Motto:
„Invatati-i pe copii vostri ceea ce i-am invatat noi pe ai nostri: ca pamantul este mama noastra: Tot ceea ce i se intampla pamantului va ajunge sa li se intample si copiilor acestui pamant… Noi stim cel putin atat: nu pamantul ii apartine omului ci omul ii apartine pamantului: Aceasta noi o stim: Toate lucrurile se leaga, la fel ca sangele care uneste o aceeasi familie: tot ceea ce i se intampla pamantului ajunge sa li se intample si fiilor pamantului. Nu omul este acela care a tesut trama vietii-el este doar un fir; Si ceea ce ii face acestei trame, isi face lui insusi”
Marele sef sioux Seattle
( din raspunsul dat in 1854 presedintelui SUA
la oferta acestuia de a cumpara pamantul pieilor rosii soiux) citat de Negut S. (1988)
Dupa Riklefs R.E (1976) „ecosistemul este constituit din intreaga multime de interactiuni a factorilor fizici si a lumii biologice care actioneaza intr-un fragment al biosferei”.
Kormondy E.J. (1996) definea ecosistemul ca „un tot ce prezinta doua forme: o forma reala (un fragment din natura/lac, padure, ocean) si o forma conceptuala (abstracta)”
Odum (1971) definea ecosistemul ca fiind „ orice unitate care include toate organismele de pe un teritoriu dat si care interactioneaza cu mediul fizic in asa fel incat curentul de energie creeaza o anumita structura trofica, o diversitate de specii si un circuit de substante in interiorul sistemului”.
Begon M., Harper J.L., Townsend C.R, (1996) citati de Puia. I, Soran V., Carlier L, Rotar I. Vlahova M.,(2001) au imbinat 3 definitii intr-o abordare mai complexa :
„In mod traditional ecosistemul include comunitatea biologica (biocenoza si biota ) luata impreuna cu mediul sau fizic (abiota)”;” Este rea ideea ca biocenoza si ecosistemul ar putea fi studiate separat fiindca nici un sistem ecologic fie individual , populational sau biocenotic nu pot fi separate de mediul in care exista „; „Ecosistemul este un concept holistic (integralist si integrator) cuprinzand plantele si animalele de obicei asociate intre ele si cu toti componentii fizici si chimici ai mediului inconjurator sau ai habitatului formand impreuna o unitate autocuprinzatoare recognoscibila”.
Lindeman (1942) definea ecosistemul ca fiind „o unitate formata din reunirea proceselor active fizice, chimice si biologice care se petrec in interiorul unei unitati spati 121j97b u-timp de orice marime, cupland prin urmare comunitatea vie de mediul ei abiotic „
Odum (1975) citat de Muntean si Stirban (1995) prezenta 4 componente esentiale ale unui ecosistem: „ Proprietatile sau starile fundamentale ale ecosistemului: P1-producatori primari (plante fotosintetizante); P2-consumatori primari (erbivore) ; P3-Consumatori secundari: carnivore (se hranesc cu animale si organisme vegetale); carnivore destructori; biomasa; substanta organica si anorganica; Fortele sau resursele de energie care intretin sistemul in functie (energia solara) iar in cazul agroecosistemelor si alte surse de energie; Canalele de scurgere a energiei si substantei care leaga proprietatile una de alta si pe acestea de curentul de energie; Interactiunile sau functiile de interactiune care realizeaza legaturile intre curentul de energie, curentul de substante si insusirile ecosistemului;”
Dupa Sukatchev (1954) citat de Duvigneaud (1974) ecosistemul este constituit din :
→Biocenoza (fitocenoza, zoocenoza, microbiocenoza, micocenoza);
→Factori de mediu: biotop format din climatop (meso si microclimat) si edafotop (sol, substrat) ; hidrotop (factorul apa);
Mai multe legi guverneaza modul de desfasurare a proceselor biologice in natura. Fiind vorba de abordari uneori sectoriale alteori transversale ale ecologiei ne vom rezuma la o prezentare a legilor in ordinea alfabetica a autorilor:
→ „Orice lucru este legat de alt lucru” dupa Commoner (1971, 1980) citat de I. Puia, V. Soran, L. Carlier, I. Rotar, M. Vlahova (2001). Legea exprima interactiunile existente intre elementele unui sistem.
→ „Orice lucrare trebuie sa conduca undeva” dupa Commoner (1971, 1980) citat de I. Puia, V. Soran, L. Carlier, I. Rotar, M. Vlahova (2001). Potrivit legii, orice actiune la nivelul sistemului are consecinte clar definite, materia din care sistemul este alcatuit fiind indestructibila.
→ „Natura stie cel mai bine” (Commoner, 1971, 1980) citat de I. Puia, V. Soran, L. Carlier, I. Rotar, M. Vlahova (2001). Potrivit acestei legi sistemele construite de catre natura pot fi greu realizate de catre om in ceea ce priveste structura si durabilitatea acestora.
→ „Nu exista un astfel de lucru cum ar fi un pranz gratuit” ( Commoner (1971, 1980) citat de I. Puia, V. Soran, L. Carlier, I. Rotar, M. Vlahova (2001).
→ „Legea excluderii „ (Gauze 1934) : Potrivit acestei legi dupa I. Puia, V. Soran, L. Carlier, I. Rotar, M. Vlahova (2001) „intr-un ecosistem , indiferent de complexitatea lui, doua specii nu pot sa ocupe in acelasi timp aceeasi nisa ecologica, adica sa indeplineasca aceeasi functie intr-o configuratie data”
→ Legea minimului: (Justus von Liebig, 1840) Legea se refera la cazul special al actiunii ingrasamintelor chimice asupra plantelor cultivate. Legea se bazeaza pe actiunea limitativa a factorului chimic cu concentratia cea mai mica. Potrivit lui Muntean L. si Stirban M., „dezvoltarea plantei este dependenta, in primul rand de acel element chimic din sol, care are concentratia cea mai scazuta'. Dupa Hilmi (1966) aplicarea legii minimului o durata mare de timp duce la o dezintegrare a sistemului, prin pierderea treptata a elementelor componente.
→ Legea relativitatii (Lundegardh 1957) Potrivit acestei legi „forma curbei de crestere nu depinde numai de factorul chimic minimal ci si de concentratia si natura celorlalti ioni prezenti in substrat'.
→ Legea relatiei statistice. Conform acestei legi dupa Muntean L., si Stirban M., (1995) „Amplitudinea zonei de toleranta a speciei fata de un factor este influentata de ansamblul factorilor limitativi.”
→ „Legea migrarii biogene a atomilor „ (Perelman 1973, citat de I. Puia, V. Soran, L. Carlier, I. Rotar, M. Vlahova (2001) Legea defineste modul de migratie al elementelor chimice in scoarta terestra.
→ „Legea existentei si dezvoltarii sistemelor naturale numai pe socoteala mediului inconjurator” (Reimers, 1984 citat de I. Puia, V. Soran, L. Carlier, I. Rotar, M. Vlahova (2001 Conform legii sistemele biologice nu se pot dezvolta izolat in natura in conditiile in care ele au nevoie permanent resurse.
→ „Legea periodicitatii sistematice” (Reimers , 1984 citat de I. Puia, V. Soran, L. Carlier, I. Rotar, M. Vlahova (2001 Legea sta la baza gestiunii unor sisteme naturale omogene.
→ Legea optimalitatii” (Reimers, 1984 citat de I. Puia, V. Soran, L. Carlier, I. Rotar, M. Vlahova (2001 Legea exprima dupa Stugren (1982) „realizarea celei mai favorabile configuratii structurale si functionale a ecosistemelor si biosferei”.
→ Legea substituirii factorilor' (Rubel, 1930).Conform acestei legi „Factorii climatici, edafici si biotici sunt echivalenti si se inlocuiesc reciproc”
→ Legea tolerantei (Shelford in 1913 ) Potrivit legii tolerantei formulate de catre Shelford „succesul unei specii in biotop va fi maxim atunci cand se va realiza pe deplin, calitativ si cantitativ complexul de conditii de care depinde reproducerea sa”. Depasirea pragurilor de toleranta dupa Shelford conduce la moartea sistemului. Potrivit lui Stugren (1982) succesul speciilor se poate realiza in asa numitele zone de optim (optim climatic; optim chimic si optim sinecologic) Dupa Muntean L. si Stirban M., factorii ecologici nu actioneaza limitativ in permanenta, ci numai atunci cand concentratia lor depaseste anumite marimi - limita de toleranta – de catre substanta vie.
→ „Legea unitatii fizico-chimice a sistemelor vii” (Vernadskii 1926, 1967, citat de I. Puia, V. Soran, L. Carlier, I. Rotar, M. Vlahova (2001 Potrivit acestei legi asupra sistemelor vii si nevii actioneaza aceleasi legi fizice.
→ „Legea constantei materiei vii” (Vernadskii, 1926, 1967, citat de I. Puia, V. Soran, L. Carlier, I. Rotar, M. Vlahova (2001). Potrivit legii outputurile si inputurile la nivelul biosferei sunt egale cantitativ.
→ „Legea efectului combinat al factorilor de crestere (Mitscherlich, 1921) Potrivit legii, dupa Muntean L., si Stirban M., (1995) In ecosistemele naturale sau artificiale, nu are loc niciodata o crestere proportionala a unui indicator cantitativ pe masura cresterii in valoare a factorului mai slab reprezentat in mediu ci numai o crestere logaritmica.
Notiunea de biotop defineste mediul de trai al organismelor individuale, vegetale sau animale in stransa interactiune cu factorii de mediu. Dupa Pop I. (1977) „biotopul constituie un complex de factori naturali - climatop si edafotop- subordonat biocenozei; cele doua componente impreuna cu formele de relief formand ecotopul sau statiunea.” Dupa Ellenberg (1958) biotopul este locul de crestere al plantei, statiunea sau habitatul sau. Dupa Dahl (1908) si Schmithusen (1968) biotopul este definit de catre fragmentul si tipul de relief sau de apa care este sediul unei biocenoze. Gunther (1950) defineste biotopul ca „fiind locul de viata a unei biocenoze”.
Puia si Soran (1984) defineau biotopul ca fiind „mediul de trai al comunitatilor biocenozelor” iar habitatul ca „mediul de trai al speciei” (al populatiilor si chiar a organismului individual)”. Aceiasi autori propuneau si o alta definitie ”biotopul constituie universul in care se desfasoara existenta unei comunitati vii (biocenoze).”
