Ecosistemul
Ecosistemul sau sistemul ecologic reprezinta ceea ce ecologii numesc unitatea organizatorica elementara a biosferei. În principiu, atunci când spunem ecosistem, întelegem de fapt un sistem deschis, cu o alcatuire complexa conferita de cele doua subsisteme majore din care acesta este alcatuit, si anume biotopul (mediul fizico-chimic abiotic) si biocenoza (totalitatea vietuitoarelor, comunitatea de plante, animale, microorganisme care au ca suport un anumit biotop). Principala caracteristica a ecosistemului este aceea ca la nivelul acesteia se realizeaza productia biologica.
Termenul de ecosistem a fost introdus în 1935 de ecologul britanic Sir Arthur George Tansley, care a descris sistemele naturale ca o continua interactiune dintre componenta vie si nevie a acestora.
Conceptia ecologica moderna stabileste mai multe categorii de structuri ale ecosistemului. Cel mai usor de identificat este modalitatea de stratificare a ecosistemului, deoarece cele mai multe ecosisteme prezinta doua straturi principale: autotrof si heterotrof.
Stratul autotrof, alcatuit din totalitatea populatiilor de plante, este situat superior si beneficiaza de accesul neconditionat la radiatia solara luminoasa, ceea ce presupune o mai mare eficienta a procesului de fotosinteza si deci o productie primara (productie de substanta organica) ridicata. Stratul heterotrof este alcatuit din organisme, care nu au acces la energia luminoasa (fara plante) si este dependent de existenta organismelor autotrofe în scopul asigurarii necesarului energetic.
Ecosistemele sunt foarte variate ca dimensiune si complexitate. Spre exemplu, o insula din zona tropicala poate avea un ecosistem format de padurea umeda tropicala care se poate întinde pe sute si mii de hectare, un ecosistem format de zona mlastinoasa a asociatilor mangroviere si un ecosistem subacvatic reprezentat de recifurile coraligene si biocenozele aferente.
Definirea conceptului de ecosistem nu trebuie interpretata de o maniera simplista sub forma unei relatii de genul: biotop + biocenoza = ecosistem. Populatiile din componenta biocenozei sunt capabile nu numai sa suporte rigorile mediului ambiant (biotopului) ci sa-l si transforme, ceea ce determina noi interactiuni între specii (interactiuni indirecte) ceea ce conduce la definirea unui sistem de interactiuni complex ale speciilor între ele si ale speciilor cu mediul. Acest tip de sistem reprezinta sistemul ecologic sau ecosistemul.
Dintr-un alt punct de vedere, se poate observa ca ecosistemul este alcatuit din cinci subsisteme (trofice) fundamentale:
substante de natura anorganica (elemente chimice sau substante minerale);
producatori primari (toate plantele si unele microorganisme fotosintetizatoare);
animalele consumatoare (consumatori primari si secundari de diferite ordine);
detritusul vegetal si animal (materie organica nevie);
microorganisme reducatoare sau descompunatoare (organisme ce reduc materia organica la componentii minerali).
O schema a modului de interactiune dintre componentele ecosistemului este prezentata în figura 2.
Într-un mod mai simplist, si reducând componentele ecosistemului la cele mai importante, putem afirma ca structura ecosistemelor este determinata de o varietate de factori care se manifesta interrelational, dintre care câteva din cele mai importante componente sunt solul, atmosfera, radiatia solara, apa - toate acestea caracterizând biotopul si organismele vii care ocupa acest biotop, reprezentând biocenoza sau comunitatea de plante si animale specifice unui anumit biotop.
Fig. 2. Prezentarea schematica a principalelor subsisteme ale ecosistemului.
Se poate reliefa si o structura biochimica a ecosistemului, daca se considera modul în care sunt reprezentate cantitativ diversele substante (organice sau anorganice, libere sau înglobate în biomasa organismelor) implicate în functionarea ecosistemului.
Având în vedere importanta unor anumite substante (asa numite substante active) pentru functionarea ecosistemului, cum sunt pigmentii fotosintetizatori, s-a realizat o diferentiere a ecosistemelor din punct de vedere al eficientei productivitatii primare. Studiul clorofilei a, a condus la evidentierea a patru categorii de ecosisteme.
