Ecologie Si Protectia Mediului Alex Varianta Finala

Universitatea de tiine Agronomice i Medicin

Veterinar

FACULTATEA DE AGRICULTUR

Prof.univ.dr.ing. PENESCU AURELIAN

ECOLOGIE SI PROTECTIA MEDIULUI

BUCURETI

2013

Ecologie si protecia mediului 2013

2

CUPRINS

1. Tema nr.1

ECOLOGIA I PROTECIA MEDIULUI TIIN INTERDISCIPLINAR

1.1. Definiia i importana ecologiei..7

1.2. Obiectivul disciplinei...9

1.3. Subdiviziuni.....9

1.4. Relaiile ecologiei cu alte discipline..10

1.5. Dezvoltarea ecologiei ca tin..11

1.6. Dezvoltarea ecologiei n Romnia.....12

1.7. Noiuni de baz n ecologie...15

1.8. Test de evaluare nr.1..18

1.10.Bibliografia minimal..19

2. Tema nr.2

TEORIA SISTEMELOR

2.1.Noiunea de sistem.Clasificarea sistemelor...20

2.2.nsuirile generale ale sistemelor biologice...21

2.3.Ierarhizarea sistemelor biologice...31

2.4.Test de evaluare nr.2..32

2.5.Bibliografie minimal....33

3. Tema nr.3

BIOTOPUL

3.1. Definiii i exemple.......34

3.2.Legea factorului limitativ si legea toleranei..35

3.3.Factorii ecologici i importana studierii lor..36

3.4. Test de evaluare nr.3.48

3.5. Bibliografie minimal...49


3

4. Tema nr.4

BIOCENOZA

4.1. Definiie.Exemple.....50

4.2.Componentele trofice ale biocenozei.51

4.3.Indicatorii de caracterizare a structurii biocenozei53

4.4.Principii biocenotice..55

4.5.Structura trofic a biocenozei56



5. Tema nr.5

ECOLOGIA POPULAIEI

5.1. Definiie.Exemple.....63

5.2.Trsturi structurale si funcionale (parametrii de stare)...63



6. Tema nr.6

RELAII INTRASPECIFICE I INTERSPECIFICE

6.1. Relaii intraspecifice.....78

6.2.Relaii interspecifice..80

6.3.Alelopatia...94



7. Tema nr.7

ECOSISTEMUL

7.1. Generaliti....97

7.2.Funcia energetic a ecosistemelor....98

7.3.Circulaia materiei n ecosistem...102


4

7.4.Producia i productivitatea ecosistemelor...118

7.5.Autocontrolul i stabilitatea ecosistemelor..124

7.6.Structura evoluiei ecosistemelor.126

7.7. Schimbri direcionate ale ecosistemelor........................................................130

7.8 Extincia i specia............................................................................................130

7.9.Succesiunile ecologice.....132

7.10.Importana cunoaterii succesiunii ecosistemelor..134

7.11.Evoluia ecosistemelor...135


7.13.Bibliografie minimal....136

8. Tema nr.8

POLUAREA AERULUI

8.1.Mediul nconjurtor.Poluani.Poluare.Noiuni.Clasificare..137

8.2.Protecia atmosferei..150

8.3.Poluarea aerului156

8.4.Test de evaluare nr.8....180

8.6.Bibliografie minimal......180

9. Tema nr.9

POLUAREA I PROTECIA APELOR I ECOSISTEMELOR ACVATICE

9.1. Generaliti..182

9.2.Clasificarea apelor supuse ocrotirii..183

9.3.Poluarea apelor de suprafa184

9.4.Forme de poluare a apelor.Exprimarea toxicitii184

9.5.Eutrofizarea apelor de suprafa..186

9.6.Poluarea apelor subterane191

9.7.Autoepurarea apelor.191


5

9.8.Epurarea apelor192

9.9.Mijloace de combatere i limitare a polurii apelor de suprafa193



10. Tema nr.10

POLUAREA SOLULUI.PREVENIREA I COMBATEREA EI

10.1. Generaliti.Importana solului.197

10.2.Funciile principale ale solului...198

10.3.Poluarea solului. Natura i sursa poluanilor.....200

10.4.Msuri pentru prevenirea i combaterea polurii solurilor.Monitori-

zarea solurilor n Romnia....211



11. Tema nr.11

BIOINDICATORII

11.1. Generaliti.Noiuni.Condiii224

11.2.Plantele ca bioindicatori.226

11.3.Indicatori de metale grele (metalofite = calcofite).227

11.4.Indicatori ai radionuclizilor228

11.5.Animalele ca bioindicatori.228

11.6.Comunitile de animale ca indicatori...230



12. Tema nr.12

ECOSISTEME AGRICOLE (AGROECOSISTEMELE)


6

12.1. Consideraii generale.233

12.2.Definiii.Clasificare........................................................................................234

12.3.Structura agrosistemelor235

12.4.nsuirile ecosistemelor agricole237

12.5.Sisteme de agricultur239



13. Tema nr.13

RESURSELE NATURALE I CONSERVAREA BIODIVERSITII

13.1.Resursele naturale..242

13.2.Protecia i conservarea naturii..246

13.3.Categorii de arii protejate...248

13.4.Biomasa i energia.255

13.5.Conservarea zonelor umede...259

13.6.Pdurea i rolul ei n protecia mediului260



14. Tema nr.14

ORGANIZAREA PROTECIEI MEDIULUI N ROMNIA.LEGISLAIA

PRIVIND MEDIUL NCONJURTOR I PROTECIA

14.1. Organizarea proteciei mediului n Romnia....270

14.2.Protecia atmosferei271

14.3.Protecia mediului acvatic..272

14.4.Protecia solului.274

14.5.Regimul substanelor i deeurilor periculoase..274


7

TEMA NR.1

ECOLOGIA I PROTECIA MEDIULUI TIIN INTERDISCIPLINAR

Unitile de nvare:

Definiia i importana ecologiei

Obiectivul desciplinei

Subdiviziuni

Relaiile ecologiei cu alte discipline

Dezvoltarea ecologiei ca tiin

Dezvoltarea ecologiei n Romnia

Noiuni de baz n ecologie

Obiectivele temei:

Timpul alocat temei: 2 ore

1.1.Definiia i importana ecologiei

Ecologia: Etimologia de la cuvintele greceti oikos cas, gospodrie, loc de trai i

,,logos tiin.A fost utilizat pentru prima dat de zoologul german Ernst Haeckel n

anul 1886.

Ecologia este tiina care are drept scop studiul i nelegerea relaiilor dintre

organism (plante i animale) i mediul n care triesc.

Definiia i obiectul ecologiei ca tiin

Importana ecologiei pentru agricultur

Subdiviziunile ecologiei

Dezvoltarea ecologiei in Romania


8

Ecologia studiaz sistemele supraindividuale de organizare a materiei vii

(populaii, biocenoze, biosfera) integrate n mediul lor abiotic - Botnariuc N., 1982.

Ecologia este Economia naturii - adic modul de repartizare a substanei vii pe

specii, modul cum se produce, cum circul i cum se descompune substana vie

Ernst Haeckel, 1869 (vezi foto).

Ecologia este tiina relaiei dintre vieuitoarele care alctuiesc o biocenoz i

biotop. Ea studiaz fluxul de materie, energie i informaie care strbate un ecosistem

bine delimitat Al Ionescu, 1988.

Ecologia include toate treptele de evoluie: de la cunoaterea produciei i a

bugetului energetic al unei specii, a mecanismelor de autoreglare a densitii

populaiei, etc. pn la cunoaterea structurii i productivitii biosferei, caracterizarea

ecologic a marilor regiuni biogeografice i a ecosistemelor.

Ecologia este tiina relaiilor dintre organisme cu mediul lor de via si nu

numai.Ecologia studiaz structura, funcia i productivitatea sistemelor

supraindividuale: populaii,biocenoze,biosfer etc. i a sistemelor mixte: biocenoza i

modul de repartizare a substanei vii pe specii, modul cum se produce, cum circul

i cum se descompune substana vie - Penescu A., 2012.

Ernst Haeckel (1834-1919) a fost un eminent biolog i filozof

german, profesor universitar la Jena, rmas n istoria tiinei

pentru faimoasa "lege a lui Haeckel" (legea fundamental a

biogenezei). A studiat medicina i s-a dedicat studiului

anatomiei comparate. Numele su este legat i de cteva

scandaluri, provocate de descrierea unor specii inexistente.


