البيئة لغةً هي المنزل والحال، ويقال: بيئة طبيعيّة، وبيئة اجتماعيَّة، وبيئة سياسيَّة.[١] أمّا البيئة بلُغَة العِلم (بالإنجليزيّة: Environment) فهي مجموعة العناصر الحيويّة والكيميائيّة والفيزيائيّة التي تحيط بالكائن الحي أو بمجموعة من الكائنات الحيّة وتؤثِّر على وجودها وبقائها،[٢] وعلم البيئة (بالإنجليزية: Ecology) هو أحد فروع علم الأحياء، ويختصّ بدراسة العلاقات المتبادلة بين الكائنات الحيّة نفسها، وبين الكائنات الحيّة والعوامل والكائنات غير الحيّة التي تُحيط بها وتؤثّر على وجودها وتوزيعها.[٣]
مكونات البيئة
تتأثّر البيئة بمجموعة من العوامل أو المكونات، ومنها العوامل الحيويّة والعوامل غير الحيويّة:[٤]
العوامل غير الحيويّة (بالإنجليزية: abiotic factors): وتشمل العوامل الفيزيائيّة والكيميائيّة، ومنها: درجة الحرارة، والملوحة، ودرجة الحموضة، والتّربة، وأشعة الشمس، والمناخ، وغيرها من العوامل.
العوامل الحيويّة (بالإنجليزية: biotic factors): وتشمل الكائنات الحيّة التي تتفاعل في ما بينها، وتُقسم إلى:
المُنتِجات (بالإنجليزيّة: Producers): وهي الكائنات الحيّة التي تصنع غذاءها بنفسها بعملية تُسمّى البناء الضّوئيّ أو التّمثيل الضوئيّ، ومن الأمثلة على المُنتجات: النّباتات والطّحالب التي تحتوي على أصباغ مثل صبغة الكلوروفيل. تمتصّ الأصباغ أشعّةَ الشّمس وتستخدمها لدمج ثاني أكسيد الكربون الموجود في الجو بالماء الذي يمتصه النّبات من التّربة، فتُحوّله إلى مواد عضويّة مثل النّشا والسّليلوز، وتحوّل عملية البناء الضّوئي طاقة أشعة الشّمس إلى طاقة مخزنّة في الرّوابط الكيميائيّة مع الأكسجين؛ مشكّلةً بتلك الطاقة مُنتجاً ثانويّاً يُعدّ المصدر المباشر وغير المباشر للطّاقة التي تزوّد جميع الكائنات الحيّة في النّظام البيئي. من الأمثلة الأخرى على المُنتجات بعض أنواع البكتيريا التي تعيش في قاع المحيطات حيث تتدفق المياه السّاخنة، فتستخدِم هذه البكتيريا الحرارة لتحويل غاز كبريتيد الهيدروجين إلى غذاء، وتُسمّى هذه العملية التمثيل الكيميائيّ (بالإنكليزية: chemosynthesis).
المُستهلِكات (بالإنجليزيّة: consumers): وهي الكائنات الحيّة التي لا تتمكّن من صنع غذائها بنفسها، وتحصل على الطّاقة اللازمة لها بالتغذّي على النّباتات أو الحيوانات، ومنها الكائنات الحيّة التي تتغذى على الكائنات الميتة، وعلى مخلّفات الكائنات الحيّة.
المُحلِّلات (بالإنجليزيّة: Decomposers): وهي الكائنات الحيّة التي تُحلّل المركبات العضويّة المُعقَّدة في أجسام المخلوقات الميِّتة إلى جزيئات أبسط، وتستفيد من الطّاقة النّاتجة من التّحلل (ولا تلتهم المخلوقات الميتة مباشرة).
من ناحية أخرى يمكن تقسيم مكونات البيئة إلى:[٥]
الغلاف الصّخريّ (بالإنجليزيّة: Lithosphere): وهو الغلاف الخارجيّ الذي يحيط بالكرة الأرضيّة، ويُزوّد الكائنات الحيّة بالتّربة، والمعادن، وغيرها من العناصر.