Dupa Stugren (1982) se pot defini 8 fatete ale mediului: mediul orografic este compus din formele de relief situate deasupra scoartei terestre; mediul edafic este definit de catre sol ca si mediu de viata al plantelor, animalelor si microorganismelor.; mediul hidrologic este format din toate formele fizice de manifestare a apei; mediul geochimic este format din elementele si combinatiile dintre elementele chimice (Vinogradov, 1949); mediul geofizic este format din campul gravitational, campul magnetic precum si alte forte fizice terestre (Hilmi, 1966); mediul cosmic este format din fortele fizice extraterestre precum radiatia cosmica, lumina selenara, pulberea cosmica; mediul biocenotic este format din structura interna a biocenozei; mediul biochimic este format din combinatiile biochimice date de metabolitii vietuitoarelor (Cernobrivenko si Sandra ,1966)
Factorii ecologici, dupa Tansley si Chipp (1926, citati de B. Stugren,1982) se impart in patru clase: climatici (lumina, temperatura, umiditatea, vant, etc); fizico-geografici sau orografici (de relief); edafici (de sol); biotici;
Dajos (1978) clasifica factorii ecologici in urmatoarele clase: factori climatici (temperatura, lumina umiditate relativa a aerului, pluviometrie); factori fizici neclimatici (factorii mediului acvatic, factori edafici); factori biotici (interactiunile specifice si interspecifice).
Dupa Iarosenko (1967) factorii ecologicii se impart in 4 categorii: factori climatici; factori edafici ; factori biotici; factori antropici.
Dupa Monchadski (citat de Dajos, 1978)factorii de mediu se impart in: factori periodici primari; factori periodici secundari; factori neperiodici.
Radiatia solara ca si sursa de energie este compusa din lungimi de unda diferite. Aceste radiatii traverseaza atmosfera de maniera inegala.
Apar diferite pierderi de radiatii: absorbtia unei mari parti a radiatiei ultraviolete de catre ozon (lambda mai mica de 0,3 micrometrii) care se formeaza la o altitudine de 25 km ; absorbtia unei mari parti a radiatiilor infrarosii de catre CO2 (lambda mai mare de 24 000 A) ; difuzia realizata de catre moleculele gazoase care dau cerului culoarea albastra, precum si difuzia realizata de catre picaturile de apa si de praf aflate in suspensie ; reflectia realizata de catre fata superioara a norilor.
Fluxul energetic care ajunge la nivelul scoartei terestre cuprinde 3 componente: o componenta redusa de radiatie ultravioleta (2950-3800 A) ce reprezinta 4 % din spectrul solar; partea vizibila a spectrului solar (3800-7800 A) ce reprezinta 54 % din spectrul solar; o componenta redusa de radiatie infrarosie (7800-24000 A) ce reprezinta 42% din spectrul solar.
Radiatia totala corespunde sumei celor 2 componente: radiatia solara (Q1); radiatia termica (Q2); Radiatia solara este formata din: radiatia totala ( G) din care se elimina; albedoul (aG) care este energia reflectata. Albedoul variaza in functie de natura solului. Cu cat suprafata este mai sumbra si neregulata cu atat albedoul este mai slab. In schimb albedoul unui lac este mai ridicat ( 50-60 %). Radiatia termica poate fi divizata in : radiatia ce provine din atmosfera (A) din care se elimina o parte care este reflectata (aNA); emisia de caldura a pamantului (T) ca rezultanta a radiatiei termice terestre. Bilantul este pozitiv pe timpul zilei si se anuleaza pe timpul noptii.
Q=Q1+Q2
Q=(G-aG) +(A-aNA-T)
Intensitatea si cantitatea de lumina ce ajunge in ecosistemele de pe glob variaza in functie de diferiti factori (latitudine, expozitie, altitudine, orientarea randurilor, poluarea atmosferei, etc…). Lumina are un rol esential in existenta organismelor vegetale datorita fenomenului de fotosinteza.
Dupa Pop (1977) organismele se clasifica in functie de intensitatea luminii, in organisme heliofile si umbrofile. Organismele care sunt conditionate de prezenta directa a luminii numesc fotofile heliofile sau eurifote. Organismele care nu suporta lumina solara directa se numesc umbrofile, fotofobe, stenofote, schiafile (fag, carpen, artar, brad, molid, lacrimioara, feriga etc…).
Reactia plantelor la durata zilei si a noptii se numeste fotoperiodism, factor in functie de care plantele se impart in 2 categorii: plante de zi lunga si plante de zi scurta. In functie de momentul desfasurarii activitatii biologice animalele se impart in 2 grupe: animale diurne (activitate biologica in timpul zilei) ;animale nocturne (activitate biologica in timpul noptii).
Temperatura reprezinta partea din energia luminoasa care este absorbita de catre sol si are rol de incalzire a acestuia. Pe de o parte temperatura solului are un rol important asupra cresterii radacinilor plantelor de cultura iar pe de alta parte ea joaca un rol la fel de important asupra activitatii microorganismelor din sol.
La 1 cm adancime temperatura solului este aproximativ egala cu cea a aerului in timp ce pe masura ce coboram in adancime amplitudinea intre temperatura maxima si minima diminueaza.. De exemplu, la 40 cm unda termica prezinta un decalaj de intarziere de o jumatate de zi in timp ce la 15 cm nu exista o unda termica.
Temperatura aerului variaza in functie de latitudine, altitudine, topografie, de covorul vegetal, de microclimat. Organismele vegetale isi desfasoara procesele de crestere li dezvoltare intr-o plaja de temperatura cuprinsa intre o limita minim si maxima.
Vis a vis de temperatura minima putem distinge 2 limite si anume:
→ o temperatura minima de crestere;
→ o temperatura minima de supravietuire;
Temperatura de supravietuire variaza in functie de activitatea organismelor vegetale. Apare astfel o limita catre in limbajul comun se numeste temperatura letala, adica temperatura la care 50% din indivizii vegetali mor dupa 2 ore.
In acelasi timp frigul este si un factor necesar organismelor vegetale in anumite faze precum perioada de repaus, necesara numitor specii cum este cazul celor pomicole, viticole si nu numai.
In functie de adaptarea la diferite temperaturi organismele impart dupa De Candolle citat de Pop (1977)in organisme: megaterme, mezoterme, microterme si hechistoterme
Megaterme: adaptate la temperaturi mai mari de 20 grade Celsius (palmier, bananier etc…);
Mezoterme: adaptate la temperaturi de 15-20 grade Celsius (maslin, leandru etc…);
Microterme: adaptate la amplitudini mari de temperatura cuprinse intre 0 si 15 grade Celsius (fag, brad, pin, molid, ursul brun , lupul etc..);
Hechistoterme: adaptate la temperaturi situate in jurul valorii de 0 grade Celsius (murul, macul arctic, ursul alb, renul, vulpea polara);
Hechistormele si Megatermele formeaza grupa organismelor stenoterme sau termofile. Stenotermele de climat rece se mai numesc psihrofile sau criofile (foca, morsa). Microtermele si mezotermele formeaza grupa organismelor euriterme (puma, leul argintiu).Plantele cu flori care in timpul zile isi pot mentine temperatura interna la un nivel mai ridicat decat cel al mediului exterior se numesc „specii supratemperaturale” (cactacee, crassulacee) in timp ce plantele care isi mentin temperatura la un nivel inferior cu cea a mediului se numesc „specii subtemperaturale” (pepenele verde) dupa Pop (1977).
In functie de temperatura interna avem 2 grupe mari de organisme(Muntean, L.S, Stirban, M., 1995):
Organisme homeoterme
In aceasta grupa se incadreaza animalele cu temperatura corpului constanta sau animale cu sange cald (pasarile si animalele);
Organisme poikiloterme
In aceasta categorie se incadreaza:
→ animalele cu temperatura corpului variabila numite animale cu sange rece (nevertebratele, vertebratele/pestii, amfibienii si reptilele);
→ plantele a caror temperatura este apropiata de cea a mediului;
Ca rezultanta a interactiunii dintre factorii de mediu rezulta ceea ce numim climat, care se imparte in 3 mari tipuri: Macroclimat sau climat regional: se poate observa la nivelul unei mari entitati geografice; Mezoclimat sau climat local : se observa la nivelul ecosistemelor; Microclimat; observabil la scara organismului;
Cantitatea de apa care intra intr-un ecosistem (import) poate sa fie sub divizata in: precipitatii atmosferice (ploaie, zapada, gheata); ceata ; condensarea vaporilor de apa (roua); apa rezultata din scurgerile de pe sol; apa capilara;
Variatia continutului in apa (DW) este egala cu continutul in apa al solului (Ws) plus continutul in apa al fitocenozei (Wf), plus continutul in apa al zoocenozei (Wz) plus continutul in apa al aerului (Wa) plus continutul in apa al litierei (Wl)
DW=Ws+Wf+Wy+Wa+Wl
Dintre toate aceste rezerve de apa cea mai importanta ca si pondere este continutul in apa al solului (Ws). O parte din apa meteorica (A m) este interceptata de catre frunzele arborilor si se evapora. O parte din apa meteorica se scurge pe trunchiul arborilor si vorbim in acest caz de apa de scurgere (As). Scurgerea apei nu este omogena si depinde de natura scoartei. O alta parte din apa meteorica se scurge de pe frunze pe sol si vorbim in acest caz de apa de picurare (Ap) . Partea cea mai importanta a apei meteorice o reprezinta apa de penetrare directa (Apd) care ajunge direct pe sol fara sa atinga frunzele organismelor vegetale.
Am=As+Ap+Apd
In functie de adaptarea plantelor la diferite medii avem mai multe grupe:
Plante hidrofite: plante libere si plutitoare; plante fixe (ex. nufar);
Plante halofite
Aceste plante sunt adaptate la ape sarate. In functie de continutul apelor in cloruri avem mai multe categorii de ape halofite:
ape polihaline (mai mult de 10 g/l);
ape mezohaline (1-10 g/l);
ape oligohaline (0,1-1 g/l);
In cazul apelor dulci in functie de pH avem mai multe categorii:
ape oligotrofe
ape mezotrofe
ape eutrofe (pH mai mare de 7);
In functie de economia in apa a plantelor distingem mai multe grupe de plante:
→plante xerofite, a caror organe aeriene raman rigide dupa moartea plantei (plante de climat sec). Plantele se adapteaza la acest regim prin modificarea suprafetei de transpiratie care se realizeaza prin micsorarea sau reducerea suprafetei limbului foliar.
In functie de consistenta organelor vegetative plantele xerofite se impart (Pop, 1977) in:
Sclerofite (plante cu frunze tari, dure /ex. maslin, leandrul, carmaz);
Hemixerofite (plante cu sistem radicular bine dezvoltat /lucerna galbena);
Suculente (plante cu organe vegetative carnoase, uneori fara frunze/Sedum, Agave, Opuntia) In climatele uscate si aride plantele suculente isi formeaza rezerve de apa. Pentru reducerea evaporarii apei anumite specii isi transforma frunzele in spini (Euphorbiacee, Cactacee, Asclepidiacee).
→ plante mezofite care nu au un comportament fixat vis a vis consumul in apa si sunt caracteristice zonelor temperate. In general plantele au frunze late si moi prezentand pe epiderma ambelor fete, stomate.
→ plante tropofite, care pot suferi o schimbare de climat in timpul anului;
→ plante higrofite, care necesita medii umede . Plantele prezinta stomate pe ambele fete ale frunzelor, un sistem radicular superficial putin ramificat , tulpini fragile si se intalnesc in general in padurile tropicale umede.
