معلومة

2: علم البيئة - علم الأحياء

2: علم البيئة - علم الأحياء



We are searching data for your request:

Forums and discussions:
Manuals and reference books:
Data from registers:
Wait the end of the search in all databases.
Upon completion, a link will appear to access the found materials.

علم البيئة هي دراسة تفاعلات الكائنات الحية مع بيئتها. أحد الأهداف الأساسية لعلم البيئة هو فهم توزيع ووفرة الكائنات الحية في البيئة المادية. يتطلب تحقيق هذا الهدف تكامل التخصصات العلمية داخل وخارج علم الأحياء ، مثل الكيمياء الحيوية ، وعلم وظائف الأعضاء ، والتطور ، والتنوع البيولوجي ، والبيولوجيا الجزيئية ، والجيولوجيا ، وعلم المناخ. تطبق بعض الأبحاث البيئية أيضًا جوانب الكيمياء والفيزياء ، وكثيراً ما تستخدم النماذج الرياضية.

لماذا دراسة علم البيئة؟ ربما تكون مهتمًا بالتعرف على العالم الطبيعي وكيف تكيفت الكائنات الحية مع الظروف المادية لبيئتها. أو ربما تكون طبيباً في المستقبل تسعى لفهم العلاقة بين صحة الإنسان والبيئة.

البشر جزء من المشهد البيئي ، وصحة الإنسان هي جزء مهم من تفاعل الإنسان مع بيئتنا المادية والمعيشية. يعتبر مرض لايم ، على سبيل المثال ، أحد الأمثلة الحديثة للعلاقة بين صحتنا والعالم الطبيعي. يُعرف مرض لايم رسميًا باسم داء لايم ، وهو عدوى بكتيرية يمكن أن تنتقل إلى البشر عندما يلدغهم قراد الغزلان (Ixodes scapularis) ، وهو الناقل الأساسي لهذا المرض (الشكل ( PageIndex {a} )). ومع ذلك ، ليس كل قراد الغزلان يحمل البكتيريا التي تسبب مرض لايم في البشر ، و I. كتفي يمكن أن يكون لها عوائل أخرى إلى جانب الغزلان. في الواقع ، اتضح أن احتمال الإصابة يعتمد على نوع العائل الذي يتطور عليه القراد: نسبة أعلى من القراد التي تعيش على الفئران البيضاء القدمين تحمل البكتيريا أكثر من القراد الذي يعيش على الغزلان. إن معرفة البيئات والكثافات السكانية التي تتواجد فيها الأنواع المضيفة بكثرة من شأنها أن تساعد الطبيب أو أخصائي علم الأوبئة على فهم كيفية انتقال مرض لايم بشكل أفضل وكيف يمكن تقليل حدوثه.

يطرح علماء البيئة أسئلة عبر أربعة مستويات من التنظيم البيولوجي - الكائن الحي ، والسكان ، والمجتمع ، والنظام البيئي. على مستوى الكائنات الحية ، يدرس علماء البيئة الكائنات الحية الفردية وكيفية تفاعلها مع بيئاتها. على مستوى السكان والمجتمع ، يستكشف علماء البيئة ، على التوالي ، كيف تتغير مجموعة الكائنات الحية بمرور الوقت والطرق التي يتفاعل بها هذا المجتمع مع الأنواع الأخرى في المجتمع. يدرس علماء البيئة الذين يدرسون نظامًا بيئيًا الأنواع الحية (المكونات الحيوية) للنظام البيئي بالإضافة إلى الأجزاء غير الحية (المكونات اللاأحيائية) ، مثل الهواء والماء والتربة ، من البيئة. سيكون الهدف من هذه الوحدة هو استكشاف هذه الموضوعات بشكل أكبر وكيفية ارتباطها بالعلوم البيئية وتداخلها معها.

الإسناد

  • 2.1: نظرة عامة على البيئة
    يمكن دراسة علم البيئة على مستويات الكائنات الحية ، والسكان ، والمجتمع ، والنظام البيئي.
  • 2.2: السكان
    يتفاعل السكان ويتزاوجون مجموعات من الأفراد من نفس النوع في منطقة مشتركة. تستكشف دراسة علم البيئة السكانية كيفية توزيع الأفراد بين السكان على الفضاء ، والعوامل التي تنظم النمو السكاني ، وخصائص تاريخ الحياة ، والتي تتعلق بطول العمر والتكاثر.
    • 2.2.1: تشتت السكان
    • 2.2.2: حجم السكان
    • 2.2.3: النمو السكاني وتنظيمه
    • 2.2.4: تاريخ الحياة
    • 2.2.5: الغوص في البيانات - ممرات الحياة البرية
    • 2.2.6: المراجعة
  • 2.3: المجتمعات
    تتكون المجتمعات من مجموعات متفاعلة متعددة (من أنواع مختلفة) في منطقة مشتركة. تركز دراسة المجتمعات على كيفية تفاعل الكائنات الحية مع بعضها البعض ، والبنية الغذائية (سلاسل الغذاء وشبكات الغذاء) ، واستقرار بنية المجتمع.
    • 2.3.1: التفاعلات الحيوية
    • 2.3.1.1: التفاعلات الغذائية
    • 2.3.1.1.1: الافتراس
    • 2.3.1.1.2: الحيوانات العاشبة
    • 2.3.1.1.3: التطفل
    • 2.3.1.1.4: سلاسل الغذاء وشبكات الغذاء
    • 2.3.1.2: المنافسة
    • 2.3.1.3: التيسير
    • 2.3.1.4: التكافل
    • 2.3.2: هيكل المجتمع وديناميكياته
    • 2.3.3: الغوص في البيانات - تأثيرات البيسون في البراري
    • 2.3.4: المراجعة
  • 2.4: النظم البيئية
    تتكون النظم البيئية من مكونات حيوية (حية) وغير حيوية (غير حية) تتفاعل معًا. قد تكون النظم البيئية مياه عذبة أو بحرية أو برية. تصف الدورات البيوجيوكيميائية حركة العناصر الكيميائية من خلال مكونات النظام البيئي المختلفة. التربة هي أحد هذه المكونات ، وهي حاسمة في تحديد توزيع النبات ووفرة.
    • 2.4.1: أنواع النظم البيئية ودينامياتها
    • 2.4.2: مسألة
    • 2.4.3: الدورات البيوجيوكيميائية
    • 2.4.4: التربة
    • 2.4.5: تدهور التربة
    • 2.4.6: الغوص في البيانات - تأثيرات القندس على الأراضي الرطبة
    • 2.4.7: المراجعة
  • 2.5: المناطق الأحيائية
    المناطق الأحيائية هي مناطق جغرافية كبيرة تتميز بالنباتات والمناخ ، بما في ذلك درجة الحرارة وهطول الأمطار. تنخفض درجة الحرارة مع خط العرض والارتفاع. هطول الأمطار مرتفع عند خط الاستواء ومنخفض عند 30 درجة شمالاً و جنوبًا توجد المناطق الأحيائية الأرضية على الأرض ، بينما توجد المناطق الأحيائية المائية في الماء.
    • 2.5.1: المناخ والمناطق الأحيائية
    • 2.5.2: المناطق الأحيائية الأرضية
    • 2.5.3: المناطق الأحيائية المائية
    • 2.5.4: الغوص في البيانات - تخزين الكربون الحيوي
    • 2.5.5: المراجعة

