Çevre Biyolojisi

Transkript

1 Çevre Biyolojisi Çağatay Tavşanoğlu Bölüm 02 Biyosfer Güz

2 Biyosfer (Ekosfer) Biyosfer, yerküredeki 16 km kalınlığındaki canlı biyolojik madde tabakasıdır Ancak, çoğu organizma sadece yüzeye yakın 1 km lik bir tabakada yer alır

3 Yerkürenin fiziksel ortamı Hidrosfer (sucul ortamlar) Litosfer (kabuk) Atmosfer (gaz tabaka) Biyosfer, bu fiziksel bölümlerle organizmaların (biyota) etkileşimi ile ekosistemleri oluşturur

4 Biyota neden her yerde aynı değildir? Çoğu organizma çoğu ortamda yer almaz Organizmalar, özel evrimsel adaptasyonları sayesinde uyum gösterebildikleri habitatlarda yayılırlar Alanlar arası fiziksel farklılıklar ne kadar fazla olursa, alanların biyotaları arasındaki fark da o kadar büyük olur Jeolojik geçmiş, kıtaların arasındaki biyota farklılıklarını açıklar

5

6 Yağmur ormanlarında yaşayan canlılar ne kadar birbirlerine benziyor?

7 Amazon yağmur ormanları

8 Kongo yağmur ormanları

9 Yeni Gine yağmur ormanları

10 Jaguar Panthera onca Kaplan Panthera tigris Leopar (pars) Panthera pardus

11 Yağmur ormanlarında yaşayan canlılar ne kadar birbirlerine benziyor? - Benzer iklimsel koşullar altında benzer yapılı bitki ve hayvanlar - Farklı türler (ör: farklı büyük kedi türleri) - Amazon/ Kongo yağmur ormanları ve Yeni Gine yağmur ormanlarının arasındaki fark! (Plesentalı memeliler / keseli memeliler)

12

13 Çöllerdeki hayvanlar yağmur ormanlarındaki hayvanlara ne kadar benziyor?

14 Ekosistem Birbirine bağlı organizmalarla, onların yaşadıkları ve etkileştikleri ortamın oluşturduğu ve civardaki topluluk ve ortamlardan farklı olan bir yapıdır Bir ibreli orman ekosistemi, yakınında bulunan açık bozkır özelliğindeki alanlardan farklıdır

15 Biyom Eğer canlı topluluğu ve bulundukları ortam çok büyükse, bunlar biyom olarak adlandırılır Biyomların her birinin kendine özgü flora, fauna ve mikrobik toplulukları vardır. Ancak, biyomlar genellikle baskın vejetasyon tipleri ile sınıflandırılırlar

16 Karasal biyomlar Tundra Taiga Ilıman yaprakdöken ormanlar Ilıman yağmur ormanları Ilıman çayırlar Savanlar Makilikler Çöller Tropik yağmur ormanları Tropik mevsimsel ormanlar

17 Karasal Biyomlar Ana karasal biyomların dağılımını belirleyen en önemli etmenler sıcaklık ve yağıştır Yüksek enlemlerde Ilıman bölgelerde Düşük enlemlerde sıcaklık sıcaklık, yağış yağış, mevsimsellik Son yapılan çalışmalar, herbivorluk (otçul hayvanlar) ve yangının da karasal biyomların önemli bir belirleyicisi olduğunu göstermiştir

18 Sucul biyomlar Sulakalanlar Denizel sulakalanlar Subasar (Mangrov) bataklıklar Tuzlu bataklıklar Taşkın ekosistemleri Bataklık sistemleri Tatlı sular Lotik sistemler Lentik sistemler Denizel ortamlar Nehir ağzı ve acısu ortamları Mercan resifleri

19 Ekosistem Kıtasal ekosistemler Alan (milyon km 2 ) Tipik net birincil üretim hızı (g kuru madde/m 2 /yıl) Tahmini dünya net birincil üretim (10 9 kuru ton/yıl) Tropik yağmur ormanları Tropik mevsimlik orman Ilıman herdemyeşil orman (taiga) Ilıman yaprak döken orman Boreal orman Çalılık Savan Ilıman çayır Tundra Çöl/yarı çöl çalılıkları Ekstrem çöl, kayalık, kumul ve buz Tarım alanı KARASAL TOPLAM

