الوحدة الأولى: النظام البيئي المائي — الدرس 1-10: التوازن البيئي ودور الإنسان في المحافظة على الحياة المائية

مقدمة

العلوم المتكاملة — الصف الأول الثانوي — الفصل الدراسي الأول — النظم البيئية واستدامة الحياة

🌳 شجرة المفاهيم

الوحدة الأولى←النظام البيئي المائي — الدرس 1-10: التوازن البيئي ودور الإنسان في المحافظة على الحياة المائية

├── 1. أين نحن في الوحدة؟ (تمهيد)

├── 2.1 توازن العناصر الغذائية

├── 2.2 التوازن بين الكائنات الحية

├── 2.3 تدفق الطاقة عبر الشبكة الغذائية

├── 2.4 انتقال الطاقة بين المستويات (إضافة بالحسابات)

├── 3. مثال على التوازن البيئي: الشعاب المرجانية

├── 4. تأثير الأنشطة البشرية على الحياة المائية

├── 5. دور الإنسان في المحافظة على التوازن البيئي

├── 6. بحث واستقصاء: خطة لحماية نهر النيل

├── 7. ربط الدرس بالاستدامة

├── 8.1 مؤشرات صحة النظام المائي

├── 8.2 مراحل معالجة مياه الصرف

├── 8.3 حالات للمناقشة

├── 9. ملخص

├── 10. أخطاء شائعة

├── 11. أسئلة للمراجعة الذاتية

الوحدة الأولى: النظام البيئي المائي — الدرس 1-10: التوازن البيئي ودور الإنسان في المحافظة على الحياة المائية · 1 / 21

أين نحن في الوحدة؟ (تمهيد)

بيّنت الدروس السابقة أن النظام البيئي المائي يعتمد على مجموعة دقيقة من الظروف: خواص الماء الفريدة، والغازات الذائبة، والضوء ودرجة الحرارة والملوحة والضغط، وأن الكائنات الحية تتكيف مع هذه الظروف.
ويسأل هذا الدرس الختامي للوحدة الأولى ما الذي يبقي النظام كله متزنًا؟
وما الذي يخل به؟
وماذا يستطيع الإنسان أن يفعل؟ ويتصل الدرس بالقضايا التي تتضمنها الوحدة: تلوث المياه، وتغير المناخ، واستدامة الموارد المائية، والحفاظ على التنوع البيولوجي، وإدارة الموارد المائية، والنمو السكاني.
التوازن البيئي هو حالة من الاستقرار الديناميكي تحدث عندما تتفاعل الكائنات الحية في النظام البيئي مع المكونات غير الحية بطريقة تحفظ استمرارية الحياة.

وكلمة «ديناميكي» تعني أن النظام يتغير باستمرار (ميلاد ووفاة، واستهلاك المغذيات وإعادة تدويرها، وتدفق الطاقة)، لكن التغيرات في النظام السليم تميل إلى أن يلغي بعضها بعضًا فتبقى الصفات الرئيسة ثابتة تقريبًا على مر الزمن، كحوض استحمام يتدفق إليه الماء من الصنبور بالمعدل نفسه الذي يخرج به من فتحة التصريف.
ويتضمن التوازن ثلاثة أمور توازن العناصر الغذائية، وتوازن الكائنات الحية (تنوعها وأعدادها)، وتدفق الطاقة عبر الشبكات الغذائية.

الوحدة الأولى: النظام البيئي المائي — الدرس 1-10: التوازن البيئي ودور الإنسان في المحافظة على الحياة المائية · 2 / 21

توازن العناصر الغذائية

في الأنظمة المائية كالبحيرات والأنهار يجب أن يكون هناك توازن في مستويات العناصر الغذائية مثل النيتروجين والفوسفور (النترات والأمونيوم والفوسفات).
وهذه العناصر ضرورية لنمو النباتات والطحالب التي تشكل الأساس للسلسلة الغذائية.

وجه المقارنة	الفكرة الأساسية	كلمات مفتاحية
نقص	العناصر: إنتاج ضعيف وكائنات قليلة	العناصرإنتاجضعيفوكائنات
زيادة	العناصر (من مياه الصرف الزراعي والمجاري والمنظفات الفوسفاتية): ازدهار غير طبيعي للطحالب (التزهر الطحلبي) وما يعرف بـ الإثراء الغذائي	العناصرمياهالصرفالزراعي
•	تسلسل الأحداث في الإثراء الغذائي	تسلسلالأحداثالإثراءالغذائي

تدخل كميات زائدة من النترات والفوسفات إلى بحيرة أو بحر ساحلي.
تتكاثر الطحالب والنباتات الطافية بسرعة فائقة مكوّنة غطاءً أخضر يحجب الضوء عن النباتات الأعمق.
تموت النباتات المغمورة لنقص الضوء، وتموت الطحالب نفسها بسرعة عند نفاد المغذيات.
المواد الميتة مستهلكة كميات كبيرة من الأكسجين الذائب (الدرس 1-7).
ينخفض الأكسجين فتموت الأسماك واللافقاريات، وتنتج البكتيريا اللاهوائية غازات كريهة كغاز كبريتيد الهيدروجين، فتتحول البحيرة إلى «منطقة ميتة» قليلة التنوع.

(وتنتج بعض أنواع التزهر الطحلبي سمومًا تقتل الأسماك وتجعل الماء غير آمن للإنسان.)