9

1.2 Obiectivele disciplinei de Ecologie

Dezvoltarea ecologiei concomitent cu extinderea ariei sale de investigare a dus

la specializarea unor ramuri ce tind s aprofundeze studiul interrelaiilor dintre

organismele vii i mediul lor de via.

Complexitatea extrem de mare a acestor interrelaii face dificil cuprinderea de

ctre un cercettor sau chiar de ctre un colectiv mai numeros de cercettori a tuturor

problemelor ecologice, ca urmare studiile, problematica i rezultatele cercetrii au fost

grupate diferit dup nivelul de organizare, dup modul de abordare a problemelor,

dup grupa de vieuitoare sau tipul de mediu la care se refer cercetrile sau adesea

dup tiina cu care se interfereaz.

n funcie de nivelul de organizare al materiei vii i modul de abordare, se pot

distinge in ecologia actual (R.Dajos, 1975) urmtoarele orientri: autecologia,

sinecologia i demecologia, iar cele secundare chimia, biochimia, genetica i

fiziologia.

n abordarea problemelor ecologiei trebuie s avem n vedere urmtorii factori

care condiioneaz evoluia i finalitatea ei ca tiin (dup T. Nicola, 1982):

- Economic datorit pericolului epuizrii resurselor naturale ale mediului

- Tehnico-tiinific in vederea valorificrii complexe, eficiente a resurselor

- Ecologic propriu-zis privete echilibrul biologic natur-societate, n

condiiile polurii globale a mediului nconjurtor

- Social-politic legat de creterea demografic, alimentaie, politic, etc.

1.3. Subdiviziuni

Autoecologia (grecescul: auto-nsui, ecologia) studiaz raporturile unor indivizi

dintr-o specie anume cu mediul lor de via, propunndu-i cuantificarea aciunii

factorilor ecologici la acest nivel.Deoarece se ocup de obicei cu studiul relaiilor

dintre un organism i una sau mai multe variabile ca: umiditate, lumin, salinitate sau


10

nivelurile nutrienilor, este uor cuantificat i conduce la un model experimental att

pentru cmp ct i pentru laborator.

Sinecologia (grecescul: sin-mpreun, ecologia) studiaz raporturile dintre

indivizii i populaiile aceleiai biocenoze (specii diferite), ale acestora cu mediul lor

precum i raporturile dintre biocenoze in cadrul biosferei.Sinecoligia are legturi

puternice cu geologia, pedologia, meteorologia i antropologia.Poate fi subdivizat

conform tipurilor de mediu ca terestr sau acvatic.

Demecologia (grecescul: demos-popor, mulime, ecologia) cerceteaz aspectele

interrelaiilor dintre indivizii aceleiai populaii i ale raporturilor populaiilor ca

sisteme biologice unitare cu factorii ecologici.Demecologia urmrete stabilirea legilor

referitoare la dinamica populaiilor (natalitate, mortalitate).

1.4. Relaiile ecologiei cu alte discipline

Ecologia este o tiin multidisciplinar.Aceasta are legturi cu celelalte tiine

biologice: fiziologia, morfologia, sistematica, genetica.

Pentru studiul influenei factorilor fizici asupra organismelor, ecologia se

bazeaz pe cunotinele de climatologie, meteorologie, geografie, pedologie,

geologie, etc.

Pentru migraia atomilor elementelor chimice prin ecosistem se utilizeaz date

furnizate de geochimie.

Folosete matematica i informatica n prelucrarea datelor.Modelarea

matematic permite simularea proceselor din natur care se efectueaz pe

perioade de timp ndelungate, asigur prognozarea unor aciuni practice legate

de activitatea uman i de gospodrire a unor ecosisteme naturale.

n practic modelarea a condus la:

- Controlul exploatrii raionale a populaiei de plante i animale;


11

- Controlul gradului de poluare a mediului, impurificarea alimentelor i a apei

cu substane toxice i radioactivitate;

- Elaborarea unor reguli de gospodrire a naturii pe baze ecologice;

optimizarea produciei de biomas i recolt util.

1.5. Dezvoltarea ecologiei ca tiin

Ecologia se limita la nceput doar la lumea animal; semnificaia pe care aceast

tiin o are astzi s-a cristalizat de-a lungul anilor prin contribuia unui numr mare

de oameni de tiin care au lrgit domeniul ecologiei i au pus bazele metodelor

proprii de cercetare.

Pentru prima dat, noiunea de ecologie a fost folosit de naturalistul Ernst

Haeckel n lucrarea Generalle Morphologie der Organismen n anul 1866, n care el

o consider ca tiina general a relaiilor dintre organisme i mediul lor

nconjurtor. n anul 1869 a publicat urmtoarea definiie: Ecologia este tiina

economic a organizrii organismelor animale. Ea studiaz relaiile generale ale

animalelor att cu mediul lor anorganic, ct i cu cel organic, inclusiv cu alte fiine vii

i relaiile lor de prietenie i de dumnie cu alte animale i plante cu care ele intr n

contact direct i indirect, toate acele interrelaii foarte complicate pe care Darwin le-a

denumit prin expresia lupta pentru existen.

Prima etap a ecologiei a nceput prin fundamentarea din punct de vedere

teoretic i practic de ctre americanul Federic Edward Clements (1905) a unor metode

cantitative de cercetare n ecologia vegetal.Pe baza acestor metode a ntreprins

cercetri care i-au permis s neleag parial mecanismele succesiunii ecosistemelor

din primele faze pn n stadiul de ecosistem matur, denumit i stadiul de ,,climax (E.

Clements, 1916).

n aceeasi perioad a crescut interesul pentru cercetrile referitoare la dinamica

populaiilor. R.Pearl (1920), A. J. Lotka (1925) i V. Voltera (1926) au dezvoltat


12

fundamentele matematice pentru studiul populaiilor.Au fost efectuate cercetri

privind interaciunile dintre prdtori i prad, relaiile de competiie dintre specii,

precum i reglarea populaiilor.

n anul 1920 A. Thienemann a introdus conceptul de nivel trofic, n care energia

este transferat numai de la nivelul productorului la consumatori.

Conceptele privind comportamentul instinctiv i agresiv au fost dezvoltate de K.

Lorenz i N. Tinbergen, iar rolul comportamentului social n reglarea populaiilor a

fost cercetat de V. C. Wyne-Edwards.

n etapa a-II-a, modern, s-a dezvoltat prin cercetrile efectuate de R.L

Linderman asupra lanului trofic i a modului de curgere a energiei din ecosistem.

S-au realizat cercetri numeroase de H. Odum (1957), J.D Ovington, N. Wiener

(1948, 1950), etc.

1.6. Dezvoltarea ecologiei n Romnia

Metodele i principiile de asociere a relaiilor dintre organisme i dintre acestea

i mediul lor de via, sunt prezente n operele a numeroi cercettori biologi,

agronomi, silvicultori, geografi, nainte ca ecologia s se nfiineze ca tiin de sine

stttoare.Printre acetia se numr:

D. Brandza a fost un medic, naturalist i botanist romn, membru

titular al Academiei Romne.Fondatorul Grdini Botanice din

Bucureti in 1891. D. Brndz a descoperit numeroase specii de

plante rare, printre care Paeonia romanica Brandza, Silene pontica

Brandza .a.

Ca rod al studiului sistematic al florei romneti, a publicat

lucrarea sa fundamental Prodromul Florei Romniei sau Enumeraiunea plantelor

pn azi cunoscute n Moldova i Valachia (18791883), cuprinznd peste 2100 de


13

specii, precis determinate i localizate, cu numirile lor tiinifice i populare,

reprezentnd cea dinti sintez a florei din Romnia.Studiaz de asemenea, sub aspect

botanic, Dobrogea, publicnd n 1884 o lucrare despre Vegetaiunea Dobrogei. n

1887, termin elaborarea sintezei sale globale despre flora dobrogean, dar aceasta nu

apare dect postum, n 1898, sub ngrijirea geologului Sabba tefnescu, cu 1176 de

specii, caracterizate n privina aspectelor eseniale (Flora Dobrogei, un volum de 490

pagini). A publicat de asemenea manuale colare (de geologie, zoologie i botanic),

lucrri de istoria botanicii romneti i universale, scrieri de popularizare a tiinei etc.