صورة مصغرة - "Orchid mantis" في المجال العام


2: علم البيئة - علم الأحياء

علم البيئة هي دراسة تفاعلات الكائنات الحية مع بيئتها. أحد الأهداف الأساسية لعلم البيئة هو فهم توزيع ووفرة الكائنات الحية في البيئة المادية. يتطلب تحقيق هذا الهدف تكامل التخصصات العلمية داخل وخارج علم الأحياء ، مثل الكيمياء الحيوية ، وعلم وظائف الأعضاء ، والتطور ، والتنوع البيولوجي ، والبيولوجيا الجزيئية ، والجيولوجيا ، وعلم المناخ. تطبق بعض الأبحاث البيئية أيضًا جوانب الكيمياء والفيزياء ، وكثيراً ما تستخدم النماذج الرياضية.

يمكن أن يغير تغير المناخ مكان عيش الكائنات الحية ، مما قد يؤثر بشكل مباشر في بعض الأحيان على صحة الإنسان. شاهد فيديو PBS بعنوان "الشعور بآثار تغير المناخ" حيث يكتشف الباحثون كائنًا مسببًا للأمراض يعيش بعيدًا عن نطاقه الطبيعي.

أهداف التعلم

  • تعريف علم البيئة
  • تحديد علم البيئة والمستويات الأربعة للبحث البيئي
  • حدد الفروع المشتركة لعلم البيئة

أعلى 2 طرق لأخذ عينات المجتمعات النباتية | علم البيئة

عندما يتم دراسة الغطاء النباتي على طول التدرج البيئي أو النغمة البيئية (على سبيل المثال ، المناطق المدارية إلى المعتدلة ، أو مناطق هطول الأمطار العالية أو المنخفضة أو التدرج الهطول ، والمناطق المجاورة مع أنواع مختلفة من التربة ، وما إلى ذلك) يتم وضع خط عبر حامل أو عدة تقف في زوايا قائمة. تسمى طريقة أخذ العينات الخطية للخضار والخجل بالمقطع.

اعتمادًا على موضوع الدراسة ، يمكن استخلاص نوعين من المقطع العرضي:

(أ) خط المقطع أو تقاطع الخط ، و

يحدد مدى المنطقة عدد وحجم المقاطع. عند استخدام المقاطع لأخذ عينات من التوزيع العمودي والتوزيع العشوائي للنباتات (أي التقسيم الطبقي) ، يُطلق عليها & # 8216 bisects & # 8217.

(أ) خط المقطع:

في هذا النوع من المقطع العرضي ، يتم أخذ عينات من الغطاء النباتي فقط عبر خط (مع & shyout بأي عرض). يتم وضع خط فوق فيجيتا و shytion بشريط فولاذي متري أو سلسلة فولاذية أو حبل طويل ويتم تثبيته بمساعدة أوتاد أو خطافات. سوف يلمس هذا الخط بعض النباتات في طريقه من نقطة إلى أخرى. سيبدأ خادم ob & shyserver في تسجيل هذه النباتات من أحد الأطراف وسيتحرك تدريجياً نحو الطرف الآخر.

من هذا النوع من المتابعة الميدانية يمكن جمع المعلومات الخادعة:

(ط) عدد المرات التي يظهر فيها كل نوع على طول الخط ،

(2) اتجاه الزيادة أو النقصان في الانقسام بين الأفراد من spe & shycies ،

(3) النسبة المئوية لحدوث الأنواع المختلفة والخجولة فيما يتعلق بإجمالي الأنواع ،

من الملاحظات في عدد من هذه المقاطعات الخطية المتوازية ، يمكن إبداء التعليقات على الموطن والظروف البيئية الأخرى على أجزاء مختلفة من المقطع العرضي. كل نوع له تضخيمه البيئي الخاص به ويعبر مبدئيًا عن حالة المياه المتاحة والظروف التكوينية الأخرى ، والرطوبة الجوية ، وتوافر الضوء ، والرعي والضغوط البيولوجية الأخرى.

(ب) مقطع الحزام:

الحزام عبارة عن شريط طويل من الخضار والعرض الموحد. يتم تحديد عرض الحزام حسب نوع الغطاء النباتي أو طبقة الغطاء النباتي دراسة un & shyder. في النباتات العشبية القريبة عادة ما يكون 10 سم ، لكنها تتراوح من 1 إلى 10 م في الغابات. يتم تحديد طول الغطاء النباتي وفقًا للغرض من الدراسة.

إذا كان المقطع العرضي ضروريًا ، فيجب تحديد الخطوط باستخدام أوتاد خشبية عميقة الجذور على فترات منتظمة. يمكن إبقاء الحزام معزولًا عن طريق تثبيت سياج شبكي طويل من جميع جوانبه مع الحفاظ على مساحة الأمان بعيدًا عن الخطوط.

يتم دراسة الحزام بشكل عام عن طريق تقسيمه إلى أجزاء متساوية الحجم. طول كل جزء يساوي بشكل عام عرض المقطع العرضي. تسمى هذه المقاطع أحيانًا المربعات. تُستخدم مقطوعات الحزام في تحديد وفهم وتجاهل التغيير التدريجي في هيمنة الوفرة وتكرار وتوزيع الأنواع المختلفة والخجولة في المنطقة الانتقالية بين نوعين مختلفين من الغطاء النباتي.

