_{تالیف: دکتر سلطانی نژاد}

بنام خدا

سیستمهای اکولوژیک و کاربرد انها در ساختارهای فیزیکی و بیولوژیک جوامع انسانی

انقراض، فنا و نابودی سرنوشت نهائی همه گونه های حیات:

همچنانکه قبلا نوشتیم تکامل نتیجه تشکیل گونه های جدید از گونه های اولیه ایست که در جریان تطابق با محیط زیست بوجود آمده اند. این روند تکاملی انواع و گونه ها از گذشته دور(3.5 میلیارد سال پیش) شروع شده و همچنان ادامه دارد.

 

در جریان تکامل گونه هائیکه بهتر با محیط زیست تطابق یابند، جایگزین گونه های کمتر تطابق یافته می گردند و بدین ترتیب گونه های ضعیف در برابر ناملایمات، همواره از بین می روند و گونه های قوی جای آنها را می گیرند.

در واقع این فرآیند تکاملی، از میلیونها سال بیش، سال به سال ادامه داشته و مخلوطی از گونه های موجودات زنده گیاهی و حیوانی را بوجود آورده است، با این توضیح و تداوم تکامل، می توانیم بگوئیم 95% گونه هائی که یک زمانی وجود داشته اند در حال منقرض شده اند.

فعالیتهای انسانی گونه های بسیار زیادی را از محیط زیست حذف کرده است.

خیلی از پرندگان و پستاندارانی که در گذشته بوده اند، در حال حاضر از بین رفته اند، و گونه های زیاد دیگری وجود دارند که در نوبت انقراضند، البته روند، تکامل و انقراض بصورت بی وقفه ای در حال انجام است و این پدیده از اصول مهم حیات است، با تکامل،گونه های جدیدی بوجود می آید و با انقراض گونه های کهنه و از کاروان عقب افتاده از بین می روند و جای خود را به نورسیده ها می دهند، از نظر منطقی و عقلی نباید زیاد نگران انقراض بود، چرا که روند طبیعی و تدریجی انقراض گونه ها از نظر علمی فرآیندی طبیعی است که توسط سامانه مهم تکامل، حمایت می گردد، بدون تکامل انواعانقراض گونه ها بی معنی و بی اعتبار است.

محیط زیست در جریان تکامل و انقراض نقش بسیار اساسی بازی می کند، بدین معنی که گونه ها در شادابی و فراوانی منابع و در نتیجه تطبیق به شرایط جدید به گونه ای شدن (Speciation)موجودات کمک می کنند و فقر محیط زیست، بیماری آن و کمبود منابع به از بین رفتن گونه ها و انقراض آنها منجر میگردد.

تکامل و انقراض در مورد انسان هم صادق است و این دو با محیط زیست ارتباط تنگاتنگی دارند، در صورتیکه انسانها نتوانند، محیطی را که در آن زندگی می کنند بخوبی مدیریت نمایند، با دخالت تکامل، بسرعت جای خود را به گونه های جدید تری(که بتوانند بدرستی از محیط زیست استفاده و حفاظت کنند) تحویل می دهند و انسانهای مخرب محیط زیست در خط طبیعی انقراض گونه ها قرار می گیرند. پس با تکامل گونه ها، انسانهای جدیدی که تطابق بیشتری با محیطزیست دارند، متولد می گردند و گونه فعلی از این  نوع حیوان انسانی بدلیل عدم تطابق با محیط زیست در آینده ائی نزدیک منقرض می گردد، حتی ظهور و سقوط تمدنهای انسانی، زبان و مایملک آنها در جریان دو پدیده مهم یعنی تکامل و انقراض، در طول تاریخ تکاملی کره زمین، حادث گردیده است.

تکامل از فرایندهای حیات بوده، مداوم و بصورت تدریجی اتفاق می افتد، در واقع انسانها بخاطر تکامل زنده اند ولی ممکن است زمانی بواسطه همین تکامل، انسانی دیگری جایگزین آنها شود، البته انسانهائی که از هوشمندی بالاتری برخوردار باشند و بتوانند محیط زیست در اختیار را بخوبی مدیریت کنند و نگذارند تخریب شود، لذا برای حفظ معقول گونه ها، و گونه های در معرض خطر باید تا آنجائیکه امکان دارد، از انقراض زودرس آنها جلوگیری نمائیم.

