شما می توانید با ارسال ایمیل خود ، بصورت رایگان مشترک شده و از بروزسانی مطلع شوید.

ایمیل خود را وارد کنید:

گیاه حشره خوار که پس از قرار گرفتن حشره روی برگ, مانند لولایی برگ بسته شده و با ترشح آنزیم به هضم بدن حشره و جذب مواد تشکیل دهنده آن می پردازد.

عنوان : گیاهان دارویی برای درمان سنگ کلیه استاد راهنما : دکتر طزری دانشجو : سهیلا تختی – 9312821298   بهار 1394 مقدمه: تاريخچه طب گياهي به اندازه قدمت بشر است يعني با پيدايش اولين بيماري ها انسان به طور غريزي شروع به درمان با آنها کرد و اين درمان را با مواد اطراف و […]

میلاد منجی عالم بشریت حضرت مهدی موعود بر تمامی منتظران آن حضرت گرامی باد

اعیاد شعبانیه, میلاد سرور آزادگان جهان حضرت اباعبداتته الحسین بر تمامی مسلمانان جهان مبارک باد

جزوه سیستماتیک (pdf)     جزوه سیستماتیک (word) مطالب نوشتاری به صورت تیتر وار در جزوه مربوطه آورده شده است. دانشجویان گرامی بایستی جزوه پاور را نیز برای امتحان پایان ترم مطالعه نمایند.  

جزوه گیاهان دارویی     گیاه انار یا رمان: از تیره Punicaceae در سوره انعام 99 و141 و در سره الرحمن آیه 48 65 درصد انرژی, 15 درصد مواد قندی, سرشار از سدیم, ویتامین ریبوفلاوین, تیامین, نیاسین, ویتامین C و کلسیم و فسفر است پروتئین و چربی اندک است آیات قرآنی: وَهُوَ الَّذِيَ أَنزَلَ مِنَ […]

خوك طلايي گیاهی است از خانواده آلاله, براي اولين بار توسط بوميان قبايل آمريكايي به ساكنين اوليه آمريكا معرفي شد. قبايل بوميان آمريكايي آنرا به صورت رنگ موي زرد رنگ و همچنين به عنوان مايع و آب شستشوي بيماريهاي پوستي، تورم چشم ها و انواع گوناگون زكام (مثل سرماخوردگيها و آنفلونزا) مصرف مي كردند. گياه […]

خواص بابونه گیاه معجزه گر 1394/10/01 سایت سلامت طب سنتی و گیاهان دارویی-داروی گیاهی: بابونه گیاهی معطر که به صورت خود رو در مزارع و کنار جاده ها می روید و ساقه آن دارای انشعاباتی است و برگ های آن دراز و با ظاهر برگچه مانند با بریدگی ها باریک می باشد . این گیاه […]

نوشیدنی ها و دم کردنی ها چای کوهی یک نوشیدنی آرام بخش برای رفع خستگی و ضد افسردگی چای کوهی که به آن توکلیجه نیز می گویند، از تیره ی گیاهان معطر و آرامش بخش اعصاب است. گل این گیاه که به صورت سنبله ای از گل های ریز صورتی مایل به سرخ رنگ است، […]

سال 1395 را که به حق توسط مقام معظم رهبری سال اقتصادمقاومتی, اقدام و عمل نام گرفته است گرامی باد

  خدايا تو را شكر كه حضرت مهدي(عج) را براي قوت قلب ما و راهنمايمان و اميدمان نگه داشتي . وصیت احمد طزری

اکولوژی عمومی

جزوه ی درسی:اکولوژی عمومی

دانشگاه حکیم سبزواری

دانشکده ی علوم پایه

گروه زیست شناسی

علی محمد طزری

هرم های اکولوژیکی(Ecological pyramids):
هرم تعداد (Pyramid of number)
اولین بار در سال 1927 توسط التون(Elton) مطرح گردید.هرچه از تولید کننده به مصرف کننده پیش می رود تعداد کمتر می شود(تولیدکننده قاعده ی هرم و آخرین مصرف کننده رأس هرم است).تعداد جانداران بزرگ جثه کمتر از کوچک جثه است وکوچک جثه هاسریع ترتولیدمثل میکنند.طعمه از یک حدی نمی تواند بزرگ تر ویا کوچک تر شود.مثلاشیردرهرسال به50گورخراحتیاج دارد،یامگس تسه تسه(Glossina palpaliy)ازگلبولهای قرمزی که فقط7 تا8 میکرون اندازه دارندتغذیه میکنند،گلبولهای بزرگترازدهانه خرطوم ردنمیشوند.
معایب:
به همه ی افرادبه یک میزان بها میدهد(جثه بزرگ وکوچک
اگرتولیدکنندگان بزرگ جثه باشند،رأس هرم به سمت پایین وبرعکس خواهدبود.
هرم تعدادارزش توجیهی چندانی ندارد.

هرم بیوماس (Biomass pyramid)
وزن موجودات در هرسطح مورد توجه قرار می گیرد.عموماٌ وزن تولید کننده ها بر علفخواران ووزن علفخواران بر گوشتخواران غلبه دارد.در بیشتر مواردبه شکل مثلثی است راس در بالا ودر برخی موارد راس در پایین است.در مواردی اندازه گیری ها در سطوح بسیار محدود وکوچک انجام شود،که تولیدکننده ها اندازه بسیارکوچک ومیزان رشدبسیارسریع دارند.دراکوسیستمهای آبی هرم بیوماس به دلیل اینکه نشان دهنده مقداربیوماس است،نسبت به هرم تعداد مفید تر است.
ایرادات:
همه نوع بافت ها واعضاء اهمیت یکسانی دارند.
چشم پوشی کردن ازعامل زمان؛ممکن است طی چندروزویاچندسال به وجودآمده باشندولی اهمیت هردویکسان دیده میشود.
به نقش باکتری ها ومیکروارگانیزم ها کمتر اهمیت داده میشودمی شود زیرا بیوماس بینهایت اندکی دارندولی متابولیسم فعال وپویادارند.
هرم انرژی(Pyramid of energy)
بهترین نحوه ی نمایش چگونگی کارکرد کل جامعه را نشان می دهد.شکل هرم انرژی تحت تاثیر جثه ونسبت متابولیسم قرار نمی گیرد.در صورتی که همه ی منابع انرژی در نظر گرفته شود همیشه به شکل مثلث است که همیشه رأس در بالا قرار دارد.در کشورهای پر جمعیت هرم انرژی ساده ودر کشور های کم جمعیت وثروتمند پیچیده تر است.ساده بودن هرم انرژی درکشورهای پرجمعیت مثل چین وهند ,نشان ازرژیم گیاهخواری آنها دارد.
چرخه های بیوژئوشیمیایی(Biogeochemical sycles)
کلیات:زمین سیستم پویا وتکامل یابنده است.حرکت و ذخیره ی مواد بر فرایندهای فیزیکی, شیمیایی وزیستی آن به شدت تاثیر می گذارد. مواد در مسیرهای خاصی از محیط به موجودات وبالعکس در حال حرکت هستند.در مسیر حرکت مواد مخازن ذخیره ی چرخه های ……وجود دارد مثل : اتمسفر,رسوبات کف اقیانوس ها, سنگ وخاک وپوشش گیاهی خشکی ها.
انواع عناصر ضروری
عناصر پرمصرف(Macronutrients):به مقدار زیاد مورد نیاز هستند ودر ساختار سیتوپلاسم سلول نقش دارند.C.O,H,N,P,S,K,Ca,Fe,Mg
عناصر کم مصرف(Micronutrients):به مقدار کم مورد نیاز هستند.نظیر:آهن،مس،مولیبدن،بر،منگنز
نقش عناصر: در ساختار سلول واجزاء آن شرکت می کنند؛ برخی نظیرH و Oدرساختارآب،70 تا90%وزن جانداران وبیشترهمراه باC درساختارمولکولهای زیستی مثل:چربیها،قندها،درساختارترکیبات آلی وهمراه با N درساختاراسیدهای نوکلئیک وپروتئینهاواردمیشود. Pدرساختارترکیبات پرانرژی_کلسیم برای استحکام دیواره ی سلولی_گوگرد درساختاراسیدهای آمینه.درساختاربرخی ازآنزیم هاویا درفعایت آنزیمهامؤثرمیباشند.
عناصرکم مصرف بیشتربرای حفظ ساختمان سلول وبرخی فرآیندهای زیستی،مثل تثبیت بیولوژیک ازت(مولیبدن وآهن)،فتوسنتز(آهن)،درساختارآنزیم هاوفعال سازی نیترات رودوکتاز(مولیبدن).،تنفس سلولی،انعقادخون،نقل وانتقال اکسیژن و….
چرخه ها برای تأمین عناصرموردنیازگیاهان وجانوران لازم وضروری هستند.هرچرخه دوبخش دارد: 1: سرچشمه اصلی:که بسیاربزرگ است ودربخش غیرزنده وجوددارد. : 2 ذخیره تبادلی:که کوچکتراست ولی فعال است,ازیک طرف بابخش زنده وازطرف دیگربابخش غیرزنده درتبادل است.
انواع چرخه های بیوژئوشیمیایی:
1: چرخه ی آب:که ساده ترین است 2: چرخه های گازی:ذخیره اصلی عناصردراتمسفرقرارداردوبه صورت گازجابجامیشوند. سرعت تبادل بیشتروکاملتربوده وسریعترازچرخه رسوبی است. 3: چرخه های رسوبی:ذخیره اصلی درزمین قرارداردوعناصرتوسطفرسایش ورسبگذاری درگردشند.
عوامل موثر در سرعت گردش: 1: ماهیت عناصر 2: میزان رشد گیاهان وجانوران 3: شدت تجزیه ی مواد آلی در اکوسیستم ها{شرایط آب وهوایی (گرم ومرطوب بیشتر) و اسیدیته ی خاک (قلیایی بیشتر) }
چرخه ی آب:
از انرژی خورشید نیرو می گیرد. از اقیانوس به اتمسفر ومجددبه اقیانوس برمیگردد؛آبهای جاری،آب رودخانه هاوجویبارها،جریان آبهای زیرزمینی؛کلیه منابع آب راتعمین میکند. 97% آب در اقیانوس ها، 2% در یخچال ها وکوه های یخ وکمتر از 1% به صورت بخارآب. درهرلحظه بخش اندکی از آب در خشکی درجریان است ولی نقش زیادی دارد:
1:انتقال مواد شیمیایی 2:شکل دادن به سرزمینها 3 :هوازدگی سنگها 4 :انتقال وبه جای گذاری رسوبات 5:فراهم آوردن منابع آب
چرخه ی کربن:
به صورت گاز است.منبع اصلی آن گازکربنیک هوا است.03/تا04/حجم هوارا تشکیل می دهد.مهم ترین عنصر در بدن موجوداتن زنده می باشد.در ساختار مواد آلی از جمله زغال سنگ , نفت,DNA,پروتئین,قندها وچربی ها وجود دارد,گرافیت والماس کربن خالص هستند.کربن به صورت ترکیب با اکسیژن وهیدروژن وجود دارد.در هوا به صورت CO2,وCH4 ودر آب باران به صورت H2CO3 وجود دارد که موجب هوازدگی می شود.دروازه ی ورود کربن به چرخه های زیستی فتوسنتز است.درفرآیندفتوسنتزازCO2 و HO2 وبه کمک نورخورشیدقندتولیدمیشود. بخش اعظم کربن در طبیعت،درپیکره گیاهان وبافتهای بدن جانداران ذخیره شده وتحت تأثیرتنفس,تخمیرواحتراق به جوبرمیگردد واقیانوس ها در درجه ی بعدی قرار دارندلاشه های گیاهان دراثرفشردگی به زغال سنگ تبدیل میشوند.اقیانوسهادومین منبع بزرگ درچرخه کربن است.کربن محلول ورسوبات 50 برابراتمسفراست، درخاک 2 برابراتمسفراست,(زمان شرط است)؛کربن درخاک 20 تا 30 سال , دراتمسفر 3 سال و دراقیانوس 1500 سال است. 15% کربن اتمسفردرفتوسنتزجذب ودرتنفس آزادمیگردد.
چرخه ی ازت:
ازت بخش عمده اتمسفر را تشکیل می دهد(78%).بخش اساسی ساختمان اسیدهای آمینه ونوکلئیک را تشکیل می دهد.ذخیره ی اصلی اتمسفر به صورت N2 است.درسایرکرات عاری از حیات به صورت NH3 ویا اکسید ازت وجود دارد.ازت به اشکال مختلف در اتمسفر وجوددارد,ازجمله:N2 (ازت ملکولی) , اکسیدهای ازت(N2O,NO,NO2) وترکیبات هیدروژن-ازت(NH,NH3,HNO2,HNO3)و…
موجودات زنده توانایی استفاده از ازت ملکولی را ندارند ونمی توانند پیوندهای بین ازت را بشکنند.گیاهان تنها قادر به جذب ازت به صورت نیترات وآمونیوم هستند.میزان ازت موجود در جانداران آبزی بیشتر از خاکزی است.(جلبکهاازت بسیاربالایی دارن؛مثلا خانواده سیانوفیسه ها حدود 63% پروتئین دارند). ازت هوا توسط میکروارگانیسمهایی نظیر: ازتوباکتر(Azetobacter) ,کلوستردیوم (Closterdium) , ریزوبیومهای (Rhisobiom) همزیست با حبوبات,آزوسپریلوم (Azospirilium) همیارغلات وبرخی ازجلبکهای خانواده سیانوفیسه(Cyanophyceae) قابل استفاده است.
ازفرمهای ازت فقط نیتراته ؛نیترات (NO3-) و آمونیوم (NH4 +) ؛ برای گیاهان قابل جذب هستند.
راه های تبدیل ازت:
تثبیت الکتروشیمیایی, رعد وبرق باعث شکسته شدن پیوند های شیمیایی بین دواتم نیتروژن (N2) می شود ,هم چنین ملکول آب (HO2) را می شکند.در نتیجه نیترات ویون آمونیوم تشکیل می گردد.(یک لیترآب باران 2میلی گرم آمونیوم, 7%میلی گرم نیترات دارد) از طریق آب باران حدود 255×106ازت به زمین میرسد.
تولید صنعتی در کارخانجات پتروشیمی ,حدود 30 میلیون تن در سال مورد استفاده قرار می گیرد.
تثبیت زیستی ازت , توسط باکتری های آزاد , همزیست وسیانوباکتری ها.
مراحل تبدیل وتغییر ازت:
معدنی شدنMineralization : دفع مواد زائد جانوران وبقایای گیاهان وتشکیل هوموس یا گیاه خاک.
آمونیفیکاسیون (Amonification):تجزیه ی هوموس وتشکیل آمونیوم توسط باکتری های گروه میکروکوکوس صورت می گیرد.
نیتریفیکاسیون,Nitrification :تبدیل آمونیوم ابتدابه شکل نیتریت وسپس به نیترات , طی دومرحله صورت می گیرد:
نیتریتاسیونNitritation توسط نیتروزوموناس صورت می گیرد.
نیتراتاسیون ,Nitratation توسط نیتروباکتر صورت می گیرد.
دنیتریفیکاسیون: فرایند تبدیل ترکیبات ازت دار به N2O و N2 وبرگشت آن به اتمسفر
درچرخه ازت بخشی:بخشی واردآب میشود وتوسط فیکوپلانکتونها جذب می گردد توسط جانوران به خشکی بازمیگردد.بخشی درخاک ته نشین شده وجذب گیاهان وجانوران میشود
چرخه ی فسفر:
جزء چرخه های رسوبی است.از چرخه ی ازت بسیار ساده تر است.منبع اصلی آن سنگ ها یا لایه های رسوبی هستند.ورود به بدن جانداران از خاک شروع می شود.در خاک به صورت فسفات درترکیب با کلسیم , پتاسیم,منیزیم وآهن است.تشکیل و ورود فسفر به خاک پس از هوازدگی سنگ ها صورت می گیرد.
سنگ ها هوازدگی وخرد شدن ترکیبات فسفر

