علم بيئة النبات

علم بيئة النبات هو تخصص ضمن علم البيئة ويتعلق بدراسة النباتات النامية الموجودة معًا تحت ظروف متنوعة، مثل المستنقعات وأراضي الحشائش الطبيعية والصحارى والغابات. ويتضمن علم البيئة أيضًا دراسة تأثيرات كل من المناخ والإمداد المائي التربة على نمو النبات. ويهتم علم البيئة أيضًا بطريقة تأثير النباتات والحيوانات كل منها على الآخر وكذلك بحل مشاكل الغابات ونمو المحاصيل وحفظ الأنواع والتحكم في الحشرات والأمراض التي تصيب النباتات.

قدم أو. دبليو. أرتشيبولد نظرة عامة عن أنواع الغطاء النباتي الرئيسية على سطح الكرة الأرضية. قسم الغطاء النباتي ضمن 11 مجموعة رئيسية وهي: الغابات الاستوائية، والسافانا الاستوائية، والمناطق القاحلة (الصحاري)، والأنظمة البيئية المتوسطية، والأنظمة البيئية للغابات المعتدلة، والأراضي العشبية المعتدلة، والغابات المخروطية، والتندرا (بنوعيها القطبية وتندرا أعالي الجبال)، والمناطق الرطبة، والأنظمة البيئية للمياه العذبة، والأنظمة الساحلية/البحرية. يُظهِر اتساع المواضيع تعقيد علم بيئة النباتات، نظراً لأنها تشتمل على النباتات التي تبتدئ من الطحالب وحيدة الخلية انتهاءً بالأشجار المشكلة للغابات.

الخاصية التي تمتاز بها النباتات هي التمثيل الضوئي. التمثيل الضوئي: هو عملية تتألف من تفاعلات كيميائية لإنتاج الغلوكوز (سكر العنب) والأكسجين، وهي عملية ضرورية من أجل بقاء النبات على قيد الحياة. أحد أهم جوانب علم بيئة النبات هو الدور الذي لعبته النباتات في تكوين الغلاف الجوي الأرضي الحاوي على الأكسجين، وهو حدث وقع منذ قرابة ملياري سنة. يمكن تحديد تاريخ ذلك عن طريق ترسبات التكوينات الحديدية الحزامية، وهي صخور رسوبية مميزة تحوي كميات كبيرة من أكسيد الحديد. وفي الوقت ذاته، بدأت النباتات في إزالة ثاني أكسيد الكربون من الغلاف الجوي، بادئةً بذلك عملية التحكم بمناخ الكرة الأرضية. كان هنالك نزعة طويلة الأمد للكرة الأرضية نحو زيادة الأكسجين وإنقاص ثاني أكسيد الكربون. ترتبط العديد من الأحداث الأخرى في تاريخ الكرة الأرضية -مثل أول حركة للحياة على اليابسة- بشكل وثيق بسلسلة الأحداث تلك.

كتب جون إرنست ويفر وفريدريك كليمينتس أحد أوائل الكتب الكلاسيكية التي تناولت موضوع علم بيئة النبات الذي تحدثا فيه بشكل موسع عن المجتمعات النباتية، وبشكل رئيس عن أهمية القوى مثل التنافس والعمليات مثل التعاقب. صاغ مصطلح علم البيئة عالم الأحياء الألماني إرنست هيكل. يمكن تقسيم علم بيئة النبات إلى مستويات تنظيمية تضم: علم فيزيولوجيا البيئة النباتية، وعلم البيئة التجمعي، وعلم بيئة المجتمع، وعلم بيئة الأنظمة البيئية، وعلم بيئة المناظر الطبيعية، وعلم بيئة الغلاف الحيوي.

دراسة النباتات والغطاء النباتي معقدة بسبب بنيتها. أولاً، تمتلك غالبية النباتات جذوراً في التربة، وهذا ما يصعِّب قياس امتصاص العناصر الغذائية والتفاعلات بين الأنواع ومراقبتها. ثانياً، تتكاثر النباتات تكاثراً خضرياً غالباً، وهو تكاثر لا جنسي، ما يُصعب تمييز النباتات الفردية. في الواقع، فإن مفهوم الفرد هو أمر مشكوك فيه، لطالما كان من الممكن اعتبار الشجرة نفسها مجموعة كبيرة من الأنسجة الميرستيمية (الإنشائية) المترابطة. وبالتالي، يوجد لدى علم بيئة النبات أساليب مختلفة عن نظيرتها في علم بيئة الحيوان في التعامل مع المشكلات التي تتضمن عمليات مثل التكاثر والانتشار وتبادل المنفعة. أوْلى بعض علماء بيئة النبات اهتماماً بالغاً في محاولتهم التعامل مع المجتمعات النباتية كما لو كانت مجتمعات حيوانية، مركزين على علم البيئة التجمعي. يعتقد العديد من علماء البيئة الآخرين أنه على الرغم من أنه من المفيد الاعتماد على علم البيئة التجمعي لحل بعض المشكلات العلمية، تتطلب النباتات عمل علماء البيئة من خلال وجهات نظر متعددة، بما يتناسب مع المشكلة والمستوى والموقف.