20.4: المناطق الأحيائية المائية والبحرية

مثل المناطق الأحيائية الأرضية، تتأثر المناطق الأحيائية المائية بالعوامل غير الحيوية. في حالة المناطق الأحيائية المائية، تشمل العوامل غير الحيوية الضوء ودرجة الحرارة ونظام التدفق والمواد الصلبة الذائبة. الوسط المائي - الماء - له خصائص فيزيائية وكيميائية مختلفة عن الهواء. حتى إذا كان الماء الموجود في البركة أو أي جسم مائي آخر واضحًا تمامًا (لا توجد جزيئات معلقة)، فإن الماء بمفرده يمتص الضوء. عندما ينزل المرء عميقًا بدرجة كافية في جسم مائي، سيكون هناك في النهاية عمق لا يمكن لأشعة الشمس الوصول إليه. في حين أن هناك بعض العوامل غير الحيوية والحيوية في النظام البيئي الأرضي التي تحجب الضوء (مثل الضباب أو الغبار أو أسراب الحشرات)، إلا أن هذه ليست عادةً سمات دائمة للبيئة. تعتبر أهمية الضوء في المناطق الأحيائية المائية أمرًا أساسيًا لمجتمعات الكائنات الحية الموجودة في كل من النظم البيئية للمياه العذبة والبحرية لأنها تتحكم في الإنتاجية من خلال التمثيل الضوئي.

بالإضافة إلى الضوء، يعمل الإشعاع الشمسي على تدفئة المسطحات المائية ويظهر العديد منها طبقات مميزة من الماء في درجات حرارة مختلفة. تؤثر درجة حرارة الماء على معدلات نمو الكائنات الحية وكمية الأكسجين المذاب المتاح للتنفس.

حركة المياه مهمة أيضًا في العديد من المناطق الأحيائية المائية. في الأنهار، من الواضح أن الكائنات الحية يجب أن تتكيف مع الحركة المستمرة للمياه المحيطة بها، ولكن حتى في المسطحات المائية الكبيرة مثل المحيطات، تؤثر التيارات العادية والمد والجزر على توافر العناصر الغذائية والموارد الغذائية ووجود المياه نفسها.

أخيرًا، تحتوي جميع المياه الطبيعية على مواد صلبة مذابة أو أملاح. تحتوي المياه العذبة على مستويات منخفضة من هذه المواد الذائبة لأن المياه يتم إعادة تدويرها بسرعة من خلال التبخر والترسيب. تحتوي المحيطات على نسبة عالية من الملح بشكل ثابت نسبيًا. تحتوي الموائل المائية على واجهة النظم البيئية البحرية والمياه العذبة على بيئات ملح معقدة ومتغيرة تتراوح بين مستويات المياه العذبة والمستويات البحرية. تُعرف هذه البيئات باسم بيئات المياه المالحة. تقوم البحيرات الموجودة في أحواض الصرف المغلقة بتركيز الملح في مياهها ويمكن أن تحتوي على نسبة عالية جدًا من الملح لا تستطيع سوى عدد قليل من الأنواع المتخصصة للغاية أن تعيش فيه.

المناطق الأحيائية البحرية

المحيط عبارة عن جسم مستمر من المياه المالحة وهو موحد نسبيًا في التركيب الكيميائي. إنه حل ضعيف للأملاح المعدنية والمواد البيولوجية المتحللة. داخل المحيط، تعتبر الشعاب المرجانية نوعًا ثانيًا من المناطق الأحيائية البحرية. تشكل مصبات الأنهار، وهي مناطق ساحلية تختلط فيها المياه المالحة والمياه العذبة، منطقة أحيائية بحرية فريدة ثالثة.

يتم تصنيف المحيط من خلال عدة مناطق (الشكل\(\PageIndex{2}\)). يشار إلى جميع مياه المحيط المفتوحة باسم العالم البحري (أو المنطقة). يمتد العالم القاعي (أو المنطقة) على طول قاع المحيط من الخط الساحلي إلى أعمق أجزاء قاع المحيط. من السطح إلى الأسفل أو الحد الذي يحدث فيه التمثيل الضوئي هو المنطقة الضوئية (حوالي 200 متر أو 650 قدمًا). في أعماق تزيد عن 200 متر، لا يمكن للضوء الاختراق؛ وبالتالي، يشار إلى هذه المنطقة باسم المنطقة اللافوتية. غالبية المحيطات غير طبيعية وتفتقر إلى الضوء الكافي لعملية التمثيل الضوئي. يبلغ عمق أعمق جزء من المحيط، وهو تشالنجر ديب (في خندق ماريانا، الواقع في غرب المحيط الهادئ)، حوالي 11,000 متر (حوالي 6.8 ميل). ولإعطاء فكرة عن عمق هذا الخندق، يبلغ متوسط عمق المحيط 4267 مترًا أو 14000 قدم.

