Caracteristici relationale ale factorilor climatici, microbiologici si chimici ai mediului subteran si Rolul lor in conservarea faunei cavernicole

Introducere

Dintre toate ecosistemele naturale, ecosistemul subteran este unul dintre cele mai vulnerabile, datorita constantei ridicate a factorilor abiotici si a specializarii ridicate a organismelor cavernicole. De aceea orice modificare a unui factor abiotic atrage dupa sine schimbari majore in cadrul relatiilor cu alti factori biotici si abiotici, ceea ce va duce la pierderea functiilor anterioare ale sistemului si chiar la disparitia unor specii in arealul respectiv. In tara noastra, mediul subteran natural este foarte bine reprezentat de pesteri. Conform datelor din ultima editie a catalogului sistematic al pesterilor din Romania (Goran, 1981), sunt inventariate peste 6800 de pesteri, la care se mai adauga numeroasele cavitati naturale descoperite dupa 1981.

Mediu speleic reprezinta un adapost temporar sau permanent al unei faune extrem de variate, cu origini geologice diferite, parte din aceste animale fiind troglofile, iar altele troglobionte, strict adaptate mediului subteran (Plesa, 1999; Racovita, 1999, 2002; Moldovan, 2000, 2002). Dintre animalele cavernicole terestre, chiropterele reprezinta unul din grupele faunistice reprezentative pesterii, atat datorita pozitiei ocupate in regnul animal si al numarului mare de indivizi (Borda, 2002), cat si prin impactul asupra pesterii, cum este de exemplu cel indus prin guano si procesele sale de mineralogeneza (Onac, 2004). Intrucat, chiropterele sunt animale strict protejate (Borda, 2003) se impune conservarea populatiilor importante si a mediului lor de viata. In acest context, efectuarea unor studii climatice complexe sunt extrem de importante pentru caracterizarea conditiilor de viata dintr-o pestera.

Microbiologia mediului cavernicol a fost foarte putin studiata pana in prezent, desi implicatiile sale in cadrul ecosistemului sunt deosebit de importante. Astfel de investigatii au fost efectuate mai cu seama la nivelul unor substraturi naturale din pestera, cum sunt materialele de pe perete, podea, tavan, moonmilk (calcitul fibros), depunerea neagra sau alte materiale organo-minerale (Cunningham et al., 1995; Manolache, 2001). In schimb, efectuarea unor studii privind microbiologia aerului in mediul speleic si corelarea rezultatelor obtinute cu factorii de mediu si cu principalele grupe de fauna prezinta un caracter de unicitate, aducand informatii utile sub aspectul relatiilor de conditionare dintre componentele biotice si abiotice. Adaugand la aceste date si determinarile chimice si microbiologice ale apei subterane, cu evidentierea posibilelor surse de poluare biologica sau de alta natura a mediului speleic, studiul de fata va constitui o baza stiintifica necesara elaborarii planurilor specifice de conservare.

Materiale si metode

Masuratorile climatologice au fost efectuate lunar, timp de un an, in doua pesteri: Pestera Magurici, fosila si Pestera Ciungi, activa, strabatuta de un mic curs subteran de apa. In acest sens au fost fixate 15, respectiv 14 statii pe intreg traseul pesterii (fig. 1, 2, cifre arabe). In zona vestibulara a pesterilor statiile au fost fixate la distante mai mici, pentru a surprinde variatiile de temperatura, datorate mediului extern, in timp ce in zonele intermediare si profunde, pe masura ce influentele externe dispar, distanta dintre statii a devenit mai mare. Determinarile de temperatura si umiditate au fost efectuate la nivelul planseului, cu un Psihrometru Assmann cu aspiratie fortata, avand o precizie de 1%. Valorile inregistrate pe termometrul umed si pe cel uscat al psihrometrului au fost ulterior prelucrate cu programul computerizat HCON. Studiul a fost incheiat cu un bilant climatic.

Determinarile microbiologice. Pentru evaluarea poluarii biologice a aerului din mediul subteran am efectuat cate un set de analize microbiologice sezoniere (primavara, vara, toamna si iarna), in 2 statii (fig. 1, cifre romane), a caror localizare am stabilit-o in imediata vecinatate a liliecilor, respectiv in Sala bifurcatiei si in Sala liliecilor. Expunerea mediilor la aerul de pestera a durat 15 minute. Fiecare set de expuneri a constat in 5 placi Petri cu medii de cultura sterile, specifice pentru urmatoarele grupe de microorganisme:

Mediul cu geloza nutritiva - pentru numar total de germeni (NTG),

Mediul Levine - pentru germeni Gram negativi (Gr ^-),

Mediul Chapmann - pentru stafilococi (SF),

Mediul Holmes- pentru streptococi (SP),

Mediul Sabouraud - pentru miceti (M).

Dupa expunere, care s-a efectuat prin metoda sedimentarii (metoda Koch), placile pentru primele 4 categorii de organisme au fost incubate la 37º C timp de 24 ore, iar placile pentru miceti au fost incubate la 20ºC, la intuneric, timp de 3-5 zile.

Examenul bacteriologic cantitativ al apei subterane s-a realizat prin insamantarea dilutiilor zecimale succesive ale apei, pe medii de cultura specifice. Acestea au fost incubate la termostat timp de 48 de ore.

Dupa incubatie, s-a efectuat numararea coloniilor dezvoltate pe mediile de cultura. Cunoscand ca o colonie provine din multiplicarea unui germen viabil, numararea coloniilor inseamna numararea germenilor viabili sedimentati. Pentru calcularea numarului de germeni, s-a folosit formula lui Omelianschi (Draghici et al., 2002). Exprimarea numarului de germeni se face la 1 metru cub de aer, sau la 1 ml apa.

