ECOSISTEMUL, UNITATEA DE BAZA A ECOSFEREI

Ecosistemul, unitatea de baza a ecosferei

Ca parti ale naturii, ecosistemele sunt unitati structurale si functionale generate de integralitatea biocenozelor si a biotopurilor (habitatelor) si sunt sediul actiunilor si retroactiunilor lumii vii. Ecosistemele reprezinta în esenta unitatea de baza a ordinii din mediul ambiant. De aceea managementul acestor sisteme consideram ca are o importanta deosebita, înca nesesizata în suficienta masura. Astazi de multe ori se întâlneste paguboasa situatie când managementul unui subsistem poate fi nociv pentru sistemul integral.

Un ecosistem are întotdeauna o structura functionala. Functionalitatea ecosistemului depinde de gradul sau de antropizare, în principiu ea rezul­tând din relatiile dintre speciile care îl compun si interactiunile cu factorii abiotici si, respectiv, cu factorii economico-sociali tot mai evidenti cu cât ne departam de la "natural" înspre "artificial", în tabelul 2 sunt prezentate schematic tipurile de ecosisteme ale biosferei, între care remarcam ecosis­temele antropizate, adica cele modificate sau cele amenajate.

Esenta functionarii unui ecosistem consta în antrenarea energiei solare si a substantelor nutritive în circuitul biologic, în cazul ecosistemelor naturale si în circuitul biologico-tehnologic, ori tehnico-economic în ecosistemele antropizate, unde sunt transformate în substante organice, în biomasa, respectiv în bioproduse si în produse specifice ecosistemelor artificializate.

Cele mai importante functiuni ale unui ecosistem sunt deci functia energetica, functia de circulatie a materiei (ciclul biotic: circuitul apei, substantelor organice, al carbonului, azotului, fosforului etc.) si functia de autoreglare (Mohan, Gh., Ardelean, A., 1993).. .

Pentru a putea aplica principiile manageriale la sistemele ecologice este importanta considerarea ecosistemului în integralitatea sa, precum  434u203e 51;i a relatiilor între componentele sale si întreg, în aceasta perspectiva nu speciile definesc ecosistemul, ci mai degraba componentele sale abiotice; materiile si energia, precum si ansamblul relatiilor care constituie o entitate ce va trebui recunoscuta ca atare (ca fiind reala sau construita). Se va porni de exemplu de la un ecosistem terestru, forestier, montan, .fluvial, lacustru, marin etc. pentru a-i cunoaste organizarea, ierarhiile, legile si principiile, invariantele sale, productia, vitalitatea si continuitatea sa. Toate acestea în perspectiva cunoasterii ulterioare a reactiilor sale fata de activitatea umana si pâna la rolul sau în economie (Pillet, G., 1993).

Clasificarea diverselor categorii de ecosisteme ale biosferei

Tabelul 2

Culturi de alge macrofite, cresterea crevetilor, a stridiilor etc.

** - Crescatorii pentru vânat, rezervatii cinegetice, parcuri de vânatoare, unitati silvocinegetice.

*** - Ecosisteme din zona: stepei, silvostepei, stejarului, fagului, coniferelor, alpina, paduri azonate si plantatii, zone mixte (padure-tundra; padure-turbarie; padure-fâneata; padure-stepa).

Cu alte cuvinte încercam sa urmarim interiorul unui ecosistem, cu toate fluxurile si transformarile sale date de energie de materia vie si nevie. Astfel, analiza traditionala a speciilor o substituim unei analize bio-eco-energetice si de la viziunea traditionala a lantului trofic sa o substituim viziunii unei retele si a unui sistem.

Pe de alta parte, fiind interesati în principal de ecosistemele antropizate, problematica managementului acestora are ca element central functia energetica. Pornind de la aceasta vom putea defini pilotarea (dirijarea) manageriala a ecosistemelor respective.

1.2.1. Dinamica energetica a ecosistemelor

S-a constatat ca interactiunea dintre habitat si biocenoza evolueaza spre un maxim al fluxului energetic si ca biocenoza evolueaza spre forme stabile cu acumularea unui fond important de energie si informatie. Prin urmare dezvoltarea ecosistemului este asigurata numai când energia acumulata în biocenoza tinde spre valori maxime. Astfel, se poate spune ca ecosistemul functioneaza ca un "laborator" de acumulare si transformare a energiei.

Sursa principala de energie a unui ecosistem este, dupa cum s-a mai spus, energia solara prin radiatia solara si radiatia termica, iar o sursa secundara este energia chimica inclusa în diferite substante de bacteriile chemosintetizante. Energia care intra în ecosistemele antropizate indiferent de forma sa deriva practic din energia solara, aspect ce va fi analizat în detaliu în urmatoarele capitole.