Ecosisteme stratificate
În aceasta categorie se includ toate tipurile de paduri, ecosistemele cu vegetatie ierboasa înalta (de tip savana), ecosistemele artificiale (culturi agricole). Acestor ecosisteme le este caracteristica evidentierea unor substraturi vegetale cu o concentratie diferita a concentratiei
Fig. 3. Reprezentare schematica a stratificarii unui ecosistem terestru
de tipul padurii umede ecuatoriale
de clorofila, determinata de reducerea pe orizontala a intensitatii radiatiei solare. Într-un ecosistem stratificat concentratia de clorofila a este de aproximativ 0,4 g pâna la 3 g pe metru patrat ( 1 gram de clorofila poate produce 0,4-4 g oxigen/ora). Tipul de stratificare al unei paduri ecuatoriale este prezentat în figura 12.
Ecosisteme umbrite
În aceste ecosisteme, stratul autotrof are un singur nivel. Concentratia de clorofila a este asemanatoare cu cea existenta le nivelul inferior al ecosistemelor stratificate. Caracteristic acestor ecosisteme le este un proces de fotosinteza de câteva ori mai redus ca intensitate comparativ cu ecosistemele stratificate. În conditii de iluminare redusa, concentratia de clorofila a are valori medii foarte scazute (0,001- 0,5 g/m2).
Ecosisteme mixte
Aceste tipuri de ecosisteme sunt similare nivelului mediu din ecosistemele de tip stratificat. Ele sunt de regula ecosisteme acvatice în care rolul principal în realizarea productiei primare îl detin algele planctonice (fitoplanctonul). Datorita "migratiei" diurne, pe verticala, a algelor microscopice nu se poate identifica totusi o stratificare stabila. Concentratia de clorofila a este variabila în intervalul 0,02- 1g/m2 cu o eliberare de oxigen de 1-10g/ora pentru fiecare gram de clorofila.
Ecosistemele de lumina
În aceasta categorie de ecosisteme sunt incluse acele ecosisteme caracterizate de existenta unor straturi vegetale cu o dezvoltare nesemnificativa pe verticala. Cu alte cuvinte, ele sunt, din acest punct de vedere ecosisteme monostrat.
Exemple de astfel de ecosisteme sunt peliculele de alge sau cele de licheni, culturile agricole (ecosisteme artificiale), mai ales în primele stadii de dezvoltare a vegetatiei sau culturile experimentale expuse iluminarii artificiale abundente.
Concentratia de clorofila a este similara cu aceea de la nivelul superior din ecosistemele stratificate: 0,01-0,6g/m2, 1g de clorofila fiind implicat în eliberarea a 8-40g oxigen/ora.
Exista evident si alte criterii de clasificare a ecosistemelor. Spre exemplu, pentru ecosistemele acvatice s-au luat în considerare principalele grupe de organisme acvatice (nectonul, planctonul, bentosul) sau domenii ale mediului acvatic cum sunt domeniul pelagial, bental etc., dar si criteriul energetic (tabelul nr. 1), mai exact, marimea fluxului energetic prin ecosistem (Odum, 1972).
Tabel nr. 1. Clasificarea ecosistemelor acvatice pe criteriul
valorii fluxului energetic
|
Ecosisteme |
Zone |
Flux energetic (kcal/m2 si an) |
|
Dependente numai de energia solara |
Zonele oceanice | |
|
Dependente de energia solara si de alte surse naturale de energie |
Zonele litorale marine, estuare |
10 - 40 |
|
Dependente de energia solara si un aport energetic antropic |
Zonele în care se practica acvacultura | |
|
Dependente de alte surse de energie (energie chimica) |
Zonele oceanice abisale cu izvoare sulfuroase, unele ecosisteme cavernicole |
Asa cum se poate vedea din tabel, tipul de ecosistem, modul lui de functionare si deci relatiile dintre organismele componente si mediul înconjurator sunt determinate si controlate în ultima instanta de cantitatea de energie disponibila. Cea mai importanta sursa energetica este evident energia radianta solara.
Odata fixata de catre plante, energia încorporata în masa organica circula în cadrul ecosistemului sau poate fi de asemenea trecuta dintr-un ecosistem în altul printr-o serie de procese care includ: migratia animalelor, vânatoare, recoltarea plantelor, fenomene de eroziune etc.
O diagrama de genul celei prezentate în figura 13, poate fi reprezentativa pentru cele mai comune tipuri de ecosisteme, din punct de vedere al circulatiei materiei si energiei.
Fig. 4. Intrari si iesiri de energie într-un ecosistem tipic.
|