(ج) شطر:

يمكن تحديد بنية الغطاء النباتي مع إعادة البناء إلى الارتفاع النسبي والعمق والانتشار الجانبي للنباتات في كل من الأجزاء الهوائية وتحت الأرض والخجول من خلال استخدام المشطرات. إنه في الأساس خط مقطعي تم حفر خندق على طوله إلى عمق أكبر من عمق أنظمة الجذر الأعمق. يتم قياس مدى الأجزاء الهوائية وتحت الأرض المختلفة بعناية وتخطيطها لتوسيع نطاق تنسيق ورق الرسم البياني.

تكشف هذه الطريقة عن شكل والترابط بين أنظمة الأرض الخجولة لأنواع مختلفة تنمو وتخجل في المجتمع وكذلك علاقتها وخجلها بأنواع و / أو طبقات مختلفة من التربة.

لذلك ، توفر دراسات المنصف المعلومات التالية:

(ط) صورة نباتية تقريبية للمجتمع واللامع ،

(2) التوزيع الطبقي لمختلف المتخصصين والخدع ،

(3) استخدام الفضاء من قبل الأنواع المختلفة ،

(4) الهياكل النباتية تحت الأرض ،

(5) ترتيب ومدى نظام الجذر ، وما إلى ذلك.

الطريقة الثانية: طريقة التربيع:

المربع هو عينة مربعة من مساحة متفاوتة الحجم محددة في مجتمع النبات لغرض الدراسة التفصيلية. بشكل عام ، تمت دراسة عدد من المربعات للحصول على بيانات موثوقة بشكل معقول لإدراك الخصائص التحليلية والتركيبية المختلفة والخجولة لمجتمع النبات.

كما أنها تستخدم بشكل فعال لتحديد الاختلاف الدقيق أو أوجه التشابه في الهيكل والتركيب بين مجتمعين نباتيين أو أكثر من النباتات ذات الصلة أو غير ذات الصلة.

يمكن أن تتكون المربعات من أربعة أنواع:

حصر أسماء الأنواع المختلفة التي تنمو في التربيع.

يسجل عدد الأفراد من كل نوع ممثلة في كل كوادرات.

يسجل هذا الموضع والمساحات التي تغطيها الأغصان أو الحصير أو خصل الحشائش أو الطحالب وما إلى ذلك على الورق المنسق أو ورقة الرسم البياني. تساعد هذه الرسوم البيانية في مقارنة أي تغيير في بنية المجتمع في fu & shyture.

يتم استخدامه لدراسة الكتلة الحيوية أو وزن كل نوع ، يتم اقتلاع جميع الأفراد (ولكن عندما يتم تحديد وزن العضو المتماثل والصفقي ، على سبيل المثال ، الفرع والأوراق والفاكهة فقط يتم قطع العضو المعني أو حصاده) ويسجل وزنه الطازج أو الجاف.

إن ترسيم أو وضع أنواع مختلفة من المربعات متماثل بشكل أساسي. بشكل عام ، يتم إعداد إطار خشبي قابل للضبط والإعلان مع perfora & shytions على فترات منتظمة على كل ذراع. تم إصلاح أربعة أذرع في الميدان بمساعدة المسامير الطويلة أو خطاف المساح و # 8217s وهي جاهزة لتوفير البيانات اللازمة لقائمة وعدد القوائم ومقطع رباعي.

ولكن ، في الرسم البياني الرباعي ، يتم تثبيت المزيد من المسامير أو الخطافات في الثقوب الموجودة على أذرع الرباعية في inter & shyvals العادية. يتم توصيل المسامير ذات الأذرع المتقابلة بواسطة خيوط لتقسيم قطعة الأرض إلى عدد من التربيعات الأصغر لتسهيل تسجيل منطقة الغطاء وتقلصها بواسطة النباتات الفردية على ورقة إحداثيات على نطاق واسع. عندما لا تتوفر هذه الإطارات الخشبية بسهولة يمكن استبدالها بخيوط طويلة أو حبال.

يجب تحديد أفضل حجم رباعي لاستخدامه في المجتمع ، ويجب تحديد اللمعان بعناية. يجب أن يكون كبيرًا بما يكفي ويجب أن تكون مربعات كافية وخجولة للحصول على نتائج موثوقة.

حجم المربعات:

يتم تحديد حجم المربعات التي سيتم استخدامها في مجتمع معين من خلال إنشاء منحنى منطقة الأنواع. يتم ذلك عن طريق أخذ عينات من الغطاء النباتي بطريقة كوادرات المتداخلة.

التربيعات المتداخلة هي سلسلة من المربعات ، توضع واحدة فوق الأخرى مع زيادة حجمها تدريجيًا ويمكن ممارستها بالطريقة التالية:

متطلبات:

(2) مساح & # 8217s خطاف أو مسامير طويلة ،

إجراء:

ضع مسمارين & # 8216O & # 8217 و "Y" على بعد 5 أمتار. ضع الظفر "X" على بعد 5 أمتار من الظفر & # 8216O & # 8217 في الزاوية اليمنى مع ذراع OY. قم بتوصيل YO و OX بخيط طويل. ضع المسامير A & amp B على OX و OY ، على التوالي ، على بعد 50 سم من & # 8216O & # 8217. باستخدام مسمار آخر ، اصنع مربعًا بحجم 50 سم × 50 سم (المربع رقم 2) سجل الأنواع التي تمت ملاحظتها حديثًا فقط في القائمة.

وبالمثل ، حدد كوادرات رقم 3 و 4 و 5 وما إلى ذلك بزيادة طول الذراع بمقدار 50 سم في كل خطوة. قم بإلغاء العملية طالما تمت إضافة عدد من الأنواع الجديدة معترف بها في كل مرة (الشكل 3.4).

اختيار المربعات:

لدراسة أي مجتمع نباتي يجب دراسة عدد من التربيعات. نظرًا لأن البيانات التي تم جمعها ستتم معالجتها إحصائيًا ، يجب وضع المربعات في run & shydom ، مع عدم وجود تحيز لأي منطقة معينة داخل المجتمع. هناك عدد من الطرق لاختيار الركض والخجل من المربعات.