Umiditatea atmosferica este unul din factorii fundamentali ce conditioneaza existenta biotopurilor terestre:
In functie de umiditatea atmosferica asociatiile vegetale se impart in 2 categorii:
asociatii vegetale higrofite, care suporta o umiditate atmosferica ridicata
→asociatii vegetale xerofite, care suporta conditii de umiditate atmosferica scazuta
In functie de cantitatea de precipitatii pe care le primeste un ecosistem rezulta caracterul climatic (Ionescu Al.1988) al unei anumite zone de pe glob:
ecosisteme cu paduri dense: precipitatii mai mari de 750 mm;
ecosisteme cu stepe, savane si paduri: precipitatii intre 250 si 750 mm;
ecosisteme desertice :precipitatii intre 0 si 250 mm;
Emberger a clasificat climatelele globului pe baza indicelui pluviometric in urmatoarele categorii:
climate desertice (regim pluviometric aleatoriu);
climate nedesertice (regim pluviometric regulat);
climate intertropicale (climatul ecuatorial si subecuatorial);
climate tropicale (regim termic cald);
climate extratropicale (climate oceanice fara sezon uscat; climate continentale cu sezon uscat; iarna; climate mediteraneene cu sezon uscat vara);
climate subpolare si polare (fotoperiodism sezonier specific);
Precipitatiile si temperatura sunt factori majori care caracterizeaza climatul. Indicii anuali se bazeaza pe cuantificari anuale:
→ Factorul de ploaie (R)= precipitatii medii anuale/temperatura medie anuala;
Indicele de ariditate (Martone) Im=P/T+10, unde P reprezinta precipitatiile (mm) iar T reprezinta temperatura (grade Celsius);
Indicele de ariditate (Thorntwaite):It =100d/n, unde d este deficitul de apa in perioada secetoasa iar n este nevoia de apa a vegetatiei (mm);
Indicele xerotermic (Gaussen). Potrivit acestui indice, fenomenul de seceta apare atunci cand dublul temperaturii medii lunare (grade Celsius) este mai mare decat precipitatiile lunare (mm).
Indicele pluviometric (Emberger): Ie=P/ (M+m/2)(M-m) unde M este media temperaturilor din luna cea mai calda iar m este media temperaturilor din luna cea mai rece.
Vantul intervine si conditioneaza anumite fenomene precum polenizarea plantelor anemofile ierboase (graminee, ciperacee etc…), lemnoase (conifere, arinii, stejarii etc…), raspandirea fructelor, semintelor, germenilor, sporilor, nevertebratelor. Astfel vantul devine un factor de diseminare la multe populatii la distante de pana la cateva mii de de km.
In acelasi timp vantul este factorul mecanic care produce fenomene de eroziune eoliana, formeaza dunele de nisip, determina adaptari la multe populatii de plante si animale reprezentand si un factor de selectie al acestor populatii.
Dupa Soltner D. (1987) vantul exercita 3 actiuni agresive la nivelul ecosistemelor :
→ Actiuni mecanice : eroziunea solurilor; deformarea arborilor; caderea cerealelor; perturbarea irigatiei; diseminarea sporilor, bolilor si a semintelor de buruieni; tulburari de polenizare; caderea frunzelor , caderea fructelor, distrugerea locuintelor;
→Actiuni termice : racirea solurilor (datorita evaporarii intense a apei de suprafata) ; intarzierea recoltelor ; cheltuieli calorice superioare pentru locuinte
→Actiuni fiziologice : cresterea evapotranspiratiei ; diminuarea umiditatii aerului si a temperaturii solului de unde si o intarziere a proceselor de crestere) ; tulburari de ordin sanitar pentru animale.
Vantul exercita si actiuni pozitive la nivelul vegetatiei precum : evaporarea apei si pe aceasta cale el contribuie la aerarea superficiala a solului ; este indispensabil polenizarii incrucisate la anumite specii ; usuca recoltele .
Dupa Pop (1977) prin factor edafic se intelege un „complex de influente si de actiuni stabilite intre organisme si proprietatile fizico-chimice ale solului”
Solul este alcatuit din constituenti anorganici sau minerali (argila, sarurile minerale, pulberile, nisipul si pietrisul ) si constituenti organici (substantele organice).
Tinand cont de faptul ca partea minerala este larg deschisa in cadrul disciplinelor tehnice in acest capitol vom insista mai mult pe rolul constituentilor organici ai solului.
Toate transformarile substantei organice in sol sunt sub dependenta substantei organice vii, si trebuie deci considerata aceasta din urma ca un agent de evolutie a substantei organice si nu doar ca un component oarecare. Substanta organica vie constituie astfel “compartimentul viu” care actioneaza in functie de caracteristicile fizico-chimice ale mediului (climat, roca mama, etc.) asupra celorlalte doua “compartimente”: substanta organica proaspata si substanta organica amorfa.
Substanta organica proaspata este in principal reprezentata de compusi vegetali in ordine cantitativa descrescatoare: celuloze, hemiceluloze, pectine, lignine, proteine, taninuri). Pe urma aceea a microflorei: polizaharide, lipide, lipoproteine, proteine. Este vorba in special despre macromoleculele polimerizate. Primele stadii de descompunere sunt in general niste depolimerizari succesive. Acestea apar ca urmare a actiunii enzimelor specifice, adesea destul de multe, care intervin simultan sau succesiv. Ele reduc pana la monomeri sau dimeri ( zaharati), aminoacizi, baze azotate, care sunt rapid absorbiti de catre celulele bacteriene sau de hifele ciupercilor, chiar daca acesti compusi liberii nu sunt prezenti decat in cantitati mici in sol. Dimpotriva, ligninele joaca un rol important in sol. Pe de o parte derivatii lor sunt abundenti pentru ca biodegradarea lor este lenta: acestea sunt supuse unei biotransformari progresive, cu modificari chimice fara hidroliza completa (GODDEN, 1986). Pe de alta parte, compusii eliberati, fenoli si chinine, sunt deosebit de reactivi (BALASDENT, 1998). Acesti monomeri fenil-propan sunt niste antiseptici puternici, activi la o concentratie foarte slaba, responsabili si de alte fenomene din procesul compostare. Lignina poate fi degradata de catre ciuperci si de catre actinomicete.
Macrofauna si microfauna din sol este constituita din urmatoarele grupe de organisme (Desbrosses P., 1993):
Microfauna : rozatoare, insecte, miriapode, crustacee; lumbricide (rame) cu o greutate de 500-2000 kg /ha ; ciuperci, care ating 1 miliard /gram de pamant fie 1500 kg /ha ; bacteriile care ating 100 de milioane/gram de pamant fie 500 kg/ha; actinomicetele care ating un numar de 40 de milioane /gram de pamant fie circa 7-8000 kg /ha ;
Microfauna: nematozii care ajung la mai multe miliarde /ha ceea ce reprezinta circa 600 kg/ha ; protozoare care ajung la 300 kg/ha; algele care ajung la 300-400 kg/ha;
La un ciclu mediu de viata de 30 de zile (anumite specii au un ciclu de viata numai de cateva zile) se ajunge la aproximativ 120 t/ha materie organica vie care nu mai este reciclata in sol, in sistemele clasice de agricultura, unde pesticidele distrug o mare parte a macro si microfaunei.
O serie de factori intervin in mineralizarea materiei organice: natura substantei organice; factorii fizico-chimici; factorii biologici; practicile culturale.
→Natura substantelor organice
Odata cu oprirea functiilor vitale a celulei vegetale, are loc autoliza citoplasmei (autodistrugerea de natura enzimatica). Proteinele sunt astfel hidrolizate in peptide simple si aminoacizi, glucidele si lipidele simple respectiv in zaharati simpli si acizi grasi. Aceste substante servesc ca hrana microorganismelor care vor ataca moleculele mai rezistente a peretilor celulari vegetali. Rezistenta la biodegradare este legata de natura biochimica a constituentilor celulelor, si mai precis de cea a peretilor celulelor vegetale, acestia din urma reprezentand cea mai mare masa de substanta organica adusa solului.
Cu cat moleculele organice sunt mai complexe, cu atat biodegradarea scade si durata de descompunere este mai lunga. De fapt compusii organici solubili sunt cei mai rapid utilizati de catre microflora. Urmeaza apoi hemicelulozele si celulozele, a caror degradare ia mai mult timp pentru ca ea necesita extragerea unei parti de azot mineral in mediu (imobilizare totala). Lignina, pe motivul derivarii structurii sale de la nucleul fenolic, este foarte rezistenta la degradare.
→ Factori fizico- chimici: Vom aborda succesiv efectele temperaturii, umiditatii, continutului in oxigen, a ph-lui, a continutului in argila si a compozitiei chimice a solului. Acesti factori fizico-chimici nu intervin in general decat prin actiunea lor asupra organismelor vii din sol.
Temperatura Optimul de activitate a microflorei este atins pentru temperaturi cuprinse intre 10 si 40 C, viteza de descompunere este in general inmultita cu 2 daca temperatura creste cu 10 C. Inafara acestui interval, descompunerea materiei organice este puternic redusa, chiar inhibata pentru anumiti compusi specifici (NICALARDOT, 1993).
Apa: Optimul descompunerii carbonului organic este atins pentru valori ale umiditatii solului apropiate de capacitatea de apa in camp. Lipsa apei duce la o scadere a activitatii populatiilor microbiene prin moarte sau trecere la o viata incetinita, si totodata la o scadere a numarului de rame care migreaza in profunzime. O umiditate prea mare va conduce la un efect similar, favorizand in special micro-organismele anaerobe ca urmare a unei lipse de oxigen datorate ocuparii cavitatilor solului cu apa in exces. In solurile foarte umede, degradarea ligninelor , care necesita oxigen, este foarte incetinita si substanta organica se poate acumula ( soluri hidromorfe). Acest factor este strans legat de tipul de sol si sub-sol (nisipos, lutos, argilos) precum si de climatul local (pluviometrie) si de lucrarile solului ( hardpan, compactare).
Nivelul de oxigen Cea mai mare parte a micro-organismelor responsabile cu degradarea materiei organice a solului sunt aerobe. Prezenta oxigenului, necesara in mod egal dezvoltarii radacinilor plantelor, este deci primordiala pentru o buna mineralizare.
Sub efectul radacinilor si a microorganismelor, concentratia in oxigen a solului este de altfel mai scazuta decat cea a atmosferei exterioare ( mai putin de 10% in loc de 21%) chiar daca concentratia in CO2 este mai ridicata (de 1 pana la 5% in loc de 0,03%) (HELLER, 1981). Aceasta concentratie in oxigen este dependenta de structura solului, si totodata de textura sa si de continutul in substanta organica (care joaca un rol primordial in stabilirea structurii prin formarea agregatelor solului). Ea este in mod egal dependenta de umiditate, pentru ca daca aceasta este prea mare, are loc saturarea macroporilor solului care nu sunt in principiu ocupati decat de faza gazoasa, dupa scurgerea apei de gravitatie. Putem aminti in acest context, rolul lumbricidelor care , datorita galeriilor lor, maresc considerabil macro-porozitatea solului si schimbul gazos intre atmosfera exterioara si atmosfera interna a solului ( imbogatirea acesteia din urma in oxigen). BOUCHE (1984), spunea ca pe o suprafata de un hectar, ramele sapa 4000 pana la 5000 km de galerii, care constituie un mediu aerat si bine drenat.