محيط

إن التنوع المادي للمحيط له تأثير كبير على تنوع الكائنات الحية التي تعيش داخله. يتم تصنيف المحيط إلى مناطق مختلفة بناءً على مدى وصول الضوء إلى الماء. تحتوي كل منطقة على مجموعة مميزة من الأنواع التي تتكيف مع الظروف الحيوية وغير الحيوية الخاصة بتلك المنطقة.

منطقة المد والجزر (الشكل\(\PageIndex{2}\)) هي المنطقة المحيطية الأقرب إلى الأرض. ومع كل دورة من دورات المد والجزر، تتناوب منطقة المد والجزر بين الغمر بالمياه وتركها مرتفعة وجافة. بشكل عام، يعتقد معظم الناس أن هذا الجزء من المحيط هو شاطئ رملي. في بعض الحالات، تكون منطقة المد والجزر بالفعل شاطئًا رمليًا، ولكنها قد تكون أيضًا صخرية أو موحلة أو كثيفة ذات جذور متشابكة في غابات المانغروف. تعتبر منطقة المد والجزر بيئة متغيرة للغاية بسبب المد والجزر. قد تتعرض الكائنات الحية للهواء عند انخفاض المد وتكون تحت الماء أثناء المد العالي. لذلك، غالبًا ما تتكيف الكائنات الحية التي تزدهر في منطقة المد والجزر مع الجفاف لفترات طويلة من الزمن. كما تصطدم الأمواج بشكل متكرر بشاطئ منطقة المد والجزر ويتم تكييف الكائنات الحية الموجودة هناك لتحمل الأضرار الناجمة عن حركة ضرب الأمواج (الشكل\(\PageIndex{1}\)). تعتبر الهياكل الخارجية للقشريات الساحلية (مثل سرطان البحر وكارسينوس مايناس) صلبة وتحميها من الجفاف (الجفاف) وتلف الأمواج. النتيجة الأخرى للموجات العاصفة هي أن القليل من الطحالب والنباتات تثبت نفسها في الرمال أو الطين المتحرك باستمرار.

الشكل\(\PageIndex{1}\): غالبًا ما توجد نجوم البحر وقنافذ البحر وأصداف بلح البحر في منطقة المد والجزر، كما هو موضح هنا في خليج كاتشيماك بألاسكا. (الائتمان: NOAA)

تمتد المنطقة النيرية (الشكل\(\PageIndex{2}\)) من هامش منطقة المد والجزر إلى أعماق حوالي 200 متر (أو 650 قدمًا) عند حافة الجرف القاري. عندما يكون الماء صافيًا نسبيًا، يمكن أن يحدث التمثيل الضوئي في المنطقة النيرية. يحتوي الماء على الطمي وهو جيد الأكسجين ومنخفض الضغط ومستقر في درجة الحرارة. تساهم جميع هذه العوامل في المنطقة النيرية التي تتمتع بأعلى إنتاجية وتنوع بيولوجي للمحيط. العوالق النباتية، بما في ذلك بكتيريا التمثيل الضوئي والأنواع الكبيرة من الطحالب، مسؤولة عن الجزء الأكبر من هذه الإنتاجية الأولية. تتغذى العوالق الحيوانية والنباتية والأسماك الصغيرة والجمبري على المنتجين وهي مصدر الغذاء الأساسي لمعظم مصايد الأسماك في العالم. توجد غالبية مصايد الأسماك هذه داخل المنطقة الشمالية.

ما وراء المنطقة النيرية توجد منطقة المحيط المفتوحة المعروفة باسم المنطقة المحيطية (الشكل\(\PageIndex{2}\)). يوجد داخل المنطقة المحيطية طبقات حرارية. تدعم العوالق النباتية والعوالق الحيوانية الوفيرة مجموعات الأسماك والحيتان. العناصر الغذائية نادرة وهذا جزء أقل إنتاجية نسبيًا من المنطقة الأحيائية البحرية. عندما تموت الكائنات الحية التي تقوم بعملية التمثيل الضوئي والكائنات الحية التي تتغذى عليها، تسقط أجسامها إلى قاع المحيط حيث تبقى؛ ويفتقر المحيط المفتوح إلى عملية إعادة العناصر الغذائية العضوية إلى السطح.

تحت المنطقة البحرية يوجد العالم القاعي، منطقة المياه العميقة خارج الجرف القاري (الشكل\(\PageIndex{2}\)). يتكون الجزء السفلي من العالم القاعي من الرمل والطمي والكائنات الحية الميتة. تنخفض درجة الحرارة مع زيادة عمق المياه. هذا جزء غني بالمغذيات من المحيط بسبب الكائنات الحية الميتة التي تسقط من الطبقات العليا للمحيط. بسبب هذا المستوى العالي من العناصر الغذائية، توجد مجموعة متنوعة من الفطريات والإسفنج وشقائق النعمان البحرية والديدان البحرية ونجوم البحر والأسماك والبكتيريا.

