ecologie 2016. curs corectat

Upload: angel-ang

Post on 02-Mar-2018

523 views

Category:

Documents


17 download

TRANSCRIPT

  • 7/26/2019 Ecologie 2016. CURS Corectat

    1/123

    1

    INTRODUCERE

    Cursul de Ecologie i Protecia Mediului face parte din structuramodulului de discipline fundamentale ce se studiaz n semestrul 4. Parcurgerea

    sa contribuie att la formarea profesional a viitorilor specialiti din agricultur,ct i la formarea unei culturi generale solide.Ce este de fapt ecologia?

    Mncm eco, ne mbrcm eco, consumm eco. E eco? E n trend, e la moda!logic.nu??, dar ce reprezint? Actualmente prefixul eco-, se regsete peetichetele multor produse alimentare, cosmetice, articole vestimentare sau de altnatur, aa nct chiar i cei care nu-i cunosc definiia consider ecologia ca fiindceva important.

    Ce este de fapt Ecologia? Parcurgerea acestui modul v va oferiposibilitatea s descoperii c ECOLOGIA este o tiin i nu o mod.

    Pe de alt parte, de foarte multe ori, Ecologia ca tiin este confundat cu

    Protecia Mediului. Acest lucru a fost generat de faptul c pe parcursul anilor,termenului de ecologie i s-au atribut tot mai multe nelesuri, printre altele i celde aciune nedestructiv asupra mediului.

    Tot dup parcurgerea acestui modul, v vei convinge c domeniulEcologieinu este sinonim cu cel alProteciei Mediului, ci complementar acestuia

    prin oferirea de soluii pertinente, tiinifice, la problemele ridicate de poluare,reconstrucie ecologic a unor zone degradate i de conservare a biodiversitiinaturale i culturale. V vei convinge i de importana cunotinelor oferite dectre Ecologie, deoarece aceasta este o tiin pluridisciplinar, care ne ofer oviziune ampl despre lumea n care trim.

    O bun i facil nelegere a materiei, presupune utilizarea cunotinelor

    dobndite anterior la disciplinele de Botanic, Biofizic, Fiziologia plantelor iChimie.

    Concomitent cu prezentarea i introducerea unor cunotine i informaiiteoretice noi, cursul urmrete o integrare pe orizontal i pe vertical a acestora,oferind baza pentru alte discipline ecologice.

    La elaborarea sa, s-a urmrit atingerea unui obiectiv general i a maimultor obiective specifice care se vor materializa n competene ce urmeaz a fiformate pe parcursul nsuirii cunotinelor. Aceste competene sunt prezentatedetaliat la nceputul fiecrei uniti de nvare (U.I.).

    Obiectivul general al cursului:

    - dobndirea bazei teoretice specifice Ecologiei i Proteciei Mediului, aabilitilor de aplicare n practic a cunotinelor teoretice, precum i formareadeprinderii de a aciona autonom pentru a observa, analiza, interpreta i oferisoluii problemelor concretede mediu.

    Obiective specifice:- nzestrarea viitorilor specialiti cu un bagaj de cunotine de ecologie

    general care s le permit abordarea corect a legitilor ecologice, a modului destructurare i funcionare a ecosistemelor, n vederea unei corecte aplicri aacestora n scopul proteciei i conservrii mediului ambiant;

    - s formeze cursanilor o contiin ecologic solid care s le permit sgndeasc i s acioneze n spirit ecologic, n sensul de a milita pentru o folosire

    raional a resurselor naturale regenerabile i neregenerabile, de a exploataecosistemele fr a depi pragul de toleran a mediului nconjurtor, de a ti sevite poluarea mediului i diminuarea genofondului spontan i cultivat.

    Ecologiaeste otiin inu o mod!

  • 7/26/2019 Ecologie 2016. CURS Corectat

    2/123

    2

    Competene profesionale specifice conferite de parcurgerea disciplinein urma parcurgerii programului de pregtire specific acestei discipline vor fidezvoltate i dobndite competene ce se pot ncadra n dou categorii:competene profesionale i competene transversale.

    1. Competene profesionale:1.1. Cunotine

    1.1.1.Cunoatere, nelegere i utilizare a limbajului specific ecologieii proteciei mediului- utilizarea corect a terminologiei, conceptelor i principiilor specifice ecologiei

    i proteciei mediului;- identificarea i descrierea particularitilor ecologice ale diferitelor tipuri de

    ecosisteme;

    - dezvoltarea capacitii de a analiza ecosistemele din punct de vedere structural ifuncional;

    - descrierea asemnrilor i deosebirilor dintre diferite tipuri de ecosisteme pebaza caracteristicilor lor structurale i funcionale;

    - identificarea surselor de poluare i a principalilor poluani;

    - descrierea principalelor msuri de protecie a mediului.1.1.2. Explicarei interpretare

    - explicarea rolului factorilor ecologici n adaptarea organismelor la mediu devia;

    - explicarea funciilor ecosistemului ;- explicarea diferenelor dintre ecosistemele naturale i cele antropice.1.2. Abiliti

    1.2.1. Aplicare, transfer i rezolvare de probleme- aprecierea corect a valorilor fondului existent de ambientare peisagistic, a

    posibilitilor de corectare i de mbuntire;- utilizarea de mijloace, metode i criterii adecvate pentru a evalua efectele

    polurii.1.2.2. Reflecie critic i constructiv

    - aprecierea corect ianaliza critic, din punct de vedere ecologic, a principiilori metodelor utilizate n agricultura ecologic, n combaterea integrat aduntorilor agricoli, reconstrucia terenurilor degradate i sntatea uman;

    - capacitatea de a evalua critic situaiile ce pot conduce la poluarea mediului nurma activitilor agricole;

    - capacitatea de a analiza critic politicile i strategiile de mediu.1.2.3. Creativitate i inovare

    - implicarea creativ i inovativ ntr-un proiect de grup ce urmrete valorificareapotenialului de inteligene multiple ale studenilor;- oferirea de soluii pertinente la problemele ridicate de poluare.

    2.Competene transversale2. 1. Competene de dezvoltare personal i profesional

    2.1.1. Dezvoltare personal i profesional- autoevaluarea nevoilor de formare continu n vederea adaptrii competenelor

    profesionale la dinamica contextului social ;

    -promovarea unui nou sistem de valori, bazat pe o contiin ecologic solid cares permit acionarea n spirit ecologic,responsabil, n sensul folosirii

    sustenabile a resurselor naturale regenerabile i neregenerabile, exploatriiecosistemelor fr a depi pragul de toleran a mediului nconjurtor.

  • 7/26/2019 Ecologie 2016. CURS Corectat

    3/123

    3

    2. 2. Competene de rol2.1.2. Interaciune social

    - aplicarea tehnicilor de munc eficient n echip multidisciplinar pe diversepaliere ierarhice;

    - dezvoltarea capacitii de comunicare pertinentpe probleme de mediu.2.1.3. Autonomie i responsabilitate

    - exercitarea sarcinilor conform principiilor deontologice specifice n exercitareaprofesiei;- utilizarea cunotinelor dobndite n schimbarea atitudinii altor persoane

    referitoare la comportamentul de consum, n contextul penuriei de ap,epuizrii rezervelor de hran i supraexploatrii resurselor.

    Structur area materiei .

    Cunotinele suntstructurate pe 10 uniti de nvare (capitole).

    Sfaturi pentru o nvare temeinic:

    - citii, cumare atenie, fiecare unitatede nvare n parte;

    - n timpul parcurgerii materialului extragei informaiileeseniale din text;- n scopul fixrii cunotinelor, citii cu atenierezumatul, de mai multe ori;- utilizai testele de autoevaluarepentru verificarea nsuirii cunotinelor;- dup rezolvarea acestor teste de autoevaluare, verificai rspunsurilei analizai-

    v nivelul de cunotine acumulate;- dac nu ai rspuns corect la testele de autoevaluare, citii din nou pasajele care

    v ridic probleme i apoi verificai-v, nc o dat nsuireacunotinelor;

    - nu trecei la o alt unitate de nvare dac nu v-ai nsuit-o pe precedenta;- nu lsai poriuni de materie neparcurse;- acordai-v, pentru pregtire, timpul real necesar nsuirii fiecrei uniti de

    nvare.Atenie A nelege textul nu nseamn a nva!

    A memora, fr s nelegi, nu nseamn a nva!A nva presupune: a nelegemateria + a fi capabil de a reda corect cunotinele acumulate +a utiliza corect n practic aceste cunotine.

    Verificareagradului de asimilare al cunotinelorse va realiza prin:- testele de autoevaluare, distribuite pe parcursul unitilor de nvare.- patru lucrri de verificare ce trebuiesc trimise tutorelui la datele stabilite de

    ctre acesta. Fiecare lucrare va fi notat cu cte 10 puncte. Prima lucrareo vei gsi la pagina 41, a doua la pagina 67, a treia la pagina 87, a patrala pagina 119.

    - evaluarea final, pe baza unui examen susinut n prezena examinatorului.Testele de autoevaluare i lucrrile de verificare pot cuprindeurmtoarele tipuri de exerciii:1. Teste cu complement simplu i multiplu. Sunt teste care conin enunuri cu mai multe

    variante de rspuns, dintre care unul sau mai multe rspunsuri sunt corecte,precum i testen care un enun trebuie caracterizat prin adevrat sau fals.

    2. Teste de completat constau din fraze n caresunt omise deliberat cuvinte cheie ce trebuiecompletate de cursant.

    3.ntrebri cu rspunsuri de tip eseu,pentru elaborarea crora nutrebuie s se depeasc500 de cuvinte.

    NOTA FINAL va consta din nsumarea :

    - mediei notelor la lucrrile de verificare, cu o pondere de 30% din nota final;- notei la evaluarea final cu o pondere de 60%;- nota la activitilepractice, cu o pondere de 10%.

  • 7/26/2019 Ecologie 2016. CURS Corectat

    4/123

    4

    Unitatea de nvare 1

    ECOLOGIA - TIIN BIOLOGIC CU ABORDAREINTERDISCIPLINAR, CU CARACTER PRACTIC I SOCIAL

    Cuprins Obiectivele unitii de nvare 1.................................................................. 4Informaii generale despre evaluare.............................................................. 4Coninutul U.I. 1.

    1.1. Apariia i dezvoltarea ecologiei ca tiin.................. 51.2. Obiectul de studiu i metodele de cercetare................ 101.3. Concepia sistemic n Ecologie.................................. 111.4. Caracteristicile sistemelor biologice............................ 12

    1.5. Organizarea i ierarhizarea sistemelor biologice........ 13Rezumatul U.I. 1........................................................................................... 14

    Rspunsuri testele de autoevaluare................................................................ 14

    Bibliografie.................................................................................................... 14

    Obiectivele unitii de nvare 1

    Dup parcurgerea materialului cuprins n aceast unitate de nvare, vei ficapabili s:- utilizai corect conceptul de ecologie- localizai n timp anumite date importante n dezvoltarea ecologie ca tiin- explicai diferenele dintre diferitele ramuri ale ecologiei- explicai caracteristicile sistemelor biologice

    Durata medie de studiu individual - 3 ore

    INFORMAII GENERALE DESPRE EVALUAREVerificarea modului de nsuire a cunotinelor oferite de aceast unitate denvare se va face pe baza trei testede autoevaluare, distribuite relativ uniform ntext. Rspunsurile la testele de autoevaluare se gsesc la sfritul unitii denvare. Dac nu ai rspuns corect la ntrebri, este necesar s recitii materiacuprins n aceast unitate de nvare, dup care revenii asupra rezolvriitestelor.

    O bun nsuire a cunotinelor v va ajuta la rezolvarea cu succes a LUCRRII

    DE VERIFICARE NR. 1, care va cuantifica nivelul de dobndire a cunotinelorincluse n U.I.1, U.I.2 i U.I.3.n introducere gsii informaii despre tipul de exerciii pe care le poate coninelucrarea (pag. 3). Transmiterea lucrrii ctre tutore se va face la data stabilit dectre acesta.

