Canlıların gereksinim duydukları su, oksijen, karbon, azot gibi maddelerin canlı ve cansız çevre arasındaki dolanımına madde döngüleri adı verilir.
Su döngüsü:
Yeryüzündeki sular, toprağın altında yer altı sularıyla birleşir. Bu sular deniz, göl ve okyanuslara dökülür. Bitkiler kökleri ile topraktan su alır. Hayvanlar ise doğrudan suyu alarak ya da bitkileri tüketerek su ihtiyacını karşılayabilir. Bitkiler ve hayvanlar suyun bir kısmını terleme ve solunum yoluyla atmosfere geri verir. Güneş ışınlarının etkisiyle deniz, göl ve okyanuslardaki su buharlaşarak tekrar atmosfere yükselir. Atmosferin yüksek kesimlerinde bulunan su buharı soğuk hava ile karşılaşınca yoğunlaşarak kar ve yağmur gibi doğa olayları sayesinde yeryüzüne iner. Suyun bu şekilde dolanmasıyla su döngüsü gerçekleşir.
Dünya üzerindeki su miktarı bu döngü sayesinde dengededir. Ancak kullanılabilir su miktarı azalmaktadır. Bundan dolayı kullandığımız suları tasarruflu bir şekilde kullanmalıyız.
Oksijen döngüsü:
Oksijen havada O2 şeklinde bulunur. Soluk alma olayıyla bitki ve hayvan vücuduna giren oksijen, soluk verme sırasında karbondioksidin (CO2) yapısına katılarak havaya karışır. Fotosentez yapan canlılar karbondioksidi havadan alır ve fotosentez sayesinde besinin yapısına katar. Bu olay sonucunda oksijen açığa çıkar ve bu oksijen havaya verilir. Devamlı olarak gerçekleşen bu olaya oksijen döngüsü adı verilir.
Karbon döngüsü:
Karbon canlıların önemli temel yapı bileşenidir. Protein, yağ, karbonhidrat gibi organik maddelerin yapısında bulunur.
Fotosentez sonucunda havadaki karbondioksit besine dönüşür ve karbon besinin yapısına katılmış olur. Oluşan besin, besin zinciri ile diğer canlılara geçer.
Canlı atıkları ve canlı kalıntıları ayrıştırıcılar tarafından ayrılarak karbon tekrardan toprağa katılır. Ayrıca karbondioksit gazı olarak havaya salınımını da sağlarlar.
Organizmaların kalıntılarının toprağa karışması ve fosilleşmesi sonucu fosil yakıtlar oluşur. Fosil yakıtlarının yanması ve canlıların solunum yapmasıyla ortaya çıkan karbondioksit tekrar atmosfere karışır.
Havadaki karbondioksit gazı tekrardan fotosentez sonucu besine çevrilir.
Azot döngüsü:
Havanın yaklaşık %78’ini azot gazı (N) oluşturur. Azot, canlıların yapı taşı olarak kabul edilen proteinin yapısına katıldığı için çok önemlidir. Ancak canlılar havadaki azotu doğrudan kullanamaz. Bunun için azotun azotlu bileşiklere dönüştürülmesi gerekir. Havadaki azotun toprağa, topraktaki azotun ise havaya karışması azot döngüsü sayesinde gerçekleşir.
Havada serbest hâlde bulunan azot, yıldırım ve şimşek gibi hava olayları sırasında su ile birleşip toprağa düşer. Baklagillerin köklerinde yaşayan azot bağlayıcı bakteriler de havanın serbest azotunu bitkinin yapısına katar. Bitkiler azotu topraktan, otçullar ise bitkilerden alır. Etçiller de otçullar ile beslenerek azot ihtiyacını karşılar. Bitkilerin, hayvanların artıkları ve cesetleri ayrıştırıcı bakteriler tarafından çürütülür ve amonyağa dönüştürülür. Toprakta bulunan bazı bakteriler amonyağı bitkilerin kullanabileceği azot tuzlarına dönüştürür. Bazı bakteriler ise topraktaki fazla azotun havaya tekrar aktarımını sağlar. Böylece azot döngüsü tamamlanır.
Madde döngülerinin yaşam açısından önemi:
- Doğadaki madde döngüleri canlı yaşamını çok yakından etkilemektedir. Bu döngülerdeki çok küçük aksaklıklar bütün doğal dengenin bozulmasına neden olabilir.
- Madde döngülerindeki maddelerin miktarı hep aynıdır değişmez. Fakat bu maddelerin dünya üzerindeki bileşikleri ve dağılımları farklılık gösterdiğinden sorunlar oluşabilmektedir.
- Suyun buharlaşması ve yoğuşması sonucu bazı bölgelerde kuraklık artmakta ve ekolojik denge bozulduğundan biyolojik çeşitlilik azalmaktadır.
- Atmosferdeki oksijen miktarının azalması durumunda solunum hastalıklarında artış, oksijenin artması durumundan kontrolsüz orman yangınlarında artış görülebilir.
