UNIVERSITATEA BABE-BOLYAI, CLUJ-NAPOCA

FACULTATEA DE STIINTA MEDIULUI

ECOLOGIE I

MANAGEMENT ECOLOGIC

SUPORT DE CURS

LECTOR

Dr. biolog Dana Malschi

2007

Universitatea Babe-Bolyai, Cluj-Napoca Lector dr. biolog Dana MALSCHI

Facultatea de tiina Mediului . Masterat.

Disciplina: ECOLOGIE SI MANAGEMENT ECOLOGICECOLOGIE I MANAGEMENT ECOLOGIC

SUPORT DE CURS

2007

Material didactic redactat pe baza bibliografiei:

STUGREN BOGDAN, 1982. Bazele ecologiei generale. Ed. tiinific i enciclopedic, Bucureti.

STUGREN BOGDAN , 1994. Ecologie teoretic. Ed. Sarmis, Cluj Napoca.

BOTNARIUC N.,1976. Concepia i metoda sistemic n biologia general. Ed. Acad.R.S.R., BOTNARIUC N., VDINEANU V., 1982. Ecologie. Ed. Didactic i pedagogic, Bucureti,

CRISTEA, V., SIMONE DENAEYER, 2004. De la biodiversitate la OGM-uri ? Colectia UNIVERSITAS, seria BIOLOGIE, Ed. Eikon, Cluj-Napoca)

CRISTEA V., GAFTA D., PEDROTTI F., 2004. Fitosociologie. Ed. Presa Universitar Clujan

CRISTEA, V., 2006. Conservarea si protectia biodiversitii, n contextul dezvoltrii durabile i al integrarii Romniei n U.E. Environment & Progress-6/2006, Cluj-Napoca: 89-98

DORDEA MANUELA, COMAN N., 2005. Ecologie uman. Casa Crii de tiin, Cluj-Napoca.

ELIADE G., GHINEA L., TEFANIC G., 1975. Microbiologia solului. Ed. Ceres Bucuresti.

fabian ana, onaca rodica, 1999. Ecologie aplicat. Casa de editur SARMIS, Cluj-Napoca.FIIU A. 2004. Ecologie i protecia mediului. Academicpres ,Cluj-Napoca.GHIDRA V., SESTRA R., BOTU M., BOTU I.,2004. Biodiversitate i bioconservare. Ed. AcademicPres,Cluj-Napoca: 56-100.

KISS TEFAN, DRAGAN-BULARDA MIHAIL, DANIELA PACA, 1993. Enzimologia mediului nconjurtor. Enzimologia solurilor tehnogene.Vol. II. Ed. CERES, Bucureti.

OZUNU AL., CARMEN TEODOSIU, 2002. PREVENIREA POLUARII MEDIULUI.. Ed. Univ. TRANSILVANIA Brasov.VDINEANU V., 1998. Devoltare durabil. Ed. Univ. Bucureti.

Ordonanta de urgen a Guvernului 195/ 22.12.2005 privind protectia mediului. Monitorul Oficial al Romniei nr.1196/30.12,2005

Ordinul 876/2004 al Ministerului Mediului i Gospodririi Apelor pentru autorizarea activitatilor cu impact semnificativ asupra mediului. Monitorul Oficial al Romniei. Partea I. Nr. 31/11.01.2005.

Universitatea BabeBolyai, ClujNapoca

Facultatea de Chimie, Specializarea Ingineria mediului. Anul I, Sem. 1.Anul universitar: 2007 2008

I. Informaii generale despre curs, seminar, lucrare practic sau laborator

Titlul disciplinei:Ecologie i management ecologic

Programarea n orar a activitilor:Curs: 2 ore/sptmn; 28 ore/semestru.

Lucrri practice: 2 ore/sptmn; 28 ore/semestru.

Forma de verificare: examen.

II. Informaii despre titularul de curs, seminar, lucrare practic sau laborator

Nume, titlul tiinific:Dana Malschi, Lector univ. Facultatea de tiina Mediului,UBB Cluj-Napoca

dr. biolog, Cercettor tiinific gradul I

Informaii de contact: e-mail danamalschi@yahoo.com, telefon 0264 316987, 0745 367373

Ore de audien:miercuri: 15-17, Facultatea de tiina Mediului, cabinet 53.

III. Descrierea disciplinei:

a. Obiectivele disciplinei. Disciplina Ecologie i management ecologic are ca obiectiv general, de importan deosebit, formarea specialitilor din domeniul proteciei mediului, prin nsuirea cunotinelor teoretice i practice de ecologie, a conceptelor i metodelor managementului de mediu al ecosistemelor naturale i antropizate, n contextul asigurrii dezvoltrii durabile a vieii pe Pmnt.

In cadrul tiinelor biologice interdisciplinare, Ecologia i management ecologic are ca obiectiv cunoaterea elementelor i funciilor sistemelor biocenotice i ecologice, necesare evalurii, protejrii, conservrii sau remedierii calitii mediului n ecosistemele naturale i antropizate, prin implementarea sistemelor managementului integrat de mediu. Managementul ecologic avnd ca scop protejarea calitii mediului i conservarea diversitii sistemelor ecologice, este garania pstrrii stabilitii ecosistemelor, tot mai mult ameninate prin degradarea i distrugerea habitatelor, prin periclitarea i extincia speciilor. Nr.TematicaOre

Cap. I. Ecologia abordarea sistemic interdisciplinar dezvoltarea durabil a biosferei

1.Obiectivul disciplinei de Ecologie i management ecologic . Conservarea naturii. Protecia mediului. Dezvoltarea durabil. Managementul de mediu. Teoria general a sistemelor ca mijloc eficient n cercetarea sistemelor ecologice. Teoria nivelurilor de integrare i ierarhia sistemelor vii. Semnificaia conceptului i evoluia ecologiei2 ore

Cap. II. Ecologie teoretic

2.Concepte i principii ale proceselor ecologice: Mediu i biotop. Definirea conceptului de biodiversitate. Teoria nivelurilor trofice. Lanuri trofice. Principiul unitii viamediu. Principiul feedback-ului. Legile factorilor limitativi: Legea toleranei, Legea minimului, Legea aciunii combinate a factorilor (legea lui Mitscherlich).Legea relativitii. Rolul factorilor de mediu.2 ore

3.Biosfera. Organizarea i evoluia biosferei. Semnificaia conceptului de ecosistem.

Compoziia ecosistemului. Forele integratoare i cele 5 planurile de structurare ale ecosistemului: 1- structura de biotop a ecosistemului; 2- structura spaial geometric, corologia; 3- structura biocenotic; 4- structura trofodinamic, funcionarea fluxului de materie i energie n ecosistem; 5- structura biochimic a ecosistemului.2 ore

4.Structura de biotop a ecosistemului. Dependena biocenozei de biotop. Valena ecologic. Formele biotice. Tipologia ecologic. Efectul biocenozei asupra biotopului. Transformarea geochimic a biotopului. Geneza microclimei. Delimitarea ecosistemului n spaiu. Ecosisteme terestre. Ecosisteme subterane. Ecosisteme de ape interioare. Ecosisteme marine. Clasificarea i ordonarea ecosistemelor. Structura spaial intern a ecosistemului. Macrostructura orizontal: consoriul, bioschena, sinuziile. Macrostructura vertical, stratificarea.. Microstructura2 ore

5.Structura biocenotica. Biodiversitatea. Procesele de speciaie. Speciaia alopatric (centripet i centrifug). Centru de speciaie. Tipuri de specii de speciaie alopatric. Speciaia simpatric: Selecie disruptitiv. Selecie competitiv. Analiza biogeografic a biocenozelor. Ridicarea probelor. Clasificarea fitocenozelor n fitotaxoni. Ierarhia fitotaxonilor n sistemul Braun-Blanquet. Tehnica releveelor. Tehnica ordinaiei.2 ore

6.Structura trofodinamic, funcionarea fluxului de materie i energie n ecosistem2 ore

7.Structura biochimic a ecosistemului, interaciunile dintre specii prin exometabolii.2 ore

8.Structura ecologic, statica i dinamica populaiei. Noiunea de populaie: populaii geografice, ecologice i elementare. Statica populaiei: efectiv, densitate, rata natalitii, rata mortalitii i rata creterii numerice.Structura ecologic a populaiei: structura de vrst; ntre sexe; configuraia funcional i spatial.Dinamica populaiei. Factori dependeni i independeni de densitate2 ore

9.Dinamica i evoluia ecosistemului. Fenomene ritmice. Ritmuri circadiene. Ritmuri anuale. Ecogeneza (succesiunea primar). Teoria clasic, clementsian a ecogenezei. Teoria modern, stohastic a ecogenezei.2 ore

10.Dinamica i evoluia ecosistemului. Ordinea in timp a ecosistemului. Succesiuni secundare. Succesiuni abiogene. Succesiuni biogene. Succesiuni tehnogene. Microsuccesiuni. Succesiuni experimentale. Stabilizarea ecosistemului. Conceptul de climax2 ore

Cap. III. Ecologie aplicat, managementul ecologic

11.Protectia mediului. Relaia general ombiosfer. Aciunea biologic a poluanilor. Poluarea cu pesticide. Surse de poluare atmosferic. Particularitile polurii apei i solului. Radiotoxicitatea. Particularitile polurii factorilor biologici. Efecte genetice. Organismele modificate genetic.2 ore

12.Conservarea biodiversitil. Arii si specii protejate. Planul de organizare i gestionare al unei arii protejate. 2 ore

13.Managementul ecologic i a sistemelor biotehnice. Metodica managementului de mediu.

Protecia naturii i managementul spaiilor verzi. Protecia solului i restaurarea terenurilor. Managementul de mediu al apelor i aerului. Protecia climei. Managementul de mediu al deeurilor i pesticidelor. 2 ore

14.Legislaia privind protectia mediului nconjuror.

Planul Naional de adoptare a acquis-ului comunitar privind protecia mediului.

Evaluarea surselor de poluani cu impact semnificativ i protecia mediului. Monitoringul ecologic.

Elaborarea sistemelor de management integrat al mediului.2 ore

b. Coninutul cursului : 14 sptmni, 2 ore/sptmn;

c. Coninutul lucrrilor practice: 14 sptmni a 2 ore/sptmn

Nr.Tematica activitilorore

1.Teoria general a sistemelor. Analiza sistemic. Metodologia de cercetare ecologic.

Caracterizarea ecosistemului, stabilirea parametrilor structurali i funcionali ai ecosistemului. Analiza conceptelor ecologice - ecosistem, biocenoz, populaie (specie), individ; relaii i interrelaii la nivelul acestora; - analiza influenei factorilor ecologici asupra organismului viu, vegetal i animal.

Factorii climatici. Modaliti de investigare, aparatura (termograf, termohigrograf, psihrometru, termometru de aer i sol etc. Prelucrarea datelor, constituirea unei ecoclimatograme. Bioclimograma.

Factori edafici. Tipuri de sol. Solul organism viu. Analiza solului, Profilul de sol. 2 ore

2.Definirea conceptului de biodiversitate. Diversitatea biologic: taxonomic, genetic, diversitatea biocenozelor i ecosistemelor. Biodiversitatea. Biodiversitatea. Categoriile taxonomice: specie, gen, familie, ordin. Ierarhia treptelor taxonomice: Regnul, ncrengtura, Clasa, Subclasa, Ordinul, Familia, Genul, Specia; subspecia, varietatea, forma.2 ore

3.Indici structurali ai biocenozei: Frecvena speciilor, Constana, Abundena relativ, Dominana, Fidelitatea, Echitabilitatea, Diversitatea.

