اصول محیط زیست

اصل اول

ماده ،انرژی ،فضا،زمان وتنوع همگی از انواع منابع به حساب می آیند.

قبل از توضیح وتفسیر این اصل لازم است که تعریفی از یک منبع داشته باشیم:

منبع عبارت است از هر چیز مورد نیاز فرد،جمعیت یا اکوسیستم که با افزایش مهیایی خودتا یک سطح مطلوب یا کافی افزایش میزان تبدیل انرژی را اجازه می دهد.

با توجه به این اصل می توان گفت که ماده وانرژی دو منبع به حساب می آیندچون پیشروی وافزایش میزان تبدیل انرژی به وسیله سیستم های زنده متناسب با میزان مهیایی ماده وانرژی است.

از طرفی فضا نیز به طریق مشابه یک منبع به حساب می آید به عنوان مثال اگر فاصله یک حیوان از نزدیک ترین فرد از همان گونه ولی جنس مالف بیش از حد کوتاه باشد نشان می دهد که تراکم جمعیت احتمالا"آنچنان زیاد است که به دلیل جنگ با یکدیگر ،برخورد با سایر نا هنجاری ها افراد دیگر جمعیت در فرآیند جفت گیری مداخله خواهند کرد.اگر فاصله با نزدیک ترین جنس مخالف بیش از حد زیاد است احتمال یافتن جفت مورد نظر بسیار کم بوده وباروری که عملا" انجام می گیرداز حداکثر ممکن آن کمتر خواهد بودبنابراین یک منبع به حساب می آید.

زمان نیز یک منبع است مثلا"پستانداران کویر را در نظر بگیرید که برای بقاء خودبه ماندآب های موجود در کویر وابستگی دارند.در طول فصل خشک که تعداد ماند آب کاهش می یابد،پستانداران می بایست از یک ماند آب خشک شده به دیگری که دارای آب است مهاجرت کنند.اینکه این مهاجرت به انجام می رسد یا نهبستگی به این دارد که آیا پستانداربه اندازه کافی انرژی در اختیار دارد کهبا شتاب متوسط به اندازه کافی راه را به طرف نزدیک ترین موضوع مناسب دیگر بپیماید یا نه.

تنوع نیز یک منبع به حساب می آید.مثلا" هرچه تنوع غذاهای مصرفی یک گونه بیشتر باشدآسیب پذیری گونه در قبال تغییر یک عامل محیطی که غذای اورا از بین می برد کمتر است.برای گونه ای که از 100 گونه مختلف تغذیه می کنداحتمال اینکه تغییر یک عامل محیطی هر 100 گونه غذایش را از بین ببرد بسیار بعید است.در نتیجه گونه های فراوان تر وگسترده تر اغلب عمومی هستند تا تخصصی .صرفا"به دلیل اینکه سهم بیشتری از منابع محیطی برای آنها فراهم می باشد.مثل انسان-شغال-ملخ وکلاغ وبرخلاف اینها خرس کوالا که فقط از اوکالیپتوس می خورد،خرس پاندا که فقط از نوعی نی استفاده می کندنمونه آن موجوداتی هستند که به دلیل رژیم غذایی محدود فراوانیشان محدود شده است.

با توجه به این که همه منابع در رابطه با احتیاجات سیستم های زیستی (فرد،جمعیت ،اکوسیستم)به اندازه کافی کمیاب نیستند،میزان مسیر انرژی در سیستم به وسیله منبع یا منابعی تعیین می شودکه در رابطه با نیاز های زیستی از همه کمیاب ترند.به عبارت دیگر میزان تبدیل انرژی توسط منابعی که در رابطه با نیاز های زیستی فراوانند محدود نمی شود.مسلما" وقتی کمبودیک منبع برطرف می شودمنبع دیگری محدود کننده خواهد شد.

این بیان کلی قانون حداقل لیبیگ است که بر مشاهدات تأثیر مواد غذایی برمقدار محصول پایه گذاری گردید.این قانون به طور مشخص در موردکمبود های مواد به کار می رود.ولی می توان آن را درباره انرژی ،فضا،زمان یا تنوع نیز به کار برد.

دو جزء از مواد وانرژی که احتما لا"بیش از همه در اکوسیستم های خشکی می توانند محدود کننده با شندبه ترتیب عبارتند از آب وحرارت.لذا تأثیرمشترک آنها یعنی تبخیر وتعرق واقعی (actual evapotranspiration)نیز با تولید در اکوسیستم های مختلف به شدت در ارتباط است.تبخیر وتعرق واقعی مقدار آبی استکه از خاک (تبخیر) وگیاهان (تعرق)وارد اتمسفر می شود(عکس بارندگی )بنابراین تبخیر-تعرق معیاری ازمهیایی همزمان آب وانرژی(حرارت) است.

به دلیل اینکه در هر محیط محدود همیشه حداقل یک منبع یا آلوده ساز محدود کننده است لذا هر زیستگاه معین قادر به تأمین یک حد بالای ثابت از وزن زنده برای هر گونه است.این حد بالای ثابت به عنوان ظرفیت قابل تحمل (Carrying capacity) آن محیط برای یک جمعیت بخصوص مورد توجه قرار می گیرد.