20 Ekosistem Alan (milyon km 2 ) Tipik net birincil üretim hızı (g kuru madde/m 2 /yıl) Tahmini dünya net birincil üretim (10 9 kuru ton/yıl) Sucul ekosistemler Bataklık Göl ve akarsu Açık deniz Upwelling bölgeleri Kıta sahanlığı Alg yatakları ve resifler Nehir ağzı ve acı sular DENİZEL TOPLAM Biyosfer toplamı

21 Tundra: kuzeyin soğuk düzlükleri Ortalama sıcaklık -10 C: kalıcı olarak donmuş bir yüzey toprağı, mevsimsel kar eriyiği Çok kısıtlı yağış (yılda cm)

22 Tundra: kuzeyin soğuk düzlükleri Tundra vejetasyonunda karayosunları, likenler ve otlar hakimdir. Çok yıllık bitkiler genellikle yoktur.

23 Tundra: kuzeyin soğuk düzlükleri Az sayıda hayvan türü olsa da, yılın belli zamanlarında hayvansal yaşamla doludur (Ren geyiği, tilkiler, tavşanlar, lemmingler)

24 Tundra: kuzeyin soğuk düzlükleri Yazın su kuşlarının yuvalanma alanı

25 Taiga: herdemyeşil kuzey ormanları Tundraya göre daha fazla yağışa sahiptir (yılda 50 cm) Daha uzun bir yaz mevsimi vardır (yüzey toprağı eriyerek vejetasyonun gelişmesine olanak verir)

26 Taiga: herdemyeşil kuzey ormanları Taiga vejetasyonunda Ladin, Köknar gibi ibreli herdemyeşil koniferler hakimdir.

27 Taiga: herdemyeşil kuzey ormanları Taiga da yaprak döken ağaçlar da yer alabilir.

28 Taiga: herdemyeşil kuzey ormanları Böcek ve kuşlar ana herbivorlardır. Önemli memeliler: geyik, ayı, kurt, sansar, vaşak ve kirpidir. Tavşan ve kemirgenler de bol bulunur.

29 Ilıman yaprakdöken ormanlar Sıcak yaz mevsimi, etkili kış mevsimi ve yılda cm yağış Zengin bir üst toprağa sahiptir Orijinal ormanlar ortadan kaldırılmıştır, çoğu yarı doğal haldedir

30 Ilıman yaprakdöken ormanlar Meşe ve Kayın gibi geniş yapraklı ağaçlar hakim türlerdir.

31 Ilıman yaprakdöken ormanlar Orijinal olarak çok sayıda büyük memeli (kurtlar, ayılar, geyikler), küçük memeli, kuş ve böcek türünü içerir

32 Ilıman yağmur ormanları Yüksek yağış miktarı ( cm), ılık kışlar, serin yazlar Toprak nispeten fakir, ancak organik bileşimi yüksek

33 Ilıman yağmur ormanları Bu ormanlarda, Ladin, Köknar gibi ibreli herdemyeşil koniferler ya da yaprakdöken ağaçlar hakimdir. Epifit karayosunları, likenler ve eğreltilerce zengindir

34 Ilıman yağmur ormanları Yeryüzündeki en karmaşık ekosistemlerden biridir. Aynı zamanda en çok odun üretimi sağlayan biyomlardan biridir

35 Ilıman çayırlar Yazları sıcak, kışları soğuk. Yağış miktarı düşük ve değişken (yılda cm) Toprak organik maddece zengindir, ancak yağış çok azsa mineraller yıkanmadığı için tuzlu topraklar oluşur Normal gelişim durumunda, dünyanın en derin ve tarıma en elverişli toprakları bu bölgelerde bulunur

36 Ilıman çayırlar Civardaki dere kenarları dışında çok az ağaç vardır ve vejetasyona otsu bitkiler hakimdir Çayırlar, otlayan hayvanların doğal yayılım alanıdır (bizon, sığır, antilop)

37 Ilıman çayırlar Anadolu bozkırları da ılıman çayır biyomunun bir parçasıdır

38 Ilıman çayırlar Kullanıldığında dikkat edilmesi gerekir: Aşırı otlatma (bodur bitkiler) Bilinçsiz tarım (üst toprağın kaybı)

39 Savan: Tropik çayırlar Ilıman çayırlara göre sıcaklık çok az değişir ve mevsimler sıcaklıktan çok yağışla düzenlenir Yağışlar yılda cm arasındadır ancak mevsimseldir Anakaya verimsiz olduğu için topraklar genellikle besince fakirdir

