إن علم البيئة هو عبارة عن علم بيئي بمعنى أنه يهتم بدراسة البيئات وجميع الكائنات الموجودة داخلها ، ويعتبر علم البيئة فرع من فروع علم الأحياء الذي يدرس علاقة النباتات والحيوانات ببيئتها الفيزيائية والبيولوجية حيث تشمل البيئة الفيزيائية المادية الضوء والحرارة أو الإشعاع الشمسي والرطوبة والرياح والأكسجين وثاني أكسيد الكربون والمغذيات في التربة والمياه والغلاف الجوي ، بينما تشمل البيئة البيولوجية كائنات حية من نفس النوع بالإضافة إلى أنواع أخرى من النباتات والحيوانات .
عند دراسة علم البيئة يمكن اعتبار البيئة مجال فرعي لعلوم البيئة ، وعلى الرغم من أن كلاهما علوم متعددة التخصصات تركز على تفاعلات تجمعات الكائنات الحية فإن العلوم البيئية تتناول أيضًا تفاعلات المعلمات الفيزيائية البحتة التي لا تنطوي على أنظمة بيولوجية ، بالإضافة إلى تركيزها على الأضرار التي يسببها الإنسان للبيئة الطبيعية .
نشأة علم البيئة
على الرغم من أن علم البيئة يعتبر أحد العلوم الحديثة ، إلا أننا نجد بعض الدراسات القديمة التي وصفت مجموعات من الحيوانات وبيئاتها والتي تعود إلى زمن الفيلسوف اليوناني أرسطو وطالبه الشهير ثيوفراستوس حيث وصف الطالب ثيوفراستوس العلاقات المتبادلة بين الحيوانات وبين الحيوانات وبيئتها في وقت مبكر من القرن الرابع قبل الميلاد .
بدأ مجال علم البيئة في الازدهار عام 1850 حيث قام تشارلز داروين بملاحظة الترابط بين الأنواع الحيوانية والنباتية وجمعها في مجتمعات الكائنات الحية ، وأيضاً في عام 1875 اقترح الجيولوجي النمساوي إدوارد سوس مصطلح المحيط الحيوي ليشمل مجموعة متنوعة من الظروف التي تعزز الحياة على الأرض .
إن المبدأ الأساسي لعلم البيئة هو أن كل كائن حي لديه علاقة مستمرة مع كل عنصر من عناصر البيئة ، وهكذا تم التوصل إلى أن النظام البيئي هم أي بأنه مكان يوجد به تفاعل بين الكائنات الحية وبيئتها حيث أن داخل النظام البيئي ترتبط جميع الأنواع عن طريق سلاسل الغذاء أو شبكات الغذاء .[1]
العلاقة بين علم البيئة والعلوم الأخرى
علم البيئة هو أحد الأقسام الرئيسية في علم الأحياء ، أما الأقسام الأخرى هي علم تكوين الكائنات وعلم وظائف الأعضاء حيث يركز علم تكوين الكائنات على كيفية صنع الكائنات الحية أما علم وظائف الأعضاء فهو يركز على كيفية عمل الكائنات ، وفي علم البيئة يتم التركيز على كيفية عيش الكائنات الحية داخل بيئتها وهنا تتداخل هذه الانقسامات على نطاق واسع .
لكي يتم دراسة الكائن الحي بشكل كامل يحتاج المرء إلى معرفة كيفية عمله وطريقة عمله وذلك مرتبط بشكل واضح بالظروف البيئية ، بالإضافة إلى ذلك يهتم أخصائي علم تكوين الكائنات بمشكلات علم التشريح والأنسجة وعلم الخلايا وعلم الأجنة والتطور وعلم الوراثة ، وأيضاً يرتبط علم البيئة مع الكيمياء والفيزياء والرياضيات من حيث التوزيع والسلوك والسكان والمجتمعات فيما يتعلق بالبيئة أن النظم البيئية .
إن تطور الكائنات الحية له علاقة متبادلة بين علم البيئة وعلم الوراثة ، كما أن الأرصاد الجوية هي حلقة وصل بين علم البيئة وعلم وظائف الأعضاء ، ويتم أيضاً تحليل النظام القائم على علم البيئة بواسطة الرياضيات ، وبالتالي نجد أن معظم العلوم والمجالات تتشارك مع علم البيئة في الفهم الجيد لمعنى الحياة .
علاقة علم البيئة بالكيمياء
يتم تعريف العلاقة بين الكيمياء وعلم البيئة بما يعرف باسم الكيمياء الحيوية حيث يتم دمج البيئة بالفيزياء وتأثير المواد البيولوجية على الكيمياء العالمية والعكس ، كما تهتم العلاقة بين الكيمياء وعلم البيئة بالدورات الفيزيائية الطبيعية للطاقة والمادة على الكوكب ، بالإضافة إلى فهم التفاعلات الكيميائية والتوازن مع الحياة البيولوجية ،و من خلال هذه العلاقة أيضاً يتم فهم العناصر الكيميائية للنيتروجين والأكسجين والكربون وتفاعلاتها في جميع مستويات البيئة الطبيعية من الغلاف الصخري وهو الغلاف الخارجي الصلب للكوكب ، وأيضاً عبر المحيط الحيوي وهو المستوى الذي توجد فيه الحياة ، بالإضافة إلى فهم ودراسة الغلاف الجوي وأهميته لعلم البيئة .