همانگونه که ملاحظه نمودید، در این گفتار دو پدیده مهم را(تکامل و انقراض گونه ها) مطرح کردم و ارتباط آنها با محیط زیست را توضیح دادم، در این بحث در واقع نظریه پردازی کردم و توضیح دادم که آنچه را که باعث تسریع در انقراض گونه ها می شود، انسان و فعالیت اوست و در فراز بعدی نظریه دیگری مطرح کردم ودر آن نیز توضیح دادم که اساساً انقراض گونه ها، روندی طبیعی است و باید حتماً اتفاق بیافتد.؟

خودم با هر دو نظریه ام موافقم، شما با کدام یک از نظریه های فوق موافقید، لطفاً به سئوالات ذیل بصورت تشریحی پاسخ دهید و آنرا از طریق سایت برای من بفرستید.

1- آیا انسان انقراض گونه ها را تسریع کرده است؟ بله و چرا؟

2- آیا انقراض روند طبیعی سیاره زمین است و گونه های حیات سرنوشتی جز مرگ ندارند و ادامه این فرآیند چگونه است؟ لطفا تشریحی توضیح دهید.

 

 

 

 

کارکرد سیستمهای بیولوژیک(اکوسیستمها)

زندگی روی خاک و در آب اساساً بخاطر وجود تولید کنندگان (Producers)میسر گشته است.

موجودات زنده ئی همانند گیاهان و جلبکها کار تولید را انجام می دهند.

این موجودات نور خورشید را جذب کرده و با استفاده از آن انرژی لازم را برای سنتز کردن مواد غذائی ارگانیک(که از دی اکسید کربن جو و آب حاصل می شود) کسب میکنند.البته این کار از طریق فتوسنتز صورت می گیرد.

مولوکولهای ارگانیک ایجاد شده توسط خود تولیدگان مورد استفاده قرار می گیرد و تغذیه لازم را برای سایر موجودات در سیاره زمین نیز فراهم می کنند.

بدین ترتیب تولید کنندگان(گیاهان و جلبکها) اساس و پایه جهان زنده را تشکیل می دهند.

یک گروه بزرگ دیگر از موجودات زنده مصرف کنندگان (Consumers)نام دارند.

دانشمندان اکولوژی، مصرف کنندگان را بر اساس نوع تغذیه بشرح ذیل تقسیم بندی کرده اند.

1- علف خواران: موجودات زنده ایکه بصورت مستقیم از گیاهان استفاده می کنند، شامل گاو، گوسفند و غیره.

2- گوشت خواران: موجودات زنده ایکه از علف خواران تغذیه می کنند. مانند گرگ، شیر، روباه و سایر.

انسانها و گونه های حیوانی زیاد دیگر، یک رژیم غذائی مخلوط و مرکب از علف خواران و گوشت خواران دارند و در واقع همه چیز خوار محسوب می شوند.

یک گروه دیگری از موجودات زنده هستند که از بقایای حیوانی و گیاهی تغذیه می کنند.

این موجودات به تجزیه کنندگان(Decomposers) معروفند، این گروه باکتریها، قارچها و حشرات را شامل می شوند.

مفهوم کلیدی:

 

موجودات فتوسنتتیک (گیاهان و جلبکها) مواد غذائی را در اکوسیستمها تولید می کنند. سلامت و فراوانی تولید کنندگان، سلامت ،پایداری و رفاه  موجودات دیگر را به همراه دارد.

 

 

 

 

زنجیره ها و شبکه های گسترده غذائی در محیط زیست:

جوامع بیولوژیکی زنجیره های غذائی متعددی دارند.

 

 

یک زنجیره غذائی متشکل از یک سری موجودات زنده ایست که هر کدام از دیگری تغذیه می کنند. همه موجودات زنده در یک جامعه عضو اصلی یک یا چند زنجیره غذائی در محیط زیست هستند.

در یک زنجیره غذائی خشکی ،گیاهان توسط حشرات خورده می شوند و حشرات را پرندگان مورد استفاده قرار می دهند و نهایتاً پرندگان توسط پرندگان شکارچی دیگری(مثلاً عقاب) کشته و خورده میگردند.

و یا در یک زنجیره غذائی آبزی، جلبکها(پلنکتونها – دیاتوم ها- تک سلولی های گیاهی) توسط پلنکتونهای جانوری مورد استفاده قرار می گیرند و پلنکتونهای جانوری توسط ماهی های کوچک خورده می شوند و ماهی های ریز توسط ماهی های بزرگ شکار می شوند.

عجیب اینکه انسان در وسط زنجیره قرار دارد و تقریباً از همه زنجیره های غذائی استفاده می کند.