40 Savan: Tropik çayırlar Geniş aralıklarla yerleşmiş dikenli ağaçların bulunduğu geniş çayırlar Dikenler: otçullara karşı

41 Savan: Tropik çayırlar Doğal sık yangınlar

42 Savan: Tropik çayırlar Antilop, Zürafa, Zebra, Fil gibi herbivorlar çok yüksek sayıda bulunurlar Aslan, Çita, Çakal önemli predatörlerdir

43 Savan: Tropik çayırlar Aşırı otlatma bu alanların çöle dönüşmesine yol açar

44 Maki: çalılar ve küçük ağaçlar Ilık yağışlı kış mevsimi ve sıcak kurak yaz mevsimi Akdeniz iklimi Orta enlemler (30-40 )

45 Maki: çalılar ve küçük ağaçlar Kuraklığa dayanıklı meşe ağaçlarından ve çok sayıda çalıdan oluşan çok yoğun bir vejetasyon

46 Maki: çalılar ve küçük ağaçlar Çoğu bitki su kaybını önlemek için sert, küçük, derimsi (sclerophyllous = kurakçıl) yapraklara sahiptir

47 Maki: çalılar ve küçük ağaçlar Bitkiler yangına uyum sağlamışlardır, kökler yangından sonra canlı kalır ve bitkilerin yer üstündeki parçalarının yanması sonucu minerallerin toprağa geçişiyle birlikte iyi bir şekilde büyürler.

48 Çöller enlemler arasında yer alırlar Atmosferin çok düşük nemliliğinde dolayı sıcaklık farkları çok büyüktür Yağış değişkenlik gösterir ve zamanı öngörülemez (yılda 25 cm den az) Çöl toprağında organik madde miktarı az olmasına karşın mineraller bol miktarda bulunur.

49 Çöller En gelişmişlerinde bile bitki örtüsü çok seyrektir

50 Çöller Bitkiler su kaybını azaltmak için çok küçük yapraklara sahiptir (bazen yapraklar körelmiştir) Bazı bitkiler ise yeraltı organları olarak yaşarlar ve yalnızca aşırı yağışların olduğu kısa bir büyüme dönemine sahiptirler Yapraklar üzerinde yer alan ve gaz değişiminin gerçekleştirildiği küçük açıklıklar olan stomalar, su kaybını önlemek için yalnızca geceleri açık durumda tutulurlar

51 Çöller Atacama çölü (Şili), dünyanın en kurak yeridir.

52 Çöller Atacama Çölü El Niño'nun etkisiyle 6-10 yılda bir kuvvetli yağış aldığı dönemlerde çölde hayat kısa bir süre için canlanır Toprak altında bekleyen tohumlar ve vejetatif organlar

53 Çöller Hayvanların çöle özgü koşullara karşı uyarlanmaları vardır (küçük boyut, gündüz saklanma gece beslenme, metabolik su)

54 Tropik yağmur ormanları Yağış yıl boyuca yüksek (yılda cm) ve hava sürekli sıcak Yağışın çoğu gür vejetasyonun kendisinden transpirasyon yolu ile oluşmaktadır Yağışlarla sürekli yıkandığından dolayı toprağın besin maddesi ve organik içeriği düşüktür ve mineralce fakirdir

55 Tropik yağmur ormanları Yüksek dikey taç tabakalanmasına sahip ormanlar

56 Tropik yağmur ormanları Yerkürede en yüksek çeşitliliğe ve üretkenliğe sahip alanlardır

57 Tropik yağmur ormanları Bitki döküntüsünün hızlı bir şekilde bozunması karakteristiktir, bu nedenle toprak fakirdir Çok hassas alanlardır, bir kez tahrip edildiklerinde yenilenme çok yavaş gerçekleşir

58 Tropik mevsimsel ormanlar Aslında nemli olan tropik iklimde kurak bir dönem yer aldığında oluşur Güneydoğu Asya ve Orta Amerika gibi mevsimler yağışların (Muson) olduğu yerlerde bulunurlar

59 Tropik mevsimsel ormanlar Tropik yağmur ormanlarından daha az çeşitliliğe sahip Kurak dönemde bitkiler yapraklarını kaybedebilmekte Taç tabakası 3-10 m yüksekliğindedir Yangına uyumlu kabuğa sahip bitkiler

60 Karasal biyomların belirleyicileri: Sıcaklık, yağış

61 Yükseklik ve enlem gradiyentinde karasal biyomların değişimi

62 Sucul Biyomlar Karasal biyomların belirleyicileri: sıcaklık, yağış Sucul biyomların belirleyicileri: Sudaki çözünmüş madde miktarı (Tuzluluk) Su derinliği Işık kalitesi ve ışığa ulaşabilirlik Dip kısmın yapısı (ör; kaya, kum, balçık) Su sıcaklığı ve sirkülasyon özellikleri Sucul alanlardaki en temel ayrım tatlı ve tuzlu su ortamlarıdır. Nehir ağızları ve acı sular bu ikisinin arasında yer alır.