C. Elton (1927) a evideniat rolul nielor ecologice n funcionalitatea

biocenozelor i a descris n termeni cantitativi piramida trofic(piramida eltonian).

Dup anul 1960 s-a desvrit procesul de formare a bazei teoretice a

ecologiei(Odum 1971, 1983, 1993; Botnariuc, 1967, 1976, 1989, etc.).

Grigore Antipa

Gr. Antipa (1867-1944) unul din cei mai

mari biologi romani, zoolog, a fost elevul marelui

biolog Ernst Hackel. A avut ca profesori pe A.D

Xenopol, Grigore Cobalcescu, i Petre Poni. i-a

fcut studiile la Viena, ascultnd prelegerile lui

Hackel i lucrnd n laboratorul acestuia.

Lucrarea de doctorat n domeniul studiului

biologiei lucernaridelor (meduze fixate).

A efectuat numeroase cercetri asupra

Mrii Negre, a Dunrii i a zonei inundabile.El a

cuprins diversitatea factorilor abiotici i biotici,

interaciunile dintre acetia, concepie ce l-a

apropiat de noiunea ecologica de ,,sistem.Poate

fi considerat un precursor al gndirii sistemice in

Romnia, alturi de E. Racovi i C. Mota i un

sprijinitor al ocrotirii naturii (S. Cruu, V.

Ghenciu, 1971).


14

E. Racovi

Andrei Popovici - Bznoanu (1967-1969), a susinut dup o activitate

tiinific bogat, ideea de a urmri sistematica zoologic nu ca un inventator, ci de a

pune lumea animal n raport cu fenomenele ce se desfoar n mediul lor de via, de

a cunoate ecologia acestora n toat complexitatea ei.

E. Racovi 1868-1947 savant, explorator si

biolog, fondatorul biospeologiei (studiul faunei din

subterane, pesteri si panze freatice de apa) . A fost elev

al lui Ion Creanga, la Iasi, fiind fiul unui vechi boier

moldovean magistrat de profesie , iar mama

pianist.Este iniiator al unor aciuni de ocrotire a

naturii i autor al codificrii monumentelor naturii.

Avand cunotine despre efectul activitii

omeneti asupra naturii este iniiator al unor actiuni de

ocrotirea naturii i autor al codificrii monumentelor

naturii.Prin studiile realizate in lumea inundabil a

Dunrii, Delt i zon pelagic a Mrii Negre (1912,

1928, 1936) a pus bazele conceptului de

bioproductivitate i este precursorul sensului modern

al noiunii de biocenoz.

Alturi de aceti trei mari pionieri ai

ecologiei i amintim pe Al. Borza-cercetri n

ecologia vegetal.

Tr. Svulescu- s-a ocupat de studiul

bolilor plantelor, ecologia agenilor

patogeni.(vezi fotografia alturat).

Tr. Svulescu


15

Pe plan aplicativ, dar i teoretic, ecosistemele agrare au fost studiate de numeroi

cercettori: I. Puia, V. Soran, I. Prodan, Gh. Bujoreanu, Al. Boiza, Al. Ionescu, D.

Schiopu, I. Coste, B. Manescu, etc.

1.7. Noiuni de baz n ecologie

Ca n orice tiin i ecologia opereaz cu noiuni i concepte proprii, justificnd

dup cum urmeaz:

Sistem reprezint ansamblul de elemente identice sau diferite unite ntre ele prin

cele mai diferite conexiuni, care constituie un ntreg organizat ce funcioneaz cu o

calitate proprie.Un exemplu este sistemul main, format din mai multe subsisteme

(Fig. 1.1).

Fig. 1.1 Exemplificarea notiunii de sistem.

Specia reprezint un nivel de organizare a materiei n care

sunt integrate populaiile provenite din strmoi comuni, cu

aceeai zestre ereditar i caractere distincte.Este o unitate

taxonomic fundamental a lumii vii (Fig 1.2).

Polulaia reprezint totalitatea indivizilor unei specii,

care triesc pe un teritoriu bine delimitat i care prezint

caractere proprii.

fig.1.2 Specia Triticum

aestivum-gru

Fig.1.3. Populaie de lupi ntr-o

pdure


16

Biotopul (grecescul: bios-via; topos-loc) fragment de

spaiu populat i transformat de fiinele vii, caracterizat prin

anumite condiii de mediu (Fig.1.4).

Habitatul este o parte de biotop plus condiiile n care

triete o anumit specie sau grup de specii din biocenoz

(Fig.1.5).

Biocenoza (bios= via, koinos-comun) reprezint un

sistem de indivizi biologici din diferite specii ataai unui

anumit biotop (Ex. Un lac, un lan de porumb, o padure,etc).

Ecosistemul este un sistem ecologic supraindividual, alctuit din biocenoz i biotop

(fig.1.6).

Ecotipul sau rasa ecologic cuprinde un grup de indivizi care se deosebesc de ali

indivizi ai aceleiai specii prin nia ecologic, proprietile biologice i structura

genetic (Fig.1.7).

Fig.1.4 Biotop terestru-pdure

Fig.1.5 Habitatul-pdurea i

lupii

Fig.1.6 Tipuri de ecosistem

Fig.1.7 Rasa ecologic a speciei Fraxinus


17

Biotip tip de ecosistem corelat unei zone cu clim i

sol bine definite. Exemplu pdurea de foioase (Fig.1.8).

Ecotop tip particulare de habitat n cadrul unei regiuni.

Biom zon major de via care depinde de macroclim i care cuprinde un complex

de biotopuri i biocenoze (Ex. de biomi: deert, step, pdurea din zona temperat,

savan, tundr, etc.) (fig.1.9).

Fig.1.9 Delimitarea biotopurilor i a biocenozelor

Biosfera ansamblul ecosistemelor de pe planeta noastr.Cuprinde un nveli organic

al scoarei (materie vie) i unul anorganic, care este sediul vieii.Este un sistem

ecologic rezultat din interaciunea sistemelor biologice i a celor anorganice din

scoar (B.Stugren, 1965).Se ntinde civa metri n profunzimea solului i pn la

6.000-10.000 m. n atmosfer, mri i oceane (fig.1.10).

Fig.1.10 ncadrarea biosferei

Fig1.8 Pdure de foioase


18

Protecia mediului nconjurtor este asociat adeseori fenomenului de

poluare(fig.1.11), dar se refer la :

- gospodrirea raional a resurselor;

- evitarea dezechilibrelor prin conservarea naturii;

- evitarea polurii mediului;

- reconstrucia ecologic a mediului.

Fig.1.11 Exemplificarea proteciei mediului

Dezvoltarea durabil este acea dezvoltare care satisface cerinele prezente fr a

compromite generaiile viitoare, de a-i satisface propriile cerine din punct de vedere

al resurselor.

Noosfera reprezint controlul contient, raional al naturii de ctre oameni, pe baza

principiilor ecologice.

1.8. Test de evaluare nr. 1

1. Ce este ecologia?

2. Cine este considerat printele ecologiei?

3. Ce reprezint ecosistemul?


19

1.9. Bibliografia minimal

1. A. Penescu, Narcisa Bbeanu, D.I. Marin Ecologie i Protecia mediului Ed.

Sylvi, 2001.

2. Note de curs A. Penescu.

REZUMATUL TEMEI:

Subdiviziunile ecologiei:

1. Autoecologia

2. Sinecologia

3. Ecologia terestr

4. Ecologia acvatic

Dezvoltarea ecologiei ca tiin.Dezvoltarea ecologiei n Romnia.

Niiuni de baz:

1. Sistemul

2. Specia

3. Populaia

4. Biotopul

5. Habitatul

6. Biocenoza

7. Ecosistemul

8. Ecotipul

9. Biotipul

10. Ecotop

11. Biom

12. Biosfer

13. Protecia mediului nconjurtor

14. Dezvoltare durabil

15. Noosfera


20

TEMA NR.2

TEORIA SISTEMELOR

Uniti de nvare:

Noiunea de sistem.Clasificarea sistemelor

nsuirile generale ale sistemelor biologice

Ierarhizarea sistemelor biologice

Obiectivele temei:


2.1. Noiunea de sistem. Clasificarea sistemelor

Conceptul general de sistem introdus n tiin de biologul Ludwing von

Bertalandffy (1932), cunoate astzi o dezvoltare multilateral matematic, fizic,

biologic i chiar social (Mesarovic, 1964).