دانشمندان بیولوژی و محیط زیست دو زنجیره غذائی عمومی را در طبیعت تشخیص داده اند.

1- زنجیره غذائی علف خواران

2- زنجیره غذائی تجزیه کنندگان

زنجیره غذائی علف خواران با گیاهان و جلبکها شروع می شود. یعنی گیاهان و جلبکها توسط علف خواران مورد استفاده قرار گرفته و علف خواران توسط گوشت خواران خورده می شوند.

در زنجیره غذائی تجزیه کنندگان، که با مواد مرده حیوانی وگیاهی آغاز می شود، بدین صورت است که بقایای حیوانی و گیاهی توسط حشرات ،کرمها و طیف وسیعی از میکروارگانیزمها(باکتریها) مورد استفاده قرار می گیرد و در واقع این موجودات ذره بینی مسئول تجزیه و خورد کردن مواد ضایعاتی بوده و آنها را به مواد غذائی قابل مصرف در محیط زیست تبدیل می کنند.

این مواد تبدیل شده مجدداً در چرخه قرار گرفته و دوباره استفاده می شود.(بازیافت مواد توسط میکروارگانیزمها در طبیعت). در سیستم های اکولوژیک(اکوسیستم ها) زنجیره های غذائی علف خواران و تجزیه کنندگان بصورت بسیار تنگاتنگی با هم مرتبط می باشند. بنابراین ضایعات یک زنجیره غذائی علف خوار وارد زنجیره غذائی تجزیه کننده می گردد. در چنین حالتی مواد غذائی آزاد شده توسط زنجیره غذائی تجزیه کننده، براحتی وارد آب و خاک شده و مجدداً مورد استفاده گیاهان قرار می گیرد و گیاهان نیز اساس زنجیره غذائی علف خواران را تشکیل می دهند.

در یک جامعه موجودات زنده، زنجیره های غذائی بخشی از یک شبکه پیچیده و گسترده، تاثیرات متقابل این زنجیره ها با هم است و مجموعه واکنش های درون این زنجیره در واقع، تصاویر کاملی از ارتباطات تغذیه ئی را در سیستم های بیولوژیک(اکوسیستم ها) ارائه می نمایند.

لذا درک کاملی از زنجیره ها و شبکه های غذائی برای پایداری سیسمهای حیات(اکوسیستم ها) در سیاره زمین بسیار اساسی و ضروری است. برای مثال، مجموعه تلاشهای بشری در ارتباط با محافظت از لایه اوزون(لایه ئی که زمین را از اشعه های ماوراء بنفش خطرناک محافظت می کند) برای جلوگیری از سرطان محیط زیست بسیار مهم است، لذا در صورت تخریب لایه اوزون به واسطه فعالیتهای انسانی، مجموعه ای از تشعشعات خطرناک وارد زنجیره های غذائی خاکی و آبزی شده و موجبات سرطان زنجیره را فراهم می نماید، مثلاً در مورد یک زنجیره غذائی آبزی، اشعه های گرمائی در جهان اقیانوس وارد پلنکتونهای گیاهی شده و عمل فتوسنتز را متوقف می کنند. در صورت توقف و ازکار انداختن کارخانه فتوسنتز، کلیه پلنکتونهای گیاهی در زنجیره غذائی آبزی، دچار مرگ شده و بدین ترتیب موجبات سقوط کلی زنجیره غذائی آبزی فراهم می شود.

مفهوم کلیدی:

 

غذا و انرژِی از طریق زنجیره های غذائی که خود بخشی از یک شبکه غذائی گسترده هستند، در سیستم های بیولوژیک(اکوسیستم ها) ساری و جاری می گردد.

 

 

جریانهای مواد غذائی و انرژی در اکوسیستمها از طریق شبکه های غذائی

انرژی و مواد غذائی از شبکه های غذائی در اکوسیستمها جاری می گردد . این عمل به طرق متفاوتی انجام میشود.

 

 

 

اجازه دهید از انرژی شروع کنیم. همانگونه که می دانید، انرژی خورشید اصلی ترین عامل حیات در طبیعت است، این انرژی در ابتدا توسط گیاهان بدام انداخته شده و سپس برای تولید مولکولهای غذائی ارگانیک مورد استفاده قرار می گیرد. و این مولکولهای ارگانیک در زنجیره غذائی از طریق گیاهان به حیوانات منتقل می گردد. گیاهان و حیوانات مولکولهای غذائی راشکسته(متابولیسم) و بدین ترتیب انرژی خورشیدی انبار شده درسلولها آزاد می گردد و از این طریق فعالیتهای متعدد سلولی میسر میگردد.