الوحدة الأولى: النظام البيئي المائي — الدرس 1-10: التوازن البيئي ودور الإنسان في المحافظة على الحياة المائية · 3 / 21

التوازن بين الكائنات الحية

وجه المقارنة	الفكرة الأساسية	كلمات مفتاحية
يتفاعل كل نوع في النظام المائي مع غيره بطرق متعددة	التغذية والتنافس والمعيشة المشتركة	التغذيةوالتنافسوالمعيشةالمشتركة
•	ووجود الأسماك المفترسة يسهم في الحفاظ على توازن أعداد الفرائس من الأسماك والكائنات الأخرى	ووجودالأسماكالمفترسةيسهم
مثال الكتاب	في بيئة بحرية فيها أنواع مختلفة من الأسماك إذا تراجعت أعداد الأسماك المفترسة (بسبب الصيد الجائر مثلًا) فقد يزداد عدد الأسماك الصغيرة بشكل مفرط فتستهلك الموارد الغذائية (العوالق والطحالب) بشكل غير متوازن ويحدث اضطراب في النظام البيئي	بيئةبحريةفيهاأنواع

وجه المقارنة	الفكرة الأساسية	مثال	كلمات مفتاحية
ولا تضر المفترسات بجماعة الفرائس على المدى الطويل	فهي تزيل الأفراد المريضة والضعيفة وتمنع الرعي المفرط وتحفظ الغذاء الكافي للباقين	—	تزيلالأفرادالمريضةوالضعيفة
وتصعد أعداد المفترس والفريسة وتهبط في دورات مترابطة	فرائس أكثر ← مفترسات أكثر ← فرائس أقل ← مفترسات أقل … شكل 1: دورة توازن المفترس والفريسة ي	الشكل دورة توازن المفترس والفريسة حيث تزداد الفرائس فيتكاثر المفترسون ثم تقل الفرائس فيقل الغذاء المتاح للمفترسات. وتتكرر هذه الدورة في أعداد متناوبة وتسهم المفترسات في إزالة الأفراد المريضة والضعيفة ومنع الرعي المفرط	فرائسأكثرمفترساتدورة
•	وهكذا	—	وهكذا

الوحدة الأولى: النظام البيئي المائي — الدرس 1-10: التوازن البيئي ودور الإنسان في المحافظة على الحياة المائية · 4 / 21

تدفق الطاقة عبر الشبكة الغذائية

تبدأ الطاقة بالتدفق في النظام المائي من المنتجات (الطحالب والنباتات التي تقوم بالبناء الضوئي مستخدمة طاقة الشمس) إلى المستهلكات: آكلات الأعشاب (مستهلكات أولية كالعوالق الحيوانية والأسماك الصغيرة التي تأكل الطحالب)، ثم آكلات اللحوم (مستهلكات ثانوية وثالثية كالأسماك المفترسة الكبيرة)، وأخيرًا المحلِّلات (البكتيريا والفطريات) التي تعيد تدوير العناصر.
شكل 2: هرم انتقال الطاقة في النظام المائي

يبيّن الشكل هرم انتقال الطاقة في النظام المائي، حيث تبدأ الطاقة من المنتجات كالطحالب والنباتات التي تستخدم ضوء الشمس في البناء الضوئي. ويفقد كل مستوى غذائي جزءًا كبيرًا من الطاقة المنتقلة إليه، لذلك تقل كمية الطاقة كلما صعدنا نحو المستهلكات العليا.
ويساعد هذا التدفق الطبيعي في تنظيم أعداد الكائنات في كل مستوى غذائي.

وجه المقارنة	الفكرة الأساسية	كلمات مفتاحية
السلسلة الغذائية	مسار واحد للطاقة: عوالق نباتية ← عوالق حيوانية ← أسماك صغيرة ← أسماك مفترسة كبيرة	مسارواحدللطاقةعوالق
الشبكة الغذائية	مجموعة السلاسل المتداخلة. وهي أكثر استقرارًا من السلسلة الواحدة لأن المستهلك يستطيع التحول إلى مصدر غذاء آخر إذا اختفى مصدر. شكل 3: شبكة غذائية في نظام مائي يعرض الشكل شبكة غذائية مائية تتداخل فيها السلاسل الغذائية فالعوالق النباتية تغذي الحيوانات الصغيرة ثم الأسماك الصغيرة والكبيرة. وتكون الشبكة أكثر استقرارًا من السلسلة الواحدة لأن المستهلك يستطيع التحول إلى مصدر غذاء بديل عند اختفاء أحد مصادره	مجموعةالسلاسلالمتداخلةأكثر

وجه المقارنة	الفكرة الأساسية	كلمات مفتاحية
مثال الكتاب	إذا استهلكت الأسماك المفترسة كميات كبيرة من الأسماك الصغيرة (التي تتغذى على العوالق الحيوانية) فإن أعداد العوالق الحيوانية تزداد فتأكل مزيدًا من الطحالب فتقل الطحالب ويمتد التغير على طول السلسلة فيختل التوازن	استهلكتالأسماكالمفترسةكميات
وهذا ما يسمى الشلال الغذائي	تغير في مستوى واحد ينتشر إلى المستويات الأخرى	تغيرمستوىواحدينتشر

الشبكة الغذائيةمسارات انتقال الغذاء والطاقة بين الكائنات الحية في النظام البيئي.

الوحدة الأولى: النظام البيئي المائي — الدرس 1-10: التوازن البيئي ودور الإنسان في المحافظة على الحياة المائية · 5 / 21

انتقال الطاقة بين المستويات (إضافة بالحسابات)

لا ينتقل من طاقة مستوى غذائي إلى المستوى التالي إلا نحو 10%، أما الباقي فيُستهلك في التنفس (ويضيع حرارة) والحركة أو لا يؤكل أو لا يهضم.
ولهذا تكون السلاسل الغذائية قصيرة (نحو 4–5 مستويات)، وتكون أعداد المفترسات العليا أقل بكثير من أعداد المنتجات.

✍️ أمثلة محلولة

مثال محلول (1). المسألة. تثبت العوالق النباتية في بحيرة 50 000 kJ من الطاقة لكل متر مربع في السنة.
باستخدام قاعدة 10% أوجد الطاقة المتاحة لكل من العوالق الحيوانية والأسماك الصغيرة والأسماك الكبيرة.
ولماذا تدعم البحيرة عددًا قليلًا من الأسماك الكبيرة؟
الحل. العوالق الحيوانية (مستهلكات أولية):
10% × 50 000 =5000 kJ

.
الأسماك الصغيرة 10% × 5000 =500 kJ .
الأسماك الكبيرة 10% × 500 = 50 kJ.
يصل 0.1% فقط من طاقة المنتجات إلى القمة، ولأن السمكة الكبيرة تحتاج طاقة كبيرة للبقاء فلا يمكن أن تدعم البحيرة إلا عددًا صغيرًا منها.
مثال محلول (2): إزالة المفترسات. المسألة. في شعاب مرجانية 200 سمكة مفترسة تأكل 40 000 سمكة صغيرة سنويًا.
تعداد الأسماك الصغيرة (نحو 100 000) مستقر لأن المواليد (بعد خصم الوفيات الطبيعية) تضيف 40 000 سنويًا.
ماذا يحدث إذا أدى الصيد الجائر إلى هبوط عدد المفترسات إلى 50؟

(افترض أن كل مفترس يأكل العدد نفسه.)