Sistemul, arat B. Stugren, ,,este un complex de elemente care se afl intr-o

permanent interaciune ntre ele, un grup de pri care acioneaz ca un ansamblu.

n sfera vieii, sistemele trebuie s posede cteva nsuiri eseniale: structur,

organizare, integralitate, interaciuni ntre elemente i capacitatea de dezvoltare (I.

Puia i V. Soran, 1984).

Din punct de vedere al relaiilor cu mediul, sistemele au fost clasificate de

I.Prigogine, 1955, astfel:

- Sisteme izolate care nu presupun niciun fel de schimburi, materiale sau

energetice cu mediul ambiant (Ex. termos).

nelegerea relaiilor dintre sisteme i mediul

nconjurtor


21

- Sisteme nchise au loc numai schimburi energetice cu mediul ambiant, fr

a se produce i schimburi materiale (Ex. O sticl astupat n care se afl ap

cald).

- Sisteme deschise sistemele care se afl ntr-un permanent schimb de

energie i substan cu mediul (Ex. Culturile agricole).

Sistemele biologice sunt definite de N. Botnariuc, 1976, ca ,,sisteme deschise,

informaionale i datorit modului lor de organizare, au capacitatea de autoconservare,

autoreproducere, autoreglare i autodezvoltare de la forme simple spre cele complexe

de organizare.Au un comportament antientropic i finalizat, care le asigura stabilitatea

n relaiile lor cu alte sisteme.

Fig.2.1 Exemplu de sistem deschis

2.2. nsuirile generale ale sistemelor biologice

Sistemele biologice prezint o serie de caracteristici ce le difereniaz de sistemele

anorganice i anume:

- caracter istoric;

- caracter informaional;

- integralitatea sistemelor;

- echilibrul dinamic;


22

- eterogenitatea intern;

- programul;

- autoreglarea;

- autoorganizarea;

- autoreproducerea.

- autocontrolul parametrilor;

2.2.1. Caracterul istoric

Pentru a explica structura i organizarea unui sistem anorganic este suficient s

se cunoasc starea elementelor componente.De exemplu, pentru a explica organizarea

unei molecule oarecare este suficient s se cunoasc nsuirile atomilor componeni i

legturile dintre ei (Fig.2.2 O molecul de ap).Sistemele biologice au caracter istoric,

ceea ce nseamn c att nsuirile structurale ct i cele funcionale sunt rezultatul

evoluiei lor n timp.nelegerea formrii biocenozei i a originii biotopului se face pe

baza cunoaterii genezei i istoriei evoluiei acestora.Fiecare organism conserv n

patrimoniul su ereditar istoria populaiei din care face parte.In sistemele biologice

nsa, ntuct nsuirile organismelor reprezint rezultatul evoluiei, nu este suficient

cunoaterea actual a parametrilor, ci trebuie s se cunoasc i istoria sistemului luat

n studiu (adic legaturile lui de nrudire).Este bine tiut c fiecare organism conserv

n patrimoniul su ereditar istoria populaiei din care face parte.

Fig.2.2 Molecula de ap (H2O)


23

2.2.2. Caracterul informaional Acesta const n capacitatea sistemelor biologice de a recepiona, a prelucra i a

acumula sau a stoca informaii primite din mediu, urmnd ca la rndul lor s transmit

informaii ctre alte sisteme pentru o ct mai deplin intregrare a acestora.

Transmiterea informaiei se realizeaz prin succesiuni de semnale

(evenimente).Un organism sau o populaie poate recepiona i transmite informaii pe

ci fizice (sunete, culori), chimice (miros, substane chimice din sol) i fiziologice

(comportamente diferite, gesturi, .a).

nregistrarea i transmiterea informaiei genereaz ns entropie (stare de

dezorganizare a echilibrului ecologic).Aceasta deoarece procesele sunt legate de un

substrat mineral (unde sonore, substane chimice) care se realizeaz cu o cheltuial de

energie.Fiecare sistem biologic nregistreaz informaia n modul su propriu,

caracteristc.Cantitatea de informaie depinde de gradul de organizare al sistemului.Cu

ct un sistem este mai organizat cu att el conine o cantitate mai mare de informaii.

Un rol important i revine i fidelitii cu care este transmis informaia.Erorile

au la baz factori interni sau externi, dar pot fi eliminate pe mai multe ci.Un mijloc

de asigurare al fidelitii mesajului l constituie fenomenul de redundan.Acesta

const n transmiterea informaiei ntr-o form dezvoltat, precum i n repetare ei.

Potrivit principiului lui Dancoff orice organism sau organizaie care

progreseaz prin evoluia competitiv se apropie de acest optim, adic el va comite cu

att mai puine erori cu ct progreseaz i folosete minimul de informaie redundant

necesar spre a menine erorile la acest nivel.De aici reiese faptul c nivelul

informaiei redundante ntr-un sistem biologic trebuie s fie limitat, chiar dac este un

sistem cu coninut enorm de informaie (fiin vie).

2.2.3. Integralitatea sistemelor biologice Aceasta arat c sistemul integrator posed nsuiri noi fa de cele ale prilor

componente datorit multiplelor coeziuni dintre acestea.Este o trstur general a

sistemelor deschise cu importan deosebit pentru sistemele biologice. nsuirile

sistemului nu se pot reduce la suma nsuirilor prilor lui componente, deoarece din


24

interaciunea acestora apar trsturi noi ale prilor i trsturi proprii ale ntregului

(Ex. O plant de porumb, un sistem biologic general, etc.).

Fig.2.3 Sistem biologic

2.2.4. Echilibrul dinamic

Este o stare caracteristic a sistemelor biologice care, fiind sisteme deschise,

ntrein un permanent schimb de substan, energie i informaii cu sistemele

nconjurtoare, care le condiioneaz existena.

n cazul sistemelor anorganice nu putem vorbi despre un echilibru dinamic.

Conservarea lor n timp depinde de izolarea fa de sistemele nconjurtoare, de

exemplu: modelarea formelor de relief sub aciunea naturii, precum cele rezultate sub

aciunea vntului numite garale i care au diferite forme ca cele prezentate in fig.2.4.

Fig.2.4 Diferite tipuri de garale (Forme de relief rezultate in urma eroziunii

provocate de vant: Babelesi Sfinxul din Muntii Bucegi)


25

Spre deosebire de acestea, sistemele biologice i au existena condiionat de

meninerea relaiilor materiale, energetice i informaionale cu mediul. Ele au

capacitatea de autorenoire (premisa dezvoltrii i a evoluiei), dar i pstreaz

individualitatea determinat genetic, realiznd un echilibru dinamic ntre stabilitate i

schimbare.

Sistemele dinamice au un comportament neliniar datorit a dou mecanisme

eseniale: bifurcaii i haos (N. Botnariuc,1999).

Acest comportament face ca direcia evoluiilor s fie imprevizibil pe termen

lung, ntruct n funcie de condiiile iniiale i ca urmare a depirii unor limite de

ctre variaiile unor parametrii eseniali ai sistemului, oscilaiile sistemului se

amplific. Consecina acestor fluctuaii reprezint multitudinea cilor posibile de

evoluie ulterioar a sistemului - fenomen numit bifurcaie. Bifurcaia iniial poate fi

urmat de alte bifurcaii care cresc sensibilitatea sistemului.

Amplificarea oscilaiilor parametrilor de stare eseniali determin sistemul s

intre ntr-un regim dinamic, aparent dezordonat, denumit haos.

Conform celor spuse de Kellerd (1993) ,,Teoria haosului este studiul calitativ

al comportamentului instabil aperiodic n sistemele dinamice, nelineare, deterministe.

Un sistem dinamic este acel sistem care se modific n timp, ns teoria haosului arat

cum evolueaz lucrurile.

n cazul sistemelor dinamice haosul este determinist pentru c are nite reguli

proprii, nc necunoscute. Aceast stare reprezint de fapt o faz de tranziie ctre o

nou stare de echilibru dinamic.

Sistemele biologice, pe seama surselor de energie exterioare sistemului, au

capacitatea de a rezista n mod activ la variaiile necontrolabile ale mediului ambiant,

de a compensa creterea entropiei i de a o depi (au un comportament antientropic,

care permite de exemplu, creterea cantitii de substan organic, deci desfurarea

produciei biologice).