 

 

 

در طول رها و آزاد شدن انرژی سلولی، بخش قابل ملاحظه ای از انرژی ذخیره شده در مولکولهای غذائی ارگانیک در شکل گرما، از بین می رود. گرمای آزاد و رها شده از حیوانات و گیاهان به داخل اتمسفر سیاره زمین تشعشع یافته و سپس وارد فضای خارجی زمین میگردد، انرژی رها شده در فضای زمین( انرژی گرمائی) را نمی شود دوباره به دام انداخت و از آن استفاده کرد.

 

 

 

انرژی از طریق سوخت و ساز درون سلولی گیاهان و جانوران که به شکل گرما در فضا رها می گردد، مجدداً نمی شود آنها را مهار کرده و از آن استفاده نمود و بدین ترتیب بخش قابل ملاحظه ئی از انرژی اتلاف میگردد.

 

 

 

از آنجائیکه تمام انرژی خورشیدی نهایتاً به گرما تبدیل می شود، می توانیم بگوئیم که جریان انرژی در سیاره زمین یکطرفه است و این مهم از طریق زنجیره و شبکه های غذائی صورت می پذیرد.

 

 

 

به عبارت بهتر انرژی را نمی شود بازیافت کرد و نهایتاً در شکل گرما در فضای لایتناهی بین سیارگان سرگردان می ماند. اینکه این انرژی گرمای در چه نقطه از هستی مورد استفاده قرار می گیرد تا کنون روشن نشده است.

 

 

 

مواد غذائی در اکوسیستمها:

 

جریان مواد غذائی از طریق زنجیره ها و شبکه های غذائی در اکوسیستمها، چرخشی است، بر خلاف جریان انرژی، جریان مواد غذائی قابل بازیافت است و می توان آنرا بصورت مداوم بازیافت و مجدداً در چرخه وارد نمود.

 

مکانیزم عمل بازیافت بدین صورت است. مواد غذائی متنوع در خاک، هوا و آب ابتدا وارد گیاهان و جلبکها شده و سپس از طریق گیاهان با کمک زنجیره های غذائی متعدد وارد حیوانات می گردد. این مواد غذائی در زنجیره ها و شبکه های تغذیه، نهایتاً مجدداً در شکل ضایعات وارد محیط زیست می شود و توسط کارخانه های بازیافت(تجزیه کنندگان) مجدداً به مواد اولیه تبدیل شده و مجددا در چرخه استفاده قرار می گیرد.

 

هر زمان که موجودات زنده هوای داخل ریه های خود را به بیرون هدایت می کنند(نفس را بیرون راندن) مقدار زیادی دی اکسید کربن که ناشی از تولید انرژی سلولی است را بعنوان محصول ضایعاتی، از راه دهان خارج می کنند. و این دی اسید کربن برای استفاده دوباره وارد اتمسفر زمین میگردد.

 

بدین ترتیب از طریق عمل تنفس ، موجودات زنده می توانند نقش بسیار مهمی را در سیستم بازیافت(مجدداً در چرخه قرار دادن) مواد که در واقع حیات روی سیاره زمین را ممکن و پایدار می سازد، بعهده گیرند.

 

ضایعات دیگر نیز به همین ترتیب تجزیه تجزیه شده و به مواد اولیه تبدیل میگردد. بعنوان مثال، مدفوع موجودات زنده را از جمله انسانها، باید توسط باکتری ها، شکسته و تجزیه گردد و با این تجزیه دی اکسید کربن، نیتروژن و سایر مواد معدنی از هم دیگر جدا و مجدداً وارد چرخه حیات(خاک، آب، هوا و سایر) می شود.

 

لذا مواد غذائی بدست امده در نتیجه عملیات بازیابی(بازیافت) مجدداً وارد محیط زیست شده و حیات بصورت پایدار در کره زمین ساری و جاری می گردد.