يتم إعطاء عدد قليل من هذه الأساليب أدناه:

(أنا) اجمع أو أعد خريطة للمنطقة قيد الدراسة. ارسم عددًا من الخطوط الرأسية أو الأفقية والخطوط الخفية وقم بترقيمها بشكل منفصل. يجب كتابة عدد الخطوط الرأسية والأفقية بشكل منفصل على قطع صغيرة من الورق والاحتفاظ بهاتين المجموعتين من المربعات الورقية في كوبين منفصلين.

امزج هذه الأرقام في كل دورق. ارسم رقمًا واحدًا من كل دورق وحدد المكان الذي يتقاطع فيه الخط ويمنع هذان الرقمان. ارسم أزواج الأرقام هذه بشكل متكرر لمعرفة مواضع العدد المطلوب من المربعات وتمييز الأماكن بشكل صحيح.

(ثانيا) ادخل المنطقة بأعين معصوب العينين وعصا في يدك. ارمي العصا على كتفك في أجزاء مختلفة من الغطاء النباتي. يجب اختيار كل نقطة حيث تقع العصا كمنطقة عينة. للأغراض التجريبية ، يتم أحيانًا تمييز الكواد والشيرات بشكل دائم بمساعدة أوتاد خشبية عميقة الجذور في أربع زوايا ويتم دراستها في أوقات مختلفة وفقًا لاحتياجات برنامج العمل.

لفهم الضغط الأحيائي على الغطاء النباتي مثل غراتس وجلد ، أو لتسجيل تاريخها التنموي ، هناك حاجة إلى بعض قطع العينات للحفاظ على iso & shylated عن طريق تسييجها بشكل صحيح بشبكات سلكية.

إنها طريقة التصوير الفوتوغرافي لتسجيل الشخصيات الديناميكية لمجتمع النبات. في هذه التقنية ، يتم تصوير قطعة أرض معينة من الغطاء النباتي بشكل دوري عن طريق إبقاء الكاميرا في نفس الاتجاه وعلى نفس الارتفاع. يتم ذلك عن طريق التثبيت الخجول لثلاثة أوتاد خشبية في مكان ما في الغطاء النباتي بحيث يمكن تثبيت قواعد حامل الكاميرا ثلاثي القوائم على هذه الأوتاد.

يتم استخدام هذه التقنية بشكل فعال في مراقبة تدهور أو استعادة) المراعي ، والتعاقب الثاني والخطي لمكان مجرد ، أو انتشار مرض أو حتى بعض الأعشاب الضارة التي تم إدخالها حديثًا إلى المنطقة. نظرًا لأن هذه التغييرات تحدث تدريجيًا وببطء شديد ، فمن الضروري الاحتفاظ بسجل مفصل ودائم لـ compari & shyson. سلسلة من الصور الفوتوغرافية مؤيدة بشكل جيد للغاية و shyvides تسجل.

قد يتم ردع عمر الأنواع المختلفة من الخطط الخشبية (مثل الأشجار والشجيرات) عن طريق حساب حلقات النمو السنوية للسيقان الهوائية أو الجوفية. يمكن أن تكشف حلقات النمو أيضًا عن التاريخ المناخي لمكان ما بالترتيب الزمني مثل سنوات هطول الأمطار الغزيرة أو الجفاف ، ووجود بعض المواد الكيميائية و shycal في التربة أو الغلاف الجوي ، وحرائق الغابات ، وتساقط الثلوج بكثافة وما إلى ذلك.

تعتبر الطريقة أيضًا مهمة وغير مهمة في تحديد المراحل المتعاقبة لتطور الغطاء النباتي وخاصة تسلسل العناصر السائدة والمسيطر عليها.


علم البيئة: التعريف والنطاق والتاريخ | مادة الاحياء

علم البيئة كلمة يونانية تعني دراسة سكن الكائنات الحية (oikos = سكن ، شعارات = خطاب). تم تعريف كلمة علم البيئة بشكل مختلف من قبل مؤلفين مختلفين. يفضل البعض تعريفه على أنه "التاريخ الطبيعي العلمي" أو "علم سكان المجتمع" أو "دراسة المجتمعات الحيوية".

سيكون التعريف الأكثر شمولاً للإيكولوجيا هو "دراسة الحيوانات والنباتات في علاقتها ببعضها البعض وبيئتها".

تم اقتراح الكلمة & # 8216ecology & # 8217 لأول مرة في عام 1869 من قبل إرنست هيجل ، على الرغم من أن العديد من المساهمات في هذا الموضوع قد تمت قبل ذلك بكثير. ومع ذلك ، في وقت لاحق ، في القرن العشرين ، تم الاعتراف بالبيئة كمجال متميز من العلوم.

في البداية ، تم تقسيمها بشكل حاد إلى بيئة نباتية وحيوانية ، ولكن فيما بعد ، ساعد فهم مفهوم المجتمع الحيوي واللامع ، والسلسلة الغذائية ، ومفهوم دورة المواد وما إلى ذلك ، في إنشاء النظرية الأساسية لمجال موحد للإيكولوجيا العامة.

حتى وقت قريب ، كان يُنظر إلى علم البيئة في الأوساط الأكاديمية على أنه فرع من فروع علم الأحياء ، والذي ، إلى جانب البيولوجيا الجزيئية ، وعلم الوراثة ، وعلم الأحياء التطوري ، والتطور وما إلى ذلك ، لم يكن يُنظر إليه دائمًا على أنه أحد موضوعات العلوم البيولوجية فقط.

ومع ذلك ، فقد تحول التركيز حاليًا إلى دراسة النظم البيئية للعائلة & # 8216 House & # 8217 بأكملها ، والتي تتعلق في الواقع بمعناها الأساسي. وهكذا ، نمت البيئة من قسم فرعي للعلوم البيولوجية إلى علم متعدد التخصصات رئيسي يربط بين العلوم البيولوجية والفيزيائية والاجتماعية.

