مقدمة في الغلاف الحيوي

• الغلاف الحيوي هو غطاء حي متجدد يشمل الكائنات الحية على سطح الأرض.
• يمتد الغلاف الحيوي من التربة (أو ما يسمى بغطاء التربة Pedosphere) وقشرة التحلل الصخري Lithosphere، ويصل في الغلاف الجوي Atmoshphere إلى نهاية التروبوسفير Troposphere.
• تمتد حدوده في الغلاف المائي Hydrosphere إلى أعماق سحيقة سيتم تحديدها لاحقًا.
• يعمل الغلاف اليابس (سطح القشرة الأرضية) على تثبيت النباتات ونموها، ودعم دورة حياة الحيوانات.
• تتواجد معظم الأحياء في الطبقة العليا من القشرة الأرضية (غلاف التربة Pedosphere)، والتي غالبًا ما تكون طبقة غير عميقة لا تتجاوز المتر الواحد، ولكنها قد تمتد لعدة أمتار.
• تعتبر هذه الطبقة غنية بالأحياء، حيث تعيش فيها جذور النباتات والديدان والحشرات.
• بعض الديدان تصل إلى عمق 8 أمتار، بينما تعيش بعض القوارض (Marmot) بين 5 و 6 أمتار تحت سطح الأرض.
• تصل بعض جذور النباتات إلى أكثر من 10 أمتار، كما هو الحال في النباتات الصحراوية Colociutus.
• أعلى ارتفاع تمكن الإنسان من معرفة وجود كائنات حية في الغلاف الجوي هو 10-13 ألف متر.
• تتركز معظم الكائنات الحية في الهواء في طبقة رقيقة تتراوح بين 50 و 70 مترًا من سطح الأرض.
• يصل ارتفاع بعض الأشجار التي تعيش في المناطق الباردة إلى ما بين 20 و 30 مترًا.
• قد يصل ارتفاع بعض الأشجار في المناطق الاستوائية الرطبة إلى ما بين 50 و 60 مترًا.
• بعد هذا الارتفاع، يبدأ عدد الكائنات الحية في التناقص، وبعد ارتفاع 1000 متر فوق سطح البحر يصبح عدد الكائنات الحية قليلاً جدًا.
• الطيور التي يصل ارتفاع طيرانها إلى أكثر من 1000 متر قليلة جدًا، إلا أن النسر الأمريكي (الكوندور Condor) يستطيع الطيران حتى 7000 متر.
• معظم الحشرات وحتى القوية منها تعيش وتطير في طبقة رقيقة من الهواء ملاصقة لسطح الأرض لا تتجاوز العشرين مترًا.
• تبدأ منطقة البلانكتون الهوائي Aeroplancton من ارتفاع 20 مترًا وحتى 5000 متر، وقد تحمل الرياح بعض البكتيريا إلى ارتفاع 6000 متر.
• الأحياء في الغلاف المائي تغطي 79% من مساحة الكرة الأرضية، وتمتد من سطح الماء وحتى الأعماق السحيقة في البحار والمحيطات.
• توجد أنواع كثيرة من البكتيريا والأسماك التي تعيش في الأعماق السحيقة على عمق 10760 متر في منطقة شرق الفلبين.
• يعتبر انتشار النباتات داخل الماء محدودًا جدًا.
• تعيش النباتات الخضراء في الطبقة العليا من الماء حيث تصل الأشعة الشمسية (200-400 متر تحت سطح الماء)، وتتركز الطحالب الخضراء في نفس العمق.
• تختفي النباتات في الأعماق التي تزيد عن 400 متر، بينما تبدأ الحيوانات المائية التي تقتات على الأعضاء أو الجثث في الازدهار، وتعتبر المياه هنا غنية أكثر مما نعتقد.
• للكائنات الحية في الكرة الأرضية انتشار واسع، حيث تتحمل بعض أنواع الفطر درجة حرارة +140 درجة مئوية، وبعض الميكروبات تتحمل درجة حرارة +180 مئوية.
• يمكن لبعض البذور النباتية أن تعيش آلاف السنين، وقد ثبت أن بعض هذه البذور (مثل بذور القمح والشعير) وجدت في أهرامات مصر العربية وزرعت بشكل تجريبي ونجحت.
• الأحياء موجودة ومنتشرة على سطح الأرض، ويغطي الغلاف الحيوي الأرض بشكل متجدد، بالرغم من وجود بعض المناطق القاحلة مثل الصحاري الحارة والجافة والصحاري الباردة والجافة، حيث تقل الأنواع وعددها في هذه المناطق.
• توجد بقع صغيرة في الكرة الأرضية تخلو من الأحياء، مثل البحر الميت الذي تزيد نسبة الأملاح فيه عن 470 جرام بالألف، وفوهات البراكين النشطة، والمساحات المغطاة بالرماد البركاني الحديث، وبعض الينابيع الحارة التي تزيد درجة حرارتها عن 50 درجة مئوية.

