تشكل العوامل اللاأحيائية والأحيائية معًا نظامًا بيئيًا. العوامل اللاأحيائية هي الأجزاء غير الحية من البيئة. وتشمل هذه أشياء مثل ضوء الشمس ودرجة الحرارة والرياح والمياه والتربة والأحداث التي تحدث بشكل طبيعي مثل العواصف والحرائق والانفجارات البركانية. العوامل الحيوية هي الأجزاء الحية في البيئة ، مثل النباتات والحيوانات والكائنات الحية الدقيقة. معًا ، هم العوامل البيولوجية التي تحدد نجاح الأنواع. يؤثر كل من هذه العوامل على عوامل أخرى ، ومزيج من الاثنين ضروري لبقاء النظام البيئي.
تشكل العوامل اللاأحيائية والحيوية معًا نظامًا بيئيًا. العوامل اللاأحيائية أو غير الحية هي تلك العوامل مثل المناخ والجغرافيا. العوامل الحيوية هي كائنات حية.
العوامل اللاأحيائية أو غير الحية
يمكن أن تكون العوامل اللاأحيائية مناخية ، مرتبطة بالطقس ، أو تكوينية مرتبطة بالتربة. تشمل العوامل المناخية درجة حرارة الهواء والرياح والأمطار. تشمل العوامل المؤثرة الجغرافيا مثل التضاريس والمحتوى المعدني ، بالإضافة إلى درجة حرارة التربة والملمس ومستوى الرطوبة ومستوى الأس الهيدروجيني والتهوية.
تؤثر العوامل المناخية بشكل كبير على النباتات والحيوانات التي يمكن أن تعيش داخل نظام بيئي. تملي أنماط وأحوال الطقس السائدة الظروف التي يتوقع أن تعيش في ظلها الأنواع. لا تساعد الأنماط في خلق البيئة فحسب ، بل تؤثر أيضًا على التيارات المائية. التغييرات في أي من هذه العوامل ، مثل تلك التي تحدث أثناء التقلبات العرضية مثل النينيو ، لها تأثير مباشر ويمكن أن يكون لها آثار إيجابية وسلبية.
تؤثر التغيرات في درجة حرارة الهواء على إنبات النباتات وأنماط نموها وكذلك أنماط الهجرة والسبات في الحيوانات. بينما تحدث التغيرات الموسمية في العديد من المناخات المعتدلة ، يمكن أن يكون للتغييرات غير المتوقعة نتائج سلبية. على الرغم من أن بعض الأنواع يمكن أن تتكيف ، إلا أن التغييرات المفاجئة يمكن أن تؤدي إلى حماية غير كافية من الظروف القاسية (على سبيل المثال ، عدم وجود معطف شتوي من الفراء) أو عدم وجود مخازن طعام كافية تدوم طوال الموسم. في بعض الموائل ، كما هو الحال في الشعاب المرجانية ، قد لا تتمكن الأنواع من الهجرة إلى مكان أكثر ملاءمة. في كل هذه الحالات ، إذا كانوا غير قادرين على التكيف ، فسوف يموتون.
تؤثر العوامل التكوينية على الأنواع النباتية أكثر من الحيوانات ، ويكون التأثير أكبر على الكائنات الحية الأكبر منه على الكائنات الصغيرة. على سبيل المثال ، تؤثر المتغيرات مثل الارتفاع على تنوع النباتات أكثر من تأثير البكتيريا. يظهر هذا في مجموعات أشجار الغابات حيث يلعب كل من الارتفاع ومنحدر الأرض والتعرض لأشعة الشمس والتربة دورًا في تحديد عدد أنواع الأشجار المعينة في الغابة. تلعب العوامل الحيوية دورًا أيضًا. وجود أنواع الأشجار الأخرى له تأثير. تميل كثافة التجدد للأشجار إلى أن تكون أعلى في المواقع التي توجد بها أشجار أخرى من نفس النوع في مكان قريب. في بعض الحالات ، يرتبط وجود بعض الأنواع الأخرى من الأشجار القريبة بمستويات تجدد أقل.
تؤثر كتل الأرض والارتفاع على الرياح ودرجة الحرارة. على سبيل المثال ، يمكن أن يتسبب الجبل في استراحة للرياح ، مما يؤثر على درجة الحرارة على الجانب الآخر. تتعرض النظم البيئية في المرتفعات العالية لدرجات حرارة أقل من تلك الموجودة في المرتفعات المنخفضة. في الحالات القصوى ، يمكن أن يتسبب الارتفاع في ظروف القطب الشمالي أو شبه القطبية حتى في خطوط العرض الاستوائية. هذه الاختلافات في درجة الحرارة يمكن أن تجعل من المستحيل على نوع ما السفر من بيئة مناسبة إلى أخرى إذا كان المسار بين يتطلب السفر عبر ارتفاعات متغيرة مع ظروف غير مضيافة.