أعمق جزء من المحيط هو المنطقة السحيقة، التي تقع على أعماق 4000 متر أو أكثر. المنطقة السحيقة (الشكل\(\PageIndex{2}\)) باردة جدًا وتحتوي على ضغط مرتفع جدًا ومحتوى أكسجين مرتفع ومحتوى منخفض من العناصر الغذائية. توجد مجموعة متنوعة من اللافقاريات والأسماك في هذه المنطقة، ولكن المنطقة السحيقة لا تحتوي على كائنات التمثيل الضوئي. تستخدم بكتيريا التخليق الكيميائي كبريتيد الهيدروجين والمعادن الأخرى المنبعثة من الفتحات الحرارية المائية العميقة. تستخدم بكتيريا التخليق الكيميائي هذه كبريتيد الهيدروجين كمصدر للطاقة وتعمل كقاعدة للسلسلة الغذائية الموجودة حول الفتحات.

آرت كونيكشن

الشكل\(\PageIndex{2}\): ينقسم المحيط إلى مناطق مختلفة بناءً على عمق المياه والمسافة من الخط الساحلي واختراق الضوء.

في أي من المناطق التالية تتوقع العثور على كائنات التمثيل الضوئي؟

1. المنطقة الأبهوية، والمنطقة النيرية، والمنطقة المحيطية، والعالم القاعي.
2. المنطقة الضوئية ومنطقة المد والجزر والمنطقة النيرية والمنطقة المحيطية.
3. المنطقة الضوئية والمنطقة السحيقة والمنطقة النهرية والمنطقة المحيطية.
4. العالم البحري، والمنطقة الأبهوية، والمنطقة النهرية، والمنطقة المحيطية.

شعاب مرجانية

الشعاب المرجانية هي تلال محيطية تتكون من اللافقاريات البحرية التي تعيش في المياه الضحلة الدافئة داخل المنطقة الضوئية للمحيط. توجد في حدود 30 درجة شمال وجنوب خط الاستواء. الحاجز المرجاني العظيم هو نظام شعاب مرجاني معروف يقع على بعد عدة أميال من الساحل الشمالي الشرقي لأستراليا. أما الشعاب المرجانية الأخرى فهي عبارة عن جزر مهدبة، متاخمة مباشرة للأرض، أو الجزر المرجانية، وهي عبارة عن شعاب دائرية تحيط بجزيرة سابقة تقع الآن تحت الماء. تفرز مستعمرات الكائنات الحية المكونة للشعاب المرجانية (أعضاء phylum Cnidaria) هيكلًا عظميًا من كربونات الكالسيوم. تتراكم هذه الهياكل العظمية الغنية بالكالسيوم ببطء، وبالتالي تشكل الشعاب المرجانية تحت الماء (الشكل\(\PageIndex{3}\)). تتمتع الشعاب المرجانية الموجودة في المياه الضحلة (على عمق حوالي 60 مترًا أو حوالي 200 قدم) بعلاقة متبادلة مع الطلائع أحادية الخلية التي تقوم بعملية التمثيل الضوئي. توفر العلاقة للشعاب المرجانية غالبية التغذية والطاقة التي تحتاجها. المياه التي تعيش فيها هذه الشعاب المرجانية فقيرة من الناحية التغذوية، وبدون هذه التبادلية، لن يكون من الممكن أن تنمو الشعاب المرجانية الكبيرة نظرًا لوجود عدد قليل من الكائنات الحية العوالق التي تتغذى عليها. بعض الشعاب المرجانية التي تعيش في المياه العميقة والباردة ليس لها علاقة متبادلة مع البروتيستس؛ يجب أن تحصل هذه الشعاب المرجانية على طاقتها حصريًا عن طريق التغذية على العوالق باستخدام خلايا لاذعة على مخالبها.

مفهوم في العمل

في هذا الفيديو الخاص بالإدارة الوطنية للمحيطات والغلاف الجوي (NOAA)، يناقش عالم البيئة البحرية الدكتور بيتر إتنوير بحثه عن الكائنات المرجانية.

