بوم شناسی

بوم شناسی یا اِکولوژی ( به فرانسوی: Écologie ) ( ترکیبی از کلمه یونانی: οἶκος به معنای «خانه» و پسوند یونانی: - λογία به معنای «مطالعه» ) شاخه ای از زیست شناسی است[ ۱] که با الگوهای مکانی و زمانی توزیع و فراوانی جانداران سروکار دارد و بررسی هایش شامل علیت ( علت و معلول ) رویدادها نیز می گردد. [ ۲] موضوعات مورد علاقه در بوم شناسی شامل تنوع زیستی، توزیع، زیست توده و جمعیت موجودات به علاوه همکاری و رقابت بین گونه ها می باشد. بوم سازگان ( اکوسیستم ها ) ، برهمکنش پویای بین جانداران، اجتماعاتی که تشکیل می دهند و مؤلفه های غیر زنده محیطشان می باشند. فرآیندهای بوم سازه ای ( اکوسیستمی ) چون: تولید اولیه، خاک زایی، چرخش مواد مغذی و ساختار کنام، شار انرژی و ماده را در محیط تنظیم می کند. این فرایندها توسط موجوداتی با مشخصات خاصی در تاریخ زندگیشان پایدار می گردد.
بوم شناسی مترادف با «محیط زیست گرایی» یا «تاریخ طبیعی» نیست. بوم شناسی با شاخه های علمی چون: زیست شناسی تکاملی، ژنتیک، رفتارشناسی جانوران رابطه نزدیک و همپوشانی دارد. یکی از تمرکزهای اصلی بوم شناسان ارتقاء فهم اثرات تنوع زیستی روی عملکرد بوم شناسانه است. بوم شناسان به دنبال توضیح این موارد هستند:
• فرایندها، برهمکنش ها و سازگاری ها
• حرکت مواد و انرژی در میان جوامع زنده
• توالی بوم شناختی بوم سازگان ها
• فراوانی و توزیع موجودات و تنوع زیستی در بستر محیط
بوم شناسی کاربردهای عملی در این موارد دارد: زیست شناسی بقا، مدیریت تالاب، مدیریت منابع طبیعی ( بوم شناسی کشاورزی، کشاورزی، جنگل داری، دارکشت ورزی، شیلات ) ، طرح ریزی شهری ( بوم شناسی شهری ) ، سلامت جمعی، اقتصاد، پژوهش های بنیادی، علوم کاربردی و برهمکنش های اجتماعی انسان ها ( بوم شناسی انسانی ) . بوم شناسی، انسان ها را به عنوان موجودات مجزا مورد بررسی قرار نمی دهد. بوم سازگان متشکل از موجودات زنده ( شامل انسان ) و منابعی است که به نوبه خود دارای بازخوردهای زیست فیزیکی بر روی اجزای زنده و غیر زنده سیاره زمین اند. بوم سازگان دارای عملکردهایی است که از حیات پشتیبانی کرده و سرمایه های طبیعی چون زیست توده ( غذا، سوخت، الیاف و دارو ) را تولید کرده و نقش های متعدد دیگری چون تنظیم اقلیم، چرخه زیست - زمین - شیمیایی جهانی، فیلتر آب، خاک زایی، کنترل فرسایش، حفاظت از غذا را دارا بوده و از نظر علمی، تاریخی، اقتصادی یا ارزش های ذاتی حائز اهمیت است.