Fluxul energetic unidirectional constituie energia ecosistemului si poate creste numai pe baza intrarilor provenite din radiatiile solare, fenomen care respecta si rezulta din conlucrarea celor doua legi de baza ale termodi­namicii. Conform primei legi, a conservarii, energia se transforma continuu în ecosistem, fara a fi creata sau distrusa vreodata. Ea însa poate fi masurata si valorile obtinute pot fi prelucrate si analizate, tinând cont si de a doua lege a termodinamicii. Conform acesteia fiecare transformare a energiei este însotita de o degradare a energiei, de la forma concentrata la forma dispersata, nedisponibila (caldura). Energia degradata paraseste sistemul sub forma nerecuperabila. Aceste doua legi stau de fapt la baza metodo­logiei pe care o propunem în lucrare, alaturi de cele doua principii funda­mentale ale ecologiei generale: fluxul energetic unidirectional si circuitul elementelor, care se regasesc în forme aplicate în analiza eco-energetica.

O a treia lege energetica de baza este cea care raspunde la notiunea de zero absolut (-273 °C pe scara Kelvin) si care serveste la definirea schim­barilor entropice ale sistemului.

O alta lege la care fac apel unii savanti este principiul maximului de putere (Lotka, J.A., 1922), care este proprie sistemelor eco-energetice sau ecologice. Se refera la faptul ca un sistem este "câstigator" atunci când are capacitatea de retroactiune care poate reda maximum intrarii fluxului energetic primar si, prin aceasta, sa creasca propria sa eficacitate. Un sistem care raspunde acestui principiu este numit autocatalitic, subiect la care vom reveni deoarece este caracteristica sistemelor pe care le analizam în aceasta lucrare.

1.2.1.1. Dinamica ecosistemelor în raport cu economia

Consideram oportun sa prezentam pe scurt elementele esentiale privind structura sistemelor ecologice, necesara pentru întelegerea managementului ecosistemelor naturale si amenajate. Vom porni de la o paralela între ECONOMIE si ECOSISTEM, ca domenii distincte, care în mod traditional s-au ignorat reciproc. Apoi vom sublinia ca de fapt ele constituie sub­sisteme ale unui sistem unitar si mai cuprinzator, sistemul "mediu-economie"   (sau sistemul M-E).

Economia este un domeniu vast, dupa cum este cunoscut, care se prezinta ca un "joc" având ca actori agentii economici ce evolueaza într-un decor familiar - societatea -, agentii jucându-si rolul lor, si anume activitatea economica (Mahy, M. 1974). În cazul de fata ne referim la activitatea economica a celor care activeaza în domeniul fermelor si pensiunilor agroturistice.

Într-o viziune scolastica agentii economici sunt unitatile care evolueaza în societatea noastra: indivizi, surse de gospodarire, întreprinderi, statul si, fata de acestea, "restul lumii" constituit, de asemenea, din: state, între­prinderi, surse de gospodarire si indivizi. Activitatea economica traditio­nala (reprezentata de: cumparari, vânzari, niveluri de pret, impozite, salarii, legi ce le reglementeaza etc.) functioneaza în structura descrisa anterior, facând de fapt conexiunile între agentii economici enumerati.

Simplificând lucrurile vom exemplifica schema economica tinând cont de relatiile dintre sursele de gospodarire (munca si capital) si întreprinderi, aceste elemente reprezentând cei doi poli ai circuitului economic simplificat. Capitalul serveste la obtinerea materiilor prime, a masinilor, iar munca va permite realizarea productiei, în contrapartida, întreprinderea va conce­siona muncitorilor si celor care împrumuta capital o parte din pretul de vânzare al produsului, astfel ca muncitorul primeste salariul, iar cei ce împrumuta capital, dobânda. Datorita resurselor care le sunt furnizate de întreprinderi, sursele de gospodarire vor "consuma", adica vor cumpara bunurile si serviciile produse de întreprinderi (fig. 3).

Caracteristica principala a întreprinderii este desigur productia, care în principiu nu satisface numai consumul, ci si o serie de bunuri de productie, dupa cum se remarca în figura 4.

Din schemele prezentate rezulta o serie de observatii legate de structura si functionarea economiei traditionale si anume: utilizarile unui agent pot fi resurse pentru alt agent; totalul resurselor este egal cu totalul utilizarilor; în economia clasica de consum nu se ia în considerare mediul ambiant si cu particularitatile care îl caracterizeaza (ex. resursele ca factor limitativ); presiunea extrem de mare a economiei asupra mediului ambiant, când practic nu se tine seama de distrugerea sistematica a acestuia.

Fig.1 - Schema circuitului economic

si

Fig.2 - Scema fluxului real din economia uneei întreprinderi

1.2.1.2. Bilantul energetic al ecosistemelor

Bilantul energetic al unui ecosistem se poate construi tinând cont de energia inclusa în substanta organica prin fotosinteza si cheltuirea unei parti din aceasta energie prin procesul respirator al organismelor alcatui­toare din sistemul ecologic dat.