De exemplu, prin utilizarea energiei solare (la plante) se realizeaz creterea i

dezvoltarea organismelor.

2.2.5. Eterogenitatea intern

Sistemele biologice nu sunt omogene ci sunt compuse din elemente diferite

(eterogene), din ce n ce mai complexe, pe msura dezvoltrii.Fiecare sistem biologic

tinde ctre o eterogenitate optim (fig.2.5), care i asigur existena n anumite condiii

de mediu (N. Botnariuc i A. Vdineanu, 1982).


26

Evoluia lor implic creterea complexitii i deci a eterogenitii lor interne.

Fig.2.5 Eterogenitatea ntr-un sistem

Cu ct sistemul este mai complex, cu att exist mai multe conexiuni ntre

subsistemele componente i crete stabilitatea lui. Dar, n acelai timp, crete i

vulnerabilitatea acestuia, n sensul c deteriorarea unui subsistem produce perturbri

ntregului (crete complexitatea, crete numrul de subsisteme, deci cresc punctele

vulnerabile).

2.2.6. Programul

Programul reprezint reacia unui sistem biologic, n decursul evoluiei, la

diferite condiii de mediu. Cu alte cuvinte, un program reprezint o stare posibil a

unui sistem biologic ca urmare a schimbrilor ce intervin n mediul cu care este n

contact.Aceast nsuire este legat de nsuirile structurale, funcionale i

comportamentale ale sistemului biologic, care se pot modifica ntre anumite limite i

care permit realizarea unor stri diferite. ntruct orice sistem biologic are mai multe

stri posibile putem spune c are la fel de multe programe. Dar, se realizeaz numai

acele programe pentru care exist condiii de mediu potrivite (D. chiopu, 1997). De

exemplu, seminele n condiii de uscciune se menin n stare de repaus, iar n

condiii de umiditate, germineaz.

n orice sistem exist o ierarhie de programe. Ele au fost clasificarea astfel

(Amosov, citat de N. Botnariuc, A. Vdineanu, 1982):

a. pentru sine adic strile structurale care asigur autoconservarea

sistemului dat.

Ex. programele care asigur absorbia apei i a elementelor nutritive,

sintetizarea substanelor organice de ctre plante; un organism ce face parte dintr-o

populaie posed o serie de instincte i reflexe de aprare, de asigurare a hranei etc.

b. inferioare programele subsistemelor componente ale organismului.


27

Ex. n cazul unei celule, acestea sunt programele organitelor celulare, al

amiloplastelor; programele celulelor, esuturilor i organelor, n cazul unui organism.

c. superioare reflect rolul, funcia unui subsistem dat n asigurarea

existenei sistemului superior n care este integrat.

Ex. programele ce asigur reproducerea i nmulirea plantelor sau

organismelor.

Programele sistemelor biologice pot fi modificate, ntr-o oarecare msur, n

sensul dorit de om. Astfel, prin domesticirea animalelor i cultivarea plantelor s -a

obinut o prolificitate i un ritm de cretere ridicat; s-a orientat metabolismul n

anumite direcii etc.

2.2.7. Autoreglarea

Meninerea sistemelor biologice este posibil numai dac acestea pot s

controleze procesele lor interioare, contracarnd aciunea mediului, care are tendina

s dezorganizeze sistemul. Ex.: densitatea la gru se realizeaz prin nfrire.

Constituirea genofondului unei specii este un proces lent determinat de autoreglare i

adaptare.

Sistemele biologice sunt sisteme cibernetice. De aceea, orice sistem este

organizat ntr-un mod care s-i permit realizarea urmtoarelor etape (fig. 2.4):

- recepia informaiei;

- circulaia, acumularea i prelucrarea informaiei;

- selecia rspunsului;

- efectuarea rspunsului sistemului fa de stimuli.

Fig.2.7 Schema unui sistem autoreglabil (Botnariuc 1982)


28

Autoreglarea se realizeaz prin mecanisme de conexiune direct i conexiune

invers.

Autoreglarea se realizeaz prin mecanisme de conexiune direct i conexiune

invers.

Cu ct sistemul este mai complex, cu att sunt mai multe posibiliti de

autoreglare ale acestuia (crete complexitatea sistemului crete sensibilitatea -

adic capacitatea sistemului de a sesiza modificrile survenite n mediul ambiant -

crete supleea sa - capacitatea de adaptare la noile condiii crete stabilitatea).

Feed-back-ul negativ d posibilitatea sistemului de a se opune, de a rezista la

modificrile survenite la nivelul mediului, avnd un efect stabilizator asupra lui. El

permite sistemului s se menin ntr-o stare de echilibru (relativ) prin oscilaii n jurul

unei valori.

De exemplu, la scderea temperaturii, un animal homeoterm va rspunde printr-

o modificare a mecanismului fiziologic de termoreglare, iar dac acest mecanism este

suprasolicitat i este insuficient, recurge la gsirea unui adpost sau la gruparea cu ali

indivizi, limitnd astfel pierderile de cldur.

Un alt exemplu de feedback negativ este meninerea presiunii sngelui la

mamifere (fig. 2.8). n exemplul din figur, hipotalamusul servete att ca receptor ct

i ca centru de comand pentru monitorizarea presiunii sngelui. Dac presiunea

sngelui este prea mare (sngele este prea concentrat), hipotalamusul va dicta reacia

de sete care, odat satisfcut va determina reducerea presiunii sngelui. Pe de alt

parte, dac presiunea sngelui este prea mic (sngele este prea diluat), atunci reacia

de pierdere a apei va fi dictat rinichilor, ceea ce va duce la ridicarea presiunii

sngelui.

n cazul conexiunii inverse pozitive semnalele venite de la efector la receptor i

apoi la centrul de comand duc mereu la intensificarea efectului. Rezultatul este

distrugerea sistemului (N.Botnariuc,1976).


29

Fig.2.8 Un sistem feed back negativ: mentinerea osmolaritii sngelui la mamifere

Ex.: aprovizionarea n exces cu azot, n condiii favorabile de umiditate

crete planta crete suprafaa foliar posibilitatea de asimilare crete mas

vegetal mare planta pierde rezistena la boli, etc. se distruge.

Feed before este un mecanism de anticipare, de prevenire.

Ex.: vzul permite orientarea n timpul micrii i prevenirea accidentelor; puii

de cucuvele sunt hrnii cu cantiti de prad ce scade de la puiul mare la cel mai mic.

ansa de supravieuire scade n acest sens rezultnd prevenirea suprapopulaiei cu

rpitoare care ar duce la riscul dispariiei speciei ce constituie prada; procesele de

organogenez la gru; cderea fiziologic a fructelor etc.

2.2.8. Autoorganizarea

Reprezint capacitatea sistemelor de a realiza o anumit structur prin

acumularea de informaii. Spre exemplu, organismele dirijeaz substanele elaborate

pentru formarea i creterea sau ntreinerea esuturilor sau organelor.

n ecosistemele agricole se poate interveni prin tierile de formare i rodire

aplicate pomilor care i vor dirija substanele elaborate n modul dorit de om

(fig.2.10); sau prin folosirea substanelor de cretere sau inhibatoare (D. chiopul,

1997).


30

Fig.2.10 Autoreglarea prin tierea de formare i rodire

2.2.9. Autoreproducerea

Este mecanismul prin care un sistem genereaz alt sistem de configuraie

asemntoare.

Reproducerea sexuat reprezint tipul de nmulire cel mai rspndit n lumea

plantelor i animalelor, ea realizndu-se foarte diferit de-a lungul evoluiei

organismelor.

Plantele, n cele mai multe cazuri, prezint reproducere sexuat i au flori

hermafrodite (autogame i alogame).

Reproducerea sexuat asigur un nivel nalt de variaie genetic n populaia la

care acioneaz selecia natural, asigurnd rezistena la boli (prevenindu-se astfel

pierderea tuturor urmailor la un parazit sau agent patogen specializat) i posibilitatea

adaptrii la condiii de mediu variate.

Reproducerea asexuat produce urmai care sunt o replic exact a prinilor, cu

aceeai ncrctur genetic, de aceea permite o colonizare rapid a unui habitat de

ctre un singur genotip bine adaptat i poate fi privit ca o adaptare la condiii

predictibile, mai puin riscante.

Din punct de vedere ecologic autoreproducerea este o funcie esenial a populaiei.

