همه محیط‌هایی که در آنها زندگی جریان دارد محیط زیست نامیده می‌شود. به عنوان مثال استخر آب ، یک شهر ، اقیانوس و کویر همگی انواعی انواعی از محیط زیست به حساب می‌آیند.
مقدمه
در محیط زیستی عوامل غیر زنده مانند خاک ، آب ، گازها و غیره به همراه جانداران وجود دارند. موجودات زنده با هم و با محیط غیر زنده خود ارتباطی متقابل برقرار می‌سازند. این ارتباط‌ها برای بقای محیط زیست بسیار لازمند. کارشناسان محیط زیست هنگام بررسی ، مناطق زیستی را مورد مطالعه قرار می‌دهند. هر منطقه زیستی شامل موجودات زنده ویژه عوامل غیر زنده است اکوسیستم نام دارد و دانشی که به بررسی اکوسیستمها می‌پردازد. اکولوژی نامیده می‌شود.
عوامل زنده اکوسیستم
جانداران را براساس نقشی که در محیط دارند به دسته‌های زیر تقسیم می‌شوند.
موجودات تولید کننده (گیاهان سبز)
موجودات مصرف کننده (جانوران)
موجودات تجزیه کننده (باکتری‌ها و قارچ‌ها)
ارتباط موجودات زنده با هم دیگر
مهم ترین ارتباط غذایی است که به صورت زنجیره غذایی و شبکه غذایی در جریان است. علاوه بر ارتباط کلی میان جانداران که به صورت زنجیره غذایی نشان داده می‌شود. انواع دیگری از ارتباط نیز میان آنها وجود دارد که در آن الزاما ارتباط غذایی منجر به از بین رفتن طرفین نمی‌شود بلکه در این نوع ارتباط جانداران به زیستن در کنار هم ادامه می‌دهند.
ارتباط غذایی
زنجیره غذایی
اگر وابستگی غذایی یک موجود زنده را با موجود زنده دیگر به صورت A→B نمایش دهیم بدین معنی است که موجود زنده A غذای موجود زنده B است و به عبارت دیگر B از A تغذیه می‌کند. بدین ترتیب می‌توانیم روابط غذایی زیر را که بین چند موجود زنده برقرار می‌شود نشان دهیم. در این روابط هر موجود زنده به صورت حلقه‌ای از یک زنجیر با موجود زنده دیگر مربوط می‌شود. هر یک از این روابط را یک زنجیره غذایی می‌نامند. در تمام این زنجیره‌های غذایی حلقه اول یک گیاه سبز است حلقه دوم یک جاندار گیاهخوار است و حلقه‌های بعدی را موجودات گوشتخوار تشکیل می‌شوند.
شبکه غذایی
چند زنجیره غذایی که با یکدیگر ارتباط داشته باشند یک شبکه غذایی را بوجود می‌آورند.
شبکه حیات
همه شبکه‌های غذایی با یکدیگر ارتباط دارند بطوری که همه موجودات زنده کره زمین یک شبکه غذایی بزرگ را تشکیل می‌دهد این شبکه غذایی بزرگ ، شبکه حیات نام دارد.
نوع دیگر ارتباط جانداران با هم
رقابت
در رقابت یک موجود به چیزهایی که مورد نیاز موجود زنده دیگر نیز هست احتیاج پیدا می‌کند. مثلا جانوران بین یافتن غذا و لانه سازی و غیره با هم رقابت می‌کنند. در عمل رقابت گاهی دو رقیب با یکدیگر با خبر نیستند. بعضی از رقابت‌ها میان جانداران یک گونه و برخی دیگر در بین جاندارانی که از گونه‌های متفاوت است صورت می‌گیرد. موضوع مورد رقابت اغلب جانوران غذاست. رقابت تختصاص به جانوران ندارد. گیاهان نیز برای بدست آوردن نور ، آب و کانی‌ها با هم به رقابت می‌پردازند.