بوم شناسی (ecology)
(یا: اکولوژی) مطالعۀ علمی روابط متقابل گیاهان، جانوران، و محیط زیست. در سال های اخیر، گاهی این واژه را به نحو نادرستی مترادف با محیط زیست به کار برده اند. اصول بوم شناسی در جنبه های متعدد حوزه های مرتبط با حفاظت محیط زیست، مدیریت حیات وحش، جنگل داری، کشاورزی، و مهار آلودگی به کار می آیند. عموماً نظر بر این است که واژۀ اکولوژی (ترکیبی از Oikos یونانی، به معنای «خانه»، و Logos، به معنای «مطالعه») را ارنِست هِکِل وضع کرده است؛ او در ۱۸۶۹ آن را به کار برد و تعریف کرد. ریشه های تاریخی بوم شناسی در تاریخ طبیعی، در فیزیولوژی، اقیانوس نگاری، و نیز تکامل قرار دارد. بوم شناسی را، به علت خاستگاه و اتکای شدیدش به اندازه گیری و ریاضیات، گاهی تاریخ طبیعی علمی (عبارتی که نخستین بار چارلز التون به کار برد) نامیده اند. بوم شناسی به صورت های مختلف به بوم شناسی زمینی، بوم شناسی آب شیرین (دریاچه شناسی)، و بوم شناسی دریایی، یا به بوم شناسی جمعیت، بوم شناسی اجتماع، و بوم شناسی اکوسیستم تقسیم می شود. بوم شناسان معمولاً موجودات زنده را برحسب کارکرد آن ها در محیط زیست رده بندی می کنند. موجوداتِ خودخوراک ساز یا «اُتوتروف» (که تولیدکننده نیز نامیده شده اند) عمدتاً گیاهان سبزی اند که خوراک خود را از دی اکسید کربن، آب، کانی ها، و نور خورشید می سازند، در حالی که دگرخوراک سازان، که مجموعه ای متنوع از موجودات زنده را تشکیل می دهند، دستگاه سوخت وساز برای ساختن خوراک خود ندارند و باید آن را از منابع دیگری تأمین کنند. علف خواران گیاهان را می خورند؛ حیوانات گوشت خوار، یا شکارگران، جانوران را می خورند؛ و همه چیزخواران هم گیاهان و هم جانوران را می خورند. مردارخواران لاشۀ موجودات مرده را می خورند؛ تجزیه کننده ها، ازقبیل باکتری ها و قارچ ها، تمامی موجودات مرده را می خورند. انگل ها موجودات زنده را می خورند، اما یکباره آن ها را نمی بلعند. انگل ها عبارت اند از کنه ها و کََکَ ها، که روی میزبان های خود زندگی می کنند، و کرم های کدو، کرم های حلقوی، و باکتری ها، که در درون میزبان هایشان زندگی می کنند. موجودات زنده در مجموعه هایی به نام اجتماع (جامعه) در کنار یکدیگر زندگی می کنند. برخی از اجتماعات بسیار کوچک اند، مانند آن ها که از بی مهرگان و تجزیه گرانی تشکیل می شوند که در داخل کندۀ درختی در حال پوسیدن زندگی می کنند. اجتماعات دیگری هم به بزرگی یک جنگل یافت می شوند. گسترده ترین اجتماعات، به نام زیست بوم (اقلیم زیست)، مناطق جغرافیایی پهناوری را دربرمی گیرند. زیست بوم های عمدۀ کرۀ زمین عبارت اند از توندراهای شمالگانی (دشت های نواحی قطبی)، جنگل های سوزنی برگ شمالی، جنگل های برگ ریز (درختان پهن برگ)، علف زارها، بیابان ها (کویرها)، و جنگل های بارانی استوایی. چاپارال ها (جنگل های درختچه ای) و جنگل های بارانی درختان سوزنی برگ نیز گاهی ازجملۀ زیست بوم ها تلقی می شوند. بسیاری از بوم شناسان اجتماعات را در متن یک اکوسیستم مطالعه می کنند، که روابط متقابل چرخۀ کانی ها، جریان انرژی و کنترل جمعیت را دربر می گیرد. مطالعۀ اکوسیستم ها رویکردی عملی به بوم شناسی را تسهیل می کند. یکی از هدف های عمدۀ تحقیقات بوم شناختی عبارت از تعیین این امر است که موجودات زنده چگونه کانی ها را در درون یک اکوسیستم حفظ کرده و بازیابی می کنند. تمامی کانی هایی که موجودات زنده مصرف می کنند مهم اند، اما بعضی از آن ها، از قبیل کانی هایی که سرشار از نیتروژن و فسفرند، به مقدار زیادتری مصرف می شوند، و یا ممکن است کمتر از سایر کانی ها در دسترس باشند. علف خواران، با خوردن اجزای گیاه و آن گاه دفع کردن برخی از این مواد، بازیافت کانی ها را شتاب می بخشند؛ به این ترتیب، کانی های موجود در گیاهان سریع تر از موقعی که گیاهان خورده نشده باشند به خاک برمی گردند. مردارخواران موجودات مرده را تجزیه می کنند و این کار را