AYT ekosistemler, enerji akışı ve madde döngüleri konu anlatımı kapsamında ekosistemin unsurları, beslenme ilişkileri, trofik düzeyler, karbon-oksijen, azot ve su döngüleri ile su ekosistemlerinin işleyişi işlenecektir.
AYT coğrafya konularının tamamına AYT konu anlatımı arşivinden ulaşabilirsiniz.
Ekosistemin Yapısı ve Unsurları
Ekosistem, Sistem Sınırı ve Ölçek
Ekosistem, belirli bir alandaki canlı toplulukları ile hava, su, toprak ve ışık gibi cansız çevrenin karşılıklı etkileşiminden oluşan işlevsel bütündür. Bir orman, göl veya okyanus ekosistem olabileceği gibi çürümekte olan bir kütüğün içi de daha küçük ölçekte ekosistem olarak incelenebilir. Ölçek değişse de enerji girişi, beslenme ilişkileri ve madde dolaşımı temel işlevler olarak kalır.
Ekosistem sınırları çoğu zaman keskin değildir. Akarsu, çevresindeki yamaçlardan su ve mineral alır; aşağı havzalara madde taşır. Bu nedenle bir unsurdaki değişiklik yalnız bulunduğu noktayı değil, bağlantılı sistemleri de etkileyebilir. Ekosistemin dinamik olması, canlı sayılarının ve çevre koşullarının zamanla değişmesine rağmen ilişkiler ağının sürmesi anlamına gelir.
B) Cansız unsurların canlılardan bağımsız değiştiğini
C) Ekosistemlerin çevrelerindeki madde ve enerji bağlantılarına açık sistemler olduğunu
D) Göllerde enerji akışının çift yönlü gerçekleştiğini
E) Tortul artışının her zaman tür çeşitliliğini yükselttiğini
Biyotik ve Abiyotik Unsurlar
Biyotik unsurlar üreticiler, tüketiciler ve ayrıştırıcılardan oluşur. Abiyotik unsurlar ise ışık, sıcaklık, yağış, rüzgâr, su, gazlar, mineraller, toprak özellikleri ve pH gibi cansız koşullardır. Abiyotik koşullar hangi canlıların yaşayabileceğini sınırlar; canlılar da toprağın organik madde miktarını, atmosferdeki gazları ve suyun kimyasını değiştirebilir.
B) Üretici – suyun tuzluluğu
C) Tüketici – atmosfer basıncı
D) Ayrıştırıcı – güneşlenme süresi
E) Biyotik unsur – kayaç yapısı
Üreticiler ve Birincil Üretim
Üreticiler, karbondioksit gibi inorganik karbon kaynaklarından organik madde oluşturabilen canlılardır. Fotosentezde organik madde üretimi için ışık enerjisi, kemosentezde ise kimyasal tepkimelerden sağlanan enerji kullanılır. Üreticilerin belirli bir alan ve sürede oluşturduğu organik madde miktarına birincil üretim denir. Işık, sıcaklık, su ve besin elementlerinden biri sınırlayıcı olduğunda üretim de sınırlanır.
Üreticiler besin ağlarının tabanını oluşturur ve oluşturdukları organik maddeyle karbonu besin ağına taşırlar. Bitkiler ve algler bazı canlılara yaşam alanı da sağlayabilir. Oksijen, suyun elektron kaynağı olarak kullanıldığı oksijenli fotosentez sırasında yan ürün olarak açığa çıkar; bütün üreticiler bu fotosentezi yapmaz. Bu nedenle üretici biyokütlesindeki kalıcı azalma, besin ağının üst basamaklarına gecikmeli fakat geniş kapsamlı biçimde yansır.
B) Fosfor ve azot tüketici oldukları için üretim değişmez.
C) Besin elementi azlığı yalnız ayrıştırıcıları etkiler.
D) Üreticiler sınırsız fotosentez yapacağından iki göl eşit üretkendir.
E) Her gölde eksik olan besin elementi birincil üretimi sınırlayabilir.
Tüketiciler ve Ayrıştırıcılar
Tüketiciler organik maddelerini başka canlılardan sağlar. Üreticilerle beslenenler birincil tüketici; bunlarla beslenenler ikincil, daha üst yırtıcılar üçüncül tüketici olabilir. Hepçiller farklı beslenme düzeylerinde yer alabildiği için tek bir trofik basamağa sürekli bağlı değildir.
