Çevre Biyolojisi

Çevre Biyolojisi 115-02 Çağatay Tavşanoğlu Bölüm 02 Biyosfer 2016-2017 Güz

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

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

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

Yağmur ormanlarında yaşayan canlılar ne kadar birbirlerine benziyor?

Amazon yağmur ormanları

Kongo yağmur ormanları

Yeni Gine yağmur ormanları

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

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)

Çöllerdeki hayvanlar yağmur ormanlarındaki hayvanlara ne kadar benziyor?

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

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

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

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

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

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 17.0 2200 37.4 Tropik mevsimlik orman 7.5 1600 12.0 Ilıman herdemyeşil orman (taiga) 5.0 1300 6.5 Ilıman yaprak döken orman 7.0 1200 8.4 Boreal orman 12.0 800 9.6 Çalılık 8.5 700 6.0 Savan 15.0 900 13.5 Ilıman çayır 9.0 600 5.4 Tundra 8.0 140 1.1 Çöl/yarı çöl çalılıkları 18.0 90 1.6 Ekstrem çöl, kayalık, kumul ve buz 24.0 3 0.07 Tarım alanı 14.0 650 9.1 KARASAL TOPLAM 145.0 742 110.5

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 2.0 2000 4.0 Göl ve akarsu 2.0 250 0.5 Açık deniz 332.0 125 41.5 Upwelling bölgeleri 0.4 500 0.2 Kıta sahanlığı 26.6 360 9.6 Alg yatakları ve resifler 0.6 2500 1.6 Nehir ağzı ve acı sular 1.4 1500 2.1 DENİZEL TOPLAM 365.0 163 59.5 Biyosfer toplamı 510 333 170

Tundra: kuzeyin soğuk düzlükleri Ortalama sıcaklık -10 C: kalıcı olarak donmuş bir yüzey toprağı, mevsimsel kar eriyiği Çok kısıtlı yağış (yılda 10-25 cm)

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

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

Tundra: kuzeyin soğuk düzlükleri Yazın su kuşlarının yuvalanma alanı

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)

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

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

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

Ilıman yaprakdöken ormanlar Sıcak yaz mevsimi, etkili kış mevsimi ve yılda 75-125 cm yağış Zengin bir üst toprağa sahiptir Orijinal ormanlar ortadan kaldırılmıştır, çoğu yarı doğal haldedir

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

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

Ilıman yağmur ormanları Yüksek yağış miktarı (200-380 cm), ılık kışlar, serin yazlar Toprak nispeten fakir, ancak organik bileşimi yüksek

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

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

Ilıman çayırlar Yazları sıcak, kışları soğuk. Yağış miktarı düşük ve değişken (yılda 25-75 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

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

Ilıman çayırlar Anadolu bozkırları da ılıman çayır biyomunun bir parçasıdır

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

Savan: Tropik çayırlar Ilıman çayırlara göre sıcaklık çok az değişir ve mevsimler sıcaklıktan çok yağışla düzenlenir Yağışlar yılda 85-150 cm arasındadır ancak mevsimseldir Anakaya verimsiz olduğu için topraklar genellikle besince fakirdir

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

Savan: Tropik çayırlar Doğal sık yangınlar

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

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

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

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

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

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.

Çöller 15-40 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.

Çöller En gelişmişlerinde bile bitki örtüsü çok seyrektir

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

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

Çöller Atacama Çölü - 2015 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

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

Tropik yağmur ormanları Yağış yıl boyuca yüksek (yılda 200-450 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

Tropik yağmur ormanları Yüksek dikey taç tabakalanmasına sahip ormanlar

Tropik yağmur ormanları Yerkürede en yüksek çeşitliliğe ve üretkenliğe sahip alanlardır

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

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

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

Karasal biyomların belirleyicileri: Sıcaklık, yağış

Yükseklik ve enlem gradiyentinde karasal biyomların değişimi

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.

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

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.

Sucul organizmalar Plankton Fitoplankton Zooplankton Nekton Bentos

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

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

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)

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

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

İğneada subasar ormanları İğneada

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

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

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

Orta-Doğu Anadolu bataklık/sazlıkları: İron Sazlığı

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

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

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

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

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

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

Denizel yaşam kuşakları

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

Abissal bölgenin hayvanları

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.

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

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