هم زیستی
هم زیستی یعنی زندگی کردن با یکدیگر و با هم زیستن اما در اکولوژی منظور از هم زیستی هر نوع ارتباط نزدیک میان دو نوع موجود زنده است صورت‌هایی از هم زیستی عبارتند از:
هم سفرگی
در این نوع هم زیستی یکی از افراد ، نه سود می‌برند و نه زیان و دیگری سود می‌برد. مانند رابطه چسبیدن ماهی بادکش‌دار ، بدن کوسه ماهی ، که ماهی بادکش دار در این رابطه سود می‌برد.
همیاری
در این نوع هم زیستی دو موجود زنده هر دو از یکدیگر بهره می‌برند- همیاری ممکن است داوطلبانه و یا اجباری باشد. همیاری گل‌سنگها اجباری است و قارچی که در ساختمان گلسنگ بکار رفته بدون جلبک سبز قادر به ادامه حیات است میان باکتری‌ها و گیاهان تیره نخود نیز همیاری است - همیار s شته و مورچه حالت اجباری دارد.
زندگی انگلی
در این نوع همزیستی یک موجود (انگل) سود می‌برند و موجود دیگر (میزبان) زیان.
زندگی صیادی
مستقیم‌ترین رابطه غذایی هنگامی وجود دارد که جاندار دیگر را بخورد. هر مصرف کننده‌ای که جانداری دیگر را بکشد و بخورد یک صیاد است و جانداری که خورده شود صید نام دارد.
عوامل غیر زنده اکوسیستم
گرما
بیشتر از اشعه مادون قرمز بخشی از نور خورشید به دست می‌آید و در فعالیت‌های موجودات زنده نیز انرژی به صورت گرما آزاد می‌شود.
دما
یکی از عوامل غیر زنده محیطی است و تغییرات زیادی دارد و کلیه جانداران به نحوی با این تغییرات سازش پیدا کرده‌اند سازش باعث بقای جانوران می‌شود.
نور
نور نقش مهم در غذاسازی تولید کننده دارد.
گازها
مهمترین گازهایی که در اتمسفر وجود دارند عبارتند از : اکسیژن و دی‌اکسید کربن. که اکسیژن در تنفس و در اکسید کربن در فتوسنتز نقش دارد.
آب
آب به صورت تبخیر شده وارد اتمسفر می‌شود و به صورت برف و باران به زمین برمی‌گردد.
مواد شیمیایی
به دو صورت کانی و آلی در اکوسیستمها وجود دارد مواد آلی ناشی از تجزیه موجودات زنده ، در اکوسیستمهای مختلف مورد استفاده جانداران قرار می‌گیرد. مواد کانی نیز به ترکیبات مختلف مثل نمک خوراکی یا کلریدسدیم که در غذای آدمی مهم است و یا کودهای شیمیایی که در حاصل خیزی خاک اهمیت دارد.
آلودگی محیط زیست
آلودگی محیط زیست از منابع گوناگون صورت می‌گیرد. با پیشرفت تمدن بشری و توسعه فن‌آوری و ازدیاد روز افزون جمعیت ، در حال حاضر دنیا با مشکلی به نام آلودگی در هوا و زمین روبرو شده است که زندگی ساکنان کره زمین را تهدید می‌کند. بطوری که در هر کشور حفاظت محیط زیست مورد توجه جدی دولتمردان است. امروزه وضعیت زیست محیطی به گونه‌ای شده است که مردم یک شهر یا حتی یک کشور از آثار آلودگی در شهر یا کشور دیگر در امان نیستند.
برفی که در نروژ می‌بارد مواد آلاینده‌ای به همراه دارد که منشا آن از انگلستان و آلمان است. یا باران اسیدی در کانادا نتیجه مواد آلاینده‌ای است که منشا آنها از ایالات متحده است. در آتن گاهی مجبور می‌شوند به علت آلودگی شدید هوا کارخانجات را تعطیل و رفت و آمد اتومبیلها را محدود کنند. شهرهای دیگر دنیا مانند مکزیکوسیتی ، رم و تهران نیز با مشکل آلودگی هوا دست به گریبانند. آلودگی دریاها ، رودخانه‌ها ، دریاچه‌ها و اقیانوسها و جنگلهای نیز نیز موضوع بحث جدی می‌باشند.