 

هنگامیکه یک گیاه یا یک حیوان می میرد، بلافاصله باکتریها و قارچها روی بدنه مرده ان سوار می شوند، این فرآیند آغاز عملیات تجزیه است و به همین نام شناخته می شود.(فرآیند تجزیه)ِ(Decomposition Process)

 

اگر چه موجودات ذره بینی، در جریان تجزیه مواد غذائی را جذب می کنند، ولی مقداری از این مواد وارد محیط زیست شده و در چرخه قرار می گیرد. نهایتاً زمانیکه میکروارگانیزمها می میرند کل مواد غذائی وارد محیط زیست می شود، و بدین ترتیب همه مواد استفاده شده، مجدداً با تجزیه شدن، وارد محیط زیست می گردد و چرخه از حیات مداوم برخوردار میگردد. در نتیجه این عمل مهم(دوباره در محیط زیست قرار گرفتن مواد) نسل جدیدی از موجودات بر اساس استفاده از مواد بازیافتی زندگی خود را در زیست کره ادامه می دهند.

 

هر اتم در بدن ما و موجودات زنده، از آغاز حیات در روی کره زمین، بصورت مداوم مورد استفاده قرار می گیرد و مرتباً در چرخه بازیافت قرار دارد، یعنی تمام مواد تشکیل دهنده سلولهای حیوانی و انسانی و گیاهی در هیئت های جانوری، گیاهی سازمان بندی شده و پس از مدت زمانی(پایان عمر) متلاشی، تجزیه و مجدداً در چرخه تولید حیوان، گیاه و انسان دیگری قرار می گیرند، درختی که ما امروزه تغذیه می کنیم، گوشتی که می خوریم و هر وسیله خوراکی که استفاده می کنیم، در واقع ازبقایای متلاشی شده و تجزیه شده اجدادمان در طبیعت است و این روند تا انقراض کامل گونه ها در محیط زیست ادامه دارد، سرراست بگویم، همه ما به همت مولکولها و اتمهای اجدادمان که در چرخه قرار گرفته اند در سیاره زمین در حال زندگی کردن هستیم.

 

مفهوم کلیدی:

 

 

زنجیره های غذائی در واقع بزرگ راههای بیولوژیکی برای جریان انرژی و چرخه مواد غذائی در محیط زیست می باشند. مواد غذائی ضایعاتی نیز در زنجیره های غذائی و محیط زیست بازیافت شده و مجدداً مورد استفاده قرار می گیرند.

 

 

 

سطوح تغذیه در اکوسیستمها:

 

دانشمندان اکولوژی موجودات را بر اساس موقعیت شان در زنجیره غذائی تقسیم بندی می کنند. یعنی اینکه موجودات در چه سطحی از سطوح تغذیه قرار دارند.

 

تولید کنند گان اساس و پایه زنجیره غذائی، علف خواران را شکل می دهند، لذا در اولین سطح تغذیه قرار دارند، علف خواران یک بخش مهم از سطح دوم تغذیه هستند و گوشت خواران که از علف خواران تغذیه می کنند در سطح سوم هرم تغذیه واقع شده اند.

 

اکثر زنجیره های غذائی موجود در خشکی در سه یا چهار سطح تغذیه ئی واقع شده اند.

 

زنجیره غذائی طولانی در خشکی بدلیل عدم کفایت تولید کنندگان، بندرت یافت می شود، بخاطر اینکه گیاهان مقدار بسیار نادری از انرژی خورشید را (تقریباً 1 تا 2 درصد) جذب می کنند و آنها این مقدار انرژی را برای تولید توده زنده مورد استفاده قرار میدهند. توده زنده عبارت از وزن خشک کل مواد زنده در یک اکوسیستم است. توده زنده در سطح اول تغذیه مواد خام را برای سطح دوم تغذیه تشکیل می دهد، و توده زنده واقع در سطح دوم تغذیه مواد خام لازم را برای سطح سوم تغذیه در بردارد و به همین ترتیب سایر سطوح تغذیه بالائی از توده زنده سطح تغذیه پائینتر منتفع می گردند.

 

همه توده زنده ئی که توسط گیاهان تولید می شود به توده زنده علف خواران منتقل نمی گردد، حداقل سه دلیل عمده برای انتقال ناقض توده زنده به سطح اول تغذیه وجود دارد، عبارتند از :

 

1- بعضی از مواد گیاهی مثل ریشه ها ، قابل خوردن نیستند لذا منتقل نمی شوند.

 

2- همه مواد غذائی که علف خواران تغذیه می کنند ،هضم نمی شوند.

 

3- بعضی از مواد غذائی هضم شده برای تولید انرژی و گرما شکسته می شوند و بنابراین نمی توانند در ساخت توده زنده مشارکت داشته باشند.

