27

CURS 4. ECOSISTEMUL Ecosistemele majore de pe glob. Biomul acvatic. Biomul terestru.

Acest capitol prezintă conceptul de ecosistem, caracteristicile ecosistemelor, structura funcţională şi spaţială precum şi limitele acestora.

Ecosistemul este un complex de organisme şi factori fizici care formează ceea ce numim mediul biomului.

Tansley, 1935 Unitatea de tip comunitar, care include toate

organismele de pe un teritoriu dat şi care interacţionează cu mediul fizic în aşa fel încât curentul de energie creează o anumită structură trofică, o densitate de specii şi un circuit de substanţe în interiorul sistemului reprezintă un sistem ecologic sau ecosistem.

Odum, 1971 Ecosistém, ecosisteme, s. n. Ansamblu format din

biotop şi biocenoză, în care se stabilesc relaţii strânse atât între organisme, cât şi între acestea şi factorii abiotici. – Din fr. écosystème.

DEX, 1998 Cuvinte cheie: ecosistem, caracteristicile ecosistemului, biom ECOSISTEMELE MAJORE DE PE GLOB. BIOMUL ACVATIC. BIOMUL TERESTRU.

Termenul de ecosistem a dobândit de la introducerea acestui concept de

către ecologul britanic Sir Arthur George Tansley [16], în 1935 o serie de definiţii.

Ecosistemul este un sistem ecologic elementar care constituie forma elementară de organizare a ecosferei, care este alcatuită din biotop (componenta abiotică), biocenoza (componenta biotică) şi interacţiunile dintre acestea. Ecosistemul mai poate fi definit ca un sistem deschis, cu o alcătuire complexă, dinamică de comunităţi de plante, animale, microorganisme, oameni şi mediul lor lipsit de viaţa, care interacţionează într-o unitate funcţională [2].

28

Un ecosistem este o unitate integrată constând din plante, animale şi micro-organisme care interacţionează între ele, a căror supravieţuire depinde de menţinerea şi reglementarea structurilor şi funcţiilor lor biotice şi abiotice [1, 3]. Ecosistemul este astfel, o unitate sau un sistem care este compus dintr-un număr de sub-unităţi, care sunt toate, direct sau indirect, legate între ele. Acestea pot participa la schimburi primare de energie şi materie cu exteriorul - ecosistem deschis sau prezintă doar schimb de materie când este izolat de exterior – ecosistem închis [3,4]. Concluzionând, se poate afirma că definirea conceptului de ecosistem nu trebuie interpretată sub forma unei relaţii de forma [18]:

biotop + biocenoza = ecosistem !!!,

deoarece populaţiile din componenţa biocenozei sunt capabile şi să transforme mediul ambiant, ceea ce determină apariţia unor noi interacţiuni între specii (interacţiuni indirecte) conducând la definirea unui sistem complex de interacţiuni ale speciilor între ele şi ale speciilor cu mediul. Acest tip de sistem reprezintă sistemul ecologic sau ecosistemul [18].

Ecosistemele prezintă variaţii mari de dimensiune, structură compoziţie etc., prezentând în acelaşi timp anumite caracteristici de bază, structurale şi funcţionale comune.

Componenţa, organizarea comunităţilor biologice şi a componentelor abiotice constituie structura unui ecosistem. Astfel, ecosistemele au în principal două tipuri de componente, biotice şi abiotice [17]:

(1) Componenta biotică: diferite organisme vii, (2) Componenta abiotică: diverse componente fizico-chimice ale

ecosistemului. Principala caracteristică a ecosistemului este aceea că la nivelul acestuia

se realizeaza producţia biologică. Caracteristicile unui ecosistem sunt:

- omogenitate relativă; - conţinut de resurse necesare vieţii; - capacitate de autoreglare; - structură ierarhizată; - rezultatul unui lung proces de evoluţie şi adaptare.

Complexele de ecosisteme cuprind mai multe ecosisteme alăturate,

acvatice şi terestre, naturale şi antropizate. Există complexe regionale, pe zone relativ restrânse (cum ar fi Delta Dunarii) şi complexe macro-regionale (stepa, savana etc.) [4, 7].