Tipuri de comunitati biocenotice. Tipologie ecologic, spectrul de forme biotice, compoziia fondului de specii. Metoda diferenierii fondurilor de specii din biocenoze, prin comparaie. Indicele de fidelitate (comunitate floristic) Jaccard. Principiul corelaiei.Testul 2 sau testul Pearson..2 ore

4.Lucrri de laborator - Studiul unor grupe de duntori, boli i buruieni, cunoaterea insectelor duntoare i utile-entomofage, observaii la microscop, aspecte privind recoltarea probelor, analiza probelor, studiul cantitativ al speciilor din probele recoltate.

Biodiversitatea agroecosistemelor. Calcularea indicilor de biodiversitate.2 ore

5.Studiu de caz - Ferma cu perdele agroforestiere de la Cean-Boldu. Studiul sistemului tehnologic de agricultur cu perdele agroforestiere comparativ cu sistemul tehnologic integrat, intens chimizat, n condiii de cmp deschis. Rolul complex al perdelelor agroforestiere de protecie antierozional n bioremedierea terenurilor agricole deteriorate, n condiiile exploataiilor agricole zonale i n condiiile nclzirii i aridizrii climatice2 ore

6.Cercetri multianuale asupra agroecosistemelor zonale, structura speciilor, relaii interspecifice, echilibrul entomocenotic, factorii stabilitii i productivitii, msuri pentru protejarea i conservarea biodiversitii. Impactul pesticidelor n agroecosisteme i tehnologia integrat de reducere a polurii i de redresare a echilibrului, biodiversiti, productivitii i calitii. Analize de laborator i semi-cmp asupra efectelor secundare ale pesticidelor asupra fondului natural de entomofagi auxiliari.2 ore

7.Aspecte privind biodiversitatea genetic. Diversitatea i uniformitatea genetic sub aciunea factorului antropogen. Vulnerabilitatea genetic. Eroziunea genetic. Centrele genetice de diversitate. Originea speciilor cultivate.Impactul introducerii Organismelor Modificate Genetic n agroecosisteme2 ore

8.Analiza biogeografic a fitocenozelor. Ridicarea probelor. Clasificarea fitocenozelor n fitotaxoni. Ierarhia fitotaxonilor n sistemul Braun-Blanquet. Tehnica releveelor.

Vegetaia Romniei. Repartiia vegetaiei pe orizontal i vertical. Vegetaie terestr i acvatic. Studiul zonelor de vegetaie, determinarea compoziiei florei. Coeficientul de abunden dominan. Coeficientul de sociabilitate. Frecvena.

9.Analiza biogeografic a faunei. Fauna terestr i aerien. Sampling (eantionaj, prelevare de probe) la nevertebrate i vertebrate. Metode de colectare (capcane Barber, capcane pe sol, capcane luminoase, capcane alimentare, capcane colorate, capcane adezive, capcane feromonale, fileul entomologic, etc). Pedofauna. Sonda de prelevare pe categorii sistematice, n diferite categorii de sol i diferite orizonturi, fileul-plasa pentru frunzar si capcanele Barber. Extragerea faunei (aparatul Tullgren). Fauna zonelor umede. Determinarea i conservarea materialului biologic2 ore

10.Prelucrarea matematica a materialului biologic colectat. Intocmirea sirului de variaie, histograma i alte modele grafice. Indicii statistici. Corelaia. Funcia, regresia. Indicii ecologici (densitate, abunden relativ, dominan, frecven, constan, afinitate, similaritate, diversitate)

Dinamica i nivelul populaiilor. Samplingul de durata. Curba de zbor la insecte. Metode de estimare a marimii populaiilor (masurare, esantionaj, marcare-lansare-recapturare etc)2 ore

11.Depoluarea biologic. Bioremedierea solurilor. Microorganismele, enzimele i fertilitatea solului. Analize microbiologice ale solului: grupe ecofiziologice de microorganisme.

Metode de depoluare a solurilor. Rolul microflorei n detoxificarea solului. Biodegradarea compusilor organici sintetici. Descompunerea detergenilor, pesticidelor n sol.2 ore

12.Reconstrucia ecologic. Reconstrucia biotopurilor, biocenozelor i ecosistemelor degradate.

Reconstrucia ecosistemelor acvatice i terestre (culturi agricole, pduri, pajiti etc

Metode de realizare a solurilor tehnogene prin depoluare biologic, bioremediere i recultivare a haldelor de steril, a zonelor poluate i degradate. Tehnologii de bioremediere a haldelor de steril de la minele de crbune, fier, plumb, zinc, sulf, mangan, calcar, argile, a sisturilor petroliere i a reziduurilor de la termocentrale, a siturilor industriale i urbane degradate.2 ore

13.Epurarea biochimic i biologic a apelor poluate.

Epurarea apelor uzate industriale2 ore

14.Legislaia privind protectia mediului nconjuror.

Referiri asupra legislaiei pentru Integrarea U.E privind protecia mediului.

Planul Naional de adoptare a acquis-ului comunitar privind protecia mediului.

Evaluarea surselor de poluani cu impact semnificativ i protecia factorilor de mediu2 ore

d. Competene dobndite prin absolvirea disciplinei:

1.Cunoaterea i utilizarea adecvata a noiunilor specifice disciplinei, conceptele de baz, nelegerea importanei ecologiei, valoarea practic, interdisciplinaritatea domeniului.

2.Dobndirea capacitii de explicare i interpretare a ideilor, fenomenelor, proceselor i coninutului disciplinei. (ex. monitoring, management, dinamic, restaurare ecologic etc)

3.Dobndirea de capacitii aplicative (proiectarea, conducerea si evaluarea activitilor practice specifice; utilizarea unor metode, tehnici si instrumente de investigare si de aplicare)

4.Manifestarea unei atitudini pozitive si responsabile n domeniul ecologiei, proteciei i dezvoltrii durabile a mediului

5.Formarea unor capaciti de management n activitatea practic, de a iniia i conduce un proiect, de a utiliza metode i tehnici moderne de evaluare sau de cercetare necesare pentru activiti specifice managementului integrat de mediu cum sunt: - Elaborarea declaraiei pentru autorizarea activitatilor cu impact semnificativ asupra mediului. - Elaborarea de planuri de evaluare preliminar a costurilor de mediu. - Evaluarea surselor de poluani cu impact semnificativ i protecia mediului: Protecia calitii apelor. Protecia atmosferei. Protecia mpotriva zgomotului i vibraiilor. Protecia solului i subsolului. Protecia mpotriva radiaiilor. Protecia fondului forestier. Protecia ecosistemelor, biodiversitii i ocrotirea naturii. Protecia peisajului i a zonelor de interes tradiional. Gestiunea deeurilor. Gestiunea substanelor i preparatelor periculoase. Gestiunea ambalajelor. Incadrarea n planurile de amenajare a teritoriului. Protecia aezrilor umane. Reconstrucia ecologic. Monitorizarea mediului. Convenii internaionale.

e. Metode utilizate n cazul predrii cursului:

1.Expunerea liber, interactiv, cu suport pe folii de retroproiector; expuneri cu laptop - metoda Power-Point; expuneri cu plane i filme tematice.

2.Pentru nsuirea noiunilor generale, a concepiei i metodologiei unitare, a importanei aplicative a disciplinei se va folosi suportul de curs, conceput pe baza datelor din literatura de specialitate, i recomandrile bibliografice.

f. Metode utilizate n cadrul predrii i efecturii lucrrilor practice:

In predarea-efectuarea lucrrilor practice se va folosi metoda adecvat coninutului lucrrii:

1.-pentru aspecte teoretice i practice: comunicarea interactiv: prezentarea tematicii; exemplificarea concret; etapele succesive de lucru; continuarea i finalizarea pe baza studiului individual i verificarea caietului de lucrri practice;

2.-n cazul derulrii unor lucrri practice: discuia interactiv; prezentarea lucrrii; prezentarea etapelor de lucru i a aparaturii, exemplificarea modului de lucru; derularea etapelor de lucru; analiza rezultatelor; prelucrarea datelor i verificarea caietului de lucrri practice;

3.-pentru tematici cu coninut mai larg (evaluarea i conservarea biodiversitii, metode de bioremediere, restaurare, amenajare a spaiului ecologic i agroecologic, ecologizare, monitoring i management integrat de mediu etc) se vor ntocmi 2 referate i un proiect, individual sau pe echipe de studiu, susinute n grup in cadrul colocviului.

IV. Bibliografia obligatorie:

1. CRISTEA V., GAFTA D., PEDROTTI F., 2004. Fitosociologie. Ed. Presa Universitar Clujan2. CRISTEA, V., SIMONE DENAEYER, 2004. De la biodiversitate la OGM-uri ? Colectia Universitas, seria Biologie, Ed. Eikon, Cluj-Napoca)

3. DORDEA MANUELA, COMAN N., 2005. Ecologie uman. Casa Crii de tiin, Cluj-Napoca.

4. fabian ana, onaca rodica, 1999. Ecologie aplicat. Casa de editur SARMIS, Cluj-5. KISS T., DRAGAN-BULARDA M., DANIELA PACA, 1993. Enzimologia mediului

nconjurtor. Enzimologia solurilor tehnogene. Vol. II. Ed. CERES, Bucureti.

6. OZUNU AL., CARMEN TEODOSIU, 2002. Prevenirea polurii mediului. Ed. Univ.

Transilvania Brasov.

7. POP I., 1977. Biogeografie ecologic. Ed. Dacia, Cluj Napoca.

8. PUIA I., SORAN V., CARLIER L., ROTAR I., VLAHOVA M. 2001 Agroecologie i ecodezvoltare. Academicpres Cluj.

9. STUGREN BOGDAN, 1982. Bazele ecologiei generale. Ed. tiinific i enciclopedic,Bucureti.

10. STUGREN BOGDAN , 1994. Ecologie teoretic. Ed. Sarmis, Cluj Napoca.

V. Materiale folosite n cadrul procesului educaional specific disciplinei:

In procesul de predare a cursului se vor folosi: retroproiector; laptop, calculator; plane.

In cadrul lucrrilor practice se vor prezenta aspectele teoretice ca support al problemelor practice planificate.

Ca materiale i echipamente se vor folosi:

aparatur de laborator: microscoape; binoculare i lupe pentru determinri i evaluri cantitative; etuv; termostate; frigidere i congelator, sticlrie (lame, lamele, eprubete, cutii Petri etc.)i instrumente de laborator (pensete, ace entomologice, etichete, anse, spatule), materiale (alcool, glicerin, eter etc.);

colecii n herbare, sere, grdini botanice, colecii de culturi de soiuri, linii, hibrizi, insectare tematice; acvariu; terariu; vivariu; muzeu de zoologie, material biologic conservat;

aparate i dispozitive pentru studiul factoriilor abiotici; pH-metru; termometre; anemometre; termohidrografe, umidometre etc;

aparate i dispozitive pentru colectarea materialului biologic: cadre chenar pentru studiul vegetaiei; sonde pentru extragerea pedofaunei (lumbricide, nematode, colembole, acarieni, insecte i larve de insecte etc.); filee entomologice; filee pentru frunzar; capcane pentru capturarea entomofaunei (capcane luminoase, capcane colorate, capcane adezive, capcane Barber, capcane feromonale, capcane alimentare, capcane cu ap, capcane de sol, aspiratoare, aparate Tullgren etc); filee pentru studii algologice; alte dispozitive de recoltare a apei i studiul florei i faunei acvatice; VI. Planificarea /Calendarul ntlnirilor i a verificrilor/examinrilor intermediare:

Tip

*Tematica

(durata n ore: C-2 h. LP, S -2h)Data**Cuvinte Cheie Concepte***Bibl.

****

1

C

LPObiectivul disciplinei. Teoria general a sistemelor.

Analiza sistemic de cercetare ecologic. Factorii climatici. Factori edafici. (2 h)oct. Conservarea naturii. Dezvoltarea durabil. Managementul de mediu.N,

CL2.

4.

10.