تؤثر المعادن مثل الكالسيوم ومستويات النيتروجين على توافر مصادر الغذاء. يحدد مستوى الغازات مثل الأكسجين وثاني أكسيد الكربون في الهواء الكائنات الحية التي يمكن أن تعيش هناك. يمكن أن تؤثر الاختلافات في التضاريس مثل نسيج التربة وتكوينها وحجم حبيبات الرمل أيضًا على قدرة الأنواع على البقاء. على سبيل المثال ، تتطلب الحيوانات المختبئة أنواعًا معينة من التضاريس لإنشاء منازلها ، وتتطلب بعض الكائنات الحية تربة غنية بينما يعمل البعض الآخر بشكل أفضل في الأراضي الرملية أو الصخرية.
في العديد من النظم البيئية ، تعتبر العوامل اللاأحيائية موسمية. في المناخات المعتدلة ، تؤثر التغيرات الطبيعية في درجة الحرارة ، وهطول الأمطار وكمية ضوء الشمس اليومي على قدرة الكائنات الحية على النمو. هذا له تأثير ليس فقط على الحياة النباتية ولكن أيضًا على الأنواع التي تعتمد على النباتات كمصدر للغذاء. قد تتبع الأنواع الحيوانية نمطًا من النشاط والسبات أو قد تتكيف مع الظروف المتغيرة من خلال تغيرات المعطف والنظام الغذائي ودهون الجسم. تشجع الظروف المتغيرة معدلات التنوع العالية بين الأنواع في النظام البيئي. هذا يمكن أن يساعد في استقرار السكان.
أحداث مناخية غير متوقعة
يؤثر الاستقرار البيئي لنظام بيئي على عدد الأنواع التي تسميها موطنًا. قد تؤدي التغييرات غير المتوقعة إلى تغيير الشبكة الغذائية بشكل غير مباشر حيث أن الظروف المتغيرة تجعلها أكثر أو أقل مضيافة وتؤثر على ما إذا كان نوع معين سيؤسس نفسه. في حين أن العديد من العوامل اللاأحيائية تحدث بطريقة يمكن التنبؤ بها إلى حد ما ، فإن بعضها يحدث بشكل غير متكرر أو بدون سابق إنذار. وتشمل هذه الأحداث الطبيعية مثل الجفاف والعواصف والفيضانات والحرائق والانفجارات البركانية. يمكن أن يكون لهذه الأحداث تأثير كبير على البيئة. طالما أنها لا تحدث بتواتر كبير أو على مساحة كبيرة جدًا ، فهناك فوائد لهذه الأحداث الطبيعية. عندما تكون هذه الأحداث متباعدة على النحو الأمثل ، يمكن أن تكون مفيدة للغاية وتجدد البيئة.
تؤثر فترات الجفاف الممتدة سلبًا على النظام البيئي. في العديد من المناطق ، لا تستطيع النباتات التكيف مع أنماط المطر المتغيرة ، وتموت. يؤثر هذا أيضًا على الكائنات الحية في السلسلة الغذائية التي تضطر إلى الهجرة إلى منطقة أخرى أو إجراء تغييرات في النظام الغذائي من أجل البقاء على قيد الحياة.
توفر العواصف هطول الأمطار اللازمة ، ولكن الأمطار الغزيرة والصقيع والبرد والثلج والرياح العاتية يمكن أن تتلف أو تدمر الأشجار والنباتات ، مع نتائج بيئية مختلطة. بينما يمكن أن يحدث تلف للكائنات الحية ، يمكن أن يساعد ترقق الفروع أو الغابات في تقوية الأنواع الموجودة وتوفير مساحة لأنواع جديدة لتنمو. من ناحية أخرى ، يمكن أن تتسبب الأمطار الغزيرة (أو الذوبان السريع للثلوج) في تآكل موضعي ، مما يضعف نظام الدعم.
يمكن أن تكون الفيضانات مفيدة. توفر مياه الفيضانات الغذاء للنباتات التي قد لا تحصل على كمية كافية من الماء. يتم إعادة توزيع الرواسب التي قد تكون قد استقرت في مجاري الأنهار وتجديد العناصر الغذائية في التربة ، مما يجعلها أكثر خصوبة. يمكن أن تساعد التربة المترسبة حديثًا أيضًا في منع التآكل. بالطبع تتسبب الفيضانات أيضًا في حدوث أضرار. يمكن لمياه الفيضانات العالية أن تقتل الحيوانات والنباتات ، وقد يتم إزاحة الحياة المائية وتموت عندما تنحسر المياه بدونها.