أهمية الغلاف الحيوي

• المادة الحية في المجال الجغرافي المتداخل تلعب دورًا بالغ الأهمية على القشرة الأرضية.
• تشارك الكائنات الحية في تفتيت الصخور وتكوينها، وتساهم بعض المعادن المفيدة في تشكيل التربة وتغيير التضاريس، مما يجعلها عوامل نشطة في ديناميكية الغلاف الجغرافي.
• تلعب النباتات والحيوانات دورًا هامًا في تحليل الصخور وتفتيتها من خلال العمليات الكيماوية والميكانيكية.
• تمارس جذور النباتات ضغوطًا على الصخور من خلال تطورها في الشقوق الصخرية، وقد وجد أن الجذور يمكن أن تمارس ضغطًا كبيرًا يصل إلى ما بين 30-50 كجم/سم2، وتعتبر هذه إحدى العمليات الميكانيكية في تفتيت الصخور من قبل النباتات.
• يمكن ملاحظة التحليل الكيماوي للصخور من قبل النباتات من خلال النباتات السفلى مثل الفطريات والأشنات والطحالب Fungi, Lichine، وذلك من خلال بعض تكويناتها الحامضية حيث تقوم بعملية تحلل كيماوي للمواد المعدنية.
• تتشكل أنواع مختلفة من الصخور بفعل تحولات الصخور العضوية Organogen Rocks، وهي صخور تتشكل من البقايا العضوية مثل الصخور الرسوبية والمتحولة والزيتية.
• تلعب الحيوانات دورًا ميكانيكيًا في تكوين التربة من خلال حفر الأنفاق داخل التربة، مما يساهم في تطور التربة من الناحية الكيماوية عن طريق التهوية وزيادة النفاذية.
• يساهم نشاط الأحياء في التجمع المعدني Mineral acumulation من خلال عمليات الأكسدة للبكتيريا الحديدية Ferobacteria، وتتكون على شكل الليمونايت Limonite.
• تؤثر الكائنات الحية (نباتية وحيوانية) على تشكيل التربة بمشاركة العوامل الجوية المختلفة، حيث تلعب دورًا هامًا في تحلل وتفتيت الصخور الصلبة.
• يؤثر تراكم أوراق الأشجار على سطح الأرض في تطور التربة من خلال العناصر الكيماوية التي تحتويها.
• أوراق الأشجار للغابات النفطية تؤدي إلى تكوين تربة محايدة في المناطق الكلية تكون قيمة محلول تفاعل التربة PH بين 6.4 و 7.4.
• أوراق الغابات الصنوبرية (الابرية) تزيد من حامضية التربة وتشكل دبال حامضي يسمى دبال المور Mor Humus.
• تساعد الحيوانات من خلال إفرازاتها وتحلل جثثها على زيادة المادة العضوية.
• تشكل الكائنات الحية في بعض الأحيان التضاريس في مياه المناطق الحارة والضحلة، حيث يستمر تطور التضاريس عن طريق تراكم الكائنات البحرية الحيوانية والنباتية مما يساعد على ظهورها على السطح فوق الماء لتشكل جزرا صغيرة مثل جزر الكورال.
• يعتبر الغلاف الجوي مختبرًا كيماويًا ضخمًا حيث يكون علم القوة الكيماوية Geochimical force مهمًا جدًا، فالنباتات الخضراء تعتبر محولات قوية للطاقة الشمسية، وتعتمد عليها الحيوانات في حياتها وتطورها.
• يقوم الكلوروفيل بامتصاص الطاقة الشمسية والتي هي طاقة مستهلكة من أجل تبخر الماء، وبعد ذلك يختلط الهيدروجين مع ثاني أكسيد الكربون فيعطي هيدرات الكربون مثل السليولوز والليجانين.
• توجد دورة من العناصر الكيماوية (الهيدروجين، الكربون، اليود، الحديد والسلفات...) تخرج من مركب معين لتدخل في مركب أو مركبات أخرى.
• تقوم الكائنات الحية في المحيطات والبحار بتنقية المياه، حيث تقوم بعض الحيوانات والنباتات بامتصاص بعض الخصائص المعدنية في الماء، فالمياه الصافية التي تخترقها الأشعة الشمسية تتأثر بنمو وتطور الطحالب، وتصبح غنية بالأكسجين مما يخلق بيئة مفضلة لبعض الحيوانات الصغيرة.