2

C

LP

Concepte i principii. Mediu i biotop. Nivelurilor trofice. Lanuri trofice. Unitatea viamediu. Feedback-ul. Factori limitativi. Biodiversitatea.Categoriile taxonomice. Ierarhia treptelor taxonomice. Indici structurali ai biocenozeiOctIndici structurali ai biocenozei: Frecvena Constana, Abundena relativ, Dominana, Fidelitatea, Echitabilitatea, Diversitatea.N,

CL9.

3

C-

VIZBiosfera. Organizarea i evoluia biosferei. Semnificaia conceptului de ecosistem.

Compoziia ecosistemului.

Tipuri de comunitati biocenotice. OctDiferenierea fondurilor de specii.Indicele de comunitate floristic Jaccard. Principiul corelaiei.Testul 2N,

CL10.

4

C

EXT

Structura de biotop a ecosistemului.

Structura spaial.

Studiul unor grupe de duntori, boli i buruieni.

Calcularea indicilor de biodiversitate oct.

Ecosisteme terestre. Ecosisteme subterane. Ecosisteme de ape interioare. Ecosisteme marine.N,

CL2.9.

5

C

EXTStructura biocenotica. Procesele de speciaie.

Analiza biogeografic. Tehnica releveelor. Studiu de caz - Sistemul de agricultur cu perdele agroforestiere de la Cean-Boldu. nov.Biodiversitatea agroecosistemelor.

Perdele agroforestiere de protecie antierozional.N,

CL2.8.

6

C

VIZStructura trofodinamic.

Cercetri asupra agroecosistemelor. novEfectele secundare ale pesticidelor.N,

CL9

7

C

LPStructura biochimic.

Biodiversitatea genetic.nov N,

CL10

8

C

LPStructura ecologic, statica i dinamica populaiei.

Analiza biogeografic a fitocenozelor. Ridicarea probelor. Vegetaia Romniei. Studiul zonelor de vegetaie, determinarea compoziiei florei. novZone de vegetaie, compoziia florei. Coef. de abunden, dominan. Frecvena. Coeficientul de sociabilitate.N,

CL1.7.

9.

9

C

LPDinamica i evoluia ecosistemului. Fenomene ritmice. Ecogeneza (succesiunea primar).

Analiza biogeografic a faunei. Fauna terestr i aerien. Pedofauna. Fauna zonelor umede.Dec.Ecogeneza. Teoria clasic, clementsian a ecogenezei. Teoria modern, stohastic a ecogenezei.N,

CL1.10. 7.

10

C

LP

SOrdinea in timp. Succesiuni secundare. Stabilizarea ecosistemului. Conceptul de climax.

Prelucrarea matematica a materialului biologic colectat. Dinamica i nivelul populaiilor.Dec.Succesiuni.

Succesiuni abiogene. Succesiuni biogene. Succesiuni tehnogene. Succesiuni experimentale.N,

CL

R9.10.

11

C

LPProtectia mediului. Bioremedierea solurilor. Metode de depoluare a solurilor. Dec.Rolul microflorei n detoxificarea solului.

N,

CL3.4.

12

C

LP

SMetodica managementului de mediu.

Reconstrucia ecologic a biotopurilor, biocenozelor i ecosistemelor degradate.Ian.Management ecologic

Reconstrucia ecologicN,

CL

R.4.5.6.

13C

LPConservarea biodiversitii.

Realizarea solurilor tehnogene prin depoluare biologic, bioremediere i recultivare

Epurarea biochimic i biologic a apelor poluate. Epurarea apelor uzate industrialeIan.Arii si specii protejate. Organizarea i gestionarea unei arii protejate.

Bioremedierea, epurarea apelor.N,

CL2.5.

14

C

LP

SLegislaia privind protectia mediului.

Adoptarea acquis-ului comunitar privind protecia mediului. Evaluarea surselor de poluani cu impact semnificativ i protecia factorilor de mediuIan.Monitoringul ecologic.

Management integrat de mediu

N,

CL

P4.5.

*- curs (C); seminar (S); lucrri practice (LP); excursie pe teren (EXT); vizite n instituii de profil (VIZ);

*** - obligaiile studenilor pentru ntlnire: note, conspecte (N); caiet de lucrri practice (CLP); referat (R); proiect (P). **** - cifrele corespund cu numerotarea bibliografiei obligatorii din syllabus. VII. Modul de evaluare:

Modul de evaluare a cunotinelor

Componentele evaluatePonderea n nota final (%)

- examen scris (evaluarea finala)60

- verificri pe parcurs prin 2 referate elaborate pentru lucrrile practice20

- verificri pe parcurs prin 1 proiect tematic susinut la lucrrile practice20

Modalitatea de desfurare a examenelor/verificrilor, criterii de evaluare:

1. Lucrare scris (descriptiv): 10 ntrebri reprezentative din ntrega materie;

prezena la examenul scris este condiionat de acordarea notei la celelalte 2 forme de evaluare.

2. Colocviu final, n grup, participare activ: prezentarea i analiza referatelor i proiectelor.

Cerine minime pentru nota 5

(sau cum se acord nota 5)Cerine pentru nota 10

(sau cum se acord nota 10)

Minim 5 la examenul scris;

Nota 6 la seminar (prezen, referate, proiecte)Minim 9 la examenul scris;

Nota 10 la seminar (prezen, referate, proiecte).

VIII. Detalii organizatorice, gestionarea situaiilor excepionale:

Prezena Prezena la orele de curs i la lucrrile practice este obligatorie. La curs se admit 3 absene. Interesul se evideniaz prin dosarul de documentaie a cursului i caietul de lucrri practice.

RecuperareaLa lucrrile practice absenele vor fi recuperate, n cadrul programrii.

PlagiatulIn situaiile n care studentul va copia/plagia n cadrul referatelor sau proiectului (vezi cap. VI), sau copiaz la examen, lucrarea se anuleaz.

NotaNota final este rezultatul mediei celor 3 modaliti de apreciere (cap. VI):

examen scris - 60%, 2 referate - 20% i 1 proiect 20%. (cap. VI)

ContestaiileContestaiile se depun n termen de 24 h de la afiarea rezultatelor examenului iar soluionarea lor se face de catre titularul de disciplina in 24 h de la depunerea lor.

Documentaia i metodele de instruireIn absena unui curs tiprit, cadrul didactic titular pune la dispoziia studenilor, pe support electronic, cursul sau suportul de curs, cu indicarea bibliografiei necesare. Se insist pe autoinstruire, folosind calculatorul i studiul individual pentru documentare (cap. V, b).

In predarea cursului i lucrrilor practice se va folosi prelegerea, metoda interactiv, seminarii, elaborarea de referate i proiecte pe grupe tematice, colocviul n grup pentru prezentarea referatelor i proiectelor.

IX. Bibliografia opional:

Arini Ioana, D.Cristescu, 2006. Biologie animal i vegetal.Metodica activ, Ed. Paralela 45,PitetiBarnea, M., Papadopol,C., 1975. Poluarea i protecia mediului. Ed. tiinific i enciclopedic.

BOTNARIUC N., VDINEANU V., 1982. Ecologie. Ed. Didactic i pedagogic, Bucureti,

BOTNARIUC N., 1976. Concepia i metoda sistemic n biologia general. Ed. Acad.R.S.R., Bucureti,

CRISTEA, V., Poluarea mediului ambiant i consecinele sale asupra genofondului. In Biologie. Teme de specialitate i metodica predrii disciplinei. Coordonatori: Adriana Barna, Irina Pop: 175-188. Cluj Napoca.

CRISTEA V., 1993. Fitosociologiei vegetaia Romniei. UBB Cluj.

CRISTEA, V., SIMONE DENAEYER, HERREMANS J-P., GOIA I., 1996.Ocrotirea naturii i protecia mediului n Romnia. Ed. Cluj University Press, Cluj-Napoca.

CIPLEA L.I., AL. CIPLEA, 1975. Poluarea mediului ambiant. Ed. Tehnica. Bucuresti.

GHIDRA V., SESTRA R., BOTU M., BOTU I., 2004. Biodiversitate i bioconservare. Ed. AcademicPres, Cluj-Napoca. Cap.III: Elementele structurale i factorii de influen ai biodiversitii. p.56-100.

JONGMAN, R.H.G., C.J.F. ter BRAAK, O.F.R. van TONGEREN (Editors), 1987. Data analysis in community and landscape ecology. Ed. Pudc, Wageningen, Netherlands.

KISS T. TEFANIC GH., DANIELA PACA, DRAGAN-BULARDA M.,EVA ZBOROVSCHI, CRIAN R., 1991. Enzimologia mediului nconjurtor. Enzimele i fertilitatea solului. Vol. I. Ed. CERES, Bucureti

LAZR NICOLAE, ILINCA NICOLAE, ADRIAN NEDELCU, 2001. Geografia mediului nconjurtor. Probleme Fundamentale ale Lumii Contemporane. Ghid metodologic. Ed. ProGnosis.

MAIOR CORNELIU, 2004.Management ecologic. Ed. Vasile Goldi University Press, Arad.

Malschi Dana, 1999. Aspecte partiale privind diversitatea si echilibrul entomocenotic in cel mai vechi agroecosistem cu perdele forestiere de protectie din centrul Transilvaniei. Buletin de informare, Soc. lepidopterologic Romn, Vol 9, Nr.1-2/1999, Cluj-Napoca, p.149-157.

Malschi Dana, 2004. The protective agroforestry belts as an ecological technology for the pests control and sustainable development of cereal crops in Transylvania.) Buletin USAMV-CN, 60/2004 p.120-126. Simpoz. International Perspective ale Agriculturii Mileniului III. USAMV Cluj-Napoca. Munteanu SORIN Leon, TIRBAN S. MIRCEA, LUCA EMIL, FIIU AVRAM, MUNTEAN LEON, MUNTEAN SORIN, ALBERT IMRE, 2005. Bazele agriculturii ecologice. Ed. RISOPRINT, Cluj-Napoca.

Neacu P., 1987. Lucrri practice de Ecologie. Curs Lito, Universitatea din Bucureti.

Nicola HEWITT,1998. Rolul ghidului de mediu. I.C.L.E.I. (The International Council for Local Environmental Initiatives), vol.I. In:Ghidul I.C.L.E.I. de Management de Mediu pentru Autoritatile Locale din Europa Centrala si de Est. SC Mediaprint SRL, Ed.Transilvania, Tg. Mures.

RAICU PETRE (Red.), 1990. Bio-tehnologii moderne. Ed. Tehnic, Bucureti.

RU CORNELIU, CRSTEA STELIAN, 1983. Prevenirea i combaterea polurii solului. Ed. CERES, SHLEANU VICTOR. 1973. Eseu de biologie informaional. Ed. tiinific, Bucureti.

SHLEANU V., VOICULESCU I.C., 1976. Probleme de biologie uman. Ed. Did. i pedag.

Simionescu V., 1983. Lucrri practice de Ecologie. Curs Lito. Universitatea din Iasi.

STUGREN BOGDAN, 1975. Ecologie general. Ed. Didactic i pedagogic, Bucureti,

Stoiculescu C et al., Conservarea i reconstrucia ecologic a ecosistemelor forestiere de lunc sub impactul antropic. Rev. Pd. Bucureti, 102, 2:61-66.

SOUTHWOOD, T.R.E. , 1992. Ecological Methods. With particular reference to the study of insect populations. Ed. University Press, Cambridge.

WETZEL THEO , 1995. Integrierter Pflanzenschutz und Agrookosysteme, Ed. Druckhaus Naumburg GmbH. Halle-Saale, Germany.

zamfir, gh., 1979. Efectele unor poluani i prevenirea lor. Ed. Acad. RSR. Bucureti.

Uniunea European, Centrul de resurse juridice. Proiect finanat prin Phare: Campanie de informare a funcionarilor publici privind coninutul acquis-ului comunitar, texte elaborate de Ileana Pascal, Monica Vlad, Stefan Deaconu, Codru Vrabie, Supervizare: Elena Simina Tnsescu, Aurel Ciobanu-Dordea, Bucureti, 2004.

