ECOLOGIE GENERALĂ

!!!!!!!!!!!! Aceste note de curs provin din urmăroarele surse bibliografice:

1. V. Vântu, 2000 - Ecologie şi protecţia mediului, Edit. Ion Ionescu de la Brad, Iaşi

2. Liana – Doina Toma, 2009 - Ecologie şi protecţia mediului, note de curs.

3. Mohan Gh., Ardelean A., 1993 - Ecologie şi protecţia mediului, Edit. Scaiul București.

reprezentând o sinteză a acestora.

CAPITOLUL IDEFINIŢIE ŞI OBIECT DE STUDIU

Ecologia s-a constituit ca ştiinţă către sfârşitul secolului al XIX- lea. Termenul de ecologie provine de la cuvintele greceşti oikos = casă şi logos = ştiinţă şi a fost introdus în 1866 de către biologul german Ernst Haeckel. Acesta defineşte ecologia ca fiind "studiul relaţiilor complexe directe sau indirecte cuprinse în noţiunea darwinistă a luptei pentru existenţă" sau " studiul relaţiilor dintre plante şi animale şi mediul lor organic şi anorganic".

De la început ecologia a fost considerată ştiinţa gospodăririi mediului, domeniul de cunoştinţe privind economia naturii sau mai concret "ştiinţa relaţiilor organismelor vii între ele şi cu mediul de trai abiotic"

1.2. Dezvoltarea ecologiei în RomâniaÎntemeietorul ecologiei româneşti este G. Antipa. Fost asistent al lui Haeckel la

universitatea din Jena, a studiat factorii ce influenţează producţia de peşte din Delta Dunării şi litoralul românesc al Mării Negre. Cercetările sale au contribuit la studiul organizării şi funcţionării biocenozelor acvatice. I. Borcea s-a ocupat cu studiul ecologic al litoralului românesc al Mării Negre. Tradiţia studiului ecologiei în mediul acvatic a fost continuată de N. Botnariuc în mediul marin şi M. Băcescu în mediul dulcicol.

Ecologia animalelor terestre este fondată de I. Popovici - Bâznoşanu, care elaborează prima clasificare de biotopuri din ţara noastră şi elaborează noţiunea de bioskenă, ca cel mai mic spaţiu cu condiţii uniforme şi fond propriu de plante şi animale. E. Racoviţă întemeiază biospeologia, care se ocupă cu studiul condiţiilor ecologice din mediul subteran.

În domeniul ecologiei vegetale, în 1930 G. Bujorean elaborează prima lucrare de ecologie vegetală experimentală privind succesiunea covorului vegetal şi organizează la Cluj una din primele staţiuni de ecologie din Europa. I. Prodan şi Al. Borza efectuează studii ecologice în Ardeal şi în Carpaţi, iar Gh. Ionescu Şişeşti studiază ecosistemele agricole şi forestiere naturale. În 1960 apare lucrarea "Zonarea ecologică a plantelor agricole din România".

În 1965 apare primul curs de Ecologie generală elaborat de B. Strugren. Ulterior apar diferite tratate cum sunt: Ecologia umană (1970) elaborată de I. Barnea, Ecopedologia (1974) elaborată de C. Chiriţă, Ecologia forestieră (1977) elaborată de N. Doniţă şi lucrarea "Bazele biologice ale producţiei vegetale" elaborată de N. Zamfirescu. În 1982 apare tratatul de Ecologie generală elaborat de N. Botnariuc şi A. Vădineanu.

În deceniile '70-'80, se intensifică studiile de ecologie modernă efectuate în diferite institute de cercetări din Bucureşti, Cluj, Iaşi, Constanţa etc care au ca obiectiv studiul resurselor

1

materiale ale biosferei sub impactul acţiunii umane. Rezultatele acestor studii constituie obiectul diferitelor conferinţe naţionale ce urmăresc stabilirea unor strategii de păstrare a echilibrelor ecologice.

După 1989 se înfiinţează facultăţi şi secţii de ecologie în diferite centre universitare, de exemplu Iaşi, Sibiu şi chiar universităţi numite ecologice. În domeniul legislativ apare o nouă lege a mediului, care înlocuieşte legea 9 din 1973, iar la nivel global, Delta Dunării este declarată Rezervaţie a biosferei.

Ecologia este în atenţia diferitelor partide politice, luând naştere Partidul Ecologist, Mişcarea Ecologistă. Se are în vedere ecologizarea diferitelor zone defavorizate din judeţul Neamţ, oraşele Baia Mare, Suceava, Copşa mică etc. Organismele politice şi administrative se integrează în diferite acţiuni organizate la nivel planetar, de exemplu participarea la Conferinţa Internaţională asupra mediului, Rio de Janeiro (1992).

În ultimii ani, pe râurile din România au avut loc inundaţii catastrofale, datorate în primul rând despăduririlor masive din zonele montane. Datorită asanării lacurilor fluviale din lunca Dunării, fluviul a produs, de asemenea, inundaţii fără precedent. Faţă de aceste efecte dezastroase ale acţiunii antropice, se impun măsuri urgente de amenajări silvice şi hidrotehnice, care să reducă manifestarea acestor fenomene.

CAPITOLUL IIFACTORII ECOLOGICI

2.1. Mediul de viaţă

Mediul de viaţă este definit de E. Racoviţă ca fiind totalitatea forţelor şi energiilor lumii materiale care influenţează viaţa unei fiinţe. Mediul de viaţă mai poate fi cnsiderat drept totalitatea sistemelor vii şi nevii pe care organismul le influenţează şi de care este influenţat în activităţile sale în mod direct sau indirect.

Mediul de viaţă poate fi:- abiotic, constituit din ansamblul elementelor anorganice din spaţiul ocupat de organism,

cu care acesta interacţionează;- biotic, constituit din totalitatea indivizilor din aceeiaşi specie sau din specii diferite cu

care individul vine în contact şi interacţionează.Factorii ecologici. Dajoz (1971) defineşte ca factor ecologic orice element al mediului

capabil de a acţiona direct asupra fiinţelor vii cel puţin în timpul unei faze a ciclului lor de dezvoltare.

Factorii ecologici reprezintă totalitatea factorilor abiotici (componente lipsite de viaţă) şi biotici (organisme vii) cu care organismul vine în contact şi interacţionează reciproc.

După Braun-Blanquet (1954), factorii ecologici se clasifică astfel:- factori climatici (energia radiantă solară ca lumină şi temperatură, apa şi aerul );- factori edafici sau pedologici;- factori orografici;-factori biotici.2.2. Legile acţiunii factorilor ecologiciAcţiunea factorilor ecologici este controlată de diferite legi.2.2.1. Legea minimului. Agrochimistul german J. Liebig (1840) arată că creşterea plantelor

este limitată de un element chimic, atunci când concentraţia acestuia în sol este inferioară unei concentraţii minime, sub care sinteza substanţelor necesare nu mai poate avea loc. Prin extindere, în ecologie, un factor ecologic aflat sub o anumită limită minimă, acţionează asupra organismelor, limitându-le creşterea şi dezvoltarea normală.

2.2.2. Legea toleranţei a fost elaborată de Shelford (1911). Conform acestei legi dezvoltarea materieii vii este posibilă numai între anumite limite ale concentraţiei factorilor ecologici. Reacţia organismelor faţă de factorii ecologici este redată de curba toleranţei. Această curbă se caracterizează printr-un punct de optimum, ce corespunde valorii cele mai preferate a factorului şi două puncte de pessimum, respectiv un minim şi un maxim. Între cele două puncte de pessimum se află zona sau

2

domeniul de toleranţă a factorului, ce exprimă amplitudinea de variaţie a factorului ce poate fi suportată de o specie.

Factorii limitanţi sunt factorii care au efect inhibitor atât în concentraţia prea mică, cît şi în concetraţie prea mare.Noţiunea se aplică tuturor factorilor de mediu. Curba de toleranţă este specifică, carecteristică pentru fiecare specie, factor ecologic,cît şi etapă de dezvoltare ontogenetică.

Valenţa ecologică este capacitatea organismelor de a tolera anumite variaţii ale factorilor ecologici; unele specii pot tolera variaţii mici, altele variaţii mari privind intensitatea de acţiune a factorilor. Pentru a exprima gradul de toleranţă se folosesc termenii de steno=restrîns şi euri=larg.

Organismele se împart astfel în:- stenobionte sau stenoice: stenoterme, stenofote, stenohaline, stenoionice, stenotope;- euribionte sau eurioice; euriterme, eurifote, eurihaline, euriionice, euritope.2.2.3. Legea acţiunii combinate a factorilor ecologici. Mitcherlich (1921) arată că în

natură organismele sunt supuse acţiunii globale a tuturor factorilor limitanţi; în anumite condiţii predomină unii sau alţii dintre factori. În aceste condiţii, limitele de toleranţă sunt relative, putând fi modificate de efectul combinat al factorilor. De exemplu, reducerea luminozităţii duce la scăderea cerinţelor plantelor pentru zinc; temperatura ridicată provoacă creşterea evaporării apei din sol.

2.2.4. Legea substituirii factorilor ecologici (echivalenţa parţială). Rubel (1930) arată că factorii ecologici climatici, edafici, orografici şi biotici sunt echivalenţi şi se pot înlocui reciproc. Sennikov (1950) arată că nu există o echivalenţă absolută.De exemplu: la lumină slabă, intensitatea fotosintezei rămîne normală, dacă se măreşte concentraţia CO2; în aparenţă, lumina a fost înlocuită, în realitate este vorba de o compensare a efectului.

În virtutea principiului echivalenţei parţiale a factorilor ecologici, Walter (1960,1964) relevă posibilitatea formării unor biotopuri echivalente în regiuni cu orografie şi climat diferit. De exemplu: într-o regiune cu precipitaţii abundente cum este Podişul Transilvaniei, pe versanţii sudici se întâlnesc biotopuri stepice; lipsa umidităţii din sol nu se datoreşte lipsei de precipitaţii, ci efectelor de scurgere şi evaporării intense determinate orografic. În regiunile alpine se formează biotopuri echivalente celor din zona polară, numite tundră alpină, chiar la latitudini mici.

2.3. Factorii climatici 2.3.1. Energia radiantă solarăEnergia radiantă solară reprezintă unul din factorii indispensabili vieţii pe Pămînt. Soarele

reprezintă sursa de energie ce întreţine viaţa. Din energia emisă de Soare în spaţiul cosmic, pe Pămînt ajunge numai a doua miliarda parte, 5,44 x 1024J/an. Energia degajată de soare este o formă de radiaţie electromagnetică. Din întreg spectrul electromagnetic, atmosfera terestră este transparentă pentru radiaţiile ultraviolete, vizibile şi infraroşii.

Radiaţiile urtraviolete sunt absorbite în cantitate mare de stratul de ozon din părţile superioare ale atmosferei, iar pe scoarţa terestră ele reprezintă 10% din energia totală captată. Radiaţiile vizibile străbat atmosfera, iar pe scoarţa terestră ele reprezintă 45% din energia totală. Radiaţiile infraroşii străbat de asemenea atmosfera, iar pe scoarţa terestră ajung în proporţie de 45% din energia totală captată.

Deci radiaţia solară ajunge pe suprafaţa Pămîntului ca lumină, sub formă de radiaţii vizibile şi căldură, sub formă de radiaţii infraroşii. Kopen arată că energia luminoasă şi calorică se deosebesc ca un sunet înalt de unul coborît. Ele controlează creşterea şi dezvoltarea plantelor în moduri specifice.

Lumina prezintă o funcţie energetică şi o funcţie informaţională.Prin funcţia energetică se înţelege captarea energiei luminoase şi transformarea ei în

energie chimică potenţială în procesul de fotosinteză, obţinîndu-se astfel forme de energie utilizabilă de către toate organismele vii de pe Terra.

Prin funcţia informaţională, lumina determină răspândirea plantelor pe glob. În funcţie de intensitatea luminii, plantele pot fi:iubitoare de lumină (heliofile) şi iubitoare de umbră (sciatofile). Intensitatea luminii controlează intensitatea procesului de fotosinteză: la plantele heliofile, intensitatea fotosintetică maximă este de 50.000 de lucşi (1/2 din lumina totală), punctul de compensaţie (valoarea intensităţii luminii la care CO2 asimilat prin fotosinteză este egal cu CO2

eliberat prin respiraţie) este de 700-1000 de lucşi; la plantele sciatofile, intensitatea fotosintetică maximă este la 10000 de lucşi (10% din lumina solară totală), punctul de compensaţie este de 100-300 de lucşi.

În funcţie de natura liminii, în apa mărilor şi oceanelor are loc răspîndirea tipurilor de alge:

3

- la suprafaţă, în zona bogată în radiaţii roşii, numită zona eufotică predomină alegle verzi;- la adîncime, în zona săracă în radiaţii roşii, numită zona disfotică predomină algele roşii.În funcţie de durata zilei de lumină (fotoperioadă), plantele pot fi: plante de zi lungă,

plante de zi scurtă şi plante indiferente. Trecerea la fructificare, respectiv asigurarea funcţiei reproductive a speciei se poate

realiza numai după ce planta a suferit o anumită perioadă de timp o anumită inducţie fotoperiodică. Fotoperiodismul controlează de asemenea răspîndirea plantelor pe glob, plantele de zi scurtă aparţin zonelor sudice, unde lungimea zilei este de 12 ore, iar plantele de zi lungă aparţin zonelor nordice, unde lungimea zilei este de 14-18 ore.

Temperatura (căldura) îşi are originea în radiaţia solară. Intensitatea radiaţiei solare constă în cantitatea de căldură (calorii) primită timp de un minut de o suprafaţă de 1 cm2 aşezată perpendicular (cal/min./cm2). Din radiaţia solară totală, o parte se pierde în atmosferă, astfel că la suprafaţa terestră ajung anumite valori ce reprezintă bilanţul radiativ. Acesta variază pe glob în funcţie de latitudine, fiind cuprins între 80/Kcal/cm2/an în regiunile tropicale. În ţara noastră, pe timp senin de vară bilanţul radiativ este de 1 cal/cm2/min.

Radiaţia solară reprezintă sursa de încălzire a solului şi a aerului.Temperatura solului este partea de energie solară absorbită de sol şi transformată în

căldură.Aceasta este parţial reflectată în atmosferă ca radiaţie terestră şi parţial consumată în procesele fizico-chimice şi biologice. La aceasta se adaugă cantitatea de energie rezultată din activitatea biologică a microorganismelor din sol. Solul bogat în substanţe organice are o activitate microbiologică mai ridicată. Temperatura solului controlează germinaţia seminţelor şi absorbţia apei şi a sărurilor minerale în timpul perioadei de vegetaţie.

Temperatura solului prezintă variaţii periodice diurne şi anuale. Variaţia diurnă cunoaşte un minim dimineaţa, înainte de răsăritul soarelui şi un maxim în jurul orei 13. Diferenţa dintre maxim şi minim este considerată amplitudinea diurnă. Variaţia anuală cunoaşte un minim în ianuarie şi un maxim în iulie, între care se întinde amplitudinea anuală a temperaturii solului.

Temperatura aerului reprezintă starea de încălzire la un moment dat. Temperatura aerului prezintă variaţii periodice diurne şi anuale, precum şi accidentale, determinate de latitudine, altitudine, forma şi expoziţia reliefului, nebulozitatea etc.

Variaţia diurnă înregistrează un minim (ora 4-5 vara, 7-iarna) şi un maxim (orele 14-15), între care se întinde amplitudinea diurnă. Aceasta poate fi redusă de microclimatul din interiorul asociaţiilor vegetale. Variaţia anuală înregistrează un minim în februarie şi un maxim în lunile iulie-august, între care se stabileşte amplitudinea anuală.

Temperatura solului şi a aerului reprezintă unul din principalii factori ecologici care controlează răspândirea plantelor.

Temperatura acţionează după legea toleranţei, fiecare specie prezentând valori de minim şi maxim ale temperaturii, numite şi praguri biologice, în afara cărora supravieţuirea plantei nu este posibilă. Între acestea este situată temperatura optimă, la care valorificarea condiţiilor de mediu este maximă.

Pe planeta Pământ, majoritatea speciilor vegetale prezintă pragurile biologice situate între 0-50°C, cu optimul de 16°-28°C. Excepţii în afara acestor limite sunt bacteriile şi algele care trăiesc la polul frigului din Asia la temperatura de -70°, muşchii şi lichenii din zăpezile arctice care trăiesc la temperatura de -30°, bacteriile şi algele din fundul Oceanului Pacific, în vecinătatea Mexicului, care trăiesc la temperatura de 100-400°C şi Valea Morţii din California, care trăiesc la temperatura de 50°C.

În cadrul preferendumului termic, plantele trebuie să realizeze aşa numitul bilanţ termic, care reprezintă suma gradelor de temperatură, respectiv însumarea temperaturii zilnice, caracteristică atât pentru întreaga perioadă de vegetaţie, cât şi pentru fiecare fenofază în parte. Nerealizarea acestui bilanţ nu permite creşterea unei specii într-o regiune dată. În cadrul preferendumului termic, valoarea temperaturii optime este foarte variabilă, atât în funcţie de specie, cât şi de fenofază şi este dictată de cerinţele ecologice din zonele de origine. Astfel, pentru

4

plantele de deşert este de 20°-35°, pentru Tidestromia oblongifolia din Valea Morţii, California,S.U.A., de 450-500, iar pentru conifere 15°-25°C.

În afara preferendumului termic, temperatura acţionează ca factor ecologic ce controlează răspândirea plantelor şi prin fenomenul de vernalizare. Acesta condiţionează dezvoltarea, respectiv realizarea fazei retroductive a speciei, numai după acţiunea unei anumite perioade de temperatură scăzută, numită şi cerinţă de frig.

Existenţa pragurilor biologice termice ca factor limitant în răspândirea plantelor a determinat cercetarea rezistenţei plantelor la temperaturi extreme. În funcţie de însuşirile de rezistenţă, Puia şi Soran (1964) delimitează 5 grupe ecofiziologice:

- plante sensibile la scăderi uşoare ale temperaturii care pier la temperatura de 0-10°C- plante sensibile la îngheţ care tolerează temperatura minimă de 0°C;- plante rezistente la îngheţ, care tolerează temperaturi minime negative;- plante sensibile la căldură, care pier la temperaturi mai mari de 30-45°C;- plante tolerante la căldură, ce tolerează temperaturi de până la 60°C.

2.3.2. ApaSursa de apă pentru plante este oferită de umiditatea solului şi de umiditatea atmosferică.Umiditatea solului este asigurată de precipitaţii (ploaie şi zăpadă), rouă şi ceaţă.

Precipitaţiile sunt sursa cea mai importantă de apă. Cantitatea de apă variază periodic cu anotimpul şi accidental, cu regiunea.

În ţara noastră, se înregistrează un minim în luna februarie şi un maxim în luna iunie; minimul se înregistrează pe litoral şi în Delta Dunării, de 300-400 l/m2, maximul este de 1200 l/m2 în zonele de munte, iar valorile medii, de 500-600 l/m2 la câmpie.

Roua şi ceaţa oferă circa 10% din precipitaţiile anuale.Umiditatea atmosferică este cantitatea de vapori de apă din atmosferă, rezultată din

evaporarea apei din mări, oceane, lacuri şi transpiraţia plantelor. Umiditatea relativă este raportul dintre cantitatea de vapori aflată la un moment dat şi cantitatea de vapori din aerul saturat.

Umiditatea atmosferică prezintă variaţii periodice diurne şi anuale. Variaţiile diurne înregistrază un maxim dimineaţa şi un minim la ora 14, iar variaţiile anuale înregistrează un maxim iarna şi un minim vara. În ţara noastră umiditatea relativă a aerului este de 70% în Bărăgan şi 83% pe litoral.

Apa reprezintă un factor ecologic limitant al răspândirii plantelor pe glob. În funcţie de necesarul de apă, plantele se împart în 4 grupe ecologice:

- plante hidrofile, care trăiesc numai în apă;- plante higrofile, care trăiesc în zone cu umiditate ridicată;- plante mezofile, care trăiesc în zone cu umiditate moderată;- plante xerofile, care trăiesc în zone cu umiditate foarte scăzută.Adaptarea plantelor din diferite grupe ecologice la condiţiile specifice de mediu se face

prin diferite caractere morfo-fiziologice ce controlează intensitatea procesului de transpiraţie.Coeficientul de transpiraţie reprezintă cantitatea de apă exprimată în litri consumată de

către o plantă pentru producerea unui kg de substanţă uscată. Acesta variază între 1064 la lucernă şi 50-100 la plantele de tipul fotosintetic CAM. În funcţie de valoarea coeficientului de transpiraţie, plantele pot avea un consum de apă ridicat, moderat şi scăzut.

Fiecare specie prezintă limite bine stabilite ale preferendumului hidric, existând chiar specii indicatoare pentru anumite condiţii de umiditate. Valorile optimului variază cu fenofaza, existând aşa numitele faze critice pentru apă, situate în general în timpul creşterii vegetative şi al înfloririi. În afara limitelor de toleranţă, supravieţuirea nu este posibilă.

Pe glob plantele se pot confrunta cu valori supraoptimale ale umidităţii, datorate în special inundaţiilor, care sunt incompatibile cu viaţa. Cel mai des plantele se confruntă cu valori subminimale exprimate de seceta solului şi seceta atmosferică.

Kramer (1959) clasifică plantele în funcţie de rezistenţa la secetă astfel:- plante care nu suportă seceta, cum sunt plantele de umbră;

5

- plante care suportă moderat seceta, cum sunt majoritatea plantelor;- plante care suportă seceta prin diferite mecanisme, de exemplu reţinere de apă,

transpiraţie redusă, tip fotosintetic CAM;- plante care suportă seceta numai prin deshidratarea reversibilă a protoplasmei.Studiul mecanismelor fiziologice care asigură adaptarea plantelor la condiţiile de mediu în

funcţie de acţiunea factorilor ecologici constituie obiectul unei noi ramuri a ecologiei, numită ecofiziologie vegetală.

2.3.3. AerulAerul influenţează viaţa plantelor atât prin compoziţia chimică, cât şi prin mişcările sale

(vânturile).Compoziţizia chimică. Aerul atmosferic se conţine cca. 4/5 azot, 1/5 oxigen şi cantităţi

foarte mici de CO2, argon, heliu etc. Variaţia cantitativă şi calitativă a compoziţiei chimice a aerului constituie un factor ecologic important.

Conţinutul de oxigen. În stratele inferioare ale atmosferei, la suprafaţa scoarţei terestre, conţinutul de oxigen este relativ constant, şi anume cca. 21%. Aceasta permite ca utilizarea oxigenului în respiraţia aerobă să fie generalizată, conţinutul de oxigen nefiind un factor limitant în aceste condiţii.

În sol şi la altitudine ridicată, datorită dificultăţilor de aerare şi reducerii presiunii atmosferice, conţinutul de oxigen scade. Astfel, cantitatea de oxigen devine un factor limitant pentru organismele din sol şi pentru ecosistemele de altitudine.

În apă, oxigenul prezintă o solubilitate relativ scăzută, influenţată de temperatură şi salinitate care duce la scăderea concentraţiei sale, fapt pentru care devine, de asemenea factor limitant. Scăderea concentraţiei oxigenului poate fi determinată de consumul său în respiraţia organismelor acvatice, de încărcarea cu substanţă organică biologică sau industrială etc.

Conţinutul de CO2. Plantele absorb anual în procesul de fotosinteză cca. 30-60 miliarde tone de carbon, sub formă de CO2. Totuşi se consideră că în atmosferă, concentraţia CO2 se menţine constantă. Recent s-a depistat o tendinţă de creştere a concentraţiei CO2 în atmosferă (0,029% în anul 1850 faţă de 0,033% în prezent), evidentă mai ales în ultimele decenii. Calculele apreciază că prin această creştere exponenţială peste cca. 60 ani concentraţia CO2 în atmosferă va fi de 4 ori mai mare. Cauzele acestui fenomen sunt extinderea arderilor industriale, defrişarea pădurilor ecuatoriale care produce oxidarea humusului şi împiedică utilizarea CO2 în fotosinteză. Pesticidele micşorează capacitatea plantelor de a absorbi CO2.