الحل. كل مفترس يأكل
40 000 ÷ 200 = 200

سمكة صغيرة سنويًا.
وبوجود 50 مفترسًا يصير المأكول
50 × 200 = 10 000

سنويًا.
ما تزال المواليد تضيف 40 000، فينمو التعداد بمقدار 40 000 − 10 000 = + 30 000 سنويًا (+ 30% ).
وخلال سنوات قليلة تفرط الأسماك الصغيرة في رعي العوالق والطحالب فينهار الغذاء ويختل النظام كله.

الوحدة الأولى: النظام البيئي المائي — الدرس 1-10: التوازن البيئي ودور الإنسان في المحافظة على الحياة المائية · 6 / 21

مثال على التوازن البيئي: الشعاب المرجانية

توفر الشعاب المرجانية موطنًا لعدد هائل من الكائنات البحرية (نحو ربع الأنواع البحرية رغم أنها تغطي أقل من 1% من قاع البحر).
وتساعد الأسماك المفترسة في الحفاظ على توازن الشعاب بالسيطرة على أعداد الكائنات الصغيرة مثل قنافذ البحر التي يمكن أن تدمر الشعاب إذا زادت أعدادها بشكل غير طبيعي.
(فقنافذ البحر والأسماك العاشبة ترعى طحالب كانت ستخنق المرجان، لكن انفجار أعداد القنافذ يجعلها تأكل المرجان ذاته.) فالشعاب مثال جيد على أن المفترسات والعاشبات والطحالب والمرجان يضبط بعضها بعضًا.
شكل 4: توازن شبكة الشعاب المرجانية

يوضح الشكل توازن الشعاب المرجانية، فالأسماك المفترسة تحافظ على أعداد الأسماك العاشبة، وهذه تمنع الطحالب من خنق المرجان. ويحدث الخلل عندما ينفجر عدد القنافذ فتأكل المرجان نفسه، وهكذا تتحكم الكائنات في بعضها بتوازن دقيق.

وتعتمد الشعاب كذلك على عوامل لاحيوية سبق أن درستها←ماء دافئ ضمن مدى ضيق من الحرارة (الدرس 1-3)، وضوء للطحالب التكافلية (الدرس 1-8)، ورقم هيدروجيني يسمح بالتكلس (الدرس 1-7).

الوحدة الأولى: النظام البيئي المائي — الدرس 1-10: التوازن البيئي ودور الإنسان في المحافظة على الحياة المائية · 7 / 21

تأثير الأنشطة البشرية على الحياة المائية

يبرز الكتاب ثلاثة تأثيرات رئيسة:

وجه المقارنة	الفكرة الأساسية	كلمات مفتاحية
التلوث	المواد الكيميائية كالمبيدات الحشرية والمعادن الثقيلة (الزئبق والرصاص والكادميوم) التي تُصرف في المياه تؤثر في جودة المياه وتضر بصحة الكائنات. ومن ملوثات الماء الأخرى: المجاري غير المعالجة والأسمدة (الإثراء الغذائي) وبقع الزيت والبلاستيك والمياه الساخنة من محطات الطاقة (تلوث حراري يقلل الأكسجين الذائب) والمخلفات الصناعية. التراكم الحيوي والتضخم الحيوي: السموم الثابتة لا تتحلل ولا تُفرز فتتراكم في أنسجة الكائنات (تراكم حيوي) وتزداد تركيزًا كلما صعدنا مستوى غذائيًا (تضخم حيوي) فتحمل المفترسات العليا (الأسماك الكبيرة والطيور آكلة الأسماك والإنسان) أعلى التركيزات. شكل 5: التراكم الحيوي والتضخم الحيوي للملوثات يبيّن الشكل التراكم الحيوي للملوثات كالزئبق والمبيدات وهي مواد لا تتحلل ولا تُفرز فتتراكم في أنسجة الكائنات. ويزداد تركيزها مع كل مستوى غذائي صعودًا أي التضخم الحيوي فتحمل المفترسات العليا والإنسان أعلى التركيزات	الموادالكيميائيةكالمبيداتالحشرية
الصيد الجائر	صيد الأسماك أسرع تستطيع جماعاتها تعويضه يقلل أعداد بعض الأنواع ويؤثر في التوازن البيئي (اختفاء المفترسات يسبب اختلالًا كما في الفقرة 2.2). والطرق المدمرة (الديناميت والشباك الدقيقة التي تصطاد الصغار) أشد ضررًا	الأسماكأسرعتستطيعجماعاتها
التدمير البيئي	تدمير المواطن الطبيعية كالشعاب المرجانية والمستنقعات (بالتجريف والبناء الساحلي والردم والتجفيف ومرساة السفن والصيد بالمتفجرات) يسبب فقدان التنوع البيولوجي لأن أنواعًا كثيرة تفقد أماكن تكاثرها وتغذيتها	المواطنالطبيعيةكالشعابالمرجانية

ومن الأسباب المتصلة←تغير المناخ (احترار وتحمض)، وإدخال أنواع غازية تنافس الأنواع المحلية، وبناء السدود وتحويل مجاري الأنهار (تغير التدفق والرواسب ومسارات هجرة الأسماك).