Ordonanta de urgenta 195/ 22.12.2005 privind protectia mediului, publ.MO nr.1196/30.12,2005

Ordonana de Urgen a Guvernului nr. 236/2000 - Legea nr. 462/2001 privind regimul ariilor naturale protejate, conservarea habitatelor naturale i a speciilor de flor i faun slbatic./ MO, I, nr. 433/2 august 2001

Ordinul 876/2004 al Ministerului Mediului i Gospodririi Apelor pentru autorizarea activitatilor cu impact semnificativ asupra mediului. Monitorul Oficial al Romniei. Partea I. Nr. 31/11.01.2005. ECOLOGIE I MANAGEMENT ECOLOGIC

Cuprins

Cursul 1 ...............................................................................................................................................13

1.1.Obiectivul disciplinei de ECOLOGIE I MANAGEMENT ECOLOGIC

1.2. Dezechilibre ecologice

1.3. Conservarea naturii.

1.4.Teoria general a sistemelor ca mijloc eficient n cercetarea sistemelor biologice.

1.5.Teoria nivelurilor de integrare i ierarhia sistemelor vii.

1.6.Semnificaia conceptului ecologic i evoluia ecologiei.

Cursul 2 ...............................................................................................................................................22

2.1. Concepte fundamentale: Mediu i biotop. Teoria nivelurilor trofice. Lanuri trofice.

2.2. Principii ale proceselor ecologice: Principiul unitii via mediu. Principiul feedback-ului.

2.3. Legile factorilor limitativi: Legea toleranei, legea minimului, legea relativitii.

Cursul 3................................................................................................................................................27

3.1. Biosfera.

3.1.1. Organizarea biosferei.

3.1.2. Evoluia biosferei.

3.2. Bazele teoretice ale cercetrii ecosistemelor.

3.2.1. Semnificaia conceptului de ecosistem.

3.2.2. Definirea conceptului de biodiversitate. Diversitatea biologic: taxonomic, genetic, diversitatea biocenozelor i ecosistemelor.

3.2.3. Forele integratoare i cele 5 planurile de structurare ale ecosistemului, corespunztoare fiecrui factor integrator:

structura de biotop a ecosistemului (selecia de biotop asupra fondului de specii);

structura spaial geometric, corologia;

structura biocenotic (relaia cantitativ ntre mulimea de specii i de indivizi);

structura trofodinamic, funcionarea fluxului de materie i energie n ecosistem;

structura biochimic a ecosistemului (interaciunile dintre specii prin exometaboliii lor).

3.2.4. Compoziia ecosistemului.

3.2.5. Teoria general a sistemelor. Metodologia de cercetare ecologic. Cursul 4..................................................................................................................................................31

4.3. Structura legat de biotop a ecosistemului.

4.3.1. Dependena biocenozei de biotop. Valena ecologic. Formele biotice. Tipologia ecologic (specii caracteristice-fidele, specii dominante, gradul de comunitate ntre fondurile de specii,).

4.3.2.Efectul biocenozei asupra biotopului. (Transformarea geochimic a biotopului. Geneza microclimei.)

4.3.3. Delimitarea ecosistemului n spaiu. (Ecosisteme terestre. Ecosisteme subterane. Ecosisteme de ape interioare. Ecosisteme marine.

4.3.4. Clasificarea i ordonarea ecosistemelor.

4.4. Structura spaial intern a ecosistemului.

4.4.1. Macrostructura. (Macrostructura orizontal: consoriul, bioschena, sinuziile. Macrostructura vertical, stratificarea.)

4.4.2. Microstructura

Cursul 5..................................................................................................................................................46

Structura biocenotica

5.1. Biodiversitatea 5.2. Categoriile taxonomice: specie, gen, familie, ordin. Ierarhia treptelor taxonomice: Regnul, ncrengtura, Clasa, Subclasa, Ordinul, Familia, Genul, Specia; subspecia, varietatea, forma.5.3. Procese de speciaie

5.3.1. Speciaia alopatric:

5.3.1.1. Speciaia alopatric peripatric sau centripet.

5.3.1.2. Speciaia alopatric centrifug. Modelul Brown.

5.3.1.3. Centru de speciaie.

5.3.1.4. Tipuri de specii rezultate prin speciaie alopatric. a. Subspecii, Megaspecii, Semispecii. b. Paraspecii (specii paratopice ), Sinspecii ( specii sintopice )

5.3.2. Speciaia simpatric: Selecie disruptitiv. Selecie competitiv: a. prin porionarea resurselor de mediu ntre subspecii; b. prin heterocronie (paedomorfoza, paramorfoza, prelungirea stadiilor, pre- sau post startarea).Cursul 6................................................................................................................................................48Clasificarea organismelor. Elementele structurale i factorii de influen ai biodiversitii6. 1. Clasificarea organismelor.

6.1.1. Clasificarea organismelor n cele 5 regnuri6.1.2. Elementele structurale ale biodiversitii

6.1.3. Specia - unitatea de baz n clasificarea organismelor. Taxoni infraspecifici

6.1.4. Populaia unitate de baz a evoluiei.

6.2. Factorii de influen ai biodiversitii.

6.2.1. Factorii primari de influen ai evoluiei, speciaia alopatric, speciaia simpatric. Mutaia Migraia , Recombinarea sexual (hibridrile intraspecifice - apropiate, hibridrile interspecifice i intergenerice - ndeprtate. Selecia natural (selecia stabilizatoare, selecia direcional, selecia disruptiv). Driftul genetic.

Cursul 7...............................................................................................................................................63Structura trofodinamic a ecosistemului. Funcionarea fluxului de materie i energie n ecosistem

7. Funciile ecosistemului.

7.1. Functia de circulatie a substanelor organice i anorganice, prin relaiile trofice.

7.2. Functia energeticacaptarea energiei (fotosintaz, chemosintez) i transferul ei.

7.2.1. Comportamentul energetic: Principiul conservrii energiei. Principiul degadrii energiei. Principiul maximalizrii fluxului i a eficienei energie.

7.2.3. Surse de energie pentru ecosisteme.

7.3. Productia primara.

7.3.1. Productia primara bruta.

7.3.2. Productia primara neta. Biomasa.

7.4. Producia secundara

7.5. Autocontrolul i stabilitatea relativ a ecosistemului

7.6. Succesiunea ecologic i legitile ei

Cursul 8...............................................................................................................................................71Structura biochimic a ecosistemului. (Interaciunile ntre specii prin exometaboliii lor)

8.1. Principiile alelopatiei. Alelopatia, substane ectocrine sau alelochimicale, exometabolii, mesageri biochimici, alelopatia nemijlocit, alelopatia mijlocit, ecologia biochimic, metabolism ecologic, substane ectocrine sau alelochimicale, exometabolii, mesageri biochimici.

8.2. Privire general asupra alelochimicalelor. Substane bacterigene; Substane fungigene: - antibiotice, patotoxine; Substante fitogene: fitoncidele, substantele antifungale, colinele, alcaloizii, sterolii, prohibitinele, inhibitine, glicozide cianogene, substante renolice antifungale i fitoalexine.

Telergoni sau feromoni, substane toxice.

8.3.Metabolismul ecologic. Ecosisteme marine. Ecosisteme de ape interioare. Ecosisteme terestre.

8.4.Relaii biochimice ntre plante i animale

8.4.1. Reglarea chimic a erbivorelor

8.4.2. Aciuni hormonale fitogene asupra animalelor

8.4.3. Excitarea biochimic a animalelor de ctre plante

8.4.4. Otrvirca plantelor cu telergoni

8.5. Relaii alelochimice ntre animale

8.5.1. Heterotelergoni

8.5.2. Feromoni

Cursul 9..................................................................................................................................................77Structura ecologic, statica i dinamica populaiei.

Relaia general om - biosfer

9.1. Noiunea de populaie: populaii geografice, ecologice i elementare.

9.2. Statica populaiei: efectiv, densitate, rata natalitii, rata mortalitii i rata creterii numerice.

9.3. Structura ecologic a populaiei: structura de vrst; raportul ntre sexe; configuraia funcional; distribuia spatial.

9.4. Dinamica populaiei. Factori dependeni de densitate (lupta pentru existen, paraziii, epidemiile, prdtorii i ali factori biogeni) i factori independeni de densitate(factorii fizici, bolile econtagioase, tulburrile trofofiziologice, care depind de calitatea i nu cantitatea hranei. situaia climatic)Cursul 10-11 Ordinea in timp a ecosistemului. ..................................................8110.1. Generaliti. Forele integratoare i planurile structurare ale ecosistemului.

10.2. Transformrile structurale: modificri aleatorii, transformri ritmice, periodice, transformri neperiodice - succesiuni ecologice sau ecogenez, timpul ecologic.10.3. Ecogeneza (succesiunea primar).

10.3.1.Teoria clasic (clementsian) a ecogenezei.

10.3.2.Teoria modern (stohastic) a ecogenezei.

10.4. Succesiuni secundare.

10.4. 1. Succesiuni abiogene.

10.4. 2. Succesiuni biogene.

10.4.3. Succesiuni tehnogene.

10.5. Stabilizarea ecosistcmului.

10.5.1. Mersul general al ecogenezei i succesiunilor.

10.5.2. Conceptul de climax

Cursul 12.............................................................................................................................................92Conservarea biodiversitil

12.1. Introducere

12.2. Consideraii generale.

12.3. Arii si specii protejate.

12.4. Planul de organizare i gestionare al unei arii protejate

Cursul 13.............................................................................................................................................9813.1. Protecia mediului nconjurtor. Referiri asupra legislaiei pentru Integrarea U.E.

13.2. Poluarea. Efectele unor poluani i prevenirea lor

Cursul 14............................................................................................................................................120Reconstrucia ecologic- 14.1. Consideratii generale. Principii.

14.2. Reconstrucia ecologic a haldelor de steril. Soluri tehnogene formate pe halde de steril miniere.14.3. Reconstrucia ecologic n agricultur

14.4. Noi orientri i perspective ale reconstruciei ecologice

Bibliografie:........................................................................................................................................124PLANE, ANEXE .........................................................................................................................................126Curs 1.

Cuprins:

1.1.Obiectivul disciplinei de ECOLOGIE APLICATA1.2. Ecologia i dezechilibrele ecologice1.3. Conservarea naturii.

1.4.Teoria general a sistemelor ca mijloc eficient n cercetarea sistemelor biologice.

1.5.Teoria nivelurilor de integrare i ierarhia sistemelor vii.

1.6.Semnificaia conceptului ecologic i evoluia ecologiei.

1.1. INTRODUCERE

In cadrul tiinelor biologice interdisciplinare, Ecologia i management ecologic are ca obiectiv cunoaterea elementelor i funciilor sistemelor biologice i ecologice, n scopul evalurii i conservrii capitalului natural. Acesta este constituit din diversitatea sistemelor biologice i ecologice, funcionnd n regim natural, seminatural sau antropizat, i cuprinznd: diversitatea speciilor existente ntr-un habitat (diversitatea taxonomic); diversitatea biocenozelor i a ecosistemelor dintr-o anumit regiune, precum i diversitatea genetic (varietatea genetic a speciilor i populaiilor),

Protejarea i conservarea calitii i biodiversitii sistemelor ecologice este garania pstrrii stabilitii ecosistemelor, tot mai mult ameninate prin distrugerea habitatelor i a speciilor. Activitile privind protejarea i conservarea mediului, a stabilitii sistemelor ecologice, sunt absolut necesare pentru susinerea procesului de dezvoltare durabil, cu care se confrunt societatea contemporan, presupunnd insusirea de cunotine complexe de ecologie i management ecologic. Pentru formarea competenelor n activitile de protecia mediului, se impune parcurgerea unor etape de instruire: nsuirea informaiilor despre lumea vie; investigarea sistemelor biologice; demonstrarea, modelarea principiilor i conceptelor biologice; transferarea, integrarea metodelor de management ecologic.