 

بعنوان یک قانون کلی فقط 5 تا 20 درصد توده زنده در هر یک از سطوح تغذیه به سطح تغذیه بعدی راه پیدا می کند، هنگامیکه میزان توده زنده را بصورت گرافیک رسم کنیم، مشاهده می کنیم که به شکل هرم در می آید، این شکل هرم توده زنده نام دارد، هرم توده زنده نیز قابل تبدیل به هرم انرژی است، لذا کلیه مواد غذائی در هر سطح تغذیه در هرم ، به انرژی شیمیائی تبدیل گشته و بدین ترتیب هرم انرژی حاصل می گردد. در اغلب زنجیره های غذائی تعداد موجودات در هر سطح تغذیه از پائین به بالا کاهش می یابد بصورتیکه در سطح تغذیه سوم، پائین ترین تعداد مشاهده می شود واین چنین هرم تعداد موجودات شکل می گیرد. با دانستن و درک کردن اهرام اکولوژیک، می توانیم نوع و میزان غذای انسانها را در کشورها تعیین کنیم و این مهم به زنجیره غذائی انسان کمک شایانی می نماید.

 

مثلاً در یک زنجیره غذائی انسانی که غلات را شامل می شود داریم :

 

بیست هزار کیلوکالری برای غذای روزانه ده نفر کافی است –اگر ما این مقدار کیلو کالری از غلات را به یک گاو بخورانیم و سپس گاو را به انسان بخورانیم(گاو می تواند روزانه برای یک نفر غذا تولید کند)، بدین معنی است که یک انسان را می توانیم در سطح دوم زنجیره غذائی، غذا بدهیم ولی اگر در سطح اول زنجیره غذا غلات را مستقیم به انسان بخورانیم، می توانیم ده نفر را غذا بدهیم.

 

پس زنجیره غذائی که می تواند در جوامع انسانی مردم بیشتری را غذا بدهد، در واقع سطح اول تغذیه است، لذا مستقیم از گیاهان استفاده کردن سلامت انسان تضمین و غذای کافی برای همه موجودات فراهم میاید.

 

مفهوم کلیدی:

 

 

بیست هزار کیلوکالری غذا به گاو دادن فقط دوهزار کیلوکالری غذا ی روزانه تولید می کند که این مقدار بسختی یک نفر را تامین می نماید در صورتیکه بیست هزار کیلوکالری مستقیم در اختیار انسان قرار گیرد، ده نفر را غذا میدهد.

 

 

 

اگر چه مردم همیشه گوشت نمی خورند ولی این مشکل مشخص می کند که چگونه می شود با یک زنجیره غذائی ساده- تعداد بیشتری را تغذیه نمود، بعبارتی، هرچه زنجیره غذائی در سیستمهای انسانی کوتاه تر باشد، غذای بیشتری برای انسانها در دسترس قرار می گیرد.

 

بخوبی می دانیم که جمعیت انسان سالانه 80 میلیون اضافه می گردد و غذا دادن این تعداد اضافه در هر سال- چالش بزرگی را برای سیاره زمین ایجاد می کند، از آنجائیکه کاراترین منبع غذائی برای انسان غلات هستند(ذرت، گندم و برنج) و انسان مستقیماً می تواند از آنها استفاده کند، شایسته نیست که ما این منابع غذائی را در اختیار حیوانات گذاشته و سپس حیوانات را بکشیم و بخوریم.

 

لذا گیاه خواری نه فقط برای انسان بلکه برای محیط زیست هم بسیار مفید است، ولی در هنگام استفاده از غلات باید بسیار مواظب بود که سرزمینهای بیشتری در معرض خطر برداشت بی رویه قرار نگیرند، چون امکان صدمه به محیط زیست وجود دارد. استفاده پایدار و صحیح از سرزمین های حاصل خیز کشاورزی برای برداشت غلات باید همواره مدنظر باشد.

 

از کودها و آفت کشهای شیمیائی استفاده نشود و جنگلها و مراتع برای دستیابی به سرزمینهای قابل کشت از بین نروند.

 

مفهوم کلیدی:

 

 

بیست هزار کیلوکالری از غلات می تواند بصورت مستقیم ده نفر را روزانه تغذیه کند، اما هنگامیکه این بیست هزار کیلوکالری غله به یک حیوان علف خوار داده شده و سپس برای استفاده به کشتارگاه فرستاده میشود، فقط می تواند روزانه یک نفر را تغذیه کند.

 

 

 

لذا تغذیه در سطح پائین زنجیره غذائی و در نتیجه استفاده مستقیم از گیاهان به نفع انسان و محیط زیست است و شایسته است به اصل گیاه خواری با تکیه بر حفاظت محیط زیست توجه بیشتری گردد.