ورود به خاک جذب گیاهان
ورود به آب جذب فیتوپلانکتون ها ماهی ها پرنده ها

برگشت فسفر به خاک
ته نشین شدن بالا آمدن برگشت به خاک

چگونگی انتقال انرژی_متابولیسم وتولید انرژی :
فرایند فتوسنتز وشیمیوسنتز
فرایند تنفس
جریان انرژی :فرایند ورود انرژی به اکوسیستم وخروج آن از اکوسیستم که مشترک بین تمام اکوسیستم ها می باشد.حیات از هرنوع نیازمند به انرژی می باشد.انرژی یعنی قابلیت انجام کار وانتقال ماده
موارد مصرف انرژی:
برای متابولیسم پایه وترمیم بافت ها مصارف نگهداری:جهت حفظ موجودزنده دروضعیتی که به سرمیبرد
مصارف مربوط به حرکت وجابجایی ویا فعالیت
تامین انرژی لازم برای رشد با تشکیل پروتوپلاسم جدید
جهت انجام فعالیت هایی نظیر تولید مثل (تولید جنین وبذر) وذخیره قند (گیاه) وچربی (جانوری )
تولید زیستی ( Biological productivity )رشدواعمال
انواع تولید زیستی:
تولید اولیه (Primary productivity ):ساخته شدن مواد آلی جدید در بخش تولید کنندگان(گیاهان)
تولید ثانویه (Secundary productivity ):ساخته شدن مواد آلی جدید در بخش مصرف کنندگان(جانوران)
تولید ناخالص (Gross productivity) : عبارت است از کل ماده ی آلی ساخته شده
تولید خالص ( Net productivity) :عبارت است از مقدار ماده ی آلی باقی مانده پس از کسر مقداری است که در تنفس مصرف شده است.
تولید اولیه ی ناخالص :کل ماده آلی که توسط تولید کنندگا ن طی عمل فتوسنتز ساخته می شود
تولید ثانویه ی ناخالص :کل مقدار ماده ای که توسط مصرف کنندگا ن ساخته می شود
تولید اولیه ی خالص :مقدار ماده آلی که پس از کسر تنفس در گیاه باقی می ماند.
(مقدار مصرف شده در تنفس)-(تولید اولیه ی ناخالص)=تولید اولیه ی خالص
تولید ثانویه ی خالص :مقدار ماده آلی باقیمانده در بدن جانوران پس از کسر تنفس.
(مقدار مصرف شده در تنفس)-(تولید ثانویه ناخالص)=تولید ثانویه ی خالص
واحد اندازه گیری تولید :گرم وزن خشک در متر مربع در روز(g/m2/day)
مناطق جغرافیایی براساس مقدار تولید
دریاهای آزاد وعمیق وبیابان های وسیع
تولید بسیار ضعیف وبه ندرت حدود 5/ گرم در متر مربع در روز
پوشش های علفی نیمه خشک , بخش های کشاورزی موقتی , دریاچه های عمیق ,جنگل های مرتفع کوهستانی و دریاهای کم عمق ساحلی که تولید در حدود (1g/m2/day ) وبه طور متوسط(/5-3g/m2/day )
جنگل های مرطوب,دریاچه های کم عمق , بخش های کشاورزی دائمی که در آن ها متوسط تولید ( 3-10 g/m2/day ) است
مصب رودخانه ها,تشکیلات مرجانی ,گیاهان موجود در جلگه های آبرفتی وکشتزارهای فشرده نظیر مزارع نیشکرکه میزان تولید در آن ها (10-20g/m2/day ) می باشد.
مقدارتولیداولیه توسط عوامل محدودکننده نظیر: (دما ، رطوبت ، نور ، عناصرغذایی ، ظرفیت جذب و استفاده از اکوسیستم )کنترل می شود.
منبع اصلی ومیزان مورد استفاده انرژی:
منبع اصلی انرژی برای تولید کنندگان نور خورشید است
بخش کمی از انرژی خورشیدبه سطح زمین (RT)میرسد مورد بهره برداری قرار می گیرد
حدود 5% از انرژی نورانی جذب گیاهان می گردد
انرژی جذب شده نیزبه چند صورت در می آید:
بخشی به مصرف فعالیت های گیاه می رسد {اشعه جذب شده (RA) برای تولید اولیه ی ناخالص یا (GPP) به کارمی رود}
بخشی از آن به گرما تبدیل می گردد
بخشی نیز به صورت مواد آلی ذخیره می گردد(تولید اولیه ی خالص یاNPP )
زیرابخش قابل توجهی فاقدپوشش گیاهی است،درنقاط پوشیده نیز1تا2وتا5%انرژی خورشیدی مصرف میشودومابقی به مصرف نمیرسد(NU1)
کارآیی های اکولوژیکی:انرژی منتقل شده از یک سطح غذایی به سطح دیگر را کارآیی انرژی در اکوسیستم می گویند.
راه های بیان کارآیی اکولوژیکی :
کارآیی اکولوژیکی ناخالص : عبارت است از تولید ناخالص در هر سطح غذایی تقسیم بر تولید ناخالص سطح ماقبل ضرب در100
کارآیی اکولوژیکی رشد : مقداری از انرژی که باعث رشد موجود زنده ویا تولید خالص شده است ودر دامپروری اهمیت دارد
100 *انرژی واردشده درهمان سطح غذایی/تولیدخالص درهرسطح غذایی=کارایی اکولوژیک رشد
کارآیی اکولوژیکی جذب:قابلیت یک گونه در مصرف انرژی شیمیایی موجود در عناصر طبیعی
مثلاباتنها1%انرژی حاصل ازگیاهان مصرف شده توسط گیاهخواران صرف ساختن بافتهای این جانوران میشود.دربرخی تاحدود10%نیزمیرسد
100*انرژی مصرف شده درهمان سطح غذایی/تولیدناخالص درهرسطح غذایی=کارایی اکولوژیکی جذب
به طورمثال ازانرژی که گیاهان درهرمترمربع تثبیت میکنند1000kcalمیباشد”درگیاهخواران10kcal،درگوشتخوارانkcal10،درگوشتخواران ثانویهkcal0.1،دربافت ذخیره میشود.
روش های اندازه گیری تولید اولیه:
1-روش برداشت محصول . 2- روش اندازه گیری اکسیژن متصاعد شده 3- روش اندازه گیری دی اکسیدکربن جذب شد 4- روش تعیین اسیدیته 5-روش اندازه گیری عناصر غذایی 6- به کارگیری عناصر پرتوزا(رادیواکتیو) 7- روش بررسی کلروفیل

روش برداشت محصول:
وزن حاصل از رشد گیاهان یا همان تولید اولیه ی خالص به دوصورت اندازه گیری میشود:
مستقیم : با اندازه گیری وزن خشک
غیر مستقیم : با استفاده از کالریمتر واندازه گیری مقدار کالری ناشی از ماده ی خشک
انرژی ووزن برحسب واحد سطح ودر زمان معین بایستی گزارش گردد.
ایرادات روش غیر مستقیم
عدم امکان تفکیک کالری قسمت های زنده از غیر زنده فقط در مورد گیاهان یکساله قابل اجرا می باشد(درچندساله تفکیک هرسال غیرممکن است) مقداری که توسط حشرات مصرف شده به حساب نمی آید
برای اکوسیستم های فاقد علفخواران روش بسیار خوبی است(مزرعه تولید غلات یکساله)
روش اندازه گیری اکسیژن متصاعد شده
بین مقدار اکسیژن دفع شده باco2جذب شده ارتباط وجود دارد.
این روش نیز دارای اشکالاتی می باشد:
مقداری از اکسیژن تولید شده ممکن است در عمل تنفس به مصرف برسد. اندازه گیری آن بیشتر در اکوسیستم های آبی امکان پذیر است.
بدین صورت که دوشیشه یکی(تاریک)ودیگری روشن رادرعمق معینی قرارمیدهیم وپس ازمدت معینی مقداراکسیژن رااندازه گیری میکنیم:
مقداراکسیژن کاهش یافته درغیاب نور+مقدار اکسیژن تولید شده درحضورنور=مقداراکسیژن تولیدشده
اندازه گیری CO2 جذب شده:
مقدار دی اکسید کربن جذب شده با مقدار تولید در ارتباط است
از دوگلدان استفاده می شود .در نور وتاریکی:::یکی راپوشانده ودیگری رادرمعرض نور(پوشش شفاف)قرارمی دهیم،مقدارco2زیرپوشش مات مربوط به تنفس است،مقدارco2 زیرپوشش شفاف مربوط به تنفس وفتوسنتزاست.
مقدار CO2 زیرپوشش گلدان تاریک +مقدار CO2 کم شده در زیر پوشش گلدان تاریک=تولید ناخالص
معایب این روش:
برای محیط های خشکی مناسب است. در رابطه با گیاهان کوچک که بتوان درون محفظه قرارداد،قابل استفاده می باشد. در تنفس مقداری اکسیژن تولید می شود که ممکن است در نتیجه اختلال ایجاد کند. ممکن است اثر گلخانه ای دخالت نماید.
روش تعیین اسیدیته:
بین مقدار CO2 واسیدیته ارتباط وجود داردوتحت تأثیرco2اسیدیته محلول تغییرمیکند
اشکالات : 1: در اکوسیستم های آبی امکان پذیر است. 2: رابطه ی CO2 واسیدیته بسیار پیچیده است. 3: برای هر اکوسیستم بایستی جداگانه بررسی شود. 4: احتمال خطا زیاد است زیرامقدارموادغذایی وجانوران در PH اثر می گذارند.
روش اندازه گیری عناصر غذایی:
بر اساس سرعت کاهش مواد غذایی در اکوسیستم ها مخصوصآٌ موادی نظیر نیترات ها وفسفات ها صورت می گیرد.
در اکوسیستم های دریایی بزرگ مثل دریاها واقیانوس ها بسیار مناسب است.
مهم ترین اشکال آن بازچرخش مواد است که ممکن است در نتیجه اختلال بوجود آورد.
به کارگیری عناصر پرتوزا:
1: مقدار معینی عنصر استفاده شده وسپس ردیابی می شود.نظیر استفاده از کربن 14 در ساختار CO2.سپس مقداری که توسط گیاه جذب میشودبرای اندازه گیری تولیداستفاده میشود 2: از صحت ودقت بیشتری نسبت به روش های دیگر برخوردار است. 3: نیاز به وسایل خاصی دارد وروش بسیار گرانی است.
روش بررسی کلروفیل:
میزان تولید با مقدار کلروفیل در ارتباط است. سرعت جذب =سرعت تولید به ازاء یک گرم کلروفیل. مقدار کلروفیل با استفاده از روش های ساده ای قابل اندازه گیری است. در گیاهان خشکی زی به ازاء واحد سطح بیش از گیاهان آبزی می باشد. اگر سرعت جذب , مقدار کلروفیل ومیزان نور مشخص باشد می توان مقدار تولید اولیه ی ناخالص را اندازه گیری نمود
روش های اندازه گیری تولید ثانویه:
تعیین مقدار مواد غذایی مصرف شده توسط جانوران به دام افتاده ای که حتی الامکان در شرایط مشابهی با طبیعت قرار دارند.روش تخمینی است وزیاد دقیق نمی باشدزیرادرشرایط آزادباشرایط درمحل مسدودشده تفاوت وجوددارد،مثلاگوسفنددرشرایط آزاد(40%) بیشترچرامیکندتادرآغل. 2 .اندازه گیری بیوماس جانوران.
قوانین ترمودینامیک:
اشکال مختلف انرژی در اکوسیستم
انرژی تابشی:: مجموعه ای ازامواج الکترومغناطیس باطول موجهای متفاوت(منشأخورشید).
انرژی شیمیایی:: انرژی نهفته درموادشیمیایی _ موادقندی _ پروتئینها _چربیها.
انرژی گرمایی: :افزایش حرکت تصادفی سلولها دراجسام _ درموقع انجام کارایجاد میگردد.
انرژی جنبشیkinetic: :نوعی ازانرژی است که موجودزنده توسط حرکت خودش به دست می آورد.
تمام انواع انرژی را می توان به معادل حرارتی تبدیل کرد.
واحدهای اندازه گیری انرژی کالری:مقدار حرارتی که دمای یک گرم آب را یک درجه ی سانتی گراد افزایش می دهد
کیلوکالری:مقدار حرارتی که دمای یک کیلوگرم آب را یک درجه ی سانتی گراد افزایش می دهد
جریان انرژی برطبق قوانین ترمودینامیک دراکوسیستم درجریان است.
قوانین ترمودینامیک:
قانون اول یا اصل بقاء انرژی:انرژی نه ازبین میرودونه خلق میشودبلکه ازصورتی به صورت دیگردرمی آید
قانون دوم:تبدیل انرژی با راندمان 100% انجام نمی شودوهمواره مقداری ازانرژی به صورت گرماتلف میشود
آنتروپی(بی نظمی): انرژی همواره از حالت سازمان یافته به حالت کمتر سازمان یافته سوق پیدا می کند.
سرنوشت انرژی ورودی به اکوسیستم:
1: از طریق زنجیره ها در دراکوسیستم منتقل میشود. 2: به صورت موادغذایی در پیکره جانداران ذخیره می شود
3: به صورت انرژی حرارتی از اکوسیستم خارج می شود 4: ممکن است بین سطوح یادرون سطوح صورت گیرد