للنار أيضًا تأثيرات ضارة ومفيدة على النظام البيئي. قد تتأذى الحياة النباتية والحيوانية أو تموت. يمكن أن يؤدي فقدان الهياكل الجذرية الحية إلى تآكل المجاري المائية ثم ترسبها لاحقًا. قد تنتج غازات ضارة ويمكن أن تحملها الرياح ، مما يؤثر على النظم البيئية الأخرى أيضًا. يمكن أن تستهلك الحياة المائية الجسيمات التي قد تكون ضارة في نهاية المطاف في المجاري المائية ، مما يؤثر سلبًا على جودة المياه. ومع ذلك ، يمكن للنار أيضًا أن تجدد نشاط الغابة. إنه يعزز نموًا جديدًا عن طريق تكسير طبقات البذور المفتوحة وتحفيز الإنبات أو عن طريق حث قرون الأشجار في المظلة على فتح البذور وإطلاقها. تزيل النار الشجيرات ، وتقلل من التنافس على الشتلات وتوفر فراشًا جديدًا للبذور الغنية بالمغذيات.
تؤدي الانفجارات البركانية في البداية إلى التدمير ، ولكن المغذيات الغنية في التربة البركانية تفيد فيما بعد الحياة النباتية. من ناحية أخرى ، يمكن أن تكون زيادة حموضة الماء ودرجة حرارته ضارة للحياة المائية. قد تتعرض الطيور لموائل مفقودة ، وقد تتعطل أنماط هجرتها. يدفع الثوران أيضًا غازات متعددة إلى الغلاف الجوي يمكن أن تؤثر على مستويات الأكسجين وتؤثر على أجهزة التنفس.
العوامل الحيوية أو الحية
جميع الكائنات الحية ، من الكائنات المجهرية إلى البشر ، هي عوامل حيوية. الكائنات المجهرية هي الأكثر وفرة من هذه الكائنات وتنتشر على نطاق واسع. إنها قابلة للتكيف بشكل كبير ، ومعدلات تكاثرها سريعة ، مما يسمح لها بتكوين عدد كبير من السكان في وقت قصير. حجمها يعمل لصالحهم ؛ يمكن أن تتشتت على مساحة كبيرة بسرعة ، إما من خلال عوامل غير حيوية مثل الرياح أو التيارات المائية ، أو عن طريق السفر في أو على الكائنات الحية الأخرى. تساعد بساطة الكائنات الحية أيضًا في قدرتها على التكيف. الشروط اللازمة للنمو قليلة ، لذلك يمكن أن تزدهر بسهولة في مجموعة متنوعة من البيئات.
تؤثر العوامل الحيوية على كل من بيئتهم وبعضهم البعض. يؤثر وجود أو عدم وجود كائنات أخرى على ما إذا كان النوع يحتاج إلى التنافس على الغذاء والمأوى والموارد الأخرى. قد تتنافس أنواع مختلفة من النباتات على الضوء والماء والمغذيات. يمكن أن تسبب بعض الميكروبات والفيروسات أمراضًا قد تنتقل إلى أنواع أخرى ، وبالتالي تقليل عدد السكان. الحشرات النافعة هي الملقحات الأولية للمحاصيل ، لكن البعض الآخر لديه القدرة على تدمير المحاصيل. قد تحمل الحشرات أيضًا أمراضًا ، يمكن أن ينتقل بعضها إلى أنواع أخرى.
يؤثر وجود الحيوانات المفترسة على النظام البيئي. يعتمد تأثير ذلك على ثلاثة عوامل: عدد الحيوانات المفترسة في بيئة معينة ، وكيفية تفاعلها مع الفريسة ، وكيفية تفاعلها مع الحيوانات المفترسة الأخرى. إن وجود أنواع مفترسة متعددة في نظام بيئي قد يؤثر أو لا يؤثر على بعضها البعض ، اعتمادًا على مصدر الغذاء المفضل لديهم ، وحجم الموطن وتكرار وكمية الغذاء المطلوبة. يحدث التأثير الأكبر عندما يستهلك نوعان أو أكثر نفس الفريسة.
يمكن لأشياء مثل التيارات الهوائية أو المائية أن تنقل الكائنات الحية الدقيقة والنباتات الصغيرة وتسمح لها ببدء مستعمرات جديدة. يمكن أن يكون هذا الانتشار للأنواع مفيدًا للنظام البيئي ككل لأنه قد يعني إمدادات غذائية أكبر للمستهلكين الأساسيين. ومع ذلك ، يمكن أن تكون مشكلة عندما تضطر الأنواع المستقرة إلى التنافس مع الأنواع الجديدة على الموارد وتتولى تلك الأنواع الغازية زمام الأمور وتعطل توازن النظام البيئي.