Sistemul socio-economic uman poate fi privit ca un complex de ecosisteme, dominat de specia umană şi care include ecosisteme urbane, ecosisteme rurale, agrosisteme, ecosisteme industriale etc.

29

Ecosfera cuprinde totalitatea complexelor de ecosisteme şi reprezintă unitatea dintre toposfera şi biosfera [8].

Toposfera este mediul fizico-chimic planetar şi cuprinde cele trei sfere ale Pământului: toată sfera lichidă – hidrosfera, o parte din sfera solidă – litosfera (scoarţa terestră) şi partea inferioara a sferei gazoase – atmosfera, populate de componentele biosferei (sfera vieţii) [8]. Structura şi funcţiile ecosistemului

Ecosistemul este unitatea care include toate organismele de pe un teritoriu

dat şi care interacţioneaza cu mediul fizic în aşa fel încât curentul de energie creează:

- o anumită structură trofică; - densitate de specii; - un circuit de substanţe în interiorul sistemului [11].

Concepţia ecologică modernă stabileşte mai multe categorii de structuri ale ecosistemului. Cel mai uşor de identificat este modalitatea de stratificare a ecosistemului, deoarece cele mai multe ecosisteme prezintă două straturi principale: autotrof şi heterotrof [18].

Stratul autotrof, alcătuit din totalitatea populaţiilor de plante, este situat superior şi beneficiază de accesul necondiţionat la radiaţia solară luminoasă, ceea ce presupune o mai mare eficienţă a procesului de fotosinteză şi deci o producţie primară (producţie de substanţă organică) ridicată [2].

Stratul heterotrof este alcătuit din organisme care nu au acces la energia luminoasă (fără plante) şi este dependent de existenţa organismelor autotrofe în scopul asigurării necesarului energetic.

Dintr-un alt punct de vedere, se poate observa că ecosistemul este alcătuit din cinci subsisteme (trofice) fundamentale [18, 19]:

- substanţe de natură anorganică (elemente chimice sau substanţe minerale);

- producatori primari (toate plantele şi unele microorganisme fotosintetizatoare);

- animalele consumatoare (consumatori primari şi secundari de diferite ordine);

- detritusul vegetal şi animal (materie organică nevie); - microorganisme reducătoare sau descompunătoare (organisme ce

reduc materia organică la componenţii minerali) [18]. Având în vedere importanţa unor anumite substanţe active pentru

funcţionarea ecosistemului, cum sunt pigmenţii fotosintetizatori, s-a realizat o diferenţiere a ecosistemelor din punct de vedere al eficienţei productivităţii

30

primare [7]. Studiul clorofilei, a condus la evidenţierea a patru categorii de ecosisteme [18]:

1. Ecosisteme stratificate. - include toate tipurile de păduri, ecosistemele cu vegetaţie ierboasă înaltă (de tip savană), ecosistemele artificiale (culturi agricole).

2. Ecosisteme umbrite. În aceste ecosisteme, stratul autotrof are un singur nivel. Concentraţia de clorofilă a este asemănătoare cu cea existentă le nivelul inferior al ecosistemelor stratificate.

3. Ecosisteme mixte. - sunt similare nivelului mediu din ecosistemele de tip stratificat. Ele sunt de regulă ecosisteme acvatice în care producţia primară este realizată de fitoplancton.

4. Ecosistemele de lumină. - sunt incluse ecosistemele caracterizate de existenţa unor straturi vegetale cu o dezvoltare nesemnificativă pe verticală [2]. Exemple de astfel de ecosisteme sunt peliculele de alge sau cele de licheni, culturile agricole (ecosisteme artificiale) sau culturile experimentale expuse iluminării artificiale abundente [8].

Dimensiunile unui ecosistem sunt mari, de la sute de metri pătraţi la sute de kilometri pătraţi. Ecosistemul este alcătuit din subsisteme componente, care se află în interacţiune şi care realizează schimburi materiale, energetice şi informaţionale. Tipul de ecosistem, modul lui de funcţionare şi relaţiile dintre organismele componente şi mediul înconjurator sunt controlate şi determinate de cantitatea de energie disponibilă. Cea mai importantă sursa energetică este energia solară. În figura 9 este prezentată o diagramă reprezentativă, din punct de vedere al circulaţiei materiei şi energiei, pentru cele mai comune tipuri de ecosisteme.