Determinari fizico-chimice. Determinarea parametrilor fizici s-a realizat in teren. Aparatura de masura a fost reprezentata de conductivimetru, termometru electronic cu sonda Checktemp 1, prod. Hanna Instruments; pH-metru portabil Chdcker, prod. Hanna Instruments. Analizele chimice au fost efectuate in laborator, pe probe de apa recoltate din cursul subteran, utilizandu-se urmatoarele metode: pentru determinarea amoniacului si ionilor de amoniu - metoda colorimetrica directa cu reactiv Nessler; pentru cloruri - titrare dupa metoda lui Mohr; pentru fier - metoda colorimetrica cu rodanura; pentru determinarea nitritilor - metoda colorimetrica cu reactiv Griess; pentru sulfati - metoda ­­­­­complexometrica, prin precipitare cu clorura de bariu; substantele organice (oxidabilitatea) - metoda oxidarii cu permanganat de potasiu in mediu acid; duritatea temporara - prin titrare cu acid clorhidric.

Studiu faunistic

Fauna terestra si acvatica a fost colectata si determinata in laborator de catre specialistii pe grupe de fauna (G. Racovita si O. Moldovan pentru  coleoptere, S. Iepure pentru fauna acvatica).

Chiropterele au fost identificate prin observatie libera, sau in urma capturarii temporare a lor. Identificarea a fost realizata conform cu cheilor de determinare (Pucek, 1981; Schober si Grimmberger, 1997). Studiile de dinamica sezoniera au fost efectuate prin inventarierea lunara a liliecilor.

Pestera de la Magurici - Cod cadastru 4001/37

Sinonimii: Pestera de la Rastoci, Pestera Mare de pe Poiana

Localizare: Pestera de la Magurici este situata in Podisul Purcaret - Boiu Mare - Jugastreni, unde eroziunea regresiva a Vaii Birsaului a determinat o ingustare a platoului cu aspectul unei creste asimetrice.

Acces: Pestera este situata pe versantul sudic al dealului Maguritei, intr-o dolina la circa 2,5 km sud de satul Mesteacan, la aprox. 200 m in stanga drumului national 1C.

Caracterizarea geomorfologica a pesterii: Din punct de vedere geologic, regiunea este alcatuita din roci cristaline (precambrian) peste care sunt depuse mari cantitati de formatiuni sedimentare (cretacic superior). Acestea sedimente sunt acoperite de straturi groase de argile vargate (paleogen). Pestera este fosila. Intrarea in pestera se afla la baza unui perete stancos din dolina. Galeria de Acces, dezvoltata pe o diaclaza, prezinta o latime de 0,5-0,8m si o inaltime de 15-16m. Dupa aprox. 47 m se coboara o saritoare (-5m) galeria continuand inca aprox. 83m pana in Sala Bifurcatiei, formata la intersectia a 3 diaclaze. De aici se deschid 3 galerii: la dreapta este un scurt diverticul; in fata, inaintand pe sub cateva blocuri prabusite din tavanul diaclazei, patrundem intr-o galerie ascendenta, intortocheata ce permite accesul in partea superioara a diaclazei; iar la stanga continua galeria principala (Galeria cu Lilieci). Urmeaza o strangulare a diaclazei (0,2m) si o saritoare de aprox. 3,5 m dincolo de care galeria inalta de 16-17 m se infunda. Accesul se continua printr-un culoar scund ce face legatura cu o galerie dezvoltata pe fata de strat, cu o latime de 5-11 m si inaltime de 0,3-1,1 m. Urmeaza doua sali circulare cu diametrele de 11 si respectiv 7,8 m, ambele cu depozite de argila. Galeria continua, schimbandu-si din nou aspectul, 3-4 m latime si 6-7 m inaltime (Galeria cu Guano).

Denivelarea totala a pesterii este 39 m, cea max. pozitiva obtinandu-se in galeria ascendenta (+ 4m). In capatul Galeriei cu Guano, care reprezinta si punctul terminal al pesterii se obtine denivelarea negativa maxima (-35m). Dezvoltarea pesterii este de 507m pentru o extensie de 235m (Babos, 1981).

Harta pesterii, pe care sunt marcate cele 15 statii fixate pentru masurarea temperaturii si a umiditatii (notate 0 - 15), precum si statiile in care am efectuat determinarile sezoniere ale aeromicroflorei (notate I - II) sunt reprezentate in figura 1. De asemenea, pe harta sunt marcate principalele zone de concentrare a faunei, respectiv amplasamentul coloniilor de reproducere, imperechere si de hibe 414d32e rnare ale chiropterelor.

Figura 1. Planul Pesterii Magurici (topografie si cartografie T. Tamas & Clubul Speologic Montana - Baia Mare).

Pestera Ciungi - Cod cadastru 4001/3.

Sinonimii: Pestera lui Filip, Pestera din Valea Caselor, Ponorul de la Mesteacan, Pestera din Valea Seaca.

Localizare: Este situata in Podisul Purcaret - Boiu Mare - Jugastreni, unde eroziunea regresiva a Vaii Birsaului a determinat o ingustare a platoului, cu aspectul unei creste asimetrice.

Acces: La circa 500 m sud dinspre Satul Mesteacan, situat pe drumul national 1C, la 39 km de Baia Mare si 52 km de Dej, se paraseste soseaua asfaltata luand-o la dreapta pe un drum de tara. Traversam spre stanga o livada, continuand drumul pe o vale de eroziune seaca, unde la capatul unei padurici de stejar, intr-o dolina se gaseste intrarea principala, singura accesibila in prezent.

