النظام البيئي (Ecosystem) في علم البيئة هو أي مساحة طبيعية وما تحتويه من كائنات حية نباتية أو حيوانية أو مواد غير حية ، البعض يعتبره الوحدة الرئيسية في علم البيئة ، والنظام البيئي قد يكون بركة صغيرة أو صحراء كبيرة ، ويمكن تعريف النظام البيئي كتجمع للكائنات الحية من نبات وحيوان وكائنات أخرى كمجتمع حيوي تتفاعل مع بعضها في بيئتها في نظام بالغ الدقة والتوازن حتى تصل إلى حالة الاستقرار وأي خلل في النظام البيئي قد ينتج عنه تهديم وتخريب للنظام.
التاريخ والتطور
النظام البيئي ecosystem تسمية أطلقها آرثر تانسلي Arthur Tansley سنة 1935 للدلالة على وحدة تمثل مجموعة نباتية مرتبطة بمحيطها المكاني. وقد قسَّم إيڤانس Evans عام 1956 النظام البيئي إلى قسمين: قسم يضم العناصر الحية من نبات وحيوان وأحياء دقيقة، وقسم يضم العناصر غير الحية من تراب وماء وهواء. واستعمل جورج ڤان داينGeorge Van Dyne مصطلح النظام البيئي عام 1968 للدلالة على مفهومين أولهما تجريدي يمثل وحدة العلاقة بين الأحياء والجوامد، وثانيهما تجريبي يمثل قطعة من الأرض محددة الزمان، والمكان، والأحياء التي تعيش فيها، والجوامد، وطرائق تبادل الطاقة.
وعرّف البرنامج الدولي البيولوجي International Biological Program عام 1968 النظام البيئي أنه وحدة وظيفية مكونة من كائنات حية في طليعتها الإنسان، وعناصر غير حية مثل التراب والماء والهواء. وعرّف هوارد توماس اودمHoward T. Odum عام 1969 النظام البيئي أنه نظام تغذية يظهر صورة من صور المادة. وقسم هوسون Husson عام 1970 النظام البيئي إلى مُدْغَم حيوي biocenosis يشمل الكائنات الحية جميعها، وقسم سماه الموقع البيئي écotope المُكَوَّن من موقع مناخي climatope وموقع ترابي édaphotope.[1]
عمليات النظام البيئي
الإنتاج الأولي
Global oceanic and terrestrial phototroph abundance, from September 1997 to August 2000. As an estimate of autotroph biomass, it is only a rough indicator of primary production potential, and not an actual estimate of it. Provided by the SeaWiFS Project, NASA/Goddard Space Flight Center and ORBIMAGE.
يعدُّ النظام البيئي وحدة بالغة التعقيد مُكَوَّنةً من عدد من المستويات المتداخلة فيما بينها: يتكون المستوى الأول من العناصر المكونة للنظام البيئي الذي يشمل المكونات الفيزيائية والكيمياوية والنباتية والحيوانية والإنسانية، ويتمثل المستوى الثاني بالروابط والعلاقات القائمة بين المكونات الفيزيائية والكيمياوية والنباتية والحيوانية والإنسانية، ويتمثل المستوى الثالث بالأهداف المنشودة من النظام البيئي.
فعلى سبيل المثال، النظام البيئي الذي يهدف إلى تحقيق المصالح البشرية في موقع من المواقع، أو في مدينة من المدن تُوجهه مجموعة الأفراد الموجودة في ذلك الموقع أو التي تقطن تلك المدينة التي تمثل عناصر النظام البيئي. وتتمثل الروابط بشبكة الطرق، ووسائل المواصلات، وأنظمة السير. وتتمثل الأهداف بالغايات المنشودة أو المطلوب من النظام البيئي تحقيقها: فأهداف المدينة العاصمة تختلف عن أهداف المدينة الصناعية أو السياحية أو التاريخية أو الثقافية. والروابط التي تتحكم بعواصم البلاد هي غير الروابط التي تتحكم بالمدن الصناعية أو السياحية أو التاريخية أو الثقافية أو البيئية، ففي العناصر تكمن المعلومات، وفي الروابط يجري تبادل المعلومات، وفي الأهداف تتحقق الغايات. فعناصر بناء النظام البيئي المكون للبستان وروابطه وأهدافه تختلف عن عناصر النظام البيئي المُكَوِّن للحديقة المنزلية أو الحديقة العامة أو الحديقة الوطنية.
أدخل فرانسس ريموند فوسبرگFrancis Raymond Fosberg على النظام البيئي مفهوم الوظيفة عام 1967 مُعَرِّفاّ النظام البيئي بالوحدة الوظيفية الطبيعية المُكَوَّنة من ثلاثة عناصر: عناصر فيزيائية كيمياوية وعناصر نباتية وعناصر حيوانية.
تمثل النظم البيئية الزراعية نظماً بيئية غير مكتملة. فهي تقوم على رفع الإنتاج باستخدام قليل من الكتلة الحيوية biomass وقليل من الأنواع. وهي بذلك نظم بيئية غير مستقرة إذا ما قورنت بالنظم البيئية المكتملة والمعقدة.
Loch Lomond in Scotland forms a relatively isolated ecosystem. The fish community of this lake has remained unchanged over a very long period of time.[2]
يكون التوازن من خلال وجود روابط ديناميكية متداخلة بين الكائنات الحية وبيئتها وينتج عنها دورات طبيعية بين الكائنات الحية تحافظ على التوازن ، وتدخل الإنسان في كثير من أنشطته تؤدي إخلال التوازن البيئي كالتلوث بالملوثات الصناعية وغيرها .
Two Giant Sequoias, Sequoia National Park. Note the large fire scar at the base of the left-hand tree; fires do not kill the trees but do remove competing thin-barked species, and aid Giant Sequoia regeneration.
مكونات غير حية : وهي المركبات والعناصر العضوية وغير العضوية مثل الكربون والهيدروجين والماء والفوسفات.
البيئة الفيزيائية : وهي العوامل الفيزيائية التي يمارس فيها الكائن الحي نشاطه.
مكونات حية : وتنقسم إلى :
كائنات منتجة : الكائنات ذاتية التغذية التي تصنع غذائها بنفسها .
كائنات مستهلكة : الكائنات التي تستمد غذائها من الكائن الحي الآخر نبات أو حيوان .
كائنات مفككة : تقوم بتفكيك جثث وبقايا الكائنات الحية الأخرى ، وهي تحرر مواد بسيطة تستفيد منها الكائنات المنتجة.
المدغم الجرثومي bactériocénose ويشمل الجراثيم.
المدغم الفطري mycocénose ويشمل الفطريات.
المدغم الإنساني homéocénose ويشمل الفعاليات الإنسانية المؤثرة في تكوين النظام البيئي.
لقد استبعدت الدراسات البيئية القديمة العاملَ الإنساني المؤثر في تكوين الأنظمة البيئية، ولكن تعاظم هذا الأثر في البيئة الطبيعية في العصر الحاضر جعل الحاجة ماسة إلى تقسيمات بيئية يقوم الإنسان في هدمها أو بنائها.
Boer, P.J. den, and J. Reddingius. 1996. Regulation and stabilization paradigms in population ecology. Population and Community Biology Series 16. Chapman and Hall, New York. 397 pg.
Dame R., Olenin S. 2005. The Comparative Roles of Suspension-Feeders in Ecosystems. Springer. Dordrecht. 360 p.