آلودگی محیط زیست و لایه ازن
یکی از مسائلی که در سالهای اخیر باعث نگرانی دانشمندان شده ، مسئله تهی شدن لایه ازن و ایجاد حفره در این لایه در قطب جنوب است. لایه اوزون در فاصله 16 تا 48 کیلومتری از سطح زمین قرار گرفته و کره زمین را در برابر تابش فرابنفش نور خورشید محافظت می‌کند. هر گاه از مقدار لایه ازن ، 10 درصد کم شود، مقدار تابشی که به سطح زمین می‌رسد تا 20 درصد افزایش می‌یابد. تابش فرابنفش موجب بروز سرطان پوست در انسان می‌شود و به گیاهان صدمه می‌زند. مولکولهای کلروفلوئورکربنها (CFCها) در از بین بردن لایه ازن موثرند. از این ترکیبات بطور گسترده در دستگاههای سرد کننده و در افشانه‌ها (اسپری‌ها) استفاده می‌شود.
این مولکولها به علت پایداری آنها به استراتوسفر راه می‌یابند و در آنجا بر اثر تابش خورشید پیوند C-Cl شکسته می‌شود. اتم کلر حاصل به مولکول ازن حمله می‌کند و مولکول CLO را می‌دهد. این مولکول بنوبه خود با اکسیژن ترکیب شده ، مولکول O2 و اتم Cl آزاد می‌شود که مجددا در چرخه تخریب اوزون شرکت می‌کند. از این روست، در عهدنامه سال 1978 مونترال قرار این شده که از مصرف کلروفلوئوروکربنها به تدریج کاسته شود و مواد دیگری به عنوان جانشین برای آنها یافت شود و یافتن چنین ترکیباتی بطور مسلم کار شیمیدانان است.
آلودگی هوا و مه دود فتوشیمیایی
بسیاری از مناطق شهری با پدیده آلودگی هوا روبه‌رو هستند که در جریان آن ، سطوح نسبتا بالایی از ازن در سطح زمین که جزء نامطلوبی از هوا در ارتفاعات کم است، در نتجه واکنش نور القایی آلاینده‌ها تولید می‌شود. این پدیده را مه دود نور شیمیایی می‌نامند و گاهی از آن به عنوان "لایه ازن در مکانی نادرست" از نظر تشابه آن با مسئله تهی شدن ازن استراسفر یاد می‌کنند. فرآیند تشکیل مه دود در واقع شامل صدها واکنش مختلف است که دهها ماده شیمیایی را دربرمی‌گیرد و بطور همزمان رخ می‌دهند. در واقع ، هوای شهرها را به "واکنشگاههای شیمیایی عظیم" تشبیه کرده‌اند.
پدیده مه دود شیمیایی ، نخستین بار در دهه 1940 در لوس آنجلس مشاهده شد و از آن زمان ، عموما به این شهر بستگی داده شده است. اما در دهه‌های اخیر با کنترل آلودگی هوا مسئله مه دود در شهر لوس آنجلس بطور نسبی تخفیف پیدا کرده است. از نظر کمی ، اکثر کشورها و همچنین سازمان جهانی بهداشت (WHO) ، حدی را برای حداکثر غلظت مجاز اوزون در هوا در نظر گرفته‌اند که در حدود 100ppb (میانگین غلظتها در طول زمان یک ساعت) است. اوزون در هوای پاکیزه تنها به چند در صد این مقدار می‌رسد. واکنش دهنده‌های اصلی اولیه در یک پدیده مه دود نور شیمیایی ، اسید نیتریک ، NO و هیدروکربنهای سوخته نشده هستند که از موتورهای احتراقی درون سوز به عنوان آلاینده در هوا منتشر می‌شوند. جزء مهم دیگر در تشکیل مه دود ، نور خورشید است.
