Environmentologia si Ecologia - stiinte aplicate
stiinta, materie, energie, informatie
1. Environmentologia - stiinta a mediului
1.1. Notiuni generale, terminologie asociata cu ecologia, principii si particularitati. Componentele environmentale
"Târziu" (pentru noi) apare cea mai remarcabila lucrare stiintifica de sinteza care "pune ordine" si da înteles unui domeniu cu multiple semnificatii - stiinta mediului (Mac, 2003), desi conceptul a fost deja definit (Mac, 1996) si conturat cu mult înainte (Mac, 1989).
Este absolut necesara o analiza comparativa între stiinta mediului (environmentologie) si ecologie pentru a lamuri o serie de notiuni si concepte, pentru a stabili ierarhii logice si a clarifica notiuni si terminologii, orin neîntelese ori marcate de confuzii.
Una dintre confuziile esentiale: pozitia echivalenta a ecologiei cu stiinta mediului.
Stiinta mediului este un domeniu de studiu interdisciplinar ce îmbina un ansamblu de cunostinte despre coexistenta si coevolutia dintre disponibilitatile Terrei si cerintele componentelor care o alc& 232c24c #259;tuiesc (componente abiotice, biotice si antropice
Ecologia este stiinta relatiilor si interrelatiilor permanente dintre organismele vii si totalitatea factorilor biotici, abiotici si populationali (factori ecologici) care actioneata asupra lor.
"Simplist" spus: ecologie = interrelatii organisme vii (plante, animale, microorganisme, ciuperci) si mediu; environmentologia = interrelatii între compenenta abiotica, componenta biotica si componenta antropica.
Cu alte cuvinte, domeniul de cercetare al environmentologiei este mai vast, mai întins, mai complex. Problemele environmentale, cauzele si conexiunile sunt diverse si ample. Daca omul este elementul central, prin saltul urias al nivelului actual al populatiei umane (Fig. 1-1) apar si o complexitate de problematici ale surrounding-ului.
Fig.1-1. Curba-J de ilustrare a cresterii exponentiale a populatiei umane în perioada revolutiei industriale actuale. Prognoza de crestere si în continuare a populatiei implica aspecte complexe în problematica mediului ambiant (dupa Miller 2006).
Dispunem pe Terra înca de un capital natural remarcabil care mai poate mentine viata dar el este constituit dintr-o gama variata de resurse si "servicii" (Fig. 1-2). Acestea, împreuna, suporta si sustin viata pe Terra si toata tipologia economiilor care se deruleaza.
Fig. 1-2. Capitalul natural al Terrei, constituit din resurse naturale si servicii ale naturii. Mentinerea capitalului natural în conditii relativ optime de functionare este esenta actiunilor intreprinse de environmentologie si ecologie pentru sustinerea vietii si functionalitatii ecosistemelor si biocenozelor (schita dupa Miller 2006).
Relatia om - natura se înscrie într-o cale a sustenabilitatii mediului, prin implicarea societatii, oamenilor, dar si a activitatilor economice care se deruleaza în favoarea acestuia (Fig. 1-3).
Fig. 1-3. Reprezentarea schematica a celor 5 verigi ale caii sustenabilitatii environmentului cu finalitate în realizarea unor beneficii pentru om (dupa Miller 2006).
Problematica mediului înconjurator si elucidarea relatiilor complexe de tip actiune-reactie implica descifrarea relatiilor complex dintre tipurile de capital implicate (solar, natural, uman) si tipologia sistemelor de pe Terra (uman, economice, culturale), relatii care duc inevitabil si la degradarea environmentului (Fig. 1-4,a).
Ce este mediul înconjurator = environmentul ?.
"Mediul înconjurator (environmentul) - este o structura multipolara, o stare environmentala (exprimare calitativa sub forma de stare), creata prin contributia factorilor si conditiilor naturale si antropice, care intrând în relatie cu un component sau grup de componente (abiotice, biotice si antropice) le asigura existenta si functionarea" (Mac, 1996).
Fig. 1-4. Capitalul natural, alaturi de capitalul solar si de capitalul uman în cadrul unor sisteme complexe implica procese complicate de "liza si geneza" care duc la obtinerea unor avantaje pentru componenta antropica dar si la degradarea si deteriorarea mediului.
Studiul mediului înconjurator a marcat o trecere de la nivelul singular de tip specie - biotop, la nivelul general de tip populatie - mediu (societate - mediu). Si o alta caracteristica: de la nivelul local s- trecut la cel regional si apoi gobal (planetar).
Initial si apoi treptat, la început, toate aceste cunostinte au dus la ceea ce vom vedea ca Haeckel (1866) (1869 ?) a numit ecologie.