تعد الشعاب المرجانية واحدة من أكثر المناطق الأحيائية تنوعًا. تشير التقديرات إلى أن أكثر من 4000 نوع من الأسماك تعيش في الشعاب المرجانية. يمكن أن تتغذى هذه الأسماك على المرجان أو الحيوانات الخفية (اللافقاريات الموجودة داخل هياكل كربونات الكالسيوم في الشعاب المرجانية) أو الأعشاب البحرية والطحالب المرتبطة بالمرجان. تشمل هذه الأنواع الحيوانات المفترسة أو الحيوانات العاشبة أو العوالق. الحيوانات المفترسة هي أنواع حيوانية تصطاد وهي من آكلات اللحوم أو «آكلة اللحم». تأكل الحيوانات العاشبة المواد النباتية، وتأكل العوالق العوالق.

الشكل\(\PageIndex{3}\): تتكون الشعاب المرجانية من الهياكل العظمية لكربونات الكالسيوم للكائنات المرجانية، وهي اللافقاريات البحرية في فيلوم سنيداريا. (تصوير: تيري هيوز)

التطور في العمل: التدهور العالمي للشعاب المرجانية

يستغرق بناء الشعاب المرجانية وقتًا طويلاً. تقوم الحيوانات التي تصنع الشعاب المرجانية بذلك على مدى آلاف السنين، وتستمر في إيداع كربونات الكالسيوم ببطء التي تشكل منازلها المميزة في المحيط. وقد تطوّرت حيوانات المرجان، التي تغمرها المياه الاستوائية الدافئة، وشركاؤها المتكافلون في البروتيست للبقاء على قيد الحياة عند الحد الأعلى من درجة حرارة مياه المحيط.

يشكل تغير المناخ والنشاط البشري معًا تهديدات مزدوجة لبقاء الشعاب المرجانية في العالم على المدى الطويل. السبب الرئيسي لقتل الشعاب المرجانية هو ارتفاع درجة حرارة المياه السطحية عن المعتاد. نظرًا لأن الاحتباس الحراري يرفع درجات حرارة المحيط، تعاني الشعاب المرجانية. يتسبب الدفء المفرط في قيام الكائنات المرجانية بطرد الكائنات الحية المندمجة المنتجة للغذاء، مما يؤدي إلى ظاهرة تعرف باسم التبييض. إن ألوان الشعاب المرجانية هي نتيجة لبطانة البروتيست الخاصة، وعندما يغادر البروتيستس، تفقد الشعاب المرجانية لونها وتتحول إلى اللون الأبيض، ومن هنا جاء مصطلح «التبييض».

يؤدي ارتفاع مستويات ثاني أكسيد الكربون في الغلاف الجوي إلى زيادة تهديد الشعاب المرجانية بطرق أخرى؛ فعندما يذوب ثاني أكسيد الكربون في مياه المحيطات، فإنه يخفض درجة الحموضة، وبالتالي يزيد من حموضة المحيطات. مع زيادة الحموضة، فإنها تتداخل مع التكلس الذي يحدث عادةً عندما تبني الحيوانات المرجانية منازلها من كربونات الكالسيوم.

عندما تبدأ الشعاب المرجانية في الموت، ينخفض تنوع الأنواع حيث تفقد الحيوانات الطعام والمأوى. تعتبر الشعاب المرجانية أيضًا وجهات سياحية مهمة اقتصاديًا، لذا فإن تراجع الشعاب المرجانية يشكل تهديدًا خطيرًا للاقتصادات الساحلية.

أدى النمو السكاني البشري إلى إتلاف الشعاب المرجانية بطرق أخرى أيضًا. مع زيادة عدد سكان المناطق الساحلية البشرية، زاد تدفق الرواسب والمواد الكيميائية الزراعية، مما تسبب في أن تصبح بعض المياه الاستوائية التي كانت صافية في السابق غائمة. في الوقت نفسه، سمح الصيد الجائر لأنواع الأسماك الشائعة للأنواع المفترسة التي تأكل الشعاب المرجانية بالمرور دون رقابة.

على الرغم من أن ارتفاع درجات الحرارة العالمية من 1 درجة مئوية إلى 2 درجة مئوية (إسقاط علمي متحفظ) في العقود القادمة قد لا يبدو كبيرًا، إلا أنه مهم جدًا لهذه المنطقة الأحيائية. عندما يحدث التغيير بسرعة، يمكن أن تنقرض الأنواع قبل أن يؤدي التطور إلى أنواع متكيفة حديثًا. يعتقد العديد من العلماء أن الاحتباس الحراري، مع زياداته السريعة (من حيث وقت التطور) والزيادات التي لا هوادة فيها في درجات الحرارة، يقلب التوازن إلى ما وراء النقطة التي يمكن عندها للعديد من الشعاب المرجانية في العالم أن تتعافى.