Reactia solului Optimul pentru descompunerea compusilor organici este obtinut in soluri a caror pH este aproape de neutru. Mineralizarea reziduurilor este astfel incetinita in soluri foarte acide (pH 4,5).
Continutul in argila Exista o relatie foarte stransa intre continutul in substanta organica a unui sol si continutul sau in argila. A fost demonstrat experimental ca argilele pot reduce disponibilitatea si/sau accesibilitatea moleculelor organice pentru micro-organisme. De fapt, argilele adsorb moleculele organice, care sunt atunci mai putin disponibile pentru micro-organisme. In plus substantele organice localizate in micro-porii argilelor au o accesibilitate redusa. Acest efect de protectie depinde de tipul de argila .
Compozitia chimica a solului Compozitia chimica a solului va putea face sa varieze sursele de hrana a micro-organismelor, dar mai ales concentratiile in carbon si azot sunt cele care vor determina viteza de transformare a substantei organice proaspete.→ Factorii biologici Dupa fauna solului care joaca un rol de fragmentare a resturilor organice, micro-organismele sunt agentii responsabili cu degradarea substantei organice. Diferitele populatii de bacterii, ciuperci, actinomicete sunt in constanta evolutie unele in raport cu celelalte, formand un echilibru dinamic pentru impartirea surselor de hrana. Intr-un sol dat, exista in general toate micro-organismele necesare biodegradarii reziduurilor vegetale si animale.
Micro-organismele si lumbricidele (ramele) joaca un rol complementar in degradarea substantei organice moarte: prezenta microorganismelor in cavitatea intestinala a ramelor si in excrementele lor; predigestia substantei organice de catre micro-organisme inainte de ingestia realizata de catre rame ; dispersia microorganismelor prin intermediul excrementelor de rame, etc.
Printre factorii biologici, nu trebuie sa uitam prezenta plantelor, care intretin la nivelul rizosferei, o competitie intre radacini si microflora, mai ales pentru azot si fosfor (COLEMAN si col.1978). De fapt, plantele elimina, prin exudatul din radacini, intre 8 si 23% carbon fixat prin fotosinteza (DAVET,1996), adica in medie 1/6 carbon net fixat, ceea ce reprezinta o sursa de energie si de hrana foarte importanta.
→ Practici culturale Acestea intervin modificand factorii prezentati (natura substantelor organice, factorii fizico-chimici, factorii biologici).
Continutul in saruri minerale a unui sol poate fi evidentiat prin intermediul plantelor bioindicatoare cum este cazul plantelor halofile, cuprofile, zincofile, calcifile, nitrofile, oligotrofe si eutrofe (Pop , 1977):
→ Plantele nitrofile iubesc solurile bogate in azot :spanacul salbatic, urzica (Urtica dioica, urens, album), cuscuta de gradina, stevia de stana (Rumex alpinus), loboda (Chenopodium murale), loboda salbatica (Atriplex hastata), stirul (Amarantus retroflexus) ciumafaia (Datura stramonium), bozul (Sambucus ebulus), spanacul ciobanilor (Chenopodium bonus-henricus; zburatoarea (Epilobium angustifolium ); coada soricelului (Achilea milefolium), romanita de camp (Anthemis arvensis), musetelul (Matricaria chamomila), patlagina (Plantago media), socul negru (Sambucus nigra), maselarita (Hyoscyamus niger).
Tabelul nr.1. Legatura dintre inaltimea urzicii si nivelul de azot din sol (Olsen citat de Pop,1977)
|
mg N /kg de sol |
Inaltimea urzicilor (cm) |
→ Plantele calcifile (iubesc solurile bogate in calciu) si calcifuge (iubesc solurile silicioase);
Tabelul nr.2 Legatura dintre plante si continutul in elemente minerale (Olsen citat de Pop,1977)
|
Plante calcifile |
Plante calcifuge |
|
Asplenium lepidium |
Asplenium septentrionale |
|
Salix retusa |
Salix herbacea |
|
Dianthus spiculifolius |
Dianthus nardiformis |
|
Erica multiflora |
Erica arborea |
|
Gentiana clusii |
Gentiana kochiana |
|
Androsace helvetica |
Androsace moschata |
|
Selseria rigida |
Selseria coerulans |
→ plantele indicatoare de magneziu: ferigi: Asplenium adulterinum, cuneifolium; antofite: Potentilla crantzii, Myosotis suaveolens, Sempervivum hirtum, Sedum serpentini, Euphorbia serpentini; dolomite: inul dolomitic -Linum dolomiticum; umbelifere: buruiana vantului - Seseli leucospermum; crucifere: Kernera alpina; alte specii: Armeria juncea; ochii soricelului - Saxifraga cebennensis.
→plante zincofile sau plante indicatoare de zinc (Minuartia verna, Armeria elongata, Viola calaminaria, Thlaspi);
→ plantele cuprofile sau plante indicatoare de cupru (floarea de cupru- Haumaniastrum robertii, folosita in prospectarea minereurilor de cupru de catre geologi; Ocimum homblei;
→plante oligotrofe iubitoare de soluri acide (Nardus stricta) sau sarace in elemente minerale (roua cerului (Drosera), muschiul de turba (Sphagnum), martaloaga (Calluna v.,)
→plante seleniofile , iubitoare de seleniu (Astragalus pectinatus);
→plante eutrofe, iubitoare de substante nutritive (specifice solurilor bogate precum cernoziomul, solul brun ) din care amintim : paiusul de livada, trifoiul rosu, obsiga nearistata de pe pajisti ; Asarum europaeum, Asperula odorata in paduri;
→plante psamofile iubitoare de terenuri nisipoase (garofita de nisipuri (Dianthus diutinus), troscotul de nisipuri (Polygonium arenarium), patlagina de nisipuri (Plantago indica), perisorul (Elymus arenarius);
→plante casmofile sau saxicole ce traiesc in crapaturile stancilor si a zidurilor (ipcarigea de stancarie –Gypsophila petraea; ochii soricelului –Saxifraga aizon; fumarita - Fumaria muralis; linarita - Linaria cymbalaria; iedera - Hedera helix (Fabian Ana, Onaca Rodica,1999);
→plante litofile iubitoare de stanci si bolovanisuri (alge, licheni);
Dupa modul de adaptare la concentratia solului in substante minerale plantele se impart in plante glicofile (nehalofile) si halofile.
Plantele glicofile sunt adaptate la concentratii mici de elemente minerale in sol in timp ce plantele halofile sunt adaptate la concentratii foarte ridicate in elemente minerale.
Dupa Keller B.A citat de Pop (1977) plantele halofite se impart in 3 categorii.
→plante euhalofite ce rezista la concentratii foarte mari de elemente minerale (saratica) ciurlanul (Salsola ruthenica), ghirinul ( Suaeda maritima);
→ plante halofite ce absorb elementele minerale dar nu le acumuleaza (Statice, Frankenia, Tamarix etc…) ;
→plante halofite sensibile la concentratii mari de saruri minerale (Artemisia maritima);
→plante chionofile , iubitoare de zapada (degetarelul alpin - Soldanella pusilla, argintica - Dryas octopetala; salcia pitica- Salix reticulata, herbacea; brandusa de munte – Crocus heuffelianus);
Dupa Sukacev (1961) toate treptele de relief existente pe uscat prezinta o importanta ecologica (megarelieful, macrorelieful, mezorelieful, microrelieful si nanorelieful).
→Megarelieful: acopera suprafete mari de marimea unui continent sau a unui ocean ce se caracterizeaza prin diferente de nivel de mii de m;
→Macrorelieful: acopera teritorii cu suprafete de 5-50 km2 pe orizontala si de sute-mii de m pe verticala si se caracterizeaza prin diferente de nivel de sute de m (campii , depresiuni, podisuri, munti);
→Mezorelieful: acopera suprafete de sute sau mii de m pe orizontala si de 2-100 m pe verticala (Pop, 1977) si se caracterizeaza prin diferente de nivel de zeci de m (vai, interfluvii, coastele dealurilor). Factorii de mediu caracteristici microreliefului dau nastere la ceea ce numim microclimat.
→Microrelieful: acopera suprafete de 10-200 de cm pe orizontala si 50-100 cm pe verticala (valcele, crovuri, dune de nisip, stancarii, musuroaie)
→Nanorelieful: se caracterizeaza prin diferente de nivel de cativa decimetri si cm
O serie de indicatori caracterizeaza actiunea factorilor orografici (altitudinea, expozitia, panta, adapostul):
Altitudinea: Biocenozele se stratifica pe masura cresterii altitudinii datorita modificarii factorilor de mediu (rarefierea aerului; scaderea temperaturii; cresterea intensitatii vantului, luminii si umiditatii).
Expozitia: Prin expozitie se intelege orientarea versantilor muntilor si dealurilor vis a vis de punctele cardinale. In functie de orientarea in spatiu a anumitor versanti se va distribui cantitatea de lumina, temperatura, precipitatii si viteza vantului. Versantii sudici acumuleaza cantitati mai mari din acesti factori fata de versantii nordici.
Panta: Marimea pantelor determina anumite distributii ale biocenozelor precum si grabirea sau intarzierea fenofazelor.
Adapostul : Adapostul prezinta o importanta mare pentru diferite organisme in lupta acestora impotriva vantului. De existenta unor adaposturi depinde intensitatea transpiratiei, inflorirea si fructificarea si in general dezvoltarea plantelor.
Fluctuatia concentratiei apei in saruri influenteaza compozitia biocenozelor naturale producand adaptari ale populatiilor naturale. Dupa Tait (1979) prin salinitate se intelege »greutatea elementelor solvite exprimata in grame, care poate fi obtinuta in vacuum la o temperatura de 480 grade Celsius ».
Dupa Botnariuc si Vadineanu (1982) „in orice ecosistem natural, energia solara este convertita in energie chimica (a materiei sintetizate in procesul de fotosinteza) si este transferata componentelor biologice concomitent cu procesul de introducere in circuit si de reciclare cu rate diferite a majoritatii cationilor si anionilor care intra in compozitia mediului abiotic „.
Cum continutul in oxigen partii inferioare a atmosferei este de 20,95% majoritatea organismelor de pe suprafata scoartei terestre utilizeaza calea aeroba pentru desfasurarea activitatilor de eliberare a energiei dintr-un substrat.
Oamenii de stiinta de astazi scot din sertare explicatii la influentele factorilor astrali asupra cresterii si dezvoltarii plantelor precum si asupra cresterii animalelor lucruri cunoscute de catre oamenii de stiinta de ieri, dar care din motive politice si religioase nu au putut sa le valorifice in slujba agriculturii.