C=wp
که در آنc= ظرفیت قابل تحمل
W= متوسط وزن افراد جمعیت
P= تراکم جمعیت

این بدان معنی است که چون c ثابت استپس می توان وزن متوسط یک جمعیت یا تراکم جمعیت را افزایش داد نه هر دوی آنها را با هم .افزایش متوسط تراکم گیاهان بدان معنی است که جهت جبران آن ،متوسط جثه گیاهان کاهش خواهد یافت.

اصل دوم

منابع به دو صورت کاملا" متفاوت وجود دارند.گروهی که افزایش مهیایی آنها مصرف بیشترشان را تحریک می کندوگروهی که اثر تحریک کنندگی ندارند.

مثلا" حیوانی که به دنبال غذا است متوجه شود که غذای مشخصی ناگهان به طور معمول افزایش یافته (مثلا"برای خرس تمشک وحشی رسیده) ومورد علاقه حیوان است اویاد خواهد گرفت که توجه خود را بر روی آن نوع غذا متمرکز سازدلذا افزایش مصرف یک منبع باز هم مصرف بیشتر آنرا تحریک می کند.

اصل سوم

آن افراد وگونه هایی که زادگان بیشتری دارندجایگزین رقبای خود می شوند.این بیان نظریه تکاملی داروین و والاس است.

به طور متوسط ما انتظار داریم که سازش یافته گان جای سازش نیافته گان رابگیرند.یعنی سازش یافته گان فرزندان بیشتری از سازش نیافته ها بر جای می گذارندوافراد یا گونه های سازگارتر آنهایی هستندکه اثر زیانبارشان بر روی دیگران بیش از اثر زیانبار دیگران بر روی آنهاست(از طریق جنگ یا مداخله).یا اینکه در رابطه با صیادان عوامل فیزیکی محیط ،بیماریها ویا غذای فراهم از دیگران سازگارترند. در واقع سازگارترین افرادیا گونه ها آنهایی هستند که در استفاده از منابع کارآمدتر از دیگران باشند.

اصل چهارم

تنوع متعادل (steady state diversity) جوامع در محیط های قابل پیش بینی بیشتر است.

برای هر گونه یک شرایط مطلوب وجود دارد بنابراین یک محیط فیزیکی پایدار وقابل پیش بینی جایی است که بسیاری از گونه ها(فراوان ونادر)قادر به انطباق با شرایط مطلوب خویش باشند.بنابراین هم گونه های نادر وهم فراوان در آنجا وجود دارندولی در مناطق غیر قابل پیش بینی گونه های نادر معمولا" توان زندگی را ندارند وچون کاهش تعداد آنها چنان است که احتمال استقرار مجدد را منتفی می کند.

این نظریه توسط ساندرز نظریه ثبات – زمان نامیده شد.او دریافت که در جوامع کف آب در آن محیط هایی که مدت های طولانی با ثبات بوده اندبیشترین تنوع وجود دارد.که ساندرز آن را به عنوان قابل پیش بینی بودن محیط بر تنوع گونه ای تعبیر کرد.یعنی هر چه دوره ای که در آن یک دوره مشخص بسیار قابل پیش بینی بوده طولانی تر باشد، تنوع گونه هایی که در آن جا تکامل یافته اندبیشتر است.(منظور از قابل پیش بینی نظم وترتیب الگوهاست)

اصل پنجم

اصل تأثیر حاشیه ای Edge Effect

میزان تنوع گونه ای در حاشیه زستگاه ها نسبت به داخل زیستگاه بیشتر است.

ضمن عبور از جوامع مختلف ملاحظه می شود که تغییر یک جامعه به جامعه ای دیگرکم وبیش صورت می گیرد.در اثر این تبدیل جامعه ،بخشی از آن سرزمین خصوصیت هر دو جامعه را دارا خواهد بودکه به این منطقه اکوتون یازیست مرز می گویند.در مورد بیوم های عظیم ،وسعت این ناحیه می تواندبالغ بر دهها کیلومترمربع باشد.در اغلب موارد تنوع گونه ای گیاهان وجانوران در اکوتون ها غنی تربیوسنوزهای مجاور می باشدزیرا مکان ورود موجودات از اکوسیستم های مجاور به ناحیه بینابینی وجود دارد.لیکن تعداد افراد هر یک از گونه ها در داخل اکوتون ها کمتر از تعداد افراد آنها در جامعه اصلی شان است .در برخی منابع علمی به نواحی بینابینی که دارای وسعت بسیار زیادی هستند اصطلاحا" پهن زسیت مرز گفته می شود.

اصل ششم

محیط های فیزیکی با ثبات موجب افزایش تنوع زیستی در جوامع بالغ می شوندکه این خود جمعیت ها را به ثبات تشویق می نماید.

در جوامع بالغ تعداد جریان انرژی وماده اضافه می شودواگر یکی از آنهادچار اشکال شود تعداد دیگری می توانند جای آنرا بگیرنددر این سیستم ها بیش ازجوامع ساده تر (نابالغتر) است.در نتیجه مشروط به اینکه محیط فیزیکوشیمیایی از ثبات بیشتری برخوردار باشد،ریسک جوامع بالغ کمتر شده ودر نتیجه ثبات اکوسیستم اضافه می شود.جامع بالغ جامعه ای است باسیستم تعادلی با پس خور(Feed back)فوق العاده پیچیده.