حل درس تدوير المواد علم البيئة 1 1 أول ثانوي مسارات
الدورات في الغلاف الحيوي
تتحول الطاقة إلى أشكال يمكن استخدامها لدعم وظائف النظام البيئي و يحتاج الغلاف الحيوي إلى دعم ثابت و مستمر من الطاقة القابلة للاستعمال ، ولكن هذا لا ينطبق على المادة إذ ينص قانون حفظ الكتلة على أن المادة لا تفنى ولا تستحدث إلا بمشيئة الله لذا فإن العمليات الحيوية في الطبيعة و بتقدير من الله سبحانه و تعالى تعيد تدوير المادة ضمن الغلاف الحيوي . والمادة تزود المخلوقات الحية بالمواد المغذية التي تحتاج إليها تؤدي وظائفها . أما المادة المغذية فهي مادة كيميائية يجب أن يحصل عليها المخلوق الحي من بيئته للقيام بعملياته الحيوية و استمرار حياته . و تتكون اجسام المخلوقات الحية جميعها من الماء و المواد المغذية ومنها : الكربون و النتروجين و الفوسفور
الربط مع الكيمياء : في معظم الانظمة البيئية تحصل النباتات على المواد المغذية في صورة عناصر و مركبات من الهواء أو التربة أو الماء . و تحول النباتات بعض العناصر و المركبات إلى جزيئات عضوية تستخدمها و تنتقل المواد المغذية إلى المخلوقات الحية في النظام البيئي ، كما في الشكل 17 - 1 حيث تحصل الاعشاب الخضراء على المواد الاساسية من الهواء و التربة و الماء ، ثم تحولها إلى مواد مغذية مفيدة فتوفر بذلك غذاء للبقرة فإذا أكل مخلوق حي البقرة فإن المواد المغذية الموجودة فيها تنتقل إلى المستوى الثاني من المستهلكات حيث تنتقل من المنتج الاعشاب إلى المستهلكات و تعيد المحللات المواد المغذية إلى الدورة عند كل مستوى
ويتضمن إعادة تدوير المواد المغذية في الغلاف الحيوي تدوير المواد في المخلوقات الحية ، و العمليات الفيزيائية التي تحدث في البيئة ومنها التجوية التي تفتت الصخور الكبيرة إلى حبيبات تصبح جزءا من التربة التي يستخدمها النبات و المخلوقات الحية الاخرى . و تسمى عملية التبادل المواد ضمن الغلاف الحيوي الدورة الجيوكيميائية الحيوية و تتضمت هذه الدورة المخلوقات الحية و العمليات الجيولوجية و العمليات الكيميائية
دورة الماء :
لا تستطيع المخلوقات الحية العيش من دون الماء و صدق الله في قوله ((وَجَعَلْنَا مِنَ ٱلْمَآءِ كُلَّ شَىْءٍ حَىٍّ ۖ أَفَلَا يُؤْمِنُونَ )) سورة الانبياء
ويدرس العلماء الماء الموجود في الغلاف الجوي وفي جوف الارض وعلى سطحها في صورة بحيرات و جداول و أنهار وجبال جليدية و قمم مغطاة بالثلج ومحيطات
ماذا قرأت؟
السؤال : حدد ثلاث عمليات فيزيائية تحدث في دورة الماء. يتبخر الماء
الجواب : يتبخر الماء - يتكاثف الماء- هطول الأمطار أو الجليد أو البرد
دورتا الكربون و الأكسجين
تتكون المخلوقات الحية جميعها من جزيئات تحتوي الكربون . وتشكل ذرات الكربون الهيكل الاساسي للجزيئات تحتوي الكربون . وتشكل ذرات الكربون الهيكل الاساسي للجزيئات المهمة ، ومنها : البروتينات والكربوهيدرات و الدهون . ويعد الاكسجين غالبا الجزيئات الضرورية للحياة بما في ذلك ثاني اكسيد الكربون و السكريات البسيطة
تحول النباتات الخضراء و الطحالب ثاني اكسيد الكربون الماء إلى كربوهيدرات و تحرر الاكسجين ثانية إلى الهواء بعملية البناء الضوئي . يعد الكربوهيدرات عند استخدامها مصدرا لطاقة المخلوقات الحية جميعها في الشبكات الغذائية . و يعاد تدوير ثاني اكسيد الكربون عندما تحرره المخلوقات الحية ذاتية التغذي في الهواء عن طريق التنفس الخلوي و يدخل الكربون في دورة طويلة الأمد عندما تدفن المادة العضوية تحت الارض و تتحول إلى الفحم او النفط أو الغاز فالكربون هنا قد يبقى في صورة وقود احفوري لملايين السنين و يتحرر الكربون من الوقد الاحفوري عند حرقه مما يزيد من نسبة ثاني أكسيد الكربون في الغلاف الجوي
دورة النتروجين :
النيتروجين عنصر موجود في البروتينات و يتركز بصورة أكبر في الغلاف الجوي . ولا تستطيع النباتات و الحيوانات استخدام النيتروجين مباشرة من الغلاف الجوي ، إذ تحصل انواع عن البكتيريا تعيش في الماء و التربة أو تنمو على جذور بعض النباتات على غاز النيتروجين من الهواء و تحوله إلى نترات و تسمى دورة تثبيت النيتروجين ( النترتة ) كما يتم تثبيت بعض النيتروجين في أثناء العواصف الرعدية عندما تحوله الطاقة الناتجة عن البرق إلى النترات . و يضاف النيتروجين أيضا إلى التربة عندما تضاف الاسمدة الكيميائية إلى الحقول و المحاصيل و غيرها
السؤال : صف كيف ينتقل الكربون من الأجزاء اللاحيوية إلى الأجزاء الحيوية في النظام البيئي.
الجواب : يتحرر الكربون المنحصر في الصخور المتكلسة بعمليات الحت والتجوية ليدخل في دورة قصيرة الأمد لتستخدمه النباتات والطحالب لتكوين الكربوهيدرات التي تعد مصدرة للطاقة.