Ayrıştırıcılar, ölü organizmaları ve atıkları daha basit maddelere dönüştüren bakteri ve mantarlardır. Böylece karbon, azot ve mineraller yeniden cansız çevreye kazandırılır. Ayrıştırıcı etkinliğinin zayıflaması ölü organik maddenin birikmesine ve üreticilerin kullanabileceği mineral dönüşünün yavaşlamasına yol açar.
B) Organik kalıntıların birikmesi ve mineral maddelerin çevrime katılmasının yavaşlaması
C) Üreticilerin tüketiciye dönüşmesi
D) Atmosferdeki azotun doğrudan bütün hayvanlarca kullanılması
E) Trofik düzey sayısının sınırsız artması
B) Atmosferdeki oksijenin tamamen tükenmesi
C) Bütün tüketicilerin aynı anda yok olması
D) Ölü organik madde ve atıkların birikmeye başlaması
E) Suyun buharlaşmasının durması
Beslenme İlişkileri ve Enerji Akışı
Besin Zinciri, Besin Ağı ve Ok Yönü
Besin zinciri, organik madde ve enerjinin üreticiden başlayarak tüketicilere aktarılmasını doğrusal biçimde gösterir. Gerçek ekosistemlerde bir tür birden fazla canlıyla beslendiği için zincirler birleşerek besin ağını oluşturur. Ağ yapısı, tek bir türdeki değişimin doğrudan ve dolaylı etkilerini görünür kılar.
Besin ilişkisi okları, yenilenden yiyene doğru çizilir; çünkü ok enerjinin aktığı yönü gösterir. Ot → çekirge oku, çekirgenin otu yediğini ve kimyasal enerjinin çekirgeye geçtiğini belirtir.
B) Yılan sayısı mutlaka artar.
C) Bitkiler üzerindeki çekirge tüketim baskısı azalabilir.
D) Etki yılanlara dolaylı biçimde ulaşabilir.
E) Ağdaki alternatif bağlantılar sonucun şiddetini değiştirebilir.
B türünün sayısının belirgin biçimde azalması, diğer koşullar sabitken hangi türlerde doğrudan besin azalmasına yol açabilir?
B) Yalnız D
C) A ve D
D) C ve D
E) C ve E
Trofik Düzeyler
Besin ağındaki her beslenme basamağı trofik düzey olarak adlandırılır. Üreticiler birinci; otçullar ikinci; otçullarla beslenen etçiller üçüncü düzeydedir. Bir hepçil farklı besinleri tükettiğinde birden fazla trofik düzeyde bulunabilir. Bu nedenle trofik konum tür adından değil, incelenen bağlantıdan belirlenir.
B) Ayrıştırıcıdır.
C) Besinine göre birincil veya ikincil tüketici olabilir.
D) Her durumda besin ağının son basamağıdır.
E) Enerjiyi doğrudan Güneş’ten alır.
Enerjinin Kaynağı ve Tek Yönlü Akış
Çoğu ekosistemin temel enerji kaynağı Güneş’tir. Üreticiler ışık enerjisinin küçük bir bölümünü organik maddede depolar. Tüketici bu organik maddeyi aldığında enerjinin bir kısmını solunum, hareket, büyüme ve üremede kullanır; önemli bir bölüm ısı olarak çevreye dağılır.
Madde atomları yeniden çevrime katılabilir, fakat dağılan ısı aynı besin ağı içinde bütünüyle başlangıç noktasına dönmez. Bu nedenle enerji akışı tek yönlü, madde dolaşımı ise döngüseldir. Ekosistemin işleyişini sürdürebilmesi sürekli enerji girişine bağlıdır.
B) Madde yalnız üreticilerde bulunur.
C) Enerji ayrıştırıcılarla bütünüyle Güneş’e döner.
D) Madde çevrim yapabilirken enerji ısı kayıpları nedeniyle sürekli giriş gerektirir.
E) Karbon ve azot ekosistemden tek yönlü çıkar.