  • 7/26/2019 Ecologie 2016. CURS Corectat

    5/123

    5

    1.1. Apariia i dezvoltarea ecologiei ca tiin

    Ecologia s-a constituit ca tiin ctre sfritul secolului al XIX-lea.Este tributar operei celebrului naturalist britanic, Charles Darwin. Expediiilentreprinse de ctre acesta pe insulele Galapagos din Oceanul Indian i-au permisobservaii care demonstreaz influena reciproc dintre specii, i care atest c

    interaciunile interspecifice determin succesul unei specii n lupta pentruexisten. n controversata sa lucrare, Originea speciilor (aprut n 1859),Darwin a fcut cunoscut acest principiu al interaciunii n lumea vie.

    Conceptul de "lupt pentru existen", introdus i explicat dectre Darwin, nu face altceva dect s explice totalitatea relaiilorintraspecifice i interspecifice, relaii care stau la baza existenei ifuncionrii biocenozelor, respectiv a ecosistemelor.

    De asemenea, Darwin a oferit prima descriere tiinific alanului trofic speciilor ntr-un ecosistem. n Anglia de Sud, produciade semine de trifoi rou (Trifolium pratenseL.) depinde de bondariicare polenizeaz plantele. Numrul bondarilor depinde de numrul

    oarecilor de cmp, care distrug fagurii i cuiburile lor. Numruloarecilor depinde de numrul pisicilor. Analiznd lanul pisicdomestic oarece de cmp bondar - trifoi rou, Darwin ajunge laconcluzia c: prezena unui mare numr de feline ntr-o regiuneoarecare ar putea determina abundena unor anumite flori n acearegiune, mai nti prin intermediul oarecilor i apoi al albinelor.

    Ideile lui Darwin au fost dezvoltate de zoologul

    german Ernst Haeckel care, n anul 1866, aintrodus n tiin termenul de ecologie. Termenulde provine de la cuvintele greceti oikos = cas ilogos = tiin. De la nceput ecologia a fostconsiderat tiina gospodririi naturii, domeniul decunotine privind economia naturii sau mai exact"tiina relaiilor organismelor vii ntre ele i cumediul de trai abiotic".

    Dup Ernst Haeckel, Ecologia este definitca "Studiul interaciunilor dintre organismele viii ambient i organismele vii ntre ele n condiiinaturale"

    sau "Studiul relaiilor complexe directe sauindir ecte cu

    prinse n noiunea darwinist a lupteipentru existen" sau "studiul relaiilor dintreplante i animale i mediul lor organic ianorganic".

    Ernst Haeckel (18341919)biolog i filozof german, profesor universitar laJena, Germania, ntre anii 1865-1908. Estecunoscut n tiin pentru Legea fundamentala biogenezei faimoasa" (legea lui Haeckel").

    n 1866 a introdus n tiin termenul deecologie.

    1.1.1 Dezvoltarea ecologiei pe plan mondial

    Dup introducerea n tiin, de ctre Haeckel, termenul de ecologie a rmasuitat pn cnd a fost readus n atenie de ctre botanistul danez E. Warming.Profesor de botanic la Universitatea din Copenhaga, public, n 1895, un tratatde geobotanic (Plantesamfund Grundrak af den okologiske plantegeograf ie) ncare utilizeaz termenul de Ecologie. Tratatul su a fost tradus i n limba englez,n anul 1909, sub titulatura Oecology of Plan ts. E. Warming e considerat printeleecologiei vegetale.

    Charles Darwin

    (1809 -1882)naturalist britanic,

    geolog, biolog.Fondatorul teoriei

    evoluoniste

  • 7/26/2019 Ecologie 2016. CURS Corectat

    6/123

    6

    Timp de aproape 100 de ani termenul de ecologie a rmas cunoscut numain rndul specialitilor, ca reprezentnd legtura dintre plante, animale i mediullor de viabiotic sau abiotic. n toat aceast perioad, ecologia s-a conturat ca otiin de sine stttoare, cu terminologie proprie, cunoscnd o evoluie continu,astfel, n:

    1877 - K. Mbius definete biocenoza.

    1896 - Schrter definete autecologia.1902 - Schrter definete termenul de sinecologie.

    1905 - F.E. Clements fundamenteaz din punct de vedere teoretic i practicunele metode de cercetare cantitativ n ecologia vegetal.

    1908 - Friedrich Dahl introduce n ecologie, noiunea de biotop.

    1910 - Johnson introduce n tiin noiunea de ni ecologic.

    1911 - V. Shelford introduce metode fiziologice de cercetare pentru

    fundamentarea repartiiei geografice a animalelor i formuleaz"Legea toleranei".

    1916 - F.E. Clements a introdus conceptele de climaxi specie indicatoare,descifrnd n parte mecanismele succesiunii ecosistemelor dinstadiul de pionierat pn la stadiul de maturitate ecologic;(termeni reactualizai n 1930).

    1918 - Thienermann definete noiunea de ecosistem (noiune ce rmneuitat pn n 1935).

    1927 - Ch. Elton, pune bazele ecologiei trofice, descriind n termenicantitativi piramida trofic, prin lucrarea "Ecologia animal".

    1928 - R. Chapman formuleaz conceptul de rezisten a mediului.

    1935 - A.G. Tansley elaboreaz i reintroduce n ecologie conceptul de

    ecosistem.1937 - Hans Molisch, n lucrarea Der Einfluss einer Pflanze auf die andere:

    Allelopathia definete, pentru prima dat, termenul de alelopatie.

    1940 - Ch. Juday fundamenteaz conceptul de structurare energetic aecosistemului.

    1942 - R.L. Lindeman fundamenteaz concepia trofo energetic n ecologie.

    1969 - Rene Truhaut, introduce noiunea de ecotoxicologie.

    1964 - UNESCO iniiaz Programul Biologic Internaional.

    ncepnd din anii '70, criza ambiental a devenit centrul ateniei unor organismeinternaionale, ecologia prin cunoaterea mecanismelor i legitilor ecologice avnd menirea dea rspunde problemelorridicate de protecia mediului, astfel:- Adunarea General a O.N.U. a stabilit n anul 1972, Programul Naiunilor Unite pentruMediu (P.N.U.M.), cu scop de a urmri situaia mediului i a aduce la cunotina guvernelor

    principalele probleme aprute;- UNESCO a stabilit programul de cooperare internaional intitulat "Omul i biosfera" la care aaderat i Romnia. Acest program se ocup cu studierea raporturilor dinamice dintreecosistemele naturale i fenomenele social economice, cu gospodrirea tiinific a resurselornaturale, protecia mediului etc.

    Dup Toma Liana Doina (2009): "dezvoltarea ecologiei cuprinde dou etape i anume:ecologia tradiional i ecologia modern (global)".

    1. Ecologia tradiionalprezint trei faze:1.1. Faza de conturare, cuprins ntre anii 1870 i 1911, cnd cercetrile au un caracterdescriptiv, evideniaz procesele fundamentale ce delimiteaz domeniul ecologiei.

  • 7/26/2019 Ecologie 2016. CURS Corectat

    7/123

    7

    1.2.Faza ecologiei trofice, cuprins ntre anii 1911 i 1940, cnd se pun la punctmetodele de studiu n ecologie.

    1.3. Faza trofoenergetic, cuprins ntre anii 1940 i 1964, n care structura i funciileecosistemului sunt explicate pe baza schimbului de energie. n domeniul ecologieidemografice apare modelul de reglaj trofic Lotka-Voltera. Se arat c reglajulnumeric al populaiilor se face nu numai prin hran, ci i datorit factorilor fizico-

    chimici. Se demonstreaz rolul ansei n procesele de reglaj, se dezvolt ecologiainformaional i evoluionist.n toate aceste etape, ecologia a avut un caracter teoretic, studiind interaciunilefuncionale ale lumii vii i n interiorul acesteia. Astfel, ecologia tradiional arecaracter detiin biologic.

    2. Ecologia modern (global)La mijlocul secolului al XX-lea, industrializarea excesiv, agricultura

    intensiv, mijloacele i cile de transport, necesarul tot mai ridicat de spaiu delocuit au determinat modificarea peisajului natural, un consum foarte ridicat de

    materii i energie, acumularea sau eliminarea unor cantiti considerabile dedeeuri nocive. Aceasta modific starea ecologic optimal a mediului n sens

    negativ.Din acest moment ecologia se transform dintr-o tiin biologic, ntr-o

    tiin cu caracter practic i social. Sarcina ei este de a concepe mediul ca oconstrucie tehnic ce trebuie proiectat, planificat i amenajat. n concepiaecologiei moderne, omul nu este numai un exploatator, ci i un constructor activ almediului, n sensul c ntreaga activitate de exploatare trebuiedesfurat astfelnct s nu fie afectate echilibrele ecologice necesare desfurrii normale a vieii

    pe Terra. Ecologia modern devine o tiin sintetic, integrativ a biosferei nansamblul ei.

    Pe msura acumulrii de noi cunotine, i definiia ecologiei a suferitmodificri. V. Vntu (2000), precizeaz faptul c: de la Haeckel i pn n

    prezent, definiia ecologiei a cunoscut o anumit evoluie, ns se pot distingedou categorii de definiii:

    definiii referitoare la relaiile organismelor cumediul lor de via; definiii referitoare la relaiile sistemelor supraindividuale cu

    mediul lor ambiant.

    Din prima categorie fac parte definiiile date de: Ch. Elton (1927),Nikolski (1955), Mac Fadyen (1957), Lamotte (1971), Krebs (1972), R. Dajoz

    (1970); Din a II-a, categorie fac parte definiiile elaborate de: E. Odum (1966,1971), M. Ghiliarov (1973), B. Stugren (1975), N. Botnariuc i V. Vdineanu(1982) .

    Ecologia a devenit o tiin complex, interdisciplinar a crei cunoaterepresupune, pe lng o vast cultur general i foarte multe cunotine despecialitate.

    Ecologia este foarte bogat n termeni tiinifici.Rspndirea i importanalor depind de ramura ecologic ce i utilizeaz.

    Importana practic a cunotinelor ecologiceInfluenaEcologiei ar trebui s se regseasc n toate domeniile activitii

    umane, de la vntoare i pescuit, la industrie i agricultur, precum i ncomunitile umane. Din pcate, armonia care s-a pstrat ntre om i natur, de-alungul miilor de ani, a fostperturbat n ultimele sute de ani. Exploatarea intens aresurselor naturale, poluarea continu a mediului nconjurtor a determinat

    declanarea crizei ecologice mondiale. Omul va putea supravieui numaiacceptnd faptul c este parte integrant a biosferei, renunnd la postura deprdtor i exploatator. Ca o soluie la aceast criz ecologic global a fost

  • 7/26/2019 Ecologie 2016. CURS Corectat

    8/123

    8

    elaborat strategia dezvoltrii durabile, care are ca scop, conservarea calitiimediului nconjurtor. Conform raportului Brundtland,"Dezvoltarea durabil estedezvoltarea care urmrete satisfacerea nevoilor prezentului, fr a compromite

    posibilitatea generaiilor viitoare de a-i satisface propriile nevoi".Un om civilizat, pentru a putea duce o via demn, ntr-un mediu sntos, artrebui s posede, n primul rnd, cunotine ecologice. Copiilor trebuie s li se

    insufle dragostea de natur, s li se predea n scoli ecologia, iar pentru aduli seimpune o alfabetizare din punct de vedere ecologic.