Termenul management defineste exercitarea functiei de planificare, organizare, conducere directa, control, supervizare a oricrui proiect sau activiti industriale sau de afaceri cu asumarea responsabilitii pentru rezultate. Managementul de mediu este un termen generic care descrie procesul complex de abordare a problemelor de mediu (de la identificarea acestora, evaluarea impactului/riscului, formularea programelor care s susin dezvoltarea durabil, implementarea, evaluarea i corectarea lor), necesitnd colaborarea interdisciplinar (tiine naturale, inginereti, sociale, economice, legislaie, planificare) i de cele mai multe ori coordonarea, din punct de vedere al strategiilor, la nivel regional, naional sau internaional (OZUNU, TEODOSIU, 2002). Mai ales n ultimele doua decenii, o importan deosebit au cptat stabilirea limitelor ecologice ntre care se poate desfura activitatea economic precum i elaborarea de reglementri naionale i internaionale n acest sens. Problemele globale ale omenirii sunt in strns legatur cu problemele mediului nconjurtor. n dezvoltarea societii apar dezechilibre care duc la poluarea semnificativ a mediului.

1.2. Ecologia i DEZECHILIBREle ECOLOGICE

Terra este cuprinde cinci nveliuri: Litosfera nveliul solid, Pedosfera reprezentat de sol, Atmosfera nveliul de aer, Hidrosfera - nveliul de ap, Biosfera - nveliul viu, nveliuri aflate ntr-un echilibru relativ, ntr-o interrelaie permanent i dinamic, toate intersectndu-se la nivelul scoarei terestre. Relaiile organismelor vii cu mediul lor de via sunt studiate de ecologie.

Mediul n care triete fiecare organism are o component lipsit de via biotopul -, care cuprinde substratul i factorii abiotici, i una cu via - biocenoza -, alctuit din totalitatea vieuitoarelor care triesc n acelai biotop. Biotopul i biocenoza formeaz o unitate structural i funcional numit ecosistem. Ecosistemele formeaz complexe de ecosisteme care, n totalitatea lor de pe Terra, alctuiesc ecosfera. ntre cele dou componente ale ecosistemului exist un schimb permanent de materie, energie i informaie.

Echilibrul ecosistemului este asigurat prin funcia de autoreglare, care se realizeaz n interiorul bioceozei, n interiorul biotopului i ntre biocenoz i biotop. Pe baza acestor interrelaii se realizeaz un echilibru relativ stabil al ecosistmului. Interrelaiile dintre componentele ecosistemului determina ca o modificare a unui element s influeneze mediul n ansamblul su, putnd avea drept consecin apariia unor dezechilibre ecologice.

Cauzele dezastrelor ecologice, dup raportul dintre factorii naturali i cei antropici, pot fi:

- naturale, care i au originea n caracteristicile componentelor fizico-chimice ale mediului i n care implicarea uman este absent sau nesemnificativ, cum sunt: manifestrile vulcanice, cutremurele, inundaiile, alunecrile de teren, extinderea deerturilor ca rezultat al schimbrilor atmosferei i ca o continuare a nclzirii postglaciare, unele fenomene meteorologice ca ngheul, viscolul, avalanele, seceta prelungit a aerului i solului etc.

- antropice, determinate de evoluia istoric a societii umane, care a avut ca efect modificarea

unor elemente naturale. Ca parte a ecosferei, omul se afl n interaciune cu factorii biotici i abiotici care-i influeneaz viaa i asupra crora acioneaz la rndul su prin activitile cotidiene. Majoritatea problemelor legate de deteriorarea mediului sunt generate de creterea numeric foarte rapid a populaiei umane.

Activiti prin care omul deterioreaz mediul sunt:

Poluarea i transformarea ecosistemelor naturale n ecosisteme amenajate;

Introducerea de specii noi n ecosisteme i eliminarea unor specii din ecosisteme;

Supraexploatarea speciilor, resurselor miniere, solului, pdurilor, punilor;

Executarea amenajrilor teritoriale: irigaii, desecri, baraje, lucrri hidrotehnice, exploatri miniere de suprafa.

Efectele deteriorrii mediului

Efectele deteriorrii mediului asupra vieuitoarelor cuprind, pe toate nivelele de organizare ale biosferei, modificri importante:

n ECOSFER:

Perturbarea circuitelor biogeochimice globale,

Afecteaz negativ capacitatea de autoreglare,

Afecteaz negativ structura i funciile tuturor organismelor.

n Complexul de ecosisteme

Modificri n structura i funciile ecosistemelor terestre i acvatice.

n ECOSISTEM: Se modific

Structura,

Funciile: energetic, de circulaie a materiei, de autoreglare.

n BIOCENOZ: Se modific

Structura i funciile,

Relaiile trofice,

Relaiile numerice,

Crete cantitatea de substane toxice.

n POPULAIE:

Variaii nuerice ale efectivului,

Variaii ale distribuiei spaiale,

Schimbarea structurii pe vrste i sexe,

Dispariii de populaii.

n INDIVID:

Intoxicaii acute

Cancer.Poluarea determin modificri ale factorilor abiotici i biotici datorit introducerii n mediu a diferiilor poluani, deeuri ale activitilor umane. Astfel, poluarea se poate clasifica :

Dup natura sursei:

1- poluare natural,

2.- poluare artificial: chimic, fizic, biologic.

Dup substratul asupra cruia acioneaz:

1. - poluarea aerului,

2. - poluarea solului,

3. poluarea apei (Arini, Cristescu, 2006).

Substratul

poluatTipuri de

poluaniSurseExempleEfecte

Aer

Chimici

SuspensiiPolen, spori de ciuperci, finuri, praf, aerosoliAciune iritant asupra sistemului respirator, alergii, cancer etc.

Gaze i vaporiCo2, co, no2,no, nh3, ch4, cfcs (freon), oxizi de s i N n contact cu particule de ap din nori formeaz h2so4, hno3 Efectul de ser, smogul fotochimic, distrugerea stratului de ozon, formarea depozitelor acide, distrugerea vegetaiei, poluarea apei potabile et.

MetalePb, Hg, Zn, Cu, Cd, Mg, MoSaturnism (Pb), intoxicaii, cancer, anemii etc.

Fizici

ZgomoteIndustrializare, urbanizare, construcii,circulaie utier i aerianCreterea tensiunii i a valorilor glicemiei, disfuncii auditive i vestibulare etc.

Emisii radioactiveExplozii i accidente nucleare, dopozitarea i deversarea deeurilor radiuoactiveAfecteaz materialul genetic al tuturor organismelor, producnd mutaii i recombinri genetice

BiologiciOrganisme micro- i macroscopiceVirusuri, bacterii, ciuperci, spori, chisturi

Ap

Chimici

Ploi acideh2so4Acidifierea apelor, moartea pdurilor i organismelor acvatice, distrugerea recoltelor, eutrifizarea lacurilor

Pesticide, ngrminte, detergeniLucrri cu pesticide, ngrminte, detergeniTulburri nervoase, anemii, eutrofizarea apelor, nmulirea bacteriilor

Petrol i produse petroliereAccidente petroliere, scurgeri, eversriMoartea florei i faunei acvatice

Fizici

TemperaturApele de rcire de la centrale termo- i atomoelectrice

BiologiciOrganisme micro- i macroscopiceOu de parazii, bacterii patogene, virusuri, chisturiFebra tifoid, holera, dizenteria

SolChimiciPesticide organice i anorganice, naturale i de sintezInsecticide, fungicide, erbicide, rodencideInduc forme de rase rezistente ale duntorilor, noi cicluri bio-geochimice, afecteaz negativ toate verigile lanurilor trofice

ngrminte chimiceSubstane pe baz de azot, fosfor , potasiu

Fizici

TemperaturApele de rcire pe baz de azot, fosfor, potasiu

RadioactivitateDepozite de deuri radioactive, experiene nucleare

BiologiciOrganisme micro- i macroscopiceChisturi de protozoare, ou de viermi, bacterii, virusuri, ciuperci patogene

Avnd n vedere efectele catastrofale ale deteriorrii mediului asupra vieii pe Terra, protecia mediului st la baza supravieuirii i dezvoltrii societii umane, prin msurile care se ntreprind deja, privind:

Conservarea - resurselor naturale, - a speciilor pe cale de dispariie, a solului, a pdurilor, - utilizarea combaterii biologice a duntorilor, precum i Controlul polurii aerului, apei, solului (Arini, Cristescu, 2006).Durabilitatea va tinde s devin, n noul mileniu, caracteristica cea mai important a dezvoltrii economice i sociale. Posibilitatea de a asigura dezvoltarea economic, utilizarea raional a materiilor prime, energiei i resurselor naturale i diminuarea impactului activitilor umane asupra mediului, reprezint esena durabilitii acestor activiti.

Problemele de mediu datorate impactului deosebit al activitilor umane au tendina de a se globaliza, efectul cumulativ al unor manifestri locale de poluare conducnd la generalizarea acestora. Se poate observa corelaia ntre problemele globale de dezvoltare a societii omeneti i problemele de mediu (OZUNU,TEODOSIU, 2002).Corelatia dintre problemele globale si problemele de mediuProbleme globaleProbleme de mediu

SuprapopulareaSchimbari climaterice

Lipsa hranei in anumite regiuniDeprecierea stratului de ozon

Poluarea factorilor de mediuPoluarea aerului

Schimbarile climatericePloile acide si deprecierea calitatii apelor de suprafata

Epuizarea resurselor naturaleAccidente (poluari) majore

Instabilitatea economiceReducerea biodiversitatii si a productivitatii ecosistemelor

Disparitia speciilorDespaduririle masive

AnalfabetismInstabilitatea zonelor de coasta

Instabilitatea sociala si politicaDeseurile solide menajere si industriale

Sistemele sanitare inadecvateStress-ul urban

Pericolul nuclearRiscul chimic

Criminalitatea ridicata

Mediul global, privit ca suma interaciunilor dintre om i natura, este n continuu ameninat. Pe de o parte, resursele naturale necesare dezvoltrii economice i sociale sunt preluate din mediu, tot n mediu fiind deversate i deeurile sau poluanii rezultai din aceste activiti. Toate aceste probleme au fost pentru prima dat menionate n Raportul Brundtland (1987), raport publicat de Comisia Mondial pentru mediu i dezvoltare. Un rol important n acest raport l are conceptul de dezvoltare durabil (dezvoltarea care satisface necesitile generaiilor actuale fr a compromite ansele de dezvoltare ale generaiilor viitoare). Dezvoltarea ecologic, economic i social este parte a unei entiti, cei trei factori trebuind s se afle ntr-un echilibru permanent. Ieirea din starea de echilibru poate produce: - perturbri asupra mediului; - declin economic; - perturbri sociale. Dezvoltarea durabil are semnificaii complexe, considernd cele trei componente:

1. din punct de vedere economic, inseamn o alocare eficient a resurselor sau bunurilor limitate. Presupune, la rndul su: economie flexibil i accesul liber la schimburi;

2. din punct de vedere al mediului, nseamn s nu se depeasc limitele de poluare (de stress al mediului) i s se conserve biodiversitatea (viaa);

3. din punct de vedere social, nseamn egalitatea anselor, oportunitilor, libertilor i justiiei sociale (OZUNU,TEODOSIU, 2002).

