curs ecologie FR- MANIU M

8/7/2019 curs ecologie FR- MANIU M.

1/51

UNIVERSITATEA BIOTERRA BUCURESTI

Sef lucr. Dr. Ing. MANIU MARIA

ECOLOGIE SI PROTECIAMEDIULUI

BUCURESTI

2004


2/51

2

CAPITOLUL IINTRODUCERE

Ecologia: de la tiin la contiin

Ca n cazul multor discipline, numele i definiia conferite ecologiei, spunmult pentru cei chemai s i cunoasc continutul i s-i ptrundsemnificaiile.

In privina denumirii, termenul de ecologie s-a impus n atenia opinieipublice occidentale mai ales dup 1970, iar n Europa centrali de est cuprecdere n ultimul deceniu. O serie de evenimente cu un puternic impact

social precum celebrele maree negre ori accidente nucleare n frunte cu celde la Cernobl (26 aprilie 1986) au zguduit din inerie opinia publici auintrodus treptat ecologia n rndul preocupilor individului i comunitilor.Se redescoperea astfel un concert i un nume vechi de peste un secol.Crearea lui este atribuit biologului german Ernst Haeckel (1834-1919), iardata de natere 1866, pe cnd acesta funciona ca profesor la Universitateadin Jena. De altfel, prima sa meniune cu valoare de certificat de natere segsete ntr-o not de la pagina 8 a lucrrii Generalle Morphologie derOrganismen (Berlin, 1866), sub forma: ...sekologie... tiina economiei,

modului de via, a raporturilor vitale eterne reciproce ale organismelor.Construit precum termenul de economie, cel de ecologie deriv, n parte, dinrdcina indo-european weik, care desemneaz o unitate social imediatsuperioar casei efului de familie. Aceast rdcin a dat sanskritul veah(cas), latinul vicus (cartierul unui ora, burg) i grecul oikos (habitat, acas).Ca atare sekologie a fost construit pe baza a dou cuvinte greceti: oikosilogos (logia), (discurs). Etimologic deci, ecologia reprezint tiinahabitatului, respectiv o ramur a biologiei care studiaz interaciunile dintrefiinele vii i mediul lor. Dar, evident, semnificaiile sale au fost multamplificate i diversificate de-a lungul timpului.

Nomen certus, pater incertus?Parafraznd un celebru dicton juridic latin (mater certus, pater incertus) idespre ecologie se poate spune c dac numele i este general i unanimrecunoscut, paternitatea acestuia este nc discutat.

Astfel, ntr-o lucrare a lui P.H. Ochsen (The world ecology, Nature, vol. 129,1959) a fost lansat ipoteza c paternitatea termenului de ecologie ar trebuiatribuit filozofului i scriitorului american Henry David Thorean (1817-


3/51

3

1862), contemporan cu cu E. Haeckel. Filozof transcendentalist, acesta a fosttotodat i unul dintre cntreii vieii n natur. Dup cum se tie,

transcedentalismul, ilustrat mai ales de filozoful Ralph Waldo Emerson(1803-1882), este o filozofie impregnat de panteism n care natura eperceput deopotriv ca un mijloc de uniune cu Dumnezeu i ca o sferimperfect unde se cuvine transcede. n societatea timpului, adepii uneiasemenea concepii erau percepui ca nite nonconformiti. Astfel, n carteasa Walden, sau Viaa n pdure H. D. Thoreau reconstituie experienarentoarcerii sale pe pmnt, care a durat peste doi ani: m-am dus n pdurentruct am vrut s triesc fr grab s fac fa numai forelor esenialeale vieii, s descopr ceea ce aceasta poate s m nvee, sfrind sconstat, la ora morii mele, cnu am nvins-o.

Aceast experien apropiat multor expediii ecologiste actuale explic,n mare parte, eroarea de descifrare comis n 1958 de editoriicorespondenei lui Thoreau. Astfel, acetia au citit, din greeal ecology(ecologie) acolo unde scriitorul-filozof scrisese geology (geologie) ntr-oscrisoare datat 1 ianuarie 1858 i adresat varului su G. Thatcher.

BAZELE SIINTIFICE ALE ECOLOGIEI SI PROTECTIEI

MEDIULUI

Scurt istoric al dezvoltrii ecologiei ca tiin

Ecologia a luat natere in a doua jumtate a secolului XIX ca urmare aunor necesitai economice ale societaii umane. In acest perioad industriai agricultura s-au dezvoltat vertiginos atrgand dup sine apariia unor

probleme majore legate de mediu. Astfel, exploatarea neraional aresurselor naturale, defriarea pdurilor in avantajul creterii suprafeeloragricole, creterea demografic a populaiei umane i dezvoltarea intensiv aindustriei, au dus la modificarea substanial a climei i solului.

In acest context a aprut necesitatea soluionrii problemelor legate deameliorarea solurilor degradate, s-a impus nevoia studierii relaiilor dintre

plante i sol, precum i a multiplelor probleme legate de protejarea mediuluinconjurtor n vederea meninerii sntaii omului i asigurrii vieii peTerra.

Termenul de ecologie a fost definit pentru prima data in anul 1866de ctre zoologul german Ernst Haeckel drept domeniul investigrii icunoaterii tuturor relaiilor animalelor cu mediul lor anorganic i organic de


4/51

4

via. Din acest punct de vedere etimologic, termenul are inelesul de tiinacare abordeaz studiul fiinelor vii acas la ele, definiie care deriv din

inelesul de tiin care abordeaza studiul fiintelor vii acas la ele,definiie care deriv din inelesul cuvintelor de origine greac oikos (cuintelesul de cas, loc de viaa sau loc de trai) i logos (cu semnificaia destiina sau studiu). Pornind de la originea sa, se poate spune ca ecologia este

stiina despre gospodrirea naturii.Ulterior, numeroasele studii i cercetri efectuate n acest domeniu de

ctre renumiii savani Humboldt, Mbius, Forbes, Semper, Suess i alii, aupus bazele ecologiei ca stiin interdisciplinar. Astfel in intervalul de peste100 de ani de existena, ecologia cunoate o dezvoltare din ce in ce maidinamic fiind cauzat de conexiunile multiplelor curente tiinifice, venite

din sfera tiinelor biologice (botanic, zoologie, fiziologie, genetic, etc)precum i a altor tiine corelate (geografia, fizica, chimia, pedagogia,antropologia, etc.). In ultimul timp, ecologia ptrunde n numeroase altedomenii tiinifice contribuind la dezvoltarea unor discipline noi asa cumsunt: biogeografia, radioecologia, ecologia umana, etc.

Aadar ecologia este o tiin biologic de sintez cu un profundcaracter interdisciplinar, care studiaza relaiile complexe ale omului i alecelorlalte vieuitoare cu mediul inconjurtor planetar (fig. 1).

ECOLOGIA

MEDIUL DE VIATA ORGANISMELE VII

(Factorii abiotici, biotici, antropici) (plante, animale, oameni)

Figura 1. Principalele domenii de studiu ale ecologiei.

Ecologia are ca obiect de studiu relaiile dintre organisme i mediullor de via, alctuit din ansamblul factorilor de mediu (abiotici i biotici),

precum i structura, funcia i productivitatea sistemelor biologicesupraindividuale (populatii, biocenoze) i a sistemelor mixte (ecosisteme).Ea studiaz in principal:

Relaiile dintre vieuitoare (plante si animale) cu mediul lor


5/51

5

Raporturile dintre organisme i mediul inconjurtor Nivelurile de organizare (populaii, biocenoze, ecosisteme,

biosfera) Corelaiile dintre mediul inconjurtori treptele supraindividuale Relaiile ce se stabilesc ntre organisme i diverse comunitai Fluxul de materie, energie i informaie care strbate un ecosistem

bine delimitat.In Romnia ecologia a patruns n preocuprile biologilor romni nc

de la apariia ei ca tiin. Astfel, Grigore Antipa, a fost unul dintre primiisavani care a aplicat principiile ecologiei n studiile sale hidrobiologice.Continund aceste direcii de cercetare, M. Bcescu, E. Pora, N. Bontariuc i

alii au ntreprins numeroase studii de ecologie marini de ecologia apelordin lunca Dunarii. De asemenea, importante studii i lucrri stiintifice aufost realizate n domeniul ecologiei terestre de ctre Al. Borza, Tr.Svulescu, A. Popovici-Brnzoanu, E. Racovi, C. Mota, Tr. Orghidan,M. Ionescu.

Direciile de cercetare i ramurile ecologiei

Ecologia este o tiin interdisciplinar care folosete cunotiineleunor discipline ale tiinelor naturii precum: biochimia, fiziologia, geografia,

pedologia, meteorologia, genetica, fizica, cibernetica, climatologia,morfologia, taxonomia.

In ecologie se disting dou direcii sau ramuri de cercetare: autoecologiacare studiaz relaiile unei speciisau indivizicu

mediul lor de viat(factori biotici si abiotici) sinecologia care se ocup cu interrelaiile factorilor de mediu

cupopulaiile din cadrul biocenozei precum si interrelaiiledintre biocenoze in cadrul biosferei

demecologia care studiaz impactul demografic asupra

mediului nconjurtor (raporturile populaiilor cu anumiifactori ecologici)Diversificarea domeniilor de activitate umani apariia numeroaselor

discipline tehnologice, a determinat dezvoltarea unor noi ramuri de ecologieaplicat: ecologie agricol (vegetal i animal), ecologie forestier,ecologie urban, ecologia mediului ambiant, ecologie uman, ecologiaresurselor naturale, etc. Toate acete ramuri nou dezvoltate studiazi ofermodele i soluii pentru o mai bun relaie dintre om i natur, prin aplicarean practic a principiilor ecologiei.


6/51

6

Ecologia animaleste o ramura a ecologiei generale care se ocup custudiul animalelor dintr-o biocenoz i a relaiilor intra- sau interspecifice,

precum i aciunea factorilor abiotici, producia secundar, structura idinamica populaiilor, distribuia indivizilor intr-un habitat, productivitateaunor grupe de animale de interes economic, amenajarea i ocrotireazoocenozelor, etc.

Ecologia uman este o alt ramur a ecologiei, care studiaz relaiiledintre oameni (ca indivizi), dintre populaiile umane i mediul lor abiotic,

biotic i social. Ecologia plantelor(vegetal) se ocupa cu studiul relaiilor dintre

plante (ca indivizi), dintre populaiile i speciile vegetale i mediul lor devia.

Ecologia terestr este un capitol al ecologiei generale care studiaz biomurile terestre (grupe de ecosisteme cu fizionomie i structurasemntoare care si pstreaz funcia specific ntr-un anumit areal), att

pe plan structural ct i funcional pentru mentinerea echilibrului biologicnatural respectiv a structurii i funciilor biosferei.

Ecologia marinse ocup cu studiul ecosistemelor marine (oceanice). Ecologia industrial, este o ramur a ecologiei care studiaz

interaciunile dintre ecosistemele naturale sau antropogene i diferiteindustrii, respectiv cu efectul produselor secundare rezultate din activitatea

industriala asupra mediului ambiant.Ecopedologia este o disciplina de sintez intre ecologie i pedologie,care studiaz interaciunile dintre componentele abiotice (umiditate, textur,

porozitate, apa accesibil, aer, compoziie chimic, alcalinitate, aciditate,consistent, etc) i biotice (microorganisme, rizosfera, microfite simacrofite) din sol.

