Kıyıda yürürken bir anda yosunların bittiğini, midyelerin başladığını fark ettin mi, ya da dağa çıktıkça ormanın yerini çalılığa, sonra da alçak otlara bıraktığını? Bu gözlemler, IB ESS 2.5’in kalbi olan zonation (zonation) ve succession (ecological succession) konularını günlük hayatta “canlı” hale getirir.

Bu başlık, sadece Paper 2’de grafik yorumlamak için değil, Internal Assessment (IA) ve Extended Essay (EE) için örnek alan seçerken de işini kolaylaştırır, çünkü iyi bir saha çalışması genelde ya mekanda bir gradyanı (gradient) ya da zamanda bir toparlanma sürecini ölçer. Hatta doğru kavramı doğru örnekle eşleştirirsen, açıklaman daha temiz olur, Grade Boundary baskısı da daha yönetilebilir hale gelir.

Bu yazıda hedef net, temel tanımları oturtmak, primary succession ile secondary succession farkını ayırt etmek, seral community (seral community) ve climax community (climax community) kavramlarını yerine oturtmak, zonation örneklerini akılda kalacak şekilde kurmak, bir de sınavın sevdiği grafik eğilimlerini (species diversity, biomass, Net Primary Productivity (NPP), nutrient cycling) hızlıca okuyabilir hale gelmek.

Zonation nedir, neden olur ve nerelerde görülür?

Zonation (zonation), en basit haliyle şunu anlatır, bir ekosistemde space boyunca community composition değişir, yani türlerin ve toplulukların dağılımı mekana göre bant bant farklılaşır. Bu farklılaşmanın temel sebebi, çevresel koşulların tekdüze olmamasıdır, canlılar da tolerans aralıklarına göre “en uygun” bölgeye yerleşir.

Zonation çoğu zaman bir environmental gradient (environmental gradient) boyunca oluşur. Sık görülen gradyanlara birkaç örnek şunlardır: ışık (light), nem (moisture), tuzluluk (salinity), yükselti (altitude), sıcaklık (temperature), rüzgar şiddeti (wind exposure), dalga etkisi (wave action).

Karışıklığı bitiren tek cümlelik ayrım da şudur: Zonation space ile ilgilidir, succession time ile ilgilidir, yani biri “nerede”, diğeri “ne zaman” sorusunu cevaplar.

Rocky shore intertidal zone örneği ile zonationu kolayca anla

Kayalık kıyılardaki intertidal zone (intertidal zone), zonationu anlatmanın en pratik yoludur, çünkü gelgit (tide) suyu sürekli indirip kaldırır ve her bant farklı bir stres paketi taşır. En yukarıda suya en az değen türler yaşar, aşağı indikçe suya erişim artar ama rekabet ve yırtıcılık gibi biyotik baskılar da artabilir.

Klasik bantlar genelde şu şekilde anlatılır: splash zone, high tide zone, mid tide zone, low tide zone. Üste doğru çıktıkça ana zorluklar şunlar olur: havaya maruz kalma (exposure to air) artar, kuruma riski yükselir, tuzluluk dalgalanması artar, sıcaklık değişimi daha keskin hissedilir. Aşağı indikçe su içinde kalma süresi uzar, bu da fotosentez ve beslenme için avantaj sağlar, fakat dalga etkisi (wave action) ve rekabet baskısı artabilir.

Sınavda ya da IA notlarında hızlı çizim için basit bir şerit diyagram şöyle tarif edilebilir: Sayfanın soluna dikey bir şerit çiz, en üste “splash zone” yaz, altına sırayla “high tide”, “mid tide”, “low tide” koy. Şeridin yanına iki ok ekle, aşağı doğru ok “daha fazla su”, yukarı doğru ok “daha fazla hava maruziyeti” diye etiketlenir. Bu kadar basit bir şema bile tanımı kanıtlayan görsel olur. Kıyı ekolojisi üzerine akademik çalışmaların nasıl toplandığını görmek istersen, örnek bir kurum raporuna UCSB Marine Science Institute yıllık raporu üzerinden göz atabilirsin.

