اکولوژی بوم شناسی Ecology

الف: عوامل اقلیمی شامل نور، دما، رطوبت و باد می باشد که هرکدامیک از آنها در زیر مختصر شرح داده می شود.

A.    نور(Light) نور به دو دلیل برای موجودات زنده مهم است. اولاً: نور انرژی مورد نیاز اتوتروف ها را در طی فرآیند فتوسنتز تامین می نماید. ثانیاً: در زمان بندی وقوع پدیده های حیاتی روزانه و فصلی جانداران اهمیت دارد. نور دارای سه ویژگی اساسی می باشد.

الف: کیفیت نور یا طول موج نور: انرژی نور خورشیدی از سه بخش تشکیل شده است.

1-    ماورء بنفش(UV or Ultra Violet) خاصیت ضد حیات دارد و دارای طول موج کوتاه 280-400 نانومتر می باشد. این نور در لایه اوزون جذب شده و مقدار اندکی از آن به شطح زمین می رسد. اشعه ماوراء بنفش اثرات مخربی برساختار پروتئینها و DNA داشته و باعث مرگ باکتریها می شود. این نور در ارتفاعات شدیدتر بوده و باعث می شود که گلهای گیاهان رنگ تیره تری در ارتفاعات داشته باشند. احتمالاً رزت شدن گیاهان (Rosette) در ارتفاعات بعلت وجود ماوراء بنفش می باشد. عملکرد مثبت اشعه ماورء بنفش شرکت در سنتز ویتامینD می باشد.

2-    نور مرئی دارای طول موج کوتاه 400-750 نانومتر می باشد و قسمت اعظم انرژی نورانی را تشکیل می دهد. در اکوسیستم های خشکی تغییرات طول موج نور مرئی اغلب وجود ندارد، گیاهان طول موج های آبی و قرمز را با استفاده از کلروفیل جذب می نمایند. اما در اکوسیستم های آبی نورقرمزرنگ و نور آبی رنگ توسط فیتوپلانکتونهای سطح آب جذب شده و نور سبزرنگ به لایه های زیرین می رسد. جلبکهای قرمز که بسیاری از فیتوپلانکتونهای دریا را تشکیل می دهند، نور سبز رنگ را جذب می نمایند بهمین ترتیب قادر به زیست در اعماق 200متری دریا هستند

3-    مادون قرمز(IR or Infra Red) دارای طول موج بلند 750-5000 نانومتر می باشد. این اشعه بطور مستقیم بوسیله مولکولهای زیستی مصرف نمی شود، امّا این نور بوسیله هوا، خاک و بویژه آب جذب می شود و توانایی انرژی زایی دارد.

ب: شدّت نور: شدت نور با افزایش عرض جغرافیایی از استوا به طرف قطب ها کاهش می یابد. در عرضهای جغرافیایی بالاتر زاویه تابش خورشید مایل می شود و تابش مایل سبب می شود نور فاصله بیشتری را برای رسیدن به سطح زمین طی می نماید و اتلاف انرژی بیشتر می باشد. مهمترین عامل تغییرات شدّت نور در کره زمین تغییرات فصلی می باشد.

بردباری گیاهان نسبت به شدّت نور:

                     I.      گیاهان نورپسند(Helliophytes) به زندگی در شرایط نور سازش پیدا کرده اند و در مقابل نور شدید حداکثر فعالیت فتوسنتزی را از خود نشان می دهند. مثل ذرّت کلروفیل کمتری دارد.

                   II.      گیاهان سایه پسند(Sciophytes) به زندگی در شرایط سایه یا نور کم سازش پیدا کرده اند و در نور کمتر شدید بیشترین فعالیت فتوسنتزی را از خود نشان می دهند. مثل سرخس.

ج: طول مدّت تابش نور: طول نسبی شب و روز بربسیاری از اعمال گیاهان و جانوران اثر می گذارد، عکس العمل موجودات زنده نسبت به طول روز را فتوپریودیسم یا فروغ دورگی(Photoperiodism) می گویند. گلدهی گیاهان و مهاجرت جانوران، خواب زمستانه و آشیانه سازی جانوران تحت کنترل فتوپریودیسم است.