✍️ أمثلة محلولة

مثال محلول (3): التضخم الحيوي. المسألة. تركيز الزئبق في الماء 0.000 01 mg/L.
تركّزه العوالق النباتية 1000 مرة، ثم العوالق الحيوانية التي تأكلها 10 مرات إضافية، ثم الأسماك الصغيرة 10 مرات أخرى، ثم الأسماك المفترسة الكبيرة 10 مرات أخرى.
أوجد التركيز في كل مستوى والعامل الكلي للتضخم بين الماء والسمكة الكبيرة.
الحل. العوالق النباتية:
0.000 01 × 1000 =0.01 mg/kg

.
العوالق الحيوانية 0.01 × 10 = 0.1 mg/kg.
الأسماك الصغيرة 1 mg/kg.
الأسماك الكبيرة 10 mg/kg.
العامل الكلي =
10 ÷ 0.000 01 =1 000 000

(10⁶).
فتركيز يبدو غير ضار في الماء قد يعطي جرعة سامة في المفترسات العليا وفي الإنسان الذي يأكلها.
مثال محلول (4): الصيد المستدام. المسألة. مخزون سمكي 80 000 طن يتجدد بالنمو والتكاثر بمعدل 12% سنويًا.
(أ) ما أكبر صيد سنوي مستدام؟
(ب) ماذا يحدث للمخزون لو كان الصيد 15 000 طن سنويًا؟
الحل. (أ) التجدد =
0.12 × 80 000 =9600

طن/سنة، وهو أكبر صيد يُبقي المخزون عند 80 000 طن.
(ب) الصيد 15 000 طن يزيد على التجدد بمقدار 5400 طن، فيهبط المخزون إلى نحو 74 600 طن بعد سنة.
ولأن التجدد يتناسب مع المخزون فإن المخزون الأصغر يتجدد أقل (0.12 × 74 600 = 8952 طن) فتتسع الفجوة ويتهاوى المخزون خلال سنوات قليلة.
ولهذا توجد حصص الصيد والمواسم المغلقة وحد أدنى لحجم الشباك.

الوحدة الأولى: النظام البيئي المائي — الدرس 1-10: التوازن البيئي ودور الإنسان في المحافظة على الحياة المائية · 8 / 21

دور الإنسان في المحافظة على التوازن البيئي

يُعدّ الإنسان عاملًا مؤثرًا بشكل كبير في التغيرات التي تطرأ على البيئة سواء كانت إيجابية أو سلبية.
ومن الأدوار التي يمكنه القيام بها:

وجه المقارنة	الفكرة الأساسية	كلمات مفتاحية
الحفاظ على الموارد الطبيعية	يجب أن يتعامل الإنسان بحذر مع الموارد ويتجنب تلويثها واستنزافها: معالجة مياه الصرف الصحي والصناعي وإعادة استخدام المياه وتدويرها وإنشاء المحميات الطبيعية والمحميات البحرية وحماية الأراضي الرطبة والشعاب	يتعاملالإنسانبحذرويتجنب
التوعية والتثقيف البيئي	على الإنسان أن يتعلم تأثير أفعاله في البيئة ويشارك هذه المعرفة مع الآخرين من خلال حملات التوعية والمناهج الدراسية وورش العمل ووسائل الإعلام	الإنسانيتعلمتأثيرأفعاله
التنمية المستدامة	هي التنمية التي تلبي احتياجات الجيل الحالي دون المساس بقدرة الأجيال المستقبلية على تلبية احتياجاتها. ويسعى الإنسان لتطوير واستخدام تكنولوجيا نظيفة ومستدامة في الزراعة (الري بالتنقيط والأسمدة العضوية) والصناعة (معالجة المخلفات وإعادة التدوير) والعمران (محطات معالجة الصرف والمباني الخضراء)	تلبياحتياجاتالجيلالحالي
التحول إلى ممارسات صديقة للبيئة	خطوات يومية صغيرة كتقليل استهلاك المياه والطاقة وفرز النفايات واستخدام وسائل النقل العام أو الدراجات وعدم إلقاء الزيوت والقمامة في المصارف والأنهار وتجنب الأكياس والزجاجات البلاستيكية	خطواتيوميةصغيرةكتقليل

إجراءات عملية أخرى

(تتصل بإدارة الموارد المائية)←حصص الصيد والمواسم المغلقة؛

معالجة المجاري والمخلفات الصناعية قبل تصريفها؛

أحزمة نباتية حول البحيرات؛

تنظيم استخدام المبيدات؛

حماية مناطق التكاثر وإعادة الإكثار؛

رصد جودة المياه (pH والأكسجين والنترات والفوسفات والمعادن الثقيلة)؛
قوانين بعقوبات رادعة للملوثين.

الوحدة الأولى: النظام البيئي المائي — الدرس 1-10: التوازن البيئي ودور الإنسان في المحافظة على الحياة المائية · 9 / 21

بحث واستقصاء: خطة لحماية نهر النيل

المطلوب في الكتاب.

نهر النيل هو العمود الفقري للحياة في مصر، يعتمد عليه الملايين في الزراعة والشرب والصيد (يمد مصر بأكثر من 95% من مواردها المائية المتجددة).
ويواجه النهر تحديات كبيرة التلوث والاستغلال المفرط للمياه وتغير المناخ.
ويُطلب تصميم خطة متكاملة لحمايته كنظام بيئي مائي، مسترشدين بأسئلة في أربعة محاور.

وفيما يلي مخطط لإجابة نموذجية بأسلوبنا؛

وعليك أن تبحث عن بيانات وأمثلة حقيقية لتضيفها في مشروعك.

المحور الأول — التلوث

وجه المقارنة	الفكرة الأساسية	مثال	كلمات مفتاحية
المصادر الرئيسة	تصريفات المصانع (معادن وأصباغ ومواد كيميائية وزيوت) ومياه الصرف الصحي غير المعالجة أو المعالجة جزئيًا من المدن والقرى والصرف الزراعي الحامل للأسمدة (نترات وفوسفات) والمبيدات والمخلفات الصلبة وتسربات القوارب والوقود	—	تصريفاتالمصانعمعادنوأصباغ
التأثيرات	انخفاض الأكسجين الذائب والإثراء الغذائي ونمو الحشائش المائية ووجود المعادن الثقيلة في الأسماك ومياه الشرب والأمراض وتراجع المخزون السمكي	—	انخفاضالأكسجينالذائبوالإثراء
الإجراءات	إنشاء محطات معالجة للصرف الصحي والصناعي وتشغيلها بكفاءة تطبيق القوانين على التصريف مع رقابة ومحطات رصد لجودة المياه جمع المخلفات الصلبة بطريقة آمنة نشر المكافحة المتكاملة للآفات والتسميد المتوازن إزالة مواسير التصريف غير القانونية تشجيع المصانع على إعادة تدوير المياه	—	إنشاءمحطاتمعالجةللصرف
تجارب ناجحة لدول أخرى		التيمز في إنجلترا والراين في أوروبا بتشريعات صارمة ومحطات معالجة وتعاون بين الدول. ويمكن لمصر الاستفادة بتراخيص للمصانع وغرامات تتناسب مع الضرر ونشر بيانات جودة المياه بشفافية	تعافتأنهارالتيمزإنجلترا