CONCEPTE FUNDAMENTALE ALE ECOLOGIEI MODERNE

Conceptul de ecosistemSensul acestui cuvnt deriv din componentele sale: oikos, din

grecete cu nelesul de sat sau cas i systema, din latinete cu sensul deansamblu de elemente.

Prin ecosistem nelegem unitatea elementar a biosferei formatdintr-un biotop, ocupat de o biocenoz. Un ecosistem cuprinde ntreagamaterie vie dintr-un spaiu finit, deci toate animalele, plantele,microorganisme (ciuperci, bacterii i virusuri), mpreun cu toat substanaorganic moart existent n acel teritoriu (fig. 2). Ecosistemul se


7/51

7

caracterizeaz printr-o organizare specific, fiind alctuit din dou structurifuncionale: structura de biotop (mediul neviu sau componenta abiotic) i

structura de biocenoz (mediul viu sau componenta biotic):

ECOSISTEM

PlanteBIOTOP BIOCENOZ Animale

Microorganisme

Ap Temperatur Lumin Minerale Aer

Figura 2. Exemplu de ecosistem

Ecosistemul este un sistem complex format din vieuitoare i mediullor de via fizico-chimic. Vieuitoarele, reprezentate de ansamblul deorganisme vegetale i animale care triesc pe un teritoriu determinat,alctuiesc biocenoza. Condiiile de mediu incluznd spaiul n care triesc

aceste vieuitoare cu factorii de mediu fizici i chimici (lumina, temperatura,umiditatea, srurile minerale, etc.), care influeneaz viaa acestora,constituie biotopul.

Plantele produc prin fotosintez hrana care constituie sursa de materiei energie pentru celelalte specii. La rndul lor, plantele depind de condiiilede mediu: umiditate, temperatur, lumin, fertilitatea solului etc. Aspectulexterior al unui ecosistem este puternic influenat de speciile de plante care l

populeaz.Funcionarea ecosistemului depinde de relaiile dintre speciile

biocenozei, ct i de interaciunea dintre acestea i factorii de biotop. Pe baza acestor relaii, ecosistemul poate asigura desfurarea a trei funciieseniale: funcia energetic, funcia de circulaie a materiei i funcia deautoreglare. Prin urmare, se poate considera ecosistem doar prin combinaiavia mediu n care ntre formele de via i mediu au loc permanenteschimburi de energie i materie. Aceast circulaie intern realizat prinintrri i ieiri continue de substani energie, asigur o anumit stabilitatea sistemului. Intrrile sunt alctuite n principal din energia solar,

precipitaii i substane organice i minerale. Ieirile sunt reprezentate n


8/51

8

principal de: cldur, dioxid de carbon, oxigen i materiile pe care leantreneaz apa.

n acest sens se poate spune c: orice unitate care include toateorganismele de pe un teritoriu dat, care interacioneaz cu mediul i care areo anumit structur trofic, o diversitate de specii i un circuit de energie isubstane n teritoriul sistemului, reprezint un ecosistem (fig.3).

nveliul viu al Pmntului, biosfera, este format dintr-o reea deecosisteme care se ntreptrund i se influeneaz unele pe altele.Ecosistemele nu sunt sisteme izolate (nchise), ci sunt legate prinintercondiionri reciproce. Aceste legturi fac ca efectele negative aprutentr-un ecosistem s se propage n lan i n ecosistemele alturate.Legturile ecosistemului cu biosfera ca ntreg sunt realizate prin fluxul de

materie i energie care formeaz ciclurile biogeochimice. Aceste ciclurileag componenta vie (biocenoza) de componenta nevie (biotopul) a unuiecosistem.

Uneori delimitarea a dou ecosisteme este destul de evident, aa cumse delimiteaz ecosistemul unui lac fa de ecosistemul pajitilor din jur.Alteori, delimitarea a dou sau chiar mai multe ecosisteme este foarte greude fcut, ca urmare a modificrii treptate a biotopului i a interferenei maimultor ecosisteme vecine. Un astfel de exemplu l constituie ecosistemele decmpie.

Ecosistemele se pot clasifica n dou grupe: ecosistemele naturale iecosisteme artificiale sau antropice. Ecosistemele naturale sunt extrem depuine deoarece ele reprezint locurile neexplorate de om n care nu estesesizabil influena uman. Acest tip de ecosisteme sunt prezente n pduriletropicale umede, n abisul oceanelor, n inuturile nzpezite ale Groenlandeii Antarcticei.

Ecosistemele artificiale (antropogene) sunt acele ecosisteme n careintervenia omului este resimit parial sau total. Ele au fost transformate deoameni prin modificarea biotopului natural pentru a crea condiiicorespunztoare anumitor soiuri de cultur sau anumitor specii de animale.Atunci cnd omul ine sub control toate legturile dintre componentele vii imediul nconjurtor (cazul unei ferme zootehnice), intervenia omului asupramodificrii biotopului este total.


9/51

9

prdtori

atmosfer erbivore plante vii micro

plante moarte fauna din sol

intrri din ieiri nmediul mediulnconjurtor SOL nconjurtor

Figura 3. Model de ecosistem

Componentele i configuraia spaial a ecosistemelor

Din cele prezentate anterior se tie deja c ecosistemul este alctuitdin dou structuri funcionale: structura de biotop (mediul neviu saucomponenta abiotic) i structura de biocenoz (mediul viu sau componenta

biotic).

BIOTOPUL

Pentru a definii noiunea de biotop trebuie s pornim de lasemnificaia celor dou cuvinte greceti care intr n componena acestui

cuvnt: bios = via, topos = loc. Biotopul este deci, locul ocupat de obiocenoz, cuprinznd mediul abiotic (solul, apa, aerul, factori climatici etc.)t toate elementele necesare apariiei i dezvoltrii organismelor.

n sens restrns, prin biotop nelegem spaiul n care triescvieuitoarele precum i factorii de mediu care condiioneaz viaa acestora.Factorii de mediu sunt denumii factori abiotici i se pot grupa n patru maricategorii: factori climatici, factori geografici, factori mecanici i factorichimici.


10/51

10

Factorii climatici principali sunt: temperatura, lumina i umiditatea. Eidetermin compoziia i evoluia biocenozelor. Temperatura depinde de

intensitatea radiaiilor solare i influeneaz viaa animalelori plantelor. Lanivelul solului, temperatura este influenat de covorul vegetal, de tipul desol precum i de prezena apei. Astfel, solul umed se nclzete mai greudect solul uscat. Temperatura determin repartiia difereniat avieuitoarelor i plantelor dup preferinele termice, iar la anumitevieuitoare determin anumite adaptri morfologice. Din punct de vedereecologic se poate vorbi de urmtoarele tipuri de temperaturi:

temperaturazero, la care ncepe dezvoltarea i activitatea imediata unei specii;

temperatura eficient, la care dezvoltarea se produce n ritm

normal; temperatura optim, la care procesele metabolice, creterea i

dezvoltare se produc cu randament maxim.Lumina depinde de cantitatea de radiaii solare care cade pe unitatea

de suprafa, de poziia geografic, precum i de densitatea i nlimeavegetaiei. Alturi de temperatur, lumina asigur n ecosistem funciaenergetic influennd productivitatea ecosistemelor, respectiv cantitatea de

biomas vegetal i animal. Lumina determin ritmurile biologicecircadiene, lunare, sezoniere i anuale.

Cantitatea de vapori din atmosfer (umiditatea) influeneaz puternicrepartiia plantelor pe glob, n funcie de rezistena i adaptarea acestora lacondiiile de secet sau umiditate excesiv. ntr-un biotop terestru

principalele surse de ap sunt: precipitaiile, care depind de poziiageografic, de relief, de vnturi i de covorul vegetal; apa nglobat n poriisolului; apa scurs de la suprafa n spaiile mari din sol sau subsol.

Factorii geologici, edafici i geografici (relieful, structura icompoziia solul, altitudinea .a.) influeneaz biocenoza fiecrui ecosistem.Relieful i solul determin structura, compoziia i distribuia populaiilor de

plante i animale n biotop. La o aceeai latitudine i longitudine, altitudineadetermin condiii climatice diferite, prin scderea pronunat a presiuniioxigenului, cu influene puternice asupra biocenozelor. Altitudinea i reliefulschimb foarte mult fizionomia unui biotop, influennd n mod directstructura i dinamica compoziiei specifice a biocenozei.

Factorii mecanici cuprind : curenii de aer, cursurile i cderile de ap,puterea de eroziune a apelor curgtoare, prezena valurilor etc. Ei acioneazdirect asupra biotopului i prin interrelaie i asupra biocenozei. Astfel spreexemplu, curenii de aer (vnturile) produi din cauza diferenelor de

presiune atmosferic datorate nclzirii inegale a aerului din vecintatea


11/51


12/51

12

dintre organismele autotrofe utilizeaz energia rezultat din unele procese chimice fiind denumite chemosintetizatoare (unele

bacterii). consumatori organisme heterotrofe care nu pot sintetiza directsubstanele organice proprii pornind de la componentele simpleabiotice (ap, sruri minerale i energie). n funcie de hranafolosit acetia se grupeaz n:

- fitofage sau consumatori primari - care se hrnesc cu plante;- carnivore sau consumatori secundari care se hrnesc cu

alte animale i- detritivore sau consumatori micti care se hrnesc cu

resturi de natur vegetal i animal (viermi, unele

protozoare, insecte). Tot n categoria consumatorilor mictiintri animalele omnivore, care consum att plante, ct ianimale. Acestea pregtesc aciunea descompuntoare amicroorganismelor, fragmentnd detritusul (resturi vegetalei animale n descompunere) n elemente de dimensiunimici.

- descompuntorii sau consumatori teriari (bacteriile iciupercile)- sunt organisme care prin procese de oxidaresau reducere, transform substana organic moart pe care o

descompun pe cale enzimatic, n compui anorganici iorganici simplii.Structura biocenozei dintr-un ecosistem este meninut prin

interaciunile complexe care se stabilesc ntre specii diferite (relaiiinterspecifice) sau ntre indivizii aceleai specii (relaii intraspecifice).

Dup modul de realizare relaiile interspecifice pot fi grupate n patrucategorii:

1. relaii trofice relaiile de nutriie care apar ntre speciile uneibiocenoze;

2. relaii topice apar atunci cnd un animal triete n ad postul altuianimal;

3. relaii fabrice apar atunci cnd un animal utilizeaz ca material deconstrucie pentru adpost, pri ale unui organism din alt specie;

4. relaii de transport apar cnd o specie transport alt specie(insectele transport bacterii).


13/51

13

STRUCTURA TROFICA A ECOSISTEMELOR

Structura trofic a unui ecosistem este dat ansamblul relaiilortrofice (de nutriie), stabilite ntre speciile care l populeaz. n funcie demodul de hrnire organismele vii dintr-un ecosistem se mpart n trei maricategorii trofice, dependente unele de altele. Acestea sunt:

1. Productorii primari, reprezentai de plantele verzi i bacteriilefotosintizatoare, precum i de bacteriile care triesc n ntuneric iutilizeaz energia chimic pentru sinteza substanelor organice;

2. Consumatorii care folosesc, direct sau indirect, substanele organicefabricate de productori. Din categoria trofic a consumatorilor fac

parte: consumatorii primari (erbivorele, bacteriile i plantele care

paraziteaz pe organismele vegetale-vsc), consumatorii secundari(animalele care se hrnesc cu consumatorii primari), consumatoriiteriari (animalele care se hrnesc cu consumatorii secundari,omnivorele i detritivorele) i

3. Descompuntorii (bacteriile i ciupercile), care degradeaz substaneleorganice din cadavre i plantele moarte.

Fiecare categorie trofic (productori, fitofagi, zoofagi, detritofagi,descompuntori) cuprinde vieuitoare din specii diferite, care au aceleainevoi trofice (de hran) i pe care le desparte acelai numr de trepte fa de

productori. Sunt specii care prin regimul lor de hran fac parte din maimulte categorii trofice.Circulaia substanelor i energiei n ecosisteme se realizeaz prin ci

denumite lanuri trofice.