  • 7/26/2019 Ecologie 2016. CURS Corectat

    9/123

    9

    1.1.2. Dezvoltarea ecologiei n Romnia

    Grigore Antipa este considerat ntemeietorul ecologieiromneti. A studiat la Universitatea din Jena, apoi i-a fostasistent Prof. Haeckel la aceeai universitate. ntors n ar s -a

    dedicat studiului factorilor ce influeneaz producia de pete dinDelta Dunrii i litoralul romnesc al Mrii Negre. Cercetrilesale au constituit o contribuie important la cunoatereaorganizrii i funcionrii biocenozelor acvatice. Grigore Antipaa implementat un plan de exploatare raional a pescriilor dinlunca i Delta Dunrii. Bazat pe principiile ecologice ale luiHaeckel, acest plan a dublat n zece ani producia de pete i deicre negre, fr a distruge mediile i ndeosebi locurile denmulire ale petilor.

    n continuare, I. Borcea s-a ocupat cu studiul ecologic allitoralului romnesc al Mrii Negre. Studiul ecologiei mediului

    acvatic a fost continuat de N. Botnariuc (pentru mediul marin) iM. Bcescu (pentrumediul dulcicol).

    n continuare, numeroi cercettori de prestigiu au contribuit la dezvoltareaEcologiei (Toma L. D. 2009): "I. Popovici - Bznoanu a fondat Ecologiaanimalelor terestre i a elaboratprima clasificare de biotopuri din ara noastr. Totel a introdus noiunea de biosken, ca cel mai mic spaiu cu condiii uniforme ifond propriu de plante i animale. E. Racovi a ntemeiatbiospeologia, care seocup cu studiul condiiilor ecologice din mediul subteran.

    n domeniul ecologiei vegetale, n 1930 G. Bujorean a elaborat primalucrare de ecologie vegetal experimental privind succesiunea covorului vegetal

    i a organizat la Cluj una din primele staiuni de ecologie din Europa. I. Prodan iAl. Borza au efectuat studii ecologice n Ardeal i n Carpai, iar Gh. Ionescuieti a studiat ecosistemele agricole i forestiere naturale. n 1960 apare lucrarea

    Zonarea ecologic a planteloragricole din Romnia.n 1965 a aprutprimul curs de Ecologie general elaborat deB. Stugren.

    Ulterior apar diferite tratate cum sunt: Ecologia uman (1970) elaborat de I.Barnea, Ecopedologia(1974) elaborat de C. Chiri, Ecologia forestier(1977)elaborat de N. Doni i lucrarea Bazele biologice ale produciei vegetaleelaborat de N. Zamfirescu. n 1982 a aprut tratatul de Ecologie generalelaborat de N. Botnariuc i A. Vdineanu".

    n prezent, studii de ecologie modern se desfoar n diferite Universiti

    i Institute de cercetri i au ca obiectiv studiul resurselor materiale ale biosfereisub impactul aciunii umane.

    T.A. 1.1.

    1. Ecologia este tiina care:a. studiaz plantele i animalele

    b. studiaz relaiile dintre organisme i mediul lor de

    via

    c. studiaz mediul de via

    2. Termenul de ecologie a fost

    introdus n tiin de:

    a. Darwin

    b. Haeckel

    c. Mitcherlich

    3. ntemeietorul ecologieiromneti esteconsiderat:

    a. Emil Racovi

    b. Grigore Antipa

    c. Bogdan Stugren

    Acad. prof. dr. Grigore Antipa

    (1892 - 1944)

    naturalist, biolog darwinist, zoolog,ihtiolog, ecolog, oceanolog i profesoruniversitar. ntemeietorul ecologieiromneti, al colii romneti dehidrobiologie i ihtiologie. Creator al

    Institutului Biooceanografic dinConstana (1932). Director al MuzeuluiNaionalde Istorie Natural

  • 7/26/2019 Ecologie 2016. CURS Corectat

    10/123

    10

    Ramur il e ecologiei

    Pe parcursul evoluiei sale ca tiin, ecologia i-a lrgit considerabil sferade cercetare tiinific. Diversificarea cunotinelor n domeniu a permisdesprinderea din trunchiul ecologiei generale a numeroase ramuri ecologice.

    Pentru clasificarea disciplinelor ecologice nou aprute, se utilizeaz diferite

    criterii:A. n funcie de nivelul biologic studiat (fig 1.1.), se disting:

    1. Autecologia (gr. autos = nsusi;oikos=cas, logos= tiin) - studiazinfluenafactorilor externi asupra organismelor (Mohan i Ardelean, 2007),adaptarea organismului, respectiv a speciei la condiiile de mediu.Este o ramur aEcologiei special orientat spre Fiziologia vegetal ianimal, fiind cunoscut isub denumirea de ecofiziologie(vegetal irespectiv animal).

    2. Demecologia (gr. demos = populaie;oikos=cas, logos= tiin) denumit iecologia populaiilorstudiaz dinamica i interaciunea populaiilor.Dac populaiile sunt studiate n profunzime referitor la fluxurile de

    energie, genetica, evoluia sau rspndirea geografic, atunci estevorba de o tiin aparte - biologia populaiilor.

    3. Sinecologia ecologia comunitilor (n englez, community ecology), aecosistemului (gr. syn = mpreun, oikos=cas, logos= tiin) - seocupa cu studiul comunitilor. Sunt studiate procesele ecologice dinecosisteme, relaiile intra- i inter specifice din biocenoze i dintreacestea cu mediul ambiant: Studii privind structura trofic a

    biocenozelor, structura, funciile i dinamica ecosistemelor,biodiversitatea sunt considerate ca aparinnd tot de domeniulsinecologiei.

    Figura 1.1. Ramurile Ecologiei n funciede nivelul biologic studiat

    B. n funcie de biotopul studiat, aceasta se clasific n:

    1. Ecologia terestr -studiaz ecosistemele terestre din punct de vederestructural i funcional.

    2. Ecologia apelor dulci sau limnologia (gr. limne = balt, logos= tiin)studiaz organismele care populeaz apele dulci n corelaie cufactorii de mediu

    3. Ecologia sistemelor mar ine (oceanologia) - se ocup cu studiul complex aloceanului planetar.

  • 7/26/2019 Ecologie 2016. CURS Corectat

    11/123

    11

    C. Dup specia studiat:

    1. Ecologia animalelor. Se ocup cu studiul zoocenozelor (a animalelor dintr-obiocenoz). Studiaz relaiile intra- sau interspecifice, structura idinamica populaiilor, distribuia indivizilor ntr-un habitat,

    productivitatea secundar, ocrotirea animalelor etc.

    2. Ecologia plantelor. Se ocup cu studiul relaiilor dintre plante i factoriiabiotici, precum i relaiile intra- sau interspecifice din lumeavegetal.

    3. Ecologia uman. Studiaz comunitile umane din punct de vedere ecologic(habitatul uman, comportamentul sub influena diferiilor factori,

    piramidele alimentare etc.)

    D. n funciede domeniul de cercetare, ecologia include dou categorii:

    1. Ecologia teoreticcuprinde toate cunotinele de baz, termenii tiinifici decare uziteaz disciplina. Ecologia teoretic include, la rndul su, i

    ecologia matematicce se ocup cu realizarea de modele matematicereferitoare la interaciunea dintre organism, respectiv populaie imediu.

    2. Ecologia aplicat cuprinde ramuri ale ecologiei cu direct aplicabilitatepractic, de exemplu:Ecologiaagricol, Ecologia forestier, Chimiaecologic, Ecologia industrial, Pedoecologie. Chiar i Ecologiaumaneste inclus, de ctre unii autori, n aceasta clasificare, datoritobiectului ei de studiu: factorii de mediu cu directa lor implicaieasupra sntii i comportamentului uman.

    n cadrul ecologiei aplicate, cunotinele tiinifice sunt dobndite prin contribuiacercettorilor cu pregtire foarte divers: biologi, geografi, agronomi, sociologi etc.Tot n cadrul ecologiei aplicate pot fi incluse i urmtoarele ramuri: Ecologia evoluionist,Ecologia molecular, Ecotoxicologia, Paleoecologia, Ecologia social, Antropologieecologic, Ecoevoluie, Eco-arta.

    Din rndul disciplinelor ecologice s-a desprins, ca domeniu propriu de cercetareGeobotanica, cu mai multe ramuri: Geobotanica floristic (studiaz areale i succesiuneaecologic a speciilor, Geobotanica istorico-genetic (rspndirea taxonilor n trecut i

    previziuni pentru viitor) precum i Geobotanica ecologic (studiul teritoriului, respectivlegtura dintre plante i mediul lor de via).

    T.A. 1.2.

    1. Care este nivelul biologic la acare se raporteaz Autecologia? Cum a mai fost denumit?2. De unde provine denumirea de Demecologie?

    3. Rspundei prin adevrat sau fals: Geobotanica este o ramur a ecologiei.

    1.2. Obiectul de studiu i metodele de cercetare

    Pornind de la definiia Ecologiei, dat de ctre Haeckel, putem observa c,Ecologia studiaz de fapt relaiile de interaciunedintre organisme i mediu.Obiectul de studiu al ecologiei este foarte complex. Ecologia nu se ocup cusistemul biologic individual, nu studiaz plantele, cu acesta ocupndu-seBotanica. Nu studiaz nici animalele, acesta fiind obiectul de studiu al Zoologiei.

    Ecologia studiaz sistemele supraindividuale: populaia, biocenoza, ecosistemul ibiosfera.

  • 7/26/2019 Ecologie 2016. CURS Corectat

    12/123

    12

    Problematica Ecologieiconst n studii i cercetri pentru a cunoate:- componentele structurale ale biotopului i legitile de aciune a factorilor

    abiotici;

    - interaciunile dintre organisme i mediul abiotic;- modul de organizare, structura i interrelaiile dintre indivizii unei

    populaii;

    - structura biocenozelor i a interrelaiilor dintre populaiile componente;- structura, funciile, dinamica i evoluia ecosistemelor;- productivitatea ecosistemelor, stabilitatea lor;

    - caracteristicile ecosistemelor majore (a biomurilor);

    Metodele de cercetare

    Ca tiin, Ecologia utilizeaz principii i tehnici proprii de cercetare,terminologie proprie, oferind baza teoretic n abordarea proteciei mediului.Fiind o tiin interdisciplinar, Ecologia folosete cunotineleunor discipline dindomeniul tiinelor naturii precum: Biochimia, Fiziologia, Geografia, Pedologia,Meteorologia, Genetica, Fizica, Cibernetica, Climatologia, Morfologia,

    Taxonomia. De exemplu, pentru cercetarea factorilor abiotici: temperatur,umiditate, regim de precipitaii, strat de zpad, proprieti fizice i chimice aleapei i solului utilizeaz metode folosite n Meteorologie, Chimie, Pedologie.Pentru prelucrarea i interpretarea statistic a rezultatelor experimentale foloseteStatistica matematic.

    Activitatea de cercetare tiinific necesit temeinice cunotine tiinificei metodologice. Presupuneparcurgerea urmtoarelor etape:

    a. etapa pregtitoarecare const ntr-o documentare temeinic n domeniultemei alese;

    b. etapa cercetrilor de teren, care const n observaii, msurtori, preluarede probe pentru analiz n laborator;

    c. etapa anali zelor de laborator(cnd este cazul);d.prelucrarea datelor, interpretarea lor i formularea concluziilor.

    Reuita activitii de cercetare const n parcurgerea cu seriozitate a acestor etape,precum i dintr-o expunere clar i concis a rezultatelor. Implic multmunc,seriozitate i druire.

    1.3. Concepia sistemic n ecologie

    Prin lucrarea "Biologia teoretic" (1942) n care relev faptulc ntreagamaterie (vie i nevie) se bazeaz pe structuri aflate n interaciune, Ludwig vonBertalanffy introduce, concepia sistemic n biologie.

    Fiecare element la rndul su poate fi considerat un sistem, compus dinelemente proprii mai mici, nct n natur se pot delimita foarte multe sisteme dedimensiuni i grade diferite de cuprindere.

    Dup relaiile cu mediul nconjurtor (schimb de materie i energie),sistemele se clasific n:

    - sisteme izolate,

    -sisteme nchise- sisteme deschise

    Sistemelebiologice

  • 7/26/2019 Ecologie 2016. CURS Corectat

    13/123

    13

    Sistemele biologicesunt sisteme deschise avnd schimburi energetice i de materie cu naturanconjurtoare.Pot fi constituite din unul sau mai multe organisme, mpreun cu componentelemediului lor fizic i chimic, cu care individul sau gruparea se afl n legturifuncionale.

    1.4. Caracteristicile sistemelor biologice

    Sistemele biologice se deosebesc de cele nebiologice printr-o serie de

    nsuiri generale, structurale i funcionale i anume:1. caracterul istoric

    2. caracterul informaional3. integralitatea

    4. echilibrul dinamic

    5. autoreglarea

    6. heterogenitatea

    Caracterul istoricreprezint rezultatul unei evoluii n timp a sistemelor biologice.