CO2 contribuie la menţinerea radiaţiei terestre, aşa numitul efect de seră, determinând creşterea temperaturii medii a aerului la suprafaţa Pământului cu 0,50C. Se preconizează că pe această cale va creşte temperatura, încât în următorii 75 ani se va produce topirea gheţarilor din Oceanul Arctic. Aceasta ar avea grave consecinţe ecologice. Efectul de seră datorat CO2 ar putea fi compensat însă de prezenţa în atmosferă a aerosolilor cu efect contrar.

Mişcările aerului. Deplasarea maselor de aer, de obicei paralel cu suprafaţa pământului poartă numele de vânt. Cauzele vântului sunt diferenţele de presiune atmosferică determinate de diferenţele de temperatură. Direcţia vântului este orientată din zonele cu presiune mare spre cele cu presiune mică. Ea depinde de gradientul baric, dar şi de frecarea de substart, determinată de formele de relief, prezenţa covorului vegetal etc. Viteza vântului depinde de diferenţa de presiune.

Vânturile se clasifică astfel:- vânturi cu caracter constant, de exemplu alizeele;- vânturi cu o anumită periodicitate, de exemplu crivăţul, brizele, musonii;- vânturi cu caracter de perturbări neregulete, de exemplu furtunile şi uraganele.Efectele ecologice ale vântului pot fi pozitive şi negative. Ca efecte pozitive pot fi

considerate transportul energiei termice, al umidităţii (norilor), al particulelor solide de praf, nisip, cenuşă vulcanică sau radioactive, precum şi polenizarea anemofilă şi răspândirea fructelor şi seminţelor. Ca efecte negative pot fi citate ruperile de arbori, desrădăcinările, eroziunea solului, uraganele şi furtunile, care au efecte catastrofale reprezentate de inundaţii, păduri doborâte etc.

6

2.4. Factorii edaficiFactorii edafici sau pedologici sunt legaţi de proprietăţile solului. Solul reprezintă stratul

afânat de la suprafaţa scoarţei terestre capabil să întreţină viaţa plantelor. Solul acţionează ca factor ecologic în special prin chimismul său. Chimismul solului acţionează prin reacţia solului şi prin regimul de săruri.

2.4.1.Reacţia solului (pH-ul) poate constitui un factor limitant pentru plante. Speciile vegetale pot fi împărţite în:

- stenoionice (cu valenţă ecologică restrânsă) care pot fi acidofile, de exemplu cartoful şi secara, care cresc la pH-ul 6, neutrofile, de exemplu grâul, care creşte la pH-ul 7 şi bazofile, de exemplu orzul şi lucerna, care cresc la pH-ul 8;

- euriionice (cu valenţă ecologică largă), care sunt indiferente la valorile de pH.Limitele de toleranţă a pH-ului sunt pentru majoritatea plantelor cuprinse între pH 3 şi pH

9.pH-ul acid este întânit în general pe solurile silicioase, iar plantele se numesc silicofile;

datorită slabei nitrificări plantele de exemplu coniferele şi ericaceele au micorize ectotrofe şi endotrofe, iar plantele insectivore îşi suplimentează nutriţia cu insecte.

pH-ul alcalin este întâlnit în general pe solurile calcaroase, iar plantele se numesc calcifile; solurile calcaroase au o solubilitate scăzută a metalelor grele şi o activitate foarte ridicată de nitrificare şi fixatoare de azot.

2.4.2. Regimul de săruri, respectiv concentraţia de săruri minerale din sol poate constitui de asemenea un factor ecologic limitant în răspândirea plantelor.

În funcţie de concentraţia de săruri, solurile pot fi:- normale, cu o concentraţie de 2-5 %o în soluţia solului şi de până la 10 %o în sol;- salinizate, cu o concentraţie de săruri superioare acestor valori.Solurile salinizate pot fi:- soloneţ, cu săruri alcaline (tip Na2CO3), lipsite de săruri la suprafaţă, situate numai la

adâncime, de culoare cenuşie;- solonceac, cu săruri neutre (tip NaCl, CaCl2), cu săruri la suprafaţă, de culoare albă.În funcţie de toleranţa 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 creşte şi pe alte soluri, deşi preferă solurile salinizate.După gradul de toleranţă la salinitate, plantele halofile pot fi:- halofile de sărături puternice (Sueda maritima, Salicornia herbacea);- halofile de sărături moderate (Puccinellia distans, Plantago maritima);- halofile de sărături slabe (Matricaria chamomilla).

2.5. Factorii orografici.Factorii orografici sunt reprezentaţi de altitudinea, expoziţia, înclinarea şi configuraţia

terenului. Ei manifestă o acţiune indirectă asupra plantelor, realizată prin modificarea factorilor climatici şi edafici.

Altitudinea influenţează factorii climatici temperatură, umiditate, luminozitate şi vânt. De exmplu, creşterea altitudinii determină scăderea temperaturii şi creşterea umidităţii, ceea ce determină procesele de levigare şi podzolire în sol. Rezultatul este etajarea vegetaţiei în funcţie de altitudine.

Expoziţia influenţează temperatura şi umiditatea aerului. Astfel, pe pantele sudice temperatura este ridicată şi umiditatea este scăzută; aceasta va determina o vegetaţie termofilă şi xerofilă. Pe pantele nordice, temperatura este mai coborâtă şi umiditatea este mai ridicată; aceasta va determina o vegetaţie mezofilă.

7

În zona de dealuri, zonarea culturilor se va realiza în funcţie de aceste condiţii. Astfel, pe pantele cu expoziţie sudică se vor cultiva vii şi livezi, pe când pe pantele cu expoziţie nordică se vor menţine pajişti naturale şi păduri.

Înclinarea pantei influenţează atât factorii climatici cum sunt insolaţia şi umiditatea, cât şi factorii edafici. Astfel, cu cât înclinaţia este mai mare, cu atât insolaţia este mai puternică, iar capacitatea de reţinere a apei şi acumularea substanţelor organice în sol este mai redusă, în timp ce o parte din sol este spălat.

Un rol deosebit în înlăturarea acestor efecte îl are vegetaţia lemnoasă, care reduce insolaţia, fixează solul şi îl fereşte de eroziune. Despăduririle masive ce s-au realizat pe unii versanţi de munte şi de deal au dus la puternice alunecări de teren şi fenomene de eroziune.

2.6. Factorii biotici. Populaţia.Populaţia este un sistem biologic format din indivizi interfertili de plante şi animale ce

aparţin aceleaşi specii şi ocupă un teritoriu comun numit habitat.Ca şi individul, populaţia are o ontogenie proprie: se naşte, creşte şi moare. Existenţa

individului este scurtă, pe când populaţia poate trăi un timp mai îndelungat. Atât la nivelul individului cât şi al populaţiei se manifestă o tendinţă de stabilitate faţă de condiţiile de mediu, numită homeostazie.

2.6.1.Caracteristicile populaţieiPopulaţia prezintă anumite caracteristici proprii:Efectivul sau mărimea populaţiei este reprezentat de numărul de indivizi ce alcătuiesc la

un moment dat populaţia unei specii. La populaţiile naturale, efectivul real este greu de stabilit. Numai un efectiv mic, de pe un spaţiu restrâns poate fi în întregime înregistrat. În cele mai multe cazuri stabilirea efectivului se face prin estimări pe baza eşantioanelor recoltate din mai multe puncte ale arealului. Se stabileşte astfel efectivul relativ, care aproximează efectivul absolut.

Densitatea este reprezentată de numărul de indivizi pe unitatea de suprafaţă sau de greutatea materiei proaspete sau uscate a indivizilor pe unitatea de suprafaţă.

Abundenţa este dată în ecosistemele naturale de numărul de indivizi de pe o suprafaţă dată. Deoarece numărătoarea devine imposibilă uneori chiar pe suprafeţe mici din cauza numărului mare de indivizi, în aprecierea abundenţei se folosesc scări convenţionale. După Braun-Blanquet, scara este: 1- indivizi foarte rari, 2 - indivizi rari, 3 - puţin numeroşi, 4 - indivizi numeroşi, 5 - indivizi foarte numeroşi.

Dominanţa reprezintă proiecţia pe sol a părţilor aeriene a tuturor indivizilor unei specii. Ea poate fi exprimată şi procentual. După Braun-Blanquet, scara este: 1 - acoperire slabă, sub 1/20, 5 %;2 - acoperire 1/20-1/4, 5-25 %; 3 -acoperire 1/4-1/2, 25-50%;4- acoperire 1/2-3/4, 50-75% şi 5- acoperire 3/4-4/4, 75-100%.

Distribuţia în spaţiu poate fi:- întâmplătoare, independentă între indivizi;- uniformă, la distanţe egale;- grupată.După Braun-Branquet scara este: 1-indivizi izolaţi, 2-indivizi în grupe mici, 3-indivizi

grupaţi în pâlcuri, 4-indivizi care formează mici colonii, 5-indivizi în colonii compacte şi extinse.2.6.2.Creşterea populaţieiCreşterea populaţiei este influenţată de indicii de natalitate, mortalitate, emigraţie şi

imigraţie.Natalitatea reprezintă numărul de indivizi apăruţi într-o populaţie în unitatea de timp prin

diviziune, germinare, ecloziune, naştere. Rata natalităţii este raportul dintre natalitate şi efectivul populaţiei sau un număr standard (100 sau 1000 de indivizi).

Valoarea ratei natalităţii este condiţionată genetic şi ecologic. Fiecare specie posedă un anumit potenţial genetic de a da urmaşi, numit potanţial biotic. Acest potenţial nu se realizează de obicei în mediu, din cauza presiunii acestuia. În cazuri excepţionale, când condiţiile de mediu sunt

8

pe deplin favorabile, natalitatea ecologică se apropie de potenţialul biotic, apărând explozii de populaţii.

Mortalitatea reprezintă numărul de indivizi care mor într-o unitate de timp. Rata mortalităţii este raportul dintre mortalitate şi efectivul populaţiei sau un număr standard (100 sau 1000 de indivizi).

Valoarea ratei mortalităţii este de asemenea condiţionată genetic şi ecologic. Fiecare specie posedă un anumit potenţial de longevitate, care este însă mult afectat de mediu: boli infectocontagioase, paraziţi, prădători, foame, climă nefavorabilă. Se realizează astfel o mortalitate ecologică.

Imigraţia şi emigraţia. Mărimea populaţiei mai poate fi determinată şi de schimbul de indivizi cu alte populaţii ale speciei. Astfel rata natalităţii este suplimentată de imigraţie, iar rata mortalităţii de emigraţie.

Rata de creştere numerică Într-o populaţie ideală, izolată de alte populaţii ale speciei, creşterea numărului de indivizi este rezultatul diferenţei algebrice dintre natalitate şi mortalitate: r = n-m. Mărimea coeficientului de creştere numerică (r) depinde de mărimea natalităţii (n) şi mortalităţii (m). Dacă n>m, r>0; dacă n<m, r<0; dacă n=m, r=0.

Mărimea ratei de creştere numerică la populaţiile neizolate depinde şi de imigraţie şi emigraţie. Populaţia creşte când (n+i) > (m+e) şi descreşte când (n+i)<(m+e). Populaţia este staţionară când n+i = m+e.

CAPITOLUL IIIBIOCENOZA ŞI ECOSISTEMUL

3.1. Biocenoza

Termenul de biocenoză a fost introdus în ştiinţă de către Karl Möbius în 1877 şi derivă de la cuvintele greceşti "bios" = viaţă şi "koinos" = comun, desemnând: totalitatea organismelor vegetale şi animale care populează un anumit biotop, cu condiţii de existenţă mai mult sau mai puţin uniforme, create în mod natural sau artificial (pe cale antropică).

De la Möbius şi până în prezent au fost formulate numeroase şi diferite definiţii ale biocenozei fiecare autor evidenţiind unul sau altul din aspecte, dar majoritatea recunosc biocenoza ca unitate supraindividuală de integrare a organismelor vii.

Între vieţuitoarele ce alcătuiesc o biocenoză, precum şi între acestea şi mediul lor de trai există relaţii de interacţiune bine statornicite care asigură funcţiile întregului (biocenozei).Biocenoza este influenţată de biotop, dar în acelaşi timp ea exercită o activitate permanentă de transformare a biotopului prin activitatea sa metabolică. Biocenoza este constituită din:

- fitocenoză, - zoocenoză - microbocenoză (microbiocenoză)

Fitocenoza - cuprinde totalitatea plantelor superioare, deci producătorii primari;Zoocenoza – cuprinde totalitatea speciilor de animale consumatoare de substanţă organică; Microbocenoza – cuprinde microflora şi microfauna solului, microorganismele stratului deaer care ţine de biogeocenoză (ecosistemul terestru).

Studiul biocenozei prezintă importanţă pentru: cunoaşterea diversităţii ecologice, descoperirea unor plante şi animale de interes economic, pentru aclimatizarea lor, elaborarea unor măsuri profilactice bazate pe relaţiile intraspecifice şi interspecifice.

9

Cu cât condiţiile de existenţă dintr-un biotop sunt mai variate, cu atât numărul de specii al biocenozei ataşată de acest biotop va fi mai mare.Cu cât condiţiile de mediu dintr-un biotop au avut continuitate mai mare în dezvoltarea lor, cu cât au fost mai mult timp omogene, cu atât comunitatea de specii este mai stabilă şi mai omogenă.

Relaţiile organismelor cu mediul (abiotic şi biotic) reprezintă unul din factorii esenţiali, primordiali ai evoluţiei, determinând desfăşurarea selecţiei naturale, a transformării, a evoluţiei speciilor.Oricât de variate şi complexe ar fi aceste relaţii cu mediul, ele se împart în trei categorii:

- relaţii cu factorii mediului abiotic;- relaţii dintre indivizii aceleiaşi specii (intraspecifice);- relaţii între specii diferite (interspecifice).

Relaţiile interspecifice reprezintă una din trăsăturile fundamentale, caracteristice ale biocenozei.Deoarece diversitatea şi complexitatea acestor relaţii face ca nici o clasificare să nu fie satisfăcătoare, se va prezenta una bazată pe efectul direct al relaţiilor asupra indivizilor respectivi. Astfel, acţiunile pozitive se vor nota cu +, cele negative cu -, iar cele neutre cu 0.

Relaţii stabilite pe criteriul efectului direct

1. Neutralismul (0,0) se referă la faptul că populaţiile luate în considerare sunt independente, nu se influenţează direct în mod reciproc.

Exemplu: populaţia de râme şi populaţia de sfredelitorul porumbului dintr-o cultură de porumb; Gândacul din Colorado şi buruirnile monocotiledonate dintr-o cultură de cartof.

2. Competiţia sau concurenţa (-,-) arată că două populaţii au aceleaşi cerinţe faţă de hrană, lumină, adăpost etc. în cazul acesta ambele populaţii pot fi afectate, iar uneori una dintre ele, mai puţin adaptată condiţiilor ecologice existente, poate să fie eliminată.

Exemplu: stridia europeană (Ostrea edulis) şi melcul Crepidula formicata din Marea Nordului3. Mutualismul sau simbioza (+,+) este acea relaţie în care ambele populaţii profită de pe urma convieţuirii în comun şi sunt obligatoriu dependente una de alta.

Exemple: simbioza dintre leguminoase şi bacteriile genului Rhizobium, convieţuirea permanentădintre unele alge unicelulare şi unele ciuperci, formând lichenii.4. Protocooperarea (+,+) constă în asocierea a două sau mai multe specii. Ca şi în cazul precedent, cele două specii sunt avantajate de convieţuire, dar ea nu este obligatorie.

Exemplu: cultura în amestec a gramineelor şi leguminoaselor.5. Comensalismul (+,0), de la lat.: co = împreună şi mensa = masă. Este o relaţie obligatorie pentru una din specii care obţine un beneficiu, în timp ce specia cealaltă nu are nici un avantaj, nu este afectată de această convieţuire. Organismele comensale se tolerează reciproc.

Exemplu: forezia – adică transportul unor organisme mai mici de către altele mai mari. Peştişorii remora fac “autostopul” pe înotătoarea dorsală a unui rechin - un mod de a-şi economisi forţele şi de a călători în siguranţă într-o mare plină de prădători. Remora mănâncă resturile de la masa rechinului şi paraziţii de pe pielea acestuia.

6 Antibioza (0,-) este acea relaţie în care una dintre populaţii, datorită secreţiilor sale toxice, face imposibilă dezvoltarea celeilalte populaţii.7. Parazitismul (+,-);de la grec.: para = langă şi sitismos = hrană, nutriţie Relaţie obligatorie pentru parazit, care este avantajat cu efect negativ asupra gazdei. În mod obişnuit individul parazit nu-şi omoară gazda, pentru că şi-ar distruge baza trofică.

Poate fi: accidental, facultativ şi obligatoriu. În cazul parazitismului obligatoriu organismele parazite suferă modificări adaptative la viaţa parazitară care fac ca ele să nu mai poată duce viaţă liberă.

10

Hiperparazitismul constituie un fenomen de dublu parazitism: o specie de parazit poate fi la rândul său gazda unui alt parazit. Cunoaşterea implicaţiilor biologice ale hiperparazitismului conduce la descoperirea de noi mijloace eficiente de combatere a dăunătorilor. În agricultura ecologică se utilizează paraziţi ai insectelor dăunătoare, care cultivaţi în laborator şi apoi lansaţi în culturile agricole acţionează ca factori biologici de combatrere.8. Prădătorismul (+,-);de la lat.: predator = jefuitor, prădător. Relaţie pozitivă şi obligatorie pentru prădător şi negativă pentru pradă (gazdă). În acest caz prădătorul îşi omoară prada pentru a o consuma. Relaţiile pradă-prădător au un rol în selecţia şi în refacerea densităţii populaţiilor.

3.2. Teoria generală a sistemelor

Concepţia sistemică a fost introdusă în biologie de către Ludwigvon Bertalanffy, care în lucrarea sa "Biologia teoretică" (1942) subliniază ideea că întreaga materie (vie şi nevie) se bazează pe structuri aflate în interacţiune.

În general sistemul poate fi definit ca un ansamblu de elemente unite prin conexiuni într-un întreg. Fiecare element la rândul său poate fi considerat un sistem, compus din elemente proprii mai mici, încât în natură se pot delimita foarte multe sisteme de dimensiuni şi grade diferite de cuprindere.După relaţiile cu mediul înconjurător (schimb de materie şi energie), sistemele se clasifică în:

- sisteme izolate, - sisteme închise- sisteme deschise

Sistemele biologice fac parte din categoria sistemelor deschise, având schimburi energetice şi materiale cu natura înconjurătoare.

Legăturile dintre elementele componente ale unui sistem, precum şi dintre acesta şi celelalte sisteme înconjurătoare, sunt de natură materială, energetică şi informaţională.

Sistemele biologice caracterizează prin:1. Caracter istoric, adică sunt rezultatul unei evoluţii întimp.2. Caracter informaţional, care constă în capacitatea de a primi şi da informaţii din şi în

mediul înconjurător, de a le prelucra saude a le stoca în vederea integrării cât mai depline a ecosistemului în cadrul naturii..

3. Integralitate:calitatea sistemului de a reuni într-un tot componentele sale, subordonate funcţiei întregului. Este o însuşire deosebit de importantă pentru ecologie, sistemul integrator posedă însuşiri noi, proprii, pe care nu le regăsim în componentele sale luate separat.Exemplu, o populaţie are însuşiri noi, diferite de ale organismelor componente: longevitate nedefinită, structură genetică, structură pe vârstă şi sexe, densitate, dinamică energetică etc. Cu cât părţile componente sunt mai diferenţiate, mai specializate în îndeplinirea unor funcţii din viaţa întregului, cu atât interdependenţa va fi mai mare, organizarea sistemului mai complexă, iar integralitatea mai pronunţată.

4. Echilibrul dinamic este acea stare a sistemului care se caracterizează printr-un flux permanent de materie şi energie prin sistem, dar cu păstrarea integralităţii lui, cu menţinerea unei stări staţionare. Ca urmare a echilibrului dinamic, un sistem biologic (individ, populaţie, biocenoză, ecosistem) se menţine cu aproximaţie între aceleşi limite, cu mici fluctuaţii în timp şi spaţiu.

5. Autoreglarea constă în proprietatea oricărui sistem biologic de a-şi controla şi corecta activitatea proprie în sensul menţinerii existenţei sale în timp şi spaţiu. Este posibilă datorită unei anumite organizări a sistemelor biologice care permite recepţionarea informaţiilor din mediu, prelucrarea lor, elaborarea de răspunsuri lastimulii primiţi, în aşa fel încât să-şi asigure autoconservarea într-un mediu care tinde mereu să dezorganizeze sistemul. Asemenea răspunsuri adecvate devin posibile datorită conexiunii inverse (feed-back), prin care răspunsul sistemului este comunicat centrului de comandă şi comparat cu ordinul emis.

11

6. Heterogenitatea – ne arată că toate sistemele biologice sunt alcătuite din elemente ce prezintă deosebiri fie în compoziţia lor, fie în modul de funcţionare, deci se referă la diversitatea elementelor lor componente. Datorită heterogenităţii se stabilesc mai uşor corelaţii care permit creşterea eficienţei autocontrolului sistemului. Cu cât heterogenitatea este mai mare, cu atât ecosistemul este mai complicat şi mai stabil.

Sistemele biologice cuprind 4 niveluri de organizare, şi anume:- nivelul individual, - nuvelul populaţional- nivelul biocenotic - nivelul biosferic.

Biosfera (ecosfera) cuprinde ansamblul nivelurilor de organizare a materiei vii, fiind reprezentată prin învelişul viu şi spaţiile vitalizate ale scoarţei.

3.3. Conceptul de ecosistem

Conceptul de ecosistem a fost introdus în ştiinţă în 1935 de botanistul englez A.G. Tansley, care l-a definit ca: Unitate de bază anaturii ce integrează comunitatea vie (biocenoza) cu mediul fizic sau locul de trai (biotop). O definiţie mai amplă a ecosistemului natural a fost formulată de E.P. Odum (1971), fiind considerat “orice unitate care include toate organismele de pe un teritoriu dat şi care interacţionează cu mediul fizic în aşa fel încât curentul de energie să conducă la o anumită structură trofică, o diversitate de specii şi un circuit de substanţe (adică unschimb de substanţe dintre partea biotică şi abiotică) în interiorulsistemului".În mod curent ecosistemul se defineşte ca:sistemul format dintotalitatea organismelor care locuiesc un anume mediu abiotic, omogendin punct de vedere topografic, climatic şi biochimic, numit biotop.

Din definiţiile prezentate rezultă că ecosistemul natural este un sistem complex alcătuit dintr-o parte nevie (abiota, biotopul) şi una vie (biota, biocenoza) constituind unitatea de bază, elementară, de organizare şi funcţionare a ecosferei (biosferei).Ca unitate funcţională ecosistemul se poate realiza la orice dimensiuni (ex.: o pădure, o plantaţie pomicolă sau viticolă, o grădină de legume, o solă de grâu, o pajişte, un lac, un ocean etc.).Orice ecosistem se întemeiază pe desfăşurarea simultană a trei fluxuri fundamentale:

1. – fluxul energetic (de provenienţă externă - soarele);2. – fluxul substanţial (schimbul de substanţă dintre sistemele vii şi mediu);3. – fluxul informaţional (de provenienţă atât internă cât şi externă).

BiotopulTermenul a fost introdus în ştiinţă de F. Dahl (1908)şi derivă de la cuvintele greceşti "bios" = viaţă şi "tipos" = loc, mediu delimitat şi este definit ca: un complex de factori abiotici care influenţează organismele vii. În 1971 E.P. Odum defineşte biotopul ca locul de trai al unui organism sau al unei comunităţi.Este constituit din elemente ale:

- litosferei (solul, materialul geologic parental), - hidrosferei (apa),- atmosferei (CO2, O2, N etc.)

la care se adaugă:- radiaţia solară (lumina,temperatura) - substanţele ce rezultă prin interacţiunea dintre substrat şi comunitate.