Figura 9. Intrări şi ieşiri de energie într-un ecosistem tipic [18].

31

O clasificare cuprinzătoare este dată de L.Oprea [8]. Fiecare ecosistem îsi are specificitatea sa. Ele sunt putin asemănătoare sau foarte diferite [8]: Clasificarea ecosistemelor I. Ecosisteme naturale supraterane A. Ecosisteme acvatice:

1. Ecosisteme limnice și sărăturoase; 2. Ecosisteme lotice;

- · Ecosistemul izvoarelor; - · Ecosistemul pâraielor; - · Ecosistemul râurilor; - · Ecosistemul fluviilor;

3. Ecosisteme lacustre; - · Ecosistemul lacurilor dulci; - · Ecosistemul lacurilor salmastre; - · Ecosistemul lacurilor sărate;

4. Ecosisteme palustre; - · Ecosistemul bălților;

5. Ecosisteme mlăștinoase; - · Ecosistemul mlaștinilor oligotrofe; - · Ecosistemul mlaștinilor mezotrofe; - · Ecosistemul mlaștinilor eutrofe;

6. Ecosisteme marine și oceanice; - · Ecosistemul neritic; - · Ecosistemul litoral; - · Ecosistemul bentonic;

7. Estuare; - · Ecosistemul neritic; - · Ecosistemul litoral; - · Ecosistemul bentonic;

B. Ecosisteme terestre:

1. Ecosisteme silvice; - · Ecosistemul pădurii de molid; - · Ecosistemul pădurii de brad; - · Ecosistemul pădurii de pin; - · Ecosistemul pădurii de fag; - · Ecosistemul pădurii de arin; - · Ecosistemul pădurii de mesteacăn; - · Ecosistemul pădurii de stejar;

32

- · Ecosistemul pădurii de amestec; - · Ecosistemul tufărișurilor;

2. Ecosisteme de pajiște; - · Ecosistemul pajiștilor de dealuri; - · Ecosistemul pajiștilor de stepă;

3. Ecosisteme deșertice; - · Ecosistemul deșerturilor (pustiurilor); - · Ecosistemul semideșerturilor (semipustiurilor); - · Ecosistemul oazei.

II. Ecosisteme naturale subterane:

1. · Ecosisteme subterane terestre; 2. · Ecosisteme subterane acvatice.

III. Ecosisteme artificiale supraterane:

1. Ecosisteme acvatice; - · Ecosistemul lacurilor de baraj; - · Ecosistemul lacurilor de agrement; - · Ecosistemul iazurilor; - · Ecosistemul heleșteelor; - · Ecosistemul puțurilor și fântânilor;

2. Ecosisteme semiacvatice; - · Ecosistemul orezăriilor;

3. Ecosisteme terestre; 3.1. Ecosisteme cerealiere;

- · Ecosistemul culturii de grâu; - · Ecosistemul culturii de orez; - · Ecosistemul culturii de ovăz; - · Ecosistemul culturii de porumb;

3.2. Ecosisteme legumicole; - · Ecosistemul culturii de cartof; - · Ecosistemul culturii de tomate; - · Ecosistemul culturii de ardei; - · Ecosistemul culturii de dovleci; - · Ecosistemul culturii de pepeni; - · Ecosistemul culturii de varză; - · Ecosistemul culturii de salată etc.;

3.3. Ecosisteme floricole; - · Ecosistemul culturii de trandafiri; - · Ecosistemul culturii de lalele etc.;

3.4. Ecosisteme pomicole și viticole; - · Ecosistemul culturii de măr;

33

- · Ecosistemul culturii de păr; - · Ecosistemul culturii de gutui; - · Ecosistemul culturii de prun; - · Ecosistemul culturii de cireș și vișin; - · Ecosistemul culturii de cais; - · Ecosistemul culturii de piersic etc.;