گیاهان دانه دار برمبنای چگونگی پاسخ به طول مدت روز به سه گروه بزرگ تقسیم بندی می نمایند.

a.        گیاهان روز بلند(Long Day Flowering Plants) این گیاهان برای ورود به مرحله گلدهی بیش از 12 ساعت تابش نیازمندند. مثل گندم، جو

b.        گیاهان روز کوتاه(Short Day Flowering Plants) این گیاهان برای ورود به مرحله گلدهی کمتر از 12 ساعت تابش نیازمندند. مثل تنباکو

c.        گیاهان روز خنثی(Day Neutral) این گیاهان برای ورود به مرحله گلدهی به طول مدت تابش خاصی نیاز ندارند. مثل گوجه فرنگی، گل قاصد

B.     دما یا درجه حرارت(Temperature) دما یکی از عوامل اکولوژیک است که بصورت مستقیم برکلیه فعالیت های حیاتی جانداران تاثیر دارد. میدان اکولوژیک یا بردباری موجودات زنده در برابر دما غالباً بین 0 تا 50 درجه سانتیگراد می باشد.

عوامل موثر برتغییرات دما در کره زمین:

1-  ارتفاع از سطح دریا: به ازای افزایش هر 100 متر ارتفاع در حدود 5/0-6/0 درجه سانتیگراد کاهش دما وجود دارد. وقتی از کف درّه به سمت قلّه کوهها صعود نمائیم. کمربندهای رویشی بصورت در داخل دره ها درختان و در طبقات ارتفاعی درختچه ها و بوته ها ظاهر می شوند. در بالای کوه بوته های خاردار خشکی پسند دیده می شود و این پوشش گیاهی را رویش کوهسری (کوه رست یاOrophyte ) می نامند(Zonation زون بندی ارتفاعی). این فرم رویشی بعلت وجود باد شدید، تبخیربالا، اشعه ماوراء بنفش زیاد و...... می باشد.

2-  عرض جغرافیایی: با افزایش عرض جغرافیایی دما کاهش می یابد. به ازای افزایش هر درجه عرض جغرافیایی 4 روز تاخیر در فعالیت رویشی اتفاق می افتد(گلدهی دیرتر) و در ضمن به ازای افزایش هر 110 متر ارتفاع از سطح دریا 4 روز تاخیر در فعالیت رویشی اتفاق می افتد.

3-  دوری و نزدیکی به دریا

4-  جهت و درجه شیب

5-  پوشش گیاهی

6-  پستی و بلندی

در هر اکوسیستم تغییرات درجه حرارت گرادیان دمایی خوانده می شود مثلاً گرادیان دمایی در عمق خاک، گرادیان دمایی عمق آب، گرادیان دمایی در لایه های جو، گرادیان دمایی در اشکوب های رویشی جنگل.

C.    عامل رطوبت(آب Moisture) آب جزء اصلی پروتوپلاسم سلول بوده و بخش اعظم بدن موجودات زنده را آب تشکیل می دهد. چون میزان آب در اکوسیستم های خشکی تغییرات زیادی دارد بنابراین آب می تواند یک عامل محدودکننده باشد. اما در اکوسیستم های آبی شوری آب، سبب از دست رفتن آب موجود در بدن موجودات زنده از راه تبادل اسمزی می گردد و یک عامل محدودکننده محسوب می شود. عوامل موثر برمیزان رطوبت در اکوسیستم ها عبارتند از:

1.       بارندگی(Rain fall)

2.       میزان تبخیرو تعرّق(Evapotranspiration)

3.       میزان آبهای سطحی(Water Surface)

