Doğadaki Döngüler

Doğadaki Döngüleri
Ekosferde canlı hayatın devam etmesi için canlı ve cansız öğeler arasında enerji ve madde dolaşımının devam etmesi gerekir.
Böylece yeryüzündeki doğal zenginlikler tekrar tekrar kullanılmış olur.
Doğada; beslenme ve madde döngüsü olmak üzere iki döngü gerçekleşir.

1) Beslenme Döngüsü (Besin Zinciri)
Canlıların yaşamlarını devam ettirebilmeleri için enerjiye ihtiyaçları vardır. Enerjinin üretilebilmesi için gerekli olan azot, oksijen, su gibi maddeler canlıların kullanabilmesi için organik besinlere (yağ, protein, karbonhidrat) dönüştürülmelidir.
Karbondioksit+ Su Güneş Enerjisi Glikoz(Şeker) + Oksijen                 
Bitkiler, karbon dioksit ve suyu kullanarak Güneş yardımıyla glikoz ve oksijen üretirler.
Bitkilerin ürettikleri bu besin maddeleri canlılar tarafından tüketildiğinden enerji, bu canlılara geçer.
Böylece enerji beslenme yoluyla bir canlıdan diğer canlıya aktarılmış olur.

Besin zincirinde enerjinin bir gruptan diğerine aktarıldığı her halka beslenme seviyesini oluşturur.
Besin zinciri boyunca aktarılan enerjinin büyük bir kısmı o canlının yaşam gereksinimleri için kullanılırken geriye kalan zincirin bir sonraki halkasına aktarılır.
Besin zincirindeki bu enerji aktarımı piramit şeklinde şöyle ifade edilir.

Besin Zincirini Oluşturan Canlıların Özellikleri ve işlevleri
a. Üreticiler (Ototrof Canlılar)Fotosentez yaparak besin ve oksijen üreten canlılara denir.
Bitkiler, bazı tek hücreli organizmalar ve bakteriler bu gruba girer.
Güneş enerjisini kullanarak yağ, protein ve nişasta üretirler.
Besin zincirinin ilk halkasını oluştururlar.
b. Tüketiciler (Hetotrof Canlılar)
Besinlerini yapamayan ve hazır olarak alan canlılardır.
Bu canlıların hemen hemen hepsinin sindirim kanalı bulunur.
Tüketiciler; otçullar, etçiller ve hepçiller olmak üzere üçe ayrılır.
Otçullar (birincil tüketiciler); bitkisel besinlerle beslenen canlılardır.
Bitkisel besinlerde bulunan selülozun sindirimi zor olduğu için otçulların sindirim kanalı uzundur.
Otçul memelilerin azı dişleri gelişmiştir. Koyun, geyik, zürafa, tavşan, kör fare, kanarya, ipek böceği ile alglerle beslenen kuyruksuz kurbağa larvaları ve balık yavruları otçullara örnektir.
Etçiller; otla ve etle beslenen hayvanları yiyerek beslenen canlılardır. Proteinlerin sindirimi kolay olduğu için sindirim kanalları kısadır.
Etçillerin köpek dişleri gelişmiştir. Kurt, aslan, kaplan, kartal, atmaca, leylek, yılan, kertenkele ve timsah etçillere örnektir.
Hepçiller; hayvansal ve bitkisel besinlerin her ikisiyle de beslenen canlılardır.
İnsan, ayı, domuz, ev faresi, serçe, karga, hindi, kaplumbağa, tilki, sırtlan hepçillere örnektir.
c. Ayrıştırıcılar (Çürükçül Canlılar)
Canlıları, öldükleri zaman parçalayarak toprağa çevrimini sağlayan mantarlar ve bakterilerdir.
Doğadaki canlıların öldükleri zaman çürükçüller tarafından parçalanmasıyla madensel tuzlar toprağa geri döner.
Yani ölü bitki ve hayvanlar ayrıştırıcılar tarafından minerallere ve humusa dönüştürülür.
Böylece bitkiler bu mineral ve humusu topraktan alarak enerji üretir.