3.5. Ecosistemele culturii furajere; - · Ecosistemul de cultură a lucernei; - · Ecosistemul de cultură a borceagului etc.;

3.6. Ecosisteme de agrement; - · Ecosistemul parcurilor intraurbane; - · Ecosistemul parcurilor periurbane;

3.7. Ecosisteme ale așezarilor umane; - · Ecosistemul rural (sat); - · Ecosistemul urban (oraș);

3.8. Ecosisteme agricole acoperite; - · Ecosistemul culturii în seră; - · Ecosistemul culturii în solare; - · Ecosistemul culturii în răsadnițe etc.;

3.9. Ecosisteme zootehnice; - · Ecosistemul avicol; - · Ecosistemul creșterii bovinelor; - · Ecosistemul creșterii porcinelor.

IV. Ecosisteme artificiale subterane:

1. · Ecosistemul minelor de carbuni; 2. · Ecosistemul minelor de sare; 3. · Ecosistemul minelor de aur; 4. · Ecosistemul minelor de uraniu etc. Din punct de vedere structural, subsistemele componente ale

ecosistemului sunt: • componentele fizico-chimice (abiotice), care formează biotopul sau

unitatea hidro-geo-morfologică, • componentele biologice (populaţiile de plante, animale,

microorganisme etc.) care formează biocenoza. De aici rezultă că ecosistemul este un sistem mixt, format dintr-un

subsistem abiotic, fără viaţă, şi un subsistem viu, aflate în interacţiune. Numărul de ecosisteme este extrem de mare, cu particularităţi extrem de

variate, ca urmare, încercarea de a forma categorii de ecosisteme cu caractere similare este practic imposibilă. Cunoaşterea planului spaţial de structură a ecosistemului este deosebit de importantă şi presupune identificarea a trei etape:

- delimitarea ecosistemului în spaţiu;

34

- clasificarea şi ordonarea ecosistemelor; - stabilirea configuraţiei spaţiale interne a ecosistemului.

Delimitarea spaţială a ecosistemului se realizează pe continent şi în apele interioare, pe baza delimitării substratului specific după criterii fizico-geografice, luându-se în considerare şi extinderea spectrelor de forme biotice sau a combinaţiilor de specii (flora şi fauna). Aceasta simplică modul de percepţie, permiţând identificarea la nivel de ecosferă a două categorii principale de zone ecologice:

1. ecosisteme terestre; 2. ecosisteme acvatice. Ecosistemele terestre au o capacitate mare de acumulare energetică,

biotopul lor fiind reprezentat de o porţiune din uscat. În biociclul terestru, limita între două ecosisteme este identificată cu linia zonală sau zona dincolo de care încetează prezenţa unei anumite combinaţii de specii vegetale. Pornind de la această afirmaţie se poate concluziona că producătorii primari sunt plante de diferite specii, iar consumatorii (ierbivori sau carnivori) sunt situaţi pe diferite nivele ale reţelelor trofice.

Ecosistemele acvatice includ ecosistemele dulcicole şi cele marine. Ecosistemele dulcicole sunt reprezentate de lacuri şi râuri şi acoperă 2–3% din suprafaţa Terrei. Ecosistemele marine se află în oceane şi mări şi acoperă aproximativ 70% din suprafaţa Terrei.

Pe lângă aceste clasificări, există şi alte modalităţi de grupare ale ecosistemelor, la baza cărora stau diverse alte criterii (energetic etc.).

Biomurile sunt clasificate în diferite moduri [20]. O modalitate simplificată de grupare prezintă cinci tipuri majore:

- acvatic; - deşertic; - forestier; - păşune; - tundră;

Biomul acvatic include habitatele de apă dulce (iazuri, lacuri, ape curgătoare, zone umede), precum şi habitatele marine (ocean, apele de coastă, estuarele, recifele de corali).

Biomul de tip deşert include zonele în care precipitaţiile sunt mai scăzute de 50 cm/an. Habitate incluse pot fi fierbinţi şi uscate, semiaride, de coastă şi reci.

Biomul forestier include zone care sunt dominate de arbori şi vegetaţie specifică zonelor păduroase.