 

مفهوم کلیدی:

 

 

موقعیت یک موجود زنده در زنجیره غذائی، سطح تغذیه نام دارد. تولید کنندگان(گیاهان و جلبکها) در سطح اول تغذیه می باشند، علف خواران در سطح دوم و گوشت خواران در سطح سوم جای می گیرند. طول یک زنجیره غذائی با از دست دادن انرژی از یک سطح تغذیه به سطح دیگر محدود است. بیشترین تعداد موجودات زنده معمولاً در سطوح تغذیه ئی پائین زنجیره غذائی قرار دارند، تولید کنندگان از این دسته اند.

 

 

 

 

 

چرخه های بیولوژیک حیات: (چرخه مواد غذائی)

 

پایداری سیستمهای طبیعی بر اساس وابستگی آنها به انرژی و بازیافت مواد غذائی رقم می خورد. واژه مواد غذائی در واقع تمام یونها(اتمهای باردار) و مولوکلهای مورد استفاده موجودات زنده را در بر می گیرد.

 

در اکوسیستمها، مواد غذائی از محیط زیست ( از طریق شبکه های غذائی) بدست میاید و پس از استفاده مجدد در محیط زیست رها می شوند. این جریان گردشی مواد، چرخه مواد غذائی نام دارد که به چرخه شیمیائی بیولوژیکی نیز معروف است.

 

چرخه مواد شیمیائی به دو دسته قابل تقسیم است.

 

1- فاز محیط زیست. 2- فاز موجودات زنده.

 

در فاز محیط زیست مواد غذائی وارد هوا، آب و خاک می گردند گاهی اوقات ممکن است مواد غذائی بصورت همزمان در آب و خاک یا هوا قرار گیرند.

 

در فاز موجودات زنده، مواد غذائی در گیاهان، جانوران و میکروارگانیسمها موجود می باشند. چرخه های مواد غذائی زیادی در کل کره زمین برای تضمین در دست رس بودن مواد شیمیائی حیاتی برای همه موجودات در زمان حال و آینده وجود دارد. متاسفانه فعالیت های بشری، چرخه های مواد غذائی دچار اخلال کرده است.

 

این فعالیت های مهندسی نشده بطرز ناگواری برما و سایر گونه های حیات تاثیرات بدی بر جای گذاشته است.

 

مفهوم کلیدی:

 

 

مواد غذائی در چرخه های جهانی غذا بصورت مداوم بازیافت می شوند، در این چرخه ها، مواد غذائی بین محیط زیست و موجودات در گردش هستند، فعالیتهای انسانی چرخه های مواد غذائی را مختل نموده و این مسئله تاثیرات سوء بر اکوسیستمها و آینده بشر می گذارد.

 

 

 

چرخه کربن:

 

دی اکسید کربن در فاز محیط زیستی خود در دو ناحیه قرار می گیرد، یکی در جو و دیگری در اقیانوس ها، دریاچه ها.

 

دی اکسید کربن اتمسفر، توسط گیاهان و سایر موجودات فتوسنتتیک(در اکوسیستمهای خشکی) جذب شده و از این طریق وارد فاز موجودات زنده می گردد. موجودات زنده CO2 را به مواد غذائی ارگانیک تبدیل می کنند و این مواد غذائی بدست آمده در سرتاسر زنجیره غذائی سازی و جاری می گردد.

 

CO2 مجدداً وارد فاز محیط زیست شده و از این طریق وارد زنجیره غذائی علفخواران و تجزیه کننده گان می گردد.

 

برای هزاران سال اجداد ما در هماهنگی کاملی با طبیعت زندگی می کردند، این مسئله بخاطر این بود که اولاً تعداد آنها کم بود و تکنولوژی در اختیار آنها بسیار ابتدائی و اثر قابل ملاحظه ای بر محیط زیست نداشت. ولی با افزایش جمعیت انسان و توسعه تکنولوژی ، این هماهنگی هارمونیک بهم خورد که اولین قربانی این ناهماهنگی چرخه جهانی کربن است.

 

استفاده گسترده از سوخت های فسیلی و قطع بی رویه درختان جنگلی باعث گردیده که میزان CO2 در اتمسفر افزایش یابد و بدین ترتیب اخلالی عظیم در این چرخه بوجود امده که نتیجه آن گرمای جهانی و تغییرات وسیع اقلیمی است.

