Enerji Akışı ve Madde Döngüsü

--------------------------------------------------------------------------------

 Ekosistemlerin tek enerji kaynağı güneştir.
 Güneş enerjisinin büyük bir kısmı, temel üretici olan bitkiler tarafından tutulur ve fotosentez yoluyla besin enerjisine çevrilir.
 Tüketiciler bu bitkileri yedikleri zaman, bitkilerdeki kimyasal enerjiyi bünyelerine alırlar.
 Aldıkları bu enerjinin bir kısmını kendi yaşam faaliyetleri için kullanırlarken, bir kısmı da, değişik yollarla canlılara aktarılır.
 Ölen bütün canlılardaki kimyasal enerji de ayrıştırıcılar tarafından kullanılır.



Fotosentez: Bitkiler, algler ve bazı bakterilerin ışık enerjisi yardımıyla su ve karbondioksitten besin sentezlemesine denir.

 Biyosferde bulunan herhangi bir ekosistem enerji ve madde akışı ile işler.
 Bütün ekosistemler güneş enerjisine ihtiyaç duyar.
 Sadece karanlık mağaralarda ve derin okyanus diplerinde durum farklıdır.
 Yeryüzüne ulaşan güneş ışınları mevsimlere ve enlemlere göre değişir.
 Ekvator civarında güneş ışınlarının geliş açısı daha dik olduğundan yeryüzüne ulaşan enerji daha fazladır.
 Kutuplar çevresinde güneş ışınlarının geliş açısı dar ve gelen enerji miktarı azdır.
 Yüksek enlemlerde gündüz süresinin uzun olması, eğik açıyla gelen ışınlardan dolayı oluşan radyasyon kaybını azaltır.
 Ekosistemlerin canlı bölümünde üreticiler (Yeşil bitkiler) ve tüketiciler (Hayvanlar, insanlar ve ayrıştırıcılar) yer alır.





Enerji Akışı: Yeşil bitkiler, Güneş’ten aldıkları ışık enerjisinin altıda birini fotosentez yoluyla üretilen organik moleküllerde depolar. Bu organik moleküllerdeki enerji, bitkilerle beslenen otçul canlılara, daha sonra otçul canlılarla beslenen etçil canlılara ve son olarak canlı atıkları ile beslenen ayrıştırıcılara (mantar, bakteri) aktarılır. Enerjinin bu taşınımına enerji akışı denir.




Ekosistemlerde Enerji Akışı


 Ekosistemlerde enerji akışı tek yönlüdür.
 Bu enerjinin bir kısmı büyüme, gelişe, üreme gibi olaylarda kullanılır.
 Bir kısmı ısı olarak kaybedilir.
 Sürekliliğin sağlanabilmesi için üreticilerle tüketiciler arasında sürekli enerji alışverişinin olması gerekir.

Ekosistemlerdeki Besin Üretimi;
 Güneş ışığı
 Karbondioksit
 Su varlığına bağlıdır.

Not: Su ve karbondioksitin fazla olduğu alanlar besin üretimi bakımından yüksek verimliliğe bağlıdır.

Ekosistemlerin Besin Üretiminin En Fazladan En Aza Doğru Sıralanışı

1. Haliçler
2. Bataklık ve Sazlıklar Bunların besin üretimi eşittir.
3. Tropikal Yağmur Ormanları
4. Ilıman Bölge Ormanları
5. Kuzey İğne Yapraklı Ormanlar
6. Savanlar
7. Tarım Alanları
8. Orman ve Fundalıklar
9. Ilıman Bölge Çayırları
10. Göller ve Nehirler
11. Kıta Sahanlığı (Kıyı çizgisinden başlayıp –200m derinliğe kadar olan sahaya denir.)
12. Tundra
13. Açık Okyanus
14. Çöl ve Çayırlıklar
15. Çöller




Besin Zinciri: Güneşten gelen enerjinin fotosentez yolu ile kullanılması, bitkilerin otçul hayvanlar tarafından, otçul hayvanların ise etçil hayvanlar tarafından yenilerek besindeki enerji bir canlıdan diğerine geçer bu olaya besin zinciri denir.

 Her canlı bir önceki canlıdan aldığı enerjinin bir kısmını kullanır. Geriye kalan enerji bir sonraki canlıya geçer.