مصبات الأنهار: حيث يلتقي المحيط بالمياه العذبة

مصبات الأنهار هي مناطق حيوية تحدث عندما يلتقي النهر، وهو مصدر للمياه العذبة، بالمحيط. لذلك، يتم العثور على كل من المياه العذبة والمياه المالحة في نفس المنطقة المجاورة؛ ينتج عن الخلط مياه مالحة مخففة (قليلة الملوحة). تشكل مصبات الأنهار مناطق محمية حيث يبدأ العديد من نسل القشريات والرخويات والأسماك حياتهم. تعتبر الملوحة عاملاً مهمًا يؤثر على الكائنات الحية وتكيفات الكائنات الحية الموجودة في مصبات الأنهار. تختلف ملوحة مصبات الأنهار وتعتمد على معدل تدفق مصادر المياه العذبة. مرة أو مرتين في اليوم، يجلب المد العالي المياه المالحة إلى المصب. يؤدي انخفاض المد والجزر الذي يحدث بنفس التردد إلى عكس تيار المياه المالحة (الشكل\(\PageIndex{4}\)).

الشكل\(\PageIndex{4}\): المصب هو المكان الذي تلتقي فيه المياه العذبة والمياه المالحة، مثل مصب نهر كلاماث في كاليفورنيا، كما هو موضح هنا. (مصدر: سلاح المهندسين بالجيش الأمريكي)

يعد الخلط اليومي للمياه العذبة والمياه المالحة تحديًا فسيولوجيًا للنباتات والحيوانات التي تعيش في مصبات الأنهار. العديد من أنواع نباتات مصبات الأنهار عبارة عن نباتات هلامية يمكنها تحمل الظروف المالحة. تتكيف النباتات الملحية للتعامل مع رذاذ الماء المالح والمياه المالحة على جذورها. في بعض النباتات الملحية، تقوم المرشحات الموجودة في الجذور بإزالة الملح من الماء الذي تمتصه النباتات. طورت الحيوانات، مثل بلح البحر والمحار (phylum Mlosuca)، تكيفات سلوكية تستهلك الكثير من الطاقة لتعمل في هذه البيئة سريعة التغير. عندما تتعرض هذه الحيوانات لملوحة منخفضة، فإنها تتوقف عن التغذية، وتغلق قشرتها، وتتحول من التنفس الهوائي (الذي تستخدم فيه الخياشيم) إلى التنفس اللاهوائي (عملية لا تتطلب الأكسجين). عندما يعود المد العالي إلى المصب، تزداد نسبة الملوحة والأكسجين في الماء، وتفتح هذه الحيوانات أصدافها وتبدأ بالتغذية وتعود إلى التنفس الهوائي.

المناطق الأحيائية للمياه العذبة

تشمل المناطق الأحيائية للمياه العذبة البحيرات والبرك والأراضي الرطبة (المياه الراكدة) وكذلك الأنهار والجداول (المياه المتدفقة). يعتمد البشر على المناطق الأحيائية للمياه العذبة لتوفير الموارد المائية لمياه الشرب وري المحاصيل والصرف الصحي والترفيه والصناعة. يشار إلى هذه الأدوار المختلفة والفوائد البشرية باسم خدمات النظام البيئي. توجد البحيرات والبرك في المناظر الطبيعية الأرضية، وبالتالي فهي مرتبطة بالعوامل غير الحيوية والحيوية التي تؤثر على هذه المناطق الأحيائية الأرضية.

البحيرات والبرك

يمكن أن تتراوح مساحة البحيرات والبرك من بضعة أمتار مربعة إلى آلاف الكيلومترات المربعة. درجة الحرارة هي عامل غير حيوي مهم يؤثر على الكائنات الحية الموجودة في البحيرات والبرك. خلال فصل الصيف في المناطق المعتدلة، يحدث التقسيم الحراري للبحيرات العميقة عندما يتم تسخين الطبقة العليا من المياه بواسطة الشمس ولا تختلط بالمياه العميقة والباردة. تنتج العملية انتقالًا حادًا بين الماء الدافئ أعلاه والماء البارد تحته. لا تختلط الطبقتان حتى تكسر درجات حرارة التبريد والرياح التقسيم الطبقي وتختلط المياه في البحيرة من الأعلى إلى الأسفل. خلال فترة التقسيم الطبقي، تحدث معظم الإنتاجية في الطبقة العليا الدافئة والمضاءة جيدًا، بينما تمطر الكائنات الحية الميتة ببطء إلى الطبقة الباردة والمظلمة أدناه حيث توجد البكتيريا المتحللة والأنواع المتكيفة مع البرودة مثل التراوت في البحيرة. مثل المحيط، تحتوي البحيرات والبرك على طبقة ضوئية يمكن أن يحدث فيها التمثيل الضوئي. توجد العوالق النباتية (الطحالب والبكتيريا الزرقاء) هنا وتوفر قاعدة الشبكة الغذائية للبحيرات والبرك. وتستهلك العوالق الحيوانية، مثل الطيور الدوارة والقشريات الصغيرة، هذه العوالق النباتية. في الجزء السفلي من البحيرات والبرك، تقوم البكتيريا الموجودة في المنطقة المفصلية بتكسير الكائنات الحية الميتة التي تغرق في القاع.