Descrierea pesterii: De la intrarea principala (2,3 x 1,5 m), coborand putin, se patrunde intr-o sala cu tavanul plan, prin care curge un paraias. Spre aval, galeria isi reduce treptat dimensiunile, cursul de apa sifonand de 3 ori inainte de a disparea definitiv (Babos, 1981). In amonte, galeria are dimensiuni destul de mari, cel mai adesea de 7 - 8 m latime si 2 - 2,2 m inaltime, prezentand acelasi tavan plan orizontal. Depasim o zona de prabusiri, a unor placi mari de calcar, si ajungem la o confluenta (Statia 5). Galeria principala continua pe o distanta de aprox. 40 m, in zona terminala existand o intrare mai veche, printr-o dolina, in prezent colmatata. De la confluenta formata cu un mic paraias, noua galerie este mai contorsionata, formand unghiuri ce pot ajunge pana la 90 de grade. Dupa aprox. 65 m galeria prezinta o ramificatie de 18 m lungime, care devine foarte joasa dupa cca. 9m. Dupa aprox. 110 m galeria se infunda fiind obturata de o scurgere stalagmitica. Prin saparea unui tunel de 2 m lungime de catre Clubul Speo-Montana, Baia Mare accesul este posibil inca cca. 200 m dupa care pestera devine inaccesibila datorita colmatarii cu argila (Istvan si Zachan, 1983). In aceasta ultima portiune, galeria isi mareste dimensiunile (4 - 6 m latime si 2 - 3m inaltime) prezentand un traseu aproape rectiliniu, cu terase de argila si zone frumos concretionate, fiind prezente stalactite, stalagmite, valuri ondulate si cruste parietale. Dezvoltarea totala a pesterii este de 568 m cu o denivelare totala de 22,3 m (-6,5 m; +15,8 m). S-a format la contactul dintre straturile de calcar si substratul impermeabil marnos, orientarea galeriilor spre SVV si SSE fiind determinata de prezenta unui sistem litoclazic vizibil in tavan.

Harta pesterii, pe care sunt marcate cele 14 statii climatologice (notate 0 - 14) sunt reprezentate in figura 2.

Figura 2. Planul Pesterii Ciungi (cartografie G. Rajka).

Rezultate si discutii

Pestera de la Magurici - Cod cadastru 4001/37

Studiu climatologic

Regimul de ventilatie in aceasta pestera este slab, dar totusi decelabil in galeria de acces, dezvoltata pe prima diaclaza, precum si in galeria dezvoltata in lungimea celei de-a doua diaclaze, pana la statia 8. Conform observatiilor facute la intrare, ventilatia este bidirectionala, pe parcursul verii fiind perceptibil un curent de aer cald ce patrunde in pestera la nivelul boltii. La nivelul planseului se evacueaza aerul rece.

Variatia temperaturii, inregistrata in intervalul ianuarie - noiembrie, in cele 15 statii amplasate din exterior (statia 0) pe intreg parcursul pesterii (statiile 1-15) este redata in tabelul 1 (Borda si Racovita, 2003).

Tabelul 1. Valorile lunare ale temperaturii, inregistrate in 15 statii climatologice din Pestera Magurici

Conform datelor inregistrate, constatam ca in lunile de vara temperatura coboara gradat in prima jumatate a pesterii, pentru ca incepand de la statia 8 (dupa aprox. 100 m de la intrare) sa creasca usor, pe masura ce ne indreptam spre capatul sau terminal (Fig. 3). Iarna se produce o coborare a temperaturii subterane, ca urmare a patrunderii unei mase de aer rece din exterior, valorile negative fiind inregistrate pana in zona statiei 6, la mai mult de 50 de m de intrare. Prin urmare, pe primii 100 m de pestera putem vorbi de o zona meroclimatica de tranzitie, determinata de influentele externe. Dincolo de statia 9, unde diaclaza se infunda si face legatura cu o galerie joasa dezvoltata pe fata de strat se instaleaza cea de-a doua zona meroclimatica, si anume zona de stabilitate termica.

In concluzie, in Pestera Magurici exista doua zone bine diferentiate din punct de vedere climatic: o zona de meroclimat de perturbatie, limitata la primii 100 m de galerie si o alta zona de meroclimat relativ stabil, care ocupa tot restul cavitatii.

Figura 3. Gradientul termic sezonier in Pestera Magurici. A, B = zonele meroclimatice; cercurile albe si linia punctata = media estivala; cercurile negre si linia intrerupta = media hibernala; linia continua = curba teoretica la nivel topoclimatic (Borda si Racovita, 2003).

Desi climatul pesterilor este mult mai stabil fata de cel de la suprafata, variatiile termice externe se fac totusi simtite, ele propgandu-se mai ales prin intermediul curentilor de aer, adica prin convectie (Racovita, 2002). In climatologia subterana se admite ca temperatura unei pesteri este egala cu temperatura medie anuala corespunzatoare punctului in care se afla acea pestera (Choppy, 1984). Prin urmare relieful si climatul regional se repercuteaza si asupra topoclimatului general al mediului subteran si deci si al pesterii studiate.

Umiditatea relativa

Datele privind variatia umiditatii relative, inregistrata in intervalul ianuarie - noiembrie in pestera de la Magurici sunt prezentate in tabelul 2. Umiditatea relativa, in lunile iunie-octombrie, a variat de la un minim de 78.4% inregistrat in martie, la intrarea in pestera pana la 100%, valoare inregistrata in numeroase alte puncte, in special in lunile august-septembrie si ianuarie. Aceste valori se inscriu in valorile caracteristice mediului speleic, unde continutul in vapori de apa al atmosferei subterane este foarte apropiat sau chiar atinge punctul de saturare.