Lanurile trofice sunt cile alimentare prin care substana organiccircul de la o specie la alta ntr-un singur sens. Ele exprim relaia troficde transformare i circulaie a hranei (fig. 4). Lanurile trofice sunt conectatentre ele i sunt alctuite din mai multe verigi de tipul: productori (semine,

plante), consumatori primari (insecte), consumatori secundari (gaia), teriari(vulturul).

ntr-o biocenoz lanurile trofice se pot clasifica n: Lanuri trofice erbivore formate de regul din 4 - 5 trepte: plant

verde, fitofagi, carnivor primar, secundar i teriar. Dimensiuneaanimalelor crete spre ultima verig a lanului (fitofagul este maimic dect primul zoofag) datorit faptului c zoofagul (carnivor)consum hran mai bogat n energie i o folosete mai eficient.


14/51

14

Lanuri trofice detritivore formate de regul din 2 trepte: detritus(resturi de plante i cadavre de animale) i microorganisme sau

animale detritivore (bacterii sau lupul); Lanuri trofice parazite formate de regul din 2 - 3 trepte: gazd(organisme vii), parazit (virusuri, bacterii, ciuperci) i uneorihiperparazit (protozoare flagelate sau bacterii).

Prin urmare lanurile trofice sunt formate dintr-un numr limitat deverigi trofice (maxim 5-6) deoarece transferurile de energie i materie suntlimitate i se realizeaz cu pierderi la fiecare treapt trofic. Relaiile trofice(de nutriie) fac ca fiecare nivel sau treapt trofic s fie controlat de un altnivel, superior.

VULTUR

CODOBATUR

NIMFE DE LIBELUL

MORMOLOCI DE BROASC

ALGE

Figura 4. Model de lan trofic de tip prdtor.

Lanurile trofice pot fi dereglate prin intervenia omului.Administrarea de pesticide pentru combaterea duntorilor din culturileagricole afecteaz puternic relaiile trofice, deoarece pesticidele seacumuleaz i se concentreaz n organismele anumitor categorii trofice

provocnd mbolnvirea lor sau chiar moartea. Astfel de exemplu, daccartofii sunt stropii cu DTT (pesticid) pentru combaterea gndacului deColorado, o parte din pesticid cade pe sol i este ingerat de rme. Acestea


15/51

15

sunt imune la acest pesticid (nu mor), dar l acumuleaz n organismul lor.Mierlele, care consum o mare cantitate de rme, sunt sensibile la pesticid i

vor murii.O alt cantitate de pesticid existent n sol intr n cartofi, de unde princonsum ajung n organismul uman sau animal (porci, psri). Prin consumulde carne, ou, legume, fructe, omul poate concentra n ficat o cantitateapreciabil de pesticid, care poate produce ciroz sau cancer. Iat de ce,uneori, chiar i unele activiti umane inofensive pot afecta mediul icalitatea vieii. Mrturie stau zecile de specii pe cale de dispariie. Astfel,una din cauzele dispariiei vulturilor cu barb (zganul) din America iEuropa n ultimii cincizeci de ani, este ingerarea de otrav, care a fost

preluat din cadavrele lupilor omori prin otrvire.

Reelele, nivelele i piramidele trofice

Se tie c unele animale fitofage consum diferite specii de plante i,la rndul lor, constituie hran pentru alte animale din specii carnivore.Speciile de animale i plante care sunt active n mai multe lanuri trofice,constituie punctele lor de contact.

Lanurile trofice dintr-o biocenoz sunt legate ntre ele, unele dealtele, iar conexiunile dintre acestea formeaz reelele trofice. Punctele decontact dintre lanurile trofice sunt denumite noduri trofice. n ele se afl fieanimale omnivore (furnici), fie carnivore (psrile carnivore) carecontroleaz mai multe lanuri trofice.

Populaiile situate pe aceeai treapt fa de productorii primari,constituie un nivel trofic. Pe msur ce se avanseaz n nivelele trofice seobserv c: numrul organismelor componente ale populaiei scade, talia ilongevitatea lor crete iar ritmul de reproducie scade. Aceste raporturinumerice sunt reprezentate grafic sub forma unei piramide.

Primul model grafic al acestor relaii cantitative a fost realizat de un

ecolog (Charles Elton) care a fost denumit, piramida numerelor. n acestmodel, fiecare nivel trofic este reprezentat de o anumit categorie structurala biocenozei. La baza ei se afl productorii, urmai de consumatorii primari,secundari, iar n vrful ei se afl consumatorii teriari (prdtorii de vrf).Aceast piramid se mai numete piramid trofic sau piramida eltonian. nmod similar, dac n piramid sunt indicate biomasele fiecrui nivel troficavem o piramid a biomasei.

De asemenea, se pot construi piramide trofice indicnd suprafaaecosistemelor din care i procur hrana vieuitoarele. Apar astfel piramide


16/51

16

inversate cu vrful n jos (vezi aria din care-i procura hrana un vulturorecar, o rndunic, i o buburuz).

Relaiile trofice nu se limiteaz la un singur ecosistem, fapt pentrucare, orice dereglare ntr-un ecosistem se rsfrnge i poate avea efectenegative asupra altui ecosistem.

Este important s nelegem c ecosistemul natural este un ntreg, ncare nimic nu se pierde, nimic nu se adaug, tot ceea ce se extrage din el(plante sau animale) trebuie nlocuit. Acesta este preul pe care omul estedator sa-l plteasc naturii. Dac nu o face se ajunge la ceea ce numim azicriza mediului nconjurtor.

FUNCIILE I DINAMICA ECOSISTEMELOR

Orice ecosistem ndeplinete trei funcii principale: energetic; de circulaie a materiei; de autoreglare.

Funcia energetic asigur toat energia necesar pentru bunafuncionare a ntregului ecosistem. Pentru ca ecosistemul s poat exista esteabsolut nevoie de ptrunderea continu a energiei solare, care este captat de

plantele verzi i unele microorganisme fotosintetizatoare, fiind utilizat nsinteza propriilor substane organice (productori primari). Cu ajutorulconsumatorilor energia nglobat n biomasa vegetal consumat prin hran,este transferat n continuare la tot lanul de consumatori printr-un fluxcontinuu. Producia secundar este cea realizat de consumatori. Ei suntdependeni de energia primit de la productorii primari. Pierderile deenergie sunt compensate toate prin aportul continuu al radiaiilor solare.

Funcia de circulaie a materieipermite reluarea ciclurilor productive.Ea depinde de structura ecosistemului i n special de populaiile biocenozei.Ea depinde de structura ecosistemului i n special de populaiile biocenozei.ntre acestea se stabilesc relaii trofice i ca rezultat al acestora, elementelenutritive de baz circul de la productori la consumatorii de diferite grade,spre populaii detritofage i n final la descompuntori. Dac procesul dedescompunere n-ar mai avea loc sau s-ar desfura ntr-un ritmnecorespunztor, ntregul sistem s-ar bloca i nu s-ar mai realiza producia

primar. Cu ct acest proces este mai rapid, cu att ecosistemul este mai productiv. Pe lng ciclurile locale ecosistemice n biosfer se ntlnesc icicluri globale denumite cicluri biogeochimice. Dintre acestea cele maiimportante sunt ciclurile: apei, carbonului, oxigenului, azotului i fosforului.


17/51

17

Funcia de autoreglare asigur autocontrolul i stabilitateaecosistemului n timp i spaiu. Stabilitatea ecosistemelor este un proces

dinamic, prin care populaiile componente ale biocenozei reuesc s seadapteze reciproc unele fa de altele, precum i fa de factorii naturali,respectiv fa de factorii de biotop. Autocontrolul n cadrul ecosistemeloreste obligatoriu, datorit faptului c att cantitatea de nutrieni, ct icantitatea de energie, pe care o primesc sau o pot reine productorii primari,sunt finite. Mecanismul principal de efectuare a autocontrolului este asigurat

prin intermediul lanurilor trofice.Cele trei funcii ale ecosistemului sunt strns legate ntre ele, ca i

structura trofic a biocenozei.

CIRCULAIA ENERGIEI I MATERIEI N ECOSISTEME

Orice ecosistem ndeplinete dou funcii: cea de circulaie a energieii cea de circulaie a materiei. Fluxul de energie i materie reprezinttrecerea energiei i materiei sub form de hran, din mediul abiotic n corpul

plantelori animalelor aflate pe diverse nivele trofice. Aportul continuu deenergie i hran asigura meninerea vieii pe Pmnt.

Funcia energetic este principala funcie a oricrui sistem ecologic

prin care se asiguri se menine structura i funcionalitatea ecosistemelor.Fluxul de energie n ecosisteme

Principala surs de energie ntr-un ecosistem o reprezint energiasolar (cca.99%) i energia rezultat din diverse reacii chimice (cca.1%). ntoate ecosistemele energia circul sub forma energiei chimice nglobate nsubstanele organice din biomasa vegetali animal.

Orice ecosistem primete i consum energie. Activitatea energetic aecosistemelor este coordonat de cele dou principii de baz aletermodinamicii:

1. principul conservrii energiei (energia nu este nici creat nici distrus, cidoar transformat);

2. principiul degradrii energiei (nu toat energia primit se folosete nmod util, o parte este transformat ireversibil n cldur).

Conform acestor legi, energia se transform continuu n ecosistem (deex.tranjsformarea: luminii energie chimic potenial energiemecanic) fr a fi creat sau distrus vreodat. Fiecare transformare deenergie este nsoit de o degradare a sa, de la forma concentrat (ex. energiachimic potenial) la forma dispersat, nedisponibil (ex. cldura elaborat


18/51

18

de organisme). Nici o transformare de energie nu se realizeaz cu o eficiende 100%.

Principala surs de energie pentru ecosistemele naturale si artificialeeste energia solar, alctuita dintr-un ansamblu de radiaii cu diferite lungimide und (vizibile energia luminoas i invizibile: ultraviolete, infraroii,raze X).

La suprafaa pmntului ajunge doar 48% din totalul energiei solare,restul de 52% fiind absorbit de atmosfer (de stratul de ozon, vaporii de api particulele de praf din atmosfer). Apa, solul i vegetaia absorb 20% dinenergia solar incident, restul energiei fiind reflectat de pe pmnt inatmosfer.

Plantele folosesc energia solar pentru producerea de substane

organice i pentru meninerea funciilor vitale. Frunzele plantelor nufolosesc ntreaga cantitate de lumin a razelor solare care cad pe ele, pentruc o parte din radiaiile solare sunt reflectate n spaiu, de pe suprafaafrunzelor. Alt parte din radiaii trec prin frunze i numai o mic parte (cca.1-5%) este absorbit si utilizat.

Din aceast energie absorbit, o mare parte este transformat nclduri se pierde prin iradiere, iar o alt parte este utilizat n procesul detranspiraie. Numai o mic parte din energia solar este folosit nfotosintez pentru producia primar.

Prin aceasta, plantele verzi asigur unica posibilitate terestr destocare i transformare a energiei solare n energie chimic acumulat nstructura substanelor organice fotosintetizate.