الغلاف المائيّ (بالإنجليزيّة: Hydrosphere): وهو الجزء من الكرة الأرضيّة الذي يحتوي على مياه، ويشمل: البحيرات، والأنهار، والمحيطات وغيرها.
الغلاف الجويّ (بالإنجليزيّة: Atmosphere): وهو طبقة من الهواء والغازات تمتد من سطح الأرض إلى عدة كيلومترات فوقه.
الغلاف الحيويّ (بالإنجليزيّة: Bioshphere): ويُقصد به جميع الكائنات الحيّة التي تتواجد في كلّ من الغلاف الصّخريّ، والمائيّ، والجويّ.
مستويات البيئة
قسّم العلماء البيئة إلى عدة مستويات، وهي:[٦]
الفرد (بالإنجليزيّة: individual): أي كائن حي واحد من نوع معين، مثل: إنسان، قطة، وغيرها.
الجماعة (بالإنجليزيّة: population): مجموعة من الأفراد التي تنتمي لنفس النّوع وتعيش في منطقة معينة.
المجتمع الحيوي (بالإنجليزيّة: community): مجموعة من الكائنات الحيّة التي تنتمي إلى أنواع مختلفة وتعيش معاََ في منطقة معينة، وتربطها ببعضها البعض علاقات متنوعة، منها:[٧]
التنافس(بالإنجليزيّة: Competition): علاقة تنشأ بين الكائنات الحيّة التي تسعى للحصول على نفس الموارد المحدودة.
الافتراس (بالإنجليزيّة: Predation): علاقة تربط بين كائن حي (المفترس) يتغذّى على كائن حي آخر (الفريسة).
التّكافل (بالإنجليزيّة: Mutualism): علاقة تربط بين نوعين من الكائنات الحيّة، وتعود بالنفع على كلا الطرفين، ومثال عليها نمو نوع من الفطريات على جذور النّباتات، فتُزوّد الفطريات الجذور بالماء، ويزوّد النّبات الفطر بالغذاء.
التّعايش (بالإنجليزيّة: Commensalism): علاقة تربط بين نوعين من الكائنات الحيّة يستفيد منها أحدهما، بينما لا يستفيد الآخر ولا يتضرر، ومثال عليها بعض أنواع البكتيريا التي تعيش في جسم الإنسان، فتستمدّ منه غذاؤها، بينما لا يستفيد الإنسان ولا يتضرر.
التّطفّل (بالإنجليزيّة: Parasitism): علاقة تربط بين نوعين من الكائنات الحيّة يستفيد منها أحدهما ويتضرر الآخر، ومثال عليها الدّودة الشّريطية التي تنمو في أمعاء الإنسان المصاب بها.
النّظام البيئي (بالإنجليزيّة: Ecosystem): منطقة معيّنة تحتوي على كائنات حيّة (من أنواع مختلفة)، ومكونات غير حيّة تؤثّر على بعضها البعض، ويمكن للنظام البيئي أن يكون صغيراً كحديقة منزل، أو كبيراََ كقارة استراليا مثلاََ.
فروع علم البيئة
من فروع علم البيئة الرئيسية ما يلي:[٣]
علم البيئة الفسيولوجيّ: يبحث في تأثير العوامل البيئيّة الحيّة وغير الحيّة على فسيولوجيا الكائن الحي وتكيفّه مع بيئته.
علم البيئة السّلوكيّ: يبحث في الأساس التّطوّريّ والبيئيّ لسلوك الحيوان، ودور السّلوك في تكيّف الحيوان مع بيئته.
علم بيئة السّكان أو الجماعات: يبحث في ديناميكا أو تحركات الجماعات وتفاعلها مع الظّروف البيئيّة المختلفة.
علم بيئة المجتمعات: يبحث في التّفاعلات والعلاقات بين الأنواع المختلفة في المجتمع الواحد.
علم أنظمة البيئة: يبحث في مسار انتقال الطّاقة والمادة في الأنظمة البيئيّة.
علم البيئة الصّحيّ: يبحث في قضايا صحّة البشر التي تتعلّق بالاضطرابات البيئيّة.