دراسة علم البيئة:

تتم دراسة علم البيئة مع إعادة إحياء خاص تجاه النباتات أو الحيوانات ، ومن هنا تأتي موضوعات علم البيئة النباتية وعلم البيئة الحيواني. نظرًا لأن النباتات والحيوانات مترابطة بشكل وثيق ، فإن دراسة البيئة النباتية أو علم البيئة الحيواني وحدها لا بد أن تكون غير كاملة وغير كافية.

لذلك يجب إيلاء البيئة النباتية والحيوانية اهتمامًا متساويًا ومن الأفضل دراستها تحت مصطلح علم البيئة الحيوية. يشير مصطلح Synecology إلى الدراسات البيئية على مستوى المجتمع بينما يشير مصطلح Autecology إلى الدراسات البيئية على مستوى الأنواع.

تاريخ علم البيئة:

البيئة بمعنى ما هو الاسم الجديد لـ & # 8216 التاريخ الطبيعي & # 8217. يعود اهتمام الإنسان بالتاريخ الطبيعي إلى عصور ما قبل التاريخ. تتحدث النقوش والصور المكتشفة في فرنسا وإسبانيا عن ملاحظة سكان الكهوف عن الحيوانات والنباتات من حولهم.

تحمل كتابات الرومان واليونانيين أدلة على اهتمامهم بالتاريخ الطبيعي. & # 8216 The History of Ani & shymals & # 8217 of Aristotle (384-322 BC) هي مساهمة شهيرة في هذا الخط.

كان بوفون أول عالم طبيعي أعطى معرفة منهجية حول العلاقة بين الكائنات الحية وبين الكائنات الحية وبين البيئة. في سلسلة أعمال عام 1749 ، شدد على العادات والتكيفات. بعد ذلك ، تم إحراز تقدم بارز في دراسة التاريخ الطبيعي في القرنين الثامن عشر والتاسع عشر.

رحلة داروين & # 8217s Natu & shyralistic حول العالم ، والاس & # 8217s جزيرة الحياة والعديد من الأعمال الأخرى حفز & shylated معرفة علم الأحياء إلى حد كبير. ومع ذلك ، فقد صاغ عالم الأحياء الألماني هيجل مصطلح البيئة لأول مرة في عام 1878.

ظهر علم البيئة اليوم بعد خضوعه لعدة مئات من سنوات فترة الحمل باعتباره نظامًا ناضجًا ومشرّفًا وعلميًا في العلوم البيولوجية والخجولة.

فروع علم البيئة:

تركز الدراسات البيئية على كيفية تفاعل الكائنات الحية المختلفة مع بيئتها. هناك عدد من المجالات في علم البيئة ، إما التركيز على مجالات محددة من الاهتمام أو استخدام مناهج معينة لمعالجة المشاكل البيئية و shylogical.

المجالات الفرعية أو فروع علم البيئة هي:

أنا. علم البيئة السلوكية:

يهتم بشرح أنماط السلوك لدى الحيوانات.

ثانيا. علم البيئة الفسيولوجي أو علم وظائف الأعضاء البيئي:

إنه يتعامل مع كيفية تكيف الكائنات الحية وخجلها للاستجابة لدرجة الحرارة ، والحفاظ على توازن الماء والملح ، ومستويات توازن الأكسجين وثاني أكسيد الكربون ، أو التعامل مع عوامل أخرى من بيئتها المادية. تلعب دراسات علم وظائف الأعضاء البيئية دورًا مهمًا في الزراعة نظرًا لأن غلة المحاصيل تعتمد إلى حد كبير على أداء النباتات المستقلة والشفوية.

كما أنه يلعب دورًا مهمًا في دراسات الحفظ. على سبيل المثال ، يركز تراجع أنواع الطيور المهاجرة على كيفية تأثير التغيرات في البيئة على الآليات الفسيولوجية التي تعد الطيور للهجرة لمسافات طويلة.

ثالثا. علم البيئة الجزيئية:

إن استخدام علم الأحياء الجزيئي والخلداني لمعالجة المشاكل البيئية بشكل مباشر هو محور علم الأحياء الجزيئي.

رابعا. علم البيئة التطوري:

يؤكد علم البيئة Evolutio & shynary على تأثير evo & shylution على الأنماط الحالية والتغيرات التي يسببها الإنسان. يتعلق الأمر بكيفية اختيار الحيوانات لزملائها ، وتحديد جنس نسلها ونسلها ، والعلف من أجل الغذاء والعيش في مجموعات ، أو كيف تجذب النباتات الملقحات ، أو تشتت البذور ، أو تخصص الموارد بين النمو والتكاثر. يهتم علماء البيئة التطوريون بشكل خاص بكيفية تكيف الشكل والوظيفة والتكيف مع الكائنات الحية مع بيئتها.

تحصل الكائنات الحية على الطاقة إما من خلال التمثيل الضوئي أو عن طريق استهلاك الكائنات الحية الأخرى. ترتبط تحولات الطاقة والخجول هذه بحركات المواد داخل وبين الكائنات الحية والبيئة المادية.

وبالتالي ، فإن التفاعل بين المكونات الحيوية وغير الحيوية يسمى النظام البيئي هو مجال فرعي من علم البيئة يسمى بيئة النظام البيئي. القضايا التي تهم هذا المستوى هي كيفية تأثير الأنشطة البشرية على الشبكات الغذائية وتدفق الطاقة والدورة العالمية للمغذيات.

السادس. البيئة السكان:

تشكل البيئة السكانية كائنات حية من نفس النوع تعيش في نفس المكان والزمان. قد تتكون من ديناميكيات مجموعة واحدة من أي كائن حي (دودة الأرض والدودة ، الثعلب ، الحوت ، شجرة الصنوبر ، إلخ) أو قد تركز على كيفية تفاعل مجموعتين (مفترس وفريسته أو طفيلي ومضيفه) مع بعضهما البعض.

على مستوى السكان ، تحدث تغيرات تطورية وتغيرية. كما أنها مرتبطة بشكل مباشر بإدارة الأسماك ومجموعات الصيد والغابات والزراعة. تعتبر بيئة Popu & shylation أيضًا أمرًا أساسيًا لفهمنا لديناميكيات المرض.