Fotosinteza este un proces natural prin care plantele si unelemicroorganisme fotosintetizatoare utilizeaz energia solar exogen pentru

biosinteza materiei organice proprii. Fenomenul este realizat pe baza pigmentului clorofilian din citoplasma celulei vegetale care, in prezenaluminii, declaneaz descompunerea apei in oxigen, protoni i electroni.Energia rezultat din fotoliza apei (captat de electroni i protoni) estetransformat in energie chimic potenial si este stocat la nivelulcompuilor energetici ATP (adenozin-trifosfat). Aceti compui furnizeazenergia necesar pentru biosinteza substanelor organice proprii regnuluivegetal. In urma procesului de fotosintez plantele elibereaz pe seamadioxidului de carbon preluat din aer, oxigenul att de necesar respira ieituturor organismelor din regnul animal, vegetal, i chiar microbian(bacteriile aerobe).

Cantitatea de energie asimilat prin fotosinteza plantelor dintr-unecosistem se numete producie primar brut (PPB). Ea se exprim n g/m2/an, mg/l/an sau kg/ha/an. Din aceasta o parte se pierde fiind utilizat n


19/51

19

metabolism, respiraie, micare i meninerea unei temperaturi constante ncorpul animalelor (evapo-transpiraie). Ceea ce rmne reprezint energia

utilizat de plante pentru producerea de substane organice, ce intr nstructura biomasei. Ea se numete producia primar net (PPN). Diferenadintre PPB i PPN reprezint consumul plantelor pentru propriile procesemetabolice.

Prin urmare, energia care intr ntr-un ecosistem circul ntr-un fluxdiscontinuu prin intermediul hranei care leag toate populaiile de organisme(autotrofe i heterotrofe) intre ele prin lanurile alimentare (relaii trofice) ile ordoneaz pe anumite nivele ale piramidei trofice, dup ranguldependenei de producia primar a plantelor verzi.

Substana organic produs de plante este folosit de ctre animalele

fitofage care constituie hrana pentru consumatorii primari si secundari. nacest fel energia primar stocat la nivelul masei vegetale este transferatitransformat, n ntregul lan trofic, sub forma energie secundare din

biomasa consumatorilor.La fitofagi eficiena asimilrii energiei din hran este mai mic dect

la zoofagi, deoarece biomasa vegetal are un coninut energetic mult mairedus, fiind mult mai bogat n celuloz care se diger cu cheltuialenergetic mult mai mare.

La carnivore rata de utilizare a energiei din hrana consumat este mult

mai eficient pentru c valoarea nutritiv a hranei din carne este mult maimare, iar digestia se realizeaz cu o cantitate mai redus de energie.Procesele de transformare a energiei dintr-o reea trofic se fac cu

mari pierderi. n acest sens cercetrile lui Odum (1959) cu privire la lanultrofic: lucern-viel-copil, au demonstrat c din cei 1000 kcal/zi/m2 delucern, doar 10 kcal/zi/m2 sunt asimilate n biomasa ierbivorelor i doar 1kcal/zi/m2 ajung n biomasa copilului.

Prin urmare, relaiile trofice dintre populaiile unei biocenoze se potanaliza sub forma transferului energetic.

CICLUL APEI

Apa este un element vital, indispensabil vieii pe Pmnt. Este o componentanorganic esenial a materiei vii, reprezentnd la mamifere cca. 93% dingreutatea sngelui i 80% din masa muscular. La om, apa constituie 6365% din greutatea corporal a adultului. La alte animale inferioare, aa cumsunt spongierii i meduzele, organismul este alctuit n procente de peste 96-98% din ap.


20/51

20

Din suprafaa totala a planetei, hidrosfera reprezint cca. 71%, respectiv ocantitate de cca. 13000 15000 miliarde tone. Din aceast cantitate, cea mai

mare parte, de 97,2%, o reprezint apa srat a mrilori oceanelor. Doar2,8% din total reprezint apa dulce. Cea mai mare parte de apa dulce(78,5%), este stocat sub form solid n calotele glaciare. Restul de 21,40%este apa dulce continental. Din aceast cantitate, 21% o constituie apelesubterane i din sol, 0,35% este apa din lacuri i mlatini, 0,04% este apa subform de vapori n atmosferi numai 0,01% este ap dulce curgtoare.Apa din mri i oceane reprezint leagnul vieii, n care au aprut primeleforme de via. Mediul acvatic conine resurse material-energetice pentru antreine populaiile de productori, de consumatori i descompuntori dinap, precum i pentru asigurarea hranei unor organisme terestre mai ales

psri i mamifere. Oxigenul produs de fitoplanctonul din ap, alturi de celeliminat de plantele terestre, asigur procesul de respiraie al tuturororganismelor vii.Apele curgatoare antreneaz mari cantiti de substane dizolvate, materiiaflate n suspensie i nenumrate microorganisme, realiznd o migraie asubstanelor organice, de proporii uriae. Ca exemplu, numai n urma

proceselor de denudaie sunt transportate anual, de pe uscat n oceane, ocantitate de cca.2,7x 107 tone de material solid. Apele naturale provoac

procese de dizolvare a rocilori levigare a solurilor, prin splarea

elementelor solubile care sunt transportate la mari distane i apoi depuse deapele curgtoare n zonele joase ale cursurilor n mari depozite sedimentare(aluviuni), bogate n numeroase elemente: Ca, Mg, Si, Fe, Mn, P, C, H, N, Osi alte elemente combinate. Solurile formate pe aluviuni au fertilitatenatural crescut, datorit prezenei n cantiti mari a acestor substaneorganice transportate de apele curgtoare.n natur, apa se gsete sub formlichid n biotopurile acvatice i terestre,sub form de vapori n atmosfer, precum i sub formsolid n ghea.ntr-un biotop terestru principalele surse de ap sunt: precipitaiile, caredepind de poziia geografic, de relief, de vnturi i de covorul vegetal; apanglobat n sol i apa scurs de la suprafa n spaiile mari din straturilegeologice ale pamantului. Sub aciunea energiei solare i a temperaturii, apatrece dintr-o form n alta, efectund un circuit complex care se datoreazmicrilor din aer, din atmosfer i curenilor marini. n acest circuit sedisting urmtoarele etape principale:

- ascensiunea vaporilor de ap n atmosfer i deplasarea lor dintr-ozon n alta, prin aciunea curenilor atmosferici;- condensarea vaporilor de ap in nori;- precipitarea sub form de ploaie, grindin, zpad;


21/51

21

- scurgerea apelor pe suprafeele terestre n pant, prin cursurile deap, spre oceane;

- infiltrarea n sol a unor pri din apa de suprafa, care se scurge princursuri subterane.Micarea ciclic a apei n cadrul biosferei reprezint circulaia sau transferulapei din nveliurile scoarei terestre, n materia vie (mediul biotic) i apoidin nou n mediul abiotic (neviu). Astfel, ntr-o pdure de foioase apa din

precipitaii alimenteaz pnza freatic din subsol sau se scurge n apelecurgtoare, o alt parte se evapor, iar restul se absoarbe n sol. Din sol, apaajunge n plante de unde cea mai mare parte este eliminat prin transpiraie,restul fiind utilizat la producerea de biomas.Plantele absorb i redau atmosferei cca.38% din volumul anual de

precipitaii. Se estimeaz c 1 ha de pdure de foioase din zonele temperateelimin prin procesul de transpiraie cca. 3000 7000 t ap /an. La nivel

planetar, din totalul precipitaiilor anuale (771mm) mai puin de jumtate(367mm) trec n mare. Restul (404 mm, adic 52%) se rentorc n atmosfer

prin evapotranspiraie (apa evaporat din sol i rezultat din transpiraiaplantelor). Doar 1% din apa czut prin ploi este folosit n sinteza materieivii. Omul consum pentru nevoile sale menajere i industriale 2,5% din

precipitaiile totale.Consumul de ap dulce este n prezent un indicator sintetic al nivelului de

trai, de dezvoltare i de civilizaie. n rile dezvoltate valoarea acestuiconsum este de 2000-2500m3/an/locuitor, n timp ce n rile subdezvoltateeste de cca.40-50m3/an/locuitor (Lixandru, 2003).Aciunea omului asupra componentelor biosferei poate avea influene graveasupra circuitului apei. Astfel, spre exemplu, prin poluarea apei i defriareairaional produse prin extinderea agriculturii, industriei i construciilor,omul a produs mari dezechilibre n natur. nlturarea complet a pdurilorde pe suprafee ntinse determin modificri ale circuitului apei prin:modificarea regimului de precipitaii, al micrii curenilor de aer,degradarea i eroziunea solurilor, inundaiile. Datorit eroziunii, solul nu

poate primi cantitatea de ap necesar dezvoltrii covorului vegetal, iarrezervele de ap din sol descresc. Deversarea apelor poluate n cursurile deap, face ca circuitul apei prin ecosistem s duneze biocenozelor si sa punchiar n pericol echilibrul ntregului ecosistem.


22/51

22

H2O din atmosfera

precipitaii8000m3/ha/an

evapotranspiraieevaporare 3600m3400 000km3 15%

85% pe pe suprafaasolul pdurii plantelor

5% evaporarescurgeride pe sol de pe sol800m3

65% apa15% reinut n sol

infiltraii 5200m3ape de n subsolsuprafa pnza freatic

25 000 km3 H2O subteraneH2O de profunzime

mri i oceane 100 000 km3 /1300x106 km3

ntr-o pdure de foioase din zona temperat, cantitatea de precipitaii este de 8000 m3/ha/an, 15% din acesteasunt reinute pe suprafaa plantelori restituite atmosferei prin evaporare. Din restul apei care ajunge pe solulpdurii, 5% se scurg n cursurile de ap , iar 15% se infiltreaz n subsol alimentnd pnza freatici apele de profunzime. Solul reine 65% (5200 m3)din totalul precipitaiilor. Din aceast cantitate 3500 m3 sunt restituiiatmosferei prin transpiraia plantelor, iar 800 m3 sunt recirculai prin evaporare de pe sol. Din apa absorbitde

plante numai 1% (15-20 m3 ) intr n structura produciei primare de biomas. n lemn i coaja plantelor sestocheaz cca. 1600 m3. La nivel planetar cantitatea de precipitaii anuale este de cca. 100 000 km3. Subaciunea radiaiei solare apa din mri i oceane se evapor ntr-o proporie de cca. 400 000 km3. Procesele deevapo-transpiraie de la nivelul ecosistemelor continentale redau circuitului 65 000 km3 de ap. Dac se facebilanul ntre cantitatea de ap evaporati cea provenit din precipitaii, se constat c n cazul oceanelorimrilor bilanul este negativ, iar pentru continente este pozitiv. Astfel, precipitaiile continentale formate pe

seama proceselor de evaporare a mrilori oceanelor reprezint35 000 km3, volum din care se ntorc prin apelerurilor, fluviilor, iroire sau drenaj, numai 25 000 km3. Diferena de 10 000 km3 este apa ce se infiltreaz n sol,n pnzele de ap freaticde unde rentoarcerea spre mri i oceane este mai lent.