1.3. Importana conservrii naturii

Conservarea structurii biocenozelor i a proceselor ecologice, conservarea diversitii biologice, conservarea habitatului natural, constituie un suport important i o garanie a dezvoltrii economice. nc din 1972, cu prilejul Conferinei Naiunilor Unite de la Stockholm, dedicate polurii mediului ambiant omului, s-a propus Programul Naiunilor Unite pentru mediul nconjurtor menit s duc la adoptarea unui cod internaional de conduit n protecia mediului. Acesta prevede aciuni ferme de conservare a ecosistemelor, concentrarea eforturilor n vederea cunoaterii metabolismului ecologic i a meninerii echilibrului stabil n sistemul unitar i interdependent Om-Natur-Univers. Omul, supravieuirea sa i progresul umanitii depind de existena acestui echilibru. Pentru rezolvarea problemelor dezvoltrii durabile au fost antrenate, n cercetri interdisciplinare, aproape toate frontierele cunoaterii (CIPLEA, 1975). Managementul de mediu a folosit pe parcursul anilor termenii de: a gndi ecologic, mediu i durabilitate, cu mesajul principal avertiznd c: Oamenii trebuie s acioneze pentru a tri n aa fel nct s nu fie depit capacitatea lumii naturale de a le amortiza efectele i de a nlocui ceea ce au luat., (HEWITT N., 1998.). n prezent aceast stare nu este atins n nici una dintre rile dezvoltate, industrializate, unde sunt irosite resurse neregenerabile de combustibili fosili i minereuri metalifere i sunt produi muni uriai de deeuri toxice i periculoase. Acest stil de via nu poate continua ntruct resursele se vor epuiza i deeurile vor polua pmntul, aerul, apa, ceea ce este nedurabil. Rezultatele unei degradri asemntoare a mediului au putut fi ntlnite, de-a lungul istoriei ca fiind cauza major a prbuirii unor civilizaii antice, ca ale Greciei i Romei. Despdurirea localitilor acestora a condus la schimbri climatice i la incapacitatea hrnirii propriilor popoare fr a importa masiv, fapt care le-a fcut vulnerabile.

n cazul populaiilor umane globale care cresc rapid, degradarea la scar global echivaleaz cu faptul ca resursele se epuizeaz complet, ireversibil. Pentru mbuntirea i protejarea mediului exist n toate rile, prevederi legale ale managementului de mediu pentru diferite domenii. n domeniul de Sntate uman este bine cunoscut faptul c un mediu degradat are o multitudine de efecte asupra sntii populaiei, ducnd la scderea calitii vieii. O stare de sntate precar duce de asemenea la incapacitatea de a muncii i la subminarea economiei locale.

In domniul Economiei, mediul natural furnizeaz pe lng hran, aer, ap i toate materiile prime i energia necesar bazei economice. Acestea pot fi: finite i neregenerabile (precum combustibilii fosili i minereurile metalifere); regenerabile dar gospodrite in aa fel nct nu sunt nlocuite (pdurile) sau regenerabile i regenerate (energia eolian i solar). n prezent costurile de mediu nu sunt incluse n preurile materiilor prime (ele fiind mpinse spre generaiile viitoare sau alte ri). Dar deja n multe locuri oamenii pltesc cu sntatea i calitatea vieii lor, preul profitului altora. Costurile de mediu pot deveni att de ridicate nct omenirea s nu fie capabil s le acopere.

Privind valoarea intrinsec a naturii i faptul c n fiecare zon exist animale i plante sunt recunoscute ca specii rare sau ameninate, care trebuie protejate, nefiind admise activitaile care le determin dispariia sau accelereaz procesele naturale ale dispariiei acestor specii.

Stadiul prezent n domeniul conservrii naturii.

Cunotinele noastre despre ecosisteme i efectele asupra acestora trebuie s fie utile pentru adoptarea unui mod de abordare foarte prudent i eficient a protejrii mediului. Biosfera, n toat diversitatea ei menine mediul global ntr-o stare propice vieii. Nu se cunoate ce nivel de reducere a diversitii poate suporta acest sistem nainte de colaps. Deja sistemul d semne de suferin cum ar fi acumularea n atmosfer a dioxidului de carbon i a altor gaze ce produc efectul de ser (HEWITT N.,1998.). Omenirea are nevoie sa fie conectat la mediul sau natural i, dac aceast necesitate i este refuzat, atunci se produce o scdere a calitii vieii. Protejarea vieii slbatice este o datorie moral, deoarece speciile odat disprute nu mai pot fi ntoarse prin intermediul unor reparaii tehnice. Una dintre problemele de nsemntate i actualitate deosebit este recunoaterea i garantarea internaional i naional a dreptului fundamental al fiecrui om de a tri ntr-un mediu sntos.

AGENDA 21 cuprinde planul de aciune al Organizaiei Naiunilor Unite pentru Dezvoltare durabil n secolul XXI, aprobat de 173 de guverne i de Conferina Naiunilor Unite cu privire la MEDIU I DEZVOLTARE de la RIO DE JANEIRO din 1992.

Tratatul de la MAASTRICHT (1992) a acordat proteciei mediului una din prioritile cheie ale Uniunii Europene, prin cele aproximativ 200 de reglementri care includ: poluarea apei i aerului, gestiunea deeurilor i substanelor chimice, protecia naturii, poluarea sonor, securitatea nuclear, poluarea industrial etc.

Conferina Uniunii Europene de la Aalborg-Danemarca (1994), a elaborat Carta Municipiilor i Oraelor Europene pentru Durabilitate-CARTA AALBORG.

Constituia Romniei consfinete acest drept fundamental al fiecrui om de a tri ntr-un mediu sntos. Statul trebuie s asigure exploatarea resurselor naturale n concordan cu interesul naional; refacerea i ocrotirea mediului precum i meninerea echilibrului ecologic; crearea condiiilor pentru creterea calitii vieii. Legea Proteciei mediului (Legea 137 / 1995) si Ordonanta de urgen a Guvernului 195 /22.12.2005 privind protectia mediului (Monitorul Oficial al Romniei nr.1196/30.12.2005) precizeaz c: protecia mediului constituie o obligaie a autoritilor publice centrale i locale precum i a tuturor persoanelor fizice i juridice, pe baza unor principii i elemente strategice, n scopul asigurrii unei dezvoltri durabile:

a) principiul precauiei n luarea deciziilor,

b) principiul prevenirii riscurilor ecologice i a producerii daunelor,

c) principiul conservrii biodiversitii i a ecosistemelor specifice cadrului biogeografic natural,

d) principiul poluatorul pltete

e) nlturarea cu prioritate a poluanilor care pericliteaz nemijlocit i grav sntatea oamenilor,

f) crearea sistemului naional de monitorizare integrat a mediului,

g) utilizarea durabil,

h) meninerea, ameliorarea calitii mediului i reconstrucia zonelor deteriorate,

i) crearea unui cadru de participare la elaborarea i aplicarea deciziilor,

j) dezvoltarea colaborrii internaionale pentru asigurarea calitii mediului.

Romnia va trebui s asigure nu numai armonizarea legislaiei de mediu n concordan cu cerinele i exigenele Uniunii Europene dar i respectarea acesteia.

1.4. Teoria general a sistemelor Teoria general a sistemelor este un mijloc eficient n cercetarea sistemelor biologice (Bogdan Stugren, 1982, 1994).

Teoria general a sistemelor postuleaz c universul este organizat n sisteme (von Bertalanffy,1942,1960). Principiul interaciunii postuleaz c interaciunea este mecanismul fundamental al Universului.

Interaciunea este un principiu fundamental n funcionarea Universului, un factor de unificare al diversitii, prin care apar conexiuni ntre lucruri, unele dintre aceste conexiuni sunt generatoare de sistem. Nu orice interaciune genereaz sistem, ci numai cnd interaciunea este necontenit i non-ntmpltoare. Componentele ntregului se influeneaz reciproc pe fondul interaciunii. Numai prin interdependen i determinare reciproc componentele dobndesc caracter de pri ale ntregului, deoarece ntregul nu se confund cu suma prilor. Intregul posed o funcie proprie, o calitate proprie generat prin interaciunile componentelor. Funciile ntregului caracterizeaz individualitatea sistemului. ntreaga lume vie este ntemeiat pe interaciunile variatelor sale componente, pe conexiuni ntre plante i animale, ntre virusuri i insecte etc. (Stugren, 1982).

Definiii. Sistemele sunt complexe de elemente, care se afl ntr-o permanent interaciune ntre ele i se prezint ca un ntreg. Planete i molecule, organisme individuale i celule, pduri i lacuri sunt sisteme.

Elementele sistemice sunt lucruri materiale sau simboluri, care intr n constituia sistemului. Mai multe elemente formeaz componente ale sistemului, iar grupuri de componente sistemice formeaz subsisteme, care posed i realizeaz funcii definite. Din interaciunea lor rezult caracterul de ntreg al sistemului.

Particule ale solului i organisme individuale de plante, animale i microorganisme din sol sunt elemente sistemice. Ele formeaz componente sistemice. Conexiunile ntre rdcinile planelor i microflora solului sunt componente sistemice. Solul pdurii, ca i coronamentul arborilor sunt subsisteme. Ambele sunt integrate n sistemul pdure.

Structura sistemului este o construcie spaio-temporal caracterizat prin trsturi materiale i trsturi funcionale dinamice.

Structura sistemului poate fi descris prin caracteristici calitative (care redau prezena sau absena unui element n sistem), prin caracteristici cantitative (care descriu numrul anumitor elemente sistemice n componentele sistemului, redau participarea lor la edificarea sistemului) i caracteristici relaionale (structurale, care prezint imaginea ntregii reele de interaciuni ale componentelor sistemice). n esen, structura sistemului este identic cu totalitatea relaiilor reciproce ntre elementele sistemului.

Structura sistemului este alctuit din organizarea i distribuia spaial a elementelor i prin ordinea de succesiune a evenimentelor din sistem, n timp (Stugren, 1982, 1994) .

Analiza sistemic. Teoria general a sistemelor este teoria care cerceteaz caracterele generale ale sistemelor, forma abstract i modelul matematic al ntregului, scond n eviden numai aspectele logico-matematice. Aplicarea ei la cercetarea i explicarea proceselor biologice este denumit analiz sistemic, prin care sisteme reale-obiective sunt abstractizate n trsturile lor eseniale i analizate ca modele, pe baza unor variabile fundamentale (exemplu: numrul indivizilor speciilor din sol). Adeseori analiza sistemic utilizeaz modele imitative, descriind un sistem biologic puin cunoscut prin analogie cu un sistem tehnic bine cunoscut. Sistemul poate fi studiat att analitic ct i sintetic, pe baza conexiunilor. Dar aceast analiz este supus principiului de incertitudine dup care ntr-un sistem complex, compus din multe subsisteme interconectate, starea unui subsistem i interaciunea sa cu celelalte subsisteme pot fi determinate simultan numai pn la un anumit grad de acuratee, fiind inevitabil un anumit grad de incertitudine a rezultatelor.

1.5. Teoria nivelurilor de integrare i ierarhia sistemelor viiA. Sistemele mari integreaz sisteme mai puin complexe ca structur, interconectate ntre ele i conin un sistem coordonator, care determin comportarea sistemului n ansamblu. Integrare nseamn subordonare funcional a subsistemului sau sistemului cu structur mai simpl ntr-un sistem cu structur mai complex. Integrarea rezult din interaciunea prilor fiind consecina nsuirilor lor. Sistemul mare determin comportarea sistemului integrat.

Prin integrare rezult o arhitectonic n trepte a lumii materiale pe plan cosmic i planetar, o ierarhie a sistemelor care const n diferenierea a trei niveluri de integrare: 1. nivelul fizico-chimic, 2. nivelul biologic i 3. nivelul social.

Lumea material este structurat pe aceste trei niveluri de integrare. Ierarhie nseamn i integrarea unui sistem n cmpul de aciune al altui sistem.

n cadrul nivelului biologic de integrare exist o ierarhie intern a lumii vii, conceput ca un ir liniar de niveluri de integrare, reflectnd creterea complexitii morfo-fiziologice a sistemelor. La baza acestei ierarhii se afl organismul individual. Nivelurile intraorganismice sunt integrate n nivelul de organisme individuale; Nivelurile supraorganismice, ca uniti vitale, se formeaz prin integrarea organismelor. Astfel se constituie patru forme de baz n organizarea lumii vii:

1. nivelul organismic-individual,

2. nivelul populaional,

3. nivelul biocenotic i

4. nivelul formaional. Fiecare nivel are nsuirile sale proprii, unicitatea sa, un tip special de interaciuni.