12

După dicţionarul ecologic, biotopul este definit ca fiind: "locul ocupat debiocenoză, cuprinzând mediul abiotic (sol, apă, aer, factori climaticietc.) şi toate elementele necesare apariţiei şi dezvoltării organismelor".

Biotopul, prin componentele sale, constituie unul din elementele esenţiale ale structurii şi existenţei ecosistemelor.

În cadrul ecosistemelor se stabilesc anumite relaţii ale plantelor şi animalelor atât cu factorii mediului abiotic, cât şi cu aceia ai mediului biotic. Aceste relaţii pot îmbrăca forme foarte diferite, adesea foarte complexe, ce pot fi încadrate în noţiunea de "luptă pentru existenţă" sau de "relaţii cu mediul".Ecosistemele biosferei prezintă o varietate extrem de mare determinată de diversitatea biotopurilor, distribuţia neuniformă a speciilor şi intervenţia directă sau indirectă a omului.După originea lor ecosistemele pot fi: naturale (spontane) şi antropogene.Ecosistemele naturale, după natura biotopului, pot fi: ecosisteme terestre, marine şi de ape dulci, interioare.În biosferă, ecosistemele nu sunt izolate între ele, iar pentru realizarea unor studii de ansamblu sunt grupate în complexe de ecosisteme numite biomuri (biomi).

3.4. Structura ecosistemului

Orice ecosistem se caracterizează prin:- structură spaţială,dictată de caracteristicile biotopului şi concretizată prin modul

repartizării organismelor în spaţiul adecvat acestora- structură trofică, dată de componentele biocenotice şi exprimată prin relaţiile lor

trofice, prin care acestea îşi îndeplinesc rolul lor de vehiculator(transportor) al substanţei şi energiei în ecosistem. De asemenea, se poate spune că ecosistemul are şi o structură biochimică, produsă demetabolismul biocenozei.

A) Structura spaţială a ecosistemului

Ecosistemul apare împărţit în unităţi mai mari sau mai mici de acţiune, alcătuind o structură orizontală şi una verticală (configuraţie orizontală şi verticală).

a. Structura orizontală - permite delimitarea a trei categorii structurale: bioskena, consorţiul şi sinuzia.

1. Bioskena este cel mai mic spaţiu cu condiţii uniforme de existenţă şi un fond propriu de plante şi animale. Termenul a fost introdus pentru prima dată de zoologul român A. Popovici-Bâznoşanu(1937).Bioskena este recunoscută ca fiind cea mai mică subdiviziune spaţială a ecosistemului, reprezentând o unitate structurală elementară.Exemple: faţa superioară a unei frunze, fructul unei plante, trunchiul unui copac, suprafaţa exterioară a unui muşuroi, a unei căpiţe, a unei pietre, o bucată de lemn putred dintr-o baltă, suprafaţa unei dune de nisip etc.

2. Consorţiul este o grupare de indivizi din specii diferite în jurul unui organism individual cu rol de nucleu central, de care aceştia depind atât trofoecologic cât şi topografic. Termenul a fost introdus de Beklemişev (1951) şi adaptat de botanistul Ramennski (1952). In 1955, Tischler introduce termenul de biocorion, care ulterior a fost considerat sinonim cu cel de consorţiu.Nucleul central al consorţiului poate fi un organism individual vegetal sau animal, material organic mort, în care caz totalitatea indivizilor din speciile asociate îl folosesc ca bază trofică, direct sau indirect.

13

Exemple: un stejar grupează în jurul lui un inel de consumatori primari (fitofagii), care sunt înconjuraţi de inelul consumatorilor acestora şi de cel al răpitorilor mari; un molid constituie nucleul unui consorţiu diversificat: cu molidul sunt asociaţi lichenii şi muşchii de pe scoarţa sa, ciupercile ce învelesc rădăcinile, bacteriile şi micromicetele parazite, insectele de sub scoarţă, păianjenii şi unele specii de păsări.Consorţiul nu este un sistem de populaţii, ci un sistem de indivizi ce aparţin la diverse populaţii, reprezentând specii diferite. Cu alte cuvinte consorţiul este un complex de bioskene format din indivizi de la diverse specii, asociaţi în baza relaţiilor trofice.Când nucleul central este un animal, cu el se pot asocia un complex de ectoparaziţi, endoparaziţi şi simbionte (saprofagi), formând un consorţiu.

3. Sinuzia reprezintă partea structurală şi funcţională a ecosistemului, alcătuită dintr-o populaţie cu funcţie de nucleu central, în jurul căreia sunt grupate mai multe organisme sau populaţii. Sinuziile apar ca microbiocenoze legate de porţiuni elementarede biotop cu grad ridicat de omogenitate, dar nu perfect omogen.Termenul de sinuzie a fost introdus în ştiinţă de H. Gams (1918), provine din limba greacă şi are semnificaţia de asociaţie.Sinuzia poate fi privită ca o unitate structurală de nivel superior, formată din mai multe consorţii grupate în jurul unei populaţii. Sinuziile se delimitează topografic şi se denumesc pe baza spaţiului ocupat de specia dominantă, care este de regulă un producător primar. Exemplu: într-o cultură de porumb, locurile mai joase, depresionare, cu umiditate mai ridicată decât a biotopului din jur, sunt ocupate de regulă de pâlcuri de costrei (Echinochloa crus-galli) şi alte plante higrofile, reprezentând sinuzii ale ecosistemului respectiv.Sinuziile nu pot fi confundate cu ecosistemul, deoarece dimensiunile şi complexitatea lor relativ redusă nu fac posibilă instituirea de funcţii biogeochimice şi energetice proprii.

b. Structura verticalăÎn ecosistemele terestre, părţile structurale dispuse în raport cu axa verticală (pe înălţime)

prezintă o clară stratificare, etajare. Aceasta se observă mai ales în configuraţia vegetaţiei, motiv pentru care denumirea straturilor din ecosistemele terestre este de provenienţă botanică.Un strat este o grupare de sinuzii cu aproximativaceeaşi înălţime deasupra solului sau o grupare de componente ale solului situate la aproximativ aceeaşi adâncime (Hult, 1881).Stratificarea pe verticală rezultă în urma variaţiei factorilor fizici (temperatură, umiditate, lumină) şi a competiţiei interspecifice pentru lumină, apă şi hrană. Stratificarea este prezentă atât în ecosistemele terestre cât şi cele acvatice.Un ecosistem terestru are minimum trei straturi:

1. stratul mineral (bogat în substanţe minerale);2.stratul organic (bogat în substanţe de natură organică), în care asocierea dintre

organismele existente şi particulele de sol poartă denumirea de edafon;3. patoma, pelicula subţire de la suprafaţa solului cu organisme vii şi moarte, aşa numitul

planşeu al ecosistemului.Într-o pădure de foioase, pe lângă aceste trei straturi de bază maiîntâlnim:

un strat ierbaceu un strat de arbuşti un strat de arbori, fiecare cu fauna caracteristică.

Stratificarea verticală într-o pădure din Europa (vezi prezentarea PowerPoint):În pădurile tropicale, aparent stratificarea este mult diferenţiată, datorită numărului mare

de specii, fiecare cu un nivel diferit de creştere. Aici se întâlnesc mai multe straturi de arbori decât în pădurea temperată. O analiză mai riguroasă arată că, adeseori, în pădurile tropicale pluviale stratificarea pe verticală este greu de detectat, datorită biomasei extrem de bogate, a numărului mare de liane ce şterg limitele între straturi, dar se constată o puternică diferenţiere pe orizontală, la diverse înălţimi. Sunt prezente aşa numitele "soluri suspendate", acele aglomerări de material organic la baza frunzelor, pe ramurile groase,

14

unde se dezvoltă sinuzii de plante epifite şi o faună specifică.Structura unei păduri tropicale (vezi prezentarea PowerPoint).

În mediul acvatic stratificarea pe verticală a organismelor apare în mod similar, datorită variaţiei în concentraţie a factorilor fizici şi chimici (temperatură, O2, presiune, lumină, salinitate etc.).

Structura orizontală şi verticală a ecosistemului crează o mare diversitate ecologică, care a dus la o specializare trofică şi la o diversificare a nişelor ecologice, ceea ce atenuează concurenţa în relaţiile interspecifice şi contribuie la stabilitatea ecosistemului.

Un alt aspect important legat de structura spaţială a ecosistemului constă în repartizarea inegală pe verticală a proceselor energetice, prin intermediul stratificării. Astfel, în straturile superioare predomină procesele de asimilare a energiei, iar în cele inferioare, fenomenul de degradare finală a acesteia.

B) Structura trofică a ecosistemuluiEste dată de componenţa biocenozei şi se exprimă prin relaţiile trofice, ce asigură circulaţia substanţei şi transferul energiei înecosistem.Structura trofică reprezintă:ansamblul relaţiilor trofice care leagă speciile dintr-o biocenoză şi are la bază trei componente structurale:

1. producătorii primari –plantele autotrofe şi bacteriile chimiosintetizante, care prin intermediul fotosintezei sau chimiosintezei produc substanţe organice complexe (glucide, lipide, proteine);

2. consumatorii –animale care se hrănesc cu substanţe organice complexe deja elaborate. Pot fi:

consumatori de ordinul I (fitofagi, consumatori primari) care se hrănesc cu producători primari (plante);

consumatori de ordinul II, (consumatori secundari), care se hrănesc cu consumatori de ordinul I;

consumatori de ordinul III (consumatori terţiari), se hrănesc cuconsumatori de ordinul II etc.

Un loc aparte în categoria consumatorilor îl deţin organismele detritivore care se hrănesc cu materie organică moartă în descompunere ("detritus" vegetal sau animal). Din acestă grupă fac parte: viermi, miriapode, insecte, acarieni, moluşte.

3. descompunătorii – reprezentaţi prin bacterii, ciuperci, etc care descompun substanţele organice moarte până la substanţe anorganice (elemente minerale), făcând posibilă reutilizarea lor de către plantele autotrofe.

Din analiza relaţiilor trofice dintr-un ecosistem se evidenţiază faptul că fiecare specie se hrăneşte pe seama altei specii, consumând-o direct sau folosind compuşii ei metabolici, dar în acelaşi timp speciarespectivă devine sursă de hrană pentru alte specii.

Acest transfer de energie şi substanţă ce se realizează prin consumarea unor organisme de către altele poartă denumirea de circuit alimentar (circuit trofic).

Circuitele alimentare fac ca producătorii, consumatorii şi descompunătorii să se găsească într-o legătură organică permanentă.Transferul de energie în circuitele trofice nu poate fi sesizat decât prin intermediul circuitului de substanţă. Metabolismul substanţei semanifestă în procesul de hrănire, ceea ce face ca materia să circule dela o specie la alta ca într-un lanţ alimentar. Înlănţuirea dintre organisme, în care hrana circulă de la un capătla altul, respectiv de la baza trofică spre ultimul consumator, se numeşte lanţ trofic (Elton, 1927).

15

I. Puia şi V. Soran (1978), definesc lanţul trofic ca "modalitatea de transfer a energiei chimice potenţiale, inclusă în substanţele organice sintetizate de plantele verzi, grupelor de organisme heterotrofe prin consumări succesive".

Fiecare specie face parte dintr-una din verigile lanţului trofic.Numărul verigilor nu poate creşte la infinit, fiind limitat în primul rând de volumul redus

al bazei trofice, adică de cantitatea de substanţă care intră în veriga iniţială a consumatorilor şi în al doilea rând, de faptul că, la fiecare transfer, o mare parte din energia potenţială se pierde, trecând în căldură.

În funcţie de specificul hrănirii speciilor înlănţuite şi a modului cum este transferată substanţa de la o verigă la alta, distingem 3 tipuri de lanţuri trofice:

1. lanţul trofic de tip erbivor (pradă-prădător);2. lanţul trofic de tip parazitar;3. lanţul trofic de tip saprofag.

1. Lanţul trofic de tip erbivor are ca primă verigă plantele autotrofe – producătorii primari – care sintetizează substanţele organice, constituind rezervorul de substanţă şi energie pentru întreaga biocenoză. A doua verigă este reprezentată de animalele fitofage, în calitate de consumatori primari (ordinul I) (insecte fitofage, mamifere ierbivore, unele crustacee şi moluşte în mediul acvatic), care se hrănesc direct cu plante şi pregătesc hrana verigilor următoare, fiindconsiderate o adevărată "industrie cheie". A treia verigă o reprezintăanimalele zoofage, care se hrănesc cu consumatori primari, purtând denumirea şi de consumatori secundari (ordinul II) (păsări insectivore, coleoptere, carabide, multe mamifere). Ultima verigă este formată din specii de animale cu regim carnivor,care reglează prin consumare efectivele consumatorilor secundari, denumite consumatori terţiari (ordinul III). în acest tip de lanţ, cu cât ne depărtăm de prima verigă taliaanimalelor creşte, iar numărul lor descreşte (sunt şi excepţii).Exemple:a) iarbă → iepure → vulpe;b) Pinus silvestris → afide → coccinelide → păianjeni → păsăriinsectivore → păsări răpitoare;c) iarbă → lăcuste → păsări insectivore → păsări răpitoare;d) fitoplancton → zooplancton (crustacee) → puiet de crap → peştirăpitoriÎn acest tip de lanţ trofic atât producătorii primari cât şi consumatorii nu pun în circulaţie toată biomasa produsă, respectiv pe baza căreia se hrănesc, o parte uneori apreciabilă devenind masă organică moartă (necromasă) care este angrenată în lanţuri trofice saprofage.în condiţii naturale, plantele verzi fixează sub formă de substanţă2. Lanţul trofic parazitar – funcţionează prin parazitarea sucesivă a unei specii de către alta şi este format din paraziţi vegetali sau animali care consumă substanţă vie din corpul plantelor şi animalelor. Veriga iniţială este tot planta şi apoi un fitofag sau zoofag pe care trăieşte parazitul sau câteva verigi de paraziţi, legaţi prin fenomenul de hiperparazitism.Exemple:a) plantaţie pomicolă → omida fluturelui Euproctis chrysorhaea →viespea braconidă Meteorus (coconii) → viespea pteromelidă Eupteromalus nidulans;b) spic grâu → ciuperca Puccinia graminis → bacteria Xanthomonas uredovorus → bacteriofag;c) cartof → mana cartofului (Phytophtora infestans).în acest tip de lanţ trofic talia organismelor descreşte progresiv, de la bază spre vârf, iar numărul de indivizi creşte.3. Lanţul trofic saprofag se bazează pe consumatori de diferite ordine ce se hrănesc pe seama necromasei (materie organică moartă, vegetală sau animală), formând circuite detritice.Veriga întâi este reprezentată de materia organică moartă (detritus), a doua de organismele detritivore, iar următoarea de răpitorii acestora.Exemplu: într-un lac: - nămol cu detritus → larve de chironomide → plătica → peşti răpitori.

16

Lanţurile trofice de tip saprofag, de regulă sunt scurte şi se grefează la fiecare nivel al lanţului trofic erbivor şi are ca finalitate descompunerea parţială a substanţelor organice, până la mineralizare.

Acţiunea de degradare a materiei organice moarte pe care o încep saprofagii este continuată de descompunători.Prin activitatea lor saprofagii şi descompunătorii refac resursele producătorilor, constituind o a doua "industrie cheie" în ecosistem.

17

Totalitatea organismelor care aparţin la una din verigile lanţului trofic şi care-şi obţin hrana de la plante prin acelaşi număr de trepte constituie un nivel trofic.Există 4 niveluri trofice:

- nivelul producătorilor,- nivelul consumatorilor primari,- nivelul consumatorilor secundari,- nivelul consumatorilor terţiari.

Descompunătorii nu formează un nivel trofic separat, deoarece se grefează pe fiecare din nivelurile amintite.

Omul este şi el angrenat în circuitul alimentar, ocupând în general o poziţie intermediară între consumatorii primari şi cei secundari, în raţia lui intrând atât hrana vegetală cât şi cea animală.

Lanţurile trofice liniare sunt numai în biocenozele cu structură simplă, cu puţine specii. În restul biocenozelor lanţurile trofice sunt ramificate şi legate între ele, deoarece acelaşi organism poate aparţine în acelaşi timp la mai multe niveluri trofice (omnivorele, unele carnivore ce atacă atât zoofage cât şi erbivore).

Rezultă astfel o împletire complicată a lanţurilor trofice, legate prin specii cu valoare de "noduri", care se numeşte reţea trofică.

Ecosistemele structurate pe scheletul unor lanţuri trofice complexe care includ producători şi consumatori de diferite ordine poartădenumirea de ecosisteme majore sau autotrofe. Au o bază trofică proprie care le asigură funcţionarea: pădurile, pajiştile, culturile agricole,lacurile sunt ecosisteme majore.

În natură sunt şi ecosisteme din a căror lanţuri trofice lipsesc producătorii primari şi din această cauză baza lor trofică se află în afara ecosistemelor, astfel că lanţurile trofice se realizează printr-un aport de substanţe organice din alte ecosisteme. Acestea se numesc ecosisteme minore sau heterotrofe. Sunt reprezentate prin ecosisteme de peşteri, abisuri oceanice, complexe de creştere a animalelor etc.

Structura trofică se poate exprima grafic sub forma unei piramide ecologice, având în vedere că în general numărul indivizilor se reduce de la nivelul consumatorilor primari spre cei terţiari.

Baza acestor piramide este reprezentată de producători sub formă de număr,biomasă sau flux de energie, peste care se suprapune ponderea indivizilor din celelalte niveluri trofice, determinând înălţimea piramidei.Se pot concepe trei tipuri de piramide ecologice:

a) piramida numerelor;b) piramida biomasei;c) piramida energiei.

În fiecare din cele trei posibilităţi de exprimare, baza existenţei ecosistemului o constituie plantele verzi, adică producătorii primari.Proporţia producătorilor primari în biomasa ecosistemului este variabilă, fiind de 90% la exprimarea pe bază energetică şi de 98% la cea pe baza biomasei acumulate sau a numărului de indivizi existenţi.

În comparaţie cu producătorii primari, proporţia consumatorilor primari în ecosistem este mică, fiind cuprinsă între 1-9%, numai în cazul unor dezechilibre ecologice se poate ajunge la o creştere masivă a efectivelor populaţiilor de consumatori primari. în acest caz asistăm la înmulţirea neobişnuită a unei specii, pe care o considerăm dăunătoare.

În ecosistemele cu o diversitate pronunţată (număr mare de specii componente) şi o mare stabilitate, probabilitatea ca o singură specie din lanţurile trofice să devină dăunătoare, perturbând structura şi funcţiile unui ecosistem natural, este foarte redusă. Acest fapt este datorat funcţionării

18

prompte a mecanismelor de retroacţiune negativă, care ponderează neîncetat dimensiunile populaţiilor tuturor speciilor ce coabitează într-un ecosistem natural.în agroecosisteme, probabilitatea transformării unei specii într-un flagel este mare, din cauza reducerii diversităţii şi micşorării posibilităţilor de realizare a retroacţiunilor negative.

Consumatorii secundari, constituiţi din animalele carnivore şi entomofage, se găsesc într-o proporţie redusă într-un ecosistem natural, de regulă sub 1%. în schimb, prin activitatea lor, prin controlul ce-l exercită asupra consumatorilor primari, ei joacă un rol pozitiv în menţinerea structurii şi funcţiilor unui ecosistem.

a) Piramida numerelor reflectă numărul indivizilor tuturor speciilor din nivelurile trofice înlănţuite, pe o unitate de suprafaţă sau volum. Piramida numerelor acordă importanţă egală tuturor indivizilor unui nivel, indiferent de greutatea lor, de aceea se consideră că nu este edificatoare ca metodă de reflectare a legităţilor sub care se desfăşoarărelaţiile trofice în ecosistem.

b) Piramida biomasei reflectă raporturile privind greutatea organismelor tuturor speciilor din nivelurile trofice ale unui ecosistem, unitatea de suprafaţă sau volum. Se obţin astfel piramide în formă de trepte. Prezintă dezavantajul că exagerează rolul organismelor mari, nu ţine cont de compoziţia chimică a ţesuturilor şi de factorul timp.

c) Piramida energiei reflectă viteza de producere a hranei în nivelurile trofice, fiind denumită şi piramida productivităţii. Reprezentarea succesivă a nivelurilor trofice sub forma unei piramide se numeşte în ecologie piramidă trofică sau piramidă eltoniană, de la ecologul englez Ch. Elton (1927), care a descris pentru prima dată, cantitativ, structura trofică a ecosistemelor.

Piramida inversă de biotopOrganismele situate pe nivelurile superioare ale piramidei eltoniene se deplasează pentru

procurarea hranei pe suprafeţe cu atât mai mari (deci biotopuri cu atât mai numeroase), cu cât se apropie mai mult de vârful piramidei. Exemplu: uliul (consumator terţiar) îşi procură hrana din păşuni, fâneţe, terenuri arabile, păduri sau chiar din intravilan. Păsările insectivore (consumatori secundari) vânate de uliu precum şi erbivorelede dimensiuni mici (iepurii) se deplasează pentru a se hrăni pe distanţemai mici, pe păşuni, terenuri cultivate etc. Reprezentate grafic, nivelurile trofice şi ecosistemele din careorganismele îşi procură hrana, rezultă o piramidă cu vârful în jos.Acest tip de piramidă ne determină să constatăm că rezervaţiile naturale destinate pentru a ocroti unele specii de plante pot avea suprafeţe mai reduse în comparaţie cu suprafaţa rezervaţiilor pentru ocrotirea consumatorilor (în special a carnivorelor de vârf) care explorează suprafeţe foarte mari pentru procurarea hranei.

C) Structura biochimicăSub aspect biochimic, biocenoza se prezintă ca un sistem de canale prin care circulă metaboliţi de la un organism la altul, de la biocenoză la biotop. Cea mai mare parte din produşii metabolici circulă prin reţeaua trofică, iar o fracţiune redusă este eliminată în biotop, de unde este recepţionată selectiv de către populaţiile biocenozei.Metaboliţii care în biosferă joacă rolul de "semnal" se numesc ecomoni, ergoni sau substanţe ectocrine. Când sunt secretaţi de plante poartă denumirea de substanţe alelopatice, iar când sunt secretaţi de animale, se numesc feromoni sau alomoni.Fiziologul german H. Molisch (1939) denumea alelopatia caAlelopatia (cuvântul derivă de la cuvintele greceşti "alelos" = reciproc, mutual şi

"pathe" = influenţă, acţiune.)reprezintă fenomenul de influenţare biochimică între organisme.

19

Organismele ce sintetizează şi elimină substanţe alelopatice se numesc emiţătoare sau donatoare, iar cele care interceptează aceşti metaboliţi se numesc receptoare sau acceptoare.

Tipuri de substanţe alelopatice:1) colinele (G. Grümmer – 1955) sunt substanţe secretate de plante superioare (eliminate prin rădăcini, frunze sau alte organe) care inhibă sau întârzie dezvoltarea altor plante superioare (bioinhibitori).2) fitoncidele (S.K. Waksmann – 1943, B.T. Tokim – 1951) sunt substanţe produse de plante superioare care anihilează sau inhibă dezvoltarea unor microorganisme. Sunt bine cunoscute fitoncidele din ceapă, usturoi şi hrean.

Plantele superioare elimină în sol şi unele substanţe cu rol pozitiv asupra unor microorganisme (substanţe nutritive; substanţe stimulatoare - auxine , vitamine).

3) marasminele şi toxinele bacteriene sunt substanţe produse de microorganisme cu rol negativ asupra dezvoltării plantelor superioare. Unele microorganisme sintetizează şi substanţe cu rol pozitiv asupra plantelor superioare (auxine, gibereline, vitamine etc.).