Enerji Akışı
Enerji akışında;
Ekosistemin temel enerji kaynağı Güneştir.
Klorofilli bitkiler güneş yardımıyla inorganik maddeleri organik maddelere dönüştürerek (fotosentez) enerjiyi üretirler.
Bitkiler tarafından üretilen enerji canlıdan canlıya besin yoluyla geçer.
Enerji akışı tek yönlüdür.
Enerji her beslenme seviyesinde değişikliğe uğrar. Bir sonraki beslenme seviyesine azalarak geçer.
Kullanılan enerjinin bir kısmı çevreye ısı olarak yayılır.
Beslenme seviyesinde ölen canlılar çürükçüller tarafından kullanılır.
Böylece enerjinin en büyük kısmı bu yolla kullanılmış olur.

Enerji Piramidi

Enerji piramidi incelendiğinde; kendi besinlerini üretebilen yeşil bitkilerin tüketilmesiyle 2. 3. ve 4. beslenme seviyelerine aktarılan enerjinin azaldığı görülmektedir.
Enerji piramidinde birinci beslenme seviyesinden yukarıya doğru çıkıldıkça biyokütle ve canlı sayısı azalırken, tek bireyin kütlesi büyür ve dokularda biriken zehirli madde artar.
Ayrıştırıcılar enerji piramidinin her aşamasında yer alır.
Etçiller ve hepçiller besin zincirinde ikincil tüketici de üçüncül tüketici de olabilirler.
Tüketiciler dördüncül ve beşincil gibi daha ileri beslenme seviyesinde de bulunabilirler.
Ekosistemde meydana gelen bozulmalar nedeniyle beslenme döngüsünde ikincil tüketiciler azalırsa birincil tüketiciler artar, üreticiler ise azalır.
Enerji piramidini ve beslenme döngüsünü; hastalık, hava şartlarındaki değişim, kontrolsüz avlanma, bitki örtüsünün tahribi ve çevre kirliliği bozmaktadır.

2) Madde Döngüleri
Canlıların yaşamlarını sürdürebilmeleri için su, oksijen, karbon ve azot gibi kimyasal maddelerin; atmosfer, hidrosfer, litosfer ve biyosfer arasında bir döngü oluşturacak şekilde dolaşması gerekir.
Çünkü; ekosistemlerde madde varlığı sınırlıdır ve yerine konmadığı taktirde tükenmeye mahkumdur.
Yani bir ekosistemin doğal dengesini koruyabilmesi ve varlığını sürdürebilmesi için madde ve enerji döngüsü ile tüketilen maddelerin yeniden üretim için ekosisteme geri dönmesi gerekir.
Kısaca; inorganik maddelerin, cansız ortamdan sürekli olarak alınıp canlı unsurlar arasında aktarılmasından sonra cansız ortama geri verilmesine madde döngüsü denir.
Madde döngüsünün enerji akışından farkı, ekosistem içinde sürekli devir yapmasıdır.

a) Su Döngüsü (Hidrolojik Döngü)
Güneş enerjisi ve yerçekiminin etkisiyle ekosferdeki suların; litosfer, hidrosfer ve atmosfer arasındaki hareketine su döngüsü denir.
Su döngüsünün gerçekleşebilmesi için buharlaşma ve yoğunlaşma gibi fiziksel olayların gerçekleşmesi gerekir. Yani yerküredeki okyanus, deniz, göl, akarsu yüzeylerinden buharlaşarak ve canlılardan terleme ile atmosfere verilen su yükselerek soğur.
Soğuyan su buharı yoğuşarak tekrar sıvı veya katı halde yeryüzüne yağış olarak düşer.
Yağışın bir kısmı doğrudan deniz ve okyanuslara düşer böylece; su başladığı yere döner.
Karalara düşen yağış ise toprağı nemlendirir, fazlası ise yer üstü ve yer altı sularını oluşturur.