Spre deosebire de temperatura, umiditatea nu prezinta variatii ordonate nici in timp si nici in spatiu. Acest fapt se datoreaza pe de o parte absentei unei periodicitati sezoniere in modificarile pe care le sufera umiditatea relativa de la exterior, iar pe de alta parte, distributiei eterogene a zonelor de percolatie din pesteri, care in absenta cursurilor subterane constituie principala sursa de vapori de apa (Racovita, 1985).

Tabelul 2. Valorile lunare higrometrice inregistrate in 15 statii climatologice din Pestera Magurici

Aeromicroflora subterana

Numarul total al microorganismelor aerobe a variat intre 10² si 10⁴ UFC/ m³. Pentru toate grupele de microorganisme analizate, valorile maxime au fost inregistrate vara sub colonia de maternitate a chiropterelor. Rezultatele determinarilor micobiologice in aerul pesterii Magurici, exprimate in unitati formatoare de colonii (UFC) / m³ aer, sunt sumarizate in tabelul 3 si ilustrate in figura 3 (Borda et al., 2004).

Tabelul 3. Aeromicroflora Pesterii Magurici (NTG, numar total de germeni; Gram^-, germeni gram negativi; SF, stafilococi; ST, streptococi)

Numarul total de germeni. Expunerea placilor la aerul de pestera a indicat in luna august o crestere spectaculoasa a numarului total de germeni mezofili, fapt datorat de buna seama prezentei coloniei de maternitate a liliecilor, a abundentei de guano, precum si a numarului crescut de cadavre de lilieci (min.50 exemplare). Determinarea aeromicroflorei, efectuata in perioada de vara, a coincis cu momentul destramarii coloniei de reproducere si a descompunerii a numeroaselor cadavre de lilieci, proces care s-a realizat foarte rapid, in aprox. 2 luni. Evident aceasta descompunere accelerata s-a datorat numarului extrem de mare de microorganisme si conditiilor favorabile de microclimat.

Din ordinul Eubacteriales, doar 6 familii sunt prezinta coloratie Gram negativa: Azotobacteraceae, Rhizobiaceae, Achromobacteriaceae, Enterobacteriaceae, Brucellaceae si Bacteroidaceae. In aerul pesterii Magurici bacteriile Gram negative au reprezentat un procent redus din totalul germenilor, urmand aceiasi distributie spatiala si sezoniera ca cea indicata pentru NTG. De remarcat absenta totala a germenilor Gram negative la expunerile efectuate primavara, toamna si iarna cand si liliecii ce locuiau pestera erau foarte putini.

Genul Staphylococcus apartine categoriei de bacterii Gram pozitive, care se gasesc de obicei in secretia glandelor pielii, pe mucoase sau pe alimente. In microflora pesterii de la Magurici a fost gasit un numar redus de stafilococi, in ambele statii. Si in acest caz, apropierea de intrarea in pestera si prezenta liliecilor au determinat o dublare a numarului de stafilococi /m³ in lunile de vara, in restul anului aceste microorganisme fiind absente.

Streptococcus este de asemenea un gen de bacteri Gram pozitive, patogene pentru om si animale, sau saprofite. Acesti streptococii au fost evidentiati mai frecvent decat stafilococii si bacteriile Gram negativ, distributia lor inscriindu-se in linia generala remarcata pentru experimentul nostru. Astfel, in statia I numarul streptococilor a fost de maxim in perioada de vara si minim toamna, in statia II.

Pentru miceti am constatat o incarcare mai mare cu spori a aerului in apropierea intrarii si a coloniilor actuale de lilieci, comparativ cu zona profunda a pesterii. Perioada de vara a fost propice dezvoltarii micetilor si a diseminarii lor in aerul de pestera. In acest interval am observat o crestere abundenta a coloniilor de miceti pe suprafetele imense de guano din profunzimea pesterii, miceliile atingand dimensiuni de pana la 4 cm inaltime. In plus, pe tot traseul pesterii si in special in zona profunda a sa, fiecare fragment de guano reprezenta un mediu de cultura ideal pentru miceti. In categoria micromicetilor de pestera sunt incluse ciuperci ce apartin ordinelor Aspergilales (mucegaiuri verzi) si Mucorales (mucegaiurile albe). Noi am identificat genurile Aspergillus, Penicillium si Mucor.

In pesteri aerul este mult mai curat comparativ cu exteriorul, motiv pentru care a si fost propus tratamentul diverselor afectiuni pulmonare cu aerosoli de pestera. In general, putinii germeni depistati in mediul speleic sunt adusi din exterior prin curenti de aer, sau de catre turisti si animalele trogloxene sau troglofile (Manolache, 2001). Studiile efectuate in acest domeniu sunt foarte putine, fiind efectuate in scopul evaluarii potentialului terapeutic al aerului de pestera (Molnar, 1961) si se refera in special la bacteriile patogene. Dintre aceste bacterii, mai des depistate in aerul de pestera au fost Bacillus megaterium si Sarcina sp. (Molnar, 1961), precum si bacteria chimioorgano-heterotrofa Staphylococcus capitis ureolyticus (Northup si colab., 1994; Cunningham si colab., 1995). Conform datelor din literatura de specialitate, determinarea speciilor de bacterii sau miceti s-a dovedit de multe ori dificil de realizat.

Un alt aspect interesant legat de aeromicroflora de pestera consta in distributia sa in pestera. Astfel, s-a constatat ca filamentele miceliene sunt mult mai frecvente in apropierea intrarii, pe diferite resturi organice provenite din exterior, unde genurile Aspergillus, Penicillium si mai rar Mucor se extind mult mai rapid decat in zona profunda, unde si descompunerea este lenta (Caumartin 1966). si in studiul nostru valorile globale de aeromicroflora au indicat o predominanta a microorganismelor in statia I, situata in apropiere de intrarea in pestera comparativ cu statia II, situata in zona profunda a pesterii.