سریع تر از آن انجام می دهند که باکتری ها و قارچ ها بتوانند به تنهایی انجام دهند، و باکتری ها و قارچ ها سرانجام مادۀ مدفوع و سایر مواد آلی کوچک تر را به عناصر کانی آن تجزیه می کنند. گوشت خواران نیز که علف خواران را می خورند به بازیافت کانی هایی کمک می کنند که در پیکر علف خواران یافت می شوند. ریشۀ گیاهان می توانند این مواد را برای استفادۀ مجدد جذب کنند یا ممکن است مواد را از خاکی جذب کنند که از طریق فرآیندهای هوادهی در دسترس قرار می گیرد. اما، برخی از کانی ها از اکوسیستم خارج شده و سرانجام به اقیانوس ها می ریزند، دومین جنبۀ مفید اکوسیستم ها جریان (یافتن) انرژی است. در دهۀ ۱۹۲۰، چارلز التون نشان داد که هرمی از سطوح تغذیه (خوراک) وجود دارد: قاعدۀ این هرم را تولیدکنندگان تشکیل می دهند؛ یک سطح بالاتر از آن ها تعداد کمتری علف خوار و در سطح بعدی تعداد بازهم کمتری گوشت خوار وجود دارد. بوم شناسان در حوزۀ اکوسیستم ترجیح می دهند که این روابط را با مقدار انرژی عبوری از هریک از این سطوح تغذیه ای در دورۀ زمانی معینی بیان کنند. به علت خواص انرژی، که در قالب قوانین بقا و آنتروپی بیان می شوند، در یک واحد زمانی معیّن همواره انرژی بیشتری از تولیدکنندگان عبور می کند تا انرژی موجود در علف خوارانی که آن ها را می خورند، و انرژی موجود در شکارگران آن ها بازهم کمتر است، و به همین ترتیب الی آخر. نظریۀ تکامل داروین اساساً نظریه ای بوم شناختی بود؛ وی این اصل را مسلّم فرض کرد که موجوداتی که برای تولید مثل دوام می آورند آن موجوداتی اند که با محیط زیست شان بهتر از سایر موجودات سازگار می شوند. بوم شناسان به بررسی این نکته می پردازند که موجودات زنده چگونه برای بقا با محیط زیست شان سازگار می شوند. گفته می شود که کارکردهای بوم شناختی هر موجود زنده ای زیست خوان آن موجود را تشکیل می دهد. مثلاً، ممکن است یک حشره موجودی شکارگر باشد، اما نتواند موجودات خیلی بزرگ تر یا خیلی کوچک تر از خودش را شکار کند. همچنین شکارگران روزخیز معمولاً موجودات شبرو یا موجوداتی را که در زیستگاه هایی می زیند که برای شکارگر نامناسب اند شکار نمی کنند. بسیاری از بوم شناسان هوادار اصلی هستند به نام «اصل جدایی بر اثر رقابت»؛ که بنابر آن هر زیست خوان را فقط یک گونه می تواند اشغال کند، زیرا وقتی که یک منبع مورد نیاز محدود باشد و دو یا چند گونه بر سر تصاحب آن رقابت کنند، یکی از این گونه ها نابود خواهد شد مگر آن که بتواند چنان تحول یابد که زیست خوانی اندکی متفاوت را اشغال کند. یکی از روندهای عمده در بوم شناسی همانا بهره گیری فزاینده از مدل سازی ریاضی است، که غالباً استفاده از رایانه را ایجاب می کند. برای شبیه سازی نوسان های جمعیتی، چرخۀ کانی ها، و جریان انرژی از فرمول های ریاضی استفاده می کنند. از این مدل ها برای کشف حوزه هایی که دانش آدمی در آن ها ناکافی است، برای نتیجه گیری و تدوین اصول بوم شناختی و پیش بینی سرنوشت و وضعیت نهایی اکوسیستم هایی می توان کمک گرفت که مجموعه ای از شرایط فرضی بر آن ها حکم فرماست. حوزۀ رشدیابندۀ بوم شناسی سیستم ها از تحلیل نظری و روش های تجربی برای مطالعۀ بروز آشفتگی و اختلال در اکوسیستم ها و پویایی بازسازی آن ها بهره می گیرد. بوم شناسی سیستم ها مستلزم آموزش دیدن دست اندرکاران این حوزه در رشته های گوناگون است: ریاضیات، فناوری رایانه، فیزیولوژی، میکروب شناسی، زیست شیمی، اقلیم شناسی، و علم رده بندی. بوم شناسان بیش از پیش در حل مسائلی درگیر می شوند که از افزایش جمعیت انسان، افزایش آلودگی، نیاز فزاینده به انرژی، و اقدامات روزافزون در جهت نابودکردن اکوسیستم ها برای استفادۀ آدمی، ناشی شده اند. بوم شناسی باید به حل مسائل و مشکلات تغذیۀ مردم جهان، و نیز حل معضلات مربوط به حفاظت طبیعت و محیط زیست، از مدیریت تمام انواع گیاهان و حیات وحش بومی تا حمایت از گونه های درمعرض خطر، کمک کند.