Biomul de tip păşune este reprezentat de terenurile pentru păşunat şi include habitate dominate de graminee (nu arbori şi arbuşti). Păşunile includ savanele tropicale şi pajiştile din zonele temperate (preerii).

Biomul de tip tundră include habitatele cu climă rece, cu diversitate biotică redusă şi structura simplă a vegetaţiei (tundra arctică şi tundra alpină).

35

Importanţa biomurilor nu poate fi supraestimată. Biomurile s-au schimbat şi s-au relocat de mai multe ori pe parcursul vieţii terestre. În prezent, activităţile umane au schimbat şi continuă să modifice drastic aceste comunităţi.

Conservarea şi păstrarea biomurilor ar trebui să fie o preocupare majoră pentru toate generaţiile prezente şi viitoare. Bibliografie şi webografie:

1. Allen, T.F.H., T.W. Hoekstra. Towards a Unified Ecology. Columbia University Press, New York, 1992.

2. Ciolac Andrei, Elemente de ecologie, Curs universitar, Universitatea “Dunarea de Jos” din Galaţi, 2006

3. Godeanu, S., Tehnologii ecologice şi ingineria mediului. Ecotehnie. Editura Bucura Mond, Bucureşti, 1998

4. Dumitran, G., E., Elemente de ecologie si biologie, Catedra Hidraulica, Masini Hidraulice si Ingineria Mediului, http://www.hydrop.pub.ro/cursecol.pdf

5. Houghton, J.T., G.J. Jenkins and J.J. Ephraums . Climate Change. The IPCC Scientific Assessment. University of Cambridge Press, Cambridge, 1991.

6. Hunter, M. L. Jr. Fundamentals of Conservation Biology. Blackwell Science, Cambridge, MA., 1995.

7. Milosan Ioan, Ecologie si Protectia mediului, Universitatea Transilvania din Brasov, Facultatea Stiinta si Ingineria Materialelor, 2006;

8. Oprea, L., Elemente de ecologie - Note de curs, Universitatea “Dunărea de Jos” Galați, http://www.idd.ugal.ro/PIED/Grupe/151014/Curs/Ecologie%20generala%20-%20Oprea%20Lucian/Curs_Ecologie.pdf;

9. Pullen, S. Ed. and The UC Berkeley Biomes Group., The World's Biomes, http://animals.about.com/cs/biogeography/g/biome.htm

10. www.didactic.ro/files/20/ecologie_sistemulbiologic.ppt 11. http://www.contabilizat.ro/file/cursuri_de_perfectionare/economie_generala/Ecosfera

%20si%20politici%20ecologice/Cap1.pdf 12. http://www.contabilizat.ro/file/cursuri_de_perfectionare/economie_generala/Ecologie

%20generala/cap7.pdf 13. http://library.usmf.md/downloads/ebooks/Ecologia.umana/III-

Ecosistemele.naturale.pdf 14. http://animals.about.com/gi/o.htm?zi=1/XJ&zTi=1&sdn=animals&cdn=education&tm

=4&f=10&tt=8&bt=1&bts=0&zu=http%3A//www.ucmp.berkeley.edu/glossary/gloss5/biome/index.html

15. http://www.scribd.com/doc/55431022/BIOCENOZA 16. http://www.scribd.com/doc/62774336/Ecologia-sistemelor-antropice 17. http://www.scritube.com/geografie/ecologie/ECOSISTEMUL-UNITATEA-DE-

BAZA-A63420315.php 18. http://www.scritube.com/geografie/ecologie/Ecosistemul204207156.php 19. http://www.scritube.com/geografie/ecologie/ELEMENTE-STRUCTURALE-ALE-

ECOSI821910211.php 20. http://www.scribd.com/doc/41127238/Ecologie-Generala

36

Întrebări:

1. Definiti notiunile de ecosistem, ecosfera, biom! 2. Clasificati factorii ecologici! 3. Explicati in ce mod determina clima distributia sistemelor ecologice! 4. Care sunt funcţiilor ecologice fundamentale? 5. Care sunt caracteristicile ecosistemelor?