Dağlarda altitudinal zonation, yükseklik arttıkça ekosistem nasıl değişir?

Dağlarda altitudinal zonation (altitudinal zonation), “yükseklik artıyor, koşullar değişiyor, topluluklar da değişiyor” mantığıyla çalışır. Yükseldikçe sıcaklık düşer, rüzgar artar, toprak incelir, growing season kısalır, bu da uzun boylu ve rekabetçi türlerin avantajını azaltır. Bu yüzden aynı dağın yamacında bile farklı bitki kuşakları yan yana görülebilir.

Akılda tutmak için tipik bir sıralama şöyle yazılabilir: lowland forest, montane forest, subalpine shrubs, alpine tundra. Bu kuşakları “sanki cetvelle çizilmiş” sınırlar gibi düşünmek hatalı olur, çünkü zonation çoğu zaman yumuşak geçişlerle ilerler ve microclimate farkları sınırları oynatır. Bitki coğrafyasının tarihsel temelini merak edersen, klasik kaynaklardan biri olan Humboldt’un bitki kuşakları yaklaşımına bu PDF üzerinden ulaşabilirsin.

Succession (ekolojik ardıllık), ekosistemler zamanla nasıl yeniden kurulur?

Succession (ecological succession), bir alanda türlerin ve ekosistem yapısının zaman içinde değişmesidir, özellikle yeni bir yüzey açığa çıktığında ya da bir disturbance (disturbance) sonrası sistem toparlanırken gözlenir. Süreç, “bir tür gelir, ortamı biraz değiştirir, sonra başka türler gelir” şeklinde zincirleme bir kurulum gibi düşünülebilir.

Bu zincirde her adım bir seral community (seral community) ya da seral stage (sere) olarak anılır. İlk gelen türlere pioneer species (pioneer species) denir, genelde hızlı yayılan ve zor koşullara dayanıklı türlerdir. Uzun vadede daha gölge seven, daha rekabetçi türler yerleşebilir ve sistem climax community (climax community) dediğimiz göreli olarak daha stabil bir yapıya yaklaşabilir. Yalnız “climax hep tek bir finaldir” fikrine fazla bağlanma, bazı sistemler alternative stable states (alternative stable states) gösterebilir ve farklı sonlara gidebilir. Succession için sade bir temel okuma istersen, University of Chicago’nun açıklayıcı yazısı oldukça anlaşılır bir çerçeve sunar.

Primary succession ve secondary succession farkı (IB ESS için kritik)

IB ESS’te en çok puan kazandıran ayrım genelde şudur: soil var mı, yok mu.

Primary succession, başlangıçta soil yokken başlar, bu yüzden yavaş ilerler, çünkü önce kaya yüzeyi parçalanmalı, organik madde birikmeli ve toprak tabakası oluşmalıdır. Örnek olarak yeni oluşmuş volkanik kaya (new volcanic rock) ya da buzul çekilmesi (glacial retreat) sonrası açığa çıkan yüzey verilir.

Secondary succession ise başlangıçta soil varken başlar, bu yüzden genelde daha hızlıdır, çünkü seed bank, kökler, mikroorganizmalar ve besinler zaten kısmen vardır. Örnek olarak wildfire sonrası orman, ya da abandoned farmland üzerinden ilerleyen toparlanma yazılabilir.

Sınav cümlesi yazarken kalıp basittir: “Bu secondary succession’dır, çünkü disturbance sonrası soil present kalmıştır” gibi bir gerekçe eklediğinde cevap keskinleşir.

Pioneer stage, intermediate stages, climax community: aşamalar neye göre değişir?

