Ekoloji ve evre BiyolojisiVI Do Dr Bengi INAR

Ekoloji ve Çevre Biyolojisi-VI Doç. Dr. Bengi ÇINAR KUL

Carbon, Hydrogen, Oxygen, Nitrogen, Phosphorous ve Sülfür C H O N P S Ekosistemin sağlığı bu moleküllerin dengesine bağlıdır. Bunlar aynı zamanda organik maddelerin yapıtaşlarıdır.

KARBON DÖNGÜSÜ Tüm organik maddeler karbon içerirler ve özellikle canlılarda dokuların en önemli yapıtaşıdır. Karbonun başlıca dört büyük deposu vardır: No Teknik adı Yaygın adı Karbon kaynağı 1 atmosfer (en hızlı dönüşüm) havaküre Karbondioksit 2 hidrosfer (en büyük depo) suküre Karbondioksit, çözünmüş organik karbon, bikarbonat 3 litosfer taşküre Petrol, kömür, doğalgaz, karbon 4 biyosfer canlılar küresi Organik moleküller

Canlılar için başlıca karbon kaynağı carbon dioxide gazıdır (CO 2) ve atmosferin önemli bir komponentidir. Atmosferdeki CO 2 bitkilerdeki fotosentez aracılığıyla besin zincirine katılır. Bitkilerin aldıkları karbonun bir kısmı hücre solunumu yoluyla yeniden atmosfere geri dönerken, kalan kısmı, bitkinin dokularında kullanılır. Otçullar tarafından bitkilerin tüketilmesi ile ya da bitkinin ölmesiyle ayrıştırıcılarca parçalanması ile besin zincirinde ilerler. Hayvanlar ve ayrıştırıcılar aldıkları karbonu solunumla tekrar CO 2 olarak atmosfere aktarırlar. Ayrıştırıcılar tarafından toprağa aktarılan karbonun bir kısmı ise uzun bir süre sonra petrol ve kömür gibi fosil yakıta dönüşür.

Atmosferde bulunan karbondioksit oranı küresel ısınma açısından önemlidir. Sanayi devrimi ile beraber ( son 200 yılda CO 2 derişimi 280 pp’den, 370 ppm’e çıkmıştır) fosil yakıtların kullanımındaki artış atmosferde karbondioksit miktarını arttırmıştır. Atmosferdeki CO 2 oranı artışında diğer etkenler: • oksijenli solunum ve çürüme/ayrışma • ağaçların kesilmesi • fosil yakıt, volkanik patlamalar ya da orman yangını gibi olaylar • okyanuslarda kayaların yavaş çözünerek açığa çıkarttığı karbonun, karbondioksit olarak atmosfere geçişi (okyanuslar tüm kaynaklar arasında daha uzun süreli ve en yüksek depo hacmine sahiptir; atmosferin 40 katı)

Ormanların karbon döngüsündeki etkisi: • Normalde ağaçlar CO 2 bağlarlar ve tarım bitkilerine oranla daha uzun yıllar bünyelerinde tutarlar. Milyonlarca yıldır dengenin sürdürülmesinde önemli rol oynamışlardır. Ancak orman yangınları ile bir anda büyük miktarlarda karbon atmosfere salınır. • Ayrıca çok yıllık ağaçların kesilmesi ile de karbon depolayan birimlerin sayısı azalacağından atmosferik karbon miktarı zamanla artar. Bütün bunlar atmosferde biriken net CO 2’i arttırmakta ve küresel ısınmayı hızlandırmaktadır.

Sera etkisi CO 2 ve diğer kirletici gazların atmosferdeki konsantrasyonlarının artması sonucunda yerküre ikliminin ısınması olayıdır. İklimin ısınmasına yol açan bu gazlara kısaca sera gazları adı verilir. Bu gazlar güneşten dünyaya ulaşan ve sonra da normalde uzaya geri dönen kızılötesi ışınları ve ısı enerjisini emer, onların büyük bir bölümünü dünyaya geri yansıtırlar. Buraya kadar normal bir süreçtir. Ancak atmosferde ne kadar çok sera gazı varsa, Dünya o kadar da ısınacaktır.

Termodinamiğin 2. yasasını hatırlayalım: Her enerji transformasyonunda, enerjinin bir miktarı ısı enerjisi olarak çevreye dağılır ve canlı sistem tarafından kullanılamaz. Enerji bir formdan diğer forma dönüştürülürken, yararlı enerjinin bir kısmı daha az iş yapabilen (düşük kaliteli) ısı enerjisi şeklinde çevreye verilir. Bu enerji daha az yoğun ve düzensizdir (yani entropi hep artış eğilimindedir!!) Ø bütün enerji ısı enerjisine dönüşünce ve atmosferden salınamayınca!!!, Ø Ø entropi artınca ve enerji girişi azalınca sistem çalışamaz duruma gelecek ve bu durumda sera etkisi olacaktır

Sera etkisi (greenhouse effect)

Küresel ısınmada ve iklim değişikliğinde rol oynayan sera gazları başlıca: ü Metan ü Ozon ü Azot oksitler ü Kloroflorokarbonlardır. https: //www. epa. gov/ghgemissions/overview-greenhouse-gases

• Metan gazı miktarca daha az olmasına rağmen CO 2’den 20 -25 kat daha fazla ısı enerjisi tutmaktadır ve bu nedenle en az CO 2 kadar önemlidir. • Kömür, doğal gaz ve katı fosil yakıt üretim ve nakliyesi sırasında ortaya çıkmakta; • Ama en çok geviş getiren hayvanların midesinden ve katı atık depolama sahalarında organik atıkların bozulması ile salınmaktadır. Katkı, ülkeye göre değişebiliyor: ABD’de fosil yakıt bazlı enerji, sera gazı salınımının % 80’inden sorumlu. Hayvan kaynaklı salınım ise %6 seviyesinde. İngiltere’de bu oran %3.

Çiftlik hayvanlarının sera gazına katkısı: • Geviş getirenlerin doğaya saldıkları metan gazı, • Yem üretimi için kesilen ormanlar, • Çok yıllık karbon depolayan ağaçların azalıp yerlerinde birkaç yıllık bitkilerin yetiştirilmesi, • Tarımsal sanayi (endüstriyel kaynaklı, transport, depolama, market vb) Çiftlik hayvanları, tarımsal kaynaklı sera gazlarının 2/3’inin salınımından sorumludur; bunun ise %78’i metan gazidir. Okul dışı etkinlik/ İnternet kaynağı: http: //www. fao. org/3/a-i 5165 e. pdf

• Ülkelerin sera gazına katkıları sıralandığında gıda israfı kaynaklı salınımın Rusya ve ABD arasında olduğu görülmektedir… Üretilen gıdanın 1/3’lük kısmı sofraya gelmeden çöpe gidiyor.

http: //www. fao. org/3/a-bb 144 e. pdf

http: //www. fao. org/3/a-bb 144 e. pdf Okul dışı etkinlik: IVSA 1. dönem etkinliğinde tanıtılan Clean bin Project http: //www. cleanbinmovie. com/

Küresel ısınma, sera etkisinin sonucunda, Dünya üzerinde yıl boyunca kara, deniz ve havada ölçülen ortalama sıcaklıklarda görülen artışa verilen isimdir. • • Ölçümlere ek olarak; deniz seviyesinde yükselme, kar ve buzla kaplı bölgelerde geniş çaplı erime, özgül nem artışı ve bitkilerin erken çiçek açması gibi gözlemlerde bunu desteklemektedir. Kuraklık, çölleşme, yağışlardaki dengesizlik ve sapmalar, su baskınları, tayfun, fırtına, hortum vb. meteorolojik olaylarda artışlar gibi iklim değişikliklerine neden olur.

• Küresel ısınma sonucunda, kutuplar ve yakın bölgelerinde eriyen buzulların yerini kara ya da su almaktadır. Bunlar kar ve buza oranla daha az yansıtıcı (albedo düşük) olduğundan, Güneş ışınının emilimi artmakta ve dolayısıyla ısınmanın daha fazla artmasına yol açmaktadır (Ice-Albedo feedback). • Eridikçe erimenin hızlanması…

• Küresel ısınma ve iklim değişikliği konusunda mücadeleyi hedefleyen Kyoto Protokolü 1997’de imzalandı ancak katılımın düşük olması ve taahhütlerin yerine getirilmemesi sebebiyle başarısız oldu. • Paris antlaşması, 2016 itibariyle, sera gazı emisyonuna toplam %55 katkı yapan en az 55 ülkenin anlaşmayı onaylaması koşulunun karşılanması ile 4 Kasım 2016 itibariyle yürürlüğe girmiştir. Anlaşma kapsamında fosil yakıtların kullanımının kısıtlanması ve sera gazı emisyonlarının azaltılmasıyla, küresel sıcaklık artışının 1, 5 ila 2 derecede kalması için ülkelerin çaba gösterilmesi hedeflenmiştir. • Video belgesel; Nat. Geo +6 Derece belgesel gösterim

Kaynaklar 1 - https: //www. youtube. com/watch? v=Zou. WWVyz 9 v 8 2 - 3 - http: //astrocampschool. org/greenhouse-effect/ 3 - https: //sites. google. com/a/gsbi. org/gvc 1506/environment/greenhouse-effect 4 - https: //spaceplace. nasa. gov/seasons/en/ 5 - Mc. Carty, J. P. , Wolfenbarger, L. L. and Wilson, J. A. 2017. Biological Impacts of Climate Change. e. LS. 1– 13. 21