4) antibioticele (A. Fleming – 1929) sunt substanţe secretate de unele microorganisme cu rol în inhibarea înmulţirii, creşterii şi dezvoltării altor microorganisme. Uneori prin antibiotice se poate provoca moartea microorganismului concurent (penicilina este sintetizată de diferite mucegaiuri şi distruge un număr mare de specii de bacterii).5) alcaloizii şi glicozizii sunt produşi vegetali toxici pentru animale (fitofagi). Plante ce conţin alcaloizi: Conium maculatum (coniina, coniceina,conhidrina); Atropa beladona (atropina, beladonina, apoatropina, hiosciamina, scopolamina); Ricinus communis (ricinina); Colchicum autumnale (colchicina, colchiceina).

Glicozizii sunt substanţe complexe care prin hidroliză disociază în una sau mai multe oze şi o substanţă neglucidică numită aglicon sau genină. În funcţie de natura agliconului, glicozizii pot fi: cianogenici (agliconul este o cianhidrină), prezenţi la cca. 1 000 de specii (Glyceria maxima, Sorghum bicolor, Vicia angustifolia, Sambucus nigra); cu sulf (pun în libertate substanţe sulfurate, iritante – sevenoli), prezenţi în plante din fam. Cruciferae (sinigrina, sinalbina); cardiotonici; lactonici; antracenici; saponine; glucoalcaloizi.

Omul, prin activitatea sa, poate interveni în structura biochimică a ecosistemelor, producând uneori grave perturbări, prin împrăştierea unor substanţe poluante în biotop.

Principalele interacţiuni biochimice care ar putea reprezenta baza unor intervenţii utile în scopul măririi recoltei în ecosisteme sunt:

a) Interacţiuni biochimice în lumea plantelor superioareAntagonismele se manifestă când colinele secretate de unele plante superioare inhibă

dezvoltarea altor plante superioare (susaiul, Sonchus arvensis inhibă creşterea şi dezvoltarea normală a sfeclei pentru zahăr, porumbului, florii soarelui etc.; odosul, Avena fatua inhibă dezvoltarea cerealelor păioase, în special a ovăzului; nucul, Juglansnigra inhibă dezvoltarea multor plante – cartofi, tomate, lucernă etc.; pirul, Agropyron repens inhibă dezvoltarea multor culturi; Aprofundarea cercetărilor asupra colinelor plantelor ar putea conduce la extragerea şi sinteza pe scară lărgită a unor erbicide de origine vegetală sau la crearea de soiuri de plante cultivate care să elimine în mediu coline împotriva buruienilor.

Sinergismele reprezintă o stimulare reciprocă a două specii ce cresc împreună. Colinele secretate de unele plante au efect pozitiv, stimulator asupra altora, cu care convieţuiesc. Exemplu: gramineele cresc mai bine în amestec cu leguminoasele

Acţiunea sinergică se manifestă şi prin profilaxia unilaterală sau reciprocă faţă de boli şi dăunători. Astfel, în cultura intercalată de morcov cu praz se împiedică depunerea ouălor atât de musculiţa morcovului (Psilla rosea) cât şi a muştei cepei (Hylemia antiqua); în

20

cultura de varză, cânepa limitează atacul fluturelui Pieris brassicae; în cultura de cartof cânepa reduce atacul de mană (Phytophtora infestans).

b) Interacţiuni biochimice în lumea plantelor inferioare şi bacteriilorNumărul de metaboliţi produşi de alge, ciuperci, bacterii este foarte mare şi variat. Analizând relaţiile dintre ciuperci şi bacterii se constată mai multe tipuri de interacţiuni biochimice: stimulare reciprocă, inhibiţie reciprocă, indiferenţă, inhibiţie unilaterală.c) Interacţiuni biochimice ale plantelor superioare cu plante inferioare şi cu bacterii, ciuperciInteracţiunile plantelor superioare cu bacteriile şi micromicetele se desfăşoară mai ales în sol, prin intermediul rizosferei (stratul de sol ocupat de rădăcini bogat în materie organică şi microorganisme). Multe bacterii elaborează în sol substanţe biotice active, cum ar fi vitaminele din grupul B (B1, B2, B6, B12, biotina etc.) ce au o acţiune stimulatoare asupra plantelor superioare.

O interacţiune pozitivă strânsă între unele plante superioare şi unele ciuperci, la nivelul sistemului radicular formează micoriza.

Micoriza favorizează metabolismul natural al plantelor, mai ales absorbţia fosforului şi furnizează rădăcinilor auxine. Se consideră că rădăcinile exercită o acţiune trofo-fizică asupra ciupercii şi nu alelopatică (primeşte glucidele necesare vieţii).

Simbioza reprezintă o convieţuire reciproc avantajoasă ce se stabileşte la nivelul sistemului radicular al plantelor cu flori şi implică relaţii biochimice de natură trofică şi profilactică. Astfel, bacteria Rhyzobium leguminosarum trăieşte în simbioză cu rădăcinile leguminoaselor formând nodozităţi. În acest caz simbioza este specifică, adică fiecare specie de plantă leguminoasă acceptă ca simbiontă o anumită specie de Rhyzobium. Recunoaşterea se realizează prin intermediul unei proteine specifice produsă de plantă(ex: trifolin la trifoi) care permite pătrunderea numai a bacteriei respective. d) Interacţiuni biochimice la animaleLa animale, substanţele metabolice secundare elaborate cu rol în relaţiile intraspecifice se numesc feromoni, iar în relaţiile interspecifice, alomoni.

Feromonii de atracţie a sexelor asigură întâlnirea celor două sexe în vederea reproducerii. Fenomenul este utilizat în lupta integrată (capcane cu fermoni sexuali).

Feromonii de marcare sunt utilizaţi pentru însemnarea partenerului, a puilor, a teritoriului, a surselor de hrană (ex.: la albine, furnici, asigurând accesul rapid al întregii colonii la aceste resurse).

Feromonii de agregare sunt specifici unor insecte (lăcuste, gândaci de scoarţă), determinând formarea de colonii cu dimensiuni optime pentru reproducere şi pentru folosirea hranei.

Feromonii de alarmă determină reacţii de apărare la ceilalţi semeni din populaţia sa.

Alomonii sunt produşi metabolici cu rol de apărare sau de atac împotriva altor specii. Aceşti metaboliţi provin din secreţii proprii (albine, viespi, şerpi etc.) sau sunt integraţi în corpul emiţătorului odată cu hrana (gândacul de Colorado - Leptinotarsa decemlineata).e) Interacţiuni biochimice plante – animale fitofageîntre plante (producători primari) şi animalele fitofage există atât interrelaţii trofice, cât şi biochimice. Acestea sunt de două tipuri: toxină-antitoxină şi de tip hormonal.

Plantele elaborează în procesul metabolic un număr apreciabil de compuşi toxici (alcaloizi, glicozizi, saponine, taninuri etc.) cu rol înlimitarea atacului fitofagilor. Aceste toxine au impus fitofagilor reacţia de elaborare a unor produşi cu rol de neutralizare – antitoxine, care audeterminat la rândul lor noi strategii de apărare din partea plantelor şieliminarea de noi toxine.Pe această cale insectele fitofage au acumulat gene care le fac rezistente faţă de toxinele vegetale. Astfel, unele specii de insecte nu sunt distruse complet de produsele chimice industriale.

21

În acelaşi areal, în timp, s-a stabilit o stare de echilibru între plantă şi fitofag, coexistând în ecosisteme.

Contactul unei plante cu un fitofag nou faţă de care nu are mijloace de apărare poate duce la dispariţia sa (ex:viţa de vie europeană cu filoxera Phyloxera vastatrix)..3.5. Funcţiile ecosistemului

Funcţionarea unui ecosistem se bazează pe interacţiunile ce se stabilesc între speciile biocenotice şi între acestea şi biotop.

1. funcţia energetică 2. funcţia de circulaţie a materiei prin ecosistem. 3. funcţia de autoreglare a stărilor ecosistemului (homeostazie).

22

Funcţia energetică ecosistemului

Viaţa este posibilă pe Terra datorită faptului că un flux continuu de energie solară intră zilnic în ecosistem, iar în acelaşi timp, cantităţi mari de energie termică (de pePământ) intră în cosmos.

Transformările energetice din ecosistem se desfăşoară conform principiilor termodinamicii.

Primul principiu al termodinamicii stabileşte că energia unui sistem poate trece dintr-o formă în alta, dar nu se creează din nou şi nu dispare, acesta se numeşte principiul conservării energiei.

Astfel, energia radiantă care ajunge la plante este transformată, în prezenţa clorofilei, în energie chimică pe care plantele o depozitează în molecule de glucide, lipide, protide etc., iar prin consumarea lor de către animale energia trece în corpul acestora din urmă. Atât în plante cât şi în animale energia chimică conţinută în molecule este eliberată în procesul respiraţiei şi utilizată în toate procesele vitale. O parte din această energie se transformă în căldură, iar în final, după moartea organismelor, toată energia chimică amoleculelor organice este transformată de către descompunători în energie calorică.

Din primul principiu al termodinamicii reiese faptul că intrările de energie într-un sistem trebuie să fie egalate de ieşiri, deci printr-un ecosistem energia se scurge într-un flux continuu.

Al doilea principiu al termodinamicii este acela al degradării energiei, care arată că în orice proces de transformare a energiei, o parte din energia potenţială se degradează sub formă de căldură şi este dispersată. De aici rezultă că randamentul transformării este <1.

Energia degradată sub formă de căldură nu mai poate fi reutilizată de către ecosistem, ceea ce impune intrarea de noi cantităţi de energie potenţială - deci fluxul de energie ce se scurge prin ecosistem este unidirecţional.

Din energia radiantă absorbită de plante 7/8 sunt eliberate sub formă de căldură în timpul fotosintezei şi numai 1/8 este încorporată în energia potenţială a alimentelor. Tot restul lumii primeşte energie chimică potenţială de la plante, de aceea, din punct de vedere energetic plantele sunt denumite organisme fixatoare de energie, iar descompunătorii, eliberatori de energie.

Sursa principală de energie pentru ecosisteme este radiaţia solară, la care se adaugă într-o proporţie foarte mică, energia chimică a unor substanţe abiotice utilizată de către microorganismele capabile de chemosinteză.Energia radiantă emisă de Soare, ajunsă în straturile superioare ale atmosferei (incidentă pe Terra), este de 1,98 cal/cm2/min., cantitate de energie cunoscută sub numele de constantă solară.Componenţa spectrală a acestei energii radiante este următoarea:

- 10% radiaţii ultraviolete (cu lungimea de undă 0,1-0,4 μ);- 45% radiaţii din spectrul vizibil (λ = 0,4-0,7 μ);- 45% radiaţii infraroşii (λ = 0,7-10 μ).

Un rol esenţial pentru fotosinteză îl au radiaţiile albastre (λ = 0,4- 0,5 μ) şi roşii (λ = 0,4- 0,7 μ) din spectrul vizual, care sunt absorbite uşor de clorofilă. însă, nu toată cantitatea de energie ce reprezintă constanta solară ajunge până la sol.

Din totalul energiei incidente pe terra, circa 42% (radiaţii infraroşii şi ultraviolete) este absorbită de ozon, vaporii de apă, particulele de praf etc. şi apoi radiată în spaţiu sub formă de căldură, iar 58% ajunge la suprafaţa solului.Din aceasta 80% este reflectată în spaţiu şi numai 20% este absorbită în sol, apă, vegetaţie. Vegetaţia absoarbe circa 1300 kcal/m2/zi. Din această cantitate se utilizează în sinteza substanţelor organice doar 1-5%, iar restul 95-99% se pierde prin procesele de transpiraţie şi respiraţie. Circa ½ din energia fixată se pierde sub formă e căldură în timpul respiraţiei, încât eficienţa fotosintetică pentru ansamblul biosferei este 0,1% (Duvigneaud).

23

Se consideră că 80-90% din energia primită de organismele unui nivel trofic este folosită înainte de a fi transferată la nivelul trofic următor. Deci, conţinutul energetic al unui nivel trofic dat reprezintă 1/10 din conţinutul energetic al nivelului trofic precedent.Aceasta este aşa numita lege a celor zece procente, care arată că doar 10% din energia unui nivel trofic poate fi captată de organismele nivelului trofic imediat superior.

Funcţia de circulaţie a materiei prin ecosistem

Biocenoza, în baza structurii ei trofice, în procesul de hrănire, realizează circulaţia materiei în ecosistem.

Circulaţia substanţei se face într-un permanent circuit, în care diversele elemente chimice sunt constant reciclate. Substanţa pătrunde în biocenoză din biotop sub forma unor combinaţii de atomi ai elementelor chimice.

Circulaţia substanţei din mediul abiotic în plante. Plantele folosesc aceste combinaţii sub formă de soluţii apoase, iar cu ajutorul energiei solare atomii asimilaţi sunt incluşi în structurile substanţei organice prin procesul de fotosinteză. Deci, plantele asigură intrarea selectivă a elementelor din biotop în biocenoză. Elementele mai pot pătrunde în bicenoză, dar în proporţie redusă şi prin integrarea sau absorbţia lor directă de către consumatori. Atât proporţia cât şi viteza de absorbţie a elementelor de către biocenoză, constituie o caracteristică a fiecărui ecosistem.

De la producătorii primari atomii elementelor respective trec la consumatori prin reţeaua trofică, spre nivelurile superioare. Ajunse în organismul consumatorilor, elementele sunt scindate în radicali mai simpli, dintre care unii sunt eliminaţi sub formă de deşeuri metabolice, alţii sunt reţinuţi pentru a fi utilizaţi în noi sinteze, iar alţii sunt depozitaţi fără a putea fi eliminaţi. în procesul de eliminare-reţinere, unele elemente realizează concentraţii crescânde spre nivelurile superioare ale piramidei trofice. Acest proces poartă denumirea de concentrare – acumulare sau amplificare biologică.Exemplu: într-un lanţ alimentar acvatic cu cinci verigi, concentraţia de DDT creşte de aproximativ de 10 milioane de ori, acumulându-se în special în ţesuturile grase ale organismelor (de la 0,000003 ppm DDT în apă, la 25 ppm în ţesuturile păsărilor consumatoare de peşti carnivori).Cunoaşterea acestui proces are o importanţă deosebită pentru că unele substanţe toxice ce au în biotop concentraţii reduse (pesticide,metale grele etc.) pot ajunge la unii consumatori din vârful piramidei trofice (răpitoare, om) la concentraţii foarte mari ce pot deveni letale.

Descompunătorii grefaţi la fiecare nivel trofic, mineralizează substanţele organice din organismele moarte şi asigură astfel transferul elementelor din biocenoză în biotop.Acest ciclu trofic poate fi prezentat astfel:

Circulaţia substanţelor la nivelul biosferei formează cicluri sau circuite biogeochimice globale. Ele se pot împărţi în două tipuri fundamentale: tipul sedimentar (fosfor, sulf) şi tipul gazos (azot, oxigen, carbon). De asemenea, un rol major la nivelul biosferei îl reprezintă circuitul apei.

Funcţia de autoreglare a stărilor ecosistemului (homeostazie).

Stabilitatea ecosistemului constă în capacitatea acestuia de a-şi menţine relativ constantă structura şi funcţiile.După G.H. Oriens (1975) stabilitatea se caracterizează prin:a. Constanţă, lipsa unor modificări ale unuia sau mai multor parametri ai ecosistemului;b. Persistenţă, supravieţuirea ecosistemului în timp, cu toate componentele sale;c. Inerţie, capacitatea ecosistemului de a rezista perturbărilor din exterior;d. Elasticitate, viteza de revenire a ecosistemului la stareadinaintea perturbării;e. Amplitudine, considerată drept măsură a îndepărtării de stareainiţială până la punctul de unde mai este permisă revenirea la starea

24

stabilă;f. Invariaţie ciclică, proprietatea ecosistemului de a oscila, odată cu trecerea timpului, în jurul unei stări de echilibru;g. Invariaţia traiectoriei, însuşirea ecosistemelor de a se orienta, îndrepta şi evolua în timp spre o stare de "climax climatic";Menţinerea stabilităţii ecosistemului se realizează prin autoreglare.Rolul acesteia este de a păstra o stare de echilibru între populaţiile componente ale ecosistemului, de a nu permite oscilaţii numerice prea mari a populaţiilor, determinând o anumită stabilitate în structura şi funcţionarea ecosistemului.Stabilitatea este cunoscută în ecologie prin conceptul de homeostazie. Acesta derivă de la cuvintele greceşti "homoios" = asemănător şi "stasis" = stare.A.A. Loginov (1979) afirma că homeostazia ecologică trebuie înţeleasă ca rezultanta conlucrării tuturor mecanismelor, mai ales a celor interne, ce se manifestă în menţinerea stabilităţii ecosistemelor

În ecosisteme, homeostazia ecologică se prezintă ca un proces complex, cu mai multe laturi, dintre care se remarcă: diversitatea, complexitatea şi stabilitatea.Diversitatea reprezintă numărul de elemente componente, în special vii (specii) şi de procese diferite calitativ care caracterizează un ecosistem pe unitate de spaţiu şi timp.Complexitatea ecosistemelor reprezintă numărul de legături ce se pot stabili între diferite elemente ale unui ecosistem.Aceste două proprietăţi fundamentale, influenţează şi determinăstabilitatea ecosistemului.După G.H. Oriens (1975) stabilitatea în ecologie este o tendinţă a ecosistemului de a rămâne în apropierea unui punct de echilibru după ce a suferit o perturbare. Deci, sunt stabile acele ecosisteme care au o capacitate mare de rezistenţă la factorii perturbabili (inclusiv omul) şi se menţin invariate un timp îndelungat.Se poate conchide că stabilitatea este una din proprietăţile esenţiale ale unui ecosistem, prin care acesta îşi menţine în anumite limite, integralitatea structurală şi funcţională, revenind în urma oricăror perturbări, cu cea mai mare probabilitate la una din stările iniţiale posibile.

3.6. Productivitatea biologică

Ramura ecologiei care se ocupă cu studiul formării şi repartiţiei biomasei în biosferă poartă denumirea de biologia productivităţii (B. Stugren 1982, 1994). Biomasa reprezintă cantitatea de substanţă vie sau moartă existentă la un moment dat într-un ecosistem sau pe un nivel trofic al acestuia. Ea se poate exprima prin greutatea totală sau masa componentelor biocenotice raportată la unitatea de suprafaţă (g/m2,kg/ha etc.), ori prin cantitatea de energie inclusă în substanţa vie (kcal/m2, Mj/ha etc.).Producţia biologică este cantitatea de substanţă organică realizată de un sistem biologic (individ, populaţie, biocenoză) într-un interval de timp, adică volumul, cantitatea de recoltă la un moment dat.Productivitatea biologică reprezintă cantitatea de substanţă vie produsă într-o unitate de timp, la unitatea de suprafaţă sau volum, de către un nivel trofic dat sau de componenţii săi (g/m2/an, t/ha/an etc). Cu alte cuvinte, reprezintă viteza de acumulare a biomasei şi se poatereferi la productivitatea substanţei (cantitatea de substanţă organică produsă de un sistem viu în unitatea de timp), sau de productivitatea energiei (cantitatea de energie înglobată în moleculele organice proprii).

Productivitatea poate fi:- primară, când este realizată de plantele autotrofe;- secundară, când este realizată de consumatori.

25

Producţia de energie se referă la cuantumul de energie depozitată în moleculele organice proprii de către un organism, o populaţie sau o biocenoză.Recolta reprezintă cantitatea de substanţă organică preluată întro unitate de timp din biocenoză de către forţe externe (prădători, consumatori umani etc.).Rata productivităţii unui nivel trofic arată eficienţa acestuia în raport cu nivelul trofic anterior, precum şi eficienţa economică în cadrul nivelului respectiv, adică rata gradului de producere a materiei organice faţă de gradul de absorbţie, fiind numită şi randamentul ecologic de creştere.Dacă ne referim la rata substanţei, rezultă relaţia:B + Q > B + ΔB (B. Stugren, 1975), în care:- B este cantitatea de biomasă pe un anumit nivel trofic, înmomentul t0;- Q este cantitatea de hrană acceptată de la nivelul trofic inferior înmomentul t0

- ΔB este sporul de biomasă realizat după timpul dt;Relaţia de mai sus se explică prin aceea că o parte din cantitatea de hrană a fost folosită pentru desfăşurarea proceselor fiziologice ale organismului.De obicei se calculează randamentul energetic, exprimându-se prin kcal fixate în biomasa produsă pe unitatea de suprafaţă.

3.6.1. Categorii de productivitateÎn funcţie de cele două categorii de organisme, autotrofe şi heterotrofe, productivitatea

poate fi: primară şi secundară.3.6.2. Factorii ecologici de care depinde productivitatea

Fluxul de energie solară reprezintă condiţia esenţială pentru realizarea productivităţii primare brute pe Terra, de care depinde productivitatea primară netă şi cea secundară.Fracţia radiaţiei solare cu rol în procesul de fotosinteză este reprezentată de lumina directă şi cea difuză. Lumina directă este componenta de bază în complexul proces fotosintetic.în ecosistemele terestre intensitatea captării luminii directe depinde de proprietăţile vegetaţiei, cum ar fi: aria foliară, gradul de înclinare al frunzelor faţă de planul orizontal, reflecţia frunzelor şi orientarea acestora.Există o legătură foarte strânsă între rata productivităţii, aria foliară şi gradul de înclinare al frunzelor.Astfel, la plantele cu grad ridicat de înclinare a frunzelor producţia creşte odată cu creşterea suprafeţei foliare, deoarece pătrunde suficientă lumină în întregul strat al vegetaţiei, ceea ce permite o productivitate crescută pe ansamblu. La plantele cu o dispunere orizontală a frunzelor se va înregistra o productivitate maximă la periferia stratului vegetal, în timp ce în profunzime frunzele sunt umbrite, ducând la scăderea productivităţii pe ansamblu.Reflecţia frunzelor duce la împrăştierea luminii şi s-a constatat că un coeficient înalt de împrăştiere poate avea un efect pozitiv asupra productivităţii primare la intensităţi luminoase înalte şi la o suprafaţă foliară ridicată şi un efect negativ la intensităţi luminoase slabe şi suprafaţă foliară redusă. Îmbătrânirea frunzelor are un efect negativ asupra randamentului fotosintetic şi este mai accentuat cu cât suprafaţa foliară este maimare. Lumina difuză are un rol major asupra productivităţii primare, întrucât contribuie la creşterea iluminării frunzelor din profunzimea stratului vegetal şi implicit măreşte randamentul fotosintetic.

Fondul de substanţe abiotice din mediu are influenţă asupra productivităţii primare în egală măsură cu radiaţia solară. Lipsa sau insuficienţa unui element indispensabil creşterii, după legea minimului, poate fi un factor limitant şi pentru productivitatea plantelor. Productivitatea va creşte în măsura în care factorii ecologici se găsesc în cantităţi şi proporţii optimizate.

Condiţiile de climă influenţează productivitatea prin multiplele sale caracteristici (fotoperioadă, temperatură, precipitaţii, umiditate etc.). Astfel, productivitatea este mai ridicată în

26

regiunile cu zile mai lungi, cu climat cald şi umed, faţă de cele cu zile scurte, cu climat caldşi uscat, unde consumul de energie prin transpiraţie este mai mare.

Coeficientul de descompunere este dat de raportul dintre biosinteză şi descompunere. între aceste două procese trebuie să se menţină un anumit echilibru, care să asigure o bună circulaţie a substanţelor, pentru a garanta o eficienţă maximă a productivităţii.Acest coeficient depinde de temperatură, umiditate etc. Astfel, descompunerea se realizează cu greutate în condiţii de temperaturi scăzute şi deficit de precipitaţii, ori la exces de umiditate şi temperaturi scăzute, în timp ce odată cu creşterea temperaturii, dacă celelaltecondiţii sunt optime, viteza de descompunere se măreşte. Pentru o creştere a temperaturii cu 10 ºC, coeficientul de descompunere creşte de 2-3 ori. Aşa se explică descompunerea foarte rapidă a materiei organice în zonele tropicale.