Pioneer stage genelde likenler (lichens) ve yosunlar (mosses) gibi dayanıklı türlerle başlar, çünkü bu türler çıplak yüzeyde tutunabilir, kaya parçalanmasına katkı verir, ölü organik madde biriktirir ve soil formation sürecini başlatır. Ardından intermediate stages gelir, otlar (grasses), çalılar (shrubs) ve genç ağaçlar (young trees) yayılır, gölge artar, nem tutulumu yükselir, toprak daha zengin hale gelir.

Climax community dediğimiz geç aşamada daha uzun ömürlü türler baskın olabilir ve food web daha karmaşık hale gelir, fakat bu “durdu” anlamına gelmez, sadece relative stability artmıştır. Toplulukların yer değiştirmesinde çoğu zaman basit mekanizmalar çalışır: rekabet (competition) ışık için sertleşir, gölge artar, su ve besin döngüsü değişir, bazı pioneer türler bu yeni koşullarda geride kalır.

Succession boyunca ekosistem özellikleri nasıl değişir? (Grafikler ve sınav ipuçları)

IB ESS sorularında grafikler genelde “erken, orta, geç” aşamalar boyunca birkaç değişkenin nasıl gittiğini sorgular. Ezber yerine mantık kurarsan, tek bir grafikten birden çok çıkarım yapabilirsin.

Aşağıdaki tablo, en sık sorulan eğilimleri “genellikle” beklenen yönde özetler:

Species diversity, biomass ve NPP: beklenen genel eğilimler

Species diversity (species diversity) pioneer aşamada düşüktür, çünkü ortam zorlayıcıdır ve az tür dayanabilir. Orta aşamalarda habitat çeşitliliği ve niş sayısı artar, bu da çeşitliliği yükseltir, geç aşamada ise sistem daha doygun hale geldiği için artış yavaşlar.

Biomass (biomass) neredeyse her zaman zamanla artar, çünkü bitki örtüsü oturdukça standing biomass birikir. NPP (Net Primary Productivity) ise genelde erken ve orta aşamada yükselir, geç aşamada respiration da arttığı için net üretim stabil kalabilir ya da göreli olarak düşebilir.

Yazılı cevapta kullanabileceğin kısa ama “dolu” kalıp cümleler şunlar olabilir: “Biomass zamanla artar, çünkü bitki örtüsü kalınlaşır ve organik madde birikir.” ve “NPP orta aşamada yüksek olabilir, geç aşamada solunum artışı net artışı sınırlayabilir.”

Nutrient cycling ve soil gelişimi: neden successionı hızlandırır?

Succession ilerledikçe litter artar, decomposition hızlanır, humus birikir, toprak daha fazla su ve besin tutar. Pioneer türler, hem yüzeyi tutarak erozyonu azaltır hem de ölerek organik madde ekler, bu da nutrient cycling’i güçlendirir.

Bu süreç çoğu zaman basit bir geri besleme gibi çalışır: daha iyi soil, daha çok bitki, daha çok organik madde, sonra tekrar daha iyi soil. Bu yüzden secondary succession, toprak zaten bulunduğu için genelde daha “hızlı hissedilir”.

Change in ecosystems: doğal ve insan kaynaklı değişimler successionı nasıl etkiler?

Change in ecosystems (change in ecosystems) başlığı, bir ekosistemin tek bir çizgide ilerlemediğini hatırlatır. Disturbance bazen sistemi “sıfırlar”, bazen de sadece bir aşama geri iter, bazen de bambaşka bir yola sokar. Bu etki, disturbance’ın şiddetine, sıklığına, mevsimine ve alandaki soil yapısına bağlıdır.

İnsan etkileri burada çok görünür olur: logging, tarım, habitat parçalanması, invasive species, kontrollü yakma (controlled burning), hatta tekrar eden otlatma bile seral yolun yönünü değiştirebilir. İnsan kaynaklı disturbance’ın ekosistem yapısı ve işleyişi üzerindeki etkilerine dair akademik bir örnek olarak Auburn University’deki bu çalışma disturbance kavramını geniş bir çerçevede ele alır.