Este unitatea reproductiv elementar deoarece numai la nivelul ei se po t asigura

celelalte trsturi necesare pentru asigurarea supravieuirii populaiei.


31

2.3. Ierarhizarea sistemelor biologice

n ierarhia sistematic a materiei vii, se disting i se deosebesc nivelurile de

integrare i nivelurile de organizare ale materiei vii (N. Botnariuc i A.

Vdineanu,1982). Fiecare nivel de organizare este caracterizat prin funcii i legi

caracteristice (fig.2.11).

Fig.2.11 Ierarhizarea sistemelor biologice

n literatur (vezi Botnariuc, 1967) sunt prezentate diferite feluri de ierarhii ale

sistemelor biologice. Ne oprim asupra uneia i anume nivelurile de organizare al

materiei vii care reprezint categorii exclusive de niveluri biologice. Se remarc dou

linii ierarhice : una individual (morfofiziologic) ce cuprinde sistemele din interiorul

organismului celule, esuturi, organe, organismul i alta ierarhia supraindividual,

care cuprinde individul populaia, biocenoza, biomul i biosfera.

n prima linie ierarhic, sistemel sunt legate ntre ele pe ci fiziologice i

morfologice,iar n condiii normale nu pot avea o rezisten de sine stttoare.

n sistemele celei de-a doua linii ierarhice, individul biologic reprezint forma

elementar de existen i organizare a materiei vii. n relaiile din ierarhia nivelelor de

organizare, funcia principal a indivizilor este reprezentat de metabolism.


32

Nivelul populaional sau al speciei, reprezentat prin sisteme populaionale, avnd

ca proces fundamental caracteristic relaiile intraspecifice contradictorii i totodat

unitare, relaii care determin o anumit organizare a populaiilor (structur i funcie).

n cadrul biocenozei, populaiile ndeplinesc funcia esenial de acumulare,

transformare i transfer de materie, energie i informaie.

Sistemul de nivel biocenotic cuprinde totalitatea populaiilor.Nicio populaie nu

poate trii izolat mai mult timp din cauza diferenierilor funcionale (unele populaii

aparin productorilor, altele consumatorilor i altele descompuntorilor). De

asemenea activitatea lor se desfoar pe fondul condiiilor abiotice (biotopul), deci

sunt integrate n structura ecosistemului respectiv.Prin coexistena lor, acestea asigur

integralitatea biocenozelor i mecanismelor care asigur homeostazia (starea de

echilibru) sistemului biocenotic.

Funcia caracteristic n ierarhia sistemelor este reprezentat de productivitatea

biologic.

Nivelul superior celui biocenotic este biomul.Acesta grupeaz biocenoze similare

ca aspect i care corespund unor condiii abiotice asemntoare, determinate de zonele

de latitudine ale Terrei (savan, tundr, zon polar, zone umede, etc.).

Biosfera include toate celelalte niveluri.

2.4. Test de evaluare nr.2

1. Ce este sistemul? Clasificai sistemele n funcie de relaiile lor cu mediu.

2. Enumerai nsuirile generale ale sistemelor biologice.


33

3. Ce reprezint echilibrul dinamic? Dai exemple.

2.5. Bibliografie minimal

1. A. Penescu, Narcisa Bbeanu, D.I. Marin Ecologie i protecia

mediului, 2001, Editura Sylvi.

2. chiopu D., Vntu V., Narcisa Bbeanu, M. Berca, I. Borza, I. Coste,

C. Costig, N. Dumitrescu, I. Olteanu, A. Penescu, Hortensia

Rdulescu, M. tirban, T. chiopu, V. Vntu, D. chiopu, 2002

Ecologie i protecia mediului, Ed. Ion Ionescu de la Brad, Iai.

3. A.Penescu-Ecologie si Protectia Mediului, Note de curs.

REZUMATUL TEMEI:

nsuirile generale ale sistemelor biologice

1. Caracterul istoric 2. Caracter informaional 3. Intrgralitatea 4. Programul 5. Echilibrul dinamic 6. Eterogenitatea intern 7. Autoreglarea 8. Autoorganizarea 9. Autoreproducerea

Ierarhizarea sistemelor biologice


34

TEMA NR.3

BIOTOPUL

Uniti de nvare:

Definiie i exemple

Legea factorului limitativ i legea toleranei

Factorii ecologici i clasificarea lor.

Obiectivele temei:


3.1.Definiie.Exemple

Biotopul (grec. bios=via; topos=loc). Noiunea de biotop definete mediul de

trai al comunitilor (biocenozelor), iar cea de habitat (a crei sfer se interfereaz

parial cu cea a ecotopului) mediu de trai al specie (populaiilor i chiar a organismului

individual). Reprezint un fragment de spaiu populat i transformat de fiinele vii,

caracterizat prin anumite condiii proprii de mediu (fig.3.1).

Fig.3.1. Organismul i variabilele lui

ntelegerea noiunii de biotop.

Importana practic a legii toleranei

Importana cunoaterii factorilor ecologici pentru agricultur


35

Dup R.H. Whittaker, biotopul constituie mediul fizic i chimic al unei

comuniti. Prin mediu fizic se nelege spaiu vitalizat (colonizat de diveri

indivizi) sau propice a fi vitalizat, la care se mai adaug topografia teritoriului i

microclima local, iar mediul chimic se creeaz prin interaciunea dintre substrat i

comunitate; starea lui se reflect n compoziia solului sau a bazinelor acvatice.

Biotopul este strbtut de un curent de energie (de obicei energia radiaiei

solare) care asigur comunitilor vii resursele necesare traiului, arat c biotopul

constituie universul n care se desfasoar existent comuniti vii (biocenoze).

Biotopul ca mediu al biocenozei, este caracterizat de un complex de factori de

mediu, cunoscui sub denumirea de factori ecologici, el fiind conceput ca un s istem de

factori ecologici.

3.2. Legea factorului limitativ i legea toleranei

Mediul sau mediul nconjurtor, reprezint n general, totalitatea elementelor

natural i artificial care condiioneaz viaa omului. Tot ce ne nconjoar i cu care

omul intr n contact direct sau indirect.

Mediul nconjurtor este constituit din anumite componente care acioneaz

asupra comunitii vii (biocenozei), dar i asupra componentelor nevii (biotopul).

Acest component reprezint factorii de mediu sau factorii ecologici.

Legea factorului limitativ susine c depirea limitei, att minime ct i

maxime, duce la mpiedicarea dezvoltrii rapiditatea sau amploarea de manifestare a

proceselor ecologice este conditionat de ctre factorul de mediu care este reprezentat

n mod necorespunztor (fig.3.3).

Fig.3.3. Reprezentarea grafic a modului n care se distribuie indivizii unei populaii n

funcie de valorile unui factor de mediu. Unde r reprezint rata intrinsec de cretere


36

Se are, nsa n vedere faptul c factorii nu acioneaz izolat ci ei se afl n

interaciune i ca urmare ntre anumite limite ei se influeneaz unul pe altul.

Concentraia mai mare sau mai mic a unui factor poate modifica modul de folosire al

altuia.Aceast afirmatie nu este echivalent cu cea din legea minimului.

Legea minimului (I.Von Liebig, 1840) stabilete c dezvoltarea unei plante

depinde, n afar de factorii fizici, de acel element chimic care este prezent n sol n

cantitatea cea mai mic (fa de necesitile plantei).

Legea toleranei (Shelford, 1913) stabilete c un factor poate fi limitativ nu

numai atunci cnd se afl in cantitate prea mic ci i atunci cnd este n cantitate prea

mare. Organismele populaiile i biocenozele au un minim si un maxim ecologic.

Conform acestei legi, succesul unei specii date ntr-un biotop va fi maxim numai cnd

sunt ndeplinite perfect toate condiiile de care depinde reproducerea acesteia (fig.3.2).

Orice fator util cnd depete optimul, devine toxic sau letal, deci devine

poluant. Legea toleranei, reprezint expresia grafic a dinamicii factorilor ecologici.

Figura 3.2. Legea toleranei (dup chiopu D., 1997)

3.3. Factorii ecologici

Factor (latinescul factor = productor, fctor). Factorii sunt cauze care

influeneaz desfurarea unor procese.

Factorul de mediu este considerat un element material capabil s produc o

aciune direct sau indirect asupra altor elemente material, producnd reacii

corespunztoare.

