Ekosistemde Madde ve Enerji Akışı

Ekosistemdeki Enerji Akışı ve Madde Döngüleri

► Ekosistemde tüm canlı türleri arasında doğrudan veya dolaylı olarak bir ilişki bulunur.

► Tüm canlılar yaşamsal olaylarını sürdürebilmek için enerjiye ve karbon, azot gibi elementlere ihtiyaç duyarlar.

► Üreticiler ekosistemin organik besin kaynaklarıdır.

► Tüketiciler ve ayrıştırıcılar ise organik molekülleri inorganik bileşiklere dönüşümünü gerçekleştirerek doğal döngünün devamını sağlarlar.

► Ekosistemdeki madde ve enerji akışı; üretici, tüketici ve ayrıştırıcı canlılar aracılığı ile dengede kalır. Bu dengenin sağlanmasında besin zincirleri ve madde döngüleri önemli rol oynar.

Besin Zinciri ve Besin Ağı

► Besin ve besinlerde bulunan enerjinin üreticilerden başlayarak tüketicilere doğru tek yönlü akışına Besin Zinciri denir.

► Besinlerle aktarılan enerji; canlılar tarafından büyüme, hareket, metabolik olayların devamı, ısı üretimi ve atık oluşturma gibi durumlarda kullanılır.

► Besin zinciri; üreticiden başlayarak canlılar arasında bir zincirin halkaları şeklinde devam eden beslenme ilişkisidir.

► Besin zinciri; üreticilerin güneşten gelen ışık enerjisini fotosentezde kullanmasıyla başlar.

► Besinde depolanan bu enerji, besin zinciri yoluyla diğer canlılara dağılır.

► Üreticileri otçullar besin olarak tüketir. Otçul hayvanları ise etçil ya da hepçiller kullanır.

► Besin zincirinde üreticileri kullanan otçullara; Birincil Tüketiciler,

► Otçul hayvanları tüketen etçillere İkincil Tüketiciler,

► Hem otçul hem etçilleri kullanan canlılara ise Üçüncül Tüketiciler denir.

Azot Döngüsü

Atmosferin %78’ini oluşturan azot, protein ve nükleik asitler için temel bir elementtir. Ancak, atmosferde serbest halde bulunan azot (N₂), canlılar tarafından doğrudan kullanılamaz. Bu nedenle azotun, kullanıma uygun bileşiklere dönüştürülmesi gerekir.

Azot Fiksasyonu (Bağlanması):

Biyotik Azot Fiksasyonu: Toprakta bulunan azot bağlayıcı bakteriler (örneğin baklagillerin köklerindeki bakteriler ve siyanobakteriler), serbest azotu (N₂) nitrata (NO₃⁻) veya amonyağa (NH₄⁺) dönüştürür.

Abiyotik Azot Fiksasyonu: Yıldırım ve şimşek gibi atmosferik olaylarla azot, yağmur yoluyla toprağa geçer.

Nitrifikasyon: Amonyak, nitrifikasyon bakterileri tarafından önce nitrite (NO₂⁻), ardından nitrata (NO₃⁻) dönüştürülür. Bu formdaki nitrat, bitkiler tarafından kullanılarak protein gibi moleküllerin sentezinde yer alır ve besin zincirine katılır.

Denitrifikasyon: Toprakta bulunan denitrifikasyon bakterileri, nitratı veya nitriti azot gazına (N₂) dönüştürerek atmosfere geri kazandırır.

Ayrıştırma: Bitki ve hayvanların metabolik atıkları veya ölmesi sonucu ayrıştırıcılar, azotu amonyak formunda toprağa geri kazandırır.

Bilinçsiz Gübreleme: Fazla azotlu gübre kullanımı, biyolojik çeşitliliğin azalmasına ve yabancı ot türlerinin yayılmasına neden olur. Ayrıca, bu durum insanlarda sağlık sorunlarına yol açabilir. Örneğin, otlak alanlarda doğal türlerin yok olması ve yabancı otların ortaya çıkması bu durumun sonucudur.

Karbon Döngüsü

Karbon kaynakları; fosil yakıtlar, okyanustaki çözünmüş karbon bileşikleri, kireç taşları ve canlıların biyokütleleridir. Atmosferde bulunan karbondioksit (CO₂), karbonun en önemli deposudur. Diğer depolar arasında deniz suyu, fosil yakıtlar ve kireç taşı kayaçları yer alır.

Karbonun Atmosfere Dönüşü: Fosil yakıtların yakılması, solunum, volkanik patlamalar, orman yangınları ve canlıların çürümesi ile karbon atmosfere karbondioksit olarak geri döner.

Fotosentez ve Kullanımı: Atmosferdeki karbondioksit, karadaki bitkiler ve okyanustaki fitoplanktonlar tarafından fotosentezle besine dönüştürülür. Bu karbon, canlıların enerji ihtiyacını karşılamak için kullanılır. Solunum ve çürüme yoluyla tekrar atmosfere salınır.

Sanayi Devrimi'nden itibaren atmosferdeki CO₂ miktarının artması sera etkisine yol açmıştır. Fosil yakıt tüketimi, tarımsal faaliyetler ve ormanların yok edilmesi, atmosfer ve toprak arasındaki karbon dengesini bozarak yerkürenin ısınmasına neden olmuştur.

Su Döngüsü

Yeryüzündeki suyun büyük kısmı okyanuslarda, buzullarda, denizlerde, göllerde ve nehirlerde bulunur. Su döngüsü, suyun yeryüzünden atmosfere, atmosferden ise yeryüzüne geçişini sağlayan bir süreçtir.

Su Döngüsünün Aşamaları:

► Güneş’in ısısıyla yüzey suları buharlaşır ve atmosferde yoğunlaşarak bulutları oluşturur.

► Bulutlardaki su, kar, yağmur veya dolu şeklinde yeryüzüne düşer.

► Yeryüzüne ulaşan sular nehir, göl ve bataklıklara karışır. Bir kısmı toprak tarafından emilerek yeraltı sularını oluşturur. Yeraltı suları, kaynak suyu olarak yeryüzüne çıkabilir veya okyanuslara taşınabilir.

► Bitkiler, aldıkları suyu terleme yoluyla atmosfere geri kazandırır.

Olumsuz Etkiler: Ormanların yok edilmesi, bitkilerin terleme yoluyla atmosfere su kazandırmasını engelleyerek su döngüsünü bozar. Özellikle yağmur ormanlarının tarım alanı açmak için yok edilmesi, atmosfer ile kara arasındaki su dengesini olumsuz etkiler.

Yeryüzündeki suyun %98’i okyanuslarda bulunurken, atmosferdeki su miktarı %0,001’den daha azdır.