Din unghiul biogeografiei se mai distinge nivelul continentelor i al oceanelor. Dup alt concepie se consider c organismele i biocenozele sunt produse ale evoluiei ntregului constituit de totalitatea materiei vii planetare.

Unii autori delimiteaz dou iruri distincte ale ierarhiei sistemelor: taxonomice i de agregate biologice; sau ierarhia genetic i ierarhia spaial, privite ca dou catene ierarhice conectate ntre ele n anumite puncte, diferenierea dintre ele fiind rezultatul evoluiei biosferei.

Pe lng niveluri de integrare se disting i trepte de dezvoltare, care sunt rezultatul diferenierii interne a nivelurilor de integrare. (Dup aceast concepie, nivelul molecular al vieii este doar o treapt de dezvoltare molecular n cadrul nivelului organismic.)

Pornind de la principiul c nivelurile de integrare ale lumii vii reunesc sisteme de acelai tip i cu aceeai sfer, Odum-1971, propune schema bazat pe complexitatea crescnd a sistemelor: gene-celule-organisme-populaii-biocenoze. Dup Szent-Gyogyi, 1960, Margalef,1962, nivelul elementar i fundamental sub aspect funcional este nivelul molecular, chiar submolecular. Nici o schem linear nu este capabil s exprime arhitectonica ramificat a lumii vii. ( Botnariuc,1967).1.5. Semnificaia conceptului i evoluia ecologieiEcologia se ocup cu ntreaga ierarhie de sisteme biologice supraindividuale. Ierarhia spaial a nivelurilor supraorganismice ale vieii este reprezentat de nivelurile:

populaiei (comunitatea de indivizi conspecifici),

biocenozei (comunitatea de populaii),

ecosistemului (sistemul eterogen de biocenoz i biotop, biotopul fiind sectorul restrns al crustei tereste, care adpostete biocenoza) i

biosferei (ansamblul lumii vii i al biotopurilor, al condiiilor de existen ale vieii pe Pmnt).

Toate ciocnitoarele negre (Dryocopus martius) i toate merioarele (Vaccinium myrtillus) dintr-o pdure de rinoase reprezint populaii distincte. Ambele sunt integrate n biocenoza de pdure. Comunitatea tuturor populaiilor biologice din pdure, mpreun cu ansamblul condiiilor de existen ale plantelor i animalelor (adic solul, atmosfera local, apa lichid i vaporii de ap din pdure etc.) constituie un ecosistem.

tiinele biologice prezint o arhitectonic n trepte care reflect aproximativ ierarhia sistemelor lumii vii. Morfologia i fiziologia se ocup cu nivelul organismic individual, studiaz biologia organismului individual: idiobiologia. Genetica populaiilor i ecologia se ocup cu nivelurile supraorganismice, studiaz biologia comunitilor de organisme: sinbiologia.

Ecologia este tiina interaciunilor vieii cu mediul pe niveluri supraorganismice sau biologia ecosistemelor. Haeckel,1866, o consider ca tiina despre condiiile luptei pentru existen, despre economia naturii, despre gospodrirea naturii, punnd accent nu pe organismul individual ci pe unitile vitale supraorganismice pe care se desfoar procesul transmiterii i prefacerii materiei n lumea vie. Din definiia lui Haeckel rezult c, ecologia construiete o imagine unitar a naturii vii din diverse aspecte ale luptei pentru existen prin integrarea rezultatelor unor discipline speciale. Economia naturii nseamn: producere, transmitere, trasformare, distribuie, depozitare i degradare a materiei organice vii n ecosisteme.

Cuvntul grecesc oika sau oikos nseamn cas i gospodrie.

Ideea ecologic deriv din gndirea fundamental a lui Darwin,1859, despre dependena reciproc a organismelor vii prin interaciunile ntre mrimile lor numerice.

Darwin a artat c numrul de indivizi dintr-o specie dat este dependent ntr-un anumit moment al timpului de numrul de indivizi din alte specii existente n acelai loc, exemplificnd idea prin cunoscuta interdependen a trifoiului rou (Trifolium pratense) cu bondarii polenizatori, cu oarecii care distrug cuiburile bondarilor i cu pisicile care vneaz oarecii, n sudul Angliei.

Anterior lui Darwin i Haeckel, n 1833, Auguste Pyrame de Candolle a demonstrat necesitatea ntemeierii unei noi discipline botanice, avnd ca subiect cercetarea relaiilor reciproce ntre plante i mediu.

Contemporanul su, chimistul von Liebig, a descoperit n 1840, circulaia atomilor elementelor chimice n sistemul plant-sol, bazndu-se pe experiena agriculturii europene.

Noiunea de circulaie a materiei reunete cteve procese naturale i anume: nutriie mineral a plantelor; vehicularea materiei prin verigi animale care sunt consumatori ai plantelor; restituirea atomilor n sol prin fermentaie i putrefacie. Idea de baz a circulaiei materiei a fost experimentat nc de Lavoisier n 1792. Mersul natural al descompunerii materiei organice moarte a fost descris exact abia de Pasteur, 1861.

Lavoisier i Pasteur sunt considerai ntemeietorii ecologiei.

Gndirea ecologic const n descoperirea i accentuarea relaiilor ntre via i mediu; n considerarea fiecrei uniti vitale ca fiind membru ntr-un nivel superior de integrare. Ecologia este interesat n funcionarea populaiilor i nu n manifestrile vitale ale organismului individual cum face morfologia i fiziologia. Punctul de vedere ecologic const n evidenierea interaciunilor sistemelor supraorganismice n cadrul arhitectonicii lumii vii.

A gndi ecologic nseamn a analiza unitatea vital n contextul nivelului superior de integrare (Stugren, 1982, 1994). Ecologia studiaz crbuul de mai (Melolontha melolontha) ca un element al unei populaii integrate ntr-un ecosistem, este interesat n cunoaterea variaiilor numerice ale crbuului, a cauzelor apariiei sale masive n anumii ani.

Domeniul ecologiei cuprinde urmtoarele 4 niveluri (Stugren, 1982, 1994):

1. populaii-sisteme de indivizi din aceeai specie care posed un patrimoniu ereditar comun (genofond) i ocup acelai punct n scoara terestr;

2. biocenoze sau comuniti biotice sau, simplu comuniti-reprezentnd sisteme de populaii care ocup mpreun acelai punct al scoarei terestre i realizeaz mpreun o activitate definit;

3. ecosisteme- sisteme rezultate din integrarea biocenozei cu fragmentul de mediu ocupat, numit biotop, ntr-un tot unitar, fiind astfel sisteme eterogene n ceea ce privete tipul de materie, alctuite din populaii i din componente nevii (substrat solid, ap, aer);

4. biosfera-ansamblul alctuit din materia vie planetar i nveliul superficial vitalizat al planetei. Biosfera este limita frontiera superioar a ecologiei, limita ei inferioar fiind considerat nivelul organismului individual.

Ecologia este biologia ecosistemelor (Margalef,1964). Ecologia se ocup de conexiunile ntre specii care se formeaz pe fondul ecosistemelor. Dou specii conectate ntre ele prin interaiune constituie un biosistem. (Molidul i gndacul Ips tipografus constituie un biosistem.) ntregul complex de biosisteme alctuiete conexiunea biocenotic.

n planul biosferei, ecologia se interfereaz cu geografia fizic i geochimia, studiind de pe poziii diferite (ale materiei vii, ale procesului geomorfogenetic i respectiv ale chimiei), aceleai fenomene din nveliul exterior al Pmntului. Geografia fizic aduce ecologiei datele privind formarea spaiului populat i, prin conectarea lor se formeaz o tiin de grani ecotopologia: tiina structurii, funciei i evoluiei unitilor elementare ale scoarei terestre. Geochimia aduce ecologiei date despre condiiile chimice de existen a vieii.

Ecologia poate fi studiat din mai multe puncte de vedere:

general ecologic-sintetic (sinecologia),

special ecologic-analitic (autecologia), mezologic, istoric, geologic.

1. Punctul de vedere general ecologic sau sintetic, care accentueaz n general structurile bazate pe relaia i unitatea via-mediu, principiile i mecanismele interaciunii ecologice, conducnd la interpretarea sintetic a proceselor ecologice ca pri ale unui ntreg, care este ecosistemul i, respectiv, biosfera. Acest punct de vedere este esena sinecologiei-tiina biocenozelor i ecosistemelor, ecologia general sau teoretic. Numim sinecologic studiul pdurii ca ntreg n care specia respectiv este numai un element structural.

Sinecologia s-a putut dezvolta dup apariia fundamentului pentru sinteze ecologice, acumulat pe parcursul secolului al XIX, mai ales n a doua jumtate a secolului XIX (Karl Mobius, n Germania, S.A. Forbes, n SUA.). S-au dezvoltate independent ecologia plantelor i ecologia animalelor, apoi ecologia microorganismelor.

Din prima jumtate a secolului XX s-a reactualizat punctul de vedere general ecologic, sintetic al ecologiei, fiind demonstrat prin date faptice din diferite sectoare ale biosferei. Prin sintezele moderne, din doctrina lui Darwin i Haeckel despre lupta pentru existen i economia naturii a rezultat ecologia general-teoretic ca tiin fundamental a lumii vii. Dup mijlocul secolului XX, prin conectarea principiilor ecologice la teoria general a sistemelor, prin opera zoologului american E.P.Odum, ecologia a devenit o ecologie sistemic, fundamentat pe principiul c toate fenomenele ecologice se pot interpreta prin prisma conceptului de ecosistem. Cele mai multe concluzii ale ecologiei au rezultat din cercetarea biosferei actuale. De aceea ecologia general se suprapune cu neoecologia, fiind completat de paleoecologie-ecologia perioadelor geologice trecute.

2. Punctul de vedere special ecologic sau analitic accentueaz populaia ca obiect al ecologiei; se refer la ecologia anumitor sectoare ale lumii vii, fiind tiina relaiilor cu mediul ale populaiei, individului i speciei-autecologia. Astfel numim autecologic studiul migraiei unei specii i relaiilor cu plantele gazd pe care le consum. Autecologia s-a dezvoltat pe plan botanic ca ecofiziologia plantelor, studiind influena factorilor fizici i chimici ai mediului asupra vieii plantelor i pe plan geobotanic, n studiul vegetaiei. Pe planul zoologiei, autecologia s-a dezvoltat ca fiziologie animal ecologic-ecofiziologie animal, studiind influenarea manifestrilor vitale ale animalelor de ctre mediu, prin reflectarea legrii speciilor de mediul de existen.

3.Punctul de vedere mezologic prezint studiul particularitilor interaciunilor via-mediu n funcie de natura mediului fizic. Mezologia sau ecologia mediului cuprinde ecologia marin, limnologia-ecologia apelor interioare i ecologia terestr.

Ecologia general este temelia teoretic pentru intervenia raional a omului n funcionarea biosferei; pentru conducerea proceselor biologice de pe suprafaa Pmntului; este un corp de principii pe baza crora au fost elaborate numeroase discipline aplicative: protecia mediului, ocrotirea monumentelor naturii, arhitectura ladaftului, agroecologia, ecologia forestier, ecologia pescuitului etc.

Extinderea obiectului ecologiei asupra ntregului mediu de via al omului nglobeaz i domenii extrabiologice. n acest mod s-a constituit o ecologie global, care nu mai este o disciplin biologic, ci o tiin interdisciplinar. i ecologia omului este o tiin interdisciplinar, o disciplin medical cu implicaii social-economice. Din interferena ecologiei cu alte tiine naturale s-au format noi discipline.