مفهوم عامل اکولوژیکی:
ـ هرعاملی که دریکی از مراحل زندگی موجود زنده اثرمستقیمی بگذارد عامل اکولوژیکی محسوب میشود.
ـ برخی عوامل نظیر ارتفاع ازسطح دریا وعمق آب عامل اکولوژیکی نیستند زیراغیرمستقیم اثر میگذارند.
چگونگی اثر عوامل اکولوژیکی:
1.اثر برچگونگی پراکنش جغرافیایی 2.اثر برزادوولد ومرگ ومیر 3.اثر برچرخه های رشدی
4.اثر برتراکم جمعیت ها 5.اثر برخواب زمستانی وواکنش های فتوپریودیک
طبقه بندی عوامل اکولوژیک :
1-عوامل زیستی وغیر زیستی
ـ عوامل زیستی نظیر رقابت،انگلی،طعمه جویی،اللوپاتی،همیاری…
ـ عوامل غیرزیستی نظیر عوامل اقلیمی،ویژگیهای خاک(ادافیک)ترکیبات شیمیایی آب یاخاک و…
مزایاو معایب طبقه بندی عوامل زیستی و غیرزیستی:
ـ‌مزیت:ساده بودن روش
ـ عیب:وابسته بودن به سلیقه اشخاص واینکه یک عامل زیستی یا غیرزیستی ممکن است تحت تاثیر عامل زیستی قرارگیرد مثل درجه حرارت که تحت تاثیرموجودزنده و تراکم قراردارد.مثلا کاهش درجه حرارت در کندو موجب جنب وجوش بیشترزنبورهاوافزایش دما میشود رطوبت نیزچنین است.
2.عوامل وابسته وغیر وابسته به تراکم جمعیت:
عوامل غیروابسته عمومااقلیمی هستند مثلابروزسرمای شدیدکه تعدادی ازافرادجمعیت را ازبین می برد که تحت تاثیرتراکم جمعیت نیست.
عوامل وابسته به تراکم پیش حیاتی هستند نظیر رقابت ،طعمه جویی،زندگی انگلی
3.تقسیم بندی مونچسکی:
براساس نظراین دانشمند روسی مشخصات واکنشهای تطابقی درموجودات زنده تحت تاثیر عوامل بایستی در نظرگرفته شود همچنین میزان ودرجه تکامل این قبیل سازگاریها مشخص شود براین اساس تقسیم بندی شامل:
الف-عوامل ادواری اولیه:سازگاری تحت تاثیر عوامل که دارای تغییرات ادواری منظمی سیکل روزانه،ماهانه،فصلی ویاسالیانه می باشند.
_این تغییرات ناشی از گردش منظم زمین به دورخود و خورشید و تغییر در محور حرکت چرخش زمین هستند.
_گرما،روشنایی وبالاو پایین رفتن سطح آب ازجمله این عوامل هستند.
_واکنشهای فتوپریودیک ازجمله این عکس العملهاهستند.
_عوامل ادواری اولیه, تعیین کننده نواحی بزرگ اقلیمی کره زمین بوده ونقش عمده ای درتغییر حدودنواحی انتشارگونه ها دارند.
_این عوامل در حاشیه نواحی انتشارگونه ها برتنظیم تعدادافراد تاثیردارند ودر داخل نواحی تاثیرچندانی ندارند.
ب-عوامل ادواری ثانویه
این عوامل وابسته به عوامل ادواری اولیه هستند. نظیر وابستگی رطوبت هوابا درجه حرارت

درمحیط آبی،میزان اکسیژن ونمکهای محلول آب،کدری آب،جریان افقی و عمودی آب،تغییرات سطح آب،سرعت جریان آب و…ازعوامل ادواری ثانویه هستند.
عوامل ادواری ثانویه نسبت به عوامل اولیه دارای حرکت کمتری هستند وسازگاری موجودات نیز ازقدمت کمترو دقت کمتری برخوردارهست.
عوامل ادواری ثانویه باعث بروزتغییراتی در تراکم گونه ها درداخل منطقه پراکنش میشودوتاثیراندکی بروسعت مناطق دارد.
ج-عوامل غیر ادواری
به طورمعمول وجودندارندوبه صورت ثالثابروزمیکنند.به همین علت فرصت سازگاری برای بیشترموجودات زنده وجودندارد.برخی عوامل اقلیمی نظیربادها،طوفانهاوآتش سوزی ها جزو اینهاهستند.تمام فعالیتهای بشری وکنشهای گونه های طعمه جو وانگلی جزاین دسته هستند.
انواع عوامل اکولوژیکی:
1.عوامل اقلیمی(کلیمایی): مثل نور،حرارت،باد،آب ….
2.عوامل خاکی(ادافیک): مقدارعناصرغذایی،رطوبت اسیدیته،بافت خاک….
3.پستی وبلندی(توپوگرافی): شامل شیب زمین ،جهت شیب ،ارتفاع….
4.عوامل زیستی: شامل روابط متقابل بین موجودات زنده ازقبیل :رقابت ،چرا،سایه انداز،ودخالت های انسان
عوامل اقلیمی یا آب و هوایی
ـ آب و هوا(Weather):حالت زودگذر یا موقتی اتمسفردر یک منطقه مشخص راگویند.
ـ هواشناسی(Meteorology) مطالعه ی جنبه های فیزیکی آب وهوا وپدیده های مرتبط با آن را می گویند.
ـ کلیما(Climate) به معنی اقلیم می باشد.
ـ اقلیم شناسی(Climatilogy),الگوهای وضعیت آب وهوا را در طی زمان ومکان تشریحی می کند.
ـ آب وهوا حالت جاری اتمسفر را در نظر دارد ولی اقلیم،متوسط درازمدت پارامترهای هواشناسی نظیر دما , نور, باد,رطوبت وبارندگی را نشان می دهد.
ـ میکروکلیماتولوژی(Microclimatology) ,مطالعه ی مشخصات اقلیمی وتغییرات اتمسفری در محل تماس با موجود زنده که اکولوژیست ها انجام می دهند.
ـ تلئوکلیما(Teleoclimate),قشر نازکی از هوا بلافاصله بعد از سطح تماس هوا باموجود زنده را می گویند
ـ میکروکلیما:شرایط اقلیمی حاکم در سطح ومقیاس موجود زنده (داخل اشکوب ومجاورت آن ها).
ـماکروکلیما:وضعیت جغرافیایی وپستی وبلندی های روی زمین نظیر اقلیم فلات مرکزی ایران ویا اقلیم کویری و… .
ـ مزوکلیما Mesoclimate(اقلیم محلی) ,شرایط اقلیمی خاص که در یک منطقه به وجود می آید نظیر یک جنگل ویا شیب یک کوه.
مهمترین عوامل اقلیمی موثربرگیاهان و جانوران :
_نور(Light) یا تشعشعات خورشیدی (Solar radiation)
*منبع همه ی انرژی ها نورخورشید است
*نور خورشیدبراساس تئوری امواج الکترومغناطیس و تئوری کوانتوم تشریح می گردد.
*نور هم به صورت موج وهم ذره(فوتون) منتشر می شود. *انرژی موجود در یک فوتون یک کوانتوم نامیده می شود
.
*انرژی با طول موج رابطه ی عکس دارد, E=hν=hc/λ وν=c/λ _
10-27×662=Hثابت پلانک متربرثانیه8 10×3=Cسرعت نور = λطول موج v =بسامد یا فرکانس
*مقدار کل انرژی که به خارج از اتمسفر می رسد ثابت است ومعادل1.o5×1010 کالری برمتر مربع در سال براورد شده وبه آن ضریب خورشیدی (Solary constant) می گویند.
*حداکثر تشعشعات خورشیدی هر11 سال یک بار روی می دهد.
*ازکل تشعشعات 50 درصد به سطح زمین می رسد و2-1 درصد آن در فتوسنتز مورد استفاده قرار می گیرد.
*تشعشع :Irradianceمقدار انرژی خورشیدی که در واحد زمان به سطح زمین برخورد می کند.
نور از سه جهت حائزاهمیت هست:
ـ شدت نور (Light intensity)
ـ کیفیت نور(Light quality)
ـ طول مدت تابش نور(Light time irradiance)
شدت نور:
*در زمان های مختلف(ساعات و فصول) متفاوت است.
*در برخورد با اتمسفر مقداری جذب ومقداری منعکس ومقداری پخش یا متفرق می شود.
*در مناطق خشک شدت نور بیشتر از مناطق مرطوب است.
*شدت نور با افزایش عرض جغرافیایی کاهش می یابد(زاویه تابش و افزایش سطح)
*تحت تاثیرفصلها قرارمیگیرد.
*پستی ها وبلندی ها وارتفاع از سطح دریا در شدت نور موثر است درمناطق کوهستانی شدت نوربیشتر است.
*زاویه وجهت شیب زمین نقش بسزایی در شدت نور دارد.دامنه جنوبی نسبت به دامنه شمالی نوربیشتری را دریافت میکند.
میزان کل انرژیهای خورشیدی از رابطه ِىN)÷S=Sa(a+bn
=Sتشعشع خورشیدی که به زمین میرسد. N,n=حداکثرساعات تابش خورشید
aوbضریب ثابت a=0.18 b=0.55 saو Nبه عرض جغرافیایی بستگی دارند
تشعشع خالصRn:مقدارانرژی خالصی که توسط گیاهان زراعی و خاک دریافت میشود.بازتابش روبه بالاوجذب و طول موجهای بلند توسط سطوح با LUوd Lنشان میدهند.
مقداری از تشعشع که بر خاک وگیاه برخورد می کندبسته به میزان ضریب آلبدو منعکس می گردد

