Ekoloji, canlıların birbirleriyle; canlı ve cansız varlıkların da tamamını kapsayan çevreleriyle ilişkilerini inceleyen bir bilim dalıdır. Bu kavramı ilk kullanan Alman bilim insanı Ernest Haecke, ekonomi ve ekoloji sistemlerinin benzerliği hakkında şöyle demiştir: “Ekoloji deyiminden, doğanın ekonomisi ile ilgili olan bilgiler topluluğunu anlıyoruz”. Ekonomi bilimi ise tüketicilerin sınırsız istek veya ihtiyaçlarının sınırlı olan kaynaklarla nasıl idare edileceğini inceler. Enerji, ham maddeler, doğal kaynaklar gibi doğaya ait kaynakların ekonomik katkısını da ekolojik iktisat bilimi incelemektedir. Tüketimle beraber ekonomik refahın istikrarlı bir şekilde artması için üretimin de istikrarlı ve artarak devam etmesi gerekir. Çevre faktörü, üretim ve tüketim sürecinde hem geliştirici hem de sınırlayıcı önemli bir yerde bulunur.
Ekolojinin incelediği ekosistem ise canlı ve cansız çevrenin tamamıdır. Burada canlısız, abiyotik faktörler (toprak, su, hava, iklim gibi cansız faktörler) ve canlı, biyotik (üretici bitkiler, tüketiciler hayvanlar ve ayrıştırıcı mantarlar) faktörler olmak üzere iki faktör oluşturur. Bu tanımlamadaki organizmalar; diğer bir deyim ile canlılar veya canlı çevre, insan, hayvan ve bitkilere ait bireyleri veya bunlardan oluşmuş toplulukları ifade etmektedir. Tanımlamanın içinde geçen organizmaların içinde yaşadıkları ortam deyimi ise cansız çevre olarak da ifade edilir ve hava, su, toprak, ışık gibi faktörleri kapsar.
Araştırma konusu, yöntemi ve amaçlarındaki bazı özellikleri yardımıyla çevre bilimi diğer doğa bilimlerinden ayırma imkânı vardır. Ekoloji, bütün canlılar için ortak olan ve canlılar üzerinde etki yapabilen temel konularla ilgilenir. Diğer bir ayırıcı özelliği ise ekolojinin bir canlıya ait belirli organları ve bu organlardaki hayat süreçlerini değil, canlıların içinde bulundukları hayat ortamı ve diğer canlılarla olan karşılıklı ilişkilerini incelemesidir.
Ekolojinin incelediği ekosistem ise canlı ve cansız çevrenin tamamıdır. Burada canlısız, abiyotik faktörler (toprak, su, hava, iklim gibi cansız faktörler) ve canlı, biyotik (üretici bitkiler, tüketiciler hayvanlar ve ayrıştırıcı mantarlar) faktörler olmak üzere iki faktör oluşturur. Bu tanımlamadaki organizmalar; diğer bir deyim ile canlılar veya canlı çevre, insan, hayvan ve bitkilere ait bireyleri veya bunlardan oluşmuş toplulukları ifade etmektedir. Tanımlamanın içinde geçen organizmaların içinde yaşadıkları ortam deyimi ise cansız çevre olarak da ifade edilir ve hava, su, toprak, ışık gibi faktörleri kapsar.
Yerküre, tek başına bildiğimiz en büyük ekosistemi oluşturmaktadır, ancak bir taş parçasının altında, bir kavanozun, bir şişenin içinde de ekosistemler oluşabilir. Ekosistem yaklaşımı, bireysel organizmalar ya da topluluklardan çok tüm alanın işlevlerinin nasıl olduğuyla ilgilenir. Bir alandaki organizmalar ve cansız çevreleriyle olan ilişkilerine bakar.
Doğal kaynaklar ile beraber hayvanlar, bitkiler ve yararlı böcekler, mikroorganizmalar canlı cansız tüm çevre, yaşamın devam etmesi, sürdürülmesi için gerekliliktir. Doğal yaşam olmadan hayat mümkün değildir. Doğa ve biyoçeşitlilik, sadece hayatta kalmak için değil ekonomik sürdürülebilirlik için de gerekliliktir. Bu açıdan bakıldığında, çevre, doğal kaynaklar, tüm canlılar hatta cansız öğeler ve iklimsel döngüler insan ve yaşamdan ayrı düşünülemeyecek temel unsurlardır.
Ototrof Canlılar
Kendi kendine beslenebilen ve beslenmeleri için gerekli olan besinleri bağımsız olarak üretebilen canlılara ‘Ototrof Canlılar’ denir. Ototrof canlılar inorganik maddelerden organik madde sentezleme kabiliyeti olan organizmalardır. Bu canlılar, organik madde sentezi için gerekli olan enerjiyi güneş enerjisinden karşılarlar. Bu tür ototrof canlılara besin sentezinde ihtiyaç duydukları enerjiyi güneş enerjisinden karşıladıkları için ‘Fotoototrofik Canlılar’ adı verilir. Örnek olarak bitkileri verebiliriz.