63 Tuzluluk Tuzluluk biyota üzerinde çok önemli etkiye sahiptir Tuzla dolu deniz suyu çoğu organizmanın vücut sıvılarıyla ozmotik ve iyonik olarak benzerdir ve fizyolojik olarak tuzlu suda yaşamak çok fazla çaba gerektirmemektedir

64 Tuzluluk Tatlı su tuzlu suya göre çok az miktarda çözünmüş madde içerdiğinden, canlılar için fizyolojik zorluklara neden olur ve sadece bu zorluklara karşı uyum sağlayabilen canlılar tatlı su ortamında yaşayabilir.

65 Sucul organizmalar Plankton Fitoplankton Zooplankton Nekton Bentos

66 Plankton Suda aktif olarak yüzme yeteneği olmayan organizmalardır Sudaki dikey konumlarını korumak için çok kısıtlı bir hareket yetenekleri vardır Fitoplanktonlar Fotosentetik cyanobakteriler ve serbest yüzen algler Zooplanktonlar Fotosentetik olmayan türler

67 Nekton Suda aktif olarak yüzme yeteneği olan türlerdir Balıklar, kaplumbağalar, mürekkep balıkları, balinalar

68 Bentos Sucul ekosistemlerde dipte yaşayan ya da dip materyali içine gömülen bitki ve hayvanlardır Dipte yaşayan (deniz yosunları, midye, ıstakoz) Dip materyalinde gömülen (solucanlar, küçük kabuklu hayvanlar)

69 Sucul biyomlar Sulakalanlar Denizel sulakalanlar Subasar (Mangrov) bataklıklar Tuzlu bataklıklar Taşkın ekosistemleri Bataklık sistemleri Tatlı sular Lotik sistemler Lentik sistemler Denizel ortamlar Nehir ağzı ve acısu ortamları Mercan resifleri

70 Sulakalanlar Dünyada çok farklı yerlerde bulunurlar Kommünitedeki türler farklı olsa da sistemin temel yapısı çok benzerdir İklime ve coğrafi konuma göre sınıflandırması zor sistemlerdir

71 Denizel sulakalan sistemleri Subasar (Mangrov) bataklıklar Tropik ve subtropiklerde deniz kıyısında yer alır Gelgitler bataklığı tuzlu ve acı suyla doldurur Mangrov ağaçları tuzlu suda yaşamaya iyi bir şekilde uyum sağlamışlardır İğneada

72 İğneada subasar ormanları İğneada

73 Denizel sulakalan sistemleri Tuzlu bataklıklar Yüksek enlemlerde yer alırlar Gelgitler ile düzenli olarak bataklığı deniz suyu basar Üretkenlik yüksektir, gelgitlerle oluşan derelerle ayrılmış yamalı yapıda bir vejetasyon hakimdir

74 Taşkın ekosistemleri Sularını nehirlerden alırlar, mevsimseldir Büyük, olgun nehir sistemleri içeren alçak vadilerde oluşurlar Sıklıkla gerçekleşen taşkınlar nedeniyle vadi toprakları besince zengindir Taşkın süresince toprak oksijensiz kalır, bu alanlarda yaşayan kommüniteler için sınırlayıcı faktördür

75 Bataklık sistemleri Drenajın engellendiği ve suyun biriktiği alanlarda ortaya çıkar Çok kurak yıllar dışında sürekli su bulunur Swamp (ağaçlar) Marsh (otsu bitkiler ve sazlar)

76 Orta-Doğu Anadolu bataklık/sazlıkları: İron Sazlığı

77 Tatlı su yaşam kuşakları Tatlısu ekosistemleri iki temel bölümde incelenebilir: Akarsu ortamlar (Lotik) Durgun su ortamları (Lentik)