Variaţia biomasei producătorilor influenţează asupra productivităţii prin faptul că randamentul productivităţii este scăzut când biomasa producătorilor nu este constantă, atât cantitativ cât şi calitativ. Când plantele nu produc suficientă hrană, scade productivitatea întregii biocenoze. Aceste variaţii sunt evidente sezonier în zonele cu climattemperat. Primăvara şi în prima parte a verii condiţiile climatice favorizează o intensă activitate fotosintetică a plantelor, determinând o creştere a producţiei de fitomasă, ce permite înmulţirea fitofagilor, a prădătoriloretc. în timpul iernii aceste procese sunt reduse considerabil, principala cauză fiind volumul mic de hrană de provenienţă vegetală.

Migraţiile dintr-o biocenoză în alta (păsări, mamifere) pot fi considerate transfer de biomasă, uneori cu influenţe majore asupra productivităţii.

Acumularea substanţelor nutritive în volumul edafic explorat de rădăcini sau levigarea (spălarea) acestora sub nivelul accesibil rădăcinilor influenţează direct productivitatea primară şi cu consecinţe asupra productivităţii secundare.

Activitatea economică a omului (antropizarea) se răsfrânge asupra productivităţii biologice din ecosistemele agricole, silvice şi, din ce în ce mai mult, asupra biocenozelor din toate celelalte ecosisteme.

3.7. Dinamica şi dezvoltarea ecosistemului

3.7.1. Dinamica ecosistemuluiCu toată stabilitatea lor, ecosistemele sunt subsisteme dinamice, în permanentă schimbare datorită interacţiunii dintre biocenoză şi biotop şi, de asemenea, datorită echilibrului dinamic existent în biocenoză.Variaţia factorilor ecologici din biotop determină modificări în structura şi funcţionarea biocenozei.Totalitatea acestor modificări sunt înglobate în termenul de dinamica ecosistemului. Aceste modificări pot fi: accidentale sau ritmice.

Modificările accidentale se manifestă prin mici fluctuaţii ale fluxului energetic, datorită schimbărilor aritmice ale factorilor fizici (un vânt puternic, o zi ploioasă, o creştere bruscă a umidităţii atmosferice) ce influenţează comportamentul obişnuit, făcând ca unele funcţii să scadă în intensitate, unele animale să se retragă în adăposturi, iar altele să devină mai active.

Modificările ritmice se datoresc repartizării inegale în timp afactorilor ecologici (lumină, temperatură, umiditate etc.). Speciile componente ale ecosistemului sunt adaptate la aceste modificări, pe care le integrează în genotipurile lor ca modele proprii de activitateritmică. în ecosistemele terestre din zona temperată se disting două manifestări ritmice esenţiale: ritmul circadian şi ritmul sezonier.

- Ritmul circadian (diurn), al cărui denumire derivă de la cuvintele latineşti "circa diem" = în jur de o zi, este determinat de alternanţa zi noapte, încât în activitatea biocenozei se deosebeşte o fază de lumină şi o fază de întuneric. în cadrul fiecărei faze biocenoza are o

27

componentă activă şi una pasivă. Astfel, în faza de lumină are loc intrarea energiei în ecosistem datorită activităţii fotosintetice a producătorilor primari. O parte din energie estestocată în biomasă, deoarece cantitatea de energie fixată depăşeşte consumul În faza de întuneric procesul de fotosinteză încetează, însă continuă procesele consumatoare de energie (respiraţie, creştere, înflorire etc.), încât stocul de energie din ecosistem se reduce.

- Ritmul sezonier este determinat de schimbările sezoniere ale macroclimei care determină ciclul anotimpurilor din regiunile temperate. Astfel, fluxul energetic este maxim în timpul verii şi apoi scade treptat până în iarnă, când se înregistrează şi reducerea considerabilă a fotosintezei, deci a fixării energiei în biocenoză. în acest timp numeroase specii de plante şi animale îşi reduc activitatea metabolică şi trec peste această perioadă nefavorabilă prin diverse forme derezistenţă (seminţe, spori, ouă, pupe etc.) sau prin fenomene de hibernare.Activitatea biocenozei nu se întrerupe complet, o serie de plante îşi continuă activitatea fotosintetică, dar cu intensitate mai mică, iar unele mamifere şi păsări desfăşoară o activitate normală. De la un sezon la altul, odată cu clima, se modifică şi compoziţia biocenozei.Ca urmare a modificărilor factorilor climatici, în zona temperată a Europei, în cursul unui an, din punct de vedere ecologic, se succed şase sezoane:

Sezonul prevernal: 1.III – 1.VSezonul vernal: 1.V – 15. VISezonul estival: 15.VI – 15.VIIISezonul serotinal: 15 VIII – 15.IXSezonul autumnal: 15.IX – 1.XISezonul hiemal: 1.XI – 1.III

3.7.2. Dezvoltarea ecosistemului (succesiunea ecologică)

În afara schimbărilor zilnice şi sezoniere care sunt reversibile, oricare ecosistem trece printr-o serie de schimbări ireversibile, devenind din simplu – complex, înregistrând astfel o anumită dezvoltare. Această transformare lentă dar permanentă a ecosistemelor se numeşte succesiune ecologică. In acest proces complex şi de durată, ecosistemul parcurge mai multe etape de dezvoltare, numite stadii, de la cel juvenil (de pionierat) până la cel de maturitate sau de climax, cu ostabilitate ridicată (celelalte stadii, faze sunt: colonizarea, competiţia, reacţia).

Succesiunea ecologică poate fi: primară sau secundară.Succesiunea primară se realizează atunci când specii din ecosistemele vecine colonizează un biotop ce nu a mai fost populat (biotop nud): surpări, stâncării golaşe, erupţii vulcanice, dune de nisip adunate de valuri sau vânt. Succesiunea secundară are loc când un biotop ce a fost ocupat de o biocenoză este colonizat de specii din ecosistemele vecine. Vechea biocenoză a dispărut total sau parţial datorită unor modificări climatice, fenomene naturale, intervenţii antropice (defrişarea uneipăduri, colmatarea unei bălţi etc.).Cu cât un ecosistem este mai aproape de faza de maturitate ecologică (climax), cu atât productivitatea netă scade (energia acumulată în ecosistem este din ce în ce mai mică), deoarece creşte proporţia consumatorilor, iar pierderile prin respiraţie sunt mai mari.

Productivitatea maximă şi producţia cea mai mare disponibilă pentru om se realizează în ecosistemele tinere. Întrucât ecosistemele mature constituie factori esenţiali înstabilitatea naturii vii şi a condiţiilor abiotice, se impune conservarea lorpe suprafeţe apreciabile.

28

CAPITOLUL IVTIPURI DE ECOSISTEME NATURALE (BIOMURI)

Biomul este o grupare de ecosisteme cu fizionomie şi funcţii asemănătoare, independent de compoziţia lor specifică, care se întinde pe suprafeţe mari, fiind determinat mai ales de macroclimat.Principalele biomuri sunt definite după vegetaţia dominantă care imprimă caracteristicile principale ale ecosistemelor.

I. Biomi tereştri1. Pădurile ecuatoriale umede ocupă mari suprafeţe în regiunea ecuatorială, cu un climat umed şi cald, precipitaţii medii anuale de 3500- 4000 mm, temperatura medie anuală 25-26ºC.

Solurile sunt brun-roşcate, fără orizonturi, litiera se descompune rapid, iar elementelenutritive sunt absorbite imediat sau levigate.

Biocenozele sunt foarte bogate în specii, au o structură complexă şi o stabilitate mare.Producţia primară netă este 25-28 t/ha/an, iar cea secundară redusă, întrucât cei mai mulţi

consumatori sunt nevertebraţi şi plante inferioare saprofite.Funcţiile acestor ecosisteme sunt multiple şi foarte importante:

controlează regimul hidric al unei regiuni foarte intinse cu implicaţiiasupra circulaţiei apei în atmosferă; asigură o mare parte din circuituloxigenului şi carbonului; protejează solurile împotriva eroziunii pluvialeetc.Exploatarea raţională a acestor ecosisteme presupune restrângerea defrişărilor şi asigurarea posibilităţilor de regenerare naturală.

2. Pădurile de foioase cu frunze căzătoare se întind în zonele cu climat temperat şi precipitaţii moderate.

Solurile sunt brun-roşcate, cu litieră, biocenozele bogate în specii, cu o mare stabilitate şi cu o activitate ce prezintă o peridiocitate sezonieră.

Producţia primară netă variază în funcţie de speciile dominante şivârsta lor, fiind de 13-15 t/ha/an. Productivitatea secundară este deasemenea mică.

Funcţiile acestor ecosisteme se referă la: controlul regimului hidrologic, atenuarea amplitudinii macroclimatului, protecţia solului etc. în aceste ecosisteme se impune o exploatare raţională a maseilemnoase, asigurându-se regenerarea pădurilor. Defrişarea lor în vederea extinderii suprafeţei arabile nu este recomandată.

3. Pădurile de conifere ocupă suprafeţe mari în partea nordică a Europei şi Americii sau formează etaje de vegetaţie în regiunile montane din zona temperată. Climatul este rece, cu veri scurte, solurile sunt acide, cu litieră bogată şi diferite grade de podzolire. Biocenozele sunt sărace în specii; producţia primară netă variază cu latitudinea şisolul (4,5-8,5 t/ha/an). Aceste ecosisteme sunt cele mai bine adaptate pentruvalorificarea resurselor mediului aspru din regiunile nordice şi celemontane, furnizând importante cantităţi de masă lemnoasă şi vânat.

4. Stepele se găsesc în zone cu climat temperat continental, caracterizat printr-un anotimp rece şi umed şi altul cald şi uscat; soluri cernoziomice şi brune. Biocenozele sunt alcătuite din plante ierboase cu compoziţie floristică variată. Productivitatea primară netă depinde de cantitatea de precipitaţii.

5. Savanele cuprind zona ierboasă dintre tropice, ce se caracterizează prin temperaturi ridicate şi alternanţa anotimpului ploios cu cel secetos. în funcţie de precipitaţii se deosebesc: savane mezofile şi umede, savane de tip stepic, savane aride (la limita deşerturilor).Productivitatea primară netă diferă în funcţie de tipul savanei (13-24 t/ha/an în cele umede, cu arbori), iar cea secundară este realizată de o faună abundentă şi variată (erbivore mari).Stepele şi savanele pot constitui rezerve pentru agroecosisteme în

29

Africa, Australia, America Latină şi America de Sud.6. Tundra este reprezentată de ecosisteme ierboase ce se întind pe suprafeţe mari la nord

de cercul polar, cu climat rece şi veri scurte. Aici cresc turme de reni, reprezentând principalele erbivore mari.

II. Ecosistemele marine ocupă circa 70 % din suprafaţa Terrei, iar productivitatea lor este mai mică decât a celor terestre. în Marea Nordului productivitatea primară netă este 0,5-0,8 t/ha/an, în oceane, înmedie 0,25 t/ha/an. Au rol important în circulaţia oxigenului, carbonuluişi a apei.III. Ecosistemele lacustre au un caracter fragmentar, deoarece fiecare lac are condiţii specifice (climă, pH, elemente nutritive, conţinut în săruri etc.). Productivitatea primară netă a lacurilor eutrofe (lunca Dunării) este de 6 t/ha/an, iar producţia secundară ridicată.

CAPITOLUL VECOSISTEMUL AGRICOL

5.1 Concept, definiţiiConceptul de ecosistem agricol sau agroecosistem, a fost elaborat acum patru decenii (după 1965), ca urmare a aplicării studiului sistemic din ecologie în fenomenele din agricultură (W. Tischler, 1965; E.P.Odum, 1971; M.J. Müller, 1976; I. Puia, V. Soran, 1987).Ecosistemele agricole constituie unităţi funcţionale ale biosferei create de om cu scopul obţinerii de producţii agricole. Întrucât, în majoritatea ecosistemelor agricole, productivitatea se realizează printr-uncadru natural, în interdependenţă cu factorii de mediu, se poate afirma că sistemele biologice ce au ca scop realizarea de produse agricole se numesc sisteme agricole sau ecosisteme agricole.Ecosistemele agricole prezintă însuşiri specifice:

1. sunt create de om şi existenţa lor depinde de acesta;2. structura şi funcţiile ecosistemelor agricole sunt dirijate de om pentru obţinerea unei

cantităţi maxime de biomasă necesară societăţii umane;3. omul imprimă agroecosistemului o structură trofică de o diversitate mai mică şi un circuit

de substanţă şi energie schimbat sub aspectul intensificării sau al inhibării unor procese;4. analiza sistemică a ecosistemelor evidenţiază faptul că cele naturale sunt autoreglabile,

iar cele agricole sunt reglate antropic.

30

5.2. Biotopul şi biocenoza agricolă

Biotopul agricol este reprezentat de totalitatea terenurilor cultivate şi a pajiştilor create de om sau apărute în urma activităţilor sale, care corespund într-o măsură cât mai mare cerinţelor biologice ale plantelor de cultură sau animalelor domestice.

Biotopul agricol ocupă cele mai bune terenuri, extinzându-se pe cca 30% din suprafaţa uscatului, din care 1/3 revine culturilor agricole şi circa 2/3 pajiştilor.

Se apreciază că numai 7% din biotopurile terestre au toate caracteristicile potrivite pentru agricultură (G.W. Cox şi M.D. Atkins, 1979). Rezultă că agricultura foloseşte în prezent cele mai potrivite biotopuri dezvoltării sale.

Biocenoza agricolă este alcătuită din totalitatea organismelor vii dintr-un ecosistem agricol Este impusă în cea mai mare parte de om în funcţie de scopul pe care-l urmăreşte.Într-un biotop agricol omul cultivă o anumită specie de plante sau creşte o anumită specie de animale domestice. În activitatea sa practică, omul încearcă să elimine din biocenoza agricolă acei componenţi ce nu sunt doriţi, care ar putea concura sau chiar consuma plantele sau animalele utile lui. Astfel, structura şi compoziţia biocenozelor agricole sunt mai simple decât în biocenozele naturale.Spre deosebire de ecosistemele naturale, cele agricole sunt mai uşor de delimitat topografic.

Biocenozele ecosistemelor agricole se deosebesc de cele ale ecosistemelor naturale în primul rând prin originea speciilor ce le compun.

Ecosistemele naturale sunt alcătuite din specii autohtone, proprii zonei biogeografice respective, în timp ce cele agricole sunt formate de regulă dintr-o singură specie, care este străină de acea zonă.

Datorită reducerii numărului de specii şi a originii lor (de multe ori din regiunile mai calde decât în care se cultivă) este necesară crearea unor biotopuri agricole specifice.Prin aplicarea diverselor tehnologii, biotopul agricol este menţinut într-o stare asemănătoare cu aceea a stadiului de pionierat, ce se caracterizează printr-un număr redus de specii colonizatoare, producţia relativ redusă de substanţă organică, lanţuri trofice scurte şi număr redus de organisme detritivore.Astfel, există tendinţa de creştere a vitezei schimbărilor spre o stare de echilibru (maturitate), ceea ce înseamnă o instabilitate a stadiului de pionierat.Biocenozele agricole sunt mai uşor supuse invaziilor, mai uşor distruse decât biocenozele naturale.

Pe de altă parte, constituirea biocenozelor agricole este determinată mai mult de cerinţele economice şi mai puţin de normele ecologice, având ca rezultat scindarea biocenozei în niveluri trofice independente, cu intreruperea ciclurilor biogeochimice ce trebuie menţinute artificial de om, cu cheltuieli ridicate de energie.În ecosistemele agricole, ca şi în cele naturale, funcţionează cele 3 fluxuri fundamentale: de energie, de substanţă şi de informaţie, dar mult influenţate de către om.

Fluxul de energie a fost intensificat prin introducerea energiei combustibililor fosili, a celei nucleare şi a electricităţii, mărind considerabil productivitatea, dar şi emisiile de poluanţi.

Fluxul de substanţă a fost amplificat prin utilizarea de îngrăşăminte şi pesticide;

31

Fluxul informaţional a fost îmbunătăţit prin cantitatea de informaţii datorată progresului ştiinţei şi tehnicii actuale.

Comparând ecosistemele agricole cu cele naturale mature se sesizează câteva deosebiri esenţiale:

- lanţurile trofice sunt scurte în ecosistemele agricole şi lungi, complexe în ecosistemele naturale;

- stratificarea este slabă în ecosistemele agricole şi pronunţată în ecosistemele naturale;- diversitatea de specii este foarte mică în ecosistemele agricole şi foarte mare în

ecosistemele naturale;- mecanismele de reglare a populaţiilor sunt antropice în ecosistemele agricole şi

biologice în ecosistemele naturale;- stabilitatea în ecosistemele agricole este controlată de om, iar în ecosistemele naturale

este homeostată;- recolta potenţială pentru om în ecosistemele agricole este ridicată, iar în ecosistemele

naturale este scăzută;Dacă am compara ecosistemele agricole cu cele naturale tinere, aceste deosebiri s-ar

diminua considerabil, evidenţiindu-se asemănarea dintre acestea.

5.3. Originea şi evoluţia ecosistemelor agricole

Înainte de a cunoaşte agricultura, omul era o fiinţă total dependentă de lanţurile trofice ale ecosistemelor naturale.

La început, în paleolitic, acum circa 600 mii de ani, omul îşi asigura hrana numai cu produse de origine vegetală (frunze, fructe, rădăcini etc.). Ulterior, odată cu practicarea vânătoarei şi pescuitului (apariţia şi confecţionarea uneltelor, folosirea focului) alimentaţia omului s-a îmbogăţit cu proteine şi grăsimi de origine animală, însă depindea de bioproductivitatea ecosistemelor naturale.Se apreciază (E.P. Odum, 1971) că în acea perioadă omul putea spera la obţinerea a 10 kcal/m2*an, ceea ce înseamnă că pentru a-şi asigura necesarul zilnic de hrană trebuia să exploreze prin cules, vânat au pescuit o suprafaţă de cel puţin 10 ha.

Odată cu descoperirea şi folosirea focului, cu identificarea plantelor şi animalelor utile s-a trecut la practicarea agriculturii primitive şi a păstoritului nomad, dublând cantitatea de energie ce putea fi utilizată, circa 20 kcal/m2/an.Aceasta a redus suprafaţa de nutriţie la jumătate şi a permis creşterea populaţiei.Se consideră că agricultura, ca îndeletnicire de sine stătătoare, nu a fost posibilă decât după apariţia limbajului şi a ceramicii, aceasta din urmă favorizând confecţionarea uneltelor, a vaselor pentru depozitarea seminţelor etc.

Cele două forme principale de cultură a plantelor – granocultura şi vegecultura – au apărut aproape simultan şi independent în mai multe regiuni ale lumii.

Granocultura cuprinde sistemele de agricultură ce se bazează pe cultivarea plantelor producătoare de seminţe comestibile. A apărut în mai multe centre din regiunile temperate şi subtropicale.

Vegecultura cuprinde sisteme de agricultură ce se bazează pe cultivarea de plante ale căror organe comestibile sunt cele vegetative (rădăcini, tuberculi, tulpini, frunze etc.). Aceasta a apărut în câteva centre din zona tropicală.

agricultură itinerantăPrimele sisteme de cultivare a plantelor se bazau pe defrişarea pădurilor prin

incendiere (zona tropicală), cultivarea terenului 1-2 ani, apoi era lăsat să se reîmpădurescă, revenind pe aceeaşi solă după circa 10-20 ani. În acest timp erau defrişate alte suprafeţe.Odată cu defrişarea şi luarea în cultură a noi suprafeţe, avea loc şi deplasarea grupului uman cultivator. Acest sistem poartă denumirea de agricultură itinerantă.

agricultură tradiţionalăÎn zonele temperate primele terenuri luate în cultură au fost luncile şi stepele, cu durata de cultivare 1 an, revenirea pe aceeaşi suprafaţă fiind mai scurtă, după 3-6 ani.Confecţionarea uneltelor, domesticirea animalelor au dus lacreşterea productivităţii ecosistemelor agricole, creându-se surplusuri de producţie. Astfel au apărut sistemele de agricultură tradiţională.

32

Aceata se caracterizează prin: - extinderea suprafeţelor cultivate, - introducerea rotaţiei culturilor şi apoi a asolamentelor, - selectarea empirică a unor soiuri de plante şi rase de animale,- folosirea animalelor domestice pentru efectuarea lucrărilor agricole, a uneltelor din lemn şi apoi metal, utilizarea dejecţiilor de la animale ca îngrăşământ organic etc.

În agricultura tradiţională s-a înregistrat o permanentă reciclare a substanţelor şi o integrare a proceselor de producţie agricolă în ciclurile biogeochimice ale biosferei. în acest fel, agricultura tradiţională poate fi considerată ca fiind o îndeletnicire umană cu pronunţat caracter ecologic.Agricultura tradiţională a putut asigura omului o cantitate de hrană de circa 100-200 kcal/m2*an, reducându-se aria de alimentare la 0,5-1,5 ha/individ*an. Se consideră că din antichitate şi până la revoluţia industrială, sistemele de cultivare a pământului au aparţinut agriculturii tradiţionale.

Agricultura modernă, industrializatăRevoluţia industrială, tehnică şi ştiinţifică a produs, mai ales în a doua jumătate a

secolului XX, profunde schimbări în agricultură (folosirea combustibililor fosili pe scară largă, mecanizarea, chimizarea) care au determinat creşteri substanţiale ale producţiilor agricole, dar şi efecte negative asupra mediului.Aceste noi sisteme de cultură a plantelor aparţin agriculturii moderne, industrializate, în care recoltele medii sunt între 600-4000 kcal/m2*an (800 kcal/m2*an = o recoltă 2000 kg/ha cereale boabe), iar suprafaţa arabilă de alimentaţie se reduce la 0,2-0,6 ha/individ*an.

Dezvoltarea agriculturii a adus cu ea schimbări esenţiale asupra populaţiei umane, vieţii sociale şi asupra biosferei.Creşterea productivităţii pământului a permis creşterea populaţiei şi prima explozie demografică a omenirii, apariţia aşezărilor umane stabile, a cetăţilor, oraşelor, dezvoltarea inegală a zonelor geografice şi crearea condiţiilor de expansiune a unor imperii.Apariţia agriculturii a determinat o divizare a muncii şi gruparea indivizilor în clase sociale.Dezvoltarea agriculturii a avut şi efecte negative asupra mediului, prin accentuarea fenomenelor de eroziune, alunecări, aridizare etc.