Datorita umiditatii crescute, in mediul subteran masa aerosolilor este mai mare, iar viteza de sedimentare a prafului bacterian este mai crescuta decat in exterior. Intr-o atmosfera umeda, cum este cea din pesteri, particulele microbiene se pot acoperi cu o pelicula fina de apa care, marindu-le masa, determina sedimentarea lor mai rapid decat intr-o atmosfera uscata. Valoarea limita a umiditatii relative de la care aerosolii microbieni incep sa sedimenteze este de 70% (Draghici, 1982). Motiv pentru care in mediul speleic microorganismele nu persista multa vreme in aer, fiind concentrate in special la nivelul substratului, unde rezista in special microflora psihrofila, cea mezofila avand o durata redusa de viata.

Studiu faunistic si dinamica chiropterelor

In pestera Magurici, pe parcursul unui an au fost identificate 5 specii de chiroptere: Rhinolophus ferrumequinum, R. hipposideros, Myotis myotis, M. blythii si Miniopterus schreibersii. Trei dintre acestea, Myotis myotis, M. blythii si Miniopterus schreibersii, formeaza colonii permanente sau sezoniere. Abundenta lor deosebita se datoreaza atat conditiilor morfologice si climatice ale pesterii cat si caracteristicilor arealului de suprafata. Astfel, in zona invecinata pesterii se gasesc culturi agricole de tipul gramineelor (in special porumb), leguminoaselor, cartofului, care reprezinta habitate ideale de vanatoare pentru chiroptere.

Din punct de vedere al dinamicii anuale s-a constatat ca, in timpul verii, in Sala Bifurcatiei (statia 7) a fost identificata o colonie de reproducere a speciilor Myotis myotis / Myotis blythii, de sute de indivizi. Inca din luna mai acesta colonia s-a instalat in sectorul superior al pesterii. In zona coloniei de maternitate, temperatura inregistrata la nivelul planseului s-a mentinut constanta in jurul valorii de 7,4ºC, desi la nivelul coloniei, valorile au fost mai ridicate. In perioada iunie - august a avut loc nasterea si cresterea puilor, momentul fiind marcat de acumularea unei mari vcantitati de guano si de numeroase cadavre ale puilor. Mortalitatea ridicata este datorata cel mai adesea unui climat rece in perioada gestatiei si cresterii puilor, precum si otravirii cu pesticide, prin intermediul faunei entomologice.

In perioada septembrie - octombrie chiropterele devin foarte active activitatii intense de hranire in scopul acumularii unor rezerve abundente de grasime, necesare hibernarii si deci a supravietuirii lor in conditiile absentei insectelor in sezonul rece. In acesta perioada, in sectorul profund al pesterii - Galeria cu Guano (statia 14 - 15), a fost prezenta o colonie de imperechere a speciei Miniopterus schreibersii, apreciata la cateva sute, pana la mii de indivizi. Temperatura inregistrata in zona respectiva a fost cuprinsa intre 11.8 ºC - 12.2 ºC. Aceasta preferinta pentru zona mai calda a pesterii este datorata originii mediteraneene a acestei specii.

Pregatirea chiropterelor pentru hibernare incepe din octombrie, cand toate 4 speciile incep sa viziteze intr-o maniera asidua locurile de hibernare. Insa abia din noiembrie a inceput a se forma colonia de hibernare, alcatuita predominant din Myotis myotis / M. blythii. Numarul chiropterelor in aceasta colonie a variat de la 108, la inceputul perioadei de hibernare la 298 de exemplare in luna februarie. Populatia de chiroptere din aceasta pestera este insa mai mare, numarul lor neputand fi apreciat cu exactitate datorita cerintelor stricte de climat si prin urmare a efectuarii unor deplasari, in special pe verticala, in cadrul adapostului in scopul gasirii temperaturii corespunzatoare. Colonia de hibernare este localizata, an de an, in Galeria cu Lilieci (statia 7-8), unde temperaturile inregistrate au variat intre 2,9 si 4,1 ºC (tabel 1). Iarna liliecii selecteaza adaposturi cu un climat rece (Meyer, 1971) si nu pesterile calde cum adesea gresit se crede, intrucat temperatura scazuta a mediului permite incetinirea functiilor metabolice pana la o valoare minima necesara functiilor vitale. Pentru speciile majoritar hibernante in pestera Magurici, Myotis myotis si M. blythii, in general temperatura optima de hibernare este cuprinsa intre (-2) si 9,5 ºC (Dumitrescu et al., 1963; Nagel  si Nagel, 1991). Intrucat Miniopterus schreibersii si speciile genului Rhinolophus prefera pentru hibernare adaposturi mai calde, cu o temperatura cuprinsa intre 7 - 11 ºC (Dumitrescu et al., 1967, Pandurska, 1993), prezenta lor in colonia de Myotis myotis si M. blythii este doar accidentala. Astfel de indivizi au fost observati, solitari, la inceputul si sfarsitul hibernarii.

Umiditatea ridicata a pesterii, cu valori care au variat intre 85.6% si 98.5% (Tab. 2), este favorabila chiropterelor, in special celor hibernante. La valori crescute ale umiditatii, deshidratarea la nivelul suprafetei mari a patagiului nud este diminuata, astfel incat liliecii pot rezista vreme indelungata fara a se trezi din hibernare.