    Caracterul informaional const n capacitatea sistemelor biologice de a primi i de a dainformaii din i n mediul nconjurtor, de a le prelucra sau de a le stoca nvederea integrrii ct mai depline a ecosistemului n cadrul naturii.Informaia este alctuit dintr-o succesiune de semnale de naturi diferite, cecircul pe ci fizice (sunete, culori etc.), chimice (diferite substane chimice dinsol, ap sau elemente n mediu) sau fiziologice (diferite comportamente, gesturietc.). La nivelul indivizilor biologici, informaia ereditar se transmite prin codulgenetic, reprezentat de succesiunea specific a nucleotidelor din moleculeleacizilor nucleici.

    Integralitatea reprezent calitatea sistemului de a reuni componentele sale, subordonatefunciei ntregului. Sistemul integrator posed nsuiri noi, proprii, care nu se

    regsesc n componentele separate.Echilibrul dinamic este acea stare a sistemului care se caracterizeaz printr-un flux

    permanent de materie i energie prin sistem, dar cu pstrarea integralitii lui, cumeninerea unei stri staionare. Datorit echilibrului dinamic, un sistem biologic(fie c e vorba de individ, populaie, biocenoz, sau ecosistem) se menine cuaproximaie ntre aceleailimite, cu mici fluctuaii n timp i spaiu.

    Autoreglarea const n proprietatea oricrui sistem biologic de a-i controla i corectaactivitatea n vederea meninerii sale n "stare staionar".Orice sistem biologiceste capabil de a prelua informaia din mediu, de a o prelucra i de a reaciona nsensul conservrii lui.

    Legtura dintre dispozitivul de receptor i dispozitivul efector se numeteconexiune direct, iar cea dintre efector i receptor se numete conexiune inverssau feed-back (fig. 1.2.).

    Figura 1.2. Schema autocontrolului (dup Botnariuc i Vdineanu, 1982, citai de Maxim, 2008)

  • 7/26/2019 Ecologie 2016. CURS Corectat

    14/123

    14

    n cazul sistemelor biologice, autoreglarea decurge din schimburilepermanente de substan i energie cu mediul nconjurtor i are la bazconexiunea invers (feed-back). Feed-back-ul permite opoziia activa sistemuluifa de diferite perturbri. Ofer posibilitatea anihilrii influenelor ntmpltoareale diferiilor factori, realiznd prin aceasta stabilitatea sistemelor biologice.Exemple: n organism: reglarea concentraiei de glucoz din snge, a tensiunii

    arteriale. La nivel de ecosistem: reglarea mrimii unei populaii prin mecanismede tip:prad prdtor.Feed-back-ul este de doua tipuri: pozitiv i negativ.

    Conexiunea poziti veste atunci cndsemnalele venite de la efector la receptor i apoila centrul de comand duc la intensificarea efectului.

    Exemple: creterea CO2atmosferic conduce la o cretere a biomasei plantelor, faptce ridic ntrebri referitoare la adaptarea plantelor la schimbrile climatice i

    poluarea cu CO2.

    Un feed-back pozitiv poate fi considerat ntre agricultur i populaia uman, censeamn c una o conduce pe cealalt cu o intensitate n cretere. (Brown, A. D.2003). Dac agricultura va continua s fie de tip intensiv, va continua s epuizeze

    resursele solului, acest sistem de feedback pozitiv se va ncheia cndva catastrofal.Conexiunea negativ mpiedic depirea valorii rspunsului sistemului, tinde

    s-i stabilizeze valoarea fr a ajunge vreodat la o valoare fix, invariabil. Opopulaie poate rspunde la aciunea unui duman sau la modificarea calitiihranei n diferite moduri: modificarea ritmului reproducerii, a prolificitii, astructurii pe vrste etc(Maxim A., 2008).

    Heterogenitateaeste dat de faptul c toate sistemele biologice sunt alctuite din elementece prezint deosebiri n compoziia sau n modul lor de funcionare. Cu altecuvinte, heterogenitatea se refer la diversitatea elementelor componente alesistemelor biologice. Stabilitatea unui sistem biologic este dat de heterogenitateasa. Cu ct heterogenitatea este mai accentuat, cu att sistemul este mai complicati mai stabil. De exemplu, ecosistemele naturale sunt mult mai stabile dectagroecosistemele. Acestea din urm, fiind alctuite dintr-o singur cultur, suntuor de distrus de invaziile unor boli sau duntori, n timp ce o pajite alpin estemult mai greu de destabilizat.

    1.5. Organizarea i ierarhizarea sistemelor biologice

    Sistemele biologice cuprind 4 niveluri de organizare, i anume:nivelul individual, populaional, biocenotic i biosferic.La baza fiecrui nivel de organizare se gsesc legi i principii definitorii.

    - la nivel individual legea specific este metabolismul;- la nivel populaional factorul esenial este reproducerea;- la nivel biocenotic se impun relaiile intraspecifice i interspecifice

    care reglementeaz raporturile dintre indivizi n interiorul specieisau cu indivizii altor specii ceea ce determin meninereaintegralitii biocenozei.

    Biosfera (ecosfera) cuprinde ansamblul nivelurilor de organizare a materiei vii,

    desemneaz spaiile de pe Pmnt unde exist via, incluznd partea inferioar aatmosferei, partea superioar a uscatului (litosfera) i hidrosfera; este alctuitdintotalitatea ecosistemelor.

    Nivelurile de

    organizare a

    sistemelor

    biologice:

  • 7/26/2019 Ecologie 2016. CURS Corectat

    15/123

    15

    T.A. 1.3.

    1. Sistemele biologice

    sunt sisteme:

    a. izolate

    b. nchisec. deschise

    2. ncazul sistemelor biologiceautoreglarea se bazeaz pe:a. populaieb. individ

    c. feedback

    3. Enumerai nsuirile structurale i funcionale prin care sistemele biologice sedeosebesc biologice de cele nebiologice.

    Rezumat

    Ecologias-a constituit ca tiin ctre sfritul secolului al XIX-lea.ntemeietorul Ecologiei este considerat Ernst Haeckel.Haeckel, definea Ecologia ca Studiul interaciunilor dintre organismele vii i

    ambient i organismele vii ntre ele n condiii naturalesau "Studiul relaiilor complexe directe sau indirecte cuprinse n noiuneadarwinist a luptei pentru existen" sau "Studiul relaiilor dintre plante ianimale i mediul lor organic i anorganic"n accepiunea iniial, ecologia a fost considerattiina gospodririi naturii(din

    limba greac, oikos = cas i logos = tiin).Pe parcursul timpului, Ecologia i-a extins domeniul de studiu, astfel nct dintr-o

    tiin biologic s-a transformat ntr-o tiin cu caracter practic i social.ntemeietorul ecologiei romneti este consideratGrigore Antipa.

    Se bazeaz pe teoria sistemelor.Sistemele biologice sunt sisteme deschise avnd schimburi energetice i de

    materie cu natura nconjurtoare cu nsuiri structurale i funcionale i specifice:caracterul istoric, caracterul informaional, integralitatea, echilibrul dinamic,autoreglarea heterogenitatea.

    n funcie de nivelul biologic al sistemului studiat, ca ramuri ale Ecologieise disting: Autecologia, Demecologia i Sinecologia.

    Rspunsuri la testele de autoevaluare:T.A. 1.1: 1-b; 2-b, 3-b

    T.A.1.2 1. organismul;fiziologie ecologic,atunci cnd se refer la animale, iecofiziologiecnd se ocup cu studiul plantelor; 2. gr. demos =populaie; oikos=cas, logos= tiin; 3. Fals

    T.A. 3 1-c; 2-c; 3. vezi pagina 12

    Bibliografie1. Brown A. D., 2003 Feed or Feedback: Agriculture, Population Dynamics and the

    State of the Planet,Utrecht: International Books, ISBN 978-90-5727-048-2

    2. Mohan Gh., Ardelean A., 2007 Dicionar enciclopedic de Biologie. Ed. AllEducational, Bucureti

    3. Maxim A., 2008 Ecologie general i aplicat. Ed. Risoprint, Cluj-Napoca, p. 15-24.

    4. Toma Liana Doina, 2009Ecologie i protecia mediului. Ed. PIM, Iai, p.12- 20.5. Vntu V., 2000Ecologie i protecia mediului. Ed. Ion Ionescu de la Brad, Iai,

    p. 10-15.

  • 7/26/2019 Ecologie 2016. CURS Corectat

    16/123

    16

    Unitatea de nvare 2

    FACTORII ECOLOGICI ABIOTICI

    Cuprins Obiectivele unitii de nvare 2.................................................................. 15Informaii generale despre evaluare.............................................................. 15Coninutul U.I. 2

    2.1 Mediul de via............................................................ 162.2. Legile aciunii factorilor ecologici............................. 172.3. Factorii abiotici.......................................................... 19

    2.3.1. Lumina............................................................. 19

    2.3.2. Temperatura..................................................... 23

    2.3.3. Apa.................................................................. 26

    2.3.4. Aerul................................................................ 29

    2.3.5. Factorii pedologici (solul)............................... 302.3.6. Factorii orografici............................................ 32

    2.3.7. Ali factori abiotici.......................................... 332.4. Influena organismelor asupra mediului..................... 33

    Rezumatul U.I. 2........................................................................................... 34

    Rspunsuri testele de autoevaluare............................................................... 34Bibliografie................................................................................................... 34

    Obiectivele unitii de nvare 2

    Dup parcurgerea materialului cuprins n aceast unitate de nvare, vei ficapabili s:- utilizai corect conceptul de mediu de via- explicai fenomenele fiziologice de cretere i dezvoltare a organismelor pe bazalegitilor de aciune a factorilor ecologici- explicai rolul factorilor ecologici n creterea i dezvoltarea organismelor,

    precum i nrepartiia lor pe glob.

    Durata medie de studiu individual - 3 ore

    INFORMAII GENERALE DESPRE EVALUAREVerificarea modului de nsuire a cunotinelor oferite de aceast unitate de

    nvare se va face pe baza a patru teste de autoevaluare, distribuite relativuniform n text.Rspunsurile la testele de autoevaluare se gsesc la sfritul unitii de nvare.Dac nu ai rspuns corect la ntrebri, este necesar s recitii materia cuprins naceast unitate de nvare, dup care revenii asupra rezolvrii testelor.O bun nsuire a cunotinelor v va ajuta la rezolvarea cu succes a LUCRRIIDE VERIFICARE NR. 1, care va cuantifica nivelul de dobndire a cunotinelorincluse n U.I.1 i U.I.2 i U.I.3n introducere gsii informaii despre tipul de exerciii pe care le poate coninelucrarea (pag. 3). Transmiterea lucrrii ctre tutore se va face la data stabilit dectre acesta.

  • 7/26/2019 Ecologie 2016. CURS Corectat

    17/123

    17

    2.1. Mediul de via

    Mediul de via este considerat drept totalitatea sistemelor vii i nevii pe care organismul leinflueneaz i de care este influenat n activitile sale n mod direct sau indirect.O definiie complet a mediului este dat n Ordonana de urgen nr. 195 din 22

    decembrie 2005 privind protecia mediului:

    Mediul abioticeste constituit din ansamblul elementelor anorganice din spaiul ocupat de organism,cu care acesta interacioneaz.

    Mediul bioticeste constituit din totalitatea indivizilor din aceeai specie sau din specii diferite cucare individul vine n contact i interacioneaz.

    Factorii ecologici reprezint totalitatea factorilor abiotici (componente lipsite de via) i biotici(organisme vii) cu care organismul vine n contact i interacioneaz reciproc.

  • 7/26/2019 Ecologie 2016. CURS Corectat

    18/123

    18

    2.3. Legile aciunii factorilor ecologici

    S-a demonstrat c factorii ecologici acioneaz conform anumitor legi.

    Legea minimul ui

    Justus von Liebig1

    (18031873)chimist i inventator german,cunoscut mai ales pentrucontribuiile sale n domeniulchimiei organice i agrochimiei.Profesor la Universitile dinGieen i Mnchen. UniversitateaGieen i poart numele.