يعتبر النيتروجين وخاصة الفوسفور من العناصر الغذائية المهمة التي تحد من البحيرات والبرك. لذلك، فهي تحدد العوامل في كمية نمو العوالق النباتية في البحيرات والبرك. عندما يكون هناك مدخل كبير من النيتروجين والفوسفور (على سبيل المثال، من مياه الصرف الصحي والجريان السطحي من المروج والمزارع المخصبة)، فإن نمو الطحالب يرتفع بشكل كبير، مما يؤدي إلى تراكم كبير للطحالب يسمى ازدهار الطحالب. يمكن أن تصبح أزهار الطحالب (الشكل\(\PageIndex{5}\)) واسعة النطاق بحيث تقلل من تغلغل الضوء في الماء. ونتيجة لذلك، تصبح البحيرة أو البركة غير قادرة على البقاء ولا تستطيع نباتات التمثيل الضوئي البقاء على قيد الحياة. عندما تموت الطحالب وتتحلل، يحدث استنزاف شديد للأكسجين في الماء. ومن ثم تزداد احتمالية موت الأسماك والكائنات الحية الأخرى التي تتطلب الأكسجين.

الشكل\(\PageIndex{5}\): أدى النمو غير المنضبط للطحالب في هذا الممر المائي إلى ازدهار الطحالب.

الأنهار والجداول

تعمل الأنهار والجداول الضيقة التي تغذي الأنهار باستمرار على تحريك المسطحات المائية التي تنقل المياه من المصدر أو المياه الرأسية إلى الفم عند البحيرة أو المحيط. وتشمل أكبر الأنهار نهر النيل في أفريقيا، ونهر الأمازون في أمريكا الجنوبية، ونهر المسيسيبي في أمريكا الشمالية (الشكل\(\PageIndex{6}\)).

الشكل\(\PageIndex{6}\): تتراوح الأنهار من (أ) الضيقة والضحلة إلى (ب) الواسعة والبطيئة الحركة. (الفضل أ: تعديل العمل من قبل كوري زانكر؛ الائتمان ب: تعديل العمل من قبل ديفيد ديهتر)

تختلف السمات اللاأحيائية للأنهار والجداول على طول النهر أو المجرى. تبدأ التدفقات من نقطة المنشأ المشار إليها باسم مياه المصدر. عادة ما تكون مياه المصدر باردة ومنخفضة العناصر الغذائية ونقية. القناة (عرض النهر أو الدفق) أضيق هنا من أي مكان آخر على طول النهر أو المجرى. تعتبر تيارات المياه الجوفية ضرورية على ارتفاع أعلى من مصب النهر وغالبًا ما تنشأ في المناطق ذات الدرجات الحادة مما يؤدي إلى معدلات تدفق أعلى من الامتدادات المنخفضة للنهر.

تؤدي المياه سريعة الحركة والمسافة القصيرة من منشئها إلى الحد الأدنى من مستويات الطمي في تيارات المياه الرأسية؛ لذلك تكون المياه صافية. يُعزى التمثيل الضوئي هنا في الغالب إلى الطحالب التي تنمو على الصخور؛ يمنع التيار السريع نمو العوالق النباتية. يمكن تقليل التمثيل الضوئي بشكل أكبر من خلال وصول الغطاء الشجري فوق التيار الضيق. يحافظ هذا التظليل أيضًا على انخفاض درجات الحرارة. يمكن أن تأتي مدخلات إضافية للطاقة من الأوراق أو المواد العضوية الأخرى التي تسقط في النهر أو التيار من الأشجار والنباتات الأخرى التي تحد المياه. عندما تتحلل الأوراق، يتم إرجاع المواد العضوية والمواد المغذية في الأوراق إلى الماء. تدعم الأوراق أيضًا السلسلة الغذائية من اللافقاريات التي تأكلها والتي بدورها تأكلها اللافقاريات والأسماك المفترسة. تكيفت النباتات والحيوانات مع هذه المياه سريعة الحركة. على سبيل المثال، تحتوي العلق (phylum Annelida) على أجسام ممدودة ومصاصات على كلا الطرفين. تلتصق هذه المصاصات بالركيزة، مما يحافظ على ثبات العلقة في مكانها. في المناطق المعتدلة، قد تكون أنواع تراوت المياه العذبة (phylum Chordata) مفترسًا مهمًا في هذه الأنهار والجداول سريعة الحركة والباردة.