في بعض الحالات ، يمكن للعوامل الحيوية أن تمنع العوامل اللاأحيائية من القيام بعملها. يمكن أن يؤثر الاكتظاظ السكاني لأحد الأنواع على العوامل اللاأحيائية ويكون له تأثير سلبي على الأنواع الأخرى. حتى أصغر الكائنات الحية ، مثل العوالق النباتية ، يمكن أن تدمر النظام البيئي إذا سمح لها بالاكتظاظ السكاني. يظهر هذا في “تكاثر الطحالب البنية” حيث يتجمع عدد كبير من الطحالب على سطح الماء ويمنع ضوء الشمس من الوصول إلى المنطقة أدناه ، مما يؤدي بشكل فعال إلى قتل جميع أشكال الحياة تحت الماء. على الأرض ، يُلاحظ وضع مماثل عندما تنمو مظلة شجرة لتغطية مساحة كبيرة ، مما يمنع الشمس بشكل فعال من الوصول إلى الحياة النباتية أدناه.
الظروف البيئية القاسية
لا تتمتع المنطقة القطبية الشمالية والقطبية الجنوبية بدرجات حرارة شديدة البرودة فحسب ، بل تختلف درجات الحرارة هذه أيضًا حسب الموسم. في الدائرة القطبية الشمالية ، يسمح دوران الأرض لأدنى حد من الشمس بالوصول إلى السطح ، مما يؤدي إلى موسم نمو قصير. على سبيل المثال ، موسم النمو في محمية القطب الشمالي الوطنية للحياة البرية لا يتجاوز 50 إلى 60 يومًا مع نطاق درجة حرارة من 2 إلى 12 درجة مئوية. مع توجيه الدائرة القطبية الشمالية بعيدًا عن الشمس ، يكون للشتاء أيام قصيرة ، حيث تتراوح درجات الحرارة من -34 إلى -51 درجة مئوية (-29 إلى -60 فهرنهايت). الرياح العاتية (تصل إلى 160 كم / ساعة ، أو حوالي 100 ميل في الساعة) تقذف النباتات والحيوانات المكشوفة ببلورات الجليد. بينما يوفر الغطاء الثلجي فوائد عازلة ، إلا أن الظروف القاسية لا تسمح بنمو أي نبات جديد.
العوامل الحيوية قليلة في القطب الشمالي. تسمح الظروف فقط بالنباتات المنخفضة ذات الجذور الضحلة. تحتوي معظم هذه الأوراق على أوراق خضراء داكنة إلى حمراء تمتص المزيد من ضوء الشمس وتتكاثر بلا تزاوج ، من خلال التبرعم أو الاستنساخ ، بدلاً من الجنس عن طريق البذور. تنمو معظم الحياة النباتية فوق التربة الصقيعية مباشرة ، حيث تكون التربة أسفلها بعدة بوصات. بسبب الصيف القصير جدًا ، تتكاثر النباتات والحيوانات بسرعة. كثير من الحيوانات مهاجرة ؛ تميل تلك التي تعيش في الملجأ الوطني للحياة البرية في القطب الشمالي إلى امتلاك ملاحق أصغر وأجسام أكبر من نظيراتها الجنوبية التي تمكنهم من البقاء دافئًا. تحتوي معظم الثدييات أيضًا على طبقة عازلة من الدهون وطبقة واقية تقاوم البرد والثلج.
في درجات الحرارة القصوى الأخرى ، تشكل الصحاري القاحلة أيضًا تحديات للعوامل الحيوية. تحتاج الكائنات الحية إلى الماء للبقاء على قيد الحياة ، والعوامل اللاأحيائية في الصحراء (درجة الحرارة ، وضوء الشمس ، والتضاريس وتكوين التربة) غير مضيافة لجميع الأنواع باستثناء عدد قليل من الأنواع. تتراوح درجة حرارة معظم الصحارى الأمريكية الرئيسية من 20 إلى 49 درجة مئوية (68 إلى 120 فهرنهايت). مستويات هطول الأمطار منخفضة ، وهطول الأمطار غير منتظم. تميل التربة إلى أن تكون خشنة وصخرية مع القليل من المياه الجوفية أو انعدامها. لا يوجد سوى القليل من المظلة ، وتميل الحياة النباتية إلى أن تكون قصيرة ومتفرقة. تميل الحياة الحيوانية أيضًا إلى أن تكون أصغر ، والعديد من الأنواع تقضي أيامها في جحر ، ولا تظهر إلا خلال الليالي الباردة. في حين أن هذه البيئة مواتية للنباتات العصارية مثل الصبار ، فإن نباتات البوكيلوهيدريك تعيش من خلال الحفاظ على حالة نائمة بعد هطول الأمطار.
