri döner. Tıpkı seraların cam panellerinin yaptığı gibi, yer yüzünü çevreleyen sera gazları güneş ışığının içeriye geçişine izin verirken infrared radyasyonu dışarıya (uzaya) bırakmaz. Bunun bir sonucu olarak atmosfer ısınır.

Azot Döngüsü
Azot, canlılar için çok önemli temel elementlerden biridir. Canlılar için hayati önem taşıyan proteinlerin, nükleik asitlerin, hormonların ve vitaminlerin yapısına katılır. Atmosferdeki azotun canlılar tarafından kullanımı ve tekrar atmosfere dönmesi olayına azot döngüsü denir.Atmosferde yaklaşık % 78 oranında azot gazı (N2) bulunur. Doğadaki azot kaynağını öncelikle atmosfer daha sonra canlılar oluşturur. Atmosfer azotunun çok azı canlılar tarafından doğrudan kullanılabilir. Bu nedenle, bitkilerin ve diğer canlıların azotu kullanabilmesi için azotun önce dönüşüm geçirmesi gereklidir.
azot döngüsü
Topraktaki amonyak (NH3) ya da amonyum (NH+ 4) iyonlarının çoğu bazı bakteriler tarafından enerji kaynağı olarak kullanılır. Amonyak ve amonyumun kemosentetik bakteri faaliyetleri sonucu nitrata dönüştürülmesine nitrifikasyon denir.

Toprakta bulunan denitrifikasyon bakterilerinin etkisiyle nitrit ya da nitrat azot gazına dönüştürülerek atmosfere geri verilir. Bu olaya denitrifikasyon denir.
Denitrifikasyon olayı toprakta kullanılabilir azotun kaybına neden olduğu için toprağın verimini düşürür
Share on Google Plus

Hakkımda Admin

    Blogger Comment
    Facebook Comment

0 yorum:

Yorum Gönder