تعريف الجغرافيا الحيوية

• الجغرافيا الحيوية (Biogeography) هي علم يدرس توزيع التنوع الحيوي في المكان والزمان.
• يهدف هذا العلم إلى الكشف عن أماكن عيش الكائنات الحية، ومدى تواجدها بكثرة، وأسباب ذلك.
• تعتبر الجغرافيا الحيوية فرعًا من فروع الجغرافيا الطبيعية.
• تهتم بدراسة المكونات العضوية على سطح الأرض، مثل النبات الطبيعي، والحيوان الطبيعي، والتربة وخصائصها.
• تدرس العوامل المؤثرة على توزيع هذه المكونات، وعلاقتها بالإنسان والبيئة.
• دو مارتون: عرف الجغرافيا الحيوية بأنها "دراسة توزيع الكائنات الحية على سطح الأرض وتعليل هذا التوزيع".
• أندرسون: وصف الجغرافيا الحيوية بأنها "علم دراسة وتحليل العلاقة البيولوجية بين الإنسان وبين عناصر بيئته الطبيعية الحية وغير الحية".
• ماريون نيوبيجين: اعتبرت الجغرافيا الحيوية مرادفة لجغرافية النبات والحيوان، وتركز على دراسة العلاقات المتبادلة بين الكائنات الحية.
• بيير دانسيرو: عرفها بأنها "دراسة للنبات والحيوان من حيث المنشأ والتوزيع والتكييف البيئي".

أهمية الجغرافيا الحيوية

• تفسير أسباب وجود أنواع معينة من الأحياء في مناطق محددة، مثل وجود الكنغر في أستراليا.
• توضيح كيفية استجابة الكائنات الحية لبيئاتها والعوامل البيئية مثل المناخ والتربة والمياه.
• تساهم في فهم المشكلات البيئية مثل التصحر والتلوث.
• تساعد في اتخاذ قرارات مستنيرة بشأن استخدام الموارد الطبيعية.
• تعتبر الجغرافيا الحيوية أكثر فروع الجغرافيا الطبيعية تأثرًا بالإنسان وأنشطته المختلفة.
• تظهر بصمات الإنسان بوضوح في التغيرات التي أصابت الغلاف الحيوي.
• فقدت الأحياء الكثير من مناطقها وتقلصت مساحاتها بسبب الإنسان.
• يهتم الجيومورفولوجيون بالجغرافيا الحيوية لدراسة تأثير عناصرها في دورة التعرية وتغيير أشكال سطح الأرض.
• تغيير وتعديل شكل سطح الأرض يعود إلى غطاء التربة، وخصائصها، والغطاء النباتي، والأنشطة البشرية.
• تختص الجغرافيا الحيوية بدراسة الغلاف الحيوي وتأثير الإنسان فيه وما ينتج عن ذلك من اضطراب التوازن الطبيعي.
• ساهم العديد من العلماء في تطوير علم الجغرافيا الحيوية.
• تعتبر هذه الدراسة ضرورية لفهم التحديات البيئية التي تواجه كوكبنا.