Rn=(1-A)S+(Ld-Lu)
A=آلبدوی خاک یا گیاه
Ld-Lu=تلفات خالص تشعشعات دارای طول موج بلند
A در مناطق مختلف متفاوت استودر مناطق معتدله 25/. استودر مناطق گرمسیری کمتر است
ـ شدت نوردر اکوسیستمهای مختلف ودرمناطق مختلف یک اکوسیستم درجنگل،تاج،وزیراشکوب،در دریادراعماق مختلف و بسته به شفافیت آب متفاوت است.درآب صاف و راکدبه ازای هر 15متر50درصدازشدت نورکم میشود.
گیاهان ازنظر شدت نور:
_گیاهان نورپسند(Helliophyta=Sun plants) که در شدت نور زیاد حداکثر فعالیت فتوسنتزی را دارند
_گیاهان سایه پسند(Sciophyta=Shade plants) که در شدت نورکم حداکثر فعالیت فتوسنتزی را دارند.
تفاوت گیاهان نور پسند وسایه پسند:
ـ در نورپسند برگ های خارجی وتاج سبز وشاداب است وبرگهای خارجی یاوجودنداردیاشادابی کمتری دارند ولی در سایه پسند هم برگ های خارجی وهم برگ های داخلی سبز وشاداب است.
ـ در نورپسند شاخه های پایینی رشد طبیعی ندارند ولی در سایه پسند رشد در همه ی شاخه ها طبیعی است.
ـ برخی از گیاهان در سنین کم سایه پسند ودر سنین زیاد نورپسند می باشند.
استفاده از این ویژگی ها در کشاورزی:
_گیاهان برای تولید شاخه و برگ باید متراکم کشت میشوند و گیاهان برای تولید دانه ومیوه باید پراکنده کشت می شوند.
اتیوله شدن :Etiolationافزایش ارتفاع شاخ وبرگ وزرد شدن رنگ برگ در غیاب نور را می گویند.مقدارکمترنور موجب افزایش غلظت هورمونهای اکسین وژیبرلین میشود.
نقطه ی جبران نور(Light compensation point) , شدتی از نور که در ان مصرف گاز کربنیک با تولید ان برابر می شودویا مقدار فتوسنتز با تنفس برابر می شود ودر گیاهان مختلف متفاوت هست.
شاخص سطح برگ LAI(Leaf area index) ,پارامتر اندازه گیری تراکم شاخ وبرگ در گیاهان که از رابطه ی زیر بدست می آید LAI=Aleaf/Aearth
LAI=سطح کل برگ÷سطح کل زمین
I=i0 _e-k.LAI معادله مونسکی سایکی برای اندازه گیری شدت نور در دولایه متوالی از برگهای یک گیاه کاربرد دارد. شدت تشعشع در فاصله ی یعنی از روی جامعه ی گیاهی I= تشعشع بر ——تاج گیاهانconopy I0=
K=ضریب استهلاک برای یک جامعه معین LAI=سطح کل برگ دربالای سطحی که درآن Iتخمین زده میشود
کیفیت نور:
_طول موجهای مختلف نور:
_نور خورشید متشکل از طول موج های مختلفی است که شامل نور مرئی , ماوراء بنفش ومادون قرمز است. ـ نورمرئی 50 %ازتشعشعات را تشکیل می دهد ـ طول موج بین 390-760نانومتر طول موج مرئی هستند.کمتراز390نانومترامواج کوتاه مثل ماورای بنفش وبلندتراز760نانومترامواج بلندنظیرمادون قرمزهستند.
ـ ماوراء بنفش 7% نورخورشید را تشکیل می دهد که 3% آن به زمین می رسدوبقیه جذب میشود.طول موج کمتر از 400 نانومتر است.ماورای بنفش برای جانداران مضراست وتوسط لایه ازون بخشی ازآن جذب میشود .ازاشعه ماورا بنفش برای کشتن باکتریهاوضدعفونی کردن محیط استفاده میشود.حالت رزتی گیاهان مناطق مختلف به خاطر UVاست.
ـ مادون قرمز 42% کل انرژی خورشید را شامل می شود وطول موج بالاتر از 700 نانومتر است.اثر حرارتی دارد.آب و گازکربنیک وذرات گردوغباربه میزان زیادی آنراجذب میکنند.درمحیط مرطوب وبخارآب جذب مادون قرمزبیشتر وآفتاب سوختگی هم بیشتراست.
ـ تشعشعات فعال فتوسنتزی (PAR=Photosynthtically active radiation), نوری که در عملادر فتوسنتز مورد استفاده قرار می گیرد وبین 400 تا 700 نانومتر است مخصوصاً طول موج آبی وقرمز
ـ بخش های مختلف اکوسیستم از نظرمیزان طول موجهای دریافتی وکیفیت نور متفاوت است.طول موج آبی وقرمز در تاج وطول موج مادون قرمز در کانوپی بیشتر است همچنین درسطح آب بیشترازاعماق هست.
طول مدت تابش نور:محورقطبین زاویه ای برابربا33.66باصفحه مدارگردش خورشیدی می سازداین وضعیت باعث به وجودآوردن :
ـ انقلاب صیفی(Summer solstice)اولین روز فصل تابستان یااول تیریا21ژوين=بلندترین روز
ـ انقلاب شتوی(Winter solstice)اولین روزفصل زمستان یا اول دی یا 21دسامبر=بلندترین شب
ـخورشید در نیمکره شمالی درروزاول تابستان و در نیمکره جنوبی درروزاول زمستان دراوج قراردارد.
ـ فتوپریود:تناوب روشنایی وتاریکی در 24 ساعت.
ـ فتوپریودیسم:عکس العمل موجودات زنده نسبت به فتوپریود را می گویند.طول روز تابع عرض جغرافیایی،وفصل است ازطلوع تاغروب خورشید.
-درروی خط استوا طول روز درتمام فصول ثابت است و12.1ساعت است.دربهار وتابستان هرچه به سمت عرضهای جغرافیایی بالاترمیرویم طول روز بیشترمیشودتابه روزکامل قطبی میرسیم.درپاییزوزمستان برعکس میشودوطول روزبه سمت عرضهای بالاکمتر میشود.درتمام نقاط زمین دراول بهاروپاییزطول روزو شب یکسان هست.
عکس العملهای فتو پریودی در گیاهان:درگیاهان فتوسنتز،واکنشهای پرانرژی،تغییرحالت فیتوکروم و گلدهی واکنشهای قتوپریودیسم هست.
گیاهان برحسب چگونگی پاسخ به نورشامل:
گیاهان روز بلند(Long day plants), در این گیاهان عبور از مرحله ی رویشی ورسیدن به مرحله ی زایشی به روزهای بلند نیاز دارد .گندم , جو , اسفناج وچغندر قند در این گروه قرار دارند
گیاهان روز کوتاه(Short day plants) ,انتقال از مرحله ی رویشی به زایشی به روزهای کوتاه نیاز است. گیاهانی نظیر تنباکو,ذرت وگل داودی در این گروه قرار دارند
گیاهان روز خنثی (Neutral day plants) ,طول روز اثری در گلدهی آن ها ندارد.گلدهی تحت تاثیر عواملی نظیر سن گیاه , درجه ی حرارت هوا وخاک , رطوبت خاک , عناصر غذایی وذخیره ی هیدرات کربن در گیاه قرار دارد.
BVP(Basic vegetative phase) دوره ای که گیاه بایستی پشت سر بگذارد تا به فتوپریود پاسخ بدهد وطول این دوره به ژنتیک گیاه بستگی داردمثلادر برنج از63-10روزمتغیراست.

BIP(Photoperiod induced phase ,مدت زمان لازم بین انتهای BVP وشروع گلدهی است که با فتوپریودی کنترل می شود.
ـ فتوپریودیسم در گیاهان توسط رنگدانه ای به نام فیتوکروم کنترل می شودکه جاذب نورقرمز و قرمز دور هست.
عکس العمل های فتوپریودی در جانوران شامل , مهاجرت, خواب زمستانه(Hibernation), آشیانه سازی وتغییرات رنگ پوشش خارجی است.تولیدمثل پرندگان و پستانداران راسو،خرگوش،موشهای پاسفید وخارپشت روزبلندوگوسفند بزو آهو روزکوتاه هستند در ماهیهانیزتحت تاثیرنور تخمدانهارشد میکنندمثلا درقزل آلاافزایش مدت تابش نور ظرفیت تولیدمثل رابالامیبرد.
مهاجرت به آبهای شیرین دربهار وشور در پاییزتوسط ماهیهانیز تحت تاثیر طول روزاست در حشرات خواب زمستانه ودگردیسی تحت تاثیر طول روز تغییرمی کند.
درجه حرارتTemperature: منشاء حرارت نورخورشید است که در اثر تابش مستقیم یا در اثر انعکاس از اتمسفر وابرها ویا سطح زمین(سنگ،خاک،درختان،آب) ایجاد می گردد. 42% انرژی رسیده به زمین منعکس می شود
تابش مستقیم نورخورشیدوابسته به زاویه تابش است وکمتر تحت تاثیرفاصله قرارمیگیرد.
مهم ترین عوامل موثر در دمای زمین عبارتند از:
ارتفاع از سطح دریا
عرض جغرافیایی:بافاصله گرفتن از خط استوا تفاوت بین دمای بالا وپایین زیاد میشود.سردترین دمای ثبت شده 90ـ درقطب شمال وگرمترین 92+در آبهای گرم زیرزمینی
دوری ونزدیکی به دریا
درجه ی شیب زمین
جهت های جغرافیایی
پوشش گیاهی
پستی وبلندی محل
آلودگی هوا
اثرات دما:
ـ اثر مستقیم , براعمال حیاتی ومتابولیسم , بر اساس قانون وانت هوف (Vant Haff)به اذائ 10 درجه افزایش دما سرعت واکنش های شیمیایی دوبرابر می شود(Q10=2)
ـ اثر غیر مستقیم , دمابر مقدار آب خاک وهوا اثر کرده واز این طریق بر زندگی موجودات زنده موثر واقع می شود
راههای مقابله گیاهان بادمای بالا:
از دست دادن آب از سطح اندام وخنک کردن ان
کاهش سطح بدن وسطح برگ
افزایش بافت های محافظتی
تشکیل کرک , مخفی شدن روزنه ها وکاهش تعداد ان ها
گسترش سیستم ریشه ای
تشکیل ترکیباتی که موجب مقاومت گیاه به گرما می شود.
اثرات دمای پایین برگیاهان: کاهش نفوذ پذیری مواد ,کاهش فعالیت وواکنش های شیمیایی گیاه, یخ زدن وتخریب سلول ها
راههای مقابله گیاه با دمای پایین:
تغییرات مورفولوژیک
کاهش دوره ی رویش
ایجاد بخش های ذخیره ای زیر زمینی مثل ریزوم و پیاز
ریزش برگ ها وخواب زمستانی
جوانه های مقاوم به سرماوپوشش حفاظتی آن ها
افزایش غلظت شیره ی سلولی وکاهش نقطه انجماد در همیشه سبزها
کاهش ارتفاع گیاهان
ترموپریودیسم:گلدهی گیاهان تحت تاثیر دما قرارمیگیردمثل گل مرواریدکه در روزهای سرد و شبانه در دمای 12ـ8گل میدهد.
جانوران براساس دما به دودسته تقسیم می شوند
جانوران خونگرم
جانوران خونسرد
راه های مقابله جانوران با تغییرات دما
ایجاد پوشش بدن:پر،پشم ،چربی *غلیظ کردن ادرار* خواب زمستانه وتابستانه,*نگهداری آب در بدن* فعالیت شبانه* عرق کردن و تبخیرآب.
تاثیردرجه حرارت برجانوران براساس دواصل تغییراتی صورت میگیرد:
ـ اصل برگمن (Bergman rule),هرچه از استوا به سمت عرض های بالاتر می رویم جثه ی بدن جانوران خونگرم مشابه بزرگ تر وشکل ان ها گرد وکروی تر می شود.
ـ اصل آلن (Allen rule) ,هرچه از استوا به سمت مناطق دارای عرضئ های جغرافیایی بیشتر می رویم اندازه ی اندام های انتهایی بدن نظیر دم , پاها وگوش ها وپوزه کوتاه تر می شود.
رطوبت Humidity
ـ هیج موجود زنده ای بدون آب نمی تواند به زندگی خود ادامه بدهد. ـ40٪ تا 60 % وزن تر درختان و90% وزن گیاهان علفی را آب تشکیل می دهد. ـ70٪ درصد وزن سلول های گیاهی وجانوری را آب تشکیل می دهد.
 نقش آب در گیاهان:
محیط واکنش های شیمیایی را تشکیل می دهد. انتقال مواد غذایی وجذب مواد در سرتاسر گیاه وجذب مواد غذایی از ریشه. ایجاد فشار تورگر وتورژسانس سلول های گیاهی وایجادشادابی. باز وبسته شدن روزنه ها
گیاهان براساس سازش با آب به گروههایی تقسیم میشوند:
ـ گیاهان آبدوست یا آبزی (Hydriphile=Hydrophytes )بخشی ازاندامهای آنها درون آب است درشرایط غرقابی ویاداخل آب شناورندمثل عدسک آبی،نیلوفرآبی،جلبکهاو نی ها
گیاهان خشکی پسند (Xerophytes) :گیاهانی که بیشتر درمناطق خشک قراردارندمثل گز،کاکتوس ،تاغ.اینها خودبه دودسته تقسیم میشوند:
فرائتوفیت (Phraetophytes):برگهاوساقه های گوشتی و ازاعماق خاک آب جذب میکنند پس ریشه ها افشان است.
کوته زی (Ephemerales):دارای قابلیت مقابله با کم آبی وذخیره آب دراندامها و ریشه های کوتاهی دارند مثل کاکتوس
3.گیاهان مزوفیت یا بینابین (Mesophytes):ازنظرنیاز رطوبتی به رطوبت متوسطی احتیاج دارندمثل اکثرگیاهان زراعی
4.گیاهان شور پسند(Halophytes):در آبهای شورنظیرتالابهای نمک و—–دارندمثل درخت حرا.
آب درجانوران:
ـ انجام اعمال حیاتی
ـ مصارف ساختمانی
ـ گردش مواد در بدن
ـ خنک کردن بدن
خطرات ناشی از کمبود آب در جانوران :
افزایش غلظت مایعات بدن مثل خون
افزایش غلظت سموم و صدمات ناشی از آنها
کاهش متابولیسم به دلیل کاهش جریان مواد
فشار به قلب و…
افزایش دمای بهینه
منابع تامین آب :
آب موجود در یخ مناطق قطبی ویخچال کوهستانی
رودخانه ها, دریاها, اقیانوس هاوآب های زیرزمینی
عوامل اقلیمی نظیربرف,شبنم, مه, رطوبت نسبی اتمسفر وباران
تعریف شبنم
عوامل موثردر تشکیل شبنم:صاف بودن آسمان،کم بودن سرعت باد،بالابودن رطوبت هوا
تعریف مه:ازتبخیر آب گرم در هوای سردباسردشدن هوایی که اطراف زمین است صورت میگیرد
تعریف رطوبت نسبی:نسبت میزان رطوبت مطلق موجود در هر حجمی از هوابا دمای معین به حداکثر رطوبت مطلقی که همان حجم ازهوادر همان دما میتواند داشته باشدرارطوبت نسبی گویند و یا نسبت جرم بخار آب موجود درهرحجمی ازهوابه جرم بخارآب موجوددرهمان حجم هوا در حالت اشباع.
رطوبت نسبی=جرم بخارآب موجود درهوا/جرم بخارآب موجود در همان حجم از هوابه صورت اشباع
بارندگی موثر:حداکثرمقداربارشی که بتواند تا عمق 12سانتی متری خاک نفوذکندومقدارآن حدود15ـ20 سانتی متر باشد
انواع باران براساس عامل به وجودآورنده:
ـ باران غیرجبهه ایNoun frontal :دراثرکاهش فشارهوادر یک نقطه وانتقال هوااز اطراف به آن سمت وصعود و سرد شدن وبارش
ـ باران جبهه ایFrontal:صعود یک توده هوا به بالا
ـ جبههFrontal:مرزبین دو توده هوا که دارای درجه حرارت و غلظت متفاوت باشد.
ـ اگر جبهه هوای گرم و هوای سردمجاورهم قراربگیرندموجب باران میشوند که این بارش1ـوسیع است 2-نم نم متناوب و یکنواخت است.
دراثرصعود هوایی که گرمتر از اطراف است بارندگی رگباری اتفاق می افتدکه شدیدو کوتاه مدت هست.درکوهستانها دراثرصعود هواروی کوه بارندگی اتفاق می افتد.
مهمترین خصوصیات بارندگی ها:
1.مقدار بارندگی (برحسب میلی متر محاسبه می شود)
2.مدت بارندگی:فاصله ی بین ابتدا وانتهای بارندگی که برحسب دقیقه یا ساعت بیان میشود.
3.وسعت بارندگی:سطحی که بارندگی درآن صورت می گیرد.
4.مرکز بارندگی:منطقه ای که در آن شدت بارندگی حداکثر است و هرچه ازآن دورترشویم میزان بارندگی کمترمیشود.
5.شدت بارندگی:مقدار بارندگی برحسب زمان وبرحسب میلی متردر ساعت =iمقداربارندگی÷مدت بارندگی
تعریف بادwind: جریان هواراباد میگویند.
علت ایجاد باد:تفاوت فشارهوایاحرارت دردونقطه باعث حرکت هواو ایجادباد میشود.
نقش باد: انتقال حرارت,رطوبت,خاک,دانه های گرده ,گازها,حشرات,اسپورقارچ ها وعوامل بیماریزا
اثر باد برموجودات زنده:
اثر مستقیم:صدمه ی فیزیکی,کنده شدن وجلوگیری از رشد جوانه های روبه باد
اثر غیر مستقیم,با تاثیر بر عوامل محیطی نظیر آب ودرجه ی حرارت بر زندگی گیاه اثر می کند مثل افزایش تعرق وکاهش رشد طولی گیاه
باعث شکل نامتعادلon Malformatiدرساختمان گیاهان میشود.
کنده شدنwind throw
مانع ازرشدجوانه های روبه باد میشود.
درعرض جغرافیایی متوسط شدت وزش باد همراه بارش برف و تگرگ میباشد که آسیب پذیرمیباشد.
باد موجب تعرق بیشترگیاهان واختلال درتعادل آب گیاه میشودوگیاهان کوتاه قدمیشوند.
سرعت بیشتراز8متربرثانیه برای گیاهان مناسب نیست.
واحد اندازه گیری سرعت باد: گره یا نات (Knot) ویا میل دریایی(Nautical mile)در ساعت می باشد که برابر 1853 متراست.واحدهایی مثل متر،یافوت در ثانیه،وکیلومتردرساعت نیزمتداول هست.
پستی و بلندیTopography:تغییرارتفاع همراه باشیب موجب تنوع رویش گیاهی و موزاییکی شذن آن میشود.ارتفاع بردرجه حرارت و رطوبت تاثیرمستقیم دارد.
افزایش ارتفاع باکاهش دما،افزایش شدت نوروافزایش شدت وزش بادهمراه است.ارتفاع برکیفیت نورنیزاثرمیکندومیزان اشعه ماورابنفش افزایش مییابد.جهت شیب برمقدارنوردریافتی نیزاثرمیکند.
دامنه های جنوبی نور و گرمای بیشتر پس دمای بالاتر و تنوع بیشترازنظرپوشش گیاهی دارند.شیب برمیزان بارندگی و پایداری خاک نیزموثرهست وشیبهای تندناپایدار در اکوسیستم درمراحل اولیه توالی نگه داشته میشوند.
شامل تغییرات ارتفاع, پستی ها وبلندی ها,جهت ودرجه ی شیب می شود
افزایش ارتفاع موجب:
کاهش درجه ی حرارت
افزایش باد
افزایش شدت نور
تغییر کیفیت نور می شود
جهت ودرجه ی شیب روی میزان تابش ,بارندگی ,پایداری خاک,دمای خاک وهوا ودر نتیجه رشد گیاهان وجانوران اثر می گذارد
عوامل خاکیEdaphic:کلیه ی عوامل محیطی که به خاک بستگی دارند جزء عوامل ادافیک هستند. منشاء خاک سنگ بستر می باشد.
عوامل بوجود آورنده ی خاک:
فرایندهای شیمیایی
عوامل زیستی
فرسایش آبی وبادی
4.عوامل فیزیکی
5.عوامل اقلیمی
6.فعالیتهای ریشه گیاهان
7.فعالیت جانورانی نظیر کرم خاکی جوندگان حشرات
نقش خاک:
ایجاد حالت تعادل وتکیه گاه برای گیاه و استقرار ریشه ها
ذخیره آب،موادغذایی،هوای موردنیازگیاه