Originea plantelor cultivate şi a animalelor domestice

Unul dintre primii cercetători care s-au ocupat de originea plantelor cultivate a fost botanistul elveţian A. de Candolle (1909). După opinia sa nu există centre de origine a plantelor cultivate, ci arii relativ întinse în care o specie sau alta a fost introdusă în cultură.De asemenea, după observaţiile sale se evidenţiază faptul că diversitatea genetică a multor plante cultivate este, uneori, mai mare în afara ariilor de origine.În opoziţie cu concepţia lui A. de Candolle, geneticianul rus N.I. Vavilov (1926, 1951), a lansat ipoteza existenţei a următoarelor 8 centre de origine a plantelor cultivate:

1. Centrul chinezesc (de unde provin câteva specii de legume şi fructe, ca şi speciile de ceai);

2. Centrul indian (aici îşi au originea câteva specii de legume, piperul, iar în zona indo-malaiesiană - citricele);

3. Centrul din Asia Centrală (în care îşi au originea unele graminee, fructe şi nuci);4. Centrul din Orientul Apropiat (de unde provin mai multe cereale, câteva specii de

legume, fructe şi nuci);5. Centrul mediteranean (în care îşi au originea unele specii de legume, precum şi

măslinul);6. Centrul abisinian (de unde provin unele cereale şi legume);7. Centrul din America Centrală (aici îşi au originea porumbul, fasolea, ardeiul etc.);8. Centrul din America de Sud (în care au fost cultivate cartoful, tomatele, papaia,

tutunul, maniocul, arahidele, arborele de cacao şi ananasul).În 1964, P.M. Jukovski, discipolul şi urmaşul lui N.I. Vavilov, a descris 12 centre de origine a plantelor cultivate şi a agriculturii.Ulterior, unii autori (J.H. Harlan, 1971; C.W. Cox şi M.D. Atkins, 1979), invocând datele geneticii populaţiilor, nu sprijină în totalitate ipoteza lui N.I. Vavilov, considerând că ea se fundamentează pe presupunerea că centrul de mare diversitate genetică al unei specii ar corespunde cu centrul ei de origine. Dar, încă din 1909 A. de Candollea arătat că cele mai multe varietăţi ale unei specii se află în afara

33

limitelor distribuţiei sale geografice naturale.J.R. Harlan (1971), simplificând ipoteza centrelor genetice a lui N.I. Vavilov şi punând-o de acord cu constatările de genetică a populaţiilor, a emis ipoteza centrelor restrânse şi a zonelor extinse de origine a plantelor cultivate. După ipoteza sa, pe glob există numai 3 centre restrânse (Orientul Apropiat, Nordul Chinei şi America Centrală) şi 3 zone întinse (Africa tropicală, Asia de sud-est şi America de Sud), din care provin majoritatea plantelor de cultură.După C.W. Cox şi M.D. Atkins (1979), principalele zone ale globului şi speciile de plante cultivate, originare din acestea sunt următoarele:Europa: ovăzul (Avena sativa), secara (Secale cereale), coacăzul (Ribes sp.), zmeurul (Rubus idaeus), prunul (Prunus domestica) şi gutuiul (Cydonia oblonga).Regiunea mediteraneană: bobul (Vicia faba), varza (Brasica oleracea), măslinul (Olea europaea), ceapa (Allium cepa), usturoiul (A.sativum), prazul (A. porrum), salata (Lactuca sativa), sfecla (Beta vulgaris), păstârnacul (Pastinaca sativa), hameiul (Humulus lupulus),ridichea (Raphanus sativus).Orientul Apropiat: alacul (Triticum dicoccum), grâul tare (Tr. durum), grâul (Tr. aestivum), orzul (Hordeum vulgare), lintea (Lens esculenta), mazărea (Pisum sativum), macul (Papaver somniferum), pepenele galben (Cucumis melo), morcovul (Daucus carota), smochinul (Ficus carica), rodia (Punica granatum), cireşul (Prunus avium), migdalul (P. amygdalus), caisul (P. armeniaca), părul (Pirus comunis), mărul (Malus pumila), viţa de vie (Vitis vinifera), curmalul (Phoenix dactylifera), şofranul (Crocus sativus), inul (Linum usitatissimum), nucul (Juglans regia).Regiunea indo-birmană: orezul (Oryza sativa), pătlăgeaua vânătă (Solanum melongena), castravetele (Cucumis sativus), mango (Mangifera indica), piperul (Piper nigrum), meiul (Panicum milliaceum), guma arabica (Acacia arabica), bumbacul arborescent (Gossypiumarboreum).Asia sud-estică: gingerul (Zingiber sp.), citricele – lămâiul, portocalul, grepfruitul, mandarinul (Citrus sp.), bananierul (Musa sp.), nuca de cocos (Cocos nucifera), trestia de zahăr (Saccharum officinarum).China : ovăzul golaş (Avena nuda), soia (Glycine max), secara manciuriană (Zizania latifolia), varza chinezească (Brassica chinensis), ceapa chinezească (Allium fistulosum), piersicul (Prunus persica), specii de citrice (Citrus sp.), dudul (Morus alba), ceaiul (Thea sinensis), hrişca (Fagopyrum esculentum).Africa de Vest: orezul african (Oryza glaberrima), meiul african (Brachieria deflexa), palmierul de ulei (Elaesis guineensis).Africa centrală: sorgul (Sorghum bicolor), nuca de cola (Cola acuminata), sesamul (Sesamum indicus), pepenele verde (Citrullus colocynthis).Regiunea etiopiană : meiul etiopian (Elensine caracana), ricinul (Ricinus communis), arborele de cafea (Coffea arabica), bananierul african (Musa ensete).America de Nord şi Centrală: porumbul (Zea mays), batatul (Ipomea batatas), fasolea (Phaseolus vulgaris), ardeiul (Capsicum annuum), bumbacul (Gossypium hirsutum), agave (Agave sisalana), floarea soarelui (Helianthus annuus), topinamburul (H. tuberosus),bostanul (Cucurbita sp.), vanilia (Vanilla planifolia), tomata (Licopersicum esculentum), avocado (Persea americana).Regiunea peruviană: cartoful (Solanum tuberosum), tutunul (Nicotiana tabacum), papaia (Carica papaya), bumbacul sud-american(Gossypium barbadense).Brazilia : maniocul (Manihot esculenta), arborele de cacao (Theobroma cacao), ananasul (Ananas comosus), pasiflora (Passiflora edulis), arborele de cauciuc (Hevea brasiliensis).

Principalele regiuni de domesticire a unor specii de animale sunt următoarele:Regiunea arctică euroasiatică: renul (Rangifer tarandus).Europa: iepurele (Oryctolagus cunuculus).Regiunea mediteraneană: gâsca (Anser anser), porumbelul (Colomba livis).Orientul Apropiat: oaia (Ovis aries), capra (Capra hircus), porcul (Sus domestica), vaca (Bos taurus), câinele (Canis familiaris), cămila (Camelus dromaderius), raţa (Anas platyrhyncha).Asia Centrală: calul (Equus caballus), cămila cu două cocoaşe (Camelus bactrianus), iacul (Bos grunniensis).India şi Asia sud-estică: bivolul (Bubalus bubalus), găina (Gallus gallus).China: fazanul (Phasianus colchicus), gâsca chinezească (Cygonopsis cygnoides), crapul (Cyprinus carpio), fluturele de mătase (Bombyx mori).

34

Africa: asinul (Equus asinus), albina (Apis mellifera).America Centrală: curcanul (Meleagris gallopavo).America de Sud: lama (Lama glama).

5.4. Clasificarea ecosistemelor agricoleDin studiile efectuate la nivel mondial rezultă că majoritatea ecosistemelor agricole au o

bună eficienţă în exploatare, numai în zonele temperate şi subtropicale de joasă altitudine, cu precipitaţii moderate şi temperaturi medii anuale cuprinse între 6-12ºC (14ºC).Pentru aceste zone climatice se disting 3 categorii de ecosisteme agricole:

1. – ecosisteme agricole extensive;2. – ecosisteme agricole intensive;3. – ecosisteme agricole industriale sau industrializate.

5.4.1 Ecosistemele agricole extensiveSe caracterizează printr-un raport energetic ieşire (output)-intrare (input) ridicat (>1). În

medie, o calorie de energie culturală produce >10 calorii, exprimate în recoltă utilă. Uneori eficienţa energetică ajunge la 40-50 calorii recoltă utilă (orezării).Chiar dacă randamentul este ridicat, recolta utilă este scăzută, deoarece tehnologiile aplicate sunt rudimentare, soiurile cultivate au o productivitate mică, controlul asupra bolilor şi dăunătorilor este slab sau inexistent etc.

În aceste ecosisteme se pot include:- sisteme ale agriculturii tradiţionale;- livezile şi grădinile din interiorul sau apropierea aşezărilor rurale;- păşunile şi fâneţele.

Ele asigură recircularea şi regenerarea resurselor naturale terestre (substanţe minerale, substanţe organice, CO2, O2, H2O etc.).

5.4.2 Ecosistemele agricole intensiveSe caracterizează printr-un raport energetic ieşire-intrare aproximativ egal cu 1.

Productivitatea acestora este mare – o calorie de energie biologică produce până la 6000 calorii sub formă de recoltă utilă.

Utilizarea de energie suplimentară (mecanizare + chimizare) determină în ecosistemele agricole intensive o majorare substanţială a productivităţii faţă de agricultura tradiţională.

Atâta timp cât resursele de energie tehnologică vor fi acceptabile, se recomandă producerea de alimente prin intermediul ecosistemelor agricole intensive.

În aceste sisteme reciclarea naturală a substanţelor minerale şi organice trebuie suplinită prin îngrăşăminte chimice şi alte substanţe, care măresc consumul de energie. Nerealizarea reciclării naturale duce la scăderea conţinutului solului în substanţe uşor solubile, deci la scăderea fertilităţii naturale a solului.Din această categorie de ecosisteme agricole fac parte:

- fermele ce practică tehnologii complet mecanizate şi chimizate;- plantaţiile pomicole- podgoriile intensive

5.4.3 Ecosistemele agricole industriale (industrializate)Se caracterizează printr-un raport energetic ieşire-intrare <1. Pentru a se putea obţine o calorie

de produs alimentar se consumă 2- 20 calorii de energie culturală, în special tehnologică. în comparaţie cu ecosistemele agricole tradiţionale, omul introduce în aceste ecosisteme de zeci de ori mai multă energie.Structura şi productivitatea ecosistemelor agricole industrializate sunt total dependente de resursele energetice de care dispune omenirea.Deşi au o productivitate ridicată, iar acţiunea factorilor externi este bine controlată, aceste ecosisteme agricole sunt instabile din cauza sensibilităţii faţă de aprovizionarea în flux cu resurse minerale, organice şi energetice.Din această grupă fac parte:

35

- complexele de creştere a păsărilor, suinelor, taurinelor;- complexele piscicole şi serele.

3.5. Productivitatea ecosistemelor agricoleÎn ecosistemele agricole omul este interesat de obţinerea de biomasă utilizată direct

în hrana proprie sau a animalelor, precum şi în alte scopuri economice (fibre, energie etc.). Aceasta constituie produsul agricol principal sau recolta agricolă şi se exprimă în procente (%), ca indici de recoltă. Restul biomasei reprezintă produsele secundare utilizate de către om în zootehnie sau descompuse în cadrul lanţurilor trofice respective.

Producţia agricolă principală reprezintă o fracţiune din producţiabiologică primară netă (biomasa vegetală) sau o fracţiune din producţiabiologică secundară netă (biomasa animală), care este denumită şiproducţia zootehnică.

La plantele cultivate, producţia agricolă principală (recolta agricolă) variază de la o specie la alta, fiind cuprinsă între 17-50% din biomasa aeriană la plantele cultivate pentru seminţe şi între 70-77% din biomasa totală, la rădăcinoase şi tuberculifere.Astfel:

- la grâu, indicele de recoltă este de 23-46%;- la ovăz – 43-57%; la porumb – 38-47%;- la soia – 29-36%; la fasole boabe - 53- 67%;- la floarea soarelui - 17-20%;- la cartof - 70%;- la sfecla pentru zahăr - 77%;- la lucernă - 90%.

Această exprimare nu este concludentă pentru stabilirea eficienţei ecosistemelor agricole, de aceea valoarea produsului agricol se apreciază prin conţinutul său energetic sau de proteină.Din punct de vedere al conţinutului energetic, N. Zamfirescu (1977) împarte plantele cultivate în trei grupe:

1. – plante cu seminţe bogate în grăsimi – cu valoare energetică de >5000 kcal/kg produs (floarea soarelui, rapiţă, soia);

2. – plante cu seminţe bogate în proteine sau amidon – cu o valoare energetică de 3700-4000 kcal/kg produs (cereale, mazăre, fasole);

3. – plante cu organe vegetative ca produs agricol principal – cu o valoare energetică de 900-1300 kcal/kg produs (cartof, sfeclă pentru zahăr, lucernă, porumb masă verde etc.).Din punct de vedere al conţinutului de proteină, plantele se pot împărţi tot în trei grupe:

1.– plante cu seminţe ce au un conţinut ridicat în proteină decalitate superioară - circa 130-300 g/kg produs (leguminoase pentruboabe, oleaginoase);

2. – plante cu seminţe ce au un conţinut mediu de proteină - circa60-90 g/kg produs, bogate în amidon (cereale);

3. – plante cu organe vegetative sărace în proteină - circa 10 g/kg produs (sfeclă, cartof).Un loc aparte îl ocupă leguminoasele furajere (lucernă, trifoi, măzăriche) care conţin în organele vegetative aeriene cantităţi relativ mari de proteină (25-40 g/kg produs).

CAP VIACȚIUNEA NEGATIVĂ A OMULUI ÎN ECOSISTEME

6.1. Distrugerea fitocenozeiStructura şi compoziţia fitocenozelor sunt influenţate decaracteristicile biotopului, dar şi de acţiunile antropogene.Principalele cauze ale degradării fitocenozelor sunt:

- tăierile excesive- desţelenirea izlazurilor- păşunatul neraţional- incendiile.

36

Toate acestea au implicaţii majore asupra productivităţii ecosistemelor şi asupra echilibrului ecologic în biosferă.

Tăierile excesive reprezintă prima mare intervenţie a omului în natură. Faţă de peste 50-60% din suprafaţa uscatului cât reprezentau pădurile la începutul istoriei omenirii, astăzi reprezintă numai 29,4% (aproape 1/3 din întinderea uscatului de 11,63 miliarde ha).

Pădurea a constituit întotdeauna un regulator al precipitaţiilor, cel mai puternic sistem de epurare a atmosferei, un sistem eficient în prevenirea şi combaterea eroziunii solului.În timpul ploilor coronamentul arborilor reţine cca 70% din cantitatea de apă căzută, diferenţa de 30% cade pe litieră sau pe stratul de muşchi. Litiera reţine de 4-5 ori mai multă apă decât greutatea ei, iarun strat de muşchi de 10 cm grosime poate reţine 45 l/m2.

Prin tăierea pădurilor -se micşorează gradul de stabilitate a soluluimenţinut de rădăcinile arborilor- scade activitatea microbiologică - se diminuează numărul păsărilor ce-şi găsesc habitatul în coronamentul arborilor şi

care au rolul lor în lanţurile trofice (ex.: distrugerea unor insecte dăunătoare).Fiecare arbore este o mică fabrică de oxigen, dar în acelaşi timp un excelent filtru,

reţinând mari cantităţi de praf şi impurităţi (un stejar matur elimină 1,7kg O 2/oră, necesar pentru un om timp de 3 zile şi consumă 2,4 kg C O2/oră). În aerul de pădure ionizarea este de 2-3 ori mai mare decât deasupra mării şi de 5-10 ori mai mare decât în aerul din centrele urbane (ionii uşori, cu sarcininegative influenţează pozitiv starea de dispoziţie a omului).

Desţelenirea izlazurilor a determinat în multe regiuni declanşarea fenomenului de eroziune a solului cu degradareaireversibilă a fertilităţii şi pretabilităţii pentru anumite folosinţe. Se cunoaşte rolul deosebit al vegetaţiei ierboase în prevenirea scurgerilor şi a eroziunii, în reţinerea şi infiltrarea unor cantităţi mari de apă datorită ţelinii şi sistemului radicular. Ierburile perene au un rol deosebit în îmbunătăţirea însuşirilor fizice ale solului, în creştereafertilităţii, favorizând o activitate biologică intensă în sol.

Păşunatul neraţionalprin supraîncărcarea cu animale, prin nerespectarea perioadelor de păşunat şi a celor de refacere, duce la degradarea covorului vegetal.

Incendiile au fost utilizate de primii cultivatori în scopul extinderii suprafeţelor cultivate, iar ulterior pentru obţinerea de cenuşă utilizată sau comercializată ca îngrăşământ. De multe ori incendiile apar datorită unor fenomene naturale (fulgere, arşiţă puternică), alteori din neglijenţa omului şi cu atât mai grav când sunt provocate cu bună ştiinţă.

6.2. Degradarea solului şi reducerea fertilităţii sale

Principalii factori care duc la degradarea solului şi implicit lareducerea fertilităţii sale sunt: - eroziunea

- acidifierea- salinizarea secundară - excesul de umiditate- suprapăşunatul- despăduririle

37

- tehnologiile agricole necorespunzătoare- poluarea, etc.

Se apreciază că pe plan mondial eroziunea afectează 5-7 mil. ha/an, salinizarea secundară 150-250 mil. ha/an (din circa 2 miliarde hectare cultivate), iar acidifierea 20% din soluri.

În ţara noastră eroziunea afectează circa 4,45 mil. ha, la care se adaugă 700 mii ha afectate de alunecări de teren, 25 mii ha de salinizare secundară şi pericol de înmlăştinire pe 1,2 mil. ha. Se apreciază că pierderile de sol sunt de circa 150 mil. t/an în care se includ 1,5 mil. tone humus, 0,4-0,5 mil. tone azot şi cantităţi mari de fosfor, potasiu şi alte elemente.

Se estimează că, în funcţie de condiţiile mediului, cantitatea de sol nou format este de 2-10 t/ha/an, cantitate care ar compensa pierderile prin eroziune şi s-ar menţine un echilibru relativ stabil între cele două procese (I.A. Neyroud şi G. Christinet, 1986), dar anumite activităţi umane sunt capabile să rupă acest echilibru, cu consecinţe dintre cele mai negative.O problemă deosebit de gravă o reprezintă tendinţa de scădere a conţinutului solului în humus pe suprafeţe foarte mari, datorită tehnologiilor şi utilajelor agricole necorespunzătoare care au afectat negativ activitatea biologică din sol.

6.3. Distrugerea zoocenozei şi introducerea dăunătorilor

Odată cu intervenţia omului în natură au fost semnalate efecte negative şi asupra regnului animal.În ultimele secole au dispărut în lume aproape 300 specii de animale, iar altele sunt pe cale de dispariţie (bizonul american, zimbrul, capra neagră, muflonul, lynxul, vidra, foca etc.). Aceeaşi situaţie se întâlneşte şi în rândul păsărilor (pe cale de dispariţie: vulturul pleşuv, vulturul mieilor, şoimul etc.).Odată cu dezvoltarea agriculturii, a schimburilor comerciale, conştient sau inconştient, omul a realizat şi introducerea de noi dăunători pentru anumite regiuni, care au perturbat de cele mai multe ori echilibrele biologice din natură (gândacul din Colorado – Leptinotarsa decemlineata, filoxera – Phyloxera vastatrix, pentru Europa; iepurele (Oryctogalus cuniculus) adus în Noua Zeelandă).

6.4. Poluarea mediului ambiantCreşterea demografică şi poluarea mediuluiDegradarea mediului este o problemă ce a apărut şi s-a accentuat odată cu accelerarea creşterii demografice, care a determinat "antropizarea" unor zone din ce în ce mai întinse de pe planeta noastră.Se estimează că populaţia globului era de circa 10 mii oameni, cu aproximativ 240.000 ani în urmă, de 30 milioane în anul 4.000 î.Ch.; de 210 milioane la începutul mileniului întâi; nu cu mult peste 1 miliard la mijlocul sec. XVIII; 2,5 miliarde în anul 1950; 5,3miliarde în 1990 şi se prevede o populaţie de circa 8,9 miliarde locuitori în 2030, dacă se menţine creşterea demografică medie anuală înregistrată în 1995, de 90 milioane locuitori.Aceasta înseamnă că în numai două secole (1825-2030) populaţia globului va realiza o creştere demografică de circa 8 ori.Această explozie demografică fără precedent se repercutează în degradarea în mod continuu a unor ecosisteme cu implicaţii majore în producţia agricolă, reducând standardul de viaţă pentru o bună parte din locuitorii planetei noastre.Pentru a-şi satisface nevoile de trai mereu crescânde şi mai complexe, omul a cules, a vânat, a pescuit, a crescut animale, a cultivat pământul, a extras minereuri şi le-a prelucrat, producând bunuri materiale din ce în ce mai diversificate, dar în acelaşi timp şi deşeuri.

38

De-a lungul timpului, omul a considerat natura ca sursă inepuizabilă de resurse, dar şi ca receptor nelimitat al deşeurilor de toate tipurile. Drept urmare, în paralel cu progresele tehnice şi cu modificările antropice cu rol pozitiv au avut loc şi fenomene negative:degradarea solului de pe suprafeţe întinse, dispariţia unor specii deplante şi animale, epuizarea unor zăcăminte minerale, şi nu în ultimul rând, apariţia şi accentuarea fenomenului de poluare.

Poluare, poluant – concepte, definiţiiTermenul de poluare are un sens larg şi derivă din latinescul polluo(-ere), care înseamnă a murdări, a degrada, a profana, ceea ce în vorbirea curentă denumeşte orice acţiune de degradare a mediului normal de viaţă a omului.

Deşi de-a lungul timpului s-au emis mai multe definiţii, nu se poate spune că există una atotcuprinzătoare, însă cea mai complexă pare a fi cea formulată la Conferinţa Mondială O.N.U. asupra mediului (1972), prin care poluarea semnifică: ”modificarea componentelornaturale sau prezenţa unor componente străine, ca urmare a activităţii omului şi care provoacă prin natura lor, prin concentraţia în care se găsesc şi prin timpul cât acţionează, efecte nocive asupra sănătăţii, crează disconfort sau împietează asupra diferitelor utilizări ale mediului la care acesta putea servi în forma sa anterioară”. Din această definiţiese poate constata că cea mai mare responsabilitate pentru poluarea mediului o poartă omul, poluarea fiind în cea mai mare parte consecinţa activităţii umane.Nu se poate neglija totuşi faptul că în mediul înconjurător are loc şi o autopoluare, datorată prezenţei unor elemente naturale care-l degradează.De asemenea, trebuie să se facă o delimitare clară între poluarea mediului şi impurificarea acestuia.Poluantul nu este altceva decât factorul care produce fenomenul de poluare, cel care generează disconfort sau are acţiune toxică asupra organismelor, care degradează componentele biotopului, provocând dezechilibre ecologice.Conform legii toleranţei, orice factor util când depăşeşte pragurile de toleranţă devine toxic, letal, deci devine poluant.

Fenomenul de poluare a început odată cu apariţia omului pe pământ, însoţind orice activitate umană. Iniţial produsele poluante erau puţine, de natură organică şi uşor degradabile de către microorganisme, însă odată cu creşterea populaţiei umane şi dezvoltarea societăţii numărul şi diversitatea poluanţilor a crescut considerabil.În perioada actuală se răspândesc în biosferă un număr imens de deşeuri, unele foarte greu sau chiar nebiodegradabile (detergenţi, pesticide de sinteză, mase plastice, deşeuri radioactive etc.). Mult timp s-a crezut că mediul are capacităţi nelimitate de absorbţie şi deneutralizare a efectelor poluării, dar când cantitatea de poluanţi depăşeşte capacitatea de neutralizare a mediului, ecosistemele suferă un proces de alterare. Aceste modificări pot fi atât de accentuate încât să se ajungă la distrugerea totală sau parţială a ecosistemelorrespective şi apariţia unor zone lipsite de viaţă (râuri şi soluri foarte puternic poluate etc.).

Factorii poluanţi şi tipurile de poluareFactorii poluanţi sunt elemente ale mediului înconjurător, existente în mod natural sau introduse de către om în timpul activităţii sale şi se pot clasifica astfel:A. – după originea (provenienţa) lor:

- naturali;- antropogeni (artificiali);

B. – după natura lor:- fizici (particule solide, radiaţii ionizante, emisii masive de energie, zgomote etc.);

39

- chimici (derivaţi ai multor elemente chimice, diverse substanţe chimice de sinteză);- biologici (anumite specii de plante, animale şi mai alesmicroorganisme);

C. – după starea de agregare:- lichizi;- gazoşi;- solizi.

în funcţie de această grupare a factorilor poluanţi, distingem mai multe tipuri de poluare:

A. – După originea poluanţilor:

1. Poluare naturală - provocată de diverse cauze naturale:- incendiile naturale din păduri şi savane, în urma cărora rezultă cantităţi mari de fum,

cenuşă şi hidrocarburi;- furtunile de praf şi nisip prin care cantităţi mari de praf şi nisip, datorită eroziunii eoliene,

sunt desprinse din unele zone, apoi transportate şi depuse în altele (extinderea deşerturilor);- vulcanii activi, care emană în atmosferă lavă, pulberi şi gaze, afectând mediul din

împrejurimi, dar şi la distanţe mai mari;- cutremurele de pământ de o magnitudine ridicată pot provoca degradări ale solului prin

fisurarea şi fracturarea lui, prin perturbări ale echilibrului hidrologic, prin deranjarea cursului apelor etc;

- apele subterane saline sau acide ce ies la suprafaţă întâmplător sau în urma activităţii omului;

- polenul diverselor plante produce stări alergice la diferite categorii de oameni şi animale;- dereglările meteorologice produc pagube mari vegetaţiei spontane şi cultivate, faunei, dar

şi afecţiuni ale sănătăţii omului.- emisiile masive de energie.