السابع. إيكولوجيا المجتمع:

يرتبط سكان العديد من الكائنات الحية المختلفة في مكان معين ببعضهم البعض عن طريق تغذية العلاقات والتفاعلات الأخرى. تسمى هذه العلاقات والممارسات الخاصة بالسكان المتفاعلين بالمجتمعات البيئية ودراستهم تقع تحت إشراف بيئة المجتمع.

تدور دراسات المجتمع بشكل أساسي حول كيفية تأثير التفاعلات الحيوية مثل الافتراس والحيوانات العاشبة والمنافسة على أعداد وتوزيع الكائنات الحية. لها أهمية خاصة في فهمنا وخجلنا لطبيعة التنوع البيولوجي.

ثامنا. بيئة المناظر الطبيعية:

هذه مجالات بيئية تتطلب دراستها توليف العديد من المجالات الفرعية الأخرى في علم البيئة. بيئة المناظر الطبيعية هي التي تؤكد على الترابط بين النظم البيئية في المنطقة.

قيم بيئة الأرض و shyscape هي:

(أ) يركز على مساحات أكبر من الأراضي للنظم الإيكولوجية المتفاعلة ، أي المستوى الأعلى التالي للتنظيم فوق النظام الإيكولوجي المحلي ، و

(ب) ميلها إلى التجزئة. ندرس بحيرة أو غابة بيئية و shytem لكن بيئة المناظر الطبيعية تأخذ في الاعتبار أوجه الخلل والخلل بينهما. على سبيل المثال ، يتغذى مالك الحزين في البحيرة ، ويعشش في الغابة ، وبالتالي ، ينقل مالك الحزين العناصر الغذائية من الماء إلى الأرض.

التاسع. حماية الأحياء:

يمزج هذا المجال الفرعي من علم البيئة بين مفاهيم الجينات والتحولات مع السكان وبيئة المجتمع. إنه يأخذ نهج المناظر الطبيعية ويرتبط بالحفاظ على التنوع البيولوجي والحفاظ على الأنواع المهددة بالانقراض.

x. بيئة الاستعادة:

يتعلق بإعادة ترسيخ سلامة الأنظمة الطبيعية والأنظمة التي تضررت بفعل النشاط البشري.

إنها دراسة مصير وعمل المواد التي من صنع الإنسان ، مثل المبيدات الحشرية والمنظفات ، في العالم الطبيعي. يركز علم السموم البيئية على الطريقة التي تؤثر بها المواد من صنع الإنسان على صحة الإنسان. غالبًا ما يستخدم علماء السموم البيئية حيوانات أخرى ، مثل الأسماك أو الحيوانات المقلوبة الصغيرة ، كنماذج لتأثير المادة السامة الجزئية والكتل قيد الدراسة.

حماية البيئة والمحافظة على البيئة والمحافظة عليها هي حركات اجتماعية أو سياسية وخجل وليست فروعًا للبيئة. تعتبر عمليات التقاط القمامة على جانب الطريق ومحركات زرع الأشجار بالمدينة أنشطة تجميل وتنظيف عامة حسنة النية ، ولكن هذه الأنشطة ليست علمًا. على الرغم من أن الجميع يثني على مثل هذه المسؤوليات المدنية ، إلا أنها لا تزيد من فهمنا للعالم الطبيعي والحيواني.

تدعم الحقول الفرعية للدراسات البيئية طرق التفكير في الأساليب المختلفة في علم البيئة. ومع ذلك ، في كثير من الحالات ، يقوم علماء البيئة الفرديون بعمل يتجاوز حدود هذه الحقول الفرعية. الفضول الطبيعي لمعظم علماء البيئة ، جنبًا إلى جنب مع تعقيد الطبيعة ، غالبًا ما يشجع ويخجل من الأساليب الواسعة. وبالتالي ، فإن الدراسة البيئية هي علم تكاملي يتطلب ابتكارًا واتساعًا وفضولًا كبيرًا.

نطاق علم البيئة:

يتطلب حل مشكلة بيئية معينة عدة خطوط نهج. لا شيء من هذا يشكل غاية في حد ذاته ولكن كل واحد من هؤلاء يقدم مساهمة مهمة في جعل الصورة كاملة وخجولة.

يمكن ترجمة خطوط النهج المختلفة تجاه المشكلة البيئية على النحو التالي:

(ج) المناخ (الفيزيائية والكيميائية)

(هـ) الجينية والتطورية.

العوامل الحيوية هي النتيجة المباشرة لأنواع مختلفة من الأنشطة بين الحيوانات. توجد دائمًا منافسة على الطعام والمأوى بين أعضاء المجتمع. تحدد هذه المنافسة أنواعًا مختلفة من النشاط بين الحيوانات.

تشمل الدراسة الكمية تقييم الكثافة السكانية في منطقة معينة وكذلك تقدير عدد الأعضاء الموجودين في مجتمعات مختلفة. المعلومات من هذا النوع لها قيمة هائلة في حل العديد من المشكلات مثل توافر الطعام والحركة داخل مستعمرة جزئية ومتحركة.

تشمل العوامل المناخية الظروف الفيزيائية والكيميائية الموجودة في الموائل. هذه العوامل تتغير في طبيعتها باستمرار. تشمل العوامل الفيزيائية بشكل أساسي درجة الحرارة والضوء والرطوبة. تشمل العوامل الكيميائية الحموضة أو الملوحة الموجودة بشكل خاص في الموائل المائية. بعض الحيوانات حساسة للغاية لدرجة أن تغير مناخي دقيق يصبح قاتلاً لها. تلعب العوامل المناخية دورًا مهمًا في توزيع الحيوانات.

التصنيف يعني تصنيف الكائنات الحية وتسميتها ووصفها. إن مجرد تسمية عدد كبير من الحيوانات في منطقة معينة ، كما حدث سابقًا في المسوحات البيئية والخجولة ، لا معنى له دون مراعاة الظروف التي تمكنهم من العيش هناك. وبالتالي ، يتم التأكيد على الملاحظة التكميلية والخجولة لمختلف العوامل البيئية والعوامل shylogical جنبًا إلى جنب مع التصنيف في علم البيئة.

لقد احتلت الجوانب الجينية والتطورية مكانًا صحيحًا في المشكلات البيئية. في السنوات الأخيرة ، ازدادت المعرفة بالوراثة وآلية أوبرا وانتقاء الانتقاء الطبيعي إلى حد كبير.