In acceptiunea data mai sus, mediul (environmentul) are caracterul unui sistem cibernetic în care actioneaza factori de reglare si care asigura mentinerea unui echilibru relativ stabil al unei stari create. Environmentul este o structura geospatiala, un ansamblu de componente (abiotice, biotice si antropice), este "ceea ce înconjoara pe om", apreciat ca fiinta superioara, creat pentru a popula si stapâni Pamântul (Mac, 2003). Environmentul este conceput ca o resursǎ, constituit din resurse naturale si resurse umane (Fig. 1-4,b).
Fig. 1-4,b. Environmentul conceput ca resursǎ.
Retineti: si ecologia "functioneaza" ca un sistem cibernetic. Ecologia este stiinta relatiilor ce leaga între ele biosisteme individuale, populationale si biocenotice, de mediul lor de trai biotic si abiotic, realizând structuri si functii a caror existensa se fundamenteaza pe interconexiunea cibernetica dintre fluxurile de substanta, energie si informatie (Puia si colab., 2001).
Mediul înconjurator (environmentul) are 2 elemente:
- elementul înconjurat, central:
- componente fizice (abiotice) (lac, mare, vulcan, substrat, aer, apa curgatoare etc);
- componente biotice (microorganisme, plante, animale);
- componente antropice (omul, populatie, baraj, asezare, localitate etc).
- elementul înconjurator (surround) (natura fizica).
Relatiile pot fi de 3 tipuri: abiotic - abiotic (sol-atmosfera, lac-atmosfera, sol-substrat mineral etc), abiotic - biotic (sol-planta, apa-animale, aer-plante si animale etc) si biotic - biotic (plante-animale, ciuperci fitoparazite-plante, insecte parazite-animale etc).
☻ - Componentele fizice (abiotice, primare) (mediul fizic initial) (relief, lac, mare, vulcan, substrat, aer, apa curgatoare etc); au fost o necesitate obligatorie pentru aparitia vietii; au avut initial o origine comuna si au constituit mediul fizic primar, iar ulterior pe parcurs ce Pamântul trecea de la faza de protoplaneta la cea de geoplaneta, s-au diversificat si structurat.
Substratul petrografic si structural. Este o ordonare concentrica pe învelisuri a materiei solide de pe Terra (Fig. 1-5). Trei sunt componentele de structura: scoarta, manta, nucleu (dupa altii, echivalent - litosfera, manta inferioara, nucleu). Litosfera (scoarta + mantaua superioara + mantaua inferioara) are legaturile cele mai strânse cu celelalte geosfere externe (hidrosfera, atmosfera, biosfera, pedosfera, antroposfera).
Relieful. Alaturi de substratul petrografic, relieful participa la edificarea environmentului fizic. La suprafata pamântului este limita câmpului de reactie dintre procesele endogene si cele exogene. Combinatia substrat petrografic si relief definesccele doua tipuri fundamentale ale environmentului de pe Terra: acvatic-oceanic (71%) si terestru (29%).
Fig. 1-5. Invelisurile Terrei si delimitarea straturilor si sferelor (dupa Miller 2006).
Atmosfera. Structura verticala a atmosferei joase, stratificarea atmosferei, care ne interesaza în mod special (atmosfera geografica, de la suprafata scoartei si pâna la centura de ozon - 30-50 km altitudine), inclusiv ilustrarea zonelor în careeste repartizata biota în mediul acvatic si terestru, sunt reprezentate schematic în Fig. 1-6.
Atmosfera cuprinde 3 straturi mari: homosfera (0-100 km), heterosfera (100-800 km) si exosfera (peste 800 km). La 10.000-13.000 km este magnetosfera (delimitata de liniile de forta ale câmpului magnetic)
Din punct de vedere ecologic ne intereseaza pe de o parte compozitia aerului (azot - 78,1%; oxigen - 20,9%; argon - 0,9%; bioxid de carbon - 0,003% + neon, heliu, cripton, hidrogen, oxid de azot - în cantitati foarte reduse). Pe de alta parte sunt importanti parametrii fizici ai atmosferei:
Hidrosfera Apa constituie la nivelul Terrei o sfera deosebit de importanta pentru sustinerea viului - hidrosfera. Este una din componentele primare ale mediului de pe Terra si a aparut de la început (în stadiul de trecere de la protoplaneta la cel de geoplaneta)
Se afla sub toate formele posibile. Se afla sub toate cele 3 forme: lichid, solid, vapori (lichid, vapori, roua, bruma, chiciura, polei, gheata, ceata, nori). Sub toate aceste forme este importanta, diferentiat, pentru diferite specii de plante sau animale. Unele forme sunt periculoase chiar (bruma, chiciura, poleiul).
☻ - Componentele biotice (secundare, derivate) (microorganisme, plante, animale, fungi, solul ?); reprezinta un model de organizare a materiei si au o dinamica deosebit de activa, fapt care explica si marea diversitate a vietuitoarelor (diversitate în interiorul speciei, dintre specii si dintre ecosisteme).