علم بيئة المناظر الطّبيعيّة: ويبحث في العناصر المكانية للمناظر الطّبيعية، وتأثير البشر والاضطرابات عليها.
علم البيئة العالميّ: ويبحث في المسائل البيئيّة على مستوى العالم.
علم البيئة التّطوريّ: ويبحث في تطور الأنواع والتّفاعل ما بينها.
علم البيئة اللّغويّ: ويبحث في العلاقة بين اللغة والبيئة.
مشاكل البيئة
من أهم المشاكل التي تواجهها البيئة ما يلي:[٨]
التّلوث: ومن أنواعه تلوث الماء، والهواء، والتّربة.
الاحتباس الحراريّ: ويؤدّي إلى ارتفاع درجة حرارة المحيطات، وذوبان الجبال الجليديّة؛ ممّا يؤدّي إلى ارتفاع مستوى سطح البحر.
الانفجار أو الاكتظاظ السّكانيّ: يؤدّي زيادة عدد السّكان إلى نقص الموارد الطّبيعيّة، والاستخدام المفرط للأسمدة الكيماويّة، والمبيدات الحشريّة في العمليات الزّراعيّة.
استنفاذ الموارد الطّبيعية، ومنها مصادر الوقود الأحفوريّ.
زيادة حجم النّفايات، ومنها النّفايات النّووية، والإلكترونيّة، بالإضافة إلى البلاستيك وغيرها من النّفايات التي يجب التّخلُّص منها بطرق آمنة.
فقدان التّنوع الحيويّ: تؤدي الأنشطة البشريّة إلى تدمير الموائل الطّبيعيّة لكثير من أنواع الكائنات الحيّة؛ ممّا يؤدي إلى انقراضها.
إزالة الغابات: يؤدي الطّلب المتزايد على الغذاء والمأوى إلى قطع الأشجار، ويؤثر بالتّالي على مستوى الأكسجين في الجو.
تحمُّض المحيطات: تزداد حموضة المحيطات نتيجة للإنتاج المُفرِط لغاز ثاني أكسيد الكربون، ويؤثّر ذلك على العوالق والمحار، فتصبح صدفاتها هشّة.
نضوب طبقة الأوزون: يُسبِّب الاستخدام المفرط لمركبات كلوروفلوروكربون إلى استنزاف الأوزون الذي يعمل كطبقة عازلة تمنع وصول الأشعة فوق البنفسجيّة الضّارة لسطح الأرض.
مكونات البيئة
تتأثّر البيئة بمجموعة من العوامل أو المكونات، ومنها العوامل الحيويّة والعوامل غير الحيويّة:[٤]
العوامل غير الحيويّة (بالإنجليزية: abiotic factors): وتشمل العوامل الفيزيائيّة والكيميائيّة، ومنها: درجة الحرارة، والملوحة، ودرجة الحموضة، والتّربة، وأشعة الشمس، والمناخ، وغيرها من العوامل.
العوامل الحيويّة (بالإنجليزية: biotic factors): وتشمل الكائنات الحيّة التي تتفاعل في ما بينها، وتُقسم إلى:
المُنتِجات (بالإنجليزيّة: Producers): وهي الكائنات الحيّة التي تصنع غذاءها بنفسها بعملية تُسمّى البناء الضّوئيّ أو التّمثيل الضوئيّ، ومن الأمثلة على المُنتجات: النّباتات والطّحالب التي تحتوي على أصباغ مثل صبغة الكلوروفيل. تمتصّ الأصباغ أشعّةَ الشّمس وتستخدمها لدمج ثاني أكسيد الكربون الموجود في الجو بالماء الذي يمتصه النّبات من التّربة، فتُحوّله إلى مواد عضويّة مثل النّشا والسّليلوز، وتحوّل عملية البناء الضّوئي طاقة أشعة الشّمس إلى طاقة مخزنّة في الرّوابط الكيميائيّة مع الأكسجين؛ مشكّلةً بتلك الطاقة مُنتجاً ثانويّاً يُعدّ المصدر المباشر وغير المباشر للطّاقة التي تزوّد جميع الكائنات الحيّة في النّظام البيئي. من الأمثلة الأخرى على المُنتجات بعض أنواع البكتيريا التي تعيش في قاع المحيطات حيث تتدفق المياه السّاخنة، فتستخدِم هذه البكتيريا الحرارة لتحويل غاز كبريتيد الهيدروجين إلى غذاء، وتُسمّى هذه العملية التمثيل الكيميائيّ (بالإنكليزية: chemosynthesis).