    Cunoscut i sub denumirea deLegea Liebig, a fost, defapt, formulat de ctre agrochimistul german Carl Sprengel(1828) i popularizat prin opera celebrului savant german,

    Justus von Liebig (1855): Dezvoltarea unei plante estedependent, n primul rnd, de acel element chimic din solcare se gsete n cantitatea cea mai redus. Celebr estereprezentarea plastic a acestei legi, sub forma unui butoi cudoage inegale, aa numitul butoi a lui Liebig(fig. 2.1). necologie, s-a demonstrat c un factor ecologic aflat sub oanumit limit minim, acioneaz asupra organismelor,

    limitndu-le creterea i dezvoltarea normal.

    Figura 2.1. Butoiul lui Liebig2

    Legea toleraneiElaborat de Shelford (1911): dezvoltarea materiei vii este posibil numai ntreanumite limite ale concentraiei factorilor ecologici.

    Reacia organismelor fade factorii ecologici este redatde curba toleranei(fig. 2.2.).

    Curba toleranei prezint ozon de optimum, ce corespundevalorii celei mai preferate a

    factorului i dou zone depessimum, respectiv pentru

    minimi maxim. ntre celedouzone de pessimum se afl zonasau domeniul de toleran afactorului, ce exprimamplitudinea de variaie afactorului ce poate fi suportatde o specie.

    Figura 2.2. Curba toleranei

    1Sursa fotografiei:wikipedia Pflanzenernahrung in Stickworte (1977)

    2Sursa: Pflanzenernahrung in Stickwoerte (1977)

  • 7/26/2019 Ecologie 2016. CURS Corectat

    19/123

    19

    Factorii limitativi sunt factorii care au efect inhibitor att n concentraie prea mic, ct i nconcentraieprea mare. Aceast noiunese aplic tuturor factorilor de mediu.Curba de toleran este specific pentru fiecare factor ecologic, specie i etap dedezvoltare ontogenetic.

    Tolerana fa de variaia factorilor ecologici este diferit n funcie despecie.

    Unele specii pot tolera numai variaii mici a factorilor ecologici, fiindconsiderate specii cu valen ecologic restrns. Acestea sunt denumite cu ajutorulprefixului grecesc steno-(steno = restrns), la care se adaug denumirea factoruluide mediu cu aciune limitativ.

    Speciile cu valen ecologic larg, care suport variaii mari ale intensitiide aciune a factorilor ecologici, primesc prefixul euri-(euri = larg), tabelul 2.1.

    Tabelul 2.1

    Denumirea organismelor n funcie de gradul de toleranla oscilaiile unor factori de mediu

    FACTORULDE MEDIU Prefix

    ORGANISME

    stenobionte sau stenoice euribiontesau eurioice

    Lumina Fotos stenofote eurifote

    Temperatura Termo Stenoterme Euriterme

    Salinitatea Halos Stenohaline Eurihaline

    pH Stenoionice Euriionice

    poziia geografic Topos Stenotope Euritope

    Legea aciunii combinate a factorilor ecologici

    Aceast lege fost formulat de ctre savantul german Eilhard AlfredMitscherlich. Fitotehnist i pedolog, Mitscherlich (1921) arta c n naturorganismele sunt supuse aciunii globale a tuturor factorilor limitani; n anumitecondiii predomin unii sau alii dintre factori.n aceste condiii limitele de toleran sunt relative, putnd fi modificate de efectulcombinat al factorilor. De exemplu, temperatura ridicat provoac creterea

    evaporrii apei din sol.Legea substituirii factorilor ecologici (echivalena parial).

    Rubel (1930) arat c factorii ecologici climatici, edafici, orografici ibiotici sunt echivaleni i se pot nlocui reciproc. n 1950, Sennikov arat c nuexist o echivalen absolut. De exemplu: la lumin slab, intensitateafotosintezei rmne normal, dac se mrete concentraia CO2; n aparen,lumina a fost nlocuit, n realitate este vorba de o compensare a efectului.

  • 7/26/2019 Ecologie 2016. CURS Corectat

    20/123

    20

    2.3. Factorii abiotici

    n continuare va fi abordat aciunea factorilor abiotici, nti asupra plantelor, apoiasupra animalelor din considerentul c organismele vegetale, comparativ cu celeanimale, sunt influenate n mai mare msur de ctre factorii abiotici prin modul

    lor de nutriie i prin faptul c nu se pot deplasa. Avnd n vedere specificulpregtirii dumneavoastr se va insista mai mult pe aciunea factorilor de mediuasupra speciilor vegetale.

    2.3.1. Lumina ca factor ecologic

    A. Plantele i lumina

    Lumina i fotosintezaPlantele sunt tributare luminii prin modul lor de nutriie fotosintez. Sunt

    singurele organisme de pe Terra capabile s sintetizeze substane organice din

    substane anorganice cu ajutorul energiei solare.

    Importana plantelor, ca organisme autotrofe (autos- singur, trofein - a sehrni), respectiv a procesului de fotosintez, pentru nsi existenavieii pe pmnt rezult din urmtoarele aspecte:

    - prin fotosintez se asigur hrana pentru celelalte organisme din lanultrofic, numite heterotrofe (heteros = diferit);

    - prin degajarea O2, n fotosintez se creeaz condiii optime respiraieiaerobe;

    - prin consumul de CO2plantele purific atmosfera terestr.Lumina solar influeneaz fotosinteza prin: cantitate (grad de iluminare) i calitate.

    Iluminarea reprezint, n fizic, acea mrime fotometric egal cu densitatea fluxuluiluminos care cade pe suprafaa unui corp. Unitatea de msur pentru gradul deiluminare este lux-ul (plural luci) .Luxul (lx) reprezint iluminarea produs de un flux luminos de un lumen ce cadeuniform pe aria de un metru ptrat.

    Atunci cnd ceilali parametri sunt optimali: CO2, temperatur,aprovizionarea cu ap, intensitatea luminii determin intensitatea fotosintezei.Plantele au acces diferit la lumin (fig. 2.3) i manifestndcerine diferitefa deintensitatea luminoas. din acest punct de vedere sunt clasificate n doucategorii:

    Plante heliofile, adaptate la o intensitate luminoas ridicat (helios= soare);Plante ombrofile, adaptate la o intensitate luminoas sczut.

    Heliofilele i ncep fotosinteza la o intensitate luminoas de 80-100 deluci, dup care aceasta crete proporional cu intensitatea luminii pn la 50.000de luci.Peste aceast valoare are loc o plafonare a fotosintezei pn la 100.000de luci. La o intensitate luminoas mai mare de 100.000 de luci, intensitateafotosintezei scade, iar la 140.000 de luci fotosinteza nceteaz.

    Fade intensitatea luminii, ntr-o zi nsorit de var de 100.000 de luci se

    constat c plantele heliofile pot valorifica 50% din lumina solar direct.Ombrofilelei ncep fotosinteza la o intensitate luminoas de 8-10 luci icrete proporional cu intensitatea luminii pn la valoarea de 10.000 de luci.

  • 7/26/2019 Ecologie 2016. CURS Corectat

    21/123

    21

    Peste aceast valoare are loc o plafonare a fotosintezei pn la 15.000 de luci,dup care intensitatea fotosintezei scade. Se constat c plantele ombrofile potvalorifica numai 10% din lumina solar direct.

    Figura 2.3. Cuantumul radiaiei solare n funcie de densitatea vegetaiei ntr-o pdure mixt (a),ntr-un lan de porumb (b) (dup Larcher, 2001)Prin sgei este indicat cantitatea de radiaii absorbit de fiecare strat n parte, precum i cantitatea ajuns

    pe sol. R= radiaia solar reflectat

    n general, intensitatea luminoas ridicat duneaz plantelor. Se produceaa numitul fenomen de solarizaie, cauzat, n primul rnd, de efectul caloric alluminii. Solarizaia se manifest prin intensificarea transpiraiei urmat dedeshidratare, nchiderea stomatelor i intensificarea respiraiei.

    Comparnd specii cu cerine diferite fa de lumin se constat adaptareaecologic a acestora la condiiile de mediu: plantele heliofile prezint adaptrimorfo-anatomice i fiziologice ale frunzelor cum ar fi grosimea mare, numrulmare de stomate, parenchimul palisadic bi- sau tristratificat, reeaua dens denervuri, cloroplastele mici, cu cantitate de clorofil mai redus, raportul sczutntre pigmenii verzi i pigmenii galbeni.

    Plantele ombrofile sunt plantele din pduri, desiuri etc. Frunzele augrosime mic, numr redus de stomate, parenchim palisadic unistratificat, reearar de nervuri, cloroplaste mari cu o cantitate mare de clorofil, iar raportul dintre

    pigmenii verzi i cei galbeni este ridicat.n coroana arborilor exist o adaptare a frunzelor la condiiile de iluminare,

    astfel c frunzele din centrul coroanei au un caracter ombrofil, iar cele de laexteriorul coroanei, expuse la lumin direct au un caracter heliofil.

    Calitatea luminii, se refer la compoziia spectrala luminii.Randamentul fotosintezei difer n funcie de culoarea luminii monocromatice.Plantele absorb, prin intermediul clorofilei, radiaiile spectrului vizibil cu lungimide und de 600 - 700 nm (ROG) i 435-500 nM (AIV).

    S-a constatat c radiaiile roii, portocalii i galbene favorizeaz biosintezaglucidelor, iar radiaiile albastre, indigo i violet favorizeaz sinteza substanelor

    proteice. Cunoscnd acest aspect, n practic, se poate dirija biosintezasubstanelor organice la diferite specii horticole cultivate n spaiile protejate.

    Din punct de vedere ecologic, calitatea luminii influeneaz rspndireadiferitelor tipuri de alge n apa mrilor i oceanelor (Toma, 2009):

    - la suprafa, n zona bogat n radiaii roii , numit zona eufotic

    predomin algele verzi care pentru procesul de fotosintez absorb, la fel ca iplantele terestre, radiaii cu lungimi de und cuprinse ntre 660 i 680 nm;

  • 7/26/2019 Ecologie 2016. CURS Corectat

    22/123

    22

    - la adncime, n zona srac n radiaii roii, numit zona disfoticpredominalgele roii care datorit prezenei fitoeritrinei sunt capabile s foloseasc radiaiicu lungime de und maiscurt: verzi sau albastre.

    Lumina i creterea

    n afar de fotosintez, lumina influeneaz att morfogeneza ct i creterea

    organelor plantelor.La nivel celular intensitatea luminoas optim reduce extensia celulelor ifavorizeaz diferenierea acestora. Prin acest efect este redus creterea tulpinilori a lstarilor i este intensificat creterea rdcinilor; este stimulat difereniereaesuturilor conductoare i mecanice, ceea ce d natere unor plante viguroase imrete rezistena tulpinilor la cdere, de exemplu la cereale. Frunzele suntgroase, de culoare verde.

    n regiunile nordice, n care lumina difuz este srac n radiaii albastre,indigo i violet arborii cresc la nlimi considerabile, n timp ce pe platourilealpine, n care lumina este bogat n aceste radiaii, talia plantelor este redus,creterea repent (trtoare). La aceasta se adaug i excesul radiaiilor

    ultraviolete care distrug hormonii responsabili de elongaia celulelor. Cultivate lacmpie plantele alpine prezint o cretere normal. n regiunile montane, radiaiileUV reduc populaiile de bacterii (la munte sunt amplasate sanatoriile pentru

    bolnavii de plmni).Intensitatea luminoas slab provoac decolorarea plantelor, fenomen numit

    etiolare. Plantele etiolate pierd culoarea verde (biosinteza clorofilei are loc nprezena luminii) i rmn colorate n galben-pal.

    De asemenea, la intensitate luminoasslab, plantele devin fragile. esuturilemecanice sunt slab dezvoltate deoarece

    lumina stimuleaz diferenierea celular.

    n lipsa luminii se produc modificri decretere numite fotomorfoze: la planteledicotiledonate tulpinile se alungesc, iar

    frunzele rmn mici, uneori se reduc la solzin timp ce la plantele monocotiledonatetulpinile rmn scurte, iar frunzele sealungesc.