Yüzde 10 İlkesi ve Enerji Piramidi
Bir trofik düzeydeki enerjinin yalnız bir bölümü yeni biyokütleye dönüşerek üst düzeye aktarılabilir. Ders düzeyindeki hesaplamalarda bu oran yaklaşık %10 kabul edilir; gerçek oran canlıya ve ekosisteme göre değişebilir. Üreticide 10.000 kJ enerji varsa birincil tüketiciye yaklaşık 1.000 kJ, ikincil tüketiciye 100 kJ ve üçüncül tüketiciye 10 kJ ulaşır.
B) 5
C) 500
D) 5.000
E) 50.000
Yaklaşık %10 aktarım kabul edildiğinde I, II ve III basamaklarındaki enerji değerleri sırasıyla hangisidir?
B) 2.400 – 24 – 2,4 kJ
C) 240 – 24 – 2,4 kJ
D) 2.400 – 240 – 24 kJ
E) 24.000 – 2.400 – 240 kJ
Biyokütle, Birey Sayısı ve Biyolojik Birikim
Biyokütle, belirli alandaki canlıların toplam organik madde kütlesidir ve çoğu kara ekosisteminde üst trofik düzeylere doğru azalır. Birey sayısı piramidi her zaman aynı biçimde değildir; tek bir ağaç çok sayıda böceği taşıyabilir. Bu nedenle enerji, biyokütle ve sayı piramitleri birbirinin yerine kullanılmaz.
Doğada kolay parçalanmayan bazı kirleticiler canlı dokusunda birikebilir. Kirleticinin besin zincirinde üst düzeylere doğru yoğunluğunun artmasına biyolojik büyütme denir. Enerji azalırken kalıcı kirletici derişiminin artabilmesi, iki göstergenin farklı süreçleri ölçmesinden kaynaklanır.
B) Biyolojik büyütme sonucunda üst trofik düzeylerde kirletici yoğunluğunun artması
C) Üreticilerin enerji üretmemesi
D) Enerjinin üst basamaklarda çoğalması
E) Ayrıştırıcıların bütün kirleticileri yok etmesi
Karbon ve Oksijen Döngüleri
Karbonun Başlıca Depoları
Karbon atmosferde karbondioksit; sularda çözünmüş karbondioksit, bikarbonat ve karbonat; canlılarda organik bileşik; litosferde karbonatlı kayaç, kömür, petrol ve doğal gaz biçimlerinde bulunur. Karbonun uzun süre tutulduğu bu alanlara rezervuar veya depo denir.
Atmosfer küçük fakat hızlı değişebilen bir depo, okyanuslar ve karbonatlı kayaçlar ise çok daha büyük depolardır. Depo büyüklüğü ile akış hızı aynı kavram değildir: Büyük bir depodan yıllık geçiş yavaş, küçük bir depodaki değişim hızlı olabilir.
B) Atmosfer – nitrat; hidrosfer – yalnız oksijen; litosfer – su buharı
C) Biyosfer – yalnız elementel karbon; litosfer – glikoz
D) Hidrosfer – yalnız fosil yakıt; atmosfer – protein
E) Litosfer – klorofil; biyosfer – karbonatlı kayaçla sınırlı
Karbon Akışları: Fotosentez, Solunum ve Ayrışma
Fotosentez atmosfer veya sudaki karbondioksiti organik maddeye bağlar. Beslenme karbonu üreticiden tüketiciye taşır. Solunum ve ayrışma organik karbonun bir bölümünü yeniden karbondioksite dönüştürür. Okyanus-atmosfer arasında çözünme ve gaz çıkışı yönünde iki taraflı karbon alışverişi vardır.
B) Oksijen tüketimi bütünüyle durmuştur.
C) Karbon döngüsü sona ermiştir.
D) Litosferdeki bütün karbon tükenmiştir.
E) Net karbon yutağı işlevi görmektedir.
Jeolojik Karbon, Yanma ve İnsan Etkisi
Deniz canlılarının kabuklarında bağlanan karbon çökelerek karbonatlı kayaçlara, organik kalıntıların bir bölümü uzun jeolojik süreçlerde fosil yakıtlara dönüşebilir. Bu depolanma yavaştır. Fosil yakıtların kısa sürede yakılması ise milyonlarca yılda depolanmış karbonu hızla atmosfere aktarır.