Prin urmare, in Pestera Magurici chiropterele au selectat pentru instalarea coloniilor un loc situat in partea ventilata a pesterii, inaintea zonei de stabilitate termica, unde climatul a prezentat valori optime pentru ciclul lor biologic.

Din studiul microbiologic am constatat ca aeromicroflora pesterii Magurici este strans legata de prezenta coloniilor de chiroptere si de dinamica lor sezoniera (Borda et al. 2004). Astfel, cel mai mare numar de germeni mezofili a fost inregistrat vara, in imediata vecinatate a coloniei de nastere si de crestere a puilor (Tab. 3, Fig. 4).

Figura 4. Aeromicroflora Pesterii Rastoci corelata cu numarul de chiroptere

In mod evident, acest fapt se datoreaza coloniei de vara, instalata in etajul superior al pesterii, de unde excrementele liliecilor se preling pe pereti si formeaza pe planseul nivelului inferior un depozit de guano proaspat, care in atmosfera umeda a pesterii constituie un mediu propice pentru dezvoltarea microbilor.

Pestera Ciungi - Cod cadastru 4001/3.

Studiu climatologic

Regimul de ventilatie. In interiorul pesterii curentii de aer sunt practic insesizabili. Observatiile punctuale au relevat existenta, la nivelul intrarii, a unei circulatii bidirectionale extrem de fine. Pe de alta parte, indiferent daca cavitatea este sediul unei ventilatii uni- sau bidirectionale, curentul localizat in sectorul vestibular nu permite in cursul verii un sens descendent al aerului, care se gaseste in echilibru, caci pestera constitue segmentul inferior al sistemului subteran afectat de termocirculatie.

Raportat la morfologia pesterii, faptul ca perturbatiile externe se propaga in cursul iernii la mare distanta si in mod semnificativ de la nivelul "gaurii de soarece" (intre statiile 11 - 12), sugereaza ca circulatia aerului este in mod evident unidirectionala. In acest caz, iesirile prin care se fac schimburile de aer cu suprafata sunt reprezentate nu doar de deschiderea propriu-zisa a cavitatii subterane, dar si prin sistemul de fisuri al masivului calcaros. Toate acestea sunt in conformitate cu o teorie mai noua din climatologia subterana, in care o pestera este considerata in relatie cu toate elementele ce alcatuiesc aquiferul carstic (Mangin et Andrieux, 1988).

Prin urmare regimul ventilatiei in Pestera Ciungi este mixt, existand un curent general unidirectional ajutat de o circulatie bidirectionala, localizata la nivelul sectorului vestibular, dar care se manifesta si in galeria in care functioneaza vechea deschidere, obturata in prezent de grohotis.

Variatia temperaturii, inregistrata in intervalul ianuarie - noiembrie in cele 14 statii amplasate din exterior si pe intreg parcursul pesterii (statiile 1-14), este redata in tabelul 4 (Borda si Racovita, 2003).

Tabelul 4. Valorile lunare ale temperaturii in Pestera Ciungi

Analiza datelor termice arata ca atmosfera subterana este supusa perturbatiilor externe, intr-o maniera ce difera de la sezon la sezon. Astfel, temperaturile hibernale sunt sensibil mai scazute si mai variabile decat cele estivale, pe toata lungimea pesterii. In cursul iernii, valorile inregistrate de la intrare si pana la extremitatea pesterii, nu se stabilizeaza decat in ultimele 2 statii. In schimb, temperaturile inregistrate in intervalul iulie-octombrie depasesc 10º C si in distributia lor nu poate fi decelata nici o tendinta specifica. Un singur element de detaliu poate fi notat, si anume acela ca in vecinatatea vechii intrari a pesterii (colmatata complet la momentul efectuari studiului climatic) din apropierea statiei 7, s-a produs o usoara crestere a temperaturii, diferenta cea mai mare (1.6º C) fata de statia precedenta fiind inregistrata in cursul lunii august, pentru o temperatura exterioara de 23,6ºC.

Modelarea matematica a variatiei spatiale a valorilor medii, raportate la distanta fata de intrare demonstreaza ca gradientul termic (Fig. 5) constituit in timpul iernii este de tip exponential (Borda si Racovita, 2003).

Figura 5. Gradientul termic sezonier in Pestera Ciungi. Cercurile albe = media estivala; cercurile negre si linia intrerupta = media hibernala; patratele negre si linia continua = media anuala a temperaturilor (Borda si Racovita, 2003).

Aceste rezultate confirma ca, in regim hibernal de ventilatie schimburile calorice care se produc intre exterior si cavitatea subterana se realizeaza conform legilor fizice ale transferului de energie (Andrieux, 1971). In regim de vara, uniformitatea termica este confirmata si accentuata de succesiunea aproape liniara a valorilor.

Din punct de vedere al conditiilor de hibernare oferite chiropterelor, Pestera Ciungi nu corespunde climatic pentru speciile ce alcatuiesc populatiile majoritare in regiune. In aceasta pestera temperaturile optime hibernarii coloniilor de Myotis myotis / M. blythii, similare celor din Pestera Magurici (2,9 - 4,1 ºC, in zona statiilor 7- 8), au fost inregistrate in zona statiilor 2 si 3 aflate in imediata apropiere a intrarii (la 18m si la 36m), unde influentele externe sunt puternic resimtite. Din aceste motive, in Pestera Ciungi chiropterele au fost semnalate doar sporadic, si numai in perioada lor activa.

Umiditatea relativa. Din punct de vedere hidric, trasatura cea mai pregnanta a Pesterii Ciungi este continutul particular crescut in vapori de apa, care fac ca atmosfera subterana sa se afle in mod obisnuit in stare de saturare (tab. 5).