Figura 5. Ciclul global al apei


23/51

23

CICLUL AZOTULUI

Ciclul azotului (N) este unul dintre cele mai complexe circuite dinnatur, n care azotul din mediul abiotic (aer, ap) trece n mediul biotic altuturor ecosistemelori revine apoi n acest mediul neviu.

n natur, acest element chimic provine din dou surse principale: Natmosferic i N organic rezultat din descompunerea cadavrelor animale ivegetale. Azotul atmosferic poate fi folosit numai de cteva organismefixatoare de N aa cum sunt: bacteriile, ciupercile i cteva alge cianoficee,care l transform n N nitric i N nitros. Aceste substane azotate, care aufost fixate de bacterii sunt cedate solului dup moartea bacteriilorsintetizatoare, de unde sunt absorbite de ctre plante pentru sinteza

aminoacizilori substanelor proteice proprii.Acelai fenomen se petrece i cu N organic coninut n corpul

organismelor vii (vegetale si animale). Substanele proteice rezultate dindescompunerea organismelor moarte sunt transformate de bacterii ncompui amoniacali, respectiv n nitrii i nitrai. Acetia constituie sursa

principal din natur pentru nutriia plantelor verzi.Principalul rezervor de azot (80% din cantitatea total de azot a

planetei) este atmosfera n care N ocup 78% din volumul total. Restul de20% se gsete n substanele organice sintetizate de toate organismele vii,

n componentele humice din structura solului precum i n unele sedimentede natur organici mineral.Circuitul azotului cuprinde dou subcicluri, fiecare cu cte dou faze.

Primul subciclu cuprinde urmtoarele dou etape:- defixare a N liber, n care N din aer este introdus n circuit i- de nitrificareaprin care N din circuit este redat atmosferei.Al doilea subciclu care cuprinde:-faza de mineralizare, faza de degradare a compuilor organici cu azot i-faza de biosinteza compuilor organici azotai.Faza de fixare a azotului liber din atmosfer se poate realiza prin trei ci:fotochimic, electrochimic i biologic. Fixarea fotochimic are loc nstraturile nalte ale atmosferei, unde sub aciunea radiaiilor ultraviolete Ndin aer se combin cu vaporii de api formeaz amoniac i nitrai. Caleaelectrochimic are loc la nlimi mai joase sub influena fulgerelor iformeaz cantiti mult mai mici de amoniac. n ultima cale, respectiv cea

biologic , fixarea azotului atmosferic se realizeaz pe seama unor grupe demicroorganisme fixatoare, libere sau simbionte numite bacterii fixatoare deazot. Dintre cele libere unele sunt aerobe (capabile s triasc numai n

prezena O2 molecular liber) cum sunt cele din genulAzotobacter, iar altele


24/51

24

sunt anaerobe (capabile s triasc n absena O2 liber) din genul Clostridumsau genulRhodospirillium.

Microorganismele fixatoare simbionte sunt bacteriile din genulRhizobium care triesc n simbioz cu plante din familia leguminoaselor(lucerna, trifoiul, soia etc.). Fiecare specie de leguminoase accept numai oanumit specie de bacterii, pe care planta gazd o recunoate prinintermediul unei proteine semnalizatoare care permite fixarea numai a

bacteriilor specifice (recunoscute), oprind ptrunderea altor bacterii care potfi patogene pentru plant. Bacteriile simbionte fixeaz azotul pe caleenzimatic, cu ajutorul unei enzime denumitnitrogenaz. Enzima prezinto sensibilitate ridicat la oxigen i poate deveni activ numai n prezenaunor metale (molibdenul i fierul).

n mediul acvatic exist de asemenea bacterii libere fixatoare de N,dar cel mai important rol n fixarea azotului atmosferic l au algele albastrefotosintetizatoare (din genurileAnabaena, Nostoci Trichodesmum).

Faza de denitrificare este un proces de transformare a nitrailor (NO3)n nitrii pn la oxizi de azot i azot liber, precum i de reducere a aciduluiazotic n acid azotos, amoniac i N molecular. Procesul se produce maiintens n sol, dar apare i n ap sau n sedimente cu multa substanorganic, slab aerate. Denitrificarea se poate realiza pe cale chimic, subaciunea anumitor factori: temperatur, pH-ul, umiditatea i pe cale biologic

cu ajutorul unor bacterii specifice (genul Pseudomonas, genul Clostridium,genul Bacillus, genul Achromobacter, genul Thiobacillus). Denitrificarea areritm sezonier, fiind mai accentuat n sezonul cald i mult mai puin intenssau chiar absent iarna, datorit efectului negativ al temperaturilor joase.

Mineralizarea este un proces de descompunere a compuilor organicicu azot, pn la nitrii i nitrai. n prima etap are loc amonificarea,respectiv descompunerea de ctre bacterii a substanei organice azotate cu

producere de amoniac. n a doua etap, numit nitrificare, amoniacul estetransformat de alt tip de bacterii (genul Nitrosomonas i genul Nitrobacter)n nitrii (reacie de nitrire) i ulterior n nitrai (reacie de nitrare). ntregul

proces de mineralizare are loc cu producere de energie care este utilizat deplante pentru reducerea CO2 si sinteza tuturor substantelor organice proprii.

n ultima faz de biosintez nitraii absorbii n procesul de nutriie laplantelor sunt folosii de acestea pentru sinteza substanelor organice propriinecesare procesului de cretere i dezvoltare.

Dac analizm cantitatea de azot fixat n cursul unui ciclubiogeochimic se constat c bilanul este pozitiv (se fixeaz mai mult azotdect se pierde). Acest bilan determin sinteza i creterea biomasei


25/51

25

vegetale n cantiti mai mari dect necesarul de hran al consumatorilorprimari.

CICLUL CARBONULUI

Ciclul parcurs n natur de carbon (C) este reprezentat de schimbulefectuat ntre dioxidul de carbon (CO2) i organismele vii de pe Terra, de lanivelul: litosferei, hidrosferei i atmosferei.

Carbonul este prezent n natur sub dou forme: mineral,reprezentat de carbonaii din structura rocilor calcaroase i sub formagazoas a dioxidului de carbon (CO2) sau anhidrida carbonic din atmosfer,unica form de circulaie a carbonului anorganic n biosfer. n aerul

atmosferic, concentraia medie de dioxid de carbon este de 0,03% respectivcca. 340 ppm.

Circulaia dioxidului de carbon condiioneaz n biosfer dou procesebiologice fundamentale:fotosintezai respiraia. n procesul de fotosintez plantele verzi (i unele microorganisme fotosintetizatoare) care posedpigmeni de clorofil fixai pe cloroplaste, folosesc dioxidul de carbonpentru sinteza compuilor organici (glucide, protide i lipide).

Procesul de sintez are loc sub aciunea radiaiilor solare, a CO2 dinaer i a apei cu sruri minerale, pe care plantele le iau din sol i ap. Dinfotosintez rezult oxigenul din care o parte este utilizat de plante n

procesul de respiraie, iar o alt parte este eliberat n atmosfer, fiind folositn respiraia animalelor. n condiii naturale normale cele dou procese(fotosintezai respiraia) se echilibreaz reciproc, dei fixarea de CO2 prinfotosinteza plantelor depete cedarea de CO2 prin respiraia animalelor.Echilibrarea se produce prin dioxidul de carbon degajat n urma procesuluide degradare a materiei organice moarte, precum si a resturilor de biomasvegetal sau animal, rmase neconsumate din ap sau sol, precum i celrezultat din arderile de combustibili.

Schimburile de CO2 care se nregistreaz ntre hidrosfer, atmosferi

litosfer se pot schematiza astfel:CO2 din atmosfer CO2 dizolvat n ap CO2+H2O H2CO3

(acidul carbonic) calciu din ap bicarbonai Ca(H2CO3)2Acidul carbonic se leag uor de calciul prezent n ap, formnd

bicarbonai care sedimenteaz n depozite calcaroase. Reacia este de tipreversibil i reprezint un mijloc important de meninere a valorilor de pH,

prin tamponarea variaiilor de pH din ap.Respiraia, fermentaiile i combustiile, asigur rentoarcerea CO2 n

atmosfer. Se estimeaz c rezervele de carbon din atmosfer (sub form de


26/51

26

CO2) reprezint 700x109 t, iar cele ale hidrosferei 50.000x109 t. Fitobiomasa

realizat anual prin sinteza de substane organice este cuprins ntre valorile

de 30-150x109

t. Coninutul aerului n CO2 nu se diminueaz. El se meninerelativ constant deoarece respiraia, fermentaiile i combustiile restituie frncetare dioxidul de carbon.

Variaiile de concentraie a CO2 din atmosfer sunt autoreglabile.Dac apare tendina de cretere a concentraiei de CO2 din atmosfer,intervine o reglare de tip feed-back negativ, prin care creterea concentraieieste diminuat pe dou ci: mrirea intensitii de consum a CO2 n procesulde fotosintez i sporirea proceselor de dizolvare n ap cu formare de

bicarbonai.n ultimii ani cantitatea de CO2 provenit din arderile de combustibili

a crescut ngrijortor. n fiecare an intr n atmosfer cca. 1 miliard t carbon,iar concentraia de CO2 a crescut cu 10%.

La nivel planetar, dioxidul de carbon contribuie la declanare aefectului de ser. Fenomenul este un proces fizic caracterizat prin faptul cn aerul atmosferic, CO2 acioneaz ca un adevrat ecran de protecie.

Noaptea, suprafaa terestr se rcete i cedeaz o mare parte din energiasolar recepionat n timpul zilei. Dioxidul de carbon din aer oprete omare parte din radiaiile infraroii emise pe durata nopii de scoara terestr,asigurnd astfel meninerea la suprafaa planetei noastre a unei temperaturi

medii anuale de15o

C, cu o reducere considerabil a variaiilor termice dintrezi i noapte. n caz contrar, temperatura medie la suprafaa scoarei ar fi de 18oC (H.Tazieff,1989).

Creterile permanente a emisiilor de CO2,din ultimii ani, datorate n principal intensificrii industriei i a transporturilor, determin accentuareaefectului de ser care poate avea consecine catastrofale pentru Terra. Astfel,creterea treptat a temperaturii medii anuale va determina: aridizareatreptat a climei, accentuarea procesului de deertificare, topirea caloteiglaciare i inundarea multor zone de coast.

CICLUL FOSFORULUI

Ciclul fosforului (P) e un ciclu biogeochimic sedimentar legat decircuitul hidrologic, deoarece fosforul nu formeaz componeni gazoi ieste prezent n mod natural n api sol. Rezervorul principal al fosforului lreprezint rocile sedimentare i eruptiile vulcanice (apatit si magm) de peuscat, care cedeaz apelor de precipitaii i celor de suprafa fosfaii dinstructura lor. Prin splarea rocilor de ctre apele de scurgere, o cantitate


27/51

27

mare din fosfai este antrenat n mri i oceane unde se depune n sedimentede adncime.

Rentoarcerea fosforului n circuit are loc parial, prin procesul deorogenez (proces tectonic de formare a lanurilor muntoase). Sub aciuneacestui proces i a curenilor de ap o parte din sedimentele de adncimesunt aduse la suprafaa mrilor i oceanelor de unde ajung pe platformacontinental. Cea mai mare cantitate de fosfor rmne la mare adncime sinu se mai ntoarce n circuit, fiind practic pierdut pentru biosfer. Fosforulanorganic din apele marine este folosit de plante n sinteza compuilororganici. Prin intermediul lanurilor tropice: fitoplancton zooplancton

peti psri ihtiofage, P ajunge in alimentaia diferitelor organisme viiinclusiv a omului. Prin moartea organismelor planctonice i prin

descompunerea lor de ctre microorganisme, cantiti apreciabile de fosfaisunt asimilai de plante. In acest fel Fosforul se rentoarce n circuitul

biologic.n sol, pe lng fosforul anorganic dizolvat din rocile fosfatice i

depozitele de guano (gunoiul pasrilor ihtiofage) existi cantiti nsemnatede fosfor organic provenit din descompunerea cadavrelor de plante ianimale. Sub aciunea unor microorganisme specifice, substana organicmoart este supus procesului de mineralizare n urma cruia fosforul esteeliberat n forma sa solubil. Din sol compuii fosforului sunt preluai de

plante, de unde o parte din fosfor este preluat de animale, iar prinexcrementele acestora sau din cadavrele lor, fosforul ajunge din nou in sol.n acest fel fosforul este repus, cu pierderi, intr-un nou circuit biologic.