    La cartof, lumina are un rol esenial nprocesul de prencolire a tuberculilor(fig. 2.4.)

    Lumina i germinaia seminelorCu puine excepii, seminele germineaz la fel de bine la lumin ca i la

    ntuneric. Dei se crede c seminele germineazcel mai bine n ntuneric,acestlucru este valabil numai n cazul unor specii din habitate foarte aride. S-ademonstrat faptul c seminele mici, n special ale plantelor anuale, au nevoie delumin pentru a germina. Aceast nevoie de lumin constituie o adaptareecologic a speciei din dou considerente:

    1. previne germinarea semineloraflate la adncime mai mare n sol pentrua prentmpina moartea plantulei prin epuizarea rezervei de elemente nutritive dinsmn pn la ieirea la suprafaa solului;

    2. previne germinarea seminelor atunci cnd acestea sunt umbrite de ctreplantele vecine, pentru a evita concurena pentru lumin.

    Figura 2.4. Aspectul colilor de cartofcrescui: la ntuneric(a), i la lumin

    (b) (foto Slabu C., 2012)

  • 7/26/2019 Ecologie 2016. CURS Corectat

    23/123

    23

    Lumina i micrile plantelor

    Fototropismul este micareaorientat de cretere provocat de aciuneaunilateral a luminii (Toma Liana Doina,2000).

    Se manifest pozitiv la tulpin i

    negativ la rdcin.Fenomenul de fototropism este

    deosebit de important n orientareafrunzelor spre o intensitate luminoasoptim, capabil s realizeze intensitateamaxim a fotosintezei.

    Orientarea limbului frunzei nfuncie de sursa delumin este asigurat decurbarea fototropic a peiolului. Aceastaorienteaz frunzele cu limbul perpendicular

    pe direcia razelor de lumin (fig. 2.5.).

    Figura 2.5. Fototropism (Foto: Slabu, 2014)

    Lumina i fructificarea

    Durata de iluminare zilnic sau fotoperioada influeneaz att creterea, ct ifructificarea plantelor. Trecerea de la faza vegetativ, la cea generativ, respectivasigurarea funciei reproductive a speciei, se poate realiza numai dup ce planta asuferit, o anumit perioad de timp, o anumit inducie fotoperiodic. n funcie decerinele fa de lungimea zilei,,plantele au fost grupate n trei categorii:

    - plante de zi scurt: nfloresc numai dup o expunere la o fotoperioad scurt, de 6-12ore/zi. Dintre plantele de cultur, din aceast grup fac parte specii de originesudic, de exemplu porumbul, orezul, sorgul, meiul, soia, fasolea, alunele de

    pmnt, trestia de zahr i cnepa. La aceste plante s-a demonstrat c o iluminarenocturn foarte scurt (

  • 7/26/2019 Ecologie 2016. CURS Corectat

    24/123

    24

    homocromia cu mediul, fitomimare (copierea formelor frunzelor iramurilor) sau mimetism(copierea celor temui).

    T. A. 2.1.

    1 Legea toleranei a fost elaborat de:

    a. Liebig;b. Shelford;

    c. Darwin.

    2. Mediu abiotic este constituit din ansamblul .. din ocupat deorganism, cu care acesta interacioneaz.

    3. Mediu biotic este constituit din totalitatea ..cu care individul vine n contact iinteracioneaz.

    4. Crizantemele sunt plante de zi scurt i nfloresc toamna. Cum am putea grbi procesul denflorire?

    5. Explicai prezena algelor verzi la suprafaa mrii i a celor roii la adncime.

    2.3.2 Temperatura ca factor ecologic

    Temperatura are un rol ecologic principal n structura biocenozelor. Estecondiionat de poziia geografic pe glob, expoziia terenului i nclinarea pantei.Influeneaz desfurarea proceselor metabolice ale organismelor. Alturi delumin, constituie un factor limitativ al rspndirii organismelor pe Glob.Formaiunile vegetale majore (biomii teretri) sunt distribuii n funcie detemperatur.

    Acioneaz dup legea toleranei, fiecare specie prezentnd valori deminim i maxim ale temperaturii, numite i praguri biologice, n afara crorasupravieuirea nu este posibil. ntre acestea este situat temperatura optim lacare valorificarea condiiilor de mediu este maxim. n funciede cerinele fadetemperatur, organismelepot fi:euriterme, stenoterme i mezoterme.

    Pe Terra, majoritatea speciilor prezint pragurile biologice situate ntre0 i 50oC, cu optimul de 16o-28oC.Excepii: n afara acestor limite pot supravieui aa numitele organismeextremofile, n cazul temperaturii, fiind vorba de organisme termofile - care

    prefer temperaturi foarte mari, i cele psihrofile (criofile), care prefertemperaturile sub -15oC.

    Termofilele i hipertermofilele. Termofilele sunt archee i bacterii care prefer izvoaregeotermale, fierbini, n care temperatura apei atinge ntre 60 i 80 oC, deexemplu bacteriile care triesc n Valea Morii din California.S-au descoperit ns i microorganisme capabile s triasc la temperaturi de

    peste 80 oC. Se gsesc n izvoare termale submarine, recordul de temperaturcunoscut pn n prezent fiind de 122oC.Au fost denumite hipertermofile

    (http://www.descopera.ro).

    Microorganisme termofile sunt i celecare dau coloritul aproape

    nepmntean al celui mai mare izvortermal din Statele Unite, vestitul

    Grand Prismatic Spring, din parcul

    http://www.descopera.ro/http://www.descopera.ro/
  • 7/26/2019 Ecologie 2016. CURS Corectat

    25/123

    25

    Yellowstone (fig.2.6.). Figura 2.6. Grand Prismatic Spring(http://en.wikipedia.org/wiki/Grand_Prismatic_Spring)

    Psihrofilele (criofilele). Sunt mai numeroase dect cele din categoria precedent i maidiversificare din punct de vedere sistematic: pe lng archee i bacterii au fostdescoperite ciuperci microscopice, animale microscopice (tardigrade) i algeunicelulare de zpad. "Zpada de pepene" (watermelon snow) este un fenomen

    determinat de creterea pe zpad a unor alge n confer acesteia culoare rozie(http://www.descopera.ro). Muchii i lichenii din zpezile arctice care triesc latemperatura de -30oC.

    A. Plantele i factorul termic

    Temperatura solului i a aerului reprezint unul din principalii factoriecologici care controleaz rspndirea plantelor.

    Temperatura solului este partea de energie solar absorbit de sol itransformat n cldur. Aceasta este parial reflectat n atmosfer ca radiaieterestr i parial consumat n procesele fizico-chimice i biologice. La aceasta seadaug cantitatea de energie rezultat din activitatea biologic a

    microorganismelor din sol. Solul bogat n substane organice are o activitatemicrobiologic mai ridicat. Temperatura solului controleaz germinaiaseminelor i absorbia apei i a srurilor minerale n timpul perioadei de vegetaie(Toma L. D., 2009). n funcie de cantitatea de cldur disponibil, n anumiteregiuni ale Terrei se delimiteaz o zonalitate latitudinal i altitudinal avegetaiei. Ca adaptare la temperaturile extreme, pozitive sau negative, plantelei-au format diferite organe regenerative (muguri, rizomi, bulbi, tuberculi) carerezist n sol la diferite adncimi (Lupacu, 2004).

    n afara preferendumului termic, temperatura acioneaz ca factor ecologicce controleaz rspndirea plantelor i prin fenomenul de vernalizare. Acestacondiioneaz dezvoltarea, respectiv realizarea fazei reproductive a speciei, numai

    dup aciunea unei anumite perioade de temperatur sczut, numit i cerin defrig (de exemplu la grul de toamn).

    B. Animalele i factorul termic

    n funcie de capacitatea de a suporta variaiile temperaturiianimalele pot fi:euriterme, stenotermei mezoterme.

    Euriterme = suport variaii foarte largi de temperatur. Ex. vrabia (Passer domesticus L.) sauoarecele de cas (Mus musculusL.).

    Stenoterme= suport variaii foarte mici de temperatur. Ex. larvele fluturelui de mtase al dudului(Bombyx moriL.) carese dezvolt ntre 20 si 23 grade Celsius.

    Mezoterme= se dezvolt ntre limite medii de temperatur.Din punctul de vedere al variaiei temperaturii corpului fa de temperaturamediului, animalele se clasificn:pokiloterme i homeoterme.

    Pokilotermele(gr. pokilosvariat; thermacldur)sunt animale cutemperatura corpuluivariabil n funcie de cea a mediului extern, deoarece nu posed mecanisme determoreglare (animale ectoterme). Cu toate acestea pot aciona pentrucompensarea temperaturilor prea ridicate sau coborte. Sunt capabile de amodifica circulaia sngelui spre esuturile periferice mrind, dup caz, pierdereasau absorbia de cldur. De asemenea, se deplaseaz spre locurile nsorite sauumbrite.

    Creterea temperaturii corpului este posibil i datorit adaptrii cromatice:

    culorile sumbre absorb lumina cu un randament mai mare.n condiii vitrege, aceste animale intr n amorire: hibernare, pe timpuliernii sau estivaie n perioadele toride.

    http://www.descopera.ro/http://www.descopera.ro/http://www.descopera.ro/
  • 7/26/2019 Ecologie 2016. CURS Corectat

    26/123

    26

    Homeotermele (gr. homoios asemntor; therma cldur) sunt animale care prinadaptri morfologice, fiziologice i comportamentale au capacitatea de a-imenine constant temperatura corpului, indiferent de cea a mediului ambiant.Se disting adaptri la temperaturi ridicate, n scopul pierderii de energie i adaptrila temperaturi sczute,prin reducerea pierderii energetice.Aceste adaptri pot fi morfologice, fiziologice i comportamentale, la care se

    adaughipotermia adaptativ.

    Adaptrile morfologice sunt determinate de talia animalelor, dimensiunile extremitilor igrosimea stratului subcutanat de grsime.

    Animale din aceeai specie care triesc n zone diferite, prezint dimensiunidiferite ale corpului. Aceast modificare a aprut ca o necesitate a reducerii

    pierderii energetice la speciile care triesc n zonele reci.Animalele din zonele arctice

    sunt mai mari comparativ cu

    cele din zonele temperate sau

    calde. n aceste cazuriacioneaz legea suprafeei:cnd raportul dintre volum isuprafa este mai mic,

    pierderile de cldur sunt maireduse. Un animal de talie mai

    mare, va avea o suprafarelativ a corpului mai mic

    dect un animal de talie mic.De exemplu, pinguinii cei maimari sunt la latitudini mai mari

    iar speciile mici la zone

    temperate (fig. 2.7). Ursul brun

    crete n talie de la Sud laNord. Scopul este reducerea

    pierderii de cldur.Figura. 2.7. Talia pinguinilor n funcie de condiiile de habitat

    Aspectul urechilor la diferite rase de vulpi (fig. 2.8), sau a diferitelor rase de iepuri (fig. 2.9) le

    permite minimalizarea sau, din contra, maximizarea pierderilor de cldur.

    Figura 2.8 Aspectul urechilor la diverse rase de vulpi:

    a vulpea polar (Vulpes lagopus, sin. Alopex lagopus),bvulpea roie(Vulpes vulpes), cvulpea de deert (Vulpes zerda).

    Figura 2.9. Aspectul urechilor la diferite rase de

    iepuri: a iepure de munte/polar (Lepus timidus),biepure de cmp (Lepus europaeus), ciepurelebrun (de deert) (Lepus capensis).

  • 7/26/2019 Ecologie 2016. CURS Corectat

    27/123

    27

    Adaptri fiziologice: la frig, se produce o intensificare a proceselor metabolice pentruproducerea de cldur.

    Adaptricomportamentale:cutarea habitatelor cu temperaturi mai favorabile, construireade tunele, vizuini n zpad (ex: nevstuica) pentru a rezista temperaturilorsczute sau n nisip pentru a rezista ariei din deert. O alt adaptarecomportamental este traiul n colonii aglomerate (ex. la pinguini).

    Hipotermia adaptativ reprezint intrarea ntr-o stare de laten. Aceast stare se numetehibernarecnd este cauzat de temperaturi sczute i estivaie, cnd e produs detemperaturi ridicate.