لم يعد يُنظر إلى التطور على أنه شيء من الماضي وقد ثبت أن التطور عملية ديناميكية على الرغم من أن التقدم بطيء جدًا. في ظروف معينة ، أصبح من الممكن اكتشاف وقياس معدل التطور في التجمعات البرية.

تشكل الأقسام الفرعية المذكورة أعلاه العمود الفقري لدراسة علم البيئة. يمكن فهم العلاقة المتداخلة والخطيرة الموجودة بين هذه التقسيمات الفرعية والتقسيمات على أفضل وجه بمساعدة مثال. لنفترض أننا نريد دراسة البيئة لنوع معين من الأسماك الصالحة للأكل التي تعيش في بحيرة كبيرة ، بهدف إنشاء مستعمرة جديدة من هذه الأسماك لتبدأ في مكان آخر.

عند القيام بذلك ، فإن المعلومات الأولى التي نحتاجها هي ما إذا كان الطعام المتاح في المكان الجديد ستأخذه هذه الأسماك. سيكون استفسارنا الثاني هو معرفة ما إذا كانت الحيوانات المفترسة خجولة في المنطقة.

يتم تضمين هذين في العوامل الحيوية. سيتعين علينا تحديد عدد الأسماك التي سيتم إطلاقها في المنطقة الجديدة وسيتم تحديد العدد بطريقة تمكنهم من العيش هناك دون الازدحام.

وهنا تكمن مشاركة الجانب الكمي. سيتعين علينا دراسة المياه نفسها ومعرفة مدى التقلبات في تركيبها مثل محتوى الملح أو الحموضة أو القلوية من أجل تحديد تحمل الأسماك في العوامل المتغيرة.

إذا كانت البحيرة الأولى قديمة جدًا وتم عزل الأسماك المعنية هناك لفترة طويلة من الزمن ، فمن الممكن أن تتطور هناك نوع فرعي أو عرق محلي. في مثل هذه الحالات ، قد يتقدم عالم التصنيف ويساعد في تحديد الأنواع. يفتح مثل هذا الموقف قضية لعلماء الوراثة والتطوريين لمعرفة كيف وبأي معدل تطورت الأشكال الجديدة.


خلفية تاريخية

لم يكن لعلم البيئة بدايات راسخة. تطورت من التاريخ الطبيعي لليونانيين القدماء ، ولا سيما ثيوفراستوس ، صديق وشريك أرسطو. وصف ثيوفراستوس لأول مرة العلاقات المتبادلة بين الكائنات الحية وبين الكائنات الحية وبيئتها غير الحية. تم وضع أسس لاحقة للإيكولوجيا الحديثة في العمل المبكر لعلماء فسيولوجيا النبات والحيوان.

في أوائل ومنتصف القرن العشرين ، قامت مجموعتان من علماء النبات ، واحدة في أوروبا والأخرى في الولايات المتحدة ، بدراسة مجتمعات النباتات من وجهتي نظر مختلفتين. اهتم علماء النبات الأوروبيون بدراسة تكوين وهيكل وتوزيع المجتمعات النباتية. درس علماء النبات الأمريكيون تطور المجتمعات النباتية ، أو الخلافة (ارى إيكولوجيا المجتمع: الخلافة البيئية). تم تطوير كل من البيئة النباتية والحيوانية بشكل منفصل حتى أكد علماء الأحياء الأمريكيون على الترابط بين مجتمعات النبات والحيوان ككل حيوي.

خلال نفس الفترة ، تطور الاهتمام بديناميات السكان. تلقت دراسة الديناميات السكانية دفعة خاصة في أوائل القرن التاسع عشر ، بعد أن دعا الاقتصادي الإنجليزي توماس مالتوس الانتباه إلى الصراع بين التوسع السكاني وقدرة الأرض على توفير الغذاء. في عشرينيات القرن الماضي ، طور عالم الحيوان الأمريكي ريموند بيرل ، والكيميائي والإحصائي الأمريكي ألفريد ج.لوتكا ، وعالم الرياضيات الإيطالي فيتو فولتيرا ، أسسًا رياضية لدراسة السكان ، وأدت هذه الدراسات إلى تجارب حول التفاعل بين الحيوانات المفترسة والفرائس ، وعلاقات تنافسية. بين الأنواع ، وتنظيم السكان. تم تحفيز التحقيقات في تأثير السلوك على السكان من خلال الاعتراف في عام 1920 بالأقاليم في تعشيش الطيور. تم تطوير مفاهيم السلوك الغريزي والعدواني من قبل عالم الحيوان النمساوي كونراد لورينز وعالم الحيوان البريطاني المولود في هولندا نيكولاس تينبرجن ، واستكشف عالم الحيوان البريطاني فيرو وين إدواردز دور السلوك الاجتماعي في تنظيم السكان. (ارى البيئة السكان.)

بينما كان بعض علماء البيئة يدرسون ديناميكيات المجتمعات والسكان ، كان آخرون مهتمين بميزانيات الطاقة. في عام 1920 ، قدم أغسطس Thienemann ، عالم أحياء المياه العذبة الألماني ، مفهوم المستويات التغذوية أو التغذية (ارى المستوى الغذائي) ، الذي يتم من خلاله نقل طاقة الغذاء من خلال سلسلة من الكائنات الحية ، من النباتات الخضراء (المنتجين) إلى عدة مستويات من الحيوانات (المستهلكين). قام عالم البيئة الحيوانية الإنجليزي تشارلز إلتون (1927) بتطوير هذا النهج بمفهوم المنافذ البيئية وأهرامات الأرقام. في الثلاثينيات من القرن الماضي ، طور عالما بيولوجيا المياه العذبة الأمريكيان إدوارد بيرج وتشانسي جوداي ، في قياس ميزانيات الطاقة في البحيرات ، فكرة الإنتاجية الأولية ، معدل توليد الطاقة الغذائية ، أو تثبيتها ، عن طريق التمثيل الضوئي. في عام 1942 ، طور ريموند إل ليندمان من الولايات المتحدة المفهوم الديناميكي التغذوي للإيكولوجيا ، والذي يفصل تدفق الطاقة عبر النظام البيئي. تم تطوير الدراسات الميدانية الكمية لتدفق الطاقة عبر النظم البيئية من قبل الأخوين يوجين أودوم وهوارد أودوم من الولايات المتحدة ، وقد قام جيه دي أوفينغتون من إنجلترا وأستراليا بعمل مبكر مماثل حول دورة المغذيات. (ارى البيئة المجتمعية: الأهرامات الغذائية وتدفق المحيط الحيوي للطاقة: تدفق الطاقة ودورة المغذيات.)

