علم بيئة النظم البيئية
ينظر علم بيئة النظم البيئية إلى الطبيعة على أنها أنظمة حيوية ولاحيوية مترافقة، ويتتبع تدفق الطاقة ودورة المادة عبر الكائنات الحية والتربة والمياه والهواء.
Definition
علم بيئة النظم البيئية هو دراسة تدفقات الطاقة والمادة بين الكائنات الحية وبيئتها الفيزيائية ضمن نظام محدد، ودراسة العمليات التي تحدد إنتاجية النظام البيئي ودورة المغذيات واستقراره.
Scope
يتناول هذا المجال النظم البيئية كوحدات وظيفية: التقاط الطاقة في الإنتاج الأولي وتبديدها من خلال الانتقال الغذائي والتنفس، والتحلل الذي يعيد المغذيات إلى الدورة، والدورات البيوجيوكيميائية للكربون والنيتروجين والفوسفور والماء. كما يتناول استقرار النظام البيئي ومرونته والعلاقة بين التنوع البيولوجي وأداء النظام البيئي، ويدمج علم وظائف الأعضاء وعلم بيئة المجتمعات وعلم نظام الأرض.
Sub-topics
Core questions
- كيف تتدفق الطاقة عبر النظام البيئي من الإنتاج إلى التنفس؟
- كيف يحافظ التحلل ودورة المغذيات على إنتاجية النظام البيئي؟
- كيف يتم تنظيم الدورات البيوجيوكيميائية الرئيسية؟
- ما الذي يحدد استقرار النظم البيئية ومرونتها وأدائها؟
Key theories
- تدفق الطاقة ودورة المغذيات
- تمر الطاقة عبر النظم البيئية في اتجاه واحد وتتبدد، بينما تدور المادة بشكل متكرر بين الكائنات الحية والمخازن اللاأحيائية، وهذان المبدآن ينظمان الدراسة الوظيفية للنظم البيئية.
- تطور النظام البيئي والتنظيم الذاتي
- اقترح أودوم أن النظم البيئية تتطور وفق اتجاهات يمكن التنبؤ بها في الإنتاج والكتلة الحيوية واحتفاظ المغذيات مع نضوجها، مما يؤطر النظم البيئية كأنظمة ذاتية التنظيم ذات خصائص ناشئة.
Clinical relevance
يرتكز علم بيئة النظم البيئية على تقييم خدمات النظام البيئي، وإدارة الكربون والمغذيات، واستجابة النظم البيئية للتلوث وتغير المناخ، والعلم الكامن وراء السياسات البيئية القائمة على النظام البيئي. هذا سياق تعليمي، وليس وصفة إدارية.
History
صاغ تانسلي مصطلح النظام البيئي في عام 1935، وكمّم ليندمان تدفق الطاقة الغذائية في عام 1942. طور الأخوان أودوم علم بيئة الأنظمة وطاقة النظم البيئية بأكملها خلال منتصف القرن العشرين، وأرست الدراسات واسعة النطاق مثل هوبارد بروك القياس الدقيق لتدفقات النظام البيئي.
Key figures
- Arthur Tansley
- Raymond Lindeman
- Eugene Odum
- Howard Odum
- F. Stuart Chapin
Related topics
Seminal works
- chapin2011
- odum1969
- tansley1935
Frequently asked questions
- ما هو النظام البيئي؟
- النظام البيئي هو مجتمع من الكائنات الحية مع البيئة الفيزيائية التي تتبادل معها الطاقة والمادة، ويعتبر كوحدة وظيفية على أي نطاق من بركة إلى المحيط الحيوي بأكمله.
- لماذا تتدفق الطاقة بينما تدور المادة؟
- تدخل الطاقة كضوء الشمس وتتبدد تدريجياً كحرارة أثناء مرورها عبر الكائنات الحية، لذلك لا يمكن إعادة استخدامها، بينما يتم امتصاص العناصر الكيميائية وإطلاقها وإعادة التقاطها بشكل متكرر، وتدور بين الكائنات الحية وبيئتها.