المحور الثاني — الاستغلال المفرط للموارد المائية

وجه المقارنة	الفكرة الأساسية	كلمات مفتاحية
•	يؤدي السحب الزائد والري بالغمر المسرف إلى خفض المنسوب وزيادة الملوحة في اتجاه المصب وتقليل التدفق إلى الدلتا ويزداد الطلب مع نمو السكان (نصيب الفرد في مصر أقل بكثير من حد الفقر المائي 1000 m³ سنويًا)	يؤديالسحبالزائدوالري
تقنيات حديثة لتقليل استهلاك المياه	الري بالتنقيط والرش التسوية بالليزر اختيار محاصيل أقل استهلاكًا للماء معالجة مياه الصرف وإعادة استخدامها تبطين الترع لتقليل التسرب والتبخر حصاد مياه الأمطار تقليل التسرب في شبكات المدن تحلية المياه في المناطق الساحلية	الريبالتنقيطوالرشالتسوية
السدود ومشروعات التحويل	تخزن المياه وتولد الكهرباء لكنها تغير التدفق وتحجز الطمي (فتقل الرواسب الواصلة إلى الدلتا ويزداد التآكل) وقد تعيق هجرة الأسماك وتغير الحرارة والأكسجين في اتجاه المصب. ويلزم تقييم الأثر البيئي والتعاون الإقليمي	تخزنالمياهوتولدالكهرباء
الإدارة	توزيع المياه بين الزراعة (أكبر مستخدم) والصناعة والمنازل بالتراخيص والتسعير والعدادات والتوعية وإعطاء الأولوية لمياه الشرب	توزيعالمياهالزراعةأكبر

المحور الثالث — تغير المناخ

ارتفاع الحرارة يزيد التبخر ويقلل الأكسجين الذائب ويغير أنماط المطر في الحوض (خطر الفيضان والجفاف)، وارتفاع مستوى البحر يهدد شمال الدلتا بالغمر وتسرب مياه البحر المالحة إلى التربة والمياه الجوفية.
استراتيجيات التكيف نظم إنذار مبكر بالأقمار الصناعية ومحطات الأرصاد ومقاييس النهر؛ تشغيل مرن للخزانات؛ محاصيل مقاومة للجفاف والملوحة؛ حماية الكثبان الساحلية والبحيرات كحواجز طبيعية؛ تطوير الطاقة المتجددة لخفض الانبعاثات.
التكنولوجيا الاستشعار عن بعد ونماذج الفيضان الحاسوبية وتنبيهات الهواتف المحمولة تساعد المزارعين والسلطات على التصرف في الوقت المناسب.
المحور الرابع — حماية النظام البيئي

وجه المقارنة	الفكرة الأساسية	مثال	كلمات مفتاحية
•		بحيرة البرلس محمية رطبة) مواطن مهمة للطيور	تراجعتالأسماكالمحليةوطيور
التوعية	برامج مدرسية وحملات إعلامية ورصد يشارك فيه المواطنون وأيام تنظيف وسياحة تحترم الطبيعة	—	برامجمدرسيةوحملاتإعلامية
السياسات والمشاركة	محميات ولوائح للصيد مع إنفاذها إشراك المجتمع المحلي والصيادين والمزارعين والمنظمات غير الحكومية والجامعات في الرصد وصنع القرار دعم مشروعات تتيح سبل عيش مستدامة كالاستزراع السمكي الجيد والسياحة البيئية	—	محمياتولوائحللصيدإنفاذها
معايير الخطة الجيدة	هدف واضح وبيانات وإجراءات محددة لكل محور وجهات مسؤولة وجدول زمني وتقدير للتكلفة والعائد ومؤشرات رصد (	الأكسجين المذاب فوق 5 mg/L والنترات والفوسفات دون الحدود وتنوع الأسماك) وكيفية إشراك المجتمع	واضحوبياناتوإجراءاتمحددة

الوحدة الأولى: النظام البيئي المائي — الدرس 1-10: التوازن البيئي ودور الإنسان في المحافظة على الحياة المائية · 10 / 21

ربط الدرس بالاستدامة

استدامة الموارد المائيةألا يتجاوز الاستخدام ما تجدده دورة الماء (الدرس 1-1).

الحفاظ على التنوع البيولوجيحماية الموائل وتنوع الأنواع لأن الأنظمة المتنوعة أقدر على مقاومة الصدمات.

إدارة الموارد المائيةتخطيط الاستخدام والجودة والرقابة عليهما.

تحديات النمو السكانيسكان أكثر يعني طلبًا أكبر على الماء والغذاء والأسماك والتخلص من النفايات، فيجب أن تزداد الكفاءة والوعي بمعدل أسرع من النمو السكاني.

الوحدة الأولى: النظام البيئي المائي — الدرس 1-10: التوازن البيئي ودور الإنسان في المحافظة على الحياة المائية · 11 / 21

مؤشرات صحة النظام المائي

المؤشر	القيمة الصحية (تقريبًا)	علامة الخطر
الأكسجين المذاب (DO)	> 6 mg/L (تحتاج الأسماك > 5)	< 3 mg/L: تموت الأسماك
الرقم الهيدروجيني pH	6.5 – 8.5	< 6 أو > 9 (أمطار حمضية أو مخلفات صناعية)
النترات	< 10 mg/L	قيم عالية: صرف أسمدة وإثراء غذائي
الفوسفات	< 0.05 mg/L في البحيرات	> 0.1 mg/L: تزهر الطحالب
العكارة	ماء صافٍ	ماء طيني يقلل الضوء والبناء الضوئي
درجة الحرارة	ثابتة قرب القيمة الطبيعية	تصريف ساخن يقلل الأكسجين
الطلب الحيوي للأكسجين (BOD)	< 3 mg/L	> 10 mg/L: تلوث عضوي شديد
المعادن الثقيلة	تقترب من الصفر	وجود الزئبق والرصاص والكادميوم
الكائنات الدالة	يرقات ذباب مايو والحجر وأنواع كثيرة	وجود الديدان ويرقات البعوض فقط: ماء ملوث

الطلب الحيوي للأكسجين (BOD) هو كمية الأكسجين التي تستهلكها الكائنات الدقيقة في تحليل المواد العضوية في عينة خلال 5 أيام.
وللمجاري BOD يتراوح بين 200 و400 mg/L بينما يقل في ماء النهر النظيف عن 2-3 mg/L.