پناهگاه جانورانی نظیرکرم خاکی،جوندگان
اجزاء خاک :مواد آلی , مواد معدنی ,آب وهوا
ترکیب خاک:
50%خاک را مواد جامد(45%موادمعدنی و5% موادآلی)
50% منافذ هستند که توسط آب وهوا اشغال شده اند.
منافذ دودسته هستند:
1.منافذ ریز(Microporosite) , عمدتاً توسط آب اشغال شده اند
2.منافذ درشت (Macroporosite) ,عمدتاً توسط هوا اشغال شده است.هوا و آب درخاک رابطه عکس دارند.
نقش و اثرات مواد الی یا هوموس:
اثر بر ساختمان خاک و اصلاح آن
منبع بسیاری از عناصر غذایی است
افزایش قدرت جذب ونگهداری آب درخاک
منبع انرژی مهم برای فعالیت تجزیه کنندگان
موادآلی خاک همچنین باعث افزایش ظرفیت تبادل کاتیونی خاک میشوند.
موادآلی همچنین باعث بهبود وضعیت تهویه خاک میشوند.کمبود موادآلی باعث عکس مواردفوق میگردد.
مواد معدنی:قسمت اعظم خاک راتشکیل میدهند و اندازه این ذرات به دوعامل بستگی دارد.
1.جنس سنگ 2.میزان فرسایش سنگ
خاک براین اساس به انواع زیرتقسیم میشود:
رس (Clay) , که ابعاد کمتر از 002/ میلی متر وبار منفی دارندو نقش مهمی درظرفیت تبادل کاتیونیCation Exchange Capacity(CEC)دارند,رس موجب چسبندگی ذرات خاک به یکدیگر ,ثبات ساختمان خاک وافزایش توانایی نگهداری اب به مدت طولانی میشود.این خاکهاسنگین هستند.
سیلت (Silt) ,درات قطری بین 002/0-02/0 میلی متر دارند به آن لیمون یا لای هم می گویند.
شن (Sand) ,اندازه ای بین 02/0 تا 2 میلی متر دارند(شن درشت 2-2/0 وشن ریز2/0-02/0میلی متر),ظرفیت تبادل کاتیونی وظرفیت نگه داری آب بسیار ضعیف,ثبات ساختمانی ندارند وبه سرعت شسته شده وحاصلخیز نیستند.
بافت خاک (Soil texture) ,درصد نسبی ذرات تشکیل دهنده خاک رس ,سیلت وشن ویا ریزی ودرشتی ذرات خاک را می گویند.
خاک لومیLoam: خاکی که درصد مناسبی از رس , سیلت وشن داشته باشد.
ساختمان خاکSoil structure:ترتیب وطرز قرار رفتن ذرات خاک در کنار یکدیگر را می گویند.
خواص شیمیایی خاک
_ PHیا میزان اسیدی وقلیایی بودن خاک , براین اساس برخی از جانداران اسید دوستCalci colsوبرخی قلیا دوست Calcifuges هستنداسیدیته در جذب عناصر دخالت دارد .عناصری نظیر مس, روی وآهن در شرایط قلیایی غیر محلول می شوند.آهن وآلومنیوم در شرایط اسیدی کاملاً محلول هستند.
صدرهای مختلف آب درخاک
1.آب ثقلی(Gravitational water) , آبی که در اثر نیروی جاذبه ازلایه های سطحی خاک خارج وبه لایه های عمقی میرود.
2.ظرفیت زراعی(Field capacity) ,آبی که پس از خروج آب ثقلی در خاک باقی می ماند وبا نیروی یک سوم اتمسفر در خاک نگهداری می شودوتوسط گیاهان به راحتی جذب می شود.
3.نقطه ی پژمردگی (Wilting point), موقعی که ظرفیت زراعی توسط گیاهان ویابا عمل تبخیر از خاک خارج شده .این آب توسط گیاه قابل جذب نیست وبا نیروی 15 اتمسفر به خاک چسبیده است.
4.آب قابل استفاده (Available water) ,آب موجود بین ظرفیت زراعی ونقطه ی پژمردگی را می گویند.
رطوبت هیگروسکوپیک(Hygroscopic water):لایه نازکی از آب که پس ازخروج آب موجود در نقطه پژمردگی نیزدرخاک باقی مانده وبا نیروی 31 اتمسفر وبه صورت لایه ی نازک به سطح خاک چسبیده است.