2. Poluare antropogenă - determinată de om ca rezultat al activităţilor industriale, agricole sau gospodăreşti:

a - poluare industrială;b - poluare agricolă;c - poluare menajeră.d- poluare “estetică” – prin degradarea peisajelor, ca urmare a urbanizării şi sistematizării

eronate, a intervenţiilor nechibzuite asupra mediului.

a. Industria este principala sursă antropogenă de poluare datorită numărului mare de poluanţi pe care-i produce, printr-o multitudine de activităţi.

- Întreprinderile termoenergetice, datorită arderii combustibililor, produc cantităţi mari de cenuşă, oxizi de sulf, de azot şi de carbon, precum şi metale grele pe care le elimină în atmosferă (ex. o centrală electrică pe cărbune, de 2000 MW elimină anual în atmosferă 42.000 t particule solide, împreună cu gazele aferente, chiar dacă se reţin 95-99 % din pulberi).

- Siderurgia determină poluarea puternică a atmosferei prin pulberi şi coloizi, prin cantităţi mari de CO2, SO2 şi alţi compuşi gazoşi.

- Metalurgia neferoasă produce o poluare deosebit de gravă datorită plumbului, zincului, cadmiului, arseniului, fierului, mercurului etc, ce se elimină în mediu (ex. Zlatna, Copşa Mică, Baia Mare).

- Industria chimică intervine în poluarea intensivă a atmosferei şi a apelor printr-un număr foarte mare de poluanţi (SO2, acid sulfuric, hidrogen sulfurat, NO, amoniac, clor, acid clorhidric etc.);

- Fabricile de ciment poluează mediul ambiant datorită prafului ce se degajă şi care este împrăştiat în atmosferă la distanţe apreciabile.

40

- Industria nucleară crează probleme deosebit de grave datorită poluării radioactive produsă atât de depozitarea deşeurilor, cât şi a unor dereglări în funcţionarea lor (unele accidente).

b. Transporturile sunt o sursă importantă de poluare datorită emanaţiilor de gaze (cu CO, NO, hidrocarburi nearse şi metale grele) şi datorită zgomotelor.

c. Agricultura constituie o importantă sursă de poluare a mediului datorită îngrăşămintelor chimice şi pesticidelor utilizate neştiinţific, exploatării neraţionale a unor mari suprafeţe de teren, declanşând fenomene de eroziune şi alunecări (defrişări, desţeleniri, incendieri,păşunat neraţional, folosirea de utilaje necorespunzătoare etc.), precum şi datorită funcţionării necorespunzătoare a fermelor zootehnice mari etc.

Pesticidele reprezintă cea mai periculoasă sursă de impurificare şi poluare a mediului prin suprafeţele întinse pe care se folosesc şi prin toxicitatea lor ridicată.Natura substanţelor chimice potenţial poluante pentru terenurile agricole este foarte diversă.Din categoria pesticidelor, cele mai folosite în agricultură sunt: insecticidele, erbicidele, rodenticidele, nematocidele, moluscidele, fungicidele.Insecticidele de contact sunt cele mai numeroase şi mai periculoase, au o remanenţă ridicată şi posedă proprietatea de a se acumula şi de a se concentra în lanţurile trofice.

O altă sursă de poluare în agricultură o constituie excesul de îngrăşăminte chimice şi aplicarea lor neraţională, atât a celor cu macroelemente cât şi a celor cu microelemente.Excesul de azotaţi şi fosfaţi are o acţiune toxică asupra microflorei din sol, eutrofiază apele şi duce la acumularea în vegetaţie a acestor elemente peste limitele tolerabile. Levigarea elementelor fertilizante în sol depinde de mobilitatea acestora, de compoziţia chimică a solului şi de procesele complexe care se produc la nivelul acestuia. în general, limita între deficitul şi excesul unui element este deosebit de strânsă, totul depinde de natura plantelor şi a mediului.

Pentru o corectă aplicare a îngrăşămintelor este necesară o bună cunoaştere a proceselor fiziologice, a structurii, texturii şi chimismului solului, a cerinţelor plantelor pe diferite fenofaze, în corelaţie cu evoluţia factorilor climatici.

Reziduurile de la complexele de creştere a animalelor acţionează ca poluanţi ai apelor utilizate pentru îndepărtarea lor. Efectul nociv al acestor reziduuri în apă apare în urma procesului de putrefacţie, prin epuizarea oxigenului din apă şi apariţia unor compuşi toxici de descompunere (H2S, NH3, metale grele etc.).Descompunerea materiei organice este asigurată de microorganismele aerobe prin oxidare biochimică. Epuizarea oxigenului din apele puternic poluate cu substanţe organice are drept consecinţă dispariţia organismelor aerobe şi înmulţirea celor anaerobe, saprobionte.De asemenea, trebuie menţionat mirosul intolerabil pentru locuinţele omeneşti, gustul neplăcut pe care îl dau furajului în cazul utilizării acestor reziduuri în stare nefermentată şi în cantităţi mari, la fertilizarea pajiştilor.Se mai pot cita ca poluanţi: abatoarele, tăbăcăriile, fabricile debrânzeturi, amidon, zahăr, bere, vin, distilăriile.

d. Nu sunt de neglijat nici reziduurile rezultate din activitateaumană casnică, apele şi gunoaiele menajere.

B. - După natura poluanţilor:1. Poluare fizică: - termică, fonică, luminoasă, radioactivă etc.2. Poluare chimică, cu:- derivaţi ai C, S, N, F, O, Cl etc.;

41

- derivaţi ai metalelor grele (Pb, Cr, Co etc.);- mase plastice;- pesticide;- materii organice fermentescibile etc.3. Poluare biologică:-contaminarea microbiologică a mediilor inhalate, ingerate şia solului;- modificări ale biocenozelor, invazii de specii vegetale şianimale.C. – După starea de agregare a poluanţilor:1. Poluare cu lichide;2. Poluare cu gaze şi vapori;3. Poluare cu substanţe solide.

1. atmosfera

Principalii produşi poluanţi, întâlniţi şi emişi mai ales din surse artificiale (antropogene), sunt: CO, CO2, NO, NO2, SO2, SO3, H2S, Pb, acizii (HCl, HNO3, H2SO4, HF), Cl, F şi compuşii săi, produşi fotochimici, praful, cenuşile şi fumul, particulele radioactive etc.

Principalele surse generatoare de CO sunt: centralele electrice pe cărbune, păcură şi gaze; motoarele cu ardere internă (58% din total); industria fierului, oţelului, petrochimică, a celulozei şi hârtiei; arderea deşeurilor, incendiile etc. Concentraţia din atmosferă de 0,01-0,2 ppm este aproximativ constantă datorită oxidării la CO2.

Oxidul de carbon are o acţiune asfixiantă asupra organismului datorită formării carboxihemoglobinei, ca urmare a combinării cu hemoglobina din sânge.

Principalele surse generatoare de CO2 sunt: diferite procese de combustie în intreprinderi şi arderile directe în atmosferă (incendii, deşeuri, încălzit etc.); respiraţia vieţuitoarelor şi procesele de descompunere a materiei organice (se produce de circa 4 ori mai mult CO2 decât din arderile industriale).

Creşterea CO2 din atmosferă ar putea provoca schimbări ale potenţialului electric normal al creierului şi modificări ale electroencefalogramei, dar principalul efect îl constituie “efectul de seră”.

Principalele surse generatoare de oxizi ai azotului sunt: bacteriile nitrificatoare (sursă naturală); arderea combustibililor fosili; transporturile; industria chimică (fabrici de îngrăşăminte cu azot, de fabricare a HNO3).Oxizii de azot pot produce efecte toxice asupra plantelor şi animalelor. Dioxidul de azot (NO2) este de circa patru ori mai toxic decât monoxidul (NO). La 4-5 ppm NO2 frunzele prezintă necroze, iar la peste 25 ppm NO2 timp de o oră, frunzele cad, fenomen ce poate fiprezent şi la 0,5 ppm NO2, dar timp de 35 zile. La om pot să apară diferite boli pulmonare. Concentraţia maximă admisă (CMA), media pe 24 ore, este de 0,1 mg/m3 (STAS 12574-87).

Oxizii de sulf provin din arderea combustibililor fosili(1/3) şi diferite procese naturale (erupţiile vulcanice 2/3). Efectele asupra omului se manifestă printr-o iritaţie a sistemului respirator, începând de la concentraţii de 5 ppm, iar asupra plantelor efectul fitotoxic se manifestă prin distrugerea clorofilei şi apariţia de leziuni la nivelul frunzelor.În prezenţa apei (SO2+H2O) se formează H2SO3 care corodează suprafeţele metalic, decolorează piatra, marmura etc şidetermină ploile acide. Concentraţia maximă admisă (CMA), media pe 24 ore, este de 0,25 mg/m3 (STAS 12574-87).Sursele de poluare cu hidrogen sulfurat (H2S) sunt: fabricile de celuloză bazate pe procedeul sulfat; fabricile de coloranţi; de pesticide; descompunerea materiilor proteice vegetale şi animale de către bacterii.Concentraţia din atmosferă este de 0,1-0,45 μg/m3, fiind sub limita de sensibilitate a mirosului.

42

La peste 1.120.000 μg/m3 survine moartea prin paralizia rapidă a centrului respirator.Concentraţia maximă admisă (CMA), media pe 24 ore este de0,008 mg/m3 (STAS 12574-87).Principalele surse de poluare cu plumb sunt: intreprinderile producătoare şi prelucrătoare de plumb, termocentralele, automobilele, coloranţii cu compuşi de plumb, insecticidele, fumul de ţigară etc.Plumbul micşorează rezistenţa organismelor la infecţii, afectează sistemul nervos (mai ales la copii) etc. Concentraţia din aer este de circa 0,1 μg/m3 în zonele rurale şi 2-10 μg/ m3 în centrele urbane.Concentraţia maximă admisă (CMA), media pe 24 ore este de0,0007 mg/ m3 (STAS 12574-87).

Calitatea aerului este apreciată mai ales pe baza prezenţei unor gaze (CO, CH4, NO, NO2, oxizi de sulf, hidrocarbonaţi activi, pesticide etc.), a unor elemente chimice (bariu, cobalt, cupru, fier, mercur etc.), a unor radicali (fluoraţi, nitraţi, sulfaţi) şi a altor substanţe (substanţe organice diverse, substanţe radioactive, substanţe alergice etc.).În general calitatea aerului este bună în mediul neurban, scăzând uneori mult în oraşe şi mai ales în marile aglomerări urbane.Aprecierea calităţii aerului se face după determinarea cantităţii diferitelor noxe, cât şi prin calculul unor indici. Se calculează un indice al CO, al SO2, al pesticidelor în suspensie, al NO2 şi al oxidanţilor fotochimici. Pe baza datelor obţinute se calculează un indice general al calităţii aerului.Având în vedere marea variaţie în timp a poluării, determinările şi calculele trebuie să se repete foarte des, ele reflectând numai starea la momentul respectiv.

2. Apa. Suferă an de an procese de pierdere a calităţilor naturale prin intense procese de poluare.Poluarea apelor poate fi definită ca fenomenul prin care se produc modificări calitative negative ale proprietăţilor naturale, ce au ca urmare scoaterea parţială sau totală a resursei din circuitul folosinţelor.

Poluarea apei, după natura sursei, poate fi: artificială şi naturală.Poluarea artificială este cauzată de introducerea prin activităţi umane în emisari naturali (râuri, fluvii, lacuri) a unor substanţe poluante, fie direct, fie prin deversarea apelor din reţeaua de canalizare a locuinţelor, industriilor sau a unităţilor agricole.Sursele de poluare artificială pot fi grupate în două categorii: organizate şi neorganizate.

Sursele de poluare organizate sunt reprezentate de: sistemele de canalizare a locuinţelor, industriilor, unităţilor şi suprafeţelor agricole.Prin construcţie (concepţie) acestea au fost destinate deversării de reziduuri lichide în apele de suprafaţă. După provenienţă, apele din sursele organizate se împart în: ape reziduale comunale (ape menajere), ape uzate industrial şi ape reziduale agricole.Sursele artificiale neorganizate constau în reziduuri ale activităţii umane care pătrund necontrolat în apele de suprafaţă şi mai ales în cele subterane (reziduurile menajere ale localităţilor necanalizate care sunt aruncate direct în apele de suprafaţă sau sunt antrenate din depozite prin procese de scurgere şi infiltraţie, determinate de căderea precipitaţiilor). De asemenea, altă sursă o constituie scurgerile accidentale de la sondele petroliere, conducte, rezervoare petroliere etc.Sursele de poluare naturală pot fi grupate în: surse permanente şi surse accidentale. Cele permanente constau în pătrunderea continuă, naturală, în apă a unor substanţe străine, ca: săruri minerale solubile din rocile salifere; aluviuni din procesul de eroziune, vegetaţiasubacvatică fixată în apă. Cele accidentale constau în pătrunderea în ape a unor impurităţi, substanţe, datorită unor fenomene cu caracter geologic (vulcani, cutremure), meteorologic (furtuni de praf, uragane,inundaţii) sau cu caracter complex (alunecări).Calitatea apelor se apreciază în funcţie de gradul de impurificare, poluare şi de starea naturală a acestora, fiind stabilite prin normative (STAS-uri) limitele admisibile pentru cele trei categorii de ape.

43

Indicatorii de calitate sunt: organoleptici (miros, culoare), microbiologici (bacterii coliforme, streptococi etc.), fizici şi chimici (pH, ioni amoniu, nitraţi, nitriţi, consum biochimic de oxigen-CBO5, consumchimic de oxigen-CCO etc.).Una din măsurile de prevenire a poluării apelor, în special a celor de suprafaţă, o constituie epurarea apelor uzate înainte de deversarea în emisari.Epurarea apelor reprezintă totalitatea tratamentelor aplicate, ce au ca rezultat diminuarea conţinutului de poluanţi, încât cantităţile rămase să nu provoace în apele receptoare dezechilibre ecologice care să afecteze negativ utilizările ulterioare ale acestora.Principale tratamente se bazează pe procese şi fenomene fizice, chimice şi biologice, fiind practicate trei procedee de bază:

- mecanice, utilizându-se grătare, site, bazine desnisipatoare, bazine de separare a grăsimilor, decantoare primare;

- chimice, în care apele uzate sunt tratate cu substanţe chimice coagulante (sulfat de aluminiu, clorură ferică etc.), substanţe sintetice macromoleculare (polielectroliţi), pentru o mai bună sedimentare a poluanţilor fini în suspensie, ori cu substanţe chimice ce determinăoxidarea unor poluanţi (ozon, clor, lapte de var etc.);

- biologice, utilizându-se aşa numitele “filtre biologice” şi bazine cu “nămol activ”, care se bazează pe activitatea microorganismelor aerobe ce elimină o parte din poluanţii organici biodegradabili.

3. Solul. Ca şi în cazul aerului şi al apelor, dereglările funcţionale în sol pot interveni odată cu

apariţia fenomenelor de poluare.Prin poluarea solului înţelegem acţiunea prin care omul sau natura produce modificări fizice, chimice şi/sau biologice anormale, care îi depreciază calităţile ca suport şi mediu de viaţă.Gradul de poluare a unui sol poate fi apreciat prin evaluarea reducerii calitative şi/sau cantitative a producţiei agricole faţă de situaţia normală sau numai cantitativ prin evaluarea cheltuielilor necesare menţinerii solului la o capacitate bioproductivă egală cu cea anterioară producerii poluării.În funcţie de natura poluării, poluarea solului poate fi: fizică, chimică, biologică sau radioactivă.În funcţie de sursa de poluare, se deosebesc:

- poluare prin lucrări de excavare la zi (cariere, balastiere, exploatări miniere etc.);- poluare prin acoperirea solului cu depozite de steril, halde, depozite de gunoaie et- - poluarea cu deşeuri şi reziduuri organice de la industria alimentară şi textilă;- poluare cu deşeuri şi reziduuri anorganice de la industrie;- poluare cu materii radioactive;- poluare cu deşeuri şi reziduuri vegetale agricole şi forestiere;- poluare cu dejecţii animale şi umane;- poluare prin eroziune şi alunecări, sărăturare, acidifiere, exces de apă, compactare;- poluare cu pesticide şi îngrăşăminte chimice;- poluare cu agenţi patogeni contaminaţi.

Una din clasificările solurilor după gradul de poluare este în funcţiede reducerea producţiei vegetale (C. Răuţă şi colab., 1980):

1. nepoluat – reducerea producţiei vegetale cu <5%;2. slab poluat – reducerea producţiei vegetale cu 6-10%;3. moderat poluat–reducerea producţiei vegetale cu 11-25%;4. puternic poluat–reducerea prod. agricole cu 26-50%5. foarte puternic poluat – prod. se reduce cu 51-75%6. excesiv poluat – reducerea prod. este >75%.

6.5. Prevenirea şi combaterea poluării

Măsurile ce trebuie luate pentru prevenirea şi combaterea poluării diferă în funcţie de tipul de poluare şi mediul în care a avut loc, vizând:

44

a) reducerea emisiilor de agenţi poluanţi;b) dirijarea şi captarea agenţilor poluanţi;c) tratarea agenţilor poluanţi în vederea neutralizării acţiunii lor nocive prin utilizarea proceselor naturale şi tehnologice.

ÎN INDUSTRIE, pentru reducerea poluării sunt indicate soluţii tehnologice care să ţină seama atât de randamentul instalaţiilor, cât şi de efectul asupra mediului ambiant.În acest sens se prevede:

montarea de filtre moderne (electrostatice) care să reţină cea mai mare parte a agenţilor poluanţi şi cu posibilitatea de reutilizare a unor elemente sau compuşi reţinuţi;

reciclarea gazelor de la termocentrale şi unele industrii; reciclarea apelor uzate industriale într-un circuit tehnologic închis; construirea de coşuri înalte (peste 200-300 m) ca şi măsură provizorie, întrucât cantitatea

de poluanţi rămâne aceeaşi numai că dispersia este pe o rază mai mare - se reduce poluarea numai în jurul fabricii, dar pentru mediu în ansamblu nu este nici o reducere. O măsură importantă esterespectarea tehnologiilor de fabricaţie pentru care s-a primit avizfavorabil din partea Agenţiei de Mediu;

controlul riguros şi permanent al emisiilor de către organisme specializate în acest sens.IN TRANSPORTURI poluarea poate fi mult diminuată prin construirea de

autovehicule cu randament sporit şi consum redus de combustibil;folosirea de combustibili nepoluanţi (ex. metanol sau benzina fără plumb).

IN ACTIVITATEA AGRICOLĂ limitarea poluării urmăreşte reducerea cantităţii de substanţe poluante prin înlocuirea substanţelor chimice de sinteză cu produse naturale pe bază de extracte vegetale; utilizarea de substanţe chimice în cantităţi foarte mici, cu mult raţionament , practicând astfel o agricultură ecologică.De asemenea, dimensionarea şi epurarea corectă a apelor uzate de la complexele zootehnice; utilizarea cu mult discernământ a îngrăşămintelor organice nefermentate pentru fertilizări; depozitarea corectă a dejecţiilor etc.O măsură deosebit de utilă o reprezintă folosirea luptei integrate în combaterea bolilor şi dăunătorilor care presupune folosirea cu prioritate a mijloacelor biologice, agrotehnice şi într-o mică măsură a pesticidelor, în special cu selectivitate foarte mare. Folosirea pesticidelor poate fi acceptată numai pentru a limita atacul dăunătorilor sub pragul economic de dăunare.

Lupta integrată se bazează pe:- cunoaşterea dinamicii principalelor populaţii de dăunători şi de duşmani ai acestora, în funcţie de modificările factorilor ecologici din biotop;- cunoaşterea şi folosirea de prădători şi paraziţi ai dăunătorilor, prin protejarea lor în ecosistemele agricole sau înmulţirea în laborator;- utilizarea fenomenelor alelopatice antagonice;- folosirea rotaţiei culturilor şi a asolamentelor;- utilizarea relaţiilor de comunicare biochimică între indivizii unor populaţii de dăunători prin intermediul capcanelor;- introducerea în cultură de soiuri şi hibrizi, rase cu rezistenţă mare la boli şi dăunători;- optimizarea măsurilor agrotehnice (prelucrarea solului, epoca de semănat, fertilizare, densitate etc.);- folosirea de mijloace tehnice performante pentru aplicarea tratamentelor chimice;- întărirea măsurilor de carantină fitosanitară pentru a preveni extinderea arealului speciilor dăunătoare;- utilizarea de mijloace moderne pentru prognoză şi avertizare pe spaţii cât mai largi.ÎN NIŞA UMANĂ poluanţii sunt reprezentaţi de deşeuri care pot fi sensibil reduse prin confecţionarea de ambalaje economice, dimensionarea consumurilor, colectarea materialelor reutilizabile şi nu în ultimul rând ridicarea nivelului de cultură şi civilizaţie, care presupune şi o educaţie ecologică la un înalt nivel.

45

CAP.VIIGOSPODĂRIREARESURSELORNATURALE

7.1. Resursele naturale şi calitatea mediului înconjurător

Prin resurse naturale se înţelege orice componentă din mediul natural, ca solul, apa, flora, fauna, bogăţiile minerale ale subsolului, populaţiile umane, care contribuie la realizarea bunăstării materiale şi spirituale a membrilor societăţii.

După permanenţa lor în timp, resursele naturale se grupează în:resurse naturale inepuizabile (energia eoliană, precipitaţiile, forţa mareelor, energia solară

etc.) şi resurse naturale epuizabile.O atitudine ecologică faţă de resursele naturale presupune renunţarea la exploatarea nelimitată, neraţională şi generalizarea concepţiei ştiinţifice despre importanţa conservării resurselor naturale ale biosferei şi pentru generaţiile viitoare. O condiţie esenţială fără decare conservarea resurselor naturale nu se poate realiza constă în dezvoltarea la fiecare persoană a simţului de răspundere faţă de resursele naturale ale mediului.Aceasta presupune cunoaşterea şi respectarea capacităţii de suport a mediului din zona exploatată, fiind dependentă de modul de utilizare a resurselor naturale şi de presiunea asupra echilibrelor din mediu.Dispunerea în teritoriu a obiectivelor economico-sociale, în funcţie de necesităţile umane şi de vocaţia ecologică a mediului respectiv, reprezintă amenajarea teritoriului, care presupune acceptarea următoarelor principii:1 - considerarea resurselor naturale, în spiritul dezvoltării durabile, ca bunuri atât ale generaţiei prezente cât şi ale celei viitoare;2 - conservarea mediului ambiant şi a resurselor sale să se facă nu prin renunţarea la progresul tehnic, ci prin perfecţionarea activităţilor de conservare şi gestionare a resurselor;3 - în activitatea de amenajare a teritoriului şi de conservare amediului trebuie să se ţină seama de ierarhizarea necesităţilor societăţii umane;4 - studiul proceselor naturale de utilizare ciclică a resurselor în biosferă poate da naştere la tehnologii (modele) care să micşoreze sau să elimine tendinţa de epuizare a resurselor;5 - consumul unilateral, exclusiv al resurselor naturale şi poluarea sunt factori de risc ce ameninţă existenţa vieţii pe Terra;6 - gestiunea resurselor naturale şi conservarea mediului are un caracter zonal, naţional, dar şi global. În spiritul acestor principii se impune elaborarea unor strategii ecologice de dezvoltare (ecodezvoltare), capabile să asigure o folosire raţională şi sănătoasă a resurselor specifice dintr-un anumit ecosistem, pentru satisfacerea nevoilor fundamentale ale omului. În acest context ecologia participă activ la următoarele aspecte:- evaluarea posibilităţilor mediului în raport cu obiectivele propuse de societate;- stabilirea impactului acestora asupra mediului înconjurător şi găsirea căilor de atenuare a lui, de conservare a mediului pe termen lung;- elaborarea de măsuri speciale pentru conservarea activă a unor anumite resurse sau porţiuni din mediul înconjurător;- determinarea (împreună cu alte ştiinţe) necesităţilor ce caracterizează indicii de calitate a vieţii şi a priorităţilor de satisfacere alor;- proiectarea de ecosisteme antropice cu randament optim în raport cu obiectivele economice şi de conservare pe termen lung a mediului înconjurător.