Ecologia landaftului, a peisajului sau geoecologia rezult din interferena ecologiei cu geologia i geografia i studiaz bazele naturale ale spaiului vital al omului; pune accent, ca tiin geografic, pe procesele geomorfologice, deosebindu-se de biologie care accentueaz procese biogene. Unitatea de lucru a geoecologiei, ca i a geografiei, este landaftul geografic, peisajul geografic, numit i geosistem. Geosistemele se ntemeiaz pe interaciunile elementelor geomorfologice, climatice i hidrologice cu lumea vie, fiind definit ca un sistem spaial, incluznd i aezrile omeneti.

Geochimia, rezultnd din interferena ecologiei cu chimia, geologia i geografia, studiaz distribuia i migraia atomilor elementelor chimice n scoara terestr, descrie compoziia chimic a landaftului. Biogeochimia rezultnd din interferena ecologiei cu geochimia, este tiina despre interaciunile vieii cu chimia Pmntului.

Curs 2.

Cuprins:

2.1. Concepte fundamentale n ecologie:

Mediu i biotop. Teoria nivelurilor trofice. Lanuri trofice.

2.2. Principii ale proceselor ecologice:

Principiul unitii via mediu. Principiul feedback-ului.

2.3. Legile factorilor limitativi: Legea toleranei, legea minimului, legea relativitii.

2.1. Concepte fundamentale n ecologieMEDIU i BIOTOPMEDIUL. Emil Racovi, 1929, definea mediul ca totalitatea lucrurilor materiale, evenimentelor i energiilor de care depinde viaa unei fiine.

n sens larg, denumim mediu ansamblul forelor fizice i biotice, care influeneaz o unitate vital, un sistem viu. Astfel definit, mediul apare ca un sistem infinit, care cuprinde att fenomene fizice obinuite, ca vntul i ploaia, ct i fore majore ale cosmosului, ca radiaiile cosmice. Mediul este un sistem cosmo-biologic, un fenomen cosmo-biologic(Caradja,1925).

Nu toate forele active n mediu au aceeai semnificaie pentru fiinele vii. Fiecare specie alege din mediul general, acele elemente care corespund naturii sale genetice. i care, alctuiesc astfel, mediul specific sau mediul eficient.

FACTORII ECOLOGICI ( FACTORII DE MEDIU)

Factorii de mediu au, n primul rnd, un sens energetic i nu unul substanial. Sunt clasificai n mod tradiional, n factori abiotici (fizici) i factori biotici. De fapt, componentele mediului sunt abiotice sau biotice. Factorii de mediu sunt numai abiogeni i biogeni, adic sunt dependeni de componentul abiotic sau de cel biotic, dar nu exclusiv, deoarece fiecare factor biogen sufer influena factorilor abiogeni i invers. (Temperatura i lumina, ca factori abiogeni de la suprafaa solului sunt modificate de vegetaia de pe sol.) Astfel, se poate spune c, factorii ecologici sunt factori abiogeni de mediu transformai de ctre fiinele vii.

Factorii ecologici se clasific n factori: climatici, orografici, edafici, biotici; sau dup modurile fiziologice de aciune asupra organismelor vii; ca factori stabili sau puternic variabili.

Structura etajat a mediului. Mediul este diferit structurat pe diversele niveluri de integrare a vieii.

1. La nivelul organismului. Factorii ecologici constituie o unitate funcional mpreun cu organismul individual. Fragmentul de spaiu fizic n care triete n mod nemijlocit un organism i spectrul sau sistemul de factori ecologici care-l influeneaz constituie habitatul acestui organism (standort n german i site n american). tiina habitatului sau mezologia studiaz influenele sistemului de factori ecologici asupra morfologiei i fiziologiei organismului.

2. Pe nivelul populaiei se deosebesc 9 tipuri de mediu: cosmic, geografic, climatic, orografic, edafic, hidrologic, geochimic, biocenotic, biochimic.

1.Mediul cosmic este format de forele fizice care provin din spaiul cosmic(radiaia solar, radiaiile cosmice, pulberea cosmic, fora de atracie a Lunii).

2.Mediul geografic este reprezentat de forele fizice dependente de alctuirea Pmntului: fora gravitaional, micarea de rotaie a planetei, cmpul magnetic planetar,tectonica planetei, compoziia i structura crustei terestre.

3.Mediul climatic rezult din distribuia geografic (zonarea) valorilor de temperaturii

i umiditii pe suprafaa planetei.,

4.Mediul orografic este alctuit de formele de relief ale suprafeei crustei terestre i ale substratului submrii.5.Mediul edafic este reprezentat de compoziia i structura solului (edafon). 6.Mediul hidrologic cuprinde factorul ap sub diversele sale stri fizice. 7.Mediul geochimic este alctuit de compoziia chimic a substratului (atomii elementelor chimice) care reacioneaz cu fiziologia organismului. 8.Mediul biocenotic este totalitatea fiinelor vii care edific biocenoza. 9.Mediul biochimic este totalitatea produilor metabolici eliminai de organisme (exometabolii) care influeneaz alte organisme.

3.Pe nivelul biocenozei mediul apare ca biotop, totalitatea condiiilor externe care fac posibil existena biocenozei. Se numete BIOTOP fragmentul i tipul de relief sau de ap care este sediul unei biocenoze (Dahl,1908). Biotopul este locul de via al biocenozei sau ansamblul condiiilor externe care fiineaz o biocenoz(Rankonen,1939).

n sens restrns, se numete biotop (monotop sau habitat) i locul de via al unui organism individual, spaiul n care fiineaz un organism individual, vegetal sau animal, mpreun cu factorii de mediu care acioneaz asupra lui.

LANURI TROFICE i NIVELURI TROFICE

Schimbul de substane ntre organism i mediu reprezint baza material pentru creterea biomasei pe Pmnt. Migraia substanelor se desfoar de la un organism la altul, cauzat de hrnirea unui organism pe seama altuia.

Astfel se formeaz lanuri trofice (Elton,1927), uniti funcionale ale transformrii i transmiterii nutrienilor, ale circulaiei substanelor nutritive.

(n lacuri: plantele de ap-macrofite(crapul(Cyprinus carpio) (tiuca(Esox lucius),realizeaz un lan trofic, circulaia materiei fiind ntr-un sens unic.)

n cadrul unui lan trofic, organismele cu poziii taxonomice diferite, dar avnd aceeai poziie n lanurile trofice, folosind acelai tip de hran, surs de hran, constituie NIVELURI TROFICE. Organismele care prezint o comportare similar pe planul fiziologiei nutriiei, sunt grupate n niveluri trofice comune dup criteriul naturii hranei i a modului de obinere a acesteia.

n biosfer se deosebesc trei niveluri trofice majore: 1. Productori, 2. Consumatori, 3. Distrugtori (descompuntori sau destrueni).

Productorii (nivelul organismelor autotrofe) sunt organismele autotrofe, care construiesc materie organic primar din substane minerale prin FOTOSINTEZ (organismele fotoautotrofe, plantele, care asimileaz carbonul necesar vieii din CO2 atmosferic ) sau prin CHEMOSINTEZ (bacteriile chemoautotrofe). 2. Consumatorii (nivelul organismelor heterotrofe) sunt organisme heterotrofe, care nu au capacitatea de a produce materie organic din substane minerale, ci se hrnesc cu materie organic vie din corpul altor organisme vii. Consumatorii (ca biofagi) se clasific n trei componente: Consumatori primari (fitofage, erbivore), organisme care se hrnesc cu esuturi vegetale (plante), cu ciuperci, bacterii, virusuri fitopatogene.(Grupuri diferite taxonomic de animale: cerbul carpatin (Cervus elaphus), oarecele de pdure (Apodemus sylvaticus), plonia cerealelor (Eurygaster maura), din punct de vedere al fiziologiei nutriiei aparin aceluiai nivel trofic de consumatori primari, se hrnesc cu esuturi de plante vii.)

Consumatori secundari (zoofage, carnivore) care se hrnesc cu animale fitofage i microorganisme zoopatogene. (Pianjenii, gastropodele marine prdtoare, lupul, tiuca, aparin aceluiai nivel trofic de consumatori secundari, hrnindu-se cu alte animale-fitofage.)

Consumatori teriari (consumatori de vrf, carnivore de vrf), animale care folosesc drept hran consumatorii secundari (zoofage) i primari (fitofage). (Caalotul(Physeter catodon), tigrul(Panthera tigris), paraziii animalelor sunt pe nivelul consumatorilor teriari. Paraziii consumatorilor teriari sunt consumatori cuaternari.

Un loc foarte important l ocup n circuitul materiei n natur, consumatorii de substan organic moart: organismele saprofage sau detritivore

3. Distrugtorii (nivelul organismelor descompuntoare) sunt bacterii i micromicete nepatogene care transform materia organic moart n materie anorganic prin fenomenul de descompunere ( fermentaie i putrefacie).

Teoria nivelurilor trofice este utilizat pentru analiza biocenozelor, exprimnd simplificat conexiunile multilaterale ale speciilor i ale funciilor ecosistemice. n natur se regsesc destul de rar organisme aparinnd numai unui nivel trofic teoretic. Sunt rare n natur carnivorele absolute sau fitofagele exclusive. Chiar i buburuza (Coccinella septempunctata), care este zoofag, prdtoare, consum i polen sau sucuri dulci de struguri. Lanul trofic ns este o unitate vital, un subsistem n ecosistem. ncadrarea speciilor n niveluri trofice este dificil deoarece n natur exist foarte rare cazuri de organisme specializate trofic.(Un exemplu este ciliatul prdtor Woodruffia metabolica, specializat trofic la hrana exclusiv cu Paramecium). Apartenena la un nivel trofic poate fi diferit pe parcursul vieii animalului. (Mormolocii de broasc se hrnesc cu vegetaie acvatic; broatele adulte se hrnesc zoofag (insectivore).

Nu sunt perfect delimitate ntre ele nici nivelurile autotrofelor i heterotrofelor. (Algele albastre(Anacystis nidulans)-cianobacterii, n timpul reproducerii masive pe lng fotosintez sunt i consumatoare de aminoacizi din ap. Algele heterotrofe din sol sunt fotositetic active la suprafaa solului.)

2.2. Principii ale proceselor ecologice

Principiul unitii via mediuPrincipiul unitii via mediu, postuleaz c viaa, toate nivelurile de integrare ale lumii vii, sunt dependente de mediu. Este exprimat din punct de vedere morfologic, prin forme biotice i, din punct de vedere fiziologic, prin schimbul de substan ntre via i mediu.

Formele biotice, exprim existena dependenei dintre natura mediului i construcia extern i intern a organismelor. Formele biotice indic faptul c particularitile mediului se regsesc i sunt exprimate n specificul configuraiei organismului dat.

Ca form biotic este considerat o grup de organisme vii, care a fost scoas n eviden dup trsturi de configuraie reprezentnd adaptri pregnante la economia naturii i nu dup trsturi taxonomice, din punct de vedere idiobiologic-taxonomic.

Sunt forme biotice :

-formele fundamentale de cretere a plantelor terestre: arbori, arbuti, tufe, ierburi;-gruprile ecologice de animale: marine, terestre, silvobionte;

-configuraia organelor organismelor depinznd de un factor de mediu: crtoare, alergtoare, eremice-de deert.

Excepiile dovedesc faptul c de foarte multe ori, natura mediului nu este exprimat n habitusul organismului dat i nu poate fi dedus din forma i modul de via ale organismului dat.(Speciile de peti Runula i Muraena, din recifele de coralieri din Marea Roie sunt ca habitus serpentiforme, dar nu au de loc acest mod de via. Laurul(Ilex aquifolium), cu habitus tipic xeromorf-de mediu arid, (cu frunze de consisten pieloas) este o plant iubitoare de umiditate.)De regul, ecologia lucreaz frecvent, n analiza biocenoz