تم تحفيز دراسة كل من تدفق الطاقة ودورة المغذيات من خلال تطوير مواد وتقنيات جديدة - متتبعات النظائر المشعة والقياس الدقيق وعلوم الكمبيوتر والرياضيات التطبيقية - والتي مكنت علماء البيئة من تصنيف وتتبع وقياس حركة مغذيات معينة وطاقة من خلال النظم البيئية. هذه الطرق الحديثة (انظر أدناه Methods in ecology) encouraged a new stage in the development of ecology— systems ecology, which is concerned with the structure and function of ecosystems.


Ecoinformatics Track

Ecoinformatics is an emerging field that prepares graduates to become experts in integrating digital and information technologies, such as GPS (geographic position system), satellite and UAV (unmanned aerial vehicle) imagery, and advanced field sensors with ecological data analysis in complex ecosystems to detect, evaluate, and predict ecological patterns, disturbances, and processes. The Ecoinformatics track provides students with training in theories and applications of ecological data analysis, natural resources and ecological modeling, and spatial information sciences that will prepare them for handling complex and ever-increasing interdisciplinary ecological data and understanding of contemporary environmental challenges. Students successfully completing this track will have the ability to use advanced technologies used to collect data from genomic to landscape levels and beyond. The diversity of courses will give students the ability to use analytical and computer-based methods to perform quantitative data analysis, spatial analysis, and ecological modeling. This track prepares students for careers with natural resource agencies, environmental consulting companies, or for pursuing graduate degrees that require knowledge and ability to transform data into ecological information useful for solving environmental problems and informing policy and decision making.


كيمياء

  • CHEM 101DL Core Concepts in Chemistry أو
  • CHEM 110DL Honors Chemistry: Core Concepts in context أو
  • CHEM 21 General Chemistry Credit
  • CHEM 101DL Core Concepts in Chemistry أو
  • CHEM 110DL Honors Chemistry: Core Concepts in context أو
  • CHEM 21 General Chemistry Credit
  • CHEM201DL Organic Chemistry

ملاحظة: CHEM 210DL and CHEM 202L are also recommended for pre-med, pre-vet, biochem and pharm students.

  • MATH 111L Laboratory Calculus I أو
  • MATH 121 Introductory Calculus I أو
  • MATH 21 Introductory Calculus I أو
  • على حد سواء MATH 105L/106L Laboratory Calculus and Functions I and II
  • على حد سواء MATH 105L/106L Laboratory Calculus and Functions I and II أو
  • MATH 111L Laboratory Calculus I (OR Math 21 or 112L or 122) أو
  • STA 102 Introductory Biostatistics أو
  • BIOLOGY 304 (204) Biological Data Analysis (cannot be double counted as an elective) أو
  • STA 101 or above Data Analysis/Statistical Inference
  • MATH 112L Laboratory Calculus II أو
  • MATH 122 Introductory Calculus II أو
  • MATH 22 Introductory Calculus II أو
  • STA 101 or higher أو
  • BIOLOGY 304 Biological Data Analysis (cannot be double counted as an elective)

الفيزياء

  • PHYSICS 141L General Physics I أو
  • PHYSICS 151L Introductory Mechanics أو
  • PHYSICS 161L Introductory Experimental Physics I أو
  • PHYSICS 25 (AP credit)
  • No physics required.

ملاحظة: PHYSICS 142L is recommended for pre-med, pre-vet, biochem and pharm students.


Program Overview

Understand the complex connection between organisms and the environment.

At Western Colorado University, you can explore vast public and private lands—from the sagebrush and lush riparian “lowlands”—to deep forests and rocky alpine crags surrounding campus. You’ll also have the unique opportunity to conduct original fieldwork at the Rocky Mountain Biological Laboratory, a world-renowned research station just seven miles north of Crested Butte. Between fieldwork in our expansive natural surroundings and research in our state-of-the-art lab facilities, you’ll get a head start on your professional career by applying theory to practice throughout your time at Western.

Before graduating, we’ll offer you a variety of different networking and internship opportunities with natural resources agencies and the chance to collaborate with faculty on original research in the Thornton Biology Research Program. Because of Western’s low student-to-faculty ration, professors will provide you with one-on-one personal career advising, mentorship opportunities and detailed references.

A vast research laboratory

With Western’s intimate educational experience, students conduct original field research and explore the vast learning laboratories of the Gunnison Valley.


القضايا البيئية

Recycle City – web lesson, view EPA’s site on recycling with questions
Smog City – web lesson, use simulator to adjust environmental conditions

Ecology Project – create a powerpoint presentation about an environmental issue
Choosing a Dog – be a responsible pet owner, choose your dog wisely (web lesson)
Designer Dogs – Examines the cost associated with breeding designer dogs (such as Puggles) students to consider alternatives to buying pets.
Exotic Pets – a set of activities over wild and exotic animals and the risks of owning them

Endangered Species Project – create a publication (website or prezi) that explores a species that is threatened

Investigate the Causes Endangered Species – using earthsendangered.com, create a graphic organizer that compares 4 different threatened animals from an area of the planet

Food for Thought – model the amount of food resources each country has using Hershey kisses
Zebra Mussels – read an article about exotic (invasive) species, answer questions
Human Population Graph – use data to graph growth and analyze
Environmental Action – as a group, allocate resources to different “causes”
Ecology Listmania – an introductory discussion where students list ideas or issues related to the environment

Introduction to Ecology – species, communities, ecosystems and the biosphere. Focus on vocabulary and methods of studying ecology.
Biomes – showcases each major biome, its characteristics and species of plants and animals
Populations – discussions population growth curves, population pyramids and limits to growth
Demography – focuses on human population trends


شاهد الفيديو: المرحلة الثانوية - علم البيئة - الفصل2: درس 2-1 المجتمعات الحيوية (أغسطس 2022).