Factorii de mediu se pot clasifica astfel:


37

1. Factori antropici ai climei sunt activiti ale omului care contribuie la

modificarea climei (difriri, desecri, irigaii, poluare, etc.);

2. Factori ecologici capabili de a influena viaa organismelor;

3. Factorii abiotici (fizici, climatic i, hidrici), aerul, apa, lumina, umiditatea,

vntul.

4. Factorii geomorfologici altitudine, nclinarea terenului sau panta,

expunerea sau expoziia, etc.;

5. Factorii edafici solul cu proprietile lui fizico-chimice;

6. Factorii biotici totalitatea interrelaiilor dintre fitocenoze, zoocenoze i

biocenoze.

3.3.1. Clasificarea factorilor ecologici

Oricare clasificare a fatorilor ecologici este relativ datorit complexitii formrii,

aciunii i interaciunii lor.

Clasificarea lui P.D. Iaroenco (1967) deosebete patru grupe principale de factori

ecologici.

a) Factori climatici, condiionai n special de fenomenele atmosferice;

b) Factori edafici, condiionai de substratul de sol i proprietile lui;

c) Factori fizico-geografici sau orografici.

3.3.2. Factorii climatici

Clima reprezint dinamica tuturor fenomenelor meteorologice din atmosfer ntr-

un anumit loc, regiune, ntr-un interval de timp mare (25-30 ani).

Vremea reprezint dinamica fenomenelor meteorologice ntr-un timp foarte scurt

(ore, zile, o sptmn). Pe baza acestor date se pot emite prognoze meteorologice.

Factorii climatici sunt factori care influeneaz prin evoluia lor clima.

Acetia sunt:

- Radiaia solar sau lumina;

- Aezarea regiunii sau zonei:

-latitudine;


38

-longitudine;

-altitudine;

-raport mare/uscat;

-existena curenilor marini;

-existena curenilor de aer (ex. Vnturi permanente ca vntul Pasat

(alizee) sau vntul Monzon.

A. Lumina din punct de vedere ecologic are 2 funcii eseniale: energetic i

informaional.Aceasta influeneaz organismele prin: intensitatea luminii,

durata de srlucire sau perioade de iluminare i calitatea i structura acesteia,

determinat de lungimea de und a radiaiilor electromagnetice absorbite din

spectrul solar.

Din repartizarea difereniat pe suprafaa Pmntului a energiei solare, rezult

variabilitatea climatelor i distribuia organizmelor.

n funcie de evoluia parametrilor climei zonele pmntului se impart n:

1. Zona cald care se subdivide n:

- climat ecuatorial;

- climat subtropical;

- climat tropical uscat (de deert);

- climat tropical umed.

2. Zon temperat care se subdivide n:

- zone cu climat subtropical (mediteranean);

- zone cu climat temperat-maritim;

- zone cu climat temperat-continental.

3. Zona rece care se subdivide n:

- zone cu climat subarctic;

- zone cu climat arctic sau polar.

Efectul informaional, general, al luminii const n faptul c asigur n principal

perceperea formelor, culorilor, micrilor, obiectelor nconjurtoare precum i a

distanelor (fig.3.4).


39

Fig.3.4 Perceperea efectului luminii

Lumina prezint frecvene, variaii zilnice, ciclice extreme i accidentale

datorate variabilitii geografice i expoziionale, variabilitate ce determin o anumit

ritmicitate metabolic i comportamental a lumii vii. Dei durata perioadei de noapte

i de zi este aceeai pe glob, apar diferenieri n succesiune, astfel la ecuator noaptea i

ziua au cicluri de cte 12 ore, iar la poli prezint cicluri de cte 6 luni.

Lumina solar este indispensabil plantelor pentru realizarea

fotosintezei.Cantitatea de radiaii solare ajuns la nivelul covorului vegetal este

interceptat i distribuit astfel:

- O parte este reflectat de ctre plante (70% din infraroii i 10-20% din

spectrul vizibil verde);

- O parte este absorbita i folosit n fotosintez (albastre i roii);

- O alt parte trece prin nveliul vegetal pn la nivelul solului (fig.3.4).

Efectul informaional al luminii pentru animale const n perceperea formelor,

culorilor, distanelor i a micrilor obiectelor nconjurtoare, dar i n mod ificarea

activitii lor: perioada de via activ, latent, nprlirea , migraia.

Rolul ecologic al luminei const n:

- Aportul la productivitatea ecosistemelor n urma procesului de fotosintez

- Determinarea ritmurilor biologice, circadiene, lunare, sezoniere i anuale.

n funcie de durata de strlucire a soarelui, plantele se mpart n 3 grupe:


40

- plante de zi scurt, sunt plantele ce nfloresc i fructific n perioade de ilumunare scurt (ex.varz, praz, cartof, tutunul, porumbul, crizantem);

- plante de zi lung, sunt plante ce nfloresc i fructific n perioade de lumin foarte mari (ex. grul, orzul, tomate, mazrea, fasolea, rapia) ;

- plante indiferente sunt plante care nu au alocat un program strict la perioada de iluminare (ex. floarea soarelui, vinetele).

B. Temperatura acest factor influeneaz direct sau n corelaie cu ali factori

ecologici parametrii structurali i funcionali ai populaiilor naturale i implicit

compoziia biocenozelor. Din punct de vedere ecologic, temperatura este n

general o consecin a manifetrii radiaiei solare prin componena ei caloric

(creterea temperaturii).

n studiile ecologice, msurarea temperaturii i monitorizarea fluctuaiilor

acesteia sunt elemente de baz pentru caracterizarea biotopurilor (locul unde crete

i se dezvolt o specie).

Constanta termic reprezint cantitatea de cldur ce trece n unitatea de timp

printr-un cm de sol pentru creterea i descreterea temperaturii pe adncimea de

1cm cu 1C.

Schimbarea temperaturii unui corp, prin transferul de cludr depinde de

capacitatea termic a acestuia. Capacitatea termic reprezint cantitatea de cldur

necesar pentru a ridica temperatura cu 1C a unui cm de substan.

Efectul temperaturii asupra biologiei i fiziologiei organismelor trebuie urmrit

din 3 puncte de vedere:

- Efectul temperaturii medii

- Efectul temperaturilor extreme

- Efectul periodicitii.

Influena temperaturii asupra organismelor

O posibilitate de clasificare a organismelor dup modul de reglare al

temperaturii organismului este :


41

- Organisme homeoterme (i menin aproximativ constant temperatura

corpului)

- Organisme poikiloterme (temperatura corpului variaz n funcie de

temperatura mediului nconjurtor; ex. reptile).

O alt clasificare ar putea fi n:

- Organisme ectoterme (plante, reptile, protozoare care se bazeaz pe

sursele externe de cldur pentru creterea temperaturii corpului)

- Organisme endoterme (psri i mamifere capabile s produc cldur

intern pentru a-i ridica temperatura corpului).

Unele animale endoterme, cum ar fi vulpea arctic (vulpea argintie), sunt

specialiti ai vremii reci.Strategia lor evident mpotriva temperaturilor sczute este

izolarea datorat prezenei unui strat gros de blan. Se cunoate ns i faptul c n

cazul scderii temperaturii are loc o cretere sau o scurtare a lungimii longevitii taliei

acestor organisme. Exemplul tipic n acest sens este cel al variaiei dimensiunilor la

diferite specii de vulpi (fig.3.5 i fig.3.6).

Fig. 3.5 Forma corpului la vulpi n funcie de condiiile climatic: a)zona arctic,

b)desert.

Fig.3.6 Reducerea marimii urechilor la speciile de vulpi, in functie de latitudine:

A-Alopex lagopus; B-Vulpes, vulpes; C- Fennecus zerda, dupa Ramade, 1984.

a

)

b

)


42

n zonele calde cresc extremitile (coada, urechile, botul, picioarele), n timp ce

n zonele reci se micoreaz extremitile (coada, urechi, botul, picioarele, etc.).

C. Apa (Umiditatea)

Ca factor ecologic, apa are o deosebit importan, constituie mediul intern al

tuturor organismelor, reprezentnd peste 90% din compoziia materiei vii.

Apa are 2 trsturi importante:

- Capacitatea termic mare (cantitatea de cldur necesar pentru a ridica

temperatura cu 1C a unui cm 3 de ap).

- Densitatea maxim la temperatur de 4C (1gram/cm3).