Su Döngüsünün KaynaklarıOkyanuslar, Denizler , Göller, Akarsular, Baraj Gölleri ve Yer altı sularıdır.
Not: Su döngüsü Ekvatoral iklimde yıl boyunca kesintiye uğramadan devam eder.
Su Döngüsünün Yararları
Kayaçların kimyasal yolla çözünmesini sağlayarak toprak oluşumunu hızlandırır.
Bitkilerin fotosentez yapabilmesini ve topraktaki besin maddelerini kökleriyle alabilmesini sağlar.
Canlıların su ihtiyacını karşılayarak hayatın devamlılığını sağlar.
İklim olaylarının oluşmasını sağlar.
Ekosistemi korur ve ekosistemin dengede kalmasını sağlar.

b) Karbon Döngüsü
Doğadaki atmosfer, litosfer, biyosfer ve hidrosferde bulunan karbondioksitin tüketilmesi ve açığa çıkması sonucunda karbon döngüsü oluşur.
Canlı dokularını oluşturarak canlıların temel yapısını meydana getiren karbon, atmosferde karbondioksit; hidrosferde karbondioksit ve bikarbonat (Sodyum, potasyum gibi); litosferde kömür, doğalgaz, petrol, kireçtaşı; biyosferde organik moleküller (karbonhidrat) halinde bulunur.
Karbonun büyük bir kısmı doğada karbondioksit olarak bulunur.

Karbon dioksitten çıkan karbon fotosentez için çok önemlidir.
Fotosentez olmasaydı Dünya’da bulunan bütün canlılar 35 yıl içinde yok olurdu.
Karbon dioksit sıcaklığı dengeleyerek günlük ve mevsimlik sıcaklıkların aşırı artmasını ve azalmasını engeller.
Denizler ile atmosfer arasında karbon alışverişi çok yavaştır.
Denizler atmosfere oranla 50 kat fazla karbon içerdiklerinden, karbon akışını düzenleyen en önemli kaynaklardır.

KARBONDİOKSİTİN AÇIĞA ÇIKMASICanlıların solunumları sonucu,
Ölen canlıların çürümesi,
Orman yangınları,
Karbonatlı kayaların fiziksel ve kimyasal olarak ayrışması,
Volkanizma olayları
Fosil yakıtların yakılması
KARBONDİOKSİTİN TÜKETİLMESİKara ve deniz bitkilerinin fotosentez sürecinde ve Deniz hayvanlarının kabuk oluşumunda,
Deniz hayvanları ve bitkilerin ölümü ile dibe çökelmeleri sonucu karbonatlı kayaçlar halinde depo edilmelerinde,
Ölen canlıların bünyesindeki karbonun, zamanla basıncın etkisiyle petrol ve kömür gibi fosil yakıtlara dönüşümünde tüketilir.

Karbon Döngüsünün Bozulmaması İçin Alınması Gereken önlemler
Yeşil alanlar korunmalı ve çoğaltılmalıdır.
Fosil yakıtlar gereğinden fazla kullanılmamalıdır.
Endüstri tesislerinin gaz salınımları denetlenmeli ve bu tesislerde filtre kullanımı zorunlu tutulmalıdır.
Fosil yakıtların yerine yenilenebilir (temiz) enerji kaynaklarının (Güneş, rüzgar, hidroelektrik, termal, dalga) kullanımı yaygınlaştırılmalıdır.
Sayıları azalan canlı türleri koruma altına alınmalıdır.

c) Oksijen Döngüsü

Canlıların aldıkları besini enerjiye dönüştürebilmeleri için gerekli olan oksijen atmosferde % 21, hidrosferde ise % 5 oranında bulunmaktadır.
Atmosferde oksijen; moleküler (çok atomlu) yapıda; yani 02 ve 03 (ozon) olarak bulunur.
Oksijen 02 solunumda kullanılırken, ozon 03 ise Güneş'ten gelen ultraviyole ışınlarını tutarak biyosferi korur.
Oksijenin Açığa Çıkması
Atmosferdeki oksijenin iki önemli kaynağı vardır. Bunlardan biri klorofilli canlıların (yeşil bitkiler) fotosentez sürecidir.
Oksijenin diğer kaynağı ise yerden belli yükseklikte bulunan suyun fotolizidir (Güneş ışığı tarafından oksijen ve hidrojene ayrışması).
Oksijen Tüketimi
Oksijen, solunum sırasında; kömür, gaz, petrol gibi maddelerin yanmasında ve organik maddelerin oksidasyonunda (besin maddelerinin yakılmasında) tüketilir.
Böylece oksijen döngüsü gerçekleşmiş olur.