Besin Zincirinde Bulunan Canlılar
1. Üreticiler:

 Yeşil bitkiler üretici canlılardır.
 Tüketiciler için yaşam kaynağıdır.
 Güneş enerjisini fotosentez yoluyla besin yapımında kullanırlar.
 Kendi besinini ürettiklerinden dolayı üretici canlılar denir.

2. Tüketiciler:

 Üreticilerin ürettiği besinleri tüketirler.
 Kendi besinlerini yapamazlar. Bundan dolayı tüketici canlılar olarak adlandırılırlar.
 Kendi aralarında üçe ayrılırlar.
a) Birincil Tüketiciler (Otçullar): Kendileri için gerekli olan besin maddesini yeşil bitkilerden karşılarlar. (At, inek, zebra, fil, zürafa vb.)
b) İkincil Tüketiciler (Etçiller): Otçul hayvanları yiyerek beslenirler. (Şahin, atmaca, köpek-balığı, aslan vb. )
c) Üçüncül Tüketiciler: Etçil hayvanları yiyerek beslenirler. (İnsan, ayı, domuz vb.)

3. Ayrıştırıcılar:

 Bakteriler ve mantarlardan oluşurlar.
 Ekosistemlerin en önemli elemanlarıdır.
 Ölü bitki ve hayvanların vücudundaki maddeleri parçalayarak toprağa karışmasını sağlarlar.
 Topraktaki madensel tuz miktarını artırırlar.
 Doğadaki madde döngüsüne olanak sağlarlar. Böylece sınırlı miktardaki maddelerin tekrar kullanıl-masını sağlarlar.
 Ayrıştırıcılar olmasaydı dünyanın tamamı diz boyu döküntü, ölü hayvan, hayvan atıkları ve çöplerle dolu olacaktı.

Enerji Piramidi:

 Enerjinin bir guruptan diğerine aktarıldığı her halka bir beslenme seviyesini oluşturur.
 Besin zinciri boyunca aktarılan enerjinin büyük bir kısmı o canlının yaşam gereksinimi için kullanılır. Geriye kalan enerji zincirin bir sonraki halkasına aktarılır.
 Otçul hayvanlar bitkilerden aldıkları enerjinin tamamını bir sonraki basmağa devredemezler.
 Tabandan tavana gidildikçe enerjinin sadece % 10 bir sonraki basamağa aktarılır.
 Geri kalan enerji, solunum sırasında ısı olarak kaybedilir.
 Besin piramidinde tabanda küçük fakat sayıları fazla,
 Yukarı doğru ise sayıları az fakat daha iri hayvanlar yer alır.
 Bu nedenle piramidin üstlerinde yer alan bir tüketicinin beslenmesi için daha altta bulunan çok sayıda canlıyı yemesi gerekir.

Madde Döngüleri

Madde Döngüsü: C

anlıların yapısında en çok bulunan elementler, karbon, oksijen, azot, ve hidrojendir. Canlıların yapısında bulunan bu elementler, doğadaki canlılar arasındaki ilişkilerden dolayı sürekli kullanılır ve kullanıldıktan sonra çevreye tekrar geri verilir. Bu olaya madde döngüsü denir.

 Madde döngüsünün enerji döngüsünden farkı, tek yönlü bir taşınım göstermeyip, ekosistem içinde devir yapmasıdır.
 Bu maddeler bir canlıdan diğerine geçerken kimyasal değişime uğramakta, ama hep ekosistem içinde kalmaktadır.
 Her canlı beslenme yoluyla bir başka canlıdan aldığı kimyasal maddeleri, hayatta kaldığı sürece kullanır.
 Eğer bir canlıya yem olursa, vücudunun yenilen kısmındaki kimyasallar o canlıya geçer.
 Ölen canlıların dokularındaki kimyasallar ayrıştırıcıların yardımıyla tekrar doğaya döner.

Oksijen Döngüsü
 Atmosferde % 21 oranında bulunan oksijen, sularda çözünmüş olarak bulunur.
 Canlıların aldıkları besinleri enerjiye dönüştürebilmeleri için gereklidir.

Oksijen Atmosferde Üç Şekilde Bulunur
 Atomik Oksijen (O)
 Moleküler Oksijen (O2) : Solunum için gereklidir. Litosferdeki en yaygın elementtir.
 Ozon (O3) : Güneşten gelen ultraviyole ışınlarının zararını engelleyerek biyosferdeki canlı yaşamının devamını sağlar.