المُستهلِكات (بالإنجليزيّة: consumers): وهي الكائنات الحيّة التي لا تتمكّن من صنع غذائها بنفسها، وتحصل على الطّاقة اللازمة لها بالتغذّي على النّباتات أو الحيوانات، ومنها الكائنات الحيّة التي تتغذى على الكائنات الميتة، وعلى مخلّفات الكائنات الحيّة.
المُحلِّلات (بالإنجليزيّة: Decomposers): وهي الكائنات الحيّة التي تُحلّل المركبات العضويّة المُعقَّدة في أجسام المخلوقات الميِّتة إلى جزيئات أبسط، وتستفيد من الطّاقة النّاتجة من التّحلل (ولا تلتهم المخلوقات الميتة مباشرة).
من ناحية أخرى يمكن تقسيم مكونات البيئة إلى:[٥]
الغلاف الصّخريّ (بالإنجليزيّة: Lithosphere): وهو الغلاف الخارجيّ الذي يحيط بالكرة الأرضيّة، ويُزوّد الكائنات الحيّة بالتّربة، والمعادن، وغيرها من العناصر.
الغلاف المائيّ (بالإنجليزيّة: Hydrosphere): وهو الجزء من الكرة الأرضيّة الذي يحتوي على مياه، ويشمل: البحيرات، والأنهار، والمحيطات وغيرها.
الغلاف الجويّ (بالإنجليزيّة: Atmosphere): وهو طبقة من الهواء والغازات تمتد من سطح الأرض إلى عدة كيلومترات فوقه.
الغلاف الحيويّ (بالإنجليزيّة: Bioshphere): ويُقصد به جميع الكائنات الحيّة التي تتواجد في كلّ من الغلاف الصّخريّ، والمائيّ، والجويّ.
مستويات البيئة
قسّم العلماء البيئة إلى عدة مستويات، وهي:[٦]
الفرد (بالإنجليزيّة: individual): أي كائن حي واحد من نوع معين، مثل: إنسان، قطة، وغيرها.
الجماعة (بالإنجليزيّة: population): مجموعة من الأفراد التي تنتمي لنفس النّوع وتعيش في منطقة معينة.
المجتمع الحيوي (بالإنجليزيّة: community): مجموعة من الكائنات الحيّة التي تنتمي إلى أنواع مختلفة وتعيش معاََ في منطقة معينة، وتربطها ببعضها البعض علاقات متنوعة، منها:[٧]
التنافس(بالإنجليزيّة: Competition): علاقة تنشأ بين الكائنات الحيّة التي تسعى للحصول على نفس الموارد المحدودة.
الافتراس (بالإنجليزيّة: Predation): علاقة تربط بين كائن حي (المفترس) يتغذّى على كائن حي آخر (الفريسة).
التّكافل (بالإنجليزيّة: Mutualism): علاقة تربط بين نوعين من الكائنات الحيّة، وتعود بالنفع على كلا الطرفين، ومثال عليها نمو نوع من الفطريات على جذور النّباتات، فتُزوّد الفطريات الجذور بالماء، ويزوّد النّبات الفطر بالغذاء.
التّعايش (بالإنجليزيّة: Commensalism): علاقة تربط بين نوعين من الكائنات الحيّة يستفيد منها أحدهما، بينما لا يستفيد الآخر ولا يتضرر، ومثال عليها بعض أنواع البكتيريا التي تعيش في جسم الإنسان، فتستمدّ منه غذاؤها، بينما لا يستفيد الإنسان ولا يتضرر.