✍️ أمثلة محلولة

مثال محلول (5). المسألة. نهر أكسجينه المذاب 8.0 mg/L قبل مصب مجاري.
تتدفق المجاري ((0.2 m³) / s،
BOD = 250 mg/L

ولا أكسجين فيها) وتختلط بالنهر ((1.8 m³) / s).
بافتراض أن كل الـBOD يستهلك أكسجين الخليط، احسب الأكسجين المتبقي.
الحل. التدفق الكلي (2.0 m³) / s.
الأكسجين المتاح 8.0 × 1.8 = 14.4 g/s ((mg / L × m3) / s = g / s) .
الطلب 250 × 0.2 = 50 g/s .
الطلب (50) أكبر من المتاح (14.4) فيصبح النهر خاليًا من الأكسجين وتموت الأسماك.
ولو عولجت المجاري إلى
BOD = 20 mg/L

لصار الطلب 4 g/s والمتبقي
(14.4 – 4) ÷ 2.0 =5.2 mg/L

، وهو مستوى آمن (وتضيف الأمواج مزيدًا).
ولهذا تُعدّ معالجة المجاري ضرورية.

الوحدة الأولى: النظام البيئي المائي — الدرس 1-10: التوازن البيئي ودور الإنسان في المحافظة على الحياة المائية · 12 / 21

مراحل معالجة مياه الصرف

وجه المقارنة	الفكرة الأساسية	كلمات مفتاحية
الابتدائية	مصافٍ تزيل الأجسام الكبيرة وغرف ترسيب الرمل وأحواض ترسيب تترك المواد الصلبة تهبط (تزيل نحو 60% من العوالق الصلبة)	مصافتزيلالأجسامالكبيرة
الثانوية (الحيوية)	بكتيريا في أحواض مهواة (الحمأة المنشطة) أو مرشحات تحلل المواد العضوية (تزيل 85–95% من الـBOD)	بكتيرياأحواضمهواةالحمأة
الثالثية	إزالة النيتروجين والفوسفور والترشيح والتطهير (بالكلور أو الأشعة فوق البنفسجية) قبل التصريف أو إعادة الاستخدام في الري	إزالةالنيتروجينوالفوسفوروالترشيح
•	تُخمّر الحمأة لإنتاج غاز حيوي (ميثان) وسماد	الحمأةلإنتاجحيويميثان

الوحدة الأولى: النظام البيئي المائي — الدرس 1-10: التوازن البيئي ودور الإنسان في المحافظة على الحياة المائية · 13 / 21

حالات للمناقشة

وجه المقارنة	الفكرة الأساسية	مثال	كلمات مفتاحية
بحر آرال		على الاستغلال المفرط للماء	الأنهارالمغذيةالقطنففقد
بحيرة فيكتوريا	أدى إدخال سمكة بياض النيل (مفترس غازٍ) مع تلوث المغذيات إلى انقراض مئات الأنواع المحلية من البلطي وتزهر طحلبي ونمو ورد النيل	—	إدخالسمكةبياضالنيل
شعاب البحر الأحمر	من أغنى الشعاب تنوعًا وتحميها محميات	رأس محمد وقيود على الإرساء والصيد بالرمح والبناء الساحلي نموذج ناجح يجمع العلم والقانون والسياحة	أغنىالشعابتنوعوتحميها

المسألة. أسرة من خمسة أفراد يستهلك الفرد 150 L يوميًا.
أصلحت حنفيات متسربة (كانت تهدر 10 L يوميًا)، ورَكّبت رشاشات دش موفرة (توفر 20 L للفرد يوميًا)، وتوقفت عن غسل السيارة بالخرطوم (توفير 100 L أسبوعيًا).
ما الاستهلاك اليومي الجديد ونسبة التوفير؟

الحل. الأصل =
5 × 150 = 750 L/

يوم.
التوفير التسرب 10 + الدش 5 × 20 = 100 + السيارة 100 ÷ 7 = 14.3 → المجموع = 124.3 L/يوم.

الاستهلاك الجديد = 750 – 124.3 =625.7 L/ يوم؛

نسبة التوفير =
124.3 ÷ 750 =16.6%

.
ولو وفّرت مدينة من مليون نسمة النسبة نفسها لوفرت نحو 25 مليون لتر (25 000 m³) يوميًا.

الوحدة الأولى: النظام البيئي المائي — الدرس 1-10: التوازن البيئي ودور الإنسان في المحافظة على الحياة المائية · 14 / 21

ملخص

الفكرة	أهم النقاط
التوازن البيئي	استقرار ديناميكي بين الكائنات الحية والمكونات غير الحية
توازن العناصر الغذائية	النيتروجين والفوسفور يدعمان المنتجين الزيادة ← تزهر طحلبي ← نقص أكسجين
التوازن بين الكائنات	المفترسات تضبط الفرائس إزالتها تسبب انفجار أعداد الفرائس
تدفق الطاقة	منتجات ← مستهلكات؛ نحو 10% ينتقل إلى المستوى التالي
مثال الشعاب	الأسماك المفترسة تضبط قنافذ البحر
ضرر الإنسان	تلوث، صيد جائر، تدمير الموائل
دور الإنسان	حفظ الموارد توعية تنمية مستدامة ممارسات صديقة للبيئة
خطة النيل	مكافحة التلوث إدارة المياه التكيف مع المناخ حماية النظام البيئي

الوحدة الأولى: النظام البيئي المائي — الدرس 1-10: التوازن البيئي ودور الإنسان في المحافظة على الحياة المائية · 15 / 21

أخطاء شائعة

القول بأن التوازن البيئي يعني عدم وجود أي تغير؛ فهو استقرار ديناميكي.
القول بأن إزالة المفترسات «تفيد» الفرائس؛ فهي تهدم التوازن على المدى الطويل.
نسيان أن التزهر الطحلبي يقتل الأسماك بصورة غير مباشرة عبر نقص الأكسجين بعد التحلل.
القول بأن «التنمية المستدامة تعني إيقاف التنمية»؛ بل تنمية لا تضر قدرة الأجيال القادمة.
الاقتصار على ذكر المشكلات في خطة النيل؛ يجب أن تقترح الخطة إجراءات.
عند حساب الطاقة بين المستويات تذكّر أنها تنتقل بنسبة 10% وليس 90%.