Ormansızlaşma hem karbonu biyokütleden atmosfere çıkarabilir hem de gelecekteki fotosentez kapasitesini azaltabilir. Atmosferdeki karbondioksit artışı sera etkisini güçlendirdiğinden karbon döngüsündeki insan kaynaklı dengesizlik iklim sistemiyle bağlantılıdır.
K, L, M ve N süreçleri sırasıyla hangisidir?
B) Yanma – fotosentez – beslenme – çökelme
C) Fotosentez – beslenme – ölüm/ayrışma – yanma
D) Beslenme – solunum – yanma – fotosentez
E) Çökelme – buharlaşma – solunum – sızma
Oksijen Döngüsü ve Karbonla Bağlantısı
Atmosferdeki moleküler oksijenin başlıca biyolojik kaynağı fotosentezdir. Aerobik solunum, aerobik ayrışma ve yanma moleküler oksijen (O₂) tüketir. Anaerobik (oksijensiz) solunum ve oksijensiz ayrışma ise moleküler O₂ kullanmadan gerçekleşebilir. Bir gölde organik maddelerin aerobik ayrışması çözünmüş O₂’yi azaltabilir. Sulak alanların oksijence fakir toprağında ayrışma oksijensiz koşullarda da sürer; toprağa oksijen girişi aerobik ayrışmayı hızlandırabilir. Üst atmosferdeki ozon da oksijen atomlarından oluşur, ancak canlıların solunumda kullandığı moleküler O₂ ile aynı işlevde değildir.
Fotosentez CO₂ kullanıp O₂ üretir. Aerobik solunum ve yanma O₂ tüketip CO₂ üretir. Organik madde ayrışması oksijenli koşullarda O₂ tüketir; oksijensiz koşullarda da sürebilir ve metan ile CO₂ gibi farklı ürünler oluşturabilir. Bu akışlar karbon ve oksijen döngülerini birbirine bağlar, ancak iki döngünün işleyişi aynı değildir. Okyanusta CO₂’nin çözünmesi, karbonatlı kayaç oluşumu ve ozon kimyası gibi süreçler döngüleri farklılaştırır.
B) Fosil yakıt yanması
C) Aerobik solunum
D) Organik kalıntıların ayrışması
E) Orman yangını
Azot Döngüsü
Azotun Önemi ve Kullanılabilir Hâle Gelmesi
Azot proteinlerin ve nükleik asitlerin yapısına katılır. Atmosferin yaklaşık %78’i azot gazı olmasına rağmen bitki ve hayvanların çoğu bu gazı doğrudan kullanamaz. Atmosferik azotun canlıların kullanabileceği bileşiklere dönüştürülmesine azot bağlanması denir.
Azot bağlanması toprakta veya bitki kökleriyle ortak yaşayan bakterilerce biyolojik yolla; yıldırım gibi yüksek enerjili olaylarla doğal yolla gerçekleşebilir. Sanayide üretilen azotlu gübreler de kullanılabilir azotu artırır.
B) Atmosferik azotun doğrudan ışığa dönüşmesi
C) Azot gazının çoğu bitki tarafından doğrudan alınamayıp bağlanma süreçlerine ihtiyaç göstermesi
D) Azotun yalnız hayvan dokusunda bulunması
E) Toprakta su bulunmasının azotu bütünüyle yok etmesi
Amonifikasyon, Nitrifikasyon ve Özümleme
Ölü canlı ve atıklardaki organik azotun ayrıştırıcılar tarafından amonyum bileşiklerine dönüştürülmesi amonifikasyondur. Nitrifikasyon bakterileri amonyumu önce nitrite, sonra nitrata dönüştürür. Bitkilerin nitrat veya amonyumu kökleriyle alıp organik moleküllerine katması özümlemedir.
Azot bitkiden otçula, otçuldan etçile beslenme yoluyla geçer. Canlıların ölümü ve atıkları organik azotu yeniden ayrıştırıcılara ulaştırır.
B) Özümleme – solunum
C) Azot bağlanması – beslenme
D) Amonifikasyon – nitrifikasyon
E) Buharlaşma – yoğunlaşma
Denitrifikasyon ve Döngünün Kapanması
Denitrifikasyon, oksijenin sınırlı olduğu toprak veya su ortamlarında bazı bakterilerin nitratı azot gazına dönüştürmesidir. Böylece azot atmosfere geri döner. Bu süreç aşırı suya doygun topraklarda artabilir ve tarım toprağındaki kullanılabilir azotun azalmasına yol açabilir.