Umiditatea relativa este pe tot parcursul anului superioara valorii de 95% in prima galerie, exceptie facand statia 1 care este expusa influentelor externe. In galeria afluentului, cu doar doua exceptii, este de 100%. Acest fapt presupune doua cauze: pe de-o parte o usoara intensitate a schimburilor gazoase cu suprafata si pe de alta parte o percolatie de interior importanta.

Tabelul 5. Valorile lunare ale umiditatii relative in Pestera Ciungi

Analiza fizico-chimica si microbiologica a apei subterane

Calcarele sunt roci solubile, permeabile, in care circulatia apei se face printr-o retea complexa de goluri carstice. Reteaua carstica din care face parte si Pestera Ciungi este rezultatul mai multor factori, dintre care mai importanti sunt:

fisuratia si porozitatea golului carstic, pestera fiind formata la contactul dintre stratele de calcar si substratul impermeabil marnos, unde orientarea galeriilor este determinata de prezenta unui sistem de litoclaze;

chimismului rocii, care determina gradul de solubilitate;

chimismului apei, care determina agresivitatea acesteia.

In Pestera Ciungi apa circula atat liber, sub forma activului din galeria principala si a afluentului sosit din galeria noua, cat si prin reteaua de fisuri sub forma apei de percolatie.

Analizele fizico-chimice si microbiologice ale apei subterane au fost efectuate la nivelul activului din galeria principala a pesterii Ciungi (Tab. 6.). Ca urmare a acestor rezultate putem aprecia o compozitie nativa a ape subterane, datorata naturii rocilor pe care le-a strabatut (calcar si marne) si o absenta a poluantilor de tipul sulfati, fier, amoniac, nitrati, nitriti si cloruri. Duritatea apei este relativ ridicata fiind datorata substratului calcaros strabatut.

Tabelul 6. Caracteristicile fizico-chimice ale apei subterane in Pestera Ciungi.

Continutul in substante organice este foarte mare, depasind cu mult limitele admise pentru apa potabila, ceea ce releva poluare organica a cursului subteran de apa. In concluzie, compozitia chimica a apei subterane este dependenta de natura rocilor pe care le-a strabatut si de influentele din mediul extern, fiind intr-un continuu schimb cu acestea. Cu exceptia continutului in substante organice, parametrii analizati se incadreaza in standardul de potabilitate al apei.

Aprecierea cantitativa a bacteriilor aerobe care se dezvolta la 37°C a fost  realizata prin determinarea numarului total de germeni (NTG). Dupa continutul in germeni bacterieni normele bacteriologice permit aprecierea conditiilor de potabilitate ale apei. Numarul total de germeni gasit de noi in cursul de subteran al pesterii Ciungi este extrem de ridicat, in conditiile in care normele bacteriologice ale apei potabile din surse locale (fantini, izvoare etc) stabilesc un maxim al numarului total de germeni de 300 / ml.

Studiu faunistic

In apa subterana din Pestera Ciungi au fost evidentiate putine grupe faunistice, majoritatea stigoxene cosmopolite, ce prefera apele cu inarcatura organica mare. Dintre acestea, mai bine reprezentate au fost ciclopidele Paracyclops fimbriatus si Paracyclops viridi, ambele stigoxene ubicviste. Poluarea organica si mai ales incarcatura microbiologica extrem de mare reprezinta una din cauzele majore datorita carora fauna acvatica este de redusa, atat sub aspect calitativ cat si cantitativ.

In ceea ce priveste fauna terestra si aceasta este extrem de saraca in Pestera Ciungi. Aici a fost determinat coleopterul troglobiont Duvalius onaci, care insa nu a mai fost regasit ulterior. Doar putine mamifere troglofile au fost evidentiate in mod constant in pestera, dintre care se remarca chiropterele (Rhinolophus hipposideros, Myotis myotis, M. blythiii si Miniopterus schreibersii) prezente in numar mic, in sezonul cald. Iarna pestera este vizitata adeseori de vulpi (Vulpes vulpes). Conform observatiilor efectuate in ambele pesteri studiate putem afirma ca unul dintre factorii cheie ai selectarii hibernaculei de catre coloniile de chiroptere, este climatul.

Poluarea organica si in special incarcatura microbiologica mare reprezinta principala cauza a degradarii habitatatelor subterane si in special a celor acvatice. Aceasta se datoreaza in mare masura fertilizatorilor organici utilizati in terenurile din vecinatatea pesterii ce contamineaza bacterian apa subterana aflata la mica adancime. De asemenea, aruncarea resturilor menajere sau septice pe trenurile din jurul pesterii contribuie la modificarea parametrilor bacteriologici, in timp ce parametrii fizico-chimice se mentin relativ constanti.

Intrucat in prezent incep, si la noi in tara, a fi elaborate planuri de conservare a habitatelor si a vietii salbatice, este necesar ca masurile de conservarea sa fie precedate de o cercetare temeinica a habitatelor respective. In special in cadrul habitatelor subterane se impune efectuarea unor astfel de studii climatice, chimice, microbiologice si faunistice, intrucat perturbarea factorilor de mediu poate avea consecinte neprevazute si nedorite. Toti acesti factori discutati anterior reprezinta amenintari continue, cu implicatii majore in conservarea populatiilor de animale subterane, acvatice sau terestre cu cerinte extrem de limitate si prin urmare vulnerabile in acest mediu relativ constant.

Bibliografie

Andrieux, C., 1971. Contribution a l'étude du climat des cavités naturelles des massifs karstiques. V - Les bilans climatique. Ann. Spéléol., 26 (2), 367-386.