Dupa Azii G. (1936) luna actioneaza asupra cresterii si dezvoltarii plantelor pe mai multe cai :
prin intermediul luminii (lumina actioneaza asupra mecanismelor fotoperiodice declansatoare a infloririi, nefiind suficient de puternica pentru a putea actiona asupra fotosintezei dar suficienta pentru a putea actiona asupra maturarii fructelor si a semintelor, actionand asupra metabolismului substantelor acumulate in celule) ;
prin intermediul fenomenului de atractie (atractia lunara exercitata asupra lichidelor din tesuturile vegetale este similara cu atractia soarelui exercitata asupra mareelor) ;
prin modificarea campului magnetic al pamantului (Campul magnetic al pamantului este modificat de catre ciclul soarelui si a lunii, luna jucand ca si factor de amplificare al actiunii soarelui) ;
prin actiunea complementara cu cea a planetelor (productiile maxime de radacini, frunze si seminte se obtin in constelatiile urmatoare : productia maxima de radacini se obtine efectuand semanaturile in constelatia capricornului, taurului si fecioarei ; productia maxima de frunze se obtine pentru semanaturile efectuate in constelatiile scorpionului, pestelui si racului ; productiile maxime de seminte se obtin prin efectuarea semanaturilor in constelatiile gemenilor, varsatorului si balantei ;
Dupa C., Silguy (1994) luna exercita influente asupra proceselor agricole prin intermediul actiunii sale asupra celor 4 elemente fundamentale ale universului :
Interactiunea „luna/ pamant” actioneaza pozitiv asupra radacinii ; ;
Interactiunea „ luna/apa” actioneaza pozitiv asupra frunzelor ;
Interactiunea „ luna/aer „actioneaza pozitiv asupra florilor ;
Interactiunea ” luna/foc „actioneaza pozitiv asupra fructelor ;
Prin actiunea conjugata a lunii si a soarelui se obtine calendarul planetar aplicat astazi in agricultura biodinamica din Uniunea Europeana plecand de la aplicatiile efectuate de catre Rudolf Steiner creatorul antroposofiei si a agriculturii biodinamice.
Potrivit acestei metode lucrarile agricole trebuiesc efectuate in functie de ritmul sideral al lunii C., Silguy (1994):
lucrari agricole in timpul lunii ascendente semanatul trebuie efectuat in perioada de luna ascendenta sau dimineata devreme ; se recolteaza salata, varza, conopida ; efectuarea altoirii in momentul in care lastarii sunt bogati in seva ;
lucrari agricole in luna descendenta : In aceasta faza seva coboara inspre sistemul radicular fiind recomandate lucrari ca prasitul, aratul, discuitul, repicarea, plantarea si taierile, butasirea, transplantarea, taierea gardurilor vii, recolta cepei, usturoiului, morcovilor, cartofilor, ridichilor.
Tabelul nr.3 Sinteza interactiunilor dintre elementele fundamentale si constelatii (C. Silguy 1994)
|
Cand luna trece prin fata constelatiei |
Elementul activ |
Partea din planta care este stimulata |
|
|
Luna descendenta |
Gemeni Rac Leu Fecioara Balanta Scorpion |
Aerul Apa Focul Pamantul Aerul Apa |
Floarea Frunza Fructul Radacina Floarea Frunza |
|
Luna ascendenta |
Sagetator Capricorn Varsator Peste Berbec Taur |
Focul Pamantul Aerul Apa Focul Pamantul |
Fructul Radacina Floarea Frunza Fructul Radacina |
Dupa Krilov (1964) si Serdiuk (1977) materia vie este influentata si de campul magnetic terestru (caderea frunzelor; curentii verticali din oceane; dispunerea apelor calde si reci pe verticala unui ecosistem acvatic, etc…)
Viteza coloanelor de aer este redusa de catre rezistenta pe care o creeaza covorul vegetal format din diferite culturi agricole.
In corelatie cu alti factori de mediu presiunea atmosferica da nastere la o anumita compozitie a ecosistemelor alpine.
Chiar daca in general focul prezinta o conotatie negativa prin efectele sale in ultimii ani, focul reprezinta una din cele mai eficiente solutii de lupta impotriva buruienilor. Astfel focul reprezinta principalul mijloc de control al dezvoltarii buruienilor in sistemele de agricultura durabila (ecologica, biodinamica, etc…)
Procesul de evolutie al ecosistemelor in timp se numeste succesiune ecologica ca si rezult alt interactiunilor dintre biotop si biocenoza.
Pentru a putea face fata perturbarilor produse de catre factorii externi ecosistemul dezvolta diferite mecanisme de autocontrol (capacitate de restabilire a unui echilibru; rezistenta la patrunderea altor specii; capacitate de mentinere a factorilor abiotici ). In aceste conditii existenta unui biotop stabil permite instalarea unui ecosistem complex cu stabilirea unui echilibru relativ datorita influentelor permanente venite dinspre exteriorului lui.
Tabelul nr. 4 Succesiunea ecologica (Smith, 1974)
|
Caracteristica |
Faza succesionala |
|
|
Timpurie |
Matura |
|
|
Biomasa |
Mica |
Mare |
|
Productia finita /Respiratia biocenozei |
Mai mare de1 |
Tinde catre 1 |
|
Productia bruta/biomasa |
Mare |
Mica |
|
Biomasa /unitate de flux energetic |
Scazuta |
Ridicata |
|
Lanturi trofice |
Scurte |
Lungi, complexe |
|
Stratificarea |
Slaba |
Pronuntata |
|
Diversitatea speciilor |
Scazuta |
Ridicata |
|
Specializarea niselor |
Larga |
Ingusta |
|
Relatii trofice |
Generale |
Specializate |
|
Talia indivizilor |
Mai mica |
Mai mare |
|
Cicluri de viata |
Scurte, simple |
Lungi, complexe |
|
Mecanisme de control ale populatiilor |
Fizice |
Biologice |
|
Fluctuatii |
Mai pronuntate |
Mai putin pronuntate |
|
Cicluri minerale |
Deschise |
Mai mult sau mai putin inchise |
|
Rolul detritusului |
Neimportant |
Important |
|
Stabilitatea |
Scazuta |
Ridicata |
|
Recolta potentiala pentru om |
Ridicata |
Scazuta |
Dupa Allee si colab. (1949) 4 trasaturi fundamentale definesc o populatie („numarul de indivizi; similitudinea indivizilor intre ei; vitalitatea; delimitarea in timp si spatiu”)
Dupa Ghilearov (1954) „populatia cuprinde toti indivizii dintr-o specie care apartin aceleasi biocenoze”.
Stugren (1982) prezinta la randul lui 5 trasaturi fundamentale
→ efectivul: numarul de indivizi care alcatuiesc la un moment dat populatia unei specii;
→ densitatea: raportul dintre numarul de indivizi si unitatea de spatiu (supraaglomerarea subaglomerarea fiind dupa Stugren in 1975 doi indicatori principali ai densitatii populatiei) ;
→ rata mortalitatii: raportul dintre mortalitate si efectivul populatiei;
→ rata natalitatii /raportul dintre natalitate si efectivul populatiei;
→ rata cresterii numerice /diferenta dintre natalitate si mortalitate (exprimata printr-o serie de indicatori : coeficientul cresterii numerice; ecuatia cresterii numerice; ecuatia cresterii exponentiale ; ecuatia logistica ;
Dupa Stugren (1982) structura unei populatii este data de structura genetica si de structura ecologica.
Dupa Silov si colab.(1969) structura ecologica cuprinde 4 elemente :
→ Structura de varsta
Dupa Botnariuc si Vadineanu (1982) structura pe varste este data de numarul claselor de varsta, amplitudinea claselor de varsta si de distributia efectivului populatiei pe clase de varsta. Pentru populatiile naturale se accepta de obicei 3 varste ecologice: varsta prereproductiva, varsta reproductiva si varsta postreproductiva.
→Structura pe sexe (raportul pe sexe)
Diferentierea pe sexe reprezinta o conditie indispensabila pentru caracterizarea ecologica si evolutiva a unei populatii tinand cont de faptul ca rata intrarilor de indivizi in populatie prin reproducere este conditionata de numarul de femele.
→ Configuratia functionala
Dupa Svart (1965) sansele de supravietuire a unei populatii sunt influentate de relatiile dintre grupele genetice ce alcatuiesc o populatie. Conform lui Silov si colab. populatiile de rozatoare sunt uneori scindate in indivizi sedentari si indivizi migranti. Dupa Litvin (!977) populatia este scindata in 2 componente cu functii diferite: comportamentul intraorganismic (indivizii care paraziteaza efectiv o gazda traind intr-un biotop organic) si comportamentul extraorganismic (indivizii care duc un mod de viata neparazitar).
→ Distributia spatiala
Dupa Stugren (1982) teritorialitatea este un fenomen specific lumii animale fiind o proprietate constanta a speciei sau un fenomen legat de sezonul de reproducere si crestere a puilor. . Dupa Allee (1931) tendinta opusa teritorialitatii este agregarea conform careia „nu numai suprapopulatia dar si subaglomerarea spatiului, subpopularea poate fi asociata cu mortalitatea ridicata”. Dupa Botnariuc si Vadineanu (1982) distributia spatiala poate sa fie: intamplatoare: In cazul acestei distributii pozitia in spatiu a unui individ este independenta de pozitia altor indivizi; uniforma: distributia se intalneste la populatiile animale cu comportament de teritorialitate; grupata: aceasta distributie ar putea indica o viata sociala dezvoltata
→Structura genetica
Adaptarea populatiilor la presiunile exterioare realizate de catre factorii de mediu se realizeaza prin modificarea structurii genetice.
Dupa Pop (1977) „densitatea sau desimea poate fi evaluata stabilindu-se distanta dintre indivizii unei specii care depinde atat de tipul biformelor cat si de modul de distributie pe suprafata cercetata” Dupa Botnariuc si Vadineanu (1982), marimea unei populatii este data de o serie de indicatori numerici sau procentuali: densitatea absoluta: numarul de indivizi raportat la unitatea suprafata/volum; densitatea in biomasa: (cantitatea de substanta uscata/unitatea de suprafata sau volum); densitatea ecologica : numarul de indivizi raportat la unitatea de suprafata sau volum locuit de populatie in cadrul ecosistemului; densitatea relativa: reprezinta abundenta unei populatii intr-un ecosistem si reda importanta unei anumite populatii (metoda patratelor; metoda capturarii/marcarii si recapturarii; metoda Peterson; metoda Joly, metoda capcanelor; chestionare;)
Dupa Mobius K. (1877) citat de Vintu V., (2000) prin biocenoza putem intelege „totalitatea organismelor vegetale si animale care populeaza un anumit biotop cu conditii de existenta mai mult sau mai putin uniforme create in mod natural sau artificial” sau „o comunitate de organisme, ocupand un anumit teritoriu, adaptate la mediu, unite prin dependente reciproce, legate intr-un intreg care se schimba odata cu schimbarea conditiilor de mediu si cu schimbarea numarului unora dintre ele”. Sukacev (1961) facea o o paralela intre biocenoza si biotop si intelegea prin noul termen de biogeocenoza „o anumita suprafata de teren care cuprinde fitocenoza, zoocenoza, microbiocenoza si partile corespunzatoare ale atmosferei, litosferei, hidrosferei si pedosferei, toate strans legate intre ele prin interactiuni, formand un complex unitar”
Cele doua componente ale biocenozei si anume fitocenoza si zoocenoza pot fi definite sectorial cu elementele lor componente.
