الجذع المشترك العلمي · علوم الحياة والأرض · شرح بالعربية
تؤثر الحرارة والتساقطات والضوء والرطوبة في نشاط الكائنات الحية وتوزيعها. في هذا الدرس للجذع المشترك العلمي نتعلم قراءة المعطيات المناخية، وتحديد فترة الجفاف، واستعمال معامل إمبيرجيه، ثم تفسير علاقة المناخ بالكائنات دون إهمال عوامل التربة والتنافس.
1. عناصر المناخ ووسائل القياس
المناخ وصف إحصائي لأحوال الجو خلال مدد طويلة، أما الطقس فيصف حالته خلال مدة قصيرة. تقاس درجة الحرارة بالمحرار، والتساقطات بالممطار بوحدةmm، والرطوبة النسبية بمقياس الرطوبة بالنسبة المئوية، وسرعة الرياح بمقياس الرياح. يجب أن تكون القياسات قابلة للمقارنة من حيث المكان والمدة وطريقة الإنجاز. داخل وسط واحد قد يوجد مناخ محلي مختلف تحت الأشجار أو قرب سطح التربة.
2. معالجة المعطيات الشهرية والسنوية
يرمز عادة إلى متوسط حرارة الشهر بـT وإلى تساقطاته بـP. التساقطات السنوية مجموع التساقطات الشهرية الاثنتي عشرة؛ لا نحسبها بأخذ متوسطها. أما متوسط الحرارة السنوي المدرسي فيحسب من متوسطات الأشهر وفق المعطيات المطلوبة. تتغير الحرارة والتساقطات مع الارتفاع والقرب من البحر والتضاريس، لكن أثر هذه العوامل يدرس بالوثائق ولا يعمم في نسبة ثابتة على كل الأمكنة.
3. المخطط المطري الحراري وفترة الجفاف
نرتب الأشهر على المحور الأفقي ونمثل الحرارة والتساقطات بمقياس متناسب بحيث تقابل10°C مقدار20 mm، أي وفق العلاقة P=2T. حسب معيار غوسن يكون الشهر جافًا عندما P<2T، وتكون حالة المساواة حدًا فاصلًا. مثال: إذا كانT يساوي25°C وP يساوي20 mm فإن 20<50، فيكون الشهر جافًا. لا نحكم من ارتفاع منحنيين مرسومين بسلمين عشوائيين.
4. معامل إمبيرجيه والطوابق الحيمناخية
نستعمل الصيغة Q₂=2000P/(M²−m²) حيثP مجموع التساقطات السنوية بالميليمتر، وM متوسط درجات الحرارة القصوى لأحر شهر، وm متوسط درجات الحرارة الدنيا لأبرد شهر. في الحساب نحولM وm إلى كلفن بإضافة273.15 إلى القيمة بالسلسيوس. بعد الحساب نضع النقطة في مخطط إمبيرجيه المعطى باستعمالQ₂ ومحورm الذي يكون عادة بالسلسيوس. نقرأ الطابق من حدود المخطط، ولا نخترع حدودًا موحدة منQ₂ وحده. توجد صيغ بترميز مختلف، لذلك نلتزم بصيغة الوثيقة وسلّم مخططها.
5. التحمل والتفضيل والتوزيع
لكل نوع مجال تحمل لعامل بيئي، وتوجد داخله منطقة ملائمة يتحسن فيها نشاطه أو نموه. خارج الحدود قد يتراجع النشاط أو يستحيل البقاء. تختلف الأنواع في اتساع مجال تحملها، وقد تتغير حاجاتها بين مراحل النمو. غياب نبات عن منطقة ملائمة مناخيًا لا يثبت خطأ المعطيات؛ فقد تكون التربة غير مناسبة أو تحول المنافسة أو صعوبة الانتشار دون وجوده. نشرح التوزيع بجمع الأدلة المناخية والتربوية والحيوية.
6. الاستجابات والتكيفات مع الظروف
قد تقلل بعض النباتات فقد الماء بأوراق صغيرة أو بطبقة شمعية، وقد تمتد الجذور للاستفادة من موارد الماء حسب النوع والوسط. بعض النباتات تتجاوز الفترة غير الملائمة على شكل بذور أو أعضاء تحت أرضية. ومن الاستجابات الحيوانية الهجرة أو تغير أوقات النشاط، وقد يحدث بيات لدى أنواع معينة. ليست كل استجابة مؤقتة تكيفًا وراثيًا؛ يجب التمييز بين تغير السلوك أو النشاط لدى الفرد وصفات النوع المتوارثة.
خطاطة تلخيصية
مثال محلول خطوة بخطوة
6 تمارين مصححة
حاول الحل أولًا، ثم افتح التصحيح للمقارنة.
التمرين 1
ما الفرق بين الطقس والمناخ؟
إظهار التصحيح
الطقس حالة الجو خلال مدة قصيرة، والمناخ وصف إحصائي لخصائصه خلال مدد طويلة. يوم ممطر واحد لا يكفي لوصف مناخ منطقة بأنه رطب.
التمرين 2
تساقطات الأشهر الاثني عشر هي80،70،60،50،40،20،5،5،20،50،70،90 mm. احسب المجموع السنوي.
إظهار التصحيح
نجمع القيم فنحصل على P=660 mm. المتوسط الشهري55 mm، لكنه ليس المجموع السنوي المطلوب.
التمرين 3
شهرT فيه18°C وP فيه30 mm. هل هو جاف؟
إظهار التصحيح
2T=36، و30<36، لذلك الشهر جاف حسب معيار غوسن.
التمرين 4
احسبQ₂ إذا كانP=600 mm وM=30°C وm=5°C.
إظهار التصحيح
نحول: M=303.15 K وm=278.15 K. فرق المربعين يساوي (303.15−278.15)(303.15+278.15)=14532.5. إذن Q₂=1200000/14532.5≈82.57. نحتاج مخطط إمبيرجيه لتسمية الطابق بدقة.
التمرين 5
لماذا لا نستخدم30 و5 مباشرة في مقام صيغةQ₂ السابقة؟
إظهار التصحيح
لأن الصيغة المعتمدة تتطلب الحرارة المطلقة بالكلفن. استعمال السلسيوس يعطي مقامًا مختلفًا ونتيجة خاطئة، رغم أن الفرقM−m وحده لا يتغير عند التحويل.
التمرين 6
وجد نوع نباتي في محطتين لهما مناخ متقارب وغاب عن ثالثة مماثلة مناخيًا. اقترح تفسيرًا وطريقة اختباره.
إظهار التصحيح
قد تختلف التربة أو المنافسة أو إمكان الوصول. نقارن خصائص التربة والغطاء النباتي، ثم نجري تجربة مضبوطة بتكرارات تختبر العامل المحتمل مع تثبيت البقية. التشابه المناخي وحده لا يضمن وجود النوع.