Pierderea de fosfor poate fi compensat parial prin excrementelepsrilor ihtiofage sau prin intermediul omului (administrare dengrminte pe baz de fosfai). Ca urmare a administrrii neraionale dectre om a ngrmintelor, n apele rurilor, mlatinilor, sau chiar n zonelede coast a mrilor pot aprea cantiti excesive de fosfor care determindezvoltarea exploziv a algelor, fenomen cunoscut sub denumirea denflorirea apelor. O consecin a acestui fenomen este poluarea apelor prin

procesul de eutrofizare, proces natural, de acumulare a unor cantiticrescute de substane organice pe fundul apei (ml organic brun-murdar)cauzat de descompunerea organismelor moarte, de lipsa de oxigen.Eutrofizarea puternic a apelor favorizeaz dezvoltarea n mas n apa a unormicroorganisme (bacterii filamentoase, ciuperci, ciliate, etc.), care potacoperi n ntregime suprafaa apei, ducnd la distrugerea echilibrului

biologic din ecosistemul respectiv. Srurile ce apar in exces duc la cretereaduritii apei fcnd-o inutilizabil pentru unele procese industriale sau

pentru consumul uman.


28/51

28

AUTOCONTROLUL I STABILITATEAECOSISTEMELOR

Autocontrolul sau homeostazia unui sistem biologic (individ,populaie, biocenoz) sau a unui sistem mixt (ecosistem), reprezint tendinade stabilitate intern a sistemului fa de condiiile schimbtoare alemediului extern (factori climatici, sursa de hran etc.). Funcia deautocontrol sau homeostazie asigur stabilitatea n structura, organizarea ifuncionarea ntregului ecosistem.

Prin funcia sa de autocontrol, ecosistemul pstreaz o stare deechilibru ntre populaiile componente, meninnd variaiile numerice aleacestor populaii ntre anumite limite. Depirea acestor limite duce la

perturbarea echilibrului prin modificarea structurii i funcionrii ntreguluiecosistem.

Astfel spre exemplu, ntr-un ecosistem acvatic, nmulirea pestemsur a algelor este frnat prin dou ci: prin creterea consumului dectre zooplancton (animale care se hrnesc cu alge) i prin scderea cantitiide substane anorganice necesare dezvoltrii algelor (fosfor, azot, etc.).Hrana abundent favorizeaz nmulirea zooplanctonului. Pe msur ceconsumul de alge crete, hrana devine nendestultoare i zooplanctonul sempuineaz. Prin descompunerea resturilor organice ale zooplanctonului de

ctre microorganisme, sursele minerale necesare n creterea algelor se refacdeterminnd creterea i nmulirea n continuare a algelor. n acest fel, attatimp ct din afara sistemului nu intervine nici o perturbare, starea ntreguluisistem se menine n echilibru permanent i oscileaz n jurul unor anumitevalori.

Din cele prezentate se poate observa c, mecanismul principal depstrare a stabilitii ecosistemului se bazeaz pe relaiile trofice din cadrul biocenozelor. Relaiile trofice controleaz oscilaiile numerice ale fiecreipopulaii din ecosistem. n acest sens, dac examinm relaiile dintre uncarnivori prada acestuia, vom observa c maximele i minimele efectivelorcelor dou specii se succed. Cnd hrana este abundent, efectivul speciei

prad crete, determinnd creterea populaiei de consumatori pe seamahranei din belug. Numrul mare de consumatori determin scderearesurselor de hran, prada se mpuineaz ducnd la micorarea numrului deconsumatori carnivori.

Atunci cnd populaiile nregistreaz mari oscilaii numerice acestease soldeaz uneori chiar cu dispariia ambelor specii. Un astfel de exemplu lconstituie omizile fluturelui defoliator al stejarului (Tortrix Viridana) caredup distrugerea frunzelor pdurii mor de foame. Dispariia omizilor


29/51

29

determin la rndul ei dereglarea echilibrului dintre alte specii alebiocenozei interdependente (psri, mamifere, etc.).

Meninerea nivelului de echilibru al efectivului unei specii dintr-obiocenoz se realizeaz prin mecanisme diferite de la specie la specie. Unele plante elimin n mediul extern substane care influeneaz negativdezvoltarea indivizilor din aceeai specie. De exemplu, alga Chlorellaelimin o substan care la o anumit concentraie mpiedic nmulirea ncontinuare a acesteia. La animale, anumite specii (elefanii) migreaz ncondiiile n care densitatea populaiei lor a ajuns foarte mare si s-au redusrezervele de hrana.

Prin urmare, stabilitatea unui ecosistem este dat de structura sa,respectiv de numrul populaiilor componente. Cu ct sistemul este mai

complex, cu att capacitatea de autoreglare a lui este mai mare i va prezentao stabilitatea mult mai mare fa de perturbaiile externe. Un astfel deexemplu este pdurea tropical, un ecosistem natural complex care are ostabilitate mult mai ridicat n comparaie cu un ecosistem simplu (o culturagricol). Numrul mare de specii i bogata reea de relaii trofice existenten cadrul ecosistemului de pdure, face ca aceasta sa aib o capacitate multmai mare de autoreglare. Ecosistemul cu puine specii i lanuri trofice(cultura agricol) va avea o stabilitate mult mai mic. Stabilitateaagrosistemului va fi influenat foarte mult de condiiile externe:

temperatur, umiditate, cantitatea de nutrieni minerali din sol, duntori etc.n astfel de sisteme simple invaziile duntorilor se produc mult maifrecvent i mai uor. Aceste invazii nu se produc niciodat n ecosistemelecomplexe ale pdurilor tropicale deoarece, dac o populaie tinde s scadnumeric, presiunea dumanilor se va deplasa spre alte specii al cror consumimplic mai puine cheltuieli energetice.

n consecin, funcia de autocontrol a ecosistemelor este necesardeoarece:

cantitatea de energie primit de un anumit ecosistem ct icantitatea de nutrieni disponibili sunt limitate;

supravieuirea populaiei i ndeplinirea funciilor ei nbiocenoz depinde de refacerea (reciclarea) resurselor materialeiniiale i de meninere unui anumit nivel numeric.

Ambele probleme se rezolv prin diferenierea funciilor speciilorcomponente ale unei biocenoze. Diferenierea funciilor printr-ospecializarea mai mult sau mai puin complex, determin interdependenaspeciilori organizarea unui sistem natural de autocontrol asemanator cu unsistem cibernetic informational.


30/51

30

CAPITOLUL II

CALITATEA MEDIULUI AMBIANT

Criza mediului nconjurtor

Mult vreme omul a presupus c solul, apa, i aerul pot prelua,absorbi i recicla produsele reziduale ale activitii sale, oceanul, atmosferai solul fiind considerate a fi nite rezervoare receptoare cu capacitatenelimitat. S-a dovedit ns, c unele dintre produsele deversate n mediulnconjurtor sunt toxice i rezist la descompunerea natural, altele dei suntdispersate n mediu n cantiti sau diluie foarte mic, reuesc dup un timp

relativ scurt sau mai lung, s se reconcentreze n lanurile trofice naturale.Aa se ntmpl cu unele metale grele, pesticide i substane radioactive.

Deteriorarea mediului nconjurtor este resimit n zilele noastre totmai acut, ndeosebi n centrele urbane cu mari aglomerri de populaie.Poluarea mediului afecteaz toate cele trei componente principale alemediului nconjurtor: apa, atmosfera i solul.

Poluarea aerului din marile orae a devenit o trstur obinuit,smogul fiind una dintre cele mai caracteristice forme. Folosirea neraional asolurilori a resurselor naturale, uneori pn la epuizarea lor ridic o serie

de probleme majore privind ocrotirea mediului nconjurtor.Reziduurile, deeurile organice i dejeciile deversate n apelecurgtoare prin descompunere consum oxigenul necesar diferitelororganisme acvatice, n timp ce elementele nutritive care ajung n ape,intensific dezvoltarea algelor pe seama oxigenului din ap, ducnd uneori

pn la moartea, adic la degradarea apelor. La toate acestea a contribuiti tendina de concentrare a populaiei n centre mari supraaglomerate,dezvoltarea intens a industriei, a mijloacelor de transport i a bunurilor deconsum noi.

n aceste condiii se ridic tot mai mult problemele privind poluarea iapare necesitatea elaborrii unor noi reglementri administrative de stat nmsur s fac fa noilor aspecte legate de protecia mediului nconjurtor.

Lipsa de informare a fcut ca muli oameni de bun credin spersiste n aciuni care sunt nefaste mediului nconjurtor, fr s realizezecare sunt daunele produse. O alt categorie de oameni nepstori, dindorina de a economisii sau de a produce ct mai muli bani, au acionat voit,

provocnd daune ireversibile, prin aciuni de tipul: utilizarea pe scar larg apestcidelor, tierea pdurilor, deversarea sau stocarea unor substane toxicesau deeuri radioactive etc. Toate acestea, acumulate i diversificate n timp,


31/51

31

au produs modificri asupra atmosferei, apei i solului, pe care le resimimtot mai pregnant n ultima perioad i care pot s afecteze grav calitatea

vieii noastre si cu siguran viaa generaiilor viitoare.n prezent lupta omului de a proteja i ameliora calitatea mediuluinconjurtor, - bunul comun cel mai de pre al omenirii, a cptat noidimensiuni. Problema mediului este dezbtut tot mai mult pe diverse

planuri i la diferite niveluri, formnd obiectul a numeroase dezbateritiinifice i politice naionale i internaionale. Numeroase guverne, inspecial cele din rile dezvoltate, acioneaz n mod serios pentru gsirea iaplicarea celor mai adecvate msuri, corespunztoare mijloacelor materiale

proprii i tehnologiei disponibile n scopul: pstrrii echilibrului ecologic,meninerii i mbuntirii calitii factorilor naturali, gestionrii corecte a

resurselor naturale, asigurrii unor condiii de viai de munc tot mai buneetc.

Surse i ci de rspndire a poluanilor

Deteriorarea condiiilor de mediu este rezultatul aciunilor contientesau incontiente a omului asupra mediului ambiant. Prin accidentele sauactivitile umane necontrolate s-au declanat o multitudine de fenomene cuefect negativ asupra mediului care au dus la apariia a numeroasedezechilibre ecologice, punnd n mare pericol uneori anumite forme devia.

Factorii perturbatori ai mediului se pot clasifica n dou mari grupe:1. factori naturali: - erupii vulcanice i solare;

- cutremure catastrofale;- incendii;- inundaii.

2. factori antropici (rezultai din activitatea uman):- creterea demografic;- dezvoltarea agriculturii;

- dezvoltarea industriei;- exploatarea rezervelor naturale etc.

n numeroase cazuri aciunile umane desfurate n: industrie, agricultur,construcii, transporturi i exploatarea resurselor naturale, au avut un mareimpact negativ asupra mediului, soldat cu multe efecte nedorite, unele greude stopat sau eliminat. Astfel spre exemplu, de cele mai multe ori dinactivitile umane rezult o serie de factori distructivi aa cum sunt:

produsele uzate sau perimate fizic i moral; produsele artificiale noi ale cror


32/51

32

interaciuni cu mediul sunt uneori necunoscute i imprevizibile; reziduurilenereciclabile (care nu pot fi reutilizate) etc.