- Karbon salınımında artış olursa karbonlu bileşik olan CO2( karbondioksit)’in atmosferdeki miktarı da artar. CO2 ısıyı tutan bir gazdır yani sera gazıdır. Bu nedenle miktarı artarsa güneş ışınlarını tutarak sera etkisine neden olur. Sera etkisi atmosferin ısınmasına neden olur. Bu olaya küresel ısınma denir. Küresel ısınma iklim değişikliğine neden olacak bir olaydır.
- Azot döngüsünde atmosferdeki azot miktarında artış gözlenirse azotlu bileşikler su ile birleşerek asit yağmurlarına neden olarak yeryüzündeki canlı yaşamını etkileyecektir.
Ozon tabakası:
- Ozon tabakası 3 tane oksijen molekülünün bir araya gelmesiyle oluşan moleküldür.
- Yer yüzeyinin yaklaşık 30km yukarısında bir araya gelen ozon gazları ozon tabakasını oluşturur.
- Dünyamızın çevresini tamamen sarar ve Güneş’in zararlı ışınlarını(UVB, UVC) soğurarak dünya üzerine ulaşmasını engeller.
- Ozon tabakasının incelmesi canlılar üzerinde bir çok olumsuz durumun oluşmasına neden olur.
Ozon tabakasının incelme nedenleri:
- Kozmetik ve boya sektöründe kullanılan deodorant, parfüm, sprey vb. ürünler,
- Trafikte motorlu taşıtların egzozlarından çıkan zararlı gazlar,
- Soğutucu , klima vb. cihazlarda kullanılan kloroflorokarbon gazları
- Yangın söndürücülerde kullanılan flor, klor vb. halojen gazlar,
- Tarımsal ilaçlarda ve böcek öldürücülerde kullanılan karbontetraklorit neden olmaktadır.
Ozon tabakasının incelmesinin olası etkileri:
- Güneş yanıklarına ve cilt kanserinde artış görülür.
- Denizlerde besin zinciri bozularak balık sayısı azalabilir.
- Gözlerde katarakt problemi artar.
- Tarımsal ürünlerde azalma başlar.
- Bitki ve hayvanların zarar görmesi biyolojik çeşitlilik üzerinde olumsuz sonuçlar doğurur.
- Küresel ısınmanın tetiklenmesine neden olur.
- İnsanlarda bağışıklık sistemi zarar görür.
Sera etkisi ve küresel ısınma:
Atmosferin bileşiminde sera gazları adı verilen su buharı, karbondioksit, metan, ozon gibi çeşitli gazlar bulunur. Bu gazlar ışığı önce soğurur sonra bir kısmını tekrar yayar. Böylece bir çeşit yalıtım görevi yaparak yeryüzünün fazla ısınmasını veya soğumasını engeller. Buna sera etkisi denir. CO2 ve ısıyı tutan diğer gazların miktarındaki artış atmosferin sıcaklığının artmasına neden olur. Sonuçta sera etkisi ve atmosferin sıcaklığı hızla artar. Buna da küresel ısınma adı verilir.
Küresel ısınmaya karşı alınacak önlemler:
- İnsanlar küresel ısınma konusunda bilinçlendirilmelidir.
- Ozon tabakasına zarar veren maddeleri içeren deodorant ve parfümler kullanılmamalıdır.
- Fosil yakıt tüketimi azaltılmalıdır.
- Yenilenemez enerji kaynakları yerine, yenilenebilir enerji kaynakları tercih edilmelidir.
- Ormanlık alanlar artırılmalı, orman tahribatının önüne geçilmelidir.
- Plansız kentleşmenin önüne geçilmelidir.
- Nüfus planlaması yapılmalıdır. Nüfus artışı pek çok problemi yanında getirmektedir.
- Özel araçlar yerine toplu taşıma araçları tercih edilmelidir.
- Binalarda ısı yalıtımına önem verilmelidir.
- Enerji konusunda tasarruf yapılmalıdır. Gereksiz enerji kullanımının önüne geçilmelidir.
Ekolojik ayak izi:
İnsanların ekosistemler üzerindeki etkilerini ölçmek amacıyla ekolojik ayak izi yöntemi geliştirilmiştir. Ekolojik ayak izi tüketilen doğal kaynakların yeniden üretimi, oluşan atıkların geri dönüşümü için ne kadar hava ve suya ihtiyaç duyulduğunu hesaplayan bilimsel bir ölçüdür. Örneğin; günde 1 ekmek (300 gr.) tüketen kişinin, yılda yiyeceği 109,5 kilo ekmek için ne kadar alana tahıl ekimi yapılmalıdır, giydiği elbiselerindeki pamuk için ne kadar pamuk ekilmelidir, içtiği su ne kadar alandan temin edilmektedir, aldığı oksijen için ne kadar orman gereklidir, çöplerinin yok edilmesi için ne kadar bir alan kullanılmaktadır? Kısacası, bütün bu hayatî ihtiyaçların temin edildiği dünyaya bir kişinin ortalama toplam maliyeti ne kadardır? İşte bu sorunun cevabı ekolojik ayak izimizde saklıdır.