Babos R., 1981. Sinteza a rezultatelor cercetarilor de speologie fizica in zona carstica Rastoci-Mesteacan (Podisul Somesan), Buletin Speologic, 5, 72-92.

Borda, D., The distribution of bats in Romanian Cave. Trav. Inst. Spéol. "E. Racovitza", XXXVII-XXXVIII (pt. 1998-1999), 223-230.

Borda, D., Protectia faunei de chiroptere in Romania. Ocrotirea Naturii si Mediului Inconjurator, 44 - 45 (pt. 2000 - 2001): 51-58.

Caumartin, V., Review of the microbiology of the underground environments Bull. Nat. Speleol. Soc., 25 (1),15-17.

Choppy, J., 1984. Processus climatiques dans les vides karstiques. 3- Temperature de l'air. Phenomenes karstiques, Spleo-Club de Paris, 74pp.

Cunningham, K. I., Northup, D. E., Pollastro, R. M., Wrigh, R. M., LaRock, E. J., 1995. Bacteria, fungi and biokarst in Lechuguilla Cave. Carlsbad Caverns National Park, New Mexico, Environ. Geol., 25: 2-8.

Draghici, C., Teusdea, V., Silvana Popescu, Borda C. Lucrari practice la Igiena, Ed. AcademicPres, Cluj-Napoca.

Dumitrescu, M., J. Tanasache and D. Orghidan, 1963. Raspandirea chiropterelor in R.P. Romana. Trav. Inst. Spéol. "Emile Racovitza", I-II: 509-575.

Dumitrescu, M., N. Orghidan, Tr. Orghidan, V. Puscariu, J. Tanasachi, M. Georgescu and S. Avram, 1967. Contributii la studiul pesterilor din regiunea Hunedoara. Trav. Inst. Spéol. "Emile Racovitza", VI: 9-88.

Istvan Dumitru si Zachan Alexandru, 1983, Pesterile din zona satului Mesteacan, Buletinul Clubului de Speologie Emil Racovita, Bucuresti, 8: 98-106.

Mangin, A., Andrieux, C., 1988. Sur la structure méroclimatique des cavtés souterraines. Theor. Appl. Karstol., 1, 78-95.

Manolache, E.R., 2001. Populatii microbiene si activitati enzimatice in substraturi naturale aflate in conditii ecologice nefavorabile. Teza de doctorat, UBB Cluj-Napoca, 241pp.

Meyer, E., 1971. Ökologische beobachtungen in einem Fledermauswinterquartier der Eifel. Decheniana, 18: 115-120.

Moldovan, O., Alves H., Jallon, J.M., 2000. Révision de Drimeotus s.s. Liller, 1856 (Coleoptera, Cholevidae, Leptodirinae) de Transylvanie (Roumanie) avec description de deux nouvelles espèces et clé de détermination des taxa. Zoosystema, 139-152.

Moldovan, O., Coleoptere din pesteri. Ed. Accent, Cluj-Napoca, 113 pag.

Molnar, M., , Beiträge zur Kenntnis der Mikrobiologie der Aggteleker Tropfsteinhole Baradla. Biospeol. Hung., 14 (4), 131-139.

Nagel, A. and R. Nagel, 1991. Remarks on the problem of optimal ambient temperatures in hibernating bats. Myotis, 29: 109-114.

Northup, D.E., Carr, D.J., Crocker M.T., Cunningham, K.I., Hawkins,L.K., Leonard, P., Welbourn, W.K., 1994, Biological investigations in Lechuguilla Cave, Natl. Speleol. Soc. Bull., 56: 54-63.

Onac, B. P., 2004. Minerals, in: Encyclopedia of Caves (Culver, D.C. & White, W. B., eds.), Elsevier/Academic Press, Amsterdam, 371-378.

Pandurska, R.S., 1993. Distribution and species diversity of cave-dwelling bats in Bulgaria and some remarks on the microclimatic conditions of the hibernation. Trav. Inst. Spéol. "Emile Racovitza", 32: 155-163.

Plesa, C., Moldovan, O., Munteanu, A., 1999. Aperçu biospélogique sur la grotte de Vadu-Crisului, Monts Padurea Craiului (Transylvanie, Roumanie). Trav. Inst. Spéol. "E. Racovitza", XXXV (pt. 1996), 115-142.

Pucek, Z., Keys to vertebrates of Poland. Mammals, Warszawa.

Racovita, G., 1985. Elemente de Speologie Stiintifica - Climatologie subterana. Institutul de Speologie "Emil Racovita" & Biroul de Turism pt. Tineret, Bucuresti, 33pp.

Racovita, G., 1993. Adaptation des courbes fonctionnelles aux variations des paramètres topoclimatiques souterrains.Trav. Inst. Spéol. "E. Racovitza", XXXII, 169-182.

Racovita G., 2002. Climatologie subterana. In Monografia carstului din Muntii Padurea Craiului, 93-117. Presa Universitara, Cluj-Napoca, 264pp.

Racovita, G., 1999. Révision systématique des Bathysciinae souterrains des Monts Apuseni. III. Le sous-genre Parapholeuon Ganglb. du bassin de Crisul-Repede (Monts Padurea Craiului). Trav. Inst. Spéol. "E. Racovitza", XXXV (pt. 1996), 71-108.

Racovita, G., 2002. Révision systématique des Leptodirinae souterrains des Monts Apuseni. II. Le sous-genre Parapholeuon Ganglb. du bassin de Crisul-Negru (Monts Padurea Craiului). Trav. Inst. Spéol. "E. Racovitza", XXXVII-XXXVIII (pt. 1998-1999), 175-216.

Schober, W., Grimmberger, E., 1997. The bats of Europe & North America. T.F.H. Publications, Inc.