Dupa Pop (1977) „fitocenoza reprezinta o grupare de mai multe populatii de plante legate de un anumit mediu de trai avand urmatoarele trasaturi principale: organizarea sub forma de palcuri cu contur si marimi variate; compozitia floristica, structura, fizionomia si relatiile de independenta dintre populatiile de plante si dintre plante si biotop se mentin timp indelungat; intre diferitele componente –cormofite si talofite- se stabilesc relatii de interdependenta atat pe baza trofica cat si pe baza ecologica; partile structurale ale fitocenozei poarta denumirea de sinuzii; fitocenoza este sediul acumularii substantelor organice elaborate de plantele verzi; fitomediul ca produs al fitocenozei a rezultat in urma interactiunilor stabilite intre organisme si intre organisme si mediu”.
Dupa acelasi autor „zoocenoza constituie o grupare sau o comunitate de animale intre care se stabilesc relatii de interdependenta in stransa legatura cu factorii de mediu”
→ Abundenta relativa (Botnariuc si Vadineanu ,1982)
Indicele (procente) exprima proportia dintre numarul sau/si masa indivizilor unei specii fata de celelalte specii.
→Dependenta Dupa Duvigneaud (1974) « Dependenta reprezinta relatia dintre populatii din forme de viata diferite in care o forma de viata obtine un beneficiu nereciproc din relatia cu alte populatii (lianele, epifitele se protejeaza de soare la umbra altor specii arboricole) »
→ Dominanta (Botnariuc si Vadineanu ,1982)
Dominanta este un indice care exprima influenta uneia sau mai multor specii asupra structurii si functionarii biocenozei.
Tabelul nr.5 Evaluarea abundentei si dominantei dupa scara lui Braun-Blanquet:
|
Scara |
Acoperire in % |
Media |
→Coabitarea Dupa Duvigneaud (1974) « coabitarea presupune relatia prin care mai multe specii exploateaza impreuna conditiile de viata care le sunt oferite de un anumit mediu »
→ Constanta
Acest indice se exprima de obicei in functie de frecventa speciei(Botnariuc si Vadineanu ,1982): specii constante (frecventa mai mare de 50%) ; specii accesorii (frecventa intre 25 - 50%); specii accidentale ( frecventa mai mica de 25%);
→ Diversitatea
Acest indice se calculeaza tinand cont de numarului speciilor si de abundenta relative a acestora si de echitabilitate (Botnariuc si Vadineanu,1982). Dupa Duvigneaud (1974) diversitatea se poate defini sub 2 forme :
diversitate specifica care se regaseste sub alte 2 abordari :
- variabilitate specifica (numarul de specii pe unitate de suprafata) ;
-echitabilitate (repartizarea indivizilor intre 2 specii);
diversitate biochimica (in cazul constituentilor esentiali ai biomasei ) ;
In 1967 Odum se intreba daca « diversitatea constituie numai piperul existentei pe pamant sau ea este necesara pentru supravietuirea biosferei, ecosistem ce inglobeaza omul cu natura «
→ Echitabilitatea Indicele exprima modul in care este distribuita abundenta relativa la speciile unei biocenoze. Indicele ia in calcul abundenta relativa numerica a unei specii fata de alte specii (Botnariuc si Vadineanu ,1982)
→ Frecventa
Indicele se exprima in procente si este dat de proportia dintre numarul de probe care contin specia data si numarul total de probe adunate in acelasi timp (Botnariuc si Vadineanu ,1982).
→ Fidelitatea
Indicele exprima taria legaturilor unei specii cu alte specii ale ecosistemului.
In functie de acest indice speciile se impart in mai multe categorii (Botnariuc si Vadineanu, 1982): specii caracteristice (speciile nu pot persista in alte ecosisteme) ; specii preferentiale (speciile prefera anumite biocenoze); specii straine sau intamplatoare (speciile apar intamplator intr-un ecosistem); specii indiferente (speciile pot trai in diferite ecosisteme).
Dupa Duvigneaud gradul de fidelitate al speciilor permite impartirea acestora in 6 grupe: Specii accidentale; Specii accesorii; Specii preferentiale; Specii elective; Specii exclusive ; Specii indiferente;
Indicele exprima capacitatea organismelor de a putea trece prin toate fazele de dezvoltare incepand cu germinarea si cresterea si terminand cu reproducerea” (Pop I.,, 1977)
Relatiile dintre doua specii (A si B) pot fi exprimate astfel incat fiecare sageata sa aiba trei semnificatii: actiune pozitiva (+); negativa (-); nula, neutra (0);
Luand in calcul toate combinatiile posibile pot exista 9 combinatii diferite(3 x 3 = 9) deci 9 tipuri de relatii posibile prezentate in ordine alfabetica:
a) Amensalism (antibioza: Rafes , 1977) (- 0).
Relatia nu este obligatorie pentru nici una dintre specii. In aceasta relatie amensalul este inhibat de produsele elaborate de parteneri (ex: antibioticele produse de ciuperci sau bacterii).
b) Competitie (concurenta) (- -)
Cele 2 specii concureaza pentru aceeasi hrana, adapost, loc de trai, etc..);Uneori ambele populatii sunt afectate, alteori doar una este eliminata din nisa respectiva (Botnariuc si Vadineanu, 1982)
Una din consecintele concurentei este migratia in zone mai putin populate, fenomen ce permite supravietuirea populatiei in cauza. Competitia regleaza in acelasi timp densitatea populatiilor
c) Cooperare (Pop, 1977)
c1) Forezia
Este o relatie de cooperare ce presupune transportul indivizilor unei specii de catre indivizii unei alte specii (Gandacul de balegar- Geotrupes stercorarius transporta o specie de acarieni ( Parasitus coleoptratorum) de la o dejectie la alta.
c2)Epecia
Epecia este o forma de cooperare in care indivizii unei specii utilizeaza ca substrat indivizii altor specii (epifitele, lianele).
c3)Endoecia
Este o relatie de cooperare ce presupune utilizarea cavitatilor corpului altor organisme fara agresarea acestora din urma (nematozii Trichostrongylidae utilizeaza stomacul calului ca adapost fara sa-l paraziteze).
c4) Comensalism
Relatia este obligatorie pentru comensal, in timp ce gazda nu este afectata (relatia poate insemna un prim pas catre mutualism sau parazitism/ciocarliile si potarnichile ce insotesc turmele de copitate salbatice utilizand resturile alimentare ale acestora);
c5)Mutualism (simbioza) (+ +)
Cele 2 specii sau populatii sunt afectate pozitiv fiind dependente una de alta
Simbioze intre plante si animale: furnicile sud-americane Atta cu ciupercile Rozites gongylophora; furnicile cu plantele mirmecofile (iubitoare de furnici); celenteratul de apa dulce (Hydra viridis) cu alga verde Chlorela; smochinul (Ficus carica) cu viespea Blastophaga grossorum;
Simbioze intre plante si microorganisme: Rhizobium si plantele leguminoase; convietuirea dintre alge, ciuperci si uneori bacterii);
Simbioze intre animale: pestele numit boarta (Rhodeus amarus) isi depune ouale in scoicile de rau (Unio anodonta); pasarea crocodilului (Pluvianus aegyptius) aduna lipitorile de pe gingiile crocodilului de Nil.
c6) Protocooperare
Speciile profita de pe urma convietuirii, dar relatia nu este obligatorie pentru nici una din ele (crabul si actiniile);
d) Neutralism
Speciile nu se afecteaza in mod direct: De exemplu populatia veveritei este indiferenta vis a vis de populatiile de fluturi, coleoptere sau alte specii de insecte dintr-un ecosistem silvic) (Botnariuc si Vadineanu, 1982);
e) Parazitism
Relatia este obligatorie si are un efect pozitiv pentru parazit si un efect inhibitor pentru gazda (parazitul nu omoara gazda, fiindca ar rezulta moartea acesteia/ Botnariuc si Vadineanu, 1982).
Sunt cunoscute multe forme de parazitism: speciile de clocotici (Rhinanthus) isi fixeaza haustorii in radacinile plantelor erbacee din pajisti; bacteriile fitopatogene traiesc in celulele plantelor gazde provocand boli numite baterioze; ciupercile produc la plante boli numite micoze; antofitele parazite (cuscuta) isi infing haustorii in trifoi si lucerna pompand substantele elaborate;
f) Predatorism
Relatia este obligatorie pentru pradatori si are un efect pozitiv in timp ce pentru prada are un efect negativ, pradatorul omorandu-si de regula prada : (fitofagele ce se hranesc cu produse vegetale; zoofagele care consuma animale vii; plantele insectivore care se hranesc pe seama animalelor mici (Botnariuc si Vadineanu, 1982).
Aceste relatii pot fi clasificate in mai multe categorii (Botnariuc si Vadineanu (1982):
→Relatii de orientare in spatiu
Anumite specii pot sa perceapa cu ajutorul organelor de simt chimic (ex. gust sau miros) anumiti metaboliti dizolvati in apa si in functie de semnificatia acestora vor elabora diferite raspunsuri:
miscarea catre sursa (atractanti);
indepartare de sursa (repelenti);
intrare in stare de alerta (teriboni);
→Relatii de aparare
Pentru a se apara de o agresiune diferite populatii utilizeaza diferite mijloace chimice (Ex. venin; toxine; substante repelente; hormoni juvenili;
→ Relatii de inmultire si crestere
Anumite specii elimina diferiti metaboliti in mediu care impiedica inmultirea, cresterea si dezvoltarea altor specii. Acesti metaboliti se numesc ectocrine in contrast cu denumirea substantelor endocrine. Cele mai cunoscute ectocrine sunt antibioticele care fiind eliminate de anumite ciuperci inhiba dezvoltarea unor bacterii (Charboneau, J.P., et col. 1977).
Pirul de exemplu elimina in mediu o substanta toxica numita „agropiren”, care inhiba cresterea cerealelor (in special a ovasului).
Dupa Botnariuc si Vadineanu (1982) putem defini mai multe relatii:
→Relatii de aparare
In functie de relatiile bilaterale de aparare se cunosc 2 categorii de mijloace de aparare:
Relatii de aparare individuala
Aceste mijloace cuprind actiuni de aparare pasiva (spini; peri; tepi; repelenti; substante urticante; metaboliti; comportamente ce simuleaza moartea; rularea corpului; cochilii, carapace etc…) sau mijloace de aparare activa (fuga; ingroparea; apararea cu dinti, gheare, copite, gheare , coarne; autonomia/ eliminarea cozii de catre soparle).