اکوسیستم
مفاهیم اولیه
تعریف سیستم:مجموعه ای از اجزا یا عناصر که در ارتباط با یکدیگر و به صورت یک کل عمل میکنند
انواع سیستم : سیستم بازوسیستم بسته (از نظرانرژی وماده)
ورودی ها یا درون داد(Inputs )خروجی ها یا برون داد (Out puts)
ویژگی های سیستم های طبیعی
1-به سمت پایداری نسبی حرکت می کنند
2-تعادل در ورودی ها وخروجی های سیستم وجود دارد(تعداد جانوران وغذا و…)
Feed back دارند که باعث تعادل مجدد می شودالبته در صورت بر هم خوردن تعادل طبیعی.
پس خورد ممکن است منفی باشدfeedback Negative ویاپس خورد مثبت Positive feedback
3- سیستم های طبیعی دارای مقاومت در برابر هرگونه تغییر وتحول هستند(هومئوستازی دارند).
4- هرچه سیستم قدیمی ترباشد مقاومت بیشتری نسبت به تغییرات محیطی دارد.
اکوسیستم Ecosystem
اکوسیستم در سال1935 توسط تنسلی اکولوژیست انگلیسی پیشنهاد شد.ecosystem
به معنای سیستم اکولوژیکی ,مجموعه ی موجودات زنده ومحیط زندگی آن یا محیطی که در آن مجموعه ی منظمی از روابط موجودات زنده با یکدیگر ومحیط وجود دارد.
ویژگیهای اکوسیستم
محیط نسبتا پایدار است.
همگنی از نظراقلیمی و زیستی وجود دارد.
دارای هموستازی هستند در صورت قدیمی بودن.
ازنظرترمودینامیکی یک اکوسیستم باز است , نور , مواد معدنی ونزولات آسمانی ورودی های آن را تشکیل می دهند وگرما , اکسیژن وCo2 وسایر گازها خروجی های آن هستند.
دارای منابع طبیعی برای ادامه ی بقاء وچرخه های زیستی است.
اجزاء اکوسیستم
محیط فیزیکی وشیمیایی یا جزء غیر زنده که اصطلاحا بیوتوپ نامیده میشود. Abiotic
بیوتیک(Biotic) یا محیط زنده که اصطلاحا موجودات زنده را بیوسنوز مینامند.که دردرجه ی اول به دودسته فیتوسنوزوزئوسنوز تقسیم میشود.
بیوسنوز:اجتماعی از موجودات زنده که با روابط متقابل به یکدیگر وابسته هستند ودر محیط به طور دائم وپایدار زندگی می کنند.
موجودات زنده اکوسیستم از نظر نقش
تولید کننده (Producers) یا اتوتروف ها (Autotroph)
مصرف کننده ها( Consumers) یا هتروتروف ها (Heterotrophs)
مصرف کننده ها شامل :
1-مصرف کننده های بزرگ :(Macroconsumers ) شامل:
علفخوارانherbivores-گوشتخوارانcarnivores-همه چیزخوارانomnivores
2-مصرف کننده های کوچک که میکروارگانیسم ها یاتجزیه کنندگان را شامل میشوند.microconsumers
فرضیه ی گایا(Gaia Hypothesis) یا نظریه ی گایا:
ازنام الهه ی یونانی به معنای مادر زمین گرفته شده است. توسط جیمز لاولاک مطرح شده است. بر اساس این نظریه موجودات زنده ویا حیات زمین محیط زیست خود را در جهت بهبود بیشتر آن برای حیات خود استفاده می کنند.مثلاٌ جلبک های سطح آب میزان نیتروژن جو را کنترل می کنند.
بر اساس این نظریه:
زمین به منزله ی یک موجود زنده می باشد.
حیات برمحیط زیست زمین آثار عمده ای دارد
آثار حیات در جهت بهبود محیط برای خود حیات است.
گایا به طور عمده وآگاهانه کنترل محیط زیست کره ی زمین را به عهده دارد.
طبقه بندی اکوسیستم ها از نظر وسعت
1-میکرواکوسیستم Microecosystem1 , مثل تنه ی یک درخت مرده یا آکواریوم
2-مزواکوسیستمMesoecosystem2 , نظیر جنگل یا تالاب
3-ماکرواکوسیستم Macroecosystem3 , نظیر اقیانوس
انواع بیوسنوزها از نظر وسعت
جوامع اصلی یاغالب Major communities1(نظیر جوامع خشکی ها , دریاها وآب های شیرین)
بیوم ها Biomes:گستره های جغرافیایی نسبتاٌ وسیع که در هریک گروه های جانوری وگیاهی تقریباٌ همگن مستقر هستندوتحت تاثیر ماکروکلیمای منطقه مخصوصاٌ حرارت ورطوبت هستند.نظیر جنگل های معتدل خزان کننده , توندرا, تایگا , صحراها, جنگل های پرباران مناطق حاره و…
اجتماعات Associations: در درون بیوم ها گروه های معینی وجود دارند مثل گروهی از گیاهان نظیر جنگل راش با فلور(مجموعه ی گیاهی) وفون(مجموعه ی جانوری) مخصوص به خود.
سینوسی ها (Synusies) یا جوامع خرد وکوچک (Microassociation) که به سادگی قابل تشخیص هستند, نظیر جسد در حال متلاشی شدن , تنه ی درخت مرده که سبب جمع شدن موجودات می گرددو…
طول عمر وموجودیت سینوسی ها بسیار کم ومحدود می باشد.
تاثیر حاشیه ای( Edge effect) یا اکوتون (Ecotone)
تعریف:تغییر یک جامعه به جامعه ی دیگر تدریجی اتفاق می افتد و بخشی وجود دارد که خصوصیات هردوجامعه را دارد وبه آن ناحیه ی بینابینی , زیست مرز ویا اکوتون می گویند.در بیوم های بزرگ کیلومترها وسعت دارد وبه آن پهن زیست مرز می گویند.مناطق حاشیه ای جنگل ها , مناطق باطلاقی بین تالاب ها ونواحی ساحلی از جمله ی این مناطق هستند.
ویژگی های اکوتون:
ممکن است کیلومترها وسعت داشته باشد.
تنوع گونه ای در اکوتون ها غنی تر از بیوسنوزهای مجاور است.
تعداد افراد هریک از گونه ها در داخل اکوتون کمتر است
به اکوتون وسیع پهن زیست مرزمیگویند. Continum
تحول بیوسنوزها
عوامل موثر در تحول: بیوتوپ یا محیط زیست ,ژئولوژیک واقلیمی , بیوسنوزها روی بیوتوپ تاثیر می گذارند ومتقابلاً بیوتوپ ها نیز روی بیوسنوزها موثر هستندوموجبات تغییر آن را فراهم می کنند.اثری که بیوتوپ ها بر بیوسنوز می گذارند تحت عنوان کنش(Action) بررسی می شود ومی تواند در جانداران مختلف متفاوت باشد.اثراتی روی مورفولوژی فیزیولوژی یا اکولوژی وباعث حذف ویا حفظ گونه ها , پراکنش گونه ها و… بشود.
عکس العملی که جانداران در برابر بیوتوپ از خود بروزمیدهندتحت عنوان واکنش(Reaction) نامیده میشود وممکن است به صورت تخریب,سازندگی, تغییر یاتبدیل بیوتوپ بروز کند.
مثال ها : تخریب سنگ ها توسط گلسنگ هاوگیاهان ,ریشه درختان,ترشحات شیمیایی( اسیدی) گیاهان,برجای ماندن فضولات حیوانی,تغییرمیکروکلیما باتغییرات آب و هوایی توسط بیوسنوزهاو مخصوصا گیاهان.
تاثیرات متقابل موجودات زنده را تحت عنوان کنش های مشترک یا co.action مینامند.چرای دامها و عدم چرای گونه خاص موجبات تغییراتی را باعث می شود.
توالی یا جانشینی اکولوژیکی ((Ecological succession
تعریف:به تغییرات تدریجی مراحل یک اکوسیستم گفته می شود. اولین بار توسط کلمنتس (1916) مطرح شد.
ویژگی ها:
خصوصیات هرمرحله مخصوص به خود می باشد وبا سایر مراحل متفاوت است.
مرز مشخصی بین مراحل مختلف وجود نداردوتغییرات بهم پیوستگی دارند
توالی در نهایت در هرجا باشد تغییرات در جهتی اتفاق می افتد که در نهایت بین جامعه با محیط تعادل به وجود آید
انواع توالی از نظر زمانی
1 -توالیهای اولیهprimerysucssetion ,استقرار موجودات زنده در محلی که جمعیتی در آن وجود نداشته است ومحل تهی از موجودات بوده است
2-توالیهای ثانویهsecondery sucssetion ,استقرار موجودات در محلی که قبلاٌ جانداران بوده وبه دلایلی از بین رفته ویا مهاجرت کرده اند
سری Sere= بیوسنوزهایی که تدریجاٌ جایگزین یکدیگر می شوند
موجودات پیشگام یا طلایه دارانPioneers:موجوداتی که قبل از بقیه در یک مکان مستقر می شوند.
ویژگی های طلایه داران
1-فرصت طلب هستند , گیاهانی که در محیط باز زندگی می کنند وتشکیل کلونی می دهند.
2-به مقدار زیاد بذر تولید می کنند , به راحتی در محیط پخش شده ورشد می کنند وبیشتر انرژی خود را صرف تولید مثل می کنند.
3-کوچک هستند ,هم از نظر صرفه انرژی وهم از نظر عدم رقابت با دیگران, هم برای صرف انرژی و هم برای تولیدمثل, ونیازی به جثه بزرگ ندارندزیرا فضا بازاست وبه رقابتی برای نورمحتاج نیستند
4-زندگی کوتاهی دارند وسریعاٌ تولید مثل می کنند.
5-اختصاصی نیستند , تغییرات محیطی را تحمل کرده وقدرت سازگاری بالایی دارند.
بیوسنوز کلیماکس یا اوج( Climax)
آخرین مرحله از تکامل بیوسنوزها که در آن بیوسنوزها با محیط در حال تعادل هستند ودارای حداکثر هومئوستازی هستند.
بر اساس نظر کلمنتس فورماسیون( (Formation یا شکل ظاهری گونه های گیاهی متعلق به کلیماکس را آب وهوای ناحیه ای ویا اقلیم مشخص می کند که به آن اقلیم اوج (Climatic climax ) نیز میگویند .
جانشینی های ثانویه(Secundary succession)
مناطقی که قبلاٌ بیوسنوز وجود داشته ودر اثر عوامل طبیعی وغیر طبیعی(آتشفشان.سیل. آتش سوزی و..) یا فرسایش ودخالت انسان موجودات زنده از بین رفته اند وجانداران جدیدی جای آن ها را گرفته است.این جانشینی منجر به دیس کلیماکس میشود که وضعیت پایدار اکولوژیکی ایجاد میگردد.
پری کلیماکس( (Preclimax یا پیش کلیماکس موقعی است که جوامع به نقطه ی اوج نمی رسند وهمیشه در یک حالت نابالغ می مانند , مثل تالاب های کنار دریا
جانشینی های مخرب (Destructive succession)جانشینی هایی که منجر به کلیماکس نهایی نمیگردد
سری های تحولی دوره ای (Evolutionary seres) سری هایی که پس از گذشت زمانی از ناپدید شدن مجدداٌ در محل اولیه استقرار پیدا می کنند.
سری های تحولی قهقرایی Regressive seres)) در برخی از موارد توالی منجر به پیدایش گروه ساده ی گیاهی یا جانوری مثل گروه پیشگام می گردد.انسان ها بیشتر باعث این تحول می شوند مثلاٌ تخریب جنگل موجب ایجاد چمنزار می شود وفرسایش موجب سنگلاخی شدن وسپس پیدایش گیاهان علفی ساده نظیر Bromus erectus می شود.
انواع جانشینی از نظر عامل به وجود آورنده :
1-جانشینی اتوژنیک (Autogenic)جانشینی ناشی از تاثیرات موجودات زنده
2-جانشینی آلوژنیک Allogenic)) جانشینی ناشی از عوامل غیر زیستی می شود.
نظریه های مربوط به اوج یا کلیماکس
1-نظریه ی تک اوجی (Monoclimax theory) کلمنتس معتقد بود که در اثر تغییرات آب وهوایی ویا اقلیمی یک جامعه ی اوج براساس یک الگوی عمومی به وجود می آید و باقی میماند.
2-نظریه ی چند اوجی( Polyclimax theory) توسط دانشمندی به نام تنسلی (1939) مطرح شد ومعتقد بود که چند جامعه ی اوج می تواند در کنار یکدیگر وجود داشته باشد. عوامل مختلفی علاوه بر اقلیم در بوجود آوردن جامعه ی اوج نقش دارند نظیر ادافیک , بیولوژیک و…
ویژگی های جامعه ی اوج
1-تنوع در اوج کمتر است ودر مراحل بینابینی تنوع بیشتر است
2-در برخی از جوامع به علت افزایش ذخایر تنوع بیشتر می شود. گیاهان بزرگ تر واز قدرت بیشتری برخوردار هستند.
3-در مراحل اولیه سرعت افزایش تنوع بیشتر است.
4- در مراحل نهایی سرعت تنوع کاهش می یابد.
5-در جریان توالی تولید ناخالص افزایش وتولید خالص کاهش می یابد.
6-در مراحل اولیه تولید وتنفس در حال افزایش هستند وهمواره مقدار تولید ناخالص بر تنفس اکوسیستم برتری دارد.
7-هرچه به کلیماکس نزدیک تر شور کسر: تنفس/تولید ناخالص به 1 نزدیک تر می شود.
8-گیاهان بزرگ تر واز قدمت بیشتری برخوردار هستند.
اختناق دریاچه ها(Eutrophication)
یک دریاچه در ابتدا الیگوتروف است . در اکوسیستم جوان دریاچه عمیق است , شفاف وغنی از اکسیژن ومیزان تولید در آن کم است. به علت ته نشین شدن وانباشتگی مواد آبرفتی , بقایای جانوری وگیاهی عمق کم شده , افزایش مواد موجب رشد گیاهان , افزایش تولید وکاهش مقدار اکسیژن اختناق اتفاق می افتد
در نهایت دریاچه تبدیل به مرداب وسپس مرتع ودر نهایت جنگل می شود
انتقال ماده وانرژی در اکوسیستم
زنجیره ی غذایی :food chains
تعریف:از ارتباط غذایی چند موجود زنده با یکدیگر به وجود می آید.
انواع:
زنجیره ی چرا یا نوع اول:زنجیره چرا:باگیاهان سبزشروع میشودوسپس علفخواران وگوشتخواران
زنجیره ی لاش ولاشبرگ یا نوع دوم:با لاش وبرگ شروع میشودوسپس گندخواران یاساپروفیتهاوتجزیه کنندگان هستند.
حلقه های تشکیل دهنده ی زنجیره ی چرا
1-تولید کنندگان:انرژی نورخورشیدرابه انرژی شیمیایی تبدیل میکنند.درمحیط آب توسط جلبکهای میکروسکوپی،فیکوپلانکتونهاوگیاهان آبزی صورت میگیرد.
2-مصرف کنندگان ردیف اول:علفخواران،حشرات،پستانداران وسم داران.درمحیطهای آب شیرین؛خرچنگهای کوچک ونرمتنان
3-مصرف کنندگان ردیف دوم:ازعلفخواران تغذیه میکنندوگوشتخوارهستند.
4-مصرف کنندگان ردیف سوم:ازگوشتخواران ردیف اول تغذیه میکنندوشکارچی یا انگل هستند
5- تجزیه کنندگان:آخرین حلقه اززنجیره غذایی هستندشامل میکروارگانیسمها(باکتریها،مخمرها وقارچها)قارچهاعموماازگیاهان وباکتریها عموماازحیوانات
کوپروفاژی:پدیده ای است که در آن بسیاری از جانداران بقایای خود را پس از تجزیه توسط باکتری ها مجدداٌ مصرف می کنند.
شبکه های غذایی Food webs
ازارتباط زنجیره های غذایی مختلف بایکدیگربه وجود می آید
ویژگی ها : در مراحل اولیه توالی زنجیره های غذایی کوتاه وخطی هستند وبه راحتی قابل تخریب.
در مراحل پیشرفته تر زنجیره ها طویل تر وبه یکدیگر متصل وشبکه ها را تشکیل می دهند.
در مراحل پیشرفته پایداری اکوسیستم بیشتر می شود.
در مراحل اولیه زنجیره های چرا اهمیت دارند
در مراحل پیشرفته زنجیره های تجزیه اهمیت دارند.
سطح تغذیه ایTrophic level
ویژگی ها: گیاهان اولین سطح را تشکیل می دهند. سطح تغذیه ای سایر جانداران بستگی به فاصله ی آن ها از گیاهان دارد. یک موجود ممکن است به چندین سطح تعلق داشته باشدمثلاراهبک هم ازملخهای علفخواروهم از بندپایان گوشتخوارتغذیه میکند ومیتواندبه سطح سوم یاچهارم بکشد. با کاهش سطوح تغذیه ای کار آیی اکولوژیکی افزایش می یابد. کارایی اکولوژیکی از فرمول زیر محاسبه می شود.
100*میزان تولیدمیزبان/میزان تولید صیاد=کارایی اکولوژیکی
تعیین رژیم های غذایی
با استفاده از زنجیره ها وسطوح غذایی.
مشاهده ی مستقیم : ساده ترین راه است دررابطه باحیوانات کوچک
معاینه ی محتویات معده جانوران : در رابطه با پرندگان وجانوران آبزی بیشتر به کار می رود معایب:برخی موادمعده به دشواری قابل تشخیص هستندامکان اشتباه در مواردی که حیوان بخشی ازگیاه یا حیوان دیگری را مصرف کرده.مثلا خون وسیالات.
استفاده از رادیوایزوتوپ ها نظیر فسفر 32 یا سزیم 137
روشی دقیق است:گیاهان یاحیوانات با رادیوتوپ آغشته شده وسپس مسیر آنها ردیابی میشود.