Cei mai muli autori, clasific principalele tipuri de poluare amediului nconjurtor n patru mari categorii, dup cum urmeaz:1) Poluarea fizic:

- poluarea radioactiv;- poluarea termic;- poluarea sonor.

2) Poluarea chimic;- materii plastice (n aer, api sol);- pesticide i ali compui organici de sintez (n aer, api sol);- metale grele (n aer, api sol);

- derivai gazoi ai carbonatului i hidrocarburilor lichide (n aeri ap);

- derivai ai sulfului (n aer, api sol);- derivai ai azotului (n aer, api sol);- fluoruri (n aer, api sol);- particule solide aerosoli (n aeri sol);- materii organice fermentescibile (n api sol).

3) Poluare biologic:- contaminare microbiologic a mediilor inhalate i ingerate (bacterii

i virusuri); - modificri ale biocenozelor prin invazii de specii animale ivegetale.

4) Poluare estetic:- degradarea peisajelori locurilor prin urbanizare necivilizat sau

sistematizare impropriu conceput;- amplasarea de industrii n biotopuri naturale sau puin

modificate de om.O alt clasificare are n vedre , n special solul i se refer la poluanii

care pot aciona direct sau indirect cu acesta:dejeciile animale;dejeciile umane;deeuri i reziduuri de la industria alimentari uoar;ageni contaminani (ageni infecioi, toxine, alergeni); sedimente produse prin eroziunea solului;elemente nutritive pentru plante (ngrminte);minerale i materii anorganice (inclusiv metale, sruri, acizi, baze)

provenite de la industria chimici metalurgic;pesticide;


33/51

33

materii radioactive provenite de la experimente cu arme atomice,accidente sau avarii ale centralelor nucleare;

aerosoli (unele hidrocarburi, etilen, amoniac, bioxid de sulf,cloruri, fluoruri, oxid de carbon, ozon, oxizi de azot, compui deplumb etc.);

cldura (care determin intensiti crescute ale reaciilor chimicei biologice).

Agenii de poluare evacuai n mediu sunt transportai i dispersai de apesau de aer. Chiar i poluanii solizi, depozitai n platforme pot fi surse de

poluare a mediului la distane foarte mari de locul de depunere. Astfel,cenuile depozitate n halde (depozite de steril provenite din lucrrile

miniere), pot fi spulberate de vnt, iar substanele solubile coninute pot fidizolvate n apa de precipitaii i pot fi transportate ulterior de apele desuprafa sau apele de infiltraie. Prin scurgerea lor, poluanii sunttransportai i dispersai pe suprafee ntinse i ajung din ruri n lacuri, mrii oceane.

Un rol nu mai puin important n circulaia i distribuia unor poluanin mediul nconjurtor l au organismele vii, care prin cile alimentare saulanurile trofice pun n circulaie diveri poluani preluai din ap, aeri sol.Aa se ntmpl, de exemplu, cu anumite pesticide care din sol trec n furaje,

de aici n corpul animalelor erbivore, iar prin consumul de carne i lapteajung n cele din urmi n corpul uman. Reziduurile de pesticide pot ajungei n gunoiul de grajd rezultat de la animale hrnite cu furaje tratate cuasemenea pesticide sau din paiele coninnd asemenea reziduuri, rmase nurma tratamentelor aplicate culturii respective, iar din gunoi trec n toate

plantele cultivate pe suprafeele de teren pe care acest tip de gunoi a fostadministrat.

Pericolul cel mai mare n circulaia si dispersia unor anumite tipuri depoluani n biosfer, l constituie concentrarea biologic a acestora, carepoate avea uneori consecine deosebit de grave. Astfel, dac substana activa poluantului utilizat, n exemplul nostru a pesticidului, este rezistent ladegradare, de la cantiti reduse de pesticide existente n sol, ap sau aer se

poate ajunge la concentraii tot mai mari, de la o treapt la alta a lanuluitrofic.

Un astfel de exemplu este lacul Clear din California unde,determinrile efectuate dup finalizarea tratamentului cu pesticide de tipDDT, au artat c de la concentraia apei de 0,02 ppm (pri per milion)DDT, a crescut la 5 ppm n planctonul de la suprafaa apei, ajungnd lavalori de 40-300 ppm n petii fitofagi, iar la unele psri sau peti rpitori


34/51

34

din partea superioar a lanului trofic a atins valori de pn la 2000 ppm deDDT, ceea ce fa de coninutul n ap (0,02 ppm), reprezint o cretere a

concentraiei de 100 000 de ori. Fenomenul de acumulare al pesticidelorapare n mod similari n sol. Dac n sol coninutul DDT-ului este de ounitate, n rmele din sol concentraia ajunge la 10-40 uniti, iar n psrilecare consum rme (sitari) atinge cca. 200 uniti.

n mod similar, procese de acumulare se pot nregistra i la alteelemente, aa cum sunt anumite metale grele din api sol, sau elementeleradioactive care se pot concentra n anumite lanuri trofice, ajungnd nconcentraie foarte mare n vrful piramidei trofice, la extremitatea creia seafli omul. Astfel, n diverse pajiti din Anglia stroniul radioactiv prezentn sol n cantitate mic (o unitate) a ajuns la o valoare de 21 de ori mai mare

n plantele furajere i de 714 ori mai mare n carnea de oaie.Prin exemplele citate anterior, s-a cutat s se scoat n eviden faptul

c, nu n toate situaiile de poluare a mediului ambiant, are loc numai odispersie sau diluie a poluanilor n teritoriu, ci de cele mai multe ori, prinintermediul lanurilor trofice, are loc o acumulare de poluaninebiodegradabili, care deii apar n mediul ambiant (sol, aer sau ap) ncantiti mici se acumuleaz de-a lungul lanurilor trofice i ajung s seregseasc n organismele animale din ultimul nivel, n concentraii foartemari care pot fi uneori letale (provoac moartea lor). De la astfel de animale

puternic contaminate, prin consumul produselor animale (carne, lapte, ouetc.) de ctre om, acesta s fie victima propriilor sale aciuni.

PRIORITI ALE ECONOMIEI MEDIULUI AMBIANT

n perioada ultimilor ani specialiti din diferite domenii ale economieisi industriei, precum si organizatiile ecologiste internationale au sesizat itrag serioase semnale de alarm ncercnd s contientizeze opinia public

prin mesajul: poluarea nu are frontiere, ea estei va rmne o problemglobala omenirii!

Preocuparea pentru protecia mediului a fost adus n dezbatere pentru prima oar la 1 iunie 1972, cu ocazia primei Conferine Mondiale a ONU(Organizaia Naiunilor Unite), inut la Stockholm. La a 27-a sesiune aacestei conferine, s-a fondat prima organizaie care a ntocmit Programul

Naiunilor Unite pentru Mediul nconjurtor, cu sediul la Nairobi (Kenya).Un an mai trziu, n 1973, organizaia avea deja un Consiliu de administraiecompus din 58 ri membre, inclusiv Romnia, un Secretariat, un Fond

pentru mediul nconjurtori un Consiliu de coordonare privind problemele


35/51

35

importante legate de mediu i posibilitile de aderare a altor instituii iorganizaii internaionale.

Sub egida acestei organizaii, n colaborare cu alte organizaiiinternaionale (UNESCO, FAO, OMS s.a.), s-au elaborat i aprobat o seriede programe internaionale pentru: supravegherea la nivel mondial a poluriioceanului planetar, planuri de monitorizare a contaminrii cu reziduuriradioactive, a contaminrii alimentelor, a nivelului degradrii solului idefririi pdurilor, de evoluie ale efectivelor de animale i plantecomparativ cu speciile pe cale de dispariie, precum i alte proiecte pentrumonitorizarea nivelelor de poluare n toat lumea i efectelor lor asupraclimatului.

A devenit din ce in ce mai evident faptul c, problemele privind

mediul nconjurtor i au rdcinile n modul n care a acionat i acioneazeconomia fiecrui stat, precum i datorit faptului c nu s-au evideniat toate

pagubele aduse mediului nconjurtor n urma diverselor aciuni ntreprinseasupra acestuia.

Este bine cunoscut c multe activiti de producie i consum de peglob determin degradarea mediului natural prin poluarea aerului, apei sausolului, degradare ale cror costuri nu au fost luate mult timp n seam.Aceasta a permis accentuarea unora dintre problemele majore ale mediuluinconjurtor cu care se confrunt omenirea azi, aa cum este irosirea

resurselor naturale, defriarea masiv a pdurilor, accentuarea efectului deser etc.n consecin, economia fiecrui stat trebuie s joace un rol principal

n asigurarea unui mediu nconjurtor de calitate superioar, prin alocarearaional a resurselor materiale i financiare, prin politici adecvate, precumi prin luarea unor decizii economice inteligente.

Dezvoltarea unei societi sntoase i prospere, se poate baza numai pe o politic prin care se asigur protecia i ameliorarea mediuluinconjurtor, bazat pe eliminarea contradiciei artificiale dintre economie iecologiei. Numai printr-o conlucrare strns a ecologiei cu economia sevor putea fundamenta tiinific msurile de dezvoltare social - economice nvederea proteciei i mbuntirii calitii vieii generaiei de azi i mine.

Pentru acesta toate sistemele industriale trebuie sa-i reconsidere toatactivitatea urmrind cu precdere ca: reciclarea, reutilizarea materiilor, ireducerea gradului de poluare s devin componente intrinsece ale

procesului de producie material. Conlucrarea strns a ecologiei cueconomia ntr-o aciune comun, numit ecodezvoltare va permiteobinerea de beneficii maxime de pe urma exploatrii resurselor naturale


36/51

36

(sol, ap, pduri, organisme animale i vegetale), fr a distruge bazamaterial a acestora care este necesar continurii dezvoltrii.

Ca aciuni imediate se impune dezvoltarea unui program vast demsuri care s aib n vedere:extinderea educaiei ecologice;elaborarea unei legislaii cuprinztoare n domeniu (cu penalizri

financiare, poliie ecologic, aviz de mediu pentru funcionareatuturor unitilor economice n condiiile proteciei mediului);

orientarea spre tehnologii moderne nepoluante, care s prezinte o productivitate mult mai ridicat, i acre s asigure valorificareaintegral a materiilor prime;

optimizarea consumurilor de api energie; transportul i depozitarea corespunztoare a deeurilor i

reziduurilor industriale; stimularea aciunilor de revalorificare a ct mai multe deeuri; investigarea corect a gradului de periculozitate i a riscurilor pe

care produsele chimice le implic pentru sntatea omului imediului ambiant;

inventarierea precis a tuturor activitilor poluante i depistareapreventiv a tuturor posibilitilor de apariie a polurii.

Problema proteciei mediului trebuie luat n considerare, nc din

faza de proiectare a oricrei tehnologii, iar studiile tehnico-economice defezabilitate trebuie s prevadi variante antipoluante, chiar dac sunt maipuin profitabile. Pierderile de profit vor fi mai mici dect cele social-umanece apar dup instalarea unor dezechilibre n natur.

POLUAREA ATMOSFEREI

Surse de poluare atmosferic

Atmosfera este nveliul gazos care nconjoar pmntul. natmosfer, aerul ocup 96% din volum, restul de 4% revenind vaporilor deap. Aerul uscat este un amestec de gaze format din: 78% azot, 21% oxigen,din cantiti mici de bioxid de carbon (0,03% in aerul normal) i gaze rare(argon, neon, heliu).