Oksijen Üretimi:
 Yeşil bitkiler, fotosentez sürecinde meydana getirir.
 Belli bir yükseklikte bulunan hava içindeki suyun ışık yardımıyla oksijen ve hidrojene ayrışması sonucu ortaya çıkar.

Fotoliz: Hava içindeki suyun ışık yardımıyla oksijen ve hidrojene ayrışması olayına denir.

Oksijen Tüketimi:
 Canlıların solunumunda
 Fosil yakıtların (Kömür, gaz, petrol) yanmasında
 Canlıların yaşamlarını sürdürebilmeleri için aldıkları besin maddelerinin yakılmasında

Karbon Döngüsü:

 Karbon (C) atomu, canlı moleküllerin temel taşıdır.
 Canlıların karbon kaynağını karbondioksit oluşturur.
 Okyanus yüzeyi ile atmosfer arasında hareket eder.
 Atmosferde; karbondioksit gazı olarak,
 Litosferde; kömür, doğalgaz, petrol ve kireçtaşı bileşiminde,
 Hidrosferde; bikarbonat ve karbondioksit,
 Biyosferde; bütün canlının temel bileşimi halinde bulunur.

Karbon Döngüsü: Karbondioksit, yeşil bitkiler tarafından fotosentezde kullanılarak besinlerin yapısına katılır. Otçul hayvanlar yeşil bitkileri; etçil hayvanlar da otçul hayvanları yiyerek karbonlu bileşikleri yapılarına almış olurlar. Besin yolu ile aldıkları karbonun bir kısmını organik yapısına katarken belli bir kısmını ise solunum yolu ile atmosfere verir. Bu olaya karbon döngüsü denir.

Doğadaki Karbondioksit Tüketimi; Kara ve deniz bitkileri tarafından fotosentezde kullanılır.
 Denizel hayvanların kabuk oluşumunda kullanılır.
 Denizel hayvanların ve bitkilerin ölümü ile dibe çöker ve karbonatlı kayaçlar halinde depo edilmesiyle tüketilir.
 Ölen canlıların bünyesindeki karbon, zamanla basıncın etkisiyle petrol ve kömür gibi fosil yakıtlara dönüşür.

Karbondioksitin Çeşitli Yollardan Doğaya Geri Dönemsi İse;
 Canlıların solunumu ile doğaya döner.
 Organik maddelerin çürümesi, orman yangınları sonucu doğaya döner.
 Yapay gübrelerin kullanımı sonucu doğaya döner.

Not: Atmosferdeki karbondioksit miktarı bellidir. Tüketilen karbondioksit kadar karbondioksit atmosfere dönmemiş olsaydı fotosentez giderek azalacak ve bitkiler organik madde üretmeyeceklerdi.

Azot (Nitrojen) Döngüsü:


 Esas kaynağını atmosferdeki azot gazı oluşturur.
 Atmosferde % 78 oranında azot bulunur.
 Yaşamın devamı için bir denge unsurudur.
 Canlıların büyümeleri ve gelişimleri için gerekli olan elementtir.
 Canlı vücudunda özellikle yönetici moleküllerin ( DNA ve RNA) yapısında bulunur.
 Protein ve vitaminlerin yapısında bulunur.
 Atmosferdeki azot doğrudan canlılar tarafından kullanılmaz.
 Organik ve inorganik azotlu gübrelerin kullanılması, yeryüzündeki doğal azot döngüsü içinde önemli bir yer tutar.

Azot Döngüsü: Havadaki azot, atmosferdeki elektriksel deşarj (şimşek, yıldırım, volkanizma gibi) sırasında oksijenle birleşir, nitrit ve nitratlara dönüşerek yağışla toprağa geçer ve bitkiler tarafından tüketilir. Bitkiler bu azotu protein yapımında kullanır. Hayvanlarda bitkileri yiyerek bu proteindeki azottan yararlanır. Hayvan ve bitki kalıntılarında bulunan azotlu moleküller, mantarlar ve bateriler tarafından azot bileşiklerine dönüştürülür. Bir kısmı da serbest azot olarak havaya verilir. Bitkiler, topraktaki azot bileşiklerini kökleri ile alır. Bu şekilde doğadaki azot döngüsü sağlanmış olur.
[b]