عندما يتدفق النهر أو التيار بعيدًا عن المصدر، يتسع عرض القناة تدريجيًا، ويتباطأ التيار، وتزداد درجة الحرارة بشكل مميز. ينتج العرض المتزايد عن زيادة حجم المياه من المزيد والمزيد من الروافد. عادةً ما تكون التدرجات أقل على طول النهر، مما يفسر التدفق البطيء. مع زيادة الحجم يمكن أن تأتي زيادة الطمي، ومع تباطؤ معدل التدفق، قد يستقر الطمي، وبالتالي يزيد من ترسب الرواسب. يمكن أيضًا تعليق العوالق النباتية في المياه البطيئة الحركة. لذلك، لن تكون المياه صافية كما هي بالقرب من المصدر. كما أن المياه أكثر دفئًا نتيجة التعرض الطويل لأشعة الشمس وغياب الغطاء الشجري على مساحات أوسع بين البنوك. يمكن العثور على الديدان (phylum Annelida) والحشرات (phylum Arthropoda) وهي تختبئ في الطين. تشمل الفقاريات المفترسة (phylum Chordata) الطيور المائية والضفادع والأسماك. في الأنهار المليئة بالطمي، يجب أن تجد هذه الحيوانات المفترسة طعامًا في المياه العكرة، وعلى عكس سمك السلمون المرقط في المياه الصافية عند المصدر، لا تستطيع هذه الفقاريات استخدام الرؤية كحاسة أساسية للعثور على الطعام. بدلاً من ذلك، من المرجح أن يستخدموا الذوق أو الإشارات الكيميائية للعثور على فريسة.

عندما يصل النهر إلى المحيط أو بحيرة كبيرة، تتباطأ المياه عادةً بشكل كبير ويستقر أي طمي في مياه النهر. ستؤدي الأنهار ذات المحتوى العالي من الطمي التي تصب في المحيطات مع الحد الأدنى من التيارات وحركة الأمواج إلى بناء دلتا ومناطق منخفضة الارتفاع من الرمال والطين، حيث يستقر الطمي في قاع المحيط. تخلق الأنهار ذات المحتوى المنخفض من الطمي أو في المناطق التي تكون فيها التيارات المحيطية أو حركة الأمواج عالية مناطق مصبات الأنهار حيث تختلط المياه العذبة والمياه المالحة.

الأراضي الرطبة

الأراضي الرطبة هي بيئات تكون فيها التربة مشبعة بالمياه بشكل دائم أو دوري. تختلف الأراضي الرطبة عن البحيرات والبرك لأن الأراضي الرطبة تظهر غطاءً شبه مستمر من النباتات الناشئة. تتكون النباتات الناشئة من نباتات الأراضي الرطبة المتجذرة في التربة ولكن لها أجزاء من الأوراق والسيقان والزهور تمتد فوق سطح الماء. هناك عدة أنواع من الأراضي الرطبة بما في ذلك المستنقعات والمستنقعات والمستنقعات والسهول الطينية والمستنقعات المالحة (الشكل\(\PageIndex{7}\)).

الشكل\(\PageIndex{7}\): تقع حديقة إيفرجليدز الوطنية في جنوب فلوريدا، وهي عبارة عن مجموعة واسعة من بيئات الأراضي الرطبة، بما في ذلك مستنقعات الحشائش ومستنقعات السرو وغابات المنغروف عند مصبات الأنهار. هنا، يمشي طائر البلشون الأبيض الكبير بين أشجار السرو. (الائتمان: NPS)

تتميز مستنقعات ومستنقعات المياه العذبة بتدفق المياه البطيء والثابت. تتطور المستنقعات في المنخفضات حيث يكون تدفق المياه منخفضًا أو غير موجود. عادة ما تحدث المستنقعات في المناطق التي يوجد بها قاع طيني مع ضعف الترسيب. الترشيح هو حركة الماء عبر المسام في التربة أو الصخور. المياه الموجودة في المستنقع راكدة والأكسجين مستنفد لأن الأكسجين المستخدم أثناء تحلل المواد العضوية لا يتم استبداله. عندما ينضب الأكسجين الموجود في الماء، يتباطأ التحلل. هذا يؤدي إلى تراكم الأحماض العضوية والأحماض الأخرى وخفض درجة الحموضة في الماء. عند انخفاض درجة الحموضة، يصبح النيتروجين غير متاح للنباتات. هذا يخلق تحديًا للنباتات لأن النيتروجين مورد مقيد مهم. تلتقط بعض أنواع نباتات المستنقعات (مثل ندوس الشمس ونباتات الإبريق ومصائد الذباب فينوس) الحشرات وتستخرج النيتروجين من أجسامها. تتمتع المستنقعات بإنتاجية أولية صافية منخفضة لأن المياه الموجودة في المستنقعات تحتوي على مستويات منخفضة من النيتروجين والأكسجين.