d) Azot Döngüsü
Atmosferde % 78 oranında olan azot (N2) canlılar için temel elementlerden biridir.
Protein ve DNA‘nın bileşenlerinden olan azot ayın zamanda havayı solunum için uygun hale getirir.
Ancak atmosferde bulunan serbest azot, organizmalar tarafından doğrudan kullanılamaz Azotun bitkiler tarafından kullanılabilmesi için bazı süreçlerden geçerek nitrit ve nitratlara dönüştürülmesi; yani bağlanması gerekir
Atmosferde yıldırım ve volkanik faaliyetler sırasında ortaya çıkan elektrik deşarjları sonucunda oksijen ile birleşerek nitrit ve nitratlara dönüşen azot, nitratların yağışlarla toprağa geçmesiyle bitkiler tarafından kullanılır.
Bunun yanında toprakta ve bazı bitkilerin köklerinde bulunan azot bağlayıcı bakteriler sayesinde bitkiler, topraktan nitratları alır ve yapılarına katar.
Besin zinciri ile bitkilerin yapısındaki azot diğer canlılara aktarılır.
Bitkilerin ve diğer canlıların ölmesi ile ayrıştırıcılar tarafından parçalanarak tekrar mikroorganizmalar tarafından nitrit ve nitratlara dönüşen azot, döngüye katılmış olur.

Ekosistemlerdeki Bozulmalar
Dünya ekosistemini oluşturan her ekosistem ve bu ekosistemler içerisindeki bütün öğeler, sürekli bir etkileşim içindedir.
Bu öğelerden herhangi birinde meydana gelen bozulma bütün ekosistemleri etkilemektedir.
Özellikle doğadaki döngülerde meydana gelen bozulmalar büyük sorunlara yol açmaktadır.
Ekosistemlerde meydana gelen bozulmaların iki temel sebebi vardır. Bunlar:
    1) Doğal Kaynaklı Bozulmalar
    2) İnsan Kaynaklı Bozulmalar

1.Doğal Kaynaklı BozulmalarDoğal afetler (deprem, sel, kasırga, yanardağ püskürmeleri ve kuraklık gibi) çevrenin bozulmasına neden olmaktadır.
Örneğin; yanardağ püskürmeleri sonucunda canlı hayat yok olmakta ve zehirli gaz çıkışlarıyla atmosferdeki karbon miktarı artmaktadır. 
2. İnsan Kaynaklı BozulmalarNüfus artışının fazla olması; beslenme, barınma ve sağlık ihtiyaçlarını artırmaktadır.
Bunun sonucunda doğal kaynaklar daha fazla ve bilinçsizce tüketilerek tahrip edilmektedir.
Endüstrileşmenin artmasıyla da atmosfere zehirli gaz salınımı artmakta ve doğal denge bozulmaktadır.

Hidroelektrik Potansiyel
Akarsuların akış hızına bağlı olarak elde edilen enerjiye hidroelektrik enerjisi denir.
Akarsuların akış hızından yararlanılarak enerji elde edilen tesislere ise hidroelektrik santral (HES) denir.
Hidroelektrik santraller, biriktirmeli (baraj) ve biriktirmesiz (nehir santrali) olmak üzere ikiye ayrılır.
1) Biriktirmeli Hidroelektrik Santraller
Akarsuların yolunun barajlarla kesilerek arkasında göl oluşturulan tesislerdir.
2. Biriktirmesiz Hidroelektrik Santraller (Nehir Santrali)
Akarsulardaki su, tünele yönlendirilir. Tünel yönlendirilen suyla türbin döndürülerek elektrik üretilir.

Hidroelektrik Santrallerinin Kurulması İçin Gereken Koşullar
Akarsuyun debisi yüksek ve devamlı olmalıdır.
Akarsu havzasının beslenme koşulları iyi olmalıdır.
Akarsu denge profiline ulaşmamış olmalıdır.
Akarsu vadisinin dar ve derin olması gerekir.