Poluarea atmosferei este determinat de deversarea i acumularea naer a unor substane strine care afecteaz n msur mai mare sau mai miccompoziia acestuia, determinnd variaii ale proprietilor atmosferei.Prezena unor astfel de substane este nociv deoarece afecteaz i poate


37/51

37

chiar distruge echilibrele ecologice i implicit viaa omului. Substanelenocive eliberate n aer se disperseaz n atmosfer i sunt rspndite la

distane foarte mari, ca urmare a deplasrii maselor de aer. O mare parte suntpreluate ulterior de apa din precipitaii prin intermediul creia ajung n apelede suprafa (ruri, lacuri, mri i oceane) sau n sol.

Sursele de poluare atmosferic se pot grupa n dou categorii: sursenaturale (erupii vulcanice, fenomene de descompunere, uragane .a.) siartificiale, rezultate n urma activitilor umane (transportul auto, industriachimic, metalurgic, sectorul energetic, etc.). n funcie de starea deagregare, poluanii atmosferici se mpart n:

- gaze (CO2, CO, SO2, NO, H2S, Cl2, NH3, etc);- lichide (hidrocarburi, solveni organici);

- solide (praf sau pulberi de metale, oxizi metalici, sruri, etc).

Poluanii atmosferici lichizi sau solizi, sunt dispersai n aer sub formaunor particule fine care i mresc volumul ocupat, realiznd prin aceasta oactivitate chimic mai intens i o vitez de sedimentare mai redus.Particulele cele mai fine, dispersate n aer capt o stabilitate considerabil,fapt pentru care vor persista un timp mult mai ndelungat n aer, determinndastfel creterea gradului de poluare. Poluanii atmosferici produc efectedirecte, imediate ct i efecte indirecte, pe termen lung. Astfel, spre

exemplu, fenomenul de smog (fum, cea) datorat gazelor de eapament icompuilor organici incomplet ari care reacioneaz fotochimic formnd peroxiacetilnitrat, are efecte multiple: reduce vizibilitatea pe arterele decirculaie, determin afeciuni respiratorii, erodeaz cldirile, determindegradarea spaiilor verzi, etc.

Efecte directe i indirecte ale polurii atmosferei

Bioxidul de carbon provine, n cea mai mare parte din arderea

combustibililor fosili. Creterea concentraiei sale n atmosfer, pestelimitele normale, determin perturbarea echilibrului ecologic prinaccentuarea efectului de seri modificri ale climei.

Oxidul de carbon rezultat din arderea incomplet a combustibililor,din gazele industriale sau din gazele de eapament, este deosebit de toxic,deoarece blocheaz hemoglobina, transportorul de oxigen din snge.

Oxizii de azot, eliminai n aer mai ales de fabricile n care se producacid azotic sau ngrminte pe baz de azot, sunt foarte toxici i pot


38/51

38

determina asfixierea prin distrugerea alveolelor pulmonare, cdereafrunzelor copacilor, reducerea vizibilitii pe osele i formarea ploilor acide.

Bioxidul de sulf rezultat din industria neferoas, alimentari erupiilevulcanice, are efecte negative directe asupra faunei i florei prin acidifiereasolului (pH 4,12-4,4) , contribuie la formarea ploilor acide i provoacdegradarea construciilor prin transformarea calcarului n gips (CaSO4) careeste mult mai solubil i permite infiltrarea apei.

Hidrogenul sulfurat rezultat din activitatea vulcanic, din prelucrareacrbunilor i rafinriile de petrol, provoac mbolnviri grave de tipneurastenic caracterizate prin simptome de: astenie, oboseal, cefalee,ameeal, anxietate, nervozitate, somnolen diurn.

Fluorul prezent n atmosfera din apropierea fabricilor de aluminiu i

superfosfai, ajuns n sol prin precipitaii, distruge microorganismele,plantele i insectele (albinele) i degradeaz stratul fertil afectnd negativrecoltele agricole.

Pulberile industriale sunt deosebit de toxice atunci cnd conincompui de Pb, Cd, P i nocive dac sunt particule fine de silice, calcar, gips,argil, provocnd alterri mecanice ale esutului aparatului respirator.Plumbul (Pb) este deosebit de nociv, deoarece micoreaz rezistenaorganismului la mbolnviri, afecteaz funciile sistemului nervos,micoreaz capacitatea de oxigenare a sngelui.

ntre efectele indirecte, pe termen lung ale polurii atmosferei, calemai actuale sunt:o efectul de ser,o ploile acide io degradarea pturii de ozon din stratosfer.

Efectul de ser const n nclzirea suprafeei terestre pe seamaradiaiei solare care datorit gazelor existente n atmosfer trec prinatmosfer n cantitate mult mai mare i nu pot trece n sens invers , sprespaiul cosmic. Principalele gaze cu efect de ser provenite din activitileumane sunt: bioxidul de carbon, metanul, compuii clorofluorocarbonici,oxizii de azot i freonii. Creterea ratei de emisie a lor n atmosferdetermin un proces de supranclzire a atmosferei i accelerarea schimbriiclimei. n procesul de nclzire global, nu temperatura medie este cea careucide ci extremele. Secetele neateptate, valurile de cldur exagerate,uraganele devastatoare sunt doar cteva dintre fenomenele periculoase acror durat de desfurare nu vor putea fi niciodat prevzute n ntregime.

Ploile acide rezult din splarea bioxidului de sulfi oxizii de azot dinaer, care revin pe pmnt sub form de acid sulfuric i acid azotic, substaneextrem de corozive (uneori la fel de acide ca i sucul de lmie). Ploile acide


39/51

39

se manifest n zone relativ ndeprtate de locul unde s-au emis agenii depoluare. Acestea apar mult mai intens n zonele reci ale globului deoarece

aici concentraia amoniacului din aer, care ar putea neutraliza acizii care seformeaz, este forte sczut (obinut pe seama proceselor lente dedescompunere ale materiei organice ). Aceste ploi au efecte negative prin:dizolvarea srurilor de calciu i magneziu din sol, dizolvarea stratului decear ce protejeaz frunzele i acele de conifere, atacnd membrana celular.Astfel copacii devin mult mai puin rezisteni la atacul diverilor duntori.

Distrugerea stratului de ozon (ecran protector de gaze cu cca. 10ppm O3) din atmosfer, de o grosime de civa mm, intensific proprietilede absorbie ale atmosferei, lsnd s treac radiaiile solare n cantitiexagerate i implicit o mare parte din radiaiile infraroii. Emisiile de gaze

poluante din activitile umane, deterioreaz ptura de ozon i declaneazefectul de ser, care la rndul su provoac efecte n lan: schimbriclimatice, creterea nivelului mrilor, ploi acide, poluarea aerului, apei,solului punnd n pericol viaa n ansamblu.

Msuri de prevenire i combatere a polurii atmosferice

Dup conferina de la Rio de Janeiro (1994), aproape 120 de state auratificat convenia Constituia privind clima pe Terra. Principalul obiectiv

al acestui acord este reducerea emisiilor de gaze ce genereaz efectul deser, pn n anul 2002, la nivelul cantitilor emise n anul 1990 imeninerea acestor nivele i dup anul 2000. Pentru aceasta s-au stabilitmsuri concrete care urmresc:

mbuntirea randamentelor de ardere; scderea consumului de carburani la autoturisme (de 5l /100 km

pn n anul 2005); creterea ponderii surselor neconvenionale de energie de la 5% la

15-16%; limitarea despduririlor; rempdurirea zonelor puternic defriate.

La toate acestea se mai pot avea n vedere urmtoarele direcii importante: amplasamentului ntreprinderilor puternic poluante trebuie s fie ales

n afara zonelor urbane; supravegherea permanent a instalaiilor aflate n regim de lucru

pentru evitarea scprilor, accidentelor i pierderilor de diversesubstane n mediu;

reducerea emisiilor de gaze la autoturisme;


40/51

40

utilizarea raional a pesticidelor i combaterea ct mai mult aduntorilor prin metode biologice;

reducerea consumului casnic de combustibili inferiori prinextinderea sistemelor centralizate de producere a cldurii i curentuluielectric;

alegerea unor tehnologii noi nepoluante n industria chimic imetalurgic;

extinderea automatizrii i calificarea forei de munc; introducerea de sisteme tehnice i organizatorice pentru combaterea

polurii.

POLUAREA I DEGRADAREA SOLULUI

Structura i cauzele degradrii solului

Solul este partea superficial a scoarei terestre care permitedezvoltarea plantelori animalelor. El s-a format de-a lungul timpului prinaciunea ndelungat i interdependent a factorilor climatici i bioticiasupra rocilor parentale. Spre deosebire de celelalte resurse naturale, soluleste limitat ca ntindere i are caracter de fixitate. O dat distrus, el nu se va

mai putea reface aa cum a fost, pentru c nu se pot reproduce condiiileformrii lui.Din cele 29 procente ocupate de suprafaa terestr a globului,

agricultura folosete numai 6,4%, dar realizeaz 98% din produciaagroalimentar consumat n prezent de cei 6,3 miliarde locuitori ai planeteinoastre. Numai 2% din hran se obine din suprafaa ocupat de ape (71%).

Starea de fertilitate a solurilor reprezint factorul esenial pentrupracticarea unei agriculturi durabile i performante i constituie un indicatordecisiv al situaiei economico-sociale i al nivelului de via a locuitorilordin mediul rural. Din nefericire, n ultimul timp, n ntreaga lume se constato diminuare a interesului pentru aplicarea msurilor tiinifice menite sasigure creterea fertilitii solului i s previn degradarea terenuriloragricole si silvice.

Fertilitatea solului este dat de coninutul n substane humice,respectiv n substane organice provenite din descompunerea lent amaterialului de origine vegetal i animal sub aciunea faunei i florei dinsol. Stratul de humus dispare dac este antrenat de ape sau de vnt, situaiecare apare atunci cnd humusul nu este bine fixat n sol, prin intermediulrdcinilor plantelor sau dac apa alunec prea energic la suprafaa solului.


41/51

41

Datele de specialitate arat c, pe plan mondial, 60% din soluri au ofertilitate redus sau foarte redus, 29% din soluri au o fertilitate moderat si

numai 11% au o fertilitate ridicat. Romnia dispune, n medie, cca. 0,67 hateren agricol pe locuitor, reprezentat de soluri cu un grad moderat defertilitate.

Dup informaiile furnizate de Institutul de Cercetri pentru Pedologiei Agrochimie, starea de fertilitate a solului dat de coninutul n humus,aurul negru al pmntului, este sczuti foarte sczut pe 4.943.695 ha(50,6% din suprafaa cartat agrochimic), n timp ce pe 3.967.027 ha(40,6%) fertilitatea solului este mijlocie i ridicat.

Degradarea solului, prin pierderea fertilitii, se produce fie: prin

exportul de elemente nutritive din sol o dat cu recolta, prin asanareamlatinilor, prin eroziunea cauzat de despduririle masive sau punatulexcesiv, sau prin acidifiere sau salinizare. Poluarea solului const nschimbarea compoziiei calitative i cantitative, schimbare care afecteazevoluia normal a biocenozei aferente lui.

Poluarea solului cu produse chimice este un proces de impurificare iindirect de degradare, cauzat de utilizarea excesiv a pesticidelor.Pesticidele, erbicidele i fertilizanii sunt du

Documents

curs ecologie FR- MANIU M