IA veya EE düşünüyorsan, ölçebileceğin değişkenler çok nettir: vegetation cover, species richness, canopy cover, soil moisture, hatta mümkünse basit bir toprak organik madde göstergesi bile (kütle kaybı, renk değişimi gibi) güçlü veri üretebilir.

Disturbance örnekleri: yangın, tarım, kesim ve istilacı türler

Yangın sonrası senaryo genelde secondary succession olarak okunur, çünkü toprağın tamamı yok olmaz ve seed bank devreye girebilir. Basit bir zaman çizgisi gibi düşün, ilk aylarda hızlı otlar ve filizler, sonraki yıllarda çalılar, daha sonra genç ağaçlar, yeterince süre geçerse daha olgun bir orman yapısı.

Terk edilmiş tarım arazisinde de benzer bir hızlanma olur, çünkü toprak işlenmiştir ve tohumlar ya toprakta ya da kenar habitatlarda hazırdır. Invasive species (invasive species) ise rekabeti değiştirir ve bazı yerlerde succession’ın beklenen yönünü “kilitleyebilir”, yani sistem bir süre aynı seral aşamada takılı kalabilir. İnsan arazi kullanımı, yangın ve hasat gibi etkenlerin biyolojik çeşitlilik üzerindeki etkisini görmek istersen, University of Hawai‘i at Mānoa’daki bu çalışma konuya iyi bir arka plan sağlar.

Sınavda çıkan tip sorular: zonation mı, succession mı, yoksa ikisi birden mi?

Hızlı karar vermek için üç kontrol sorusu iş görür: Zaman mı geçiyor, mekanda yer mi değiştiriyorum, açık bir environmental gradient var mı?

Mini senaryolarla netleştirelim:

• Sahilde kayalık kıyıda yukarıdan aşağı farklı tür bantları görüyorsun, aynı gün içinde bile düzen değişmiyor, ana fark suya maruz kalma süresi oluyor, doğru kavram zonation, çünkü space boyunca düzenli bantlaşma var.
• Orman yangınından sonra aynı alana iki yıl arayla bakıyorsun, otlardan çalılara doğru belirgin bir değişim görüyorsun, doğru kavram succession, çünkü time boyunca seral stages değişiyor.
• Dağ yamacında yükseldikçe ağaçların boyu kısalıyor, sonra alpin çayır başlıyor, doğru kavram altitudinal zonation, çünkü altitude bir gradient ve topluluklar mekana göre değişiyor.

Bazı sorularda ikisi aynı anda bulunur, çünkü bir dağ yamacında zonation varken, her kuşakta küçük ölçekte succession da yaşanabilir. Bu tip sorularda “büyük resim zonation, lokal alan succession” gibi net bir ayrım cümlesi puan kazandırır.

Sonuç

Bir cümleyle bağlayalım: Zonation, toplulukların space boyunca değişmesidir, succession ise toplulukların time boyunca değişmesidir, ikisi de ekosistemlerin neden tek tip olmadığını açıklar. IB ESS 2.5 için elinde artık sağlam bir kontrol listesi var, tanımlar, primary vs secondary succession ayrımı, seral community ve climax community kavramları, zonation örnekleri ve grafiklerde beklenen trendler.

Bir sonraki adım olarak kısa bir revision planı işe yarar, kendi iki örneğini seç (biri zonation, biri succession), iki basit diyagram çiz (intertidal şerit, succession aşamaları), beş terimi English olarak doğru yaz (zonation, ecological succession, pioneer species, seral stage, NPP). Hazır hissedince de küçük bir sınav rutini kur, her gün bir grafik yorumu yazıp iki cümleyle gerekçelendir, çünkü clarity çoğu zaman ham bilgiden daha çok puan getirir.