Capacitatea caloric mare a apei face ca aceasta s absoarb o cantitate mare de

energie termic, cu o modificare mic a temperaturii, astfel c viaa acvatic este

protejat de fluctuaiile de temperatur. Formele prin care acest factor influeneaz

activitatea biocenozelor sunt: precipitaiile i umiditatea atmosferic.

Reducerea precipitaiilor anuale sub 750 mm stagneaz dezvoltarea arborilor,

iar sub 250 mm determin apariia pustiurilor (fig.3.7).

Fig. 3.7 Adaptarea vegetaiei la condiiile unui climat deertic.

Principalele surse de ap sunt: precipitaiile (ploaie i zpad). Roua i ceaa,

umiditatea atmosferic , apa din sol i subteran (sau freatic).

Umiditatea atmosferic reprezint cantitatea de ap existent la un moment dat

n atmosfer sub form de vapori i poate fi exprimat n 2 moduri:

- Umiditatea absolut (masa sau greutatea vaporilor de ap coninut la un

moment dat de unitatea de volum de aer ; ex. grame vapori de ap la un

m3 de aer, (Uabs % )

- Umiditatea maxim reprezint cantitatea de vapori de ap n grame,

necesar pentru a satura complet 1 m3 de aer.


43

- Umiditatea relativ reprezint cantitatea de vapori care exist n aer,

raportat la cantitatea de vapori din aerul saturat, n condiii date de

temperatur i presiune 100(%)UmaxUabsUrel .

Pentru organism, uniditatea aerului are o importan deosebit.Aceasta

condiioneaz intensitatea transpiraiei i deci consumul de ap al plantelor (fig.3.8).

Fig.3.8 Adaptarea vegetaiei ntr-o pdure format sub climat oceanic, cu precipitaii

abundente (peste 4000 mm/an), Olympic Park, U.S.A

Dup exigenele fa de ap, organismele se clasific n:

- Hidrofile (plante i animale care se ntlnesc n zone cu umiditate

excesiv, exemplu orezul, piciorul cocoului, Equisetum, Juncus,

Nimphaea, etc.);

- Mezofile (plante i animale care se ntlnesc n zone cu umiditate

moderat, suport variaii mari ale umiditii; ex. festuca rubra, Dactylis

glomerata salamandra, etc.);

- Xerofile (plante i animale ce triesc n zone aride cu un deficit

permanent sau temporar de umiditate att n aer ct i n sol; Au talie

mic, sistem radicular puternic i dezvoltat la suprafa, frunzele sub

form de epi, solzi, se pot rsuci sub form de peri rigizi:

-suculente cactui, aloe, agave

-tipic xerofile - cresc n stepe, pelinul, pirul crestat, quercus

pubescens, melci, oprla australian, etc.).


44

Plantele pot utiliza apa existent n sol n 2 moduri:

a. Apa se deplaseaz ctre rdcina plantelor

b. Rdcinile plantelor cresc ctre zona de sol aprovizionat cu ap.

Cantitatea total anual de ap din precipitaii determin caracterul general al

ecosistemului astfel:

- ntre 0-250 mm anual - deert;

- ntre 250-750 mm anual - step, savan;

- ntre 750-1250 mm anual - pdurile din zonele umede;

- peste 1250 mm anual - pdurile ecuatoriale.

D. Vntul prezint interes din punct de vedere ecologic datorit faptului c este

un factor limitativ pentru anumite ecosisteme i anume:

- Sub influena unor vnturi puternice vegetaia prezint o dezvoltare

limitat (ex. Jnepenii din zona globurilor alpin);

- Modific temperatura i evapotranspiraia potenial;

- Are rol de transport: al particulelor abiotice-praf, nisip; al particulelor

biotice-polen, spori i al poluanilor, etc;

- Poate duce la o eliminare selctiv, pe vrste a organismelor dintr-o

populaie, influennd structura acesteia (n zona cu vnt puternic,

vegetaia are port pitic i/sau tulpini flexibile).

3.3.3. Factorii edafici

Reprezint complexul de influene i aciuni dintre organisme i proprietile

fizico-chimice i biochimice ale solului. Factorii edafici includ stratul superficial al

litosferei (scoara de alterare) i materia organic, aflat sub influena factorilor

climatici i n condiii variate de relief.

Solul este mediul de via al foarte multor organisme vii, respiraia solului

schimb compoziia troposferei, umiditatea solului stabilete de fapt compoziia


45

chimic a apelor subterane, a rurilor, lacurilor i ntr-o oarecare msur i pe cea a

Oceanului planetar.

n sol au loc permanent si concomitent procese chimice, fizice i biologice dintre

care cele de oxidare fermentativ, catalitic i de reducere sunt cele mai importante.n

urma acestor procese solul se mbogeste cu substane organice i anorganice

necesare vieii i de asemenea se realizeaz circuitul substanei i energiei n natur. n

solurile acide sunt blocate: sulful, borul, fosforul, potasiul i magneziul.n cele

srturate sau alcaline se nregistreaz o slab absorbie a fierului i a fosfailor.

Fertilitatea solului reprezint capacitatea sa de a satisface toate necesitile de

substane nutritive, ap i aer pentru creterea i dezvoltarea plantelor, permanent n

cantiti ndestultoare i simultan.

n satisfacerea acestor necesiti un rol hotrtor l au proprietile solului. Solul

este un sistem heterogen, multifazic constituit dintr-o faz solid, scheletul mineral, o

faz lichid, ap i soluii apoase ale diferitelor substane anorganice i diverilor

componeni biologici i o faz gazoas, aerul.

Solul este un sistem biomineral dinamic n interaciune material i energetic cu

mediul i parial nchis prin circuitul elementelor.

Apa din sol este deosebit de important, ea depinde de higroscopicitatea rocilor

componente de ap capilar, gravitaional i de precipitaii. Apa provenit din

precipitaii dizolv substanele minerale nutritive i alimenteaz direct rdcinile

plantelor. Prin infiltraie, apa antreneaz n jos srurile minerale, iar prin evaporare le

urc din nou la suprafa. Consecina acestei circulaii este depunerea srurilor la

diferite niveluri n sol provocnd apariia anumitor procese neplcute asupra solului.

Evaluarea cantitii de ap din sol se poate determina cu ajutorul indicatorului

intervalul umiditii active I.U.A (acesta este cuprins ntre capacitatea pentru ap n

cmp C.C. (pF.=2,5) i coeficientul de ofilire C.O. (pF.=4,2)) (IUA= CC-Co).

Temperatura influeneaz germinaia seminelor, creterea plantelor i capacitatea

de absorbie a rdcinilor. Solurile calde sunt biologic mai active dect cele reci, iar


46

solurile calcaroase sunt mai calde dect cele silicioase. Temperatura solului variaz cu

latitudinea i cu adncimea, iar temepratura solului superficial variaz n limite mai

largi dect cea a atmosferei (fig.3.9).

Fig.3.9 Determinarea temperaturii n sol

Substana organic din sol ndeplinete un mare rol n creterea i dezvoltarea

plantelor.Humusul este sursa principal de compui organici minerali i de energie

pentru toate organismele care populeaz solul i de asemenea condiioneaz

fertilitatea.

Importana solului pentru vieuitoare:

- este mediu de viat i surs de hran;

- plantele se fixeaz de sol prin intermediul rdcinilor ;

- animalele triesc pe sol sau n sol (cu excepia celor acvatice) i prezint

modificri morfofiziologice n funcie de consistena i de textura solului.

Pentru fixarea solurilor nisipoase se folosesc mai nti plantele psamofite, apoi

pe dune se pot nfiina pduri de conifere. n zona de step se pot cultiva cereale,

pomi, bostnoase, etc.

3.3.4. Factorii orografici

Factorii orografici (geomorfologici) se refer la formele de relief care prin

caracteristicile lor altitudine, panta terenului, orientarea versanilor, influeneaz

distribuia organismelor n diferite regiuni. Relieful se desfoar pe suprafee terestre

n dou medii diferite: continental, oceanic i marin. n cadrul acestora, pe plan

continental se deosebesc forme majore (muni, cmpii, podiuri), iar n cadrul lor


47

forme medii (vi, depresiuni) i microforme (circuri de vi glaciare, cratere i platour i,

grote, peeri, etc.).

Relieful influeneaz decisiv compoziia biocenozelor. Sukcev, 1961 - citat de