B) Denitrifikasyon
C) Özümleme
D) Buharlaşma
E) Karbonatlaşma
Buna göre P, R, S ve T sırasıyla hangisidir?
B) Denitrifikasyon – bağlanma – özümleme – nitrifikasyon
C) Nitrifikasyon – denitrifikasyon – bağlanma – özümleme
D) Amonifikasyon – özümleme – bağlanma – nitrifikasyon
E) Azot bağlanması – amonifikasyon – nitrifikasyon – denitrifikasyon
İnsan Etkisi, Gübreleme ve Ötrofikasyon
Azotlu gübre ve atık sularla su ortamlarına fazla nitrat taşınması alg üretimini hızlandırabilir. Aşırı alg çoğalmasının ardından ölü organik madde artar; ayrıştırıcıların oksijen tüketimi yükselir ve suda oksijen yetersizliği oluşabilir. Besin maddesi zenginleşmesiyle gelişen bu sürece ötrofikasyon denir.
B) Ayrışma azalması → alg azalması → oksijen tükenmesi
C) Nitrat azalması → üretim artışı → balık ölümü
D) Oksijen artışı → ayrışma → nitratın yok olması
E) Besin girdisi → alg üretimi → organik kalıntı ve ayrışma artışı → oksijen azalması
Su Döngüsü
Buharlaşma, Terleme, Yoğunlaşma ve Yağış
Güneş enerjisi deniz, göl ve topraktaki suyu buharlaştırır. Bitkilerin yapraklarından atmosfere verilen su buharı terlemedir. Su buharı yükselip soğuduğunda yoğunlaşarak bulut damlacıklarını oluşturur; damla veya buz kristalleri yeterince büyüdüğünde yağış yeryüzüne ulaşır.
Buharlaşma ve terleme birlikte evapotranspirasyon olarak ifade edilir. Sıcaklık, rüzgâr, nem ve bitki örtüsü bu toplamı etkiler. Su döngüsü yeni su üretmez; suyu hidrosfer, atmosfer, litosfer ve biyosfer arasında taşır.
B) Yağışın kesintisiz sürmesi
C) Sızmanın buharlaşmaya dönüşmesi
D) Buharlaşma ve bitki terlemesinin artma eğilimi göstermesi
E) Yer altı suyunun doğrudan buluta dönüşmesi
Yüzeysel Akış, Sızma ve Yer Altı Akışı
Yağışın bir bölümü yüzeyde akarsulara yönelir; bir bölümü toprağa sızar ve daha derine geçerek yer altı suyunu besler. Bitki örtüsü yağışın hızını keser, kökler toprağın gözenekliliğini artırır. Geçirimsiz kayaç veya beton yüzeyler ise sızmayı azaltıp yüzeysel akışı hızlandırır.
B) Yer altı suyu beslenmesi artar – taşkın tepesi gecikir.
C) Sızma azalır – kısa süreli yüzeysel akış ve taşkın riski artar.
D) Buharlaşma bütünüyle durur – yağış artar.
E) Toprak gözenekliliği artar – akış hızı azalır.
Su Bütçesi ve Depolardaki Değişim
Bir havzaya yağışla giren su; akış, evapotranspirasyon ve yer altına sızma yollarıyla hareket eder. Belirli sürede giriş çıkıştan fazlaysa göl, toprak nemi, kar veya yer altı suyu depoları büyüyebilir. Çıkış girişten fazlaysa depolanan su azalır. Bu ilişki su bütçesi olarak değerlendirilir.
B) -50
C) +300
D) -300
E) +550
Arazi Kullanımının Hidrolojik Döngüye Etkisi
Orman tahribi terlemeyi ve yağışın bitkilerce tutulmasını azaltabilir; yüzeysel akışı ve erozyonu artırabilir. Sulak alanların kurutulması su depolama ve taşkın azaltma işlevini zayıflatır. Yer altı suyunun beslenme hızından fazla çekilmesi su tablasını düşürür.
Buna göre aşağıdaki karşılaştırmalardan hangisi doğrudur?
B) X’te sızma ve gecikmeli akış daha güçlü, Y’de ani yüzeysel akış daha fazladır.
C) İki havzanın akış tepkisi zorunlu olarak aynıdır.