78 Lotik (akarsu) sistemleri Suyun tek yönlü akışı Ölçek Hızlı akan dereler Dip kısım büyük taş ve anakayadan oluşur Yavaş akan nehirler Dip sediment ve çamurdan oluşur Lotik sistemlerdeki flora ve faunanın belirleyicisi, akıntı hızı ve dip yapısıdır

79 Lentik (durgunsu) sistemleri Göller, gölcükler Tek yönlü akıntı mevcut değildir, rüzgar ve sıcaklığa bağlı hafif akıntılar vardır Belirleyiciler; kalıcılıkları, su kütlesinin tabakalaşma yapısı, besin element durumu Besinsel elemenler bolsa: ötrofik, nadirse: oligotrofik

80 Lotik sistemler Tek yönlü su akışı akıntılar yerçekimine bağlıdır Zamanla ortamın değişimi erozyondan dolayı olur: dere>çay>nehir Lentik sistemler Tek yönlü olmayan su akışı akıntılar büyük ölçüde rüzgar ve sıcaklığa bağlıdır Ortamın evrimi sedimentlerin dolmasıyla olur: göl > bataklık Sistemin biyolojisi temel olarak şunlara bağlıdır: su havzasının anakaya kimyası suyun akış hızı su derinliği nehir yatağının yapısı Sistemin değişmesinin sebepleri: asılı parçacıkların hareketi anakayanın kimyasal erozyonu Sistemin biyolojisi temel olarak şunlara bağlıdır: su kütlesinin yüzey/hacim oranı besinsel element durumu erken evrelerde plankton geç evrelerde bentos Sistemin dolmasının sebepleri: rüzgarla taşınan döküntü besleyici lotik sistemlerden sediment girişi kıyı çizgisinde dalga erozyonu biyotanın ölümü

81 Göllerde yaşam kuşakları Littoral kuşak: Sığ, üretken. Damarlı bitkiler, algler. Fauna çeşitlidir. Limnetik kuşak: Kıyıdan uzak, güneş ışığının girebildiği derinliğe kadar Planktonlar ve predatörleri Sıcaklık tabakalaşmasından etkilenir Profundal kuşak: Limnetik kuşağın altında, güneş ışığı yok Mikrobik bozunma gerçekleşir Mineralce zengin, oksijence fakir Makro faunası fakir

82 Göllerde sıcaklık tabakalaşması Ilıman bölgelerdeki göllerde, yaz aylarında sıcaklık tabakalaşması mevcuttur Termoklin: ilkbaharda oluşur, sonbaharda bozulur Termoklinin oluşması ve bozulması, sistemdeki sirkülasyon özelliklerini etkiler

83 Denizel yaşam kuşakları

84 Denizel yaşam kuşakları Kıta sahanlığının bentosu 200 m ye kadar. Makro algler.üretim yüksek. Derin okyanus bentosu Tamamen heterotrof. Yukarıdan gelen döküntülere bağımlılar. Tek birincil üretim, volkanik deliklerde bulunan kemosentetik bakterilerce yapılır Pelajik ortam Neritik-Oseanik bölge Fotik-Afotik bölge

85 Abissal bölgenin hayvanları

86 Sucul biyomlar Sulakalanlar Denizel sulakalanlar Subasar (Mangrov) bataklıklar Tuzlu bataklıklar Taşkın ekosistemleri Bataklık sistemleri Tatlı sular Lotik sistemler Lentik sistemler Denizel ortamlar Nehir ağzı ve acısu ortamları Mercan resifleri

87 Nehir ağzı ve acısu ortamları Tatlı ve tuzlu suların birbirine karıştığı sığ alanlardır Acısu alanları: Kararlı ortamlar. Lagün benzeri. Seyrelmiş deniz suyu. Nehir ağızları: Değişken ortamlar. Çeşitlilik düşük, besince zengin, tür bolluğu yüksek.

88 Mercan resifleri Bentik kommünitelerdir Tropik ve subtropiklerde, sıcak, sığ, besince fakir ancak temiz deniz sularında yayılırlar Çoğu mercan simbiyotiktir (içlerinde fotosentez yapan algler taşırlar) Beyin mercanı

89 Mercan resifleri Yeryüzündeki en üretken ekosistemlerden biridir Diğer canlı formları için de fiziksel bir altyapı oluşturması nedeniyle çeşitlilik çok fazladır ve tropik yağmur ormanlarının denizel eşdeğeridir

90