    T. A. 2.2.

    1. Care dintre urmtoarele categorii de organisme pot avea arealecosmopolite: euritermele sau stenotermele?

    2. Din ce cauz soiurile de gru de toamn semnate primvara nu producrecolt?

    2.3.3. Apa ca factor ecologic

    Existena vieii pe Pmnt este indisolubil legat de ap, care reprezint unfactor de prim ordin n desfurarea proceselor biochimice, fiziologice siecologice eseniale.

    Apa ca factor ecologic, acioneaz asupra biocenozelor terestre sub form de:precipitaii, umiditate atmosferic, umiditatea solului, zpad, rou.

    Precipitaiile reprezintun factor limitativ esenial n rspndireavegetaieipe Terra. n funcie deregimul precipitaiilor i temperatur se formeaz ecosistemele majore(biomi).

    Umiditatea atmosferic influeneaz pierderea de ap din sol prin evaporare, precum itranspiraia organismelor. Umiditatea atmosferic se poate exprima n 3 moduri:

    absolut, maxim i relativ.Umiditatea absolut reflect cantitatea de vapori de ap prezent efectiv

    ntr-un volum de aer, la temperatura existent la un moment dat. Umiditateaabsolut se exprim cel mai simplu n grame de ap la metru cub de aer.

    Umiditatea maximreprezint cea mai mare cantitate de vapori de ap carese poate gsi ntr-un volum determinat de aer, la o anumit temperatur.Umiditatea maxim presupune saturarea cu vapori de ap a aerului. Odat cucreterea temperaturii aerului, crete i capacitatea sa de saturare cu vapori.Fenomenul este important n procesul de termoreglare prin evaporare.

    Umiditatea relativ reprezint raportul procentual dintre cantitatea devapori de ap pe care o conine un volum de aer i cantitatea de vapori de ap carear satura acelai volum de aer.

    Deficitul de saturaie exprim diferena dintre umiditatea maxim latemperatura dat i umiditatea absolut. Cu ct acest deficit este mai mare, cu attaerul poate primi mai muli vapori de ap i ajut la procesul de termoreglare.

    Punctul de roueste temperatura la care umiditatea absolut prezentajunge la saturaie, adic devine maxim.

    Umiditatea solului. Apa din sol se gsete sub mai multe forme care sunt reinute cu forediferite de ctre particulele de sol. Aceste forme sunt:

    - apa de constituie sau legat chimic, care intr n compoziia diferitelorsubstane ca ap de cristalizare;

    - apa higroscopic, care formeaz un strat monomolecular la suprafaaparticulelor de sol, este reinut cu fore foarte mari, pn la 1000 atm. i nu poatefi ndeprtat dect prin uscare la 105C;

  • 7/26/2019 Ecologie 2016. CURS Corectat

    28/123

    28

    - apa pelicular, care formeaz straturi succesive la suprafaa particulelor desol; straturile interne sunt reinute cu fore mari, de 30-50 atm., iar cele externe cufore mici, de 0,5-30 atm.;

    - apa capilar, care exist n spaiile capilare ale solului; este reinut cufore mici, de pn la 1 atm, este mobil, avnd circulaie ascendent;

    - apa gravitaional care exist n spaiile largi ale solului; este foarte

    mobil, avnd circulaie descendent, sub aciunea gravitaiei.Pentru plante, formele accesibile de ap sunt reprezentate de apa capilar,straturile externe ale apei peliculare i apa gravitaional.

    Zpada poate avea efecte pozitive ca izolator termic. Contribuie la meninerea idezvoltarea vegetaiei, prin protecia mpotriva ngheului. Efectele negative suntcauzate de ruperea ramurilor.

    Apa ca biotop influeneaz biocenozele acvatice prin proprietile fizice (temperatur,viteza de curgere, turbiditatea, vscozitatea apei etc.) i chimice (coninutul deoxigen, CO2 , nutrieni, substane toxice etc.)

    Temperatura determin structura biocenozelor, bioritmul i productivitateabiologic a ecosistemelor.

    Turbiditateaeste datde cantitatea de materii aflate n suspensie n apa. Cretereaturbiditii poate avea efecte negative asupra organismelor prin sedimentareamicroalgelor care ader la particule, colmatarea aparatului filtrator alorganismelor zooplanctonice, colmatarea branhiilor petilor.

    Vscozitateacreste odatcu scdereatemperaturii apei. Creterea vscozitii sediminueaz capacitatea de mobilitate a organismelor planctonice i viteza lor decoborre (de sedimentare).

    Oxigenul dizolvat n ap provine cu preponderen din fotosinteza planteloracvatice i prin difuzie din atmosfera. Este utilizat n respiraie, n procesele chimicereductoare, iar o mare parte difuzeaz n aer.

    Dioxidul de carbon (CO2) provine din respiraia plantelor, descompunerea

    materiilor organice, difuzia din atmosfera i apele pluviale. Consumatorii sunt: plantelei procesele chimice. Concentraiile de 25 pn la 50 mg/l favorizeaz cretereaplantelor acvatice.n concentraii mai mari, CO2este toxic pentru organisme.

    pH-ul influeneaz semnificativ viaa organismelor acvatice. Apa mrilor ioceanelor are un pH cuprins ntre 7,9 i8,25, cu o medie 8,08 (Raven, 2005 )Acidifierea apei mrii constituie o problem ecologic grav, ca urmare aefectelor asupra coralilor i a altor organisme cu schelet calcaros.

    Salinitatea apei este dat de suma substanelor minerale solvite i determinpresiunea osmotic a mediului, obliga la repartizarea n spaiua speciilor.

    n raport cu gradul de concentrare n sruri, apele se clasific n: ape dulci(c = 0 - 2 ),ape salmastre(c = 2 - 17) iape marine(c 17) .

    A. Plantele i factorul hidric

    Apa reprezint un factor ecologic limitativ al rspndirii plantelor pe glob.Adaptarea plantelor din diferite grupe ecologice la condiiile specifice de

    mediu se face prin diferite caractere morfo-fiziologice ce controleaz attabsorbia ct i pierderea apei prin procesul de transpiraie.

    Din acest considerent, apa este privit ca factorul care a determinat n ceamai mare msur modificrile morfo-anatomice ale plantelor, ca o consecin acondiiilor variate de mediu.

    Fiecare specie prezint limite bine stabilite ale preferendumului hidric,existnd chiar specii indicatoare pentru anumite condiii de umiditate.

    n funcie de necesarul de ap, plantele se mpart n 4 grupe ecologice: hidrofile,higrofile, mezofile, xerofile.

  • 7/26/2019 Ecologie 2016. CURS Corectat

    29/123

    29

    Plantele hidrofiletriesc numai n ap.Plantele higrofiletriesc n zone cu umiditate ridicat (Typha latipholiapapura, Juncus

    inflexuspipirig, Carex ripariarogoz)Plante mezofile,triesc n zone cu umiditate moderat.

    n condiiile unui dezechilibru hidric ntre

    absorbia intens a apei prin rdcini itranspiraia sczut, plantele elimin prin frunzeapa sub form de picturi, fenomen numitgutaie (fig. 2.10).Este considerat un fenomende adaptare ecologic la condiii de temperaturi umiditate ridicate. Se faciliteaz astfelcirculaia apei n plant i totodat transportulsubstanelor biogene.

    Figura 2.10. Gutaie la plante deTriticum aestivum (Foto: Florea M., 2014)

    Plante xerofile triesc n zone cu umiditate foarte sczut. Rezistena lor la secet este

    asigurat de anumite nsuiri morfo-anatomice i fiziologice. Din punct de vedere morfologic,caracterele de xeromorfism se manifest prin dezvoltarea puternic a sistemului radicular ireducerea organelor aeriene, pentru a realiza un echilibru ntre absorbia apei i transpiraie.

    Frunzele prezint modificri secundare alemembranei reprezentate de cutinizare i cerificaresau de dezvoltarea unui nveli de peri dei.Stomatele sunt mici, aezate n adncituri numitecripte (fig. 2.11-a), de exemplu la leandru (fig.

    2.11-b) ceea ce mpiedic pierderea apei prinevaporare (vaporii de ap care se adun sunt feriide curenii de aer).

    n condiii de deert, suprafaa foliar sereduce pn la formarea unor epi, iar funciaasimilatoare este preluat de tulpini, de exemplulacactui. Din punct vedere anatomic organele

    plantelor prezint un esut numit parenchimacvifer, cu o mare capacitate de reinere a apei.

    Din punct de vedere fiziologic, celulele

    esuturilor dein o presiune osmotic foarteridicat determinat de acumularea unorsubstane osmotic active. Celulele pot conine imucilagii cu o mare capacitate de reinere a apei.

    Fotosinteza este de tip CAM (vezi modululde Fiziologie vegetal).

    Valorile optimului de umiditate variaz cufenofaza, existnd aa numitele faze critice

    pentru ap, situate n general n timpul creteriivegetative i al nfloririi. n afara limitelor detoleran, supravieuirea nu este posibil.

    Figura. 2.11-a : Seciune transversal prinfrunza de leandru (Neruim oleander) cu

    observarea stomatelor

    Figura 2.11-b.Nerium oleander

    B.Animalele i factorul hidric

    La fel ca i plantele, n funcie de preferinele pentru ap, organismeleanimale pot fi mprite n aceleai 4 categorii: hidrofile,higrofile,mezofi le,

    xerofile.Adaptri ecologice la presiunea osmotic a apei:

  • 7/26/2019 Ecologie 2016. CURS Corectat

    30/123

    30

    n funcie de diferena de concentraie dintre mediul extern (ap) i mediul intern(lichidele corporale) organismele sunt:

    Izoosmotice: nevertebrate care au aceeai concentraie ca a mediului extern.Hipoosmotice (hipotonice): La unii peti marini, lichidele corporale sunt mai puin

    concentrate dect concentraia mediului extern. Exist risc de deshidratare,contracarat prin ingerarea apei concomitent cu eliminarea srurilor prin branhii.

    Hiperosmotice (hipertonice): petii de ap dulce i mamiferele acvatice care au lichidelecorporale cu o concentraie mai ridicat dect mediul extern. Preiau electroliii ielimin surplusul din ap prin urin.

    Adaptri ecologice ale animalelor la deshidratare: ngroarea straturilor cornoase ale pielii;alungirea pasajelor nazale ce determin reducerea pierderilor de ap prinrespiraie; substane de excreie foarte concentrate (de exemplu la psri ireptile); producerea de ap metabolic prin arderea grsimilor, de exemplu lacmil. Un alt exemplu interesant este obolanul cangur (Dipodomys deserti) caretriete n Deertul Sonora, Deertul Mojave iValea Morii din California. Esteactiv mai mult noaptea. Nu bea niciodatap. Necesarul de ap i-l asigur pe maimulte ci: prin organe speciale din interiorul nasului care i permit s absoarb

    umiditatea atmosferic, prin producerea unei urini foarte concentrate, ca urmare aeficienei rinichilor iprin producere de ap metabolic.

    T. A. 2.3.

    1. Plantele hidrofile: a) nu necesit ap, b) triesc n ap, c) triesc n zone umede

    2. Care sunt formele de ap din sol accesibile plantelor?

    3. Care sunt adaptrile animalelor la viaa de deert?

    2.3.4. Aerul ca factor ecologic

    Influeneaz viaa organismelor prin compoziia chimic i prin micrile maselor de aer.Compoziia aerului atmosferic

    Atmosfera reprezint un amestec de gaze, n principal azot i oxigen ncare se afl n suspensie diferite particule solide i lichide de origini diferite,denumite aerosoli.