Vegetatia, fauna si microorganismele. In aceasta categorie intra vegetatia, fauna, microorganismele si solul. Sunt considerate secundare deoarece au aparut mai târziu pe Terra. Ele delimiteaza medii de viata aparte si au o dinamica proprie caracteristica. Dupa ce materia abiotica s-a restructurat si reorganizat a determinat, în timp si spatiu, aparitia vietii. Dar pentru aparitia vietii nu s-a creat un anume spatiu bine delimitat ci ea a fost rezultatul unor îndelungate interactiuni si conlucrari între toate componentele environmentului. Au existat 2 etape: (1) - prin biochemogeneza a aparut viul în environment, ca o structura nou edificata; (2) - evoluarea, adaptarea si diversificarea viului.
A
B
Fig. 1-6. Structura ecosferei si atmosferei, cu reprezentarea fenomenelor care au loc la acest nivel (A) si cu detalierea stratificǎrii pe verticalǎ a atmosferei (B) (dupa Strahler 1973)
Asadar, geosferele fizice au contribuit la aparitia, evolutia, adaptarea si raspîndirea viului. S-a constituit un învelis al vietii ce poarta numele sgestiv de biosfera. Pe de alta parte, componenta vie a avut o paticipare efectiva la edificarea materiala si functionala a environmentului.
Organismele si mediul organic (biota si biotopul) sunt interconectate si alcatuiesc ecosistemul. Biota este constituita din producatori (autotrofe), consumatori - erbivore, carnivore, omnivore (heterotrofe) si descompunatori (saprofite). In ierarhizarea ecosistemica pe nivele de integrare mai amintim aici ca ecosistemul are o unitate superioara - biomul (un ansamblu format din mai multe ecosisteme bine diferentiate iar aceste constituie subsisteme - biomtipuri). Ex.: padurea = biom; padurea de conifere = biomtip. Ecosistemul este considerat teritorial si diferentiat în unitati geospatiale. La acest nivel, sub raport environmental intereseaza biomasa (toate plantele si animalele adaptate la un acelasi climat comun). Biomasele = ecosisteme regionale cu comunitati similarece se extind pe arii geografice largi. Clasificate dupa vegetatie exista urmatoarele biomase: stepele temperate, Chaparral, savana, desert, taiga, paduri temperate, paduri tropicale umede, tundra.
Solul (pedonul). Este un strat superficial, de sub covorul vegetal care are proprietate esentiala fertilitatea si are urmatoarele functii:
- este o componenta noua creata pe seama materiei organice si anorganice;
- la nivelul lui au loc procese deosebit de complexe (disolutie, absorbtie, putrefactie, fermentatie, creator de substante noi, creator de energii) care asigura "fiziologia mediului";
- este interfata între epideosistem si endogeosistem (cu functie de tampon si membrana);
- este o punte între materia minerala, materia vie si activitatea productiva a omului;
- are functie de stocaj de substanta si energie.
☻ - Componenta antropica (tertiara) (omul, populatie, baraj, asezare, localitate etc); are o importanta deosebita deoarece implica în sistem o participare a tuturor rezultatelor activitatilor sale prin care omul intervine si transforma componentele fizice si biotice.
Cea mai noua geosfera de pe Terra este noosfera (antropogeea), rezultat al evolutiei omului spre o constiinta avansata, rezultat al capacitatii sale cerebrale superioare. Structura si dinamica noosferei depind de activitatea, forta, constiinta, creativitatea si inteligenta omului. Cele doua subramuri componente ale noosferei - logosfera si tehnosfera - îl ajuta ca pe masura dezvoltarii social-economice sa aiba o influenta tot mai mare asupra mediului (Stugren 1985). Ariile de pe Terra unde activitatile antropice sunt la scara tota mai mare (oikumena) s-au extins tot mai mult, astfel ca ariile mediului înconjurator, în care omul intervine foarte putin sau de fel (suboikumena) au devenit tot mai putine si sunt chiar o raritate.
Am mai afirmat si anterior ca în acceptiunea actuala raportul celor doua concepte ale environmentului - mediu natural si mediul antropizat - se reduce tot mai mult an defavoarea primului. Multi autori considera environmentul ca fiind reprezentat doar de componentele sale "naturale" (Damengeot 1990). Omul, ca si componenta antropica (tertiara) a environmentului "nu poate fi dezlipit de tesutul biosferei" (Mehedinti 1930; citat din Mac 2003).
Nici una din componentele mediului nu s-a dezvoltat si nici nu a evoluat independent si separat de celelalte. Mediul este un ansamblu, un complex structural si functional, care functioneaza conform legilor evolutiei, schimbând schimba materie, energie si informatie între componente, deci environmentul este un sistem cibernetic. Vom reveni asupra acestui concept - referitor la aparitia si evolutia vietii pe Terra - conceptul GAIA - (Loevelock 1972; Margulis si Loevelock 1972), care în esenta sustine ca aparitia viului si neviului au fost marcate de o coevolutie, interrelatie si conlucrare, permenente. Aparitia vietii s-a dovedit ca a fost intim legata de procesele fizico-chimice din atmosfera si hidrosfera.
|