ملخص القسم

تشمل المناطق الأحيائية المائية كلاً من المناطق الأحيائية للمياه المالحة والمياه العذبة. يمكن أن تختلف العوامل اللاأحيائية المهمة لهيكلة المناطق الأحيائية المائية عن تلك التي تظهر في المناطق الأحيائية الأرضية. يعتبر ضوء الشمس عاملاً مهمًا في المسطحات المائية، خاصة تلك العميقة جدًا، بسبب دور التمثيل الضوئي في الحفاظ على بعض الكائنات الحية. تشمل العوامل المهمة الأخرى درجة الحرارة وحركة الماء ومحتوى الملح. قد يُنظر إلى المحيطات على أنها تتكون من مناطق مختلفة بناءً على عمق المياه والمسافة من الخط الساحلي واختراق الضوء. يتم تكييف أنواع مختلفة من الكائنات الحية مع الظروف الموجودة في كل منطقة. الشعاب المرجانية هي أنظمة بيئية بحرية فريدة تعد موطنًا لمجموعة متنوعة من الأنواع. توجد مصبات الأنهار حيث تلتقي الأنهار بالمحيط؛ وتوفر مياهها الضحلة الغذاء والمأوى للقشريات الصغيرة والرخويات والأسماك والعديد من الأنواع الأخرى. تشمل المناطق الأحيائية للمياه العذبة البحيرات والبرك والأنهار والجداول والأراضي الرطبة. تعتبر المستنقعات نوعًا مثيرًا للاهتمام من الأراضي الرطبة التي تتميز بالمياه الراكدة وانخفاض درجة الحموضة ونقص النيتروجين.

اتصالات فنية

الشكل\(\PageIndex{2}\): في أي من المناطق التالية تتوقع العثور على كائنات التمثيل الضوئي؟

أ - المنطقة القطبية، والمنطقة النهرية، والمنطقة المحيطية، والعالم القاعي.
باء - المنطقة الضوئية، ومنطقة المد والجزر، والمنطقة النهرية، والمنطقة المحيطية.
جيم - المنطقة الضوئية، والمنطقة السحيقة، والمنطقة النهرية، والمنطقة المحيطية.
دال - المجال البحري، والمنطقة القطبية، والمنطقة النهرية، والمنطقة المحيطية.

إجابة

باء - المنطقة الضوئية، ومنطقة المد والجزر، والمنطقة النهرية، والمنطقة المحيطية.

مسرد المصطلحات

المنطقة السحيقة

أعمق جزء من المحيط على أعماق 4000 متر أو أكثر

إزهار الطحالب

زيادة سريعة للطحالب في النظام المائي

منطقة أبوتية

الجزء من المحيط حيث لا يمكن أن يحدث التمثيل الضوئي

عالم قاعي

(أيضًا المنطقة القاعية) جزء المحيط الذي يمتد على طول قاع المحيط من الخط الساحلي إلى أعمق أجزاء قاع المحيط

قناة

سرير وضفاف نهر أو مجرى

شعاب مرجانية

سلسلة من سلاسل المحيط تتكون من اللافقاريات البحرية التي تعيش في المياه الضحلة الدافئة داخل المنطقة الضوئية

الكائنات المشفرة

اللافقاريات الموجودة داخل ركيزة كربونات الكالسيوم في الشعاب المرجانية

خدمات النظام البيئي

الفوائد البشرية التي توفرها النظم البيئية الطبيعية

الغطاء النباتي الناشئ

النباتات التي تعيش في المسطحات المائية المتجذرة في التربة ولكن لها أجزاء من الأوراق والسيقان والزهور تمتد فوق سطح الماء

مصب النهر

منطقة تختلط فيها المياه العذبة والمياه المالحة حيث يصب النهر في المحيط أو البحر

منطقة المد والجزر

الجزء من المحيط الأقرب إلى الأرض؛ وتمتد الأجزاء فوق الماء عند انخفاض المد

المنطقة العصبية

الجزء من المحيط الذي يمتد من المد المنخفض إلى حافة الجرف القاري

منطقة محيطية

الجزء من المحيط الذي يبدأ بعيدًا عن الشاطئ حيث يبلغ عمق المياه 200 متر أو عمقها

عالم بحري

(أيضا المنطقة البحرية) مياه المحيطات المفتوحة غير القريبة من القاع أو بالقرب من الشاطئ

منطقة ضوئية

الطبقة العليا من مياه المحيط التي يمكن أن يحدث فيها التمثيل الضوئي

بلانتيفور

حيوان يأكل العوالق

مصدر مياه

نقطة منشأ نهر أو مجرى

الأراضي الرطبة

البيئة التي تكون فيها التربة إما مشبعة بشكل دائم أو دوري بالماء

المساهمون والصفات

• Template:ContribOpenStaxConcepts