4.       پدیده ربایش(Interception

D.     باد(Wind) باد از عوامل اقلیمی است که در طی جریان هوا ایجاد شده و برروی موجودات زنده و محیط غیرزنده اکوسیستم تاثیرگذار است. باد موجب ریزش برگ، شکستن شاخه ها، انتقال دانه های گرده گیاهان، جابجایی حشرات، جابجایی هاگها و عوامل بیماریزا می شود. باد ممکن است فعالیت بعضی عوامل بیماریزا را متوقف نموده و تبخیر و تعرق و تنش خشکی در گیاهان را تشدید نماید و باعث ایجاد فرسایش خاک می شود. جوانه هایی که در معرض باد غالب قرار دارند رشدشان محدود شده و جوانه هایی که در پناه شاخه و تنه درخت هستند بیشتر رشد نموده و شکل درختان از تقارن خارج می شود.

ب: عوامل خاکی کلیه عوامل محیطی که به خاک بستگی داشته باشد، عوامل خاکی نامیده می شود. گیاهن سبز ریشه(اتوتروفها) ریشه خود را در خاک مستقر می نمایند و در ضمن خاک منبع ذخیره موادمعدنی و آب برای گیاهان است و علاوه بر آن محیط زندگی بسیاری از جانوران می باشد. خاک جایگاه تجزیه مواد آلی و چرخه مواد معدنی بوده و بین خاک و موجودات زنده ارتباطات متقابلی وجود دارد. علم مطالعه خاک پدولوژی(Pedology) نام دارد. تشکیل خاک تابعی از سنگ مادری، آب و هوا پشتی و بلندی، عوامل زیستی و زمان می باشد.

عوامل خاکی که در اکولوژی موثر هستند عبارتند از:

1.       تخلخل خاک(Soil Porosity): درصدی از حجم خاک که بصورت فضاهای خالی می باشد و از آب یا هوا پُر می شود. مقدار تخلخل خاکها از 35درصد تا 65درصد متغیر است و رطوبت موجود در خاک در فضای خالی نگهداری می شود و مقدار تخلخل خاکهای شنی زیادتر از انواع دیگر خاکها می باشد.

2.       عناصر معدنی خاک: آنیونها و کاتیونهایی هستند که بصورت یون در خاک وجود داشته و در چرخه عناصر معدنی شرکت می نمایند.

3.       اسیدیته خاک: اسیدیته خاک به غلظت یونهای هیدروژن در خاک گویند. عواملی مثل اقلیم، پوشش گیاهی و سنگ مادری(خاک حاصل از سنگ بازالت بازی و خاک حاصل از سنگ خارا اسیدی است) در میزان اسیدیته خاک موثر هستند. حد مطلوب اسیدیته برای اکثر گیاهان 5 تا 7 می باشد. عناصر آهن، روی، مس، آلومینیوم و منگنز در محیط های اسیدی بصورت محلول هستند و در محیطهای قلیایی رسوب می کنند. پس در خاکهای قلیایی کمبود آنها وجود دارد، اما در خاکهای اسیدی بعلت فراوانی احتمال سمیّت وجود دارد.

طبقه بندی خاکهای ایران: 1) خاکهای جنگلی    2) خاکها آبرفتی     3) خاکهای استپی(بیابانی، نیمه خشک و لس وشبه لس)

ج: عوامل پستی و بلندی: پستی و بلندی بخصوص تغییرات ارتفاع می تواند برروی بسیاری از عوامل محیطی موثر بوده، تغییر ارتفاع با تنوع پوشش گیاهی همراه می باشد. شیب ها وجهتهای متفاوت شیب عواملی هستند که جوامع مختلف گیاهی را در اکوسیستم ها ایجاد می نماید. افزایش ارتفاع با کاهش دما، افزایش شدت نور و افزایش شدت وزش باد همراه است. در مناطق کوهستانی با شیبهای زیاد اغلب با ریزش مواد سطح خاک به مناطق پائین تر وجود داشته که از رشد و توسعه جوامع گیاهی جلوگیری نموده و باعث عدم تکامل در اکوسیستم ها می شود.