Relatii de aparare colectiva
Aceste relatii au la baza mijloace de aparare precum ecloziunea concentrata, agregari de aparare sau utilizarea de indivizi specializati in apararea colectivitatii
In functie de relatiile multilaterale se cunosc 3 mijloace de aparare:
Mimetism sau Imitatie:
Actiunea consta in imitarea unor animale care poseda mijloace eficiente de aparare (Familia Syrphidae care imita anumite himenoptere veninoase; familia Aegeridae care imita viespile si albinele; familia Papilionidae care imita indivizii din familia Danaidae)
Homocromie: Consta in schimbarea culorii si a desenelor de pe corp.
→Relatii de reproducere
Sunt relatii care se stabilesc pentru realizarea fenomenului de reproducere .La aceste relatii putem asocia diferite manifestari precum:
competitie (pentru locuri de cuibarit si depunere de ponte);
mutualism (insecte polenizatoare cu speciile specifice);
parazitism (cuc);
→ Relatii de raspandire
Anumite specii (Viola, Rumex, Chelidonium, Carex) ajung in alte regiuni prin transportarea semintelor sau a fructelor prin ingerarea acestora de catre unele mamifere. Cele mai cunoscute exemple sunt cele care asociaza furnicile cu semintele anumitor specii (actiunea este numita si mirmecohoria).Anumite seminte de arbusti trec nevatamate prin intestinul unor pasari salbatice in timp ce ouale de rezistenta a unor crustacee nu sunt distruse in intestinul multor specii de pesti, mamifere sau pasari.
→ Relatii trofice
Aceste relatii determina structura trofica a unei anumite biocenoze. Ele determina anumite adaptari legate de crestere, longevitate, reproducere talie sau aparare. Intre diferitele specii dintr-un anumit nivel trofic pot aparea relatii de competitie pentru hrana , loc de viata, lumina, spatiu. Relatiile trofice presupun existenta unui transfer de energie si materie intre nivelele trofice succesive ale unui lant trofic.
Relatiile care au loc intre indivizii aceleasi specii se numesc relatii homotipice in timp ce relatiile dintre indivizii unor specii diferite se numesc heterotipice sau interspecifice (Ionescu , 1988). Doua relatii homotipice sunt cunoscute si anume:
→Efectul de grup: Efectul de grup (efect pozitiv) este efectul rezultat in urma asocierii dintre doi indivizi care realizeaza impreuna diferite activitati (lupii);
→Efectul de masa: Efectul de masa apare in cazul suprapopularii mediului ca un factor de autoreglare al populatiei, care prin numarul mare de indivizi risca sa pericliteze existenta intregii populatii (Tribolium confusum);
Dupa Gauze (1944)si Kolesnicenko (1966) relatiile interspecifice pe baza carora este structurata biocenoza au la baza legi biochimice.
Potrivit acestei abordari plantele si animalele elimina produsi secundari ai metabolismului numiti metaboliti care imprima o anumita configuratie biocenozei (ergoni/ectocrine/ allelochimicale , Whittaker, 1970).
Dupa Butenandt (1959) ergonii cuprind urmatoarele grupe de substante: toxine bacteriene (marasmine/ rol in vestejirea frunzelor si ramurilor, bacteriotoxine ; antibiotice (Penicillium notatum; fitoncide (protoanemonina); coline (etilen, propilen, butilen etc..); alcaloizi (mijloace de aparare impotriva animalelor fitofage) telergoni (feromoni)
Dupa Duvigneaud (1974) substantele biochimice se impart in alomone substante dau un avantaj adaptativ organismului producator) si kairomone (substante care dau un avantaj organismului receptor).
Aceste doua grupe luate in ansamblu se prezinta sub forma de: Autotoxine: Autoinhibitorii adaptativi care limiteaza populatia in numar (Tribolium confusum; substante de imbatranire produse de ciuperci ; substante care opresc fenomenul de germinare la plantele superioare, de tipul acidului transcinamic secretat de radacinile lui Parthenium in deserturile mexicane); Atractanti: semnaleaza localizarea hranei , ajuta procesul de polenizare; Antibiotice, ce intervin in competitia dintre diferite microorganisme in sol; Substante de aparare: (cerneala de cefalopode); Contractanti : (anticorpi); Depresanti : Inhiba sau otravesc fara avantaje pentru cel care le produce (toxine bacteriene); Inductanti: modifica cresterea unei alte specii cu care acestea sunt asociate (favorizeaza ciupercile care ataca nematozii; gale, nodozitati, micorize); Inhibitori: substante care inhiba sau suprima alte specii competitoare: substante ce franeaza germinatia altor specii (juglona secretata de radacinile nucului); analogi ai hormonilor juvenili ai insectelor ce blocheaza la doze foarte mici actiunea ecadisonului care controleaza metamorfoza si maturarea sexuala; metamorfoza nu are loc decat atunci cand glandele secreta hormon juvenil; Respingatori: furnizeaza o aparare respingand un atac sau o infectie; Semnale avertizoare, de pericol sau de toxicitate avand un avantaj adaptativ pentru receptor; Stimulatori: de tip hormonal, in beneficiu pentru organismul receptor inducand cresterea sa; Telergoni ( Feromoni): Mesaje chimice transmise intre indivizii aceleasi specii care declanseaza un anumit comportament sexual, sau sunt semnale de organizare si de aparare a populatiei, actionand intr-o dilutie foarte mica: Feromoni sexuali: afrodisiaci si atractivi; Feromoni de recunoastere sociala; Feromoni de alarma si de aparare; Feromoni de marcare a teritoriilor; Veninuri ce otravesc gazdele;
Dupa Elton (1966) lantul trofic cel mai simplu este acela in care „ un animal traieste pe cheltuiala unei singure specii de plante care numai este utilizata ca hrana de nici o alta specie de animal; animalul erbivor nu are nici un parazit si nici nu este pradat de un alt animal”.
Un astfel de lant este posibil dar greu de intalnit in natura ca si cazul lanturilor trofice cu foarte multe verigi (lantul in care avem striga /Strix aluco, Southern (1954) cu 30 de verigi.
De regula numarul verigilor este mai ridicat decat in agroecosisteme de unde si nivelul mai ridicat de instabilitate al acestora din urma. Un agroecosistem este cu atat mai stabil ca cat are mai multe verigi datorita posibilitatii inlocuirii unei verigi cu alta in cazuri limita.
Dupa Strugren (1982) se pot deosebi 4 lanturi trofice:
→Lanturi bacterivore
In aceste lanturi sursa de hrana este reprezentata de catre biomasa bacteriilor (bacteriplanctonul utilizat de catre zooplancton); utilizarea bacteriilor ca si sursa de hrana de catre protozoarele din sol sau de catre fauna cavernicola in pesteri);
→Lanturi de plante carnivore
In anumite lanturi se inverseaza relatia dintre plante si animale, cele din urma devenind consumatori (Ex. Drosera, Dactyela, etc..)
→Lanturi detritivore
In aceste lanturi prima veriga este reprezentata de catre detritusul organic (substanta organica moarta) urmata de a doua veriga (animal saprofag sau o specie saprofita) si de verigile 3 si 4 (animale zoofage). Dupa Gere (1957) fluxul de substanta se scurge de la plante inspre animale pe calea excrementelor erbivorelor.
→Lanturi erbivore
In aceste lanturi prima veriga este ocupata de o planta iar a doua de un fitofag. Dupa Slobodkin (1962) concentrarea hranei scade pe masura ce urcam nivelurile trofice in piramida eltoniana iar numarul de indivizi scade de la prima inspre ultima veriga in timp ce dimensiunea corpului creste.
→Lanturi parazitice
Sursa de hrana este reprezentata in aceste lanturi de catre tesuturile vii care sunt atacate de catre ciuperci, bacterii, virusuri, micromicete.
Lungimea acestor lanturi trofice este foarte diferita existand lanturi cu numai 2 verigi trofice (o planta si un parazit) si lanturi lungi cu mai multi paraziti (Stugren, 1982):
Tutun → VMT;
Morus alba → Bombyx mori (insecta) → Borelina bombycis (virus);
Substanta organica moarta→ bacterie saprofaga → virus bacteriofag;
Planta → Icerya purchasi (paduche lanos) → fung (Cephalosporium longisporum) → ascomicete (Melanospora parazitica);
Planta → carabusel (Anisoplia) → ciuperca (Metarhizium) → acarian parazit;
In anumite situatii lanturile parazitice se incuciseaza cu lanturile detritivore, sau se ramifica.
Dupa (B. Stugren, 1982) intr-o biocenoza exista mai multe nivele trofice:
→ Primul nivel trofic
Acest nivel este reprezentat de plantele verzi (producatori primari: bacteriile fotosintetizante si chimiosintetizante).
→ Al doilea nivel trofic
Acest nivel este reprezentat animale fitofage (consumatorii primari de ordinul I).
→ Al treilea nivel trofic
Al treilea nivel este reprezentat din animale care se hranesc cu animale fitofage (consumatorii secundari de ordinul II).
→ Al patrulea nivel trofic
Acest nivel trofic este reprezentat pradatori de varf care se hranesc cu consumatori secundari (consumatorii de ordinul III).
→ Descompunatori, destructori sau detritivore
Acest nivel este reprezentat de catre bacterii si ciuperci care se hranesc cu organisme moarte
→ Parazitii si descompunatorii
Aceste grupe de organisme intervin in nivelurile trofice in care se afla si sursele lor de hrana
Productivitatea este reprezentata de viteza de producere a biomasei in unitatea de timp. Indivizii vegetali consuma o cantitate de materie (C) care se imparte intr-o componenta asimilata (productia bruta) si dintr-o parte neasimilata (excremente).
C=A+NA
Componenta asimilata se imparte in:
→productia neta (tesuturi noi /PN) ;
→combustia respiratorie (R) ;
→partea pierduta prin secretie (lapte, nectar, saruri minerale prin picaturile de apa de ploaie/S);
A=PN+R+S
O parte din productia neta (PN) v-a fi ingerata (I), o parte v-a fi exportata din ecosistem (E), o parte se transforma in litiera (L) iar restul reprezinta productia neta aparenta (T)
PN=I+L+E+T
Productivitatea primara este realizata de catre plantele fotosintetizante prin convertirea energiei radiante in energie chimica.
Dupa Stugren (1982) exista 2 forme de productivitate :
Productivitatea primara bruta (rata totala a fotosintezei );
Productivitatea primara neta (rata de depozitare a substantei organice in organismul vegetal);
Factorii productivitatii primare sunt : temperatura; lumina; CO2, apa; intensitatea fotosintezei; sarurile minerale.
Dupa Lieth si Whittaker (1975) ecosistemele terestre se grupeaza din punct de vedere al productivitatii primare in 4 categorii:
Ecosisteme cu productivitate supranormala: paduri tropicale (2000-3000 g/m2/an);
Ecosisteme cu productivitate normala: paduri de foioase , rasinoase, pajisti (1000-2000 g/m2/an);
Ecosisteme cu productivitate medie: arbusti, desisuri, pajisti, lanuri de cereale (250-1000 g/m2/an) ;
Ecosisteme cu productivitate inferioara : deserturi, tundre (0-250 g/m2/an);
Eficacitea ecologica
Transformarile care au loc de-a lungul unui lant trofic au loc cu o anumita eficienta sau eficacitate ecologica. Eficacitatea ecologica reprezinta raportul dintre productivitatea neta si fotosinteza la un moment dat fata de nivelul precedent al altui lant trofic.