هرم های اکولوژیکی(Ecological pyramids):
هرم تعداد (Pyramid of number)
اولین بار در سال 1927 توسط التون(Elton) مطرح گردید.هرچه از تولید کننده به مصرف کننده پیش می رود تعداد کمتر می شود(تولیدکننده قاعده ی هرم و آخرین مصرف کننده رأس هرم است).تعداد جانداران بزرگ جثه کمتر از کوچک جثه است وکوچک جثه هاسریع ترتولیدمثل میکنند.طعمه از یک حدی نمی تواند بزرگ تر ویا کوچک تر شود.مثلاشیردرهرسال به50گورخراحتیاج دارد،یامگس تسه تسه(Glossina palpaliy)ازگلبولهای قرمزی که فقط7 تا8 میکرون اندازه دارندتغذیه میکنند،گلبولهای بزرگترازدهانه خرطوم ردنمیشوند.
معایب:
به همه ی افرادبه یک میزان بها میدهد(جثه بزرگ وکوچک
اگرتولیدکنندگان بزرگ جثه باشند،رأس هرم به سمت پایین وبرعکس خواهدبود.
هرم تعدادارزش توجیهی چندانی ندارد.

هرم بیوماس (Biomass pyramid)
وزن موجودات در هرسطح مورد توجه قرار می گیرد.عموماٌ وزن تولید کننده ها بر علفخواران ووزن علفخواران بر گوشتخواران غلبه دارد.در بیشتر مواردبه شکل مثلثی است راس در بالا ودر برخی موارد راس در پایین است.در مواردی اندازه گیری ها در سطوح بسیار محدود وکوچک انجام شود،که تولیدکننده ها اندازه بسیارکوچک ومیزان رشدبسیارسریع دارند.دراکوسیستمهای آبی هرم بیوماس به دلیل اینکه نشان دهنده مقداربیوماس است،نسبت به هرم تعداد مفید تر است.
ایرادات:
همه نوع بافت ها واعضاء اهمیت یکسانی دارند.
چشم پوشی کردن ازعامل زمان؛ممکن است طی چندروزویاچندسال به وجودآمده باشندولی اهمیت هردویکسان دیده میشود.
به نقش باکتری ها ومیکروارگانیزم ها کمتر اهمیت داده میشودمی شود زیرا بیوماس بینهایت اندکی دارندولی متابولیسم فعال وپویادارند.
هرم انرژی(Pyramid of energy)
بهترین نحوه ی نمایش چگونگی کارکرد کل جامعه را نشان می دهد.شکل هرم انرژی تحت تاثیر جثه ونسبت متابولیسم قرار نمی گیرد.در صورتی که همه ی منابع انرژی در نظر گرفته شود همیشه به شکل مثلث است که همیشه رأس در بالا قرار دارد.در کشورهای پر جمعیت هرم انرژی ساده ودر کشور های کم جمعیت وثروتمند پیچیده تر است.ساده بودن هرم انرژی درکشورهای پرجمعیت مثل چین وهند ,نشان ازرژیم گیاهخواری آنها دارد.
چرخه های بیوژئوشیمیایی(Biogeochemical sycles)
کلیات:زمین سیستم پویا وتکامل یابنده است.حرکت و ذخیره ی مواد بر فرایندهای فیزیکی, شیمیایی وزیستی آن به شدت تاثیر می گذارد. مواد در مسیرهای خاصی از محیط به موجودات وبالعکس در حال حرکت هستند.در مسیر حرکت مواد مخازن ذخیره ی چرخه های ……وجود دارد مثل : اتمسفر,رسوبات کف اقیانوس ها, سنگ وخاک وپوشش گیاهی خشکی ها.
انواع عناصر ضروری
عناصر پرمصرف(Macronutrients):به مقدار زیاد مورد نیاز هستند ودر ساختار سیتوپلاسم سلول نقش دارند.C.O,H,N,P,S,K,Ca,Fe,Mg
عناصر کم مصرف(Micronutrients):به مقدار کم مورد نیاز هستند.نظیر:آهن،مس،مولیبدن،بر،منگنز
نقش عناصر: در ساختار سلول واجزاء آن شرکت می کنند؛ برخی نظیرH و Oدرساختارآب،70 تا90%وزن جانداران وبیشترهمراه باC درساختارمولکولهای زیستی مثل:چربیها،قندها،درساختارترکیبات آلی وهمراه با N درساختاراسیدهای نوکلئیک وپروتئینهاواردمیشود. Pدرساختارترکیبات پرانرژی_کلسیم برای استحکام دیواره ی سلولی_گوگرد درساختاراسیدهای آمینه.درساختاربرخی ازآنزیم هاویا درفعایت آنزیمهامؤثرمیباشند.
عناصرکم مصرف بیشتربرای حفظ ساختمان سلول وبرخی فرآیندهای زیستی،مثل تثبیت بیولوژیک ازت(مولیبدن وآهن)،فتوسنتز(آهن)،درساختارآنزیم هاوفعال سازی نیترات رودوکتاز(مولیبدن).،تنفس سلولی،انعقادخون،نقل وانتقال اکسیژن و….
چرخه ها برای تأمین عناصرموردنیازگیاهان وجانوران لازم وضروری هستند.هرچرخه دوبخش دارد: 1: سرچشمه اصلی:که بسیاربزرگ است ودربخش غیرزنده وجوددارد. : 2 ذخیره تبادلی:که کوچکتراست ولی فعال است,ازیک طرف بابخش زنده وازطرف دیگربابخش غیرزنده درتبادل است.
انواع چرخه های بیوژئوشیمیایی:
1: چرخه ی آب:که ساده ترین است 2: چرخه های گازی:ذخیره اصلی عناصردراتمسفرقرارداردوبه صورت گازجابجامیشوند. سرعت تبادل بیشتروکاملتربوده وسریعترازچرخه رسوبی است. 3: چرخه های رسوبی:ذخیره اصلی درزمین قرارداردوعناصرتوسطفرسایش ورسبگذاری درگردشند.
عوامل موثر در سرعت گردش: 1: ماهیت عناصر 2: میزان رشد گیاهان وجانوران 3: شدت تجزیه ی مواد آلی در اکوسیستم ها{شرایط آب وهوایی (گرم ومرطوب بیشتر) و اسیدیته ی خاک (قلیایی بیشتر) }
چرخه ی آب:
از انرژی خورشید نیرو می گیرد. از اقیانوس به اتمسفر ومجددبه اقیانوس برمیگردد؛آبهای جاری،آب رودخانه هاوجویبارها،جریان آبهای زیرزمینی؛کلیه منابع آب راتعمین میکند. 97% آب در اقیانوس ها، 2% در یخچال ها وکوه های یخ وکمتر از 1% به صورت بخارآب. درهرلحظه بخش اندکی از آب در خشکی درجریان است ولی نقش زیادی دارد:
1:انتقال مواد شیمیایی 2:شکل دادن به سرزمینها 3 :هوازدگی سنگها 4 :انتقال وبه جای گذاری رسوبات 5:فراهم آوردن منابع آب

چرخه ی کربن:
به صورت گاز است.منبع اصلی آن گازکربنیک هوا است.03/تا04/حجم هوارا تشکیل می دهد.مهم ترین عنصر در بدن موجوداتن زنده می باشد.در ساختار مواد آلی از جمله زغال سنگ , نفت,DNA,پروتئین,قندها وچربی ها وجود دارد,گرافیت والماس کربن خالص هستند.کربن به صورت ترکیب با اکسیژن وهیدروژن وجود دارد.در هوا به صورت CO2,وCH4 ودر آب باران به صورت H2CO3 وجود دارد که موجب هوازدگی می شود.دروازه ی ورود کربن به چرخه های زیستی فتوسنتز است.درفرآیندفتوسنتزازCO2 و HO2 وبه کمک نورخورشیدقندتولیدمیشود. بخش اعظم کربن در طبیعت،درپیکره گیاهان وبافتهای بدن جانداران ذخیره شده وتحت تأثیرتنفس,تخمیرواحتراق به جوبرمیگردد واقیانوس ها در درجه ی بعدی قرار دارندلاشه های گیاهان دراثرفشردگی به زغال سنگ تبدیل میشوند.اقیانوسهادومین منبع بزرگ درچرخه کربن است.کربن محلول ورسوبات 50 برابراتمسفراست، درخاک 2 برابراتمسفراست,(زمان شرط است)؛کربن درخاک 20 تا 30 سال , دراتمسفر 3 سال و دراقیانوس 1500 سال است. 15% کربن اتمسفردرفتوسنتزجذب ودرتنفس آزادمیگردد.
چرخه ی ازت:
ازت بخش عمده اتمسفر را تشکیل می دهد(78%).بخش اساسی ساختمان اسیدهای آمینه ونوکلئیک را تشکیل می دهد.ذخیره ی اصلی اتمسفر به صورت N2 است.درسایرکرات عاری از حیات به صورت NH3 ویا اکسید ازت وجود دارد.ازت به اشکال مختلف در اتمسفر وجوددارد,ازجمله:N2 (ازت ملکولی) , اکسیدهای ازت(N2O,NO,NO2) وترکیبات هیدروژن-ازت(NH,NH3,HNO2,HNO3)و…
موجودات زنده توانایی استفاده از ازت ملکولی را ندارند ونمی توانند پیوندهای بین ازت را بشکنند.گیاهان تنها قادر به جذب ازت به صورت نیترات وآمونیوم هستند.میزان ازت موجود در جانداران آبزی بیشتر از خاکزی است.(جلبکهاازت بسیاربالایی دارن؛مثلا خانواده سیانوفیسه ها حدود 63% پروتئین دارند). ازت هوا توسط میکروارگانیسمهایی نظیر: ازتوباکتر(Azetobacter) ,کلوستردیوم (Closterdium) , ریزوبیومهای (Rhisobiom) همزیست با حبوبات,آزوسپریلوم (Azospirilium) همیارغلات وبرخی ازجلبکهای خانواده سیانوفیسه(Cyanophyceae) قابل استفاده است.
ازفرمهای ازت فقط نیتراته ؛نیترات (NO3-) و آمونیوم (NH4 +) ؛ برای گیاهان قابل جذب هستند.
راه های تبدیل ازت:
تثبیت الکتروشیمیایی, رعد وبرق باعث شکسته شدن پیوند های شیمیایی بین دواتم نیتروژن (N2) می شود ,هم چنین ملکول آب (HO2) را می شکند.در نتیجه نیترات ویون آمونیوم تشکیل می گردد.(یک لیترآب باران 2میلی گرم آمونیوم, 7%میلی گرم نیترات دارد) از طریق آب باران حدود 255×106ازت به زمین میرسد.
تولید صنعتی در کارخانجات پتروشیمی ,حدود 30 میلیون تن در سال مورد استفاده قرار می گیرد.
تثبیت زیستی ازت , توسط باکتری های آزاد , همزیست وسیانوباکتری ها.
مراحل تبدیل وتغییر ازت:
معدنی شدنMineralization : دفع مواد زائد جانوران وبقایای گیاهان وتشکیل هوموس یا گیاه خاک.
آمونیفیکاسیون (Amonification):تجزیه ی هوموس وتشکیل آمونیوم توسط باکتری های گروه میکروکوکوس صورت می گیرد.
نیتریفیکاسیون,Nitrification :تبدیل آمونیوم ابتدابه شکل نیتریت وسپس به نیترات , طی دومرحله صورت می گیرد:
نیتریتاسیونNitritation توسط نیتروزوموناس صورت می گیرد.
نیتراتاسیون ,Nitratation توسط نیتروباکتر صورت می گیرد.
دنیتریفیکاسیون: فرایند تبدیل ترکیبات ازت دار به N2O و N2 وبرگشت آن به اتمسفر
درچرخه ازت بخشی:بخشی واردآب میشود وتوسط فیکوپلانکتونها جذب می گردد توسط جانوران
به خشکی بازمیگردد.بخشی درخاک ته نشین شده وجذب گیاهان وجانوران میشود
چرخه ی فسفر:
جزء چرخه های رسوبی است.از چرخه ی ازت بسیار ساده تر است.منبع اصلی آن سنگ ها یا لایه های رسوبی هستند.ورود به بدن جانداران از خاک شروع می شود.در خاک به صورت فسفات درترکیب با کلسیم , پتاسیم,منیزیم وآهن است.تشکیل و ورود فسفر به خاک پس از هوازدگی سنگ ها صورت می گیرد.
سنگ ها هوازدگی وخرد شدن ترکیبات فسفر