علاقة علم البيئة بالجغرافيا
تعرف العلاقة بين علم البيئة والجغرافيا باسم الجغرافيا الحيوية ، كما يتداخل هذا المجال مع علم الأحياء التطوري لأنه يتعلق بدراسة الأنواع خاصة بتوزيعها الجغرافي ، كما تغطي العلاقة بين علم البيئة والجغرافيا دراسة توزيع الأنواع والنظم الإيكولوجية المرتبطة بها الوقت الجيولوجي بحيث يمكن تطبيقها على علم الحفريات وأيضاً الجغرافيا .
تسعى الجغرافيا الحيوية أيضاً إلى دراسة ازدهار الأنواع البيولوجية في نظام إيكولوجي ، بالإضافة إلى تأثيرات التغير البيئي على توزيع الأنواع على الهجرة والانكماش والانتشار وبالتالي هي دراسة حقيقية متعددة التخصصات تعتمد على العلاقة بين البيئة والمناخ والبيولوجيا والجيولوجيا والتطور .
علاقة علم البيئة بالمجتمع
تعرف العلاقة بين علم البيئة والمجتمع باسم علم البيئة المجتمعية وهو عبارة عن جانب آخر من علم البيئة الذي يتداخل مع النظم البيولوجية وعلاقاتها يبحث في كيفية تفاعل مجتمعات الأنواع مع بعضها البعض والتفاعل مع بعضها البعض ، والحيوانات المفترسة والفرائس والأنواع الأخرى ، ويمكن أن تنطبق على المجتمعات البشرية وتفاعل الفئات الاجتماعية ، وأيضاً على التسلسل الهرمي للأنواع الحيوانية والعلاقات التكافلية والتعاون بين الأنواع الأخرى ، وبالتالي فإن علم البيئة المجتمعة ذات أهمية كبيرة يمكن من خلاله عرض التنوع البيولوجي في أي نظام إيكولوجي أو تنوع بيولوجي ، ومن الناحية البيولوجية يتم دراسة العملية التي تؤثر بها أفعال أنواع الكائنات في البيئة وتؤثر على بعضها البعض .
علاقة علم البيئة بالحفظ الحيوي
توجد علاقة قوية بين علم البيئة وعلم الحفظ الحيوي حيث أن هذه العلاقة ذات أهمية كبيرة من أجل فهم قضايا الحفظ وحماية الأنواع وتخفيف المخاطر ، حيث يدرس علماء البيئة كيف يمكن تغيير الممارسات عند العمل في بيئة للتخفيف من خطر انقراض الأنواع التي تعتمد على تلك البيئة من أجل البقاء ، وبالتالي فإن علماء البيئة يعملون بشكل وثيق علماء الحفظ الحيوي ، لكن علماء البيئة يهتمون أكثر بتأثير البيئة والتنوع البيولوجي والموارد الطبيعية ككل بدلاً من معالجة الأنواع ومشاكلها .
علاقة علم البيئة بالفسيولوجي
توجد علاقة كبيرة بين علم البيئة وعلم وظائف الأعضاء والذي يعرف باسم الفسيولوجي وتُعرف هذه العلاقة باسم علم وظائف الأعضاء البيئي أو علم البيئة الفسيولوجي والذي يتعلق بتأثيرات البيئة على فسيولوجيا الأنواع ، وبناء على ذلك توجد أيضاً تداخل مع علم الأحياء التطوري من خلال النظر في العمليات وتحديدًا التأثيرات البيئية والتكيف بدلاً من الانجراف الطبيعي وعلم وظائف الأعضاء المقارن من خلال محاولة شرح التأثيرات البيئية التي ربما أدت إلى الانحراف الجيني بين الأنواع المشابهة ذات الصلة في بيئات مختلفة قليلاً ، على سبيل المثال تم استخدام هذه العلاقة لشرح سبب الاختلاف الكبير في لون بشرة الإنسان ، والذي يعتبر إلى حد كبير بسبب مستويات أشعة الشمس .
علم السموم البيئية
يعتبر علم السموم البيئية هو الذي يهتم بدراسة الدور البيئي للمواد السامة في النظم البيولوجية وتأثيرها على الأفراد والأنواع والمجتمعات ومستويات المحيط الحيوي حيث أن آثار التلوث على الحياة والبيئة هي مشكلة مستمرة ـ ولكن بدلاً من النظر إلى التلوث من منظور صحي فإن علم السموم البيئية يفحص مشكلات واسعة وطويلة الأجل للبيئة على المستوى المحلي وعلى نطاق واسع .[2]