    Oxigenul, cel mai important gaz, din prisma respiraiei aerobe, se gsete, n aerulatmosferic, n proporie de 20,95%. Aceast concentraie este meninut relativconstant prin producerea continu de oxigen n procesul de fotosintez i princonsum n procesele oxidative. Fitoplanctonul ct i plantele terestre, n special

    pdurile tropicale, constituie adevrate uzine productoare de oxigen. Oxigenulastfel produs rennoiete zilnic rezervele din atmosfera terestr, care se menin nlimitele optime pentru respiraia plantelor i a animalelor. Pe drept cuvnt,

    pdurea ecuatorial este considerat "plmnul Terrei"(Toma, 2009).Trebuie cunoscut faptul c, un hectar de pdure produce de 50 de ori mai

    mult oxigen dect unul ocupat cu plante agricole. Reducerea suprafeelormpdurite la care se mai adaug i inhibarea fotosintezei fitoplanctonului prin

    poluarea apelor cu substane toxice contribuie substanial la scderea rezervei deoxigen att de necesar vieii.

    Dioxidul de carbon se gsete ntr-o concentraie relativ constant de 0,03-0,04%.Reprezint principala surs de carbon necesar n hrana organismelor autotrofe

    foto- i chimio-sintetizatoare. Principalele surse de CO2 sunt: ardereacombustibililor, respiraia aerob a organismelor, descompunerea substanelororganice de ctre organismele anaerobe, transformarea bicarbonailor n carbonai

  • 7/26/2019 Ecologie 2016. CURS Corectat

    31/123

    31

    la nivelul mrilor i oceanelor, izvoarele minerale suprasaturate, emanaiilevulcanice, mofetele.

    CO2reprezint unul dintre principalele gaze cu efect de ser. n momentulde fa, acumularea excesiv a CO2 n aerul atmosferic accentueaz "efectul de

    ser", cu consecine ecologice majore la nivel planetar. Acest fenomen poate fiprevenit cu ajutorul plantelor. Calculele specialitilor arat c anual, la nivel

    global este fixat, n procesul de fotosintez, o cantitate de 174 miliarde tone deCO2(17,4 x 1010t), din care 19 miliarde de tone (1,9 x 1010 t) de ctre plantele de

    uscat, iar restul de plantele acvatice din mri, oceane i ruri. Prin asimilarea uneitone de carbon, n procesul de fotosintez, sunt degajate n aerul atmosferic 2,7tone de O2, astfel c anual plantele verzi elibereaz n mediul extern 460 miliardede tone de O2(4,6 x 10

    10t), care reprezint unica surs natural de O2de pe planet(Toma, 2006).

    Deplasarea maselor de aer. Rolul important al vntului ca factor ecologic este cel detransport. Determin evoluia condiiilor climatice prin deplasarea norilor rcireasau nclzirea unei anumite regiuni. Asupra organismelor exercit efecte beneficedar i negative.

    Efectele pozitive:- polenizarea plantelor. Plantele ce se polenizeaz cu ajutorul vntului se

    numesc anemofile. Reprezint aproximativ o treime dintre plantele productoarede polen. Adaptarea florilor la polenizarea anemofil constau n producerea decantiti mari de polen capabil de a rmne aeropurtat pentru un timp ndelungat;lipsa unei coloraii atrgtoare, a mirosului i nectarului. Exemplu, speciile dinfamiliaPoaceae,plantelepalustre ca trestia i papura, precum i numeroi arbori:

    bradul, fagul, stejarul, nucul, alunul, salcia, plopul etc;

    - rspndirea fructelor i a seminelor, fenomen numit anemochorie. nacest caz, fructele sau seminele sunt mici, uoare, prevzute cu diferite structurispecializate (bractei, papus);

    - rspndirea microorganismelor, a animalelor mici;- reglarea temperaturii corpului prin intensificarea transpiraiei;- facilitarea comunicriiolfactiv ntre animale.

    Efecte negative:

    - doborturi de arbori;- extinderea atacurilor de microorganisme patogene aeropurtate;

    - pierderea apei din sol prin evaporare;

    - rspndirea seminelor de buruieni n ecosistemele agricole.

    2.3.5. Factorii pedologici

    Solul reprezint formaiunea natural cea mai recent de la suprafaalitosferei. Este alctuit dintr-o succesiune de straturi, care s-au format i seformeaz permanent prin transformarea rocilor i a materialelor organice, subaciunea conjugat a factorilor fizici, chimici i biologici, n zona de contact aatmosferei cu litosfera.

    Solul, prin nsuirea de fertilitate, este capabil s ntrein viaa plantelor.Fertilitatea reprezint capacitatea solului de a pune la dispoziia plantelor, n modcontinuu i simultan apa i srurile minerale (Dumitrescu i colab. 1992).Solul acioneaz ca factor ecologic prin proprietile fizice, chimice. La acestea seadaug i influena complexului biologic al solului ce include microorganismeledin rizosfer, ciupercile, edafonul.

  • 7/26/2019 Ecologie 2016. CURS Corectat

    32/123

    32

    Plantele i nsuirile solului

    Reacia ecologic a plantelor fa de proprietile fizice ale solului

    Ca factor ecologic, influeneaz organismele prin proprieti fizice,chimice i biologice. n funcie de preferinele fa de anumite proprieti fiziceale solului se ntlnesc mai multe grupe de plante, printre care:

    psihrofitecare triesc pe soluri reci i umede.psamofite care triesc pe nisipuri (gr. psammos = nisip i philos =iubitor). Adaptrile

    ecologice le permit s suporte mobilitatea stratului i deficitul de umiditate(determinat de permeabilitatea mare a nisipului).

    rupicolecare triesc pe stncrii, coaste, versani abrupi

    Reacia ecologic a plantelor fa de proprietile chimice ale solului

    Chimismul solului acioneaz prin reacia solului, coninutul n elementebiogene i prin regimul de sruri.Reacia solului(pH-ul) poate constitui un factor limitativ pentru plante. Limitelede toleran a pH-ului sunt pentru majoritatea plantelor cuprinse ntre pH 3 i

    pH 9. n funcie de capacitatea de a suporta variaii mari ale pH-ului, speciilevegetale pot fi:

    euriionice (cu valen ecologic larg), care sunt indiferente la valorilepH;stenoionice (cu valen ecologic restrns) care pot fi acidofile, de exemplu cartoful i

    secara, care cresc la pH-ul 6, neutrofile, de exemplu grul, care crete la pH-ul 7 ibazofile, de exemplu orzul ilucerna, care cresc la pH-ul 8.

    pH-ul acideste ntlnit n general pe solurile silicioase, iar plantele se numesc silicofile;datorit slabei nitrificri plantele de exemplu coniferele i ericaceele au micorizeectotrofe i endotrofe, iar plantele insectivore i suplimenteaz nutriia cu insecte.

    pH-ul alcalin este ntlnit n general pe solurile calcaroase, iar plantele se numesc calcifile(Adonis vernalis, Salvia nutans, Artemisia austriaca); solurile calcaroase au o

    solubilitate sczut a metalelor grele i o activitate foarte ridicat de nitrificare ifixatoare de azot.

    Coninutul de elementebiogeneSolul conine elemente chimice eseniale pentru creterea i dezvoltarea

    organismelor. n literatura de specialitate aceste elemente sunt numite biogene,bioelemente sau nutrieni i grupate n macroelemente (necesare organismelor ncantitimari), de exemplu fosforul (P), azotul (N), potasiul (K), sulful (S), calciul(Ca), magneziul (Mg), fierul (Fe), i n microelemente (necesare organismelor ncantiti mici), de exemplu: borul (B), zincul (Zn), cuprul (Cu), manganul (Mn),clorul (Cl), cobaltul (Co). Acioneaz ca factori limitativi. Pentru plantele de cultur,Fiziologia vegetal, Agrochimia i Nutriia plantelor studiaz, printre altele, n detaliurolul acestor elemente, simptomele excesului sau insuficienei lor.

    Plantele cu cerine speciale pentru anumite elemente se pot gsi grupate peanumite tipuri de sol, indicnd, n acest fel, i caracteristicile acestuia. De exemplu ,

    pe solurile bogate n azot cresc plantele nitrofile (urzica - Urtica dioica, spanaculslbatic - Chenopodium album, zmeurul - Rubus idaeus).Coninutul de elemente

    biogene constituie factor limitativ n creterea i dezvoltarea organismelor.Regimul de sruri, respectiv concentraia de sruri minerale din sol poate constitui de

    asemenea un factor ecologic limitativ nrspndirea plantelor.n funcie de concentraia de sruri, solurile pot fi:

    - normale, cu o concentraie de 2-5 n soluia solului i de pn la 10 n sol;- salinizate, cu o concentraie de sruri superioare acestor valori.

  • 7/26/2019 Ecologie 2016. CURS Corectat

    33/123

    33

    Solurile salinizatepot fi:

    - solone, cu sruri alcaline (tip Na2CO3), lipsite de sruri la suprafa, situatenumai la adncime, de culoare cenuie;- solonceac, cu sruri neutre (tip NaCl, CaCl2), cu sruri la suprafa, de culoarealb(Contoman i Filipov, 2007).

    Toxicitateasrurilorvariaz n funcie de natura cationului i anionului acestora. Dac se

    consider toxicitatea srurilor de Na2SO4i MgSO4egal cu 1, atunci cea a NaCli MgCl2 este de 2-3 (Contoman i Filipov, 2007). Toxicitatea cationilor dinsoluia solului crete n ordinea Ca2+, Na+, Mg2+ (mai multe detalii, n cap. V,salinitatea solului n ecosistemul agricol)

    n funcie de tolerana la salinitate, plantele pot fi:-glicofile, care cresc pe soluri normale;

    - halofile, care cresc pe soluri salinizate.

    Plantele halofile pot fi:

    - obligatorii,care cresc numai pe soluri salinizate;

    -facultative,care pot crete i pe alte soluri, dei prefer solurile salinizate.Dup gradul de toleran la salinitate, plantele halofile pot fi:

    - halofile de srturi puternice (Sueda maritima, Salicornia herbacea);- halofile de srturi moderate (Puccinellia distans, Plantago maritima);- halofile de srturi slabe (Matricaria chamomilla).

    2.3.6. Factorii orografici

    Factorii orografici sunt reprezentai de: altitudine, expoziia, nclinarea iconfiguraia terenului. Ei manifest o aciune indirect asupra plantelor, realizat

    prin modificarea factorilor climatici i edafici.Altitudinea influeneaz temperatura, umiditatea, vntul i luminozitatea. De exemplu, o

    dat cu creterea altitudinii temperatura scade i umiditatea crete, ceea ce

    determin procesele de levigare i podzolire n sol. Rezultatul este etajareavegetaiei n funcie de altitudine.

    Expoziia influeneaz temperatura i umiditatea aerului. Astfel, pe pantele sudicetemperatura este ridicat iar umiditatea este sczut; aceasta va determina ovegetaie termofil i xerofil. Pe pantele nordice, temperatura este mai coborti umiditatea este mai ridicat; aceasta va determina o vegetaie mezofil.n zona dedealuri, zonarea culturilor se va realiza n funcie de aceste condiii.Astfel, pe pantele cu expoziie sudic se vor cultiva vii i livezi, pe cnd pe

    pantele cu expoziie nordic, se vor menine pajiti naturale i pduri.nclinarea panteiinflueneaz att factorii climatici cum sunt insolaia i umiditatea, ct i

    factorii edafici. Astfel, cu ct nclinaia este mai mare, cu att insolaia este mai

    puternic, iar capacitatea de reinere a apei i acumularea substanelor organice nsol este mai redus, n timp ce o parte din sol este splat.Un rol deosebit n nlturarea acestor efecte l are vegetaia lemnoas, care reduceinsolaia, fixeaz solul i l ferete de eroziune. Despduririle masive (tierea

    pdurilor la ras) ce s-au realizat pe unii versani de munte i de deal au dus lafenomene de eroziune i puternice alunecri de teren.

  • 7/26/2019 Ecologie 2016. CURS Corectat

    34/123

    34

    2.3.7. Ali factori ecologici

    Focul. Foarte des ntlnit n step, savan, tundra, taiga, pduri de pin,pduri de eucalipt. ca factor ecologic influeneaz structura, dinamica isuccesiunea biocenozelor afectate. Incendiile modific condiiile ecologice ale

    mediului i elimin numeroase specii vegetale i animale. Efectele benefice alefocului legate de creterea fertilitii solului constituie un subiect controversat.Adaptri ecologice la plante: Unele specii lemnoase sunt adaptate pentru a rez