ورود به خاک جذب گیاهان
ورود به آب جذب فیتوپلانکتون ها ماهی ها پرنده ها

برگشت فسفر به خاک
ته نشین شدن بالا آمدن برگشت به خاک

چگونگی انتقال انرژی_متابولیسم وتولید انرژی :
فرایند فتوسنتز وشیمیوسنتز
فرایند تنفس
جریان انرژی :فرایند ورود انرژی به اکوسیستم وخروج آن از اکوسیستم که مشترک بین تمام اکوسیستم ها می باشد.حیات از هرنوع نیازمند به انرژی می باشد.انرژی یعنی قابلیت انجام کار وانتقال ماده
موارد مصرف انرژی:
برای متابولیسم پایه وترمیم بافت ها
مصارف نگهداری:جهت حفظ موجودزنده دروضعیتی که به سرمیبرد
مصارف مربوط به حرکت وجابجایی ویا فعالیت
تامین انرژی لازم برای رشد با تشکیل پروتوپلاسم جدید
جهت انجام فعالیت هایی نظیر تولید مثل (تولید جنین وبذر) وذخیره قند (گیاه) وچربی (جانوری )
تولید زیستی ( Biological productivity )رشدواعمال
انواع تولید زیستی:
تولید اولیه (Primary productivity ):ساخته شدن مواد آلی جدید در بخش تولید کنندگان(گیاهان)
تولید ثانویه (Secundary productivity ):ساخته شدن مواد آلی جدید در بخش مصرف کنندگان(جانوران)
تولید ناخالص (Gross productivity) : عبارت است از کل ماده ی آلی ساخته شده
تولید خالص ( Net productivity) :عبارت است از مقدار ماده ی آلی باقی مانده پس از کسر مقداری است که در تنفس مصرف شده است.
تولید اولیه ی ناخالص :کل ماده آلی که توسط تولید کنندگا ن طی عمل فتوسنتز ساخته می شود
تولید ثانویه ی ناخالص :کل مقدار ماده ای که توسط مصرف کنندگا ن ساخته می شود
تولید اولیه ی خالص :مقدار ماده آلی که پس از کسر تنفس در گیاه باقی می ماند.
(مقدار مصرف شده در تنفس)-(تولید اولیه ی ناخالص)=تولید اولیه ی خالص
تولید ثانویه ی خالص :مقدار ماده آلی باقیمانده در بدن جانوران پس از کسر تنفس.
(مقدار مصرف شده در تنفس)-(تولید ثانویه ناخالص)=تولید ثانویه ی خالص
واحد اندازه گیری تولید :گرم وزن خشک در متر مربع در روز(g/m2/day)
مناطق جغرافیایی براساس مقدار تولید
دریاهای آزاد وعمیق وبیابان های وسیع
تولید بسیار ضعیف وبه ندرت حدود 5/ گرم در متر مربع در روز
پوشش های علفی نیمه خشک , بخش های کشاورزی موقتی , دریاچه های عمیق ,جنگل های مرتفع کوهستانی و دریاهای کم عمق ساحلی که تولید در حدود (1g/m2/day ) وبه طور متوسط(/5-3g/m2/day )
جنگل های مرطوب,دریاچه های کم عمق , بخش های کشاورزی دائمی که در آن ها متوسط تولید ( 3-10 g/m2/day ) است
مصب رودخانه ها,تشکیلات مرجانی ,گیاهان موجود در جلگه های آبرفتی وکشتزارهای فشرده نظیر مزارع نیشکرکه میزان تولید در آن ها (10-20g/m2/day ) می باشد.
مقدارتولیداولیه توسط عوامل محدودکننده نظیر: (دما ، رطوبت ، نور ، عناصرغذایی ، ظرفیت جذب و استفاده از اکوسیستم )کنترل می شود.
منبع اصلی ومیزان مورد استفاده انرژی:
منبع اصلی انرژی برای تولید کنندگان نور خورشید است
بخش کمی از انرژی خورشیدبه سطح زمین (RT)میرسد مورد بهره برداری قرار می گیرد
حدود 5% از انرژی نورانی جذب گیاهان می گردد
انرژی جذب شده نیزبه چند صورت در می آید:
بخشی به مصرف فعالیت های گیاه می رسد {اشعه جذب شده (RA) برای تولید اولیه ی ناخالص یا (GPP) به کارمی رود}
بخشی از آن به گرما تبدیل می گردد
بخشی نیز به صورت مواد آلی ذخیره می گردد(تولید اولیه ی خالص یاNPP )
زیرابخش قابل توجهی فاقدپوشش گیاهی است،درنقاط پوشیده نیز1تا2وتا5%انرژی خورشیدی مصرف میشودومابقی به مصرف نمیرسد(NU1)
کارآیی های اکولوژیکی:انرژی منتقل شده از یک سطح غذایی به سطح دیگر را کارآیی انرژی در اکوسیستم می گویند.
راه های بیان کارآیی اکولوژیکی :
کارآیی اکولوژیکی ناخالص : عبارت است از تولید ناخالص در هر سطح غذایی تقسیم بر تولید ناخالص سطح ماقبل ضرب در100
کارآیی اکولوژیکی رشد : مقداری از انرژی که باعث رشد موجود زنده ویا تولید خالص شده است ودر دامپروری اهمیت دارد
100 *انرژی واردشده درهمان سطح غذایی/تولیدخالص درهرسطح غذایی=کارایی اکولوژیک رشد
کارآیی اکولوژیکی جذب:قابلیت یک گونه در مصرف انرژی شیمیایی موجود در عناصر طبیعی
مثلاباتنها1%انرژی حاصل ازگیاهان مصرف شده توسط گیاهخواران صرف ساختن بافتهای این جانوران میشود.دربرخی تاحدود10%نیزمیرسد
100*انرژی مصرف شده درهمان سطح غذایی/تولیدناخالص درهرسطح غذایی=کارایی اکولوژیکی جذب
به طورمثال ازانرژی که گیاهان درهرمترمربع تثبیت میکنند1000kcalمیباشد که درگیاهخواران100kcal ، درگوشتخواران اولیه kcal 10،درگوشتخواران ثانویه kcal 0.1 ، دربافت ذخیره میشود.
روش های اندازه گیری تولید اولیه:
روش برداشت محصول . روش اندازه گیری اکسیژن متصاعد شده روش اندازه گیری دی اکسیدکربن جذب شد روش تعیین اسیدیته
روش اندازه گیری عناصر غذایی به کارگیری عناصر پرتوزا(رادیواکتیو) روش بررسی کلروفیل
روش برداشت محصول:
وزن حاصل از رشد گیاهان یا همان تولید اولیه ی خالص به دوصورت اندازه گیری میشود:
مستقیم : با اندازه گیری وزن خشک
غیر مستقیم : با استفاده از کالریمتر واندازه گیری مقدار کالری ناشی از ماده ی خشک
انرژی ووزن برحسب واحد سطح ودر زمان معین بایستی گزارش گردد.
ایرادات روش غیر مستقیم
عدم امکان تفکیک کالری قسمت های زنده از غیر زنده فقط در مورد گیاهان یکساله قابل اجرا می باشد(درچندساله تفکیک هرسال غیرممکن است) مقداری که توسط حشرات مصرف شده به حساب نمی آید
برای اکوسیستم های فاقد علفخواران روش بسیار خوبی است(مزرعه تولید غلات یکساله)
روش اندازه گیری اکسیژن متصاعد شده
بین مقدار اکسیژن دفع شده باco2جذب شده ارتباط وجود دارد.
این روش نیز دارای اشکالاتی می باشد:
مقداری از اکسیژن تولید شده ممکن است در عمل تنفس به مصرف برسد. اندازه گیری آن بیشتر در اکوسیستم های آبی امکان پذیر است.
بدین صورت که دوشیشه یکی(تاریک)ودیگری روشن رادرعمق معینی قرارمیدهیم وپس ازمدت معینی مقداراکسیژن رااندازه گیری میکنیم:
مقداراکسیژن کاهش یافته درغیاب نور+مقدار اکسیژن تولید شده درحضورنور=مقداراکسیژن تولیدشده
اندازه گیری CO2 جذب شده:
مقدار دی اکسید کربن جذب شده با مقدار تولید در ارتباط است
از دوگلدان استفاده می شود .در نور وتاریکی:::یکی راپوشانده ودیگری رادرمعرض نور(پوشش شفاف)قرارمی دهیم،مقدارco2زیرپوشش مات مربوط به تنفس است،مقدارco2 زیرپوشش شفاف مربوط به تنفس وفتوسنتزاست.
مقدار CO2 زیرپوشش گلدان تاریک +مقدار CO2 کم شده در زیر پوشش گلدان تاریک=تولید ناخالص
معایب این روش:
برای محیط های خشکی مناسب است. در رابطه با گیاهان کوچک که بتوان درون محفظه قرارداد،قابل استفاده می باشد. در تنفس مقداری اکسیژن تولید می شود که ممکن است در نتیجه اختلال ایجاد کند. ممکن است اثر گلخانه ای دخالت نماید.
روش تعیین اسیدیته:
بین مقدار CO2 واسیدیته ارتباط وجود داردوتحت تأثیرco2اسیدیته محلول تغییرمیکند
اشکالات : 1: در اکوسیستم های آبی امکان پذیر است. 2: رابطه ی CO2 واسیدیته بسیار پیچیده است. 3: برای هر اکوسیستم بایستی جداگانه بررسی شود. 4: احتمال خطا زیاد است زیرامقدارموادغذایی وجانوران در PH اثر می گذارند.
روش اندازه گیری عناصر غذایی:
بر اساس سرعت کاهش مواد غذایی در اکوسیستم ها مخصوصآٌ موادی نظیر نیترات ها وفسفات ها صورت می گیرد.
در اکوسیستم های دریایی بزرگ مثل دریاها واقیانوس ها بسیار مناسب است.
مهم ترین اشکال آن بازچرخش مواد است که ممکن است در نتیجه اختلال بوجود آورد.
به کارگیری عناصر پرتوزا:
مقدار معینی عنصر استفاده شده وسپس ردیابی می شود.نظیر استفاده از کربن 14 در ساختار CO2.سپس مقداری که توسط گیاه جذب میشودبرای اندازه گیری تولیداستفاده میشود
مزایای این روش عبارتند از: 1- از صحت ودقت بیشتری نسبت به روش های دیگر برخوردار است.
2- نیاز به وسایل خاصی دارد وروش بسیار گرانی است.
روش بررسی کلروفیل:
میزان تولید با مقدار کلروفیل در ارتباط است. سرعت جذب =سرعت تولید به ازاء یک گرم کلروفیل. مقدار کلروفیل با استفاده از روش های ساده ای قابل اندازه گیری است. در گیاهان خشکی زی به ازاء واحد سطح بیش از گیاهان آبزی می باشد. اگر سرعت جذب , مقدار کلروفیل ومیزان نور مشخص باشد می توان مقدار تولید اولیه ی ناخالص را اندازه گیری نمود
روش های اندازه گیری تولید ثانویه:
تعیین مقدار مواد غذایی مصرف شده توسط جانوران به دام افتاده ای که حتی الامکان در شرایط مشابهی با طبیعت قرار دارند.روش تخمینی است وزیاد دقیق نمی باشدزیرادرشرایط آزادباشرایط درمحل مسدودشده تفاوت وجوددارد،مثلاگوسفنددرشرایط آزاد(40%) بیشترچرامیکندتادرآغل. 2 .اندازه گیری بیوماس جانوران.
قوانین ترمودینامیک:
اشکال مختلف انرژی در اکوسیستم
انرژی تابشی:: مجموعه ای ازامواج الکترومغناطیس باطول موجهای متفاوت(منشأخورشید).
انرژی شیمیایی:: انرژی نهفته درموادشیمیایی _ موادقندی _ پروتئینها _چربیها.
انرژی گرمایی: :افزایش حرکت تصادفی سلولها دراجسام _ درموقع انجام کارایجاد میگردد.
انرژی جنبشیkinetic: :نوعی ازانرژی است که موجودزنده توسط حرکت خودش به دست می آورد.
تمام انواع انرژی را می توان به معادل حرارتی تبدیل کرد.
واحدهای اندازه گیری انرژی کالری:مقدار حرارتی که دمای یک گرم آب را یک درجه ی سانتی گراد افزایش می دهد
کیلوکالری:مقدار حرارتی که دمای یک کیلوگرم آب را یک درجه ی سانتی گراد افزایش می دهد
جریان انرژی برطبق قوانین ترمودینامیک دراکوسیستم درجریان است.
قوانین ترمودینامیک:
قانون اول یا اصل بقاء انرژی:انرژی نه ازبین میرودونه خلق میشودبلکه ازصورتی به صورت دیگردرمی آید
قانون دوم:تبدیل انرژی با راندمان 100% انجام نمی شودوهمواره مقداری ازانرژی به صورت گرماتلف میشود
آنتروپی(بی نظمی): انرژی همواره از حالت سازمان یافته به حالت کمتر سازمان یافته سوق پیدا می کند.
سرنوشت انرژی ورودی به اکوسیستم:
1: از طریق زنجیره ها در دراکوسیستم منتقل میشود. 2: به صورت موادغذایی در پیکره جانداران ذخیره می شود 3: به صورت انرژی حرارتی از اکوسیستم خارج می شود 4: ممکن است بین سطوح یادرون سطوح صورت گیرد

شکل 1-فرسایش سنگ بستر شکل 2-زنجیره ی غذایی شکل 3- هرم تعداد

شکل 4- شبکه ی غذایی شکل 5-شبکه ی غذایی

شکل6-هرم اکولوژیکی شکل 7- چرخه ی کربن در طبیعت شکل 8- چرخه ی کربن

شکل 9-چرخه ی کربن شکل 10- چرخه ی نیتروژن شکل 11-چرخه ی نیتروژن

شکل 12-نمودارچرخه ی فسفر در طبیعت شکل 13-نمودار چرخه ی فسفردر بدن جانداران