D) Y’de yer altı suyu beslenmesi daha fazladır.
E) Y’de bitki terlemesi daha fazladır.
Su Ekosistemlerinde Enerji ve Madde İlişkileri
Su Ortamlarını Belirleyen Faktörler
Su ekosistemlerindeki canlı dağılışı; ışık, derinlik, sıcaklık, tuzluluk, çözünmüş oksijen, akış hızı ve besin elementlerine bağlıdır. Işığın ulaşabildiği fotik bölge fotosentezin yoğunlaşabildiği kesimdir. Derinlikle ışık azalırken basınç artar; sıcaklık ve oksijen de su kütlesinin karışımına göre değişir.
B) Akıntıların bütünüyle durması
C) Yeterli ışığın bulunmaması
D) Basıncın azalması
E) Kıyı çizgisinin uzaması
Okyanus ve Deniz Ekosistemleri
Kıyılar karalardan taşınan mineral ve organik maddelerle beslenir; sığlık nedeniyle ışık tabana daha kolay ulaşabilir. Açık denizin yüzey kesimi ışık almasına rağmen bazı bölgelerde azot veya fosfor yetersizliği üretimi sınırlar. Sıcak ve soğuk akıntıların karşılaşması ya da derin suların yüzeye yükselmesi besin maddelerini fotik bölgeye taşıyarak plankton üretimini artırabilir.
B) Enerji kayıplarının ortadan kalkması
C) Basıncın kıyıda sıfırlanması
D) Ayrıştırıcıların üreticiye dönüşmesi
E) Besin elementlerinin ışık alan yüzey katmanına taşınması
Akarsu ve Göl Ekosistemleri
Akarsuyun yukarı çığırında eğim ve akış hızı yüksek, su genellikle soğuk ve oksijence zengindir; ancak tutunma güçlüğü ve besin azlığı türleri sınırlar. Aşağı çığırda yatak genişler, akış yavaşlar ve taşınan maddeler birikebilir. Akarsu ağzı tatlı-tuzlu su karışımı ve yüksek besin girdisi nedeniyle üretken olabilir.
Göllerde kıyı bölgesi sığ, aydınlık ve bitki gelişimine elverişlidir. Derin merkezde ışık azalır. Mevsimlik sıcaklık tabakalaşması yüzey ile dip arasındaki oksijen ve besin alışverişini sınırlayabilir; karışım dönemleri bu maddeleri yeniden dağıtır.
B) Yaşam alanı çeşitliliği ile besin birikiminin bazı kesimlerde artması
C) Güneş enerjisinin akarsuya ulaşmaması
D) Tuzluluğun her noktada okyanusla eşitlenmesi
E) Ayrıştırmanın imkânsız hâle gelmesi
Sulak Alanların Ekolojik İşlevleri
Sulak alanlar sığ su, sazlık ve yüksek taban suyu koşullarının bulunduğu geçiş ekosistemleridir. Suyu geçici olarak depolayarak taşkın tepesini azaltabilir, tortul ve bazı kirleticileri tutabilir, yer altı suyunu besleyebilir ve çok sayıda tür için üreme-beslenme alanı sağlar.
Sulak alanın kurutulması yalnız su yüzeyini küçültmez; karbon depolama, su arıtma, taşkın düzenleme ve habitat işlevlerini aynı anda zayıflatabilir. Organik toprağın oksijenle temas etmesi ayrışmayı hızlandırarak karbon salımını artırabilir.
B) Drenajın yer altı suyu beslenmesini her zaman artırdığını
C) Ayrışmanın oksijensiz ortamda zorunlu olarak hızlandığını
D) Sulak alanların su düzenleme, habitat ve karbon depolama işlevlerinin bağlantılı olduğunu
E) Kurutmanın madde döngülerini etkilemediğini
Bu alanlarla ilgili aşağıdaki yargılardan hangisi doğrudur?
B) I ve III’te bitkisel üretim her koşulda en yüksektir.
C) IV’te su depolama işlevi bulunmaz.
D) II’de tatlı ve tuzlu su karışımı canlılığı zorunlu olarak yok eder.
E) III’te derinlikle basınç azalır ve ışık artar.
Sonraki Konu: Nüfus Politikaları ve Türkiye Nüfusunun Geleceği