Bazı bakteri grupları besin sentezi sırasında gerekli olan enerjiyi çeşitli inorganik kimyasal reaksiyonlardan karşılarlar.Bu tür canlılara da ‘Kemoototrof canlılar’ adı verilir.
Heterotrof Canlılar
Bu canlılar, canlılık faaliyetlerini sürdürebilmek için gereksinim duydukları enerji, inorganik ve organik molekül ihtiyaçlarını dışarıdan karşılarlar. Heterotrof organizmalar beslenebilmek için dış ortama bağımlıdırlar. Hayvanlar, Mantarlar ve bazı tek hücreli canlılar organizmalar heterotrof canlılardır.
Besin piramitleri alan başına düşen birey sayısı, biyokütle (g/m2) ve enerji (k cal m−2 yr−1) gibi ekosistemin değişik sayısal özeliklerini göstermek için kullanılır. Alt düzeylerden üst düzeylere çıktıkça iletilen enerji miktarının azalması tüm ekosistemlerde gözlemlenen yapılardan biridir. Piramidin her düzeyinin boyutu genellikle bir organizmanın kuru ağırlığı olarak ölçülen biyokütledir. Ototroflar dünya üzerinde en büyük biyokütle oranına sahiptir ancak mikroorganizmaların biyokütlesi ototroflara çok yakındır ve hatta daha da fazla olabilir.
Piramidin yapısı ekosistemden ekosisteme ve zamana göre değişiklik gösterebilir. Bazı durumlarda besin piramidi yapısı tersine dönebilir; bu yapıya su ve mercan kayalığı ekosistemlerinde rastlanır. Biyokütlenin tersine dönmüş yapısı genellikle üreticilerin boyutları ile alakalıdır. Suda yaşayan topluluklarda genellikle üreticiler (planktonlar), yüksek büyüme hızına sahip tüketicilerden daha küçük boyutludurlar.
Toprak Kaynakları
Toprak, sürdürülebilir tarımsal üretimin vazgeçilmez bir unsurudur ve gerekli önlemlerle korunamadığında zamanla kaybedilen veya verimsizleşen temel bir kaynaktır. 1 cm toprak yaklaşık 250 yılda oluşur. Verimli tarım topraklarının oluşum süreci ise daha fazla hızlandırılamamaktadır. Toprağı sürdürülebilir tarıma uygun hale getirmek için kimyasal, fiziksel ve biyolojik koşulları optimum düzeyde tutmak gereklidir. Bugün dünya topraklarının %12’si ürün yetiştiriciliği amacıyla kullanılmaktadır. Bu alanın %26’sı gıda üretimi için kullanılsa da önümüzdeki yıllarda azalacağı öngörülmektedir. BM Gıda ve Tarım Örgütü’nün (FAO) açıklamalarına göre, dünyada her 5 s 1 çocuk açlıktan ölmekte ve her yıl 1 milyon kişi bu felaketle yüz yüze gelmektedir. Bu felakete yol açan en önemli unsurların başında topraktaki verim kaybı, kötü çevre koşulları ve gübre, pestisit, mazot atıkları gibi kimyasal ürünlerin yoğunluğudur.
Su Kaynakları
Ülkemizin tüketilebilir yerüstü ve yeraltı su potansiyeli toplamı yıllık 112 milyar m3 ’tür. Tüketilen suyun %72,2’si göl ve akarsu gibi yerüstü su kaynaklarından, %27,8’i ise yeraltı sularından sağlanmaktadır. Yıllık su tüketiminin %74’ü sulama, %13’ü içme-kullanma, %13’ü ise endüstriyel suya harcanmaktadır. Türkiye’de teorik hidroelektrik potansiyel 433 milyar kWh, teknik olarak değerlendirilebilir potansiyel ise 180 milyar kWh olarak hesaplanmıştır. Türkiye’nin 2017 itibarıyla toplam enerji kaynağının %34’ü hidroelektrik santrallerden karşılanmaktadır.
Türkiye, içme ve kullanma, yüzme, yerüstü ve yeraltı suları kalitesinin korunması ve iyileştirilmesi, tarım kaynaklı nitrat kirliliğinin önlenmesi ile kentsel atık suların arıtımı konularında AB müktesebatına büyük oranda uyum sağlanmıştır. Ancak taşkın risklerinin yönetilmesi ve deniz, kıyı alanlarının korunması konularında düzenleme yapılması gerekmektedir. Son yıllarda AB mali yardımlarıyla içme suyu ve atık su altyapı yatırımları artmıştır.