În descrierea bilantului energetic si a fluxului energiei în ecosisteme dat de literatura de specialitate se face apel la productia de substanta organica de catre organismele vii si la productivitatea unui ecosistem. Acesti doi termeni permit o serie de analogii cu ECONOMIA si cu CIRCULAŢIA BUNURILOR în societate.

Productia biocenozei (comunitatii vii, sau chiar a unui organism) dintr-un ecosistem reprezinta ansamblul proceselor de biosinteza a substantei organice, în ecosisteme productia de substanta organica poate fi divizata în doua categorii distincte: productia primara si secundara. Productia primara este constituita în principal din contributia plantelor verzi (producatori primari) prin intermediul fotosintezei, respectiv, productie în substanta organica. Productia secundara reprezinta, conform studiilor ecologice, pre­lucrarea substantei organice consumate de diverse organisme heterotrofe (erbivore, carnivore, destructori) în alti produsi organici specifici orga­nismelor în cauza (ca de exemplu transformarea în zooproduse ori fito-produse) rezultate ca biomasa din dinamica eco-fermelor.

În functie de luarea sau neluarea în calcul a pierderilor datorate respi­ratiei, productia ecosistemelor (atât primara cât si secundara) poate fi productie bruta sau neta. Productia bruta reprezinta cantitatea totala de substanta organica produsa în unitatea de timp, care include si cantitatea de substanta organica pierduta în procesul de respiratie. Productia neta reprezinta cantitatea de substanta organica acumulata în unitatea de timp de o unitate vie scazând pierderile datorate respiratiei. Productia bruta si neta este exprimata în unitati gravimetrice de biomasa, ori de substanta uscata (mg/g; g/kg etc.) sau în unitati de masurare a energiei (calorii, ergi, jouli) corespunzatoare energiei chimice potentiale incluse în substantele organice acumulate. Consideram ca sunt aspecte care trebuie aprofundate în cazul agrosistemelor.

În mod diferit fata de productie, productivitatea unui ecosistem trebuie sa o întelegem ca o capacitate de productie, sau o posibilitate de pro­ducere a substantei organice într-o unitate de timp. Se constata ca eficienta diferitelor niveluri trofice ale unui ecosistem este felurita. Organismele cu eficienta cea mai mare sunt carnivorele (!), apoi erbivorele si numai în ultimul rând sunt plantele verzi. Explicatia sumara, care ne-a si determinat sa alegem studiul de caz, ar fi ca: spre deosebire de producatorii primari (plantele verzi) care cheltuiesc o mare parte din energia absorbita în termoreglare, consumatorii de diferite categorii din ecosisteme (erbivore, carnivore) au avantajul specific organismului evoluat: mentinerea struc­turilor si functiilor cu o cheltuiala cât mai redusa de energie posedând grade mai avansate de integrare homeostatica atât pe cale umorala, cât si nervoasa (Pop, E., 1963), precum si în privinta metabolismului specific si al tranzi­tului digestiv rapid si de mare randament al carnivorelor comparativ cu celelalte specii din niveluri de ierarhizare inferioare. si în acest caz consi­deram ca aceste aspecte trebuie aprofundate.

În acest context mediul înconjurator "transat" (structurat) în ecosis­teme alcatuitoare prezinta randamente energetice diferite, ceea ce impune o analiza specifica, în raporturi energetice, clasificatoare, reliefata în tabelul 3 (dupa Odum, E.P., 1975).

Desi succinta prezentarea de mai sus privind ecosistemele se poate totusi constata lipsa abordarii economice a problemei, ceea ce subliniaza oportunitatea conceptului de economie ecologica precum si faptul ca ingineria mediului reprezinta mai mult decât abordarea pur ecologica a mediului.

Raporturile dintre ECONOMIE si MEDIU constituie un aspect de maxima importanta, stiut ca de-a lungul întregului parcurs al istoriei uma­nitatii ele au fost antagonice, câstig de cauza având aproape exclusiv "eco­nomicul" (banul). De aceea în ceasul al doisprezecelea al evolutiei societatii umane apare ca obligatoriu un efort major de echilibrare a acestor raporturi, de protejare a mediului si de gasire a unor metode stiintifice de îmbinare cât mai corecta a celor doua sfere de interese.

Aceste deziderate se doresc a fi rezolvate, dupa cum s-a mai aratat prin ingineria mediului în general si prin economia ecologica (denumita în sens mai restrâns si bioeconomie) în special, ele bazându-se pe ideea compro­misului în multe situatii, în sensul stabilirii solutiilor optime întrebuintând tehnici si metode moderne care evita alterarea mediului înconjurator.

Clasificarea ecosistemelor dupa sursa si cantitatea de energie utilizate

Tabelul 3