46

Utilizarea optimă a resurselor naturale în agricultură presupune zonarea producţiei agricole şi proiectarea corectă a ecosistemelor agricole în cadrul acestora.Zonarea producţiei agricole este o activitate ştiinţifică de mare complexitate, prin care se delimitează teritorii de producţie agricolă cu condiţii ecologice, economice şi sociale omogene şi care primesc o anumită structură de producţie.

Zonarea producţiei agricole are la bază concordanţa dintre cerinţele plantelor şi caracteristicile biotopului, precum şi dintre cerinţele tehnologice ale ecosistemelor agricole şi caracteristicile tehnologiilor de producţie.

Organizarea ecosistemelor agricole în concordanţă cu vocaţia ecologică a teritoriului, oferă premisele unei activităţi agricole optime în condiţiile reducerii la maximum a investiţiilor energetice şi materiale.Studiul factorilor ecologici naturali se axează în special pestabilirea teritoriilor ecologic omogene, pe bonitarea economică a terenurilor agricole şi pe stabilirea măsurilor pentru creşterea fertilităţii lor.Pe baza analizei factorilor naturali (circa 20 de factori ecologici), economici şi sociali, în ţara noastră au fost stabilite 502 zone de producţie agricolă (câte 8-22 zone în fiecare judeţ). Creşterea eficienţei ecosistemelor agricole are la bază proiectarea unor ecosisteme agricole intensive cu productivitate crescândă, în condiţiile reducerii intervenţiei tehnologice, însă cu o reală conservare a mediului ambiant. Aceasta are rolul de a aprofunda acţiunea de zonare a producţiei agricole, urmărind aceleaşi obiective şi principiimetodologice.În proiectarea ecosistemelor agricole trebuie să se ţină seama de efectele pe care acestea le au asupra mediului, atât în ce priveşte consumul sau deteriorarea resurselor (apă, sol, genofond), cât şi în ce priveşte stabilitatea ansamblului de conexiuni proprii (cicluribiogeochimice, peisaj etc.).

7.2. Conservarea resurselor genetice

Una din problemele majore ale lumii contemporane o reprezintă conservarea resurselor genetice.La nivel mondial acestea alcătuiesc patrimoniul genetic mondial (genofondul mondial).Fondul genetic al unei specii sau populaţii se constituie prin participarea tuturor indivizilor ce alcătuiesc la un moment dat acea specie sau populaţie. Între componenţii acesteia se realizează un schimb permanent de informaţie sub forma unui curent de gene (prin reproducere sexuată), care este cu atât mai intens cu cât numărul indivizilor şi viteza de succesiune a generaţiilor este mai mare. Curentul de gene imprimă populaţiei (speciei) un anumit grad de omogenitate şi de stabilitate.Scăderea bruscă a numărului de indivizi dintr-o populaţie ca urmare a modificărilor nefavorabile a factorilor ecologici poate avea drept consecinţă scoaterea unor genotipuri de sub acţiunea curentului normal de gene sau chiar pierderea întregii populaţii.Speciile cu înmulţire rapidă (bacteriile, ciupercile, nevertebratele) îşi pot restabili cu uşurinţă starea de echilibru a genofondului, fiind ecologic stabile, în schimb cele cu înmulţire înceată (multe specii de plante şi animale) îşi refac cu mare greutate echilibrul genofondului, fiind ecologic fragile. Pentru multe din acestea din urmă o crizăecologică este fatală (ex.: reptilele mezozoice uriaşe, numeroase vertebrate). Măsurile de conservare se îndreaptă în prezent în special spre această categorie de specii.Evoluţia patrimoniului genetic mondial s-a realizat printr-un proces natural de diversificare a speciilor şi de ocupare a diferitelor nişe ecologice ale ecosistemelor, însă omul, prin activitatea sa, a intervenit prin diversificarea unor resurse genetice (domesticire, ameliorare etc.) sau prin diminuarea altora (cules, vânătoare, pescuit etc.).Acţiunea omului a dus la diferenţierea, pe fondul patrimoniului genetic spontan, a două secţiuni caracteristice:

- patrimoniul genetic agricol;- patrimoniul genetic microbiologic.

47

Patrimoniul genetic agricol este reprezentat prin speciile de plante cultivate şi de animale crescute de om, iar patrimoniul genetic microbiologic este constituit din populaţiile de microorganisme controlate de om în scopuri economice.

Pe lângă influenţele pozitive, omul a avut şi influenţe negative asupra patrimoniului genetic mondial. Se consideră că anual dispar în lume 5-10 specii de plante şi animale.

Despre importanţa patrimoniului genetic spontan este suficient să amintim că în lume se cultivă circa 300 specii de plante, ceea ce reprezintă doar 0,1% din totalul speciilor ce cresc pe glob; iar în cazul animalelor proporţia este şi mai scăzută.În vederea conservării acestui patrimoniu genetic au fost înfiinţatebăncile de gene, care nu sunt altceva decât depozite speciale pentru păstrarea colecţiilor de plante sau animale cu importanţă actuală sau de perspectivă în procesul de ameliorare.Sarcina băncilor de gene este de a colecta materialul genetic, de a-l studia şi de a informa amelioratorii şi apoi de a conserva materialul colectat.Prima bancă de gene a fost creată în S.U.A. la Fort Collins în 1958, cu o capacitate de depozitare de circa 180 mii probe de seminţe a câte 450 g. Ulterior numărul acestora a crescut mult, fiind răspândite în diferite zone ale globului (Krasnodar, Copenhaga, Bari,Gatersleben, Izmir etc.). Există şi bănci de gene specializate, cum ar fi pentru porumb şi grâu la Cimmyt (Mexic), pentru orez la Irri (Filipine) etc.În ţara noastră a fost înfinţată o bancă de gene la Suceava în 1990, ce cuprinde 8 celule: 4 celule în care resursele genetice sunt conservate la 40C şi umiditatea aerului de 25% (seminţele cu umiditate de 8%) şi 4 celule unde seminţele se conservă la –20 ºC şi o umiditate a aerului de 20%.Conservarea genofondului animalelor domestice este mai dificil de realizat, impunându-se eforturi organizatorice şi financiare mult mai mari. Aceasta se poate face prin două căi:a) menţinerea unei rase în linii pure sub forma unor populaţii optim dimensionate;b) crearea de bănci de gene sub formă de colecţii de material seminal, embrioni, ovule în stare congelată.Patrimoniul genetic microbiologic este alcătuit din culturi (suşe ) de microorganisme izolate din natură sau obţinute prin mutaţii în laborator, care au utilizări în procese legate de dezvoltarea economică şi gestiunea mediului ambiant, ca: descompunerea reziduurilor,epurarea apelor poluate, fermentaţia produselor alimentare, fixarea microbiană a azotului, producerea de antibiotice etc. Se consideră că pierderea unei suşe microbiene valoroase este echivalentă cu pierderea unui soi de plante sau rase de animale. În acest scop la Conferinţa pe probleme de mediu de la Stockholm din 1972 s-a lansat un program special pentru conservarea resurselor genetice microbiene, propunându-se crearea unei Reţele Mondiale de Centre de Resurse Microbiologice. Primul astfel de centru a luat fiinţă în 1975 în Australia(Universitatea din Brisbane, Quensland).

CALITATEA MEDIULUI INCONJURATOR

Prin calitatea mediului înconjurător se înţelege starea acestuia la un moment dat, rezultată din integrarea tuturor elementelor sale structurale şi funcţionale, capabile să asigure o ambianţă corespunzătoare multiplelor necesităţi ale vieţii omului.

Cunoaşterea calităţii mediului implică analiza unui număr foarte mare de variabile naturale şi umane. Au fost stabilite standardele care delimitează clasele de calitate pentru aer, ape, soluri şi relief.Calitatea mediului înconjurător rezultă deci din implantarea structurilor umane artificiale în structurile naturale. în general, s-a presupus că valorile calităţii mediului înconjurător sunt mai reduse, cu cât componenta umană ocupă o pondere mai mare.Progresele realizate în ultimul timp în conservarea mediului prin optimizarea utilizării resurselor, prin trecerea la tehnologii nepoluante şi prin adaptarea proceselor de producţie au determinat modificări importante în raportul dintre cele două subsisteme principale alemediului: natural şi artificial.

48

Toate problemele calităţii mediului derivă din potenţialul natural al acestuia de a suporta, fără dereglări importante, anumite forme şi intensităţi de presiune umană.

CAP VIIIPROTECȚIA MEDIULUI ÎNCONJURĂTOR

Protecţia mediului se referă la:- gospodărirea raţională a resurselor;- evitarea dezechilibrelor prin conservarea naturii;- prevenirea poluării mediului;- reconstrucţia ecologică a mediului.

La nivel mondial, protecţiei mediului i se acordă o importanţă crescândă, mai ales după Conferinţa O.N.U. din 1972 de la Stockholm dedicată poluării, existând organisme naţionale şi internaţionale specializate şi o legislaţie adecvată.

8.1. Ocrotirea mediului înconjurător

Dezvoltarea civilizaţiei industriale a produs modificări profunde şi accelerate mediului înconjurător, datorită solicitării din ce în ce mai mari a resurselor naturale, a extinderii suprafeţelor cultivate şi a schimbării sistemelor de cultură, a despăduririlor masive, a intensificării utilizării păşunilor, a dezvoltării exploatării subsolului, precum şi a altor activităţi cu impact negativ asupra mediului. în acelaşi timp, civilizaţia industrială a făcut posibilă şi necesară o creştere demografică rapidă, o puternică dezvoltare a procesului de urbanizare, a creat noi aglomerări umane pe spaţii restrânse, cu implicaţii majore asupra calităţii mediului.Exploatarea iraţională a resurselor regenerabile (păduri, floră, faună, ape etc.) şi a celor neregenerabile (cărbuni, petrol, minereuri etc.) a accentuat efectul nociv al acţiunilor omului asupra naturii.

Consecinţele acţiunii omului asupra echilibrelor ecologice sunt generalizate şi uneori deosebit de grave, încât s-a impus ca o necesitate ocrotirea şi conservarea mediului înconjurător.

După Uniunea Internaţională pentru Conservarea Naturii, scopurile ocrotirii naturii sunt următoarele:

- asigurarea utilizării raţionale, a conservării şi refacerii resurselor naturale;- ocrotirea elementelor mediului natural de viaţă al omului (aerul, solul şi apa) de

poluare, în urma activităţii industriale sau agricole şi de contaminare prin agenţi patogeni;- conservarea şi înfrumuseţarea peisajelor naturale;- conservarea unor monumente ale naturii de o deosebită frumuseţe şi însemnătate

ştiinţifică - specii rare de plante şi de animale, terenuri bogate în minerale, peşteri şi alte formaţiuni

naturale.Aceste probleme pot fi rezolvate printr-un sistem de măsuri organizatorice, legislative,

tehnice şi educaţionale de apărare a resurselor naturale, atât pe plan local cât şi global.

49

Organismele internaţionale specializate (Uniunea Internaţională pentru Conservarea Naturii, Fondul Mondial pentru Natură, Programul ONU pentru Mediul înconjurător) au elaborat un document în care sunt propuse trei obiective principale:

- menţinerea proceselor ecologice esenţiale, prin crearea condiţiilor unei epurări naturale a apelor, prin urgentarea regenerării solurilor, prin reciclarea materiei organice;

- conservarea diversităţii genetice a plantelor şi a animalelor, ca un tezaur care nu se mai poate reconstrui odată distrus;- redimensionarea sau stoparea exploatării resurselor naturale ameninţate (păduri, păşuni,

faună etc.).

Organizarea ocrotirii naturii este o problemă complexă şi de mare răspundere pentru rezolvarea căreia se consideră că există mai multe căi.Prima cale constă în alegerea obiectivelor ce urmează a fi ocrotite pe teritoriul fiecărui stat, cum ar fi: ecosisteme cât mai nealterate, cuprinzând o mare diversitate de specii; specii rare pe cale de dispariţie sau deosebit de valoroase ştiinţific, economic, estetic; exemplare rare,izolate ale unor specii remarcabile prin vârsta sau dezvoltarea lor, prin semnificaţia lor istorică sau spirituală etc. După alegerea şi delimitarea obiectivelor, se legiferează ocrotirea şi se iau măsuri organizatorice,tehnice pentru realizarea lor.

Obiectivele ocrotite în acest fel sunt foarte diferite: parcuri naţionale, rezervaţii naturale, rezervaţii ştiinţifice, parcuri naturale,monumente ale naturii, rezervaţii ale biosferei etc.

O altă cale constă în ocrotirea globală a ecosferei de pe teritoriul fiecărui stat şi pe plan planetar, prin colaborarea internaţională. Această cale urmăreşte să asigure stabilitatea condiţiilor de viaţă (calitatea aerului, apelor, solului etc.) şi unde este posibil ameliorarea lor.A treia cale constă în prevenirea şi combaterea poluării mediului prin măsuri administrative, organizatorice şi tehnice.Pentru ca ansamblul măsurilor privind organizarea ocrotirii naturii să fie eficient, se impune educarea întregii populaţii. Sistemul educaţional trebuie să dezvolte conştiinţa oamenilor în aşa fel, încât fiecare membru al societăţii să înţeleagă răspunderea pe care o are în faţa generaţiei sale şi a celor viitoare pentru păstrarea bogăţiilor şi frumuseţilor naturii.

Rezervaţiile naturale Consituie principalele celule spaţiale a ocrotirii naturii. Conform definiţiei dată de E.

Racoviţă (1934) –rezervaţia naturală este ‘’o mostră din natura primitivă în echilibrul biologic normal, neinfluenţată de om şi de artificiile sale”.Rezervaţiile naturale cuprind suprafeţe de teren şi de ape destinate conservării unor medii de viaţă caracteristice şi care pot fi de interes zoologic, botanic, peisagistic, geologic, paleontologic, speologic, marin sau mixt.

Structura generală a unei rezervaţii naturale cuprinde trei părţi:1. zona centrală, cu regim de ocrotire integral, care înglobează spaţiul inaccesibil vizitatorilor

sau pentru utilizarea resurselor, fiind controlat de serviciile cercetării ştiinţifice;2. zona centrală de restaurare, cu acelaşi regim de ocrotire, dar cu intervenţii ale

cercetătorilor în vederea refacerii peisajului şi genofondului;3. zona tampon, cu două componente, intern şi extern, destinată protejării primelor două şi

unde se admite utilizarea resurselor prin metode tradiţionale, inclusiv turism.

Parcurile naţionale Reprezintă o formă mai complexă de ocrotire a naturii, fiind definite de Uniunea Internaţională pentru Protecţia Naturii ca ″... un teritoriu relativ întins care prezintă unul sau mai multe ecosisteme, în general puţin transformate sau netransformate prin exploatare sau ocupaţie

50

umană, unde speciile vegetale şi animale, siturile geomorfologice şi habitatele oferă un interes specific din punct de vedere ştiinţific, educativ şi recreativ sau în care există peisaje naturale de mare valoare estetică ...’’ Vizitarea este autorizată în scopuri recreative, educative şi culturale.

51

Într-un parc naţional, în general, se disting 3 zone:1. zona periferică sau preparcul, care are rol în sistematizarea turistică şi în care se

urmăreşte o reconstrucţie ecologică;2. zona tampon, care are rolul de a asigura protecţia zonei centrale, filtrând presiunea

turistică;3. zona rezidenţială (centrală, a rezervaţiei şt.), care adăposteşte laboratoarele de cercetare

şi celelalte anexe.Parcurile naţionale îndeplinesc mai multe funcţii:

- de protecţie a unor zone ale naturii;- ştiinţifică - parcurile naţionale fiind adevărate laboratoare naturale în care se pot studia

diferite aspecte privind structura şi funcţionarea ecosistemelor, ecologia speciilor rare, comportamentul lor etc.

- de recreere şi destindere – cunoscându-se rolul deosebit al spaţiilor naturale în refacerea fizică şi intelectuală, în restabilirea echilibrelor organismului uman;

- educativă - prin excursii, aplicaţii, tabere, colocvii, natura oferă exemple numeroase de armonie şi echilibru;

- de dezvoltare a relaţiilor internaţionale – prin studii în comun, vizite, congrese, conferinţe, publicaţii etc.;

- sursă de bunuri materiale – prin exploatarea raţională a zonei tampon.În ţara noastră sunt ocrotite peste 450 de obiective, totalizând circa 95.000 ha.

Prin decizia U.N.E.S.C.O. din 1980 s-a consfinţit ca Parcul Naţional Retezat, Rezervaţia ştiinţifică Pietrosul Mare (M-ţii Rodnei) şi Rezervaţia Roşca-Letea (Delta Dunării) să fie incluse în reţeaua internaţională a rezervaţiilor biosferei.Pe baza propunerilor fundamentate ştiinţific de Comisia pentru Ocrotirea Monumentelor Naturii au fost propuse 11 parcuri naţionale :

Rodna, Călimani, Ceahlău, Piatra Craiului, Cozia, Domogled-Valea Cernei, Cheile Nerei-Beuşniţa, Semenic-Cheile Caraşului, Cheile Bicazului-Lacul Roşu, Apuseni, Delta Dunării şi două parcuri naturale : Bucegi şi Grădiştea Muncelului-Cioclovina.

8.2. Conservarea mediului înconjurător

Cuprinde o gamă largă de activităţi deosebit de utile şi absolut necesare ce se referă la utilizarea resurselor mediului la eficienţă maximă, cu respectarea pretabilităţii, capacităţii de suport şi plasticităţii sistemului teritorial respectiv, dar şi la practicarea celor mai potrivite forme şi procese tehnologice, agrozootehnice sau silvice, la efectuarea de lucrări hidroameliorative pentru limitarea şi prevenirea efectelor dăunătoare ale unor fenomene naturale (inundaţii, alunecări de teren, eroziunea solului etc.).

Necesitatea acestor măsuri rezidă şi din faptul că spaţiile ocrotite nu pot fi extinse prea mult deoarece s-ar scoate din circuitul economic suprafeţe apreciabile cu resurse de valori prea mari.

Prin măsurile enunţate, conservarea mediului devine parte integrantă a tuturor proiectelor de folosire a resurselor, inclusiv a celor de urbanizare, dezvoltare industrială, organizarea teritoriului, sistematizare, făcând în acelaşi timp parte din cultura fiecărui cetăţean, locuitor al Terrei.

Conservarea mediului nu se realizează empiric, ci pe baza unor legi, care, respectate necondiţionat, duc la realizarea scopului propus.Sunt formulate cinci legi ce guvernează conservarea mediului:

1. Mediul înconjurător este un sistem a cărui integritate este asigurată prin funcţionarea echilibrată a subsistemelor sale naturale şi umane. Rolul subsistemului natural este de cea mai

52

mare importanţă, impunându-se păstrarea diversităţii sale, precum şi funcţionarea prin mecanisme de autoreglare;

2. Mediul înconjurător are capacitatea limitată de absorbţie şi neutralizare a plusurilor subsistemului uman;

3. Mediul înconjurător este un sistem cu resurse finite;4. Mediul înconjurător prezintă echilibre fragile, uşor de dereglat în cazul unei folosinţe

neadecvate a resurselor sale;5. Sistemul teritorial, care reprezintă unitatea teritorială fundamentală a mediului

înconjurător, trebuie să funcţioneze astfel încât suma intrărilor şi ieşirilor să fie o mărime care variază foarte puţin în timp.Aplicarea acestor legi nu se poate realiza fără o activitate complexă de cercetare ştiinţifică multidisciplinară, pe baza căreia se elaborează strategiile de conservare a mediului, legislaţie adecvată şi o educaţie ecologică solidă a întregii populaţii.BIBLIOGRAFIE1. Ardelean A., C. Maior – Management ecologic. Ed. Servo-Sat, 2000.2. Berca Mihai – Ecologie generală şi aplicată. Ed. Ceres Bucureşti, 2000.3. Botnariuc N., Vădineanu V. - Ecologie. Ed. Didactică şi Pedagogică Bucureşti, 1988.4. Catherine de Silguy - L’agriculture biologique. Ed. Terre Vivante, Franţa, 1994.5. Coman Gh., Murgu Zaira-Marcela - Economia mediului. Ed.Moldoviţa, Iaşi, 1996.6. Dumitrescu N., Iacob T., Vîntu V. - Ecologie şi protecţia mediului. Curs litografiat, U.A.M.V. Iaşi, l992.7. Duţu Mircea – Dreptul mediului, vol. II. Ed. Economică, 1998.8. Grădinaru Ilie – Protecţia mediului. Ed. Economică, 2002.9. Heinrich Dieter, Hergt Manfred – Atlas de l’écologie. Ed. La Pochothèque,Torino, 1997.10. Ionescu Al. - Ecologia - ştiinţa ecosistemelor. Bucureşti, 1988.11. Ionescu Al. - Efectele biologice ale poluării mediului. Ed. Academiei, 1973.12. Ionescu Al. - Fenomenul de poluare şi măsuri antipoluante în agricultură. Ed. Ceres, Bucureşti, 1982.13. Ionescu Al., Berca M. - Ecologie şi protecţia ecosistemelor. Bucureşti, 1988.14. Lester P. Brown – Colecţia: Probleme globale ale omenirii.15. Mohan Gh., şi colab. - Rezervaţii şi monumente ale naturii din România. Ed. Scaiul, Bucureşti, 1993.16. Mohan Gh., Ardeleanu A.- Ecologie şi protecţia mediului. Ed. Scaiul, Bucureşti, 1993.17. Neacşu P., Apostolache-Stăicescu Zoe - Dicţionar de ecologie. Ed. Șt. şi Enciclopedică, Bucureşti, 1982.18. Negulescu M. şi colab. - Protecţia mediului înconjurător. Ed. Tehnnică, Bucureşti, 1995.19. Primack Richard – Conservarea diversităţii biologice. Ed. Tehnică, 2002.20. Puia I., Soran V. - Agroecologie. Ecosistem şi agroecosistem. Cluj-Napoca, 1987.21. Puia I. şi colab. – Agroecologie şi ecodezvoltare, Ed. Academicpres Cluj-Napoca, 2001.22. Pumnea C., Grigoriu G - Protecţia mediului ambiant. Ed. Didactică şi Pedagogică, Bucureşti, 1984.23. Răducanu Viorica – Economia resurselor naturale. Ed. All Beck,2000.24. Sattler F., Wistinghausen E. - La ferme bio-dynamique, Ed. Ulmer, Stuttgart, 1992.25. Stanners David, Bourdeanu Philippe - Europe’s environment. European Environment Agency Copenhagen, 1995.26. Stugren B. - Bazele ecologiei generale. Ed. Șt. şi enciclopedică, Bucureşti, 1982.27. Stugren B. - Ecologie teoretică. Ed. Sarmis, Cluj-Napoca, 1994.28. Șchiopu Dan - Ecologie şi protecţia mediului. Ed. Did. şi Pedagogică, Bucureşti, 1997.29. Șchiopu Dan, Vasile Vîntu (coord.) – Ecologie şi protecţia mediului. Ed. “Ion Ionescu de la Brad” Iaşi, 2002.30. Vişan Sanda şi colab. – Mediul înconjurător – poluare şi protecţie. Ed. Economică, 2000.

53