Dupa Stugren (1982) productivitatea secundara consta in “ procesul de transformare a materialului produs de plante in material specific animal, convertirea energiei asimilate ca hrana, in substanta animala”
Dupa Petrusewicz (1967) caracterizarea cantitativa a productivitatii secundare se poate realiza prin urmatorii indicatori: Biomasa prezenta (suma obtinuta prin reproducere si crestere) ; Consumatia (cantitatea de hrana consumata in unitate de timp); Asimilatia (cantitatea de hrana convertita in materiale specifice in corpul organismului heterotrof; Excretia (masa totala a materialelor eliminate de organismul heterotrof ca urina si fecale); Respiratia (materialele cheltuite pentru intretinerea organismului; Originea productiei (productia rezultata din reproducere si crestere).
Biomasa reprezinta masa unui organism viu la un moment determinat. Putem vorbi astfel de biomasa unei populatii, de biomasa unui nivel trofic sau de biomasa unei biocenoze.
Biomasa se exprima in mai multe feluri:
→ sub forma de greutate de materie uscata (kg, t, gr);
→ sub forma de greutate materie proaspata;
→ in continut de energie (Kcal) obtinuta in urma prelevarii unui esantion de 1 gr care este ars intr-o bomba colorimetrica:
1 gram de glucide este echivalent la aproximativ 4 Kilocalorii;
1 gram de protide este echivalent la aproximativ 4 Kilocalorii;
1 gram de lipide este echivalent laq aproximativ 9 Kilocalorii;
1 gram de materii vegetale este echivalent la aproximativ 4,5 Kilocalorii;
Pentru mediile acvatice si pentru soluri biomasa se exprima pe unitate de volum. Adesea biomasa este exprimata intr-o unitate de suprafata (ha, m2).
Mineralomasa este reprezentata de catre fractia minerala a biomasei. Ea rezulta din incinerarea unei materii in urma caruia se obtine o cenusa si care este echivalenta cu mineralomasa.
Mineralomasa este foarte importanta pentru a realiza diferite aplicatii agricole in cazul plantelor care acumuleaza cantitati mari de elemente minerale, cum este cazul lui Equisetum arvense (coada calului).
Aceste plante pot prezenta diferite aplicatii:
→ utilzarea mineralomasei pentru imbogatirea solului (Ca, K);
utilizarea biohiperacumulatorilor de elemente minerale (Cu) pentru combaterea poluarii.
Aceste plante permit realizarea de prospectii fitogeochimice pentru identificarea rezervelor de metale grele (Delcarte, E., 1989).
Materia organica totala cuprinde pe de o parte materia organica vie, iar pe de alta parte materia organica moarta.
Materia organica moarta este fixata:
→ deasupra solului sub forma de mulci rezultand „necromasa” (materia organica moarta);
→ litiera (frunze moarte pe sol; scoarte detasate; ramuri; fructe; excremente;);
→ in primul orizont humic al solului;
Cantitatile de substanta organica prezente in sol depind in acelasi timp de „imputurile” si de „outputurile” din sol prin mineralizare. Acestea din urma sunt afectate de tipul de sol si practicile culturale. Cercetarile din acesti ultimi ani au aratat ca localizarea substantelor organice in structura solului si interactiunea lor cu mineralele solului explica in mare parte timpul in care acestea raman in sol.
Putem imparti fractiunea organica a solului in trei compartimente distincte
→ Substanta organica vie, vegetala si animala, care cuprinde totalitatea biomasei in activitate;
→ Substanta organica proaspata sau substanta organica microbiana : resturi de origine vegetala ( reziduuri vegetale, exudate) si de origine animala ( dejectii si cadavre);
→ Materia organica amorfa: toate celelalte forme de materie organica, mai mult sau mai putin legate de fractiunea minerala a solului , sau mai mult sau putin rezistente la biodegradare. Regasim aici macroelementele in mod curent regrupate sub denumirea de humus sau de substante humice.
→ Substanta organica vie
Dupa BACHELIER ( 1963), substanta organica vie reprezinta 20% din masa substantei organice totale intr-un sol bun de pajiste cu 4% substanta organica. Biomasa vegetala ( aici sunt cuprinse si bacteriile) este superioara biomasei animale. Biomasa microbiana este in mod esential reprezentata de ciuperci, bacterii si actinomicete, biomasa ciupercilor fiind in general cea mai importanta.
→ Substanta organica proaspata
Natura sa este direct legata de activitatile de suprafata si in primul rand de covorul vegetal (padure, pajiste, culturi). Ea este deci in majoritate compusa din materie organica vegetala (frunze si radacini moarte, resturi de recolta) si intr-o mai mica masura de resturile provenite de la animale ( dejectii, cadavre ).
→ Substanta organica amorfa
Este vorba despre compartimentul cel mai dificil de impartit, pentru ca acesta grupeaza molecule extrem de variate (Delphin, J. E., Chapot, J.Y., Schoellen, A., 1995):
Substanta organica instabila sau tranzitorie
Este vorba mai ales de moleculele cu greutate moleculara mica: glucide simple, aminoacizi, etc., dificile de separat din substanta organica proaspata si de produsele nou formate care intervin in sinteza compusilor humici.
Substanta organica stabila ( humusul)
Substantele humice sunt macromolecule cu greutate moleculara mare, putin solubile in apa, cu proprietati tensioactive. Ele au o mare varietate de grupari functionale: carboxil, hidroxil , fenoli, care le confera o incarcatura anionica globala foarte ridicata: ele au o capacitate de schimb cationic mai mare decat cea a argilelor, si pot lega metale.
Elton (1927) definea nisa ecologica ca fiind „pozitia sau stratul unui organism in interiorul comunitatii si ecosistemului „ sau „ansamblul de relatii trofice al unei specii cu biocenoza” sau „ansamblul relatiilor trofice ale speciei de animal, asadar relatiile sale cu hrana si dusmanii (concurenti, paraziti, pradatori).
Dupa Bei-Bienko (1964) „nisa de biotop este supusa uneori schimbarii de pozitie”.
Grinnell (1917) definea nisa ca „un concept care defineste mediul de trai al speciilor”
Dupa Gunther (1950)” nisa nu este un fragment din substanta vie a ecosistemului ci un sistem dinamic de relatii, un set de dimensiuni ale structurii biocenotice, care face posibila vietuirea unei specii zoologice in biotop”
Dupa Hutchinson (1958) „fiecare specie isi are propria sa nisa ecologica sau nisa fundamentala”.
Iahontov (1964) spunea ca „ in ecologia insectelor termenul de nisa este utilizat ca echivalent cu locul de viata”
Conformul definitiei date de Odum (1959) „nisa arata profesia speciei iar biotopul adresa ei”.
Kendeigh (1974) intelegea prin nisa ecologica „ansamblul relatiilor trofice si al relatiilor speciei cu mediul fizic in general”.
Senikov (1964) definea nisa ecologica ca fiind „partea din spatiu a asociatiei vegetale ocupata si utilizata de o specie de plante”
Dupa Stugren (1982) ”reteaua trofica este un sistem dinamic aparut prin organizarea fluxului de substanta din biocenoza”. Elton (1927) a construit un sistem geometric sub forma unei piramide a numerelor in care diferitele etaje ale unei piramide redau diferitele niveluri trofice. Acest sistem poarta numele a ceea ce numim noi astazi piramida eltoniana.
La baza piramidei se afla producatorii primari urmati fiind de consumatorii primari (fitofagii) care sunt cei mai numerosi. Al treilea etaj al piramidei este ocupat de consumatorii secundari (zoofagi) urmat apoi de consumatorii tertiari sau pradatorii de varf.
IV Consumatori tertiari
III Consumatori secundari
II Consumatori primari
I Producatori primari
Dupa Puia (1989) ecosistemele se clasifica in functie de fluxul energetic in ecosisteme naturale si ecosisteme construite de om.
Tabelul nr.6. Ecosistemele biosferei contemporane (Puia 1989)
|
Ecosisteme naturale |
a) Grupe de ecosisteme cu flux scazut de energie |
1000-10000 kcal/m2/an cu o medie de 2000 kcal |
|
Largul oceanului; Tundra; Platforma continentala; Lacuri si cursuri de rauri; Zonele oceanelor cu curenti de convectie; Paduri boreale si de foioase; Pasuni temperate; Savane tropicale |
Unica sursa de energie este cea solara. Ecosistemele constituie suportul de baza al vietii pe pamant |
|
|
b) Grupe de ecosisteme cu un flux ridicat de energie |
10000-40 000 hkcal/m2/an cu o medie de 20000 kcal |
|
|
Estuare; recifi; paduri tropicale umede |
Pe langa energia solara intra in ecosisteme energia mareelor si a ploilor abundente. Se produc materii organice in exces care pot fi transferate altor ecosisteme. |
|
|
Ecosisteme construite de om |
a) Grupe de ecosisteme producatoare de substanta organica avand un aflux ridicat de energie |
10 000-40 000 kcal/m2/an cu o medie de 20 000 kcal |
|
Silvoecosisteme amenajate; acvaculturile; agroecosistemele; |
Pe langa energie solara intra energia culturala. Se produc alimente si materii prime |
|
|
b) Grupe de ecosisteme consumatoare de substanta organica avand un flux de energie foarte ridicat |
100 000-300 000 kcal/m2/an cu o medie de 200 000 kcal |
|
|
Constructii hidraulice; asezari rurale; asezari urbane |
Se intemeiaza pe baza unui consum ridicat de energie culturala. Produce numai biomasa umana |
Dupa Al. Ionescu (1988) ecosistemele se clasifica in functie de prezenta au absenta omului in ecosisteme naturale si ecosisteme artificiale:
→ecosisteme naturale (tundra, muntii, padurile, stepele, savanele, deserturile, ecosisteme marine);
Duvigneaud (1974) definea biosfera ca fiind „portiunea de pe glob care contine organismele vii si care permite functionarea ecosistemelor datorita carora, energia radiatiilor solare produce modificari fundamentale chimice si fizice a materiei minerale inerte de pe pamant transformand-o in materie organica vie care se organizeaza intr-un covor vegetal ca sursa de hrana pentru viata oamenilor si a animalelor „
Dupa Mehedinti S., (1930) « biosfera este o realitate geografica o “haina a litosferei” ce patrunde in scoarta si in paturile de jos ale atmosferei, un camp de interferenta a energiilor din toate celelalte invelisuri « . Vernadski (1967) definea biosfera ca fiind „un ansamblu care cuprinde mai multe tipuri de materie si anume :materie vie, ; materie « mijlocit vie » ; materie organica moarta ; materie minerala „ Dupa Stugren (1975) „ biosfera este una dintre geosferele superficiale ale planetei, aparuta la interferenta dintre litosfera, hidrosfera si atmosfera”
|