التّطفّل (بالإنجليزيّة: Parasitism): علاقة تربط بين نوعين من الكائنات الحيّة يستفيد منها أحدهما ويتضرر الآخر، ومثال عليها الدّودة الشّريطية التي تنمو في أمعاء الإنسان المصاب بها.
النّظام البيئي (بالإنجليزيّة: Ecosystem): منطقة معيّنة تحتوي على كائنات حيّة (من أنواع مختلفة)، ومكونات غير حيّة تؤثّر على بعضها البعض، ويمكن للنظام البيئي أن يكون صغيراً كحديقة منزل، أو كبيراََ كقارة استراليا مثلاََ.
فروع علم البيئة
من فروع علم البيئة الرئيسية ما يلي:[٣]
علم البيئة الفسيولوجيّ: يبحث في تأثير العوامل البيئيّة الحيّة وغير الحيّة على فسيولوجيا الكائن الحي وتكيفّه مع بيئته.
علم البيئة السّلوكيّ: يبحث في الأساس التّطوّريّ والبيئيّ لسلوك الحيوان، ودور السّلوك في تكيّف الحيوان مع بيئته.
علم بيئة السّكان أو الجماعات: يبحث في ديناميكا أو تحركات الجماعات وتفاعلها مع الظّروف البيئيّة المختلفة.
علم بيئة المجتمعات: يبحث في التّفاعلات والعلاقات بين الأنواع المختلفة في المجتمع الواحد.
علم أنظمة البيئة: يبحث في مسار انتقال الطّاقة والمادة في الأنظمة البيئيّة.
علم البيئة الصّحيّ: يبحث في قضايا صحّة البشر التي تتعلّق بالاضطرابات البيئيّة.
علم بيئة المناظر الطّبيعيّة: ويبحث في العناصر المكانية للمناظر الطّبيعية، وتأثير البشر والاضطرابات عليها.
علم البيئة العالميّ: ويبحث في المسائل البيئيّة على مستوى العالم.
علم البيئة التّطوريّ: ويبحث في تطور الأنواع والتّفاعل ما بينها.
علم البيئة اللّغويّ: ويبحث في العلاقة بين اللغة والبيئة.
مشاكل البيئة
من أهم المشاكل التي تواجهها البيئة ما يلي:[٨]
التّلوث: ومن أنواعه تلوث الماء، والهواء، والتّربة.
الاحتباس الحراريّ: ويؤدّي إلى ارتفاع درجة حرارة المحيطات، وذوبان الجبال الجليديّة؛ ممّا يؤدّي إلى ارتفاع مستوى سطح البحر.
الانفجار أو الاكتظاظ السّكانيّ: يؤدّي زيادة عدد السّكان إلى نقص الموارد الطّبيعيّة، والاستخدام المفرط للأسمدة الكيماويّة، والمبيدات الحشريّة في العمليات الزّراعيّة.
استنفاذ الموارد الطّبيعية، ومنها مصادر الوقود الأحفوريّ.
زيادة حجم النّفايات، ومنها النّفايات النّووية، والإلكترونيّة، بالإضافة إلى البلاستيك وغيرها من النّفايات التي يجب التّخلُّص منها بطرق آمنة.
فقدان التّنوع الحيويّ: تؤدي الأنشطة البشريّة إلى تدمير الموائل الطّبيعيّة لكثير من أنواع الكائنات الحيّة؛ ممّا يؤدي إلى انقراضها.
إزالة الغابات: يؤدي الطّلب المتزايد على الغذاء والمأوى إلى قطع الأشجار، ويؤثر بالتّالي على مستوى الأكسجين في الجو.
تحمُّض المحيطات: تزداد حموضة المحيطات نتيجة للإنتاج المُفرِط لغاز ثاني أكسيد الكربون، ويؤثّر ذلك على العوالق والمحار، فتصبح صدفاتها هشّة.
نضوب طبقة الأوزون: يُسبِّب الاستخدام المفرط لمركبات كلوروفلوروكربون إلى استنزاف الأوزون الذي يعمل كطبقة عازلة تمنع وصول الأشعة فوق البنفسجيّة الضّارة لسطح الأرض.