الوحدة الأولى: النظام البيئي المائي — الدرس 1-10: التوازن البيئي ودور الإنسان في المحافظة على الحياة المائية · 16 / 21

أسئلة للمراجعة الذاتية

عرّف التوازن البيئي، وفسّر لماذا يوصف بأنه ديناميكي.
صف تسلسل أحداث الإثراء الغذائي حتى موت الأسماك.
كيف تؤثر إزالة الأسماك المفترسة في شعاب مرجانية؟
اذكر ثلاثة تأثيرات للأنشطة البشرية في الحياة المائية.
ما أدوار الإنسان الأربعة في الحفاظ على التوازن البيئي؟
اقترح خطة لحماية النيل من التلوث الصناعي.

.egp-ex{margin:18px 0;border:1px solid rgba(79,63,224,.2);border-radius:16px;overflow:hidden;background:#fff}.egp-ex-h{padding:10px 16px;font-weight:800;background:linear-gradient(90deg,#4f3fe0,#22c1c3);color:#1e1b4b}.egp-ex-tabs{display:flex;flex-wrap:wrap;gap:6px;padding:10px 12px;background:#f7f6ff}.egp-ex-b{border:1px solid rgba(79,63,224,.3);background:#fff;border-radius:20px;padding:5px 14px;font-weight:700;cursor:pointer}.egp-ex-b.on{background:#4f3fe0;color:#1e1b4b}.egp-ex-p{padding:12px 16px}function egpEx(b,k){var w=b.closest(‘.egp-ex’);w.querySelectorAll(‘.egp-ex-b’).forEach(function(x,i){x.classList.toggle(‘on’,i===k)});w.querySelectorAll(‘.egp-ex-p’).forEach(function(x,i){x.hidden=i!==k})}

اختبر نفسك على هذا الدرس

تم توزيع أسئلة بنك الدرس على نقاط الشرح أعلاه
وكل نقطة تحتها أسئلتها. ولحل البنك كاملًا في صفحة واحدة:

الوحدة الأولى: النظام البيئي المائي — الدرس 1-10: التوازن البيئي ودور الإنسان في المحافظة على الحياة المائية · 17 / 21

مقدمة

📖

الوحدة الأولى: النظام البيئي المائي — الدرس 1-10: التوازن البيئي ودور الإنسان في المحافظة على الحياة المائية · 18 / 21

📌 قاموس المصطلحات والمفاهيم العلمية الدقيقة:

وجه المقارنة	الفكرة الأساسية	مثال	كلمات مفتاحية
التوازن البيئي	استقرار ديناميكي ينتج عن تفاعل الكائنات الحية في النظام البيئي مع مكوناته غير الحية بما يحافظ على استمرارية الحياة	—	استقرارديناميكيينتجتفاعل
الشبكة الغذائية	مسارات انتقال الغذاء والطاقة بين الكائنات الحية في النظام البيئي	—	مساراتانتقالالغذاءوالطاقة
الكائنات المنتجة	كائنات تقوم بعملية التمثيل الضوئي	الطحالب والنباتات المائية وتبدأ منها الطاقة في الشبكة الغذائية	تقومبعمليةالتمثيلالضوئي
الكائنات المستهلكة	كائنات تعتمد على غيرها في الغذاء	الأسماك آكلة الأعشاب والأسماك المفترسة	تعتمدغيرهاالغذاءالأسماك
الصيد الجائر	الصيد المفرط الذي يؤدي إلى انخفاض أعداد بعض الأنواع واختلال التوازن البيئي	—	المفرطيؤديانخفاضأعداد
التلوث المائي		المبيدات الحشرية والمعادن الثقيلة مما يؤثر في جودة المياه وصحة الكائنات الحية	دخولموادضارةالمياه

التدمير البيئي، تدمير الموائل الطبيعية مثل الشعاب المرجانية والمستنقعات، وهو ما يسبب فقدان التنوع البيولوجي.

التنمية المستدامة، تنمية تلبي احتياجات الجيل الحالي دون المساس بقدرة الأجيال المستقبلية على تلبية احتياجاتها.

الاستخدام المستدام للموارد، استخدام الموارد الطبيعية بطريقة تحافظ عليها، وتجنب تلويثها واستنزافها.

التوعية والتثقيف البيئي، تعريف الإنسان بتأثير أفعاله في البيئة، ونشر هذه المعرفة بين الآخرين عبر الحملات الإعلامية وورش العمل ومناهج التعليم.

الوحدة الأولى: النظام البيئي المائي — الدرس 1-10: التوازن البيئي ودور الإنسان في المحافظة على الحياة المائية · 19 / 21

⚖️ القوانين والعلاقات الرياضية والفيزيائية الحاكمة:

يتضمن الحفاظ على التوازن البيئي في النظم المائية ثلاثة جوانب مترابطة: توازن العناصر الغذائية، وتنوع الكائنات الحية، وتدفق الطاقة عبر الشبكات الغذائية.

العلاقة	السبب	النتيجة
توازن العناصر الغذائية مثل النيتروجين والفوسفور	زيادتها بشكل مفرط في الماء	ازدهار غير طبيعي للطحالب
التحكم في أعداد الفرائس	وجود الأسماك المفترسة في البيئة المائية	المساهمة في الحفاظ على توازن أعداد الكائنات
اضطراب استهلاك الموارد الغذائية	تراجع أعداد الأسماك المفترسة بسبب الصيد المفرط	زيادة أعداد الأسماك الصغيرة واضطراب النظام البيئي
تنظيم أعداد الكائنات في السلسلة الغذائية	انتقال الطاقة من الكائنات المنتجة إلى المستهلكة	ضبط أعداد الكائنات في كل مستوى من مستويات السلسلة
التأثير في نمو الطحالب	استهلاك المفترسات للأسماك الصغيرة التي تتغذى على العوالق الحيوانية بكميات كبيرة	زيادة أعداد العوالق الحيوانية التي تؤثر في نمو الطحالب فيختل التوازن
الحفاظ على الشعاب المرجانية	وجود الأسماك المفترسة التي تسيطر على أعداد كائنات صغيرة مثل قنافذ البحر	حماية الشعاب المرجانية من التدمير