 

در هر سال بواسطه فعالیتهای انسانی متجاوز از هفت میلیارد تن CO2 در اتمسفر پرتاب می شود. 4/3 تن آن از سوختهای فسیلی ناشی می گردد و بقیه از طریق جنگل زدائی بوجود می آید.

 

در چند سال گذشته سطح جهانی CO2 در حدود 25 درصد افزایش داشته است.

 

مفهوم کلیدی:

 

 

چرخه کربن برای زنده ماندن انسان و سایر گونه های حیات در سیاره زمین بسیار حیاتی است، این چرخه اساس و بنیاد تولید غذا و انرژی در جهان موجودات زنده را بر عهده دارد، و برای تعادل و تلطیف درجه حرارت جهانی نیز حیاتی است، چرخه کربن در حال حاضر بخاطر افزایش CO2 ناشی از مصرف سوخت های فسیلی و جنگل زدائی دچار اخلال گردیده و بیمار است و این مسئله می تواند اثرات مخربی بر سیستمهای بیولوژیک، اقلیم و انسان وارد آورد.

 

 

 

چرخه نیتروژن:

 

نیتروژن یک عنصر ضروری برای اکثر مولکولهای بیولوژیک است، مثلاً اسیدهای آمینه، DNAوRNA.

 

اتمسفر زمین مقدار زیادی نیتروژن دارد ولی این نیتروژن اتمسفری به شکل گاز(N2) است و نمی تواند بصورت مستقیم مورد استفاده موجودات زنده قرار گیرد. در نتیجه نیتروژن اتمسفری باید در مرحله اول تبدیل به شکل قابل استفاده ئی گردد. مثلاً به نیترات یا امونیاک تبدیل شود.

 

تبدیل نیتروژن به امونیاک ،تثبیت نیتروژن( NITROGEN FIXATION) نام دارد. این تثبیت در محیط های آبی و خاکی اتفاق می افتد.

 

ریشه گیاهان سیفی که دارای شبکه های ریشه ئی گسترده هستند، مملو از باکتریها است، این باکتریها نیتروژن برگرفته از اتمسفر را به یونهای امونیاک تبدیلمینمایند. آمونیاک توسط باکتری بنام سیانو باکتری (Cyanobacteria) که در خاک موجود است تبدیل به یون آمونیاک می گردد و زمانیکه آمونیاک تولید گردید، سایر باکتریهای موجود در خاک آنرا به نیتریت و بعداً به نیترات تبدیل می کنند، نیتراتها وارد گیاهان شده و اسیدهای آمینه و نئوکلیک را می سازند و نهایتاً تمام مصرف کنندگان، نیتروژن مورد نیاز خود را از طریق گیاهان بدست می آورند.

 

نیترات موجود در خاک نیز بصورت غیر مستقیم از تخریب و تجزیه ضایعات حیوانی و بقایای مرده حیوانات و گیاهان بدست می آید و این تجزیه پذیری، آمونیاک را برای استفاده مجدداً وارد خاک می نماید.

 

آمونیاک مجدداً در خاک تبدیل نیتریت و سپس نیترات می شود و دوباره مورد استفاده قرار می گیرد.

 

ممکن است مقداری از نیتراتها تبدیل به نیتریت و سپس اکسید نیتروژن(N2O) گردد.

 

البته این کار را باکتریهای مخالف نیترات انجام می دهند. در چنین حالتی اکسید نیتروژن تبدیل به نیتروژن شده و مجدداً وارد هوا می گردد.

 

انسانها با انجام مراحل ذیل چرخه نیتروژن را تغییر داده اند.

 

1- استفاده زیاد از کودهای نیتروژن دار که نهایتاً این کودها وارد آب راهه ها گردیده است.

 

2- رهاسازی فاضلابهای شهری در آب راهه ها.

 

3- گله داری در کنار رودخانه ها.

 

4- استفاده بیش از حد از سوختهای فسیلی و در نتیجه رهاسازی اکسیدهای نیتروژن در اتمسفر.

 

نیتروژن همانند فسفر یک ماده غذائی برای گیاهان است و رشد گیاهان آبزی را بدنبال دارد، در صورتیکه بیش از حد در طبیعت مخصوصاً سیستمهای آبی وارد گردد باعث ناهنجاریهای وسیع و کمبود اکسیژن در گیاهان و جانوران آبزی میگردد و بدین ترتیب مرگ سیستمهای بیولوژیک فراهم می آید.

 

لذا برای در امان ماندن از شر کمبود وبیش از حد بودن نیتروژن باید مدیریت بر چرخه های مواد شیمیائی جدی گرفته شود.