باران اسیدی
یکی از جدی‌ترین مشکلات زیست محیطی که امروزه بسیاری از مناطق دنیا با آن روبه‌رو هستند، باران اسیدی است. این واژه انواع پدیده‌ها ، از جمله مه اسیدی و برف اسیدی که تمام آنها با نزول مقدار قابل ملاحظه اسید از آسمان مطابقت دارد را می‌پوشاند. باران اسیدی دارای انواع نتایج زیان‌بار بوم شناختی است وجود اسید در هوا نیز احتمالا بر روی سلامتی انسان اثر دارد. پدیده باران اسیدی در سالهای آخر دهه 1800 در بریتانیا کشف شد، اما پس از آن تا دهه 1960 به دست فراموشی سپرده شد. باران اسیدی به نزولات جوی که قدرت اسیدی آن بطور قابل توجهی بیش از باران طبیعی (یعنی آلوده نشده)، که خود به علت حل شدن دی‌اکسید کربن هوا در آن و تشکیل اسید کربونیک بطور ملایم اسیدی است، باشد، اطلاق می‌شود.
(CO2 (g) + H2O (aq) ↔ H2CO3(aq
از تفکیک جزئی H2CO3 پروتون آزاد می‌شود و PH سیستم را کم می‌کند.از اینرو PH باران طبیعی که آلوده نشده، از این منبع بخصوص حدود 5.6 است. تنها بارانی که قدرت اسیدی آن به مقدار قابل ملاحظه‌ای بیشتر از این باشد، یعنی PH آن کمتر از 5 باشد، باران اسیدی تلقی می‌شود. دو اسید عمده در باران اسیدی ، HNO3 و H2SO4 است. بطور کلی ، محل نزول باران اسیدی در مسیر باد دورتر از منبع آلاینده‌های نوع اول ، یعنی SO2 و نیتروژن اکسیدها است. باران اسیدی به هنگام حمل توده هوایی که آلاینده‌های نوع اول را دربردارند، بوجود می‌آیند. از اینرو باران اسیدی یک مشکل آلودگی است که به علت حمل دور برد آلاینده‌های هوا ، حدود و مرز جغرافیایی نمی‌شناسد.
مواد شیمیایی آلی سمی
واژه مواد شیمیایی سنتزی از طرف رسانه‌های گروهی برای توصیف اجسامی بکار می‌رود که عموما در طبیعت یافت نمی‌شوند. ولی توسط شیمیدانان از اجسام ساده‌تر سنتز شده‌اند. اکثریت مواد شیمیایی سنتزی که مصرف تجارتی دارند، ترکیبات آلی هستند و برای بیشتر آنها از نفت به عنوان منبع اولیه کربن در این ترکیبها استفاده شده است. کربن با کلر ترکیبهای زیادی را تشکیل می‌دهد که به علت سمی بودن آنها برای بعضی گیاهان و حشرات ، بسیاری از این قبیل ترکیبها کاربرد گسترده‌ای به عنوان آفت کش یافته‌اند. ترکیبات آلی کلردار دیگر بطور گسترده‌ای در صنایع پلاستیک و الکترونیک بکار برده شده‌اند.
شکستن پیوند کربن به کلر بطور مشخص دشوار است و حضور کلر همچنین واکنش پذیری سایر پیوندها را در مولکولهای آلی کم می‌کند. همین خاصیت به این معنی است که با وارد شدن ترکیبهای آلی کلردار به محیط زیست ، تخریب آنها به کندی صورت می‌گیرد و بیشتر تمایل به جمع شدن دارند و به این علت به معضل بزرگ محیط زیست محیطی تبدیل شده‌اند. اجسام آلی سمی که بطور عمده مورد استفاده قرار می‌گیرند عبارتند از: انواع آفت کشها ، حشره کشهای سنتی ، حشره کشهای آلی کلردار ، ددت ، توکسافنها ، کاربامات ، حشره کشهای آلی فسفات‌دار ، علف کشها و ... .
آلودگی آبها
آب ، تصفیه آن و جلوگیری از آلودگی و به هدر رفتن آن از مسائل بسیار مهم زمان ما به حساب می‌آید. آلودگی آبها ، معضل بزرگ زیست محیطی محسوب می‌شود که به علت پیشرفت صنایع و تکنولوژی ، هر روزه با پیشرفت روز افزون آن مواجهیم.
فلزهای سنگین و شیمی خاک
بسیاری از فلزهای سنگین برای انسان سمی هستند و چهار فلز جیوه (Hg) ، سرب (pb) ، کادمیم (Cd) و آرسنیک (As) فلزهایی هستند که بعلت کاربرد گسترده ، سمیت و توزیع وسیع آنها بیشترین خطر را از نظر زیست محیطی دارند. البته هیچ یک از این عنصرها هنوز به آن اندازه در محیط زیست پخش نشده که یک خطر گسترده بشمار آید. به هر حال ، هر یک از آنها در بعضی از محلات در سالهای اخیر در سطوحی سمی یافت می‌شود. این فلزها بطور عمده از مکانی به مکان دیگر از طریق هوا منتقل می‌شوند و این انتقال معمولا به صورت گونه‌هایی که روی ماده ذره مانند معلق ، جذب سطحی شده یا در آن جذب شده است، صورت می‌گیرد.
تولید انرژی و آثار محیطی آن
بسیاری از مسائل زیست محیطی ، نتیجه غیر مستقیم تولید و مصرف انرژی ، بویژه زغال سنگ و بنزین است. ذخایر زغال سنگ در دنیا از مجموع نفت ، گاز طبیعی و اورانیوم خیلی بیشتر است. از اینرو مصرف زغال سنگ برای تولید انرژی صنعتی نه تنها ادامه خواهد یافت، بلکه احتمالا به مقدار زیادی بویژه در کشورهای در حال توسعه مانند چین و هندوستان که ذخایر زیادی از این ماده دارند، افزایش می‌یابد. از سوزاندن زغال سنگ مقدار زیادی SO2 و CO2 که آلاینده هستند تولید می‌شود. بحث انرژی هسته‌ای و سایر منابع انرژی نیز جای خود دارد.
حفاظت محیط زیست
بحث در مورد روابط انسان و طبیعت یک بحث قدیمی است. آیا انسان برای این خلق شده است که بر طبیعت غلبه کند، آقا و صاحب آن شود یا اینکه به دلیل جنگ علیه طبیعت ، دیوانه است. مدتهای مدیدی چنین می‌اندیشیدند که طبیعت با نیروی فوق‌العاده تصفیه کننده و تنظیم کننده‌اش ، تعرضات انسان را هضم خواهد کرد و کشفیات علمی زیانهای احتمالی پیشرفت را خنثی خواهد نمود، جهان افسار گسیخته است. جمعیت ، جنگل‌زدایی و مصرف انرژی با خطر برهم زدن نظم موزون و شگفت‌انگیز مکانیزم جهان ، سرعت می‌گیرند. یک سرود محلی فرانسوی چنین می‌گوید: آسیابان تو در خوابی ، آسیابت خیلی تند می‌چرخد ... .
حفاظت از حیونات و گیاهان بومی؛ چرا؟
انسان هوشمند ... یا انسان ویرانگر؟ جد گاو اهلی امروزی در سال 1627 در لهستان کشته شد. گورخر کواگای معروف نیز که به واسطه پوشش پوستش نیمه اسب و به واسطه گردنش نیمه گورخر بود، در سال 1880 در آفریقای جنوبی ناپدید شد. گاهی اوقات هیچ چیز جلوی خشم ویرانگر انسان را نمی‌گیرد. سازمان بین المللی حفاظت از طبیعت تعداد 5 هزار جانور را در فهرست قرمز انواع مورد تهدید قرار داده است.
شاید بعضی بگویند: خوب ، که چی؟ مگر دایناسورها حدود 655 میلیون سال پیش ، از کره زمین محو نشدند؟ مسلما بلایای طبیعی یا تغییرات آب و هوایی باعث دگرگونیهای مهمی در میراث جانداران ما شده‌اند. آیا این می‌تواند دلیلی باشد برای آنکه ، انسان به شخصه ، مصیبت فقر و حتی انهدام جهان زنده را سازماندهی کند؟