الوحدة الأولى: النظام البيئي المائي — الدرس 1-10: التوازن البيئي ودور الإنسان في المحافظة على الحياة المائية · 20 / 21

🔍 الشرح والتحليل المستفيض وتفسيرات علل والاستنتاجات:

يتحقق التوازن البيئي حين تتفاعل الكائنات الحية مع مكونات البيئة من حولها، بما يضمن استمرار الحياة فيها.
وفي النظم المائية يتطلب هذا التوازن الحفاظ على توازن العناصر الغذائية، وتنوع الكائنات الحية، وتدفق الطاقة عبر الشبكات الغذائية.
أولاً عناصر التوازن في النظام البيئي المائي

العناصر الغذائية مثل النيتروجين والفوسفور ضرورية لنمو النباتات والطحالب، وهي أساس السلسلة الغذائية.
يتفاعل كل نوع من الكائنات الحية مع غيره بطرق متعددة، فوجود الأسماك المفترسة يساهم في حفظ توازن أعداد الفرائس.
تبدأ الطاقة من الكائنات المنتجة، مثل الطحالب والنباتات التي تقوم بعملية التمثيل الضوئي، ثم تنتقل إلى الكائنات المستهلكة.
ثانياً أمثلة على التوازن البيئي
تعد الشعاب المرجانية موطناً لكثير من الكائنات البحرية، وتساعد الأسماك المفترسة على حفظ توازنها بالسيطرة على أعداد كائنات صغيرة مثل قنافذ البحر، إذ يمكن أن تدمر الشعاب إذا زادت أعداد هذه الكائنات بشكل غير طبيعي.
وإذا تراجعت أعداد الأسماك المفترسة نتيجة الصيد المفرط، قد يزيد عدد الأسماك الصغيرة، ويؤدي ذلك إلى استهلاك الموارد الغذائية بشكل غير متوازن واضطراب النظام البيئي.

ثالثاً←تأثير الأنشطة البشرية في الحياة المائية

التلوثتصب في المياه مواد كيميائية مثل المبيدات الحشرية والمعادن الثقيلة، فتؤثر في جودة المياه وتضر بصحة الكائنات الحية.

الصيد الجائريؤدي إلى انخفاض أعداد بعض الأنواع، ويترك أثراً سلبياً على التوازن البيئي.

التدمير البيئيتدمير الموائل الطبيعية مثل الشعاب المرجانية والمستنقعات يسبب فقدان التنوع البيولوجي.

رابعاًدور الإنسان في المحافظة على التوازن البيئي

وجه المقارنة	الفكرة الأساسية	مثال	كلمات مفتاحية
الحفاظ على الموارد الطبيعية	التعامل مع الموارد بحذر واستخدامها بشكل مستدام وتجنب تلويثها واستنزافها	—	التعاملبحذرواستخدامهابشكل
التوعية والتثقيف البيئي	أن يتعلم الإنسان أثر أفعاله على البيئة ويشارك هذه المعرفة مع الآخرين	—	يتعلمالإنسانأفعالهالبيئة
التنمية المستدامة	تلبية احتياجات الجيل الحالي دون المساس بقدرة الأجيال المستقبلية واستخدام التقنيات النظيفة والمستدامة في الزراعة والقطاعات الصناعية والعمرانية	—	تلبيةاحتياجاتالجيلالحالي
ممارسات صديقة للبيئة		تقليل استهلاك المياه والطاقة وفرز النفايات واستخدام وسائل النقل العامة أو الدراجات	خطواتيوميةتقليلاستهلاك
خامساً	مثال تطبيقي من نهر النيل	—	مثالتطبيقيالنيل
•	يُعد نهر النيل العمود الفقري للحياة في مصر إذ يعتمد عليه الملايين في الزراعة والشرب والصيد	—	النيلالعمودالفقريللحياة
•	ويواجه النهر تحديات تهدد استدامته منها التلوث والاستغلال المفرط للمياه وتأثيرات تغير المناخ	—	ويواجهالنهرتحدياتتهدد
•	ولذلك يجب اتخاذ إجراءات حاسمة لحماية هذا النظام البيئي الحيوي وضمان استدامته للأجيال القادمة	—	ولذلكاتخاذإجراءاتحاسمة

الوحدة الأولى: النظام البيئي المائي — الدرس 1-10: التوازن البيئي ودور الإنسان في المحافظة على الحياة المائية · 21 / 21

المناهج الدراسية

الصف الأول الثانوي

العلوم المتكاملة

الرياضيات

الوحدة الأولى: النظام البيئي المائي — الدرس 1-10: التوازن البيئي ودور الإنسان في المحافظة على الحياة المائية

🌳 شجرة المفاهيم

├── 1. أين نحن في الوحدة؟ (تمهيد)

├── 2.1 توازن العناصر الغذائية

├── 2.2 التوازن بين الكائنات الحية

├── 2.3 تدفق الطاقة عبر الشبكة الغذائية

├── 3. مثال على التوازن البيئي: الشعاب المرجانية

├── 4. تأثير الأنشطة البشرية على الحياة المائية

├── 6. بحث واستقصاء: خطة لحماية نهر النيل

├── 7. ربط الدرس بالاستدامة

├── 8.1 مؤشرات صحة النظام المائي

├── 8.2 مراحل معالجة مياه الصرف

├── 8.3 حالات للمناقشة

├── 9. ملخص

├── 10. أخطاء شائعة

├── 11. أسئلة للمراجعة الذاتية

✍️ أمثلة محلولة

(افترض أن كل مفترس يأكل العدد نفسه.)

✍️ أمثلة محلولة

معالجة المجاري والمخلفات الصناعية قبل تصريفها؛

أحزمة نباتية حول البحيرات؛

تنظيم استخدام المبيدات؛

حماية مناطق التكاثر وإعادة الإكثار؛

وفيما يلي مخطط لإجابة نموذجية بأسلوبنا؛

المحور الأول — التلوث

✍️ أمثلة محلولة

الاستهلاك الجديد = 750 – 124.3 =625.7 L/ يوم؛

اختبر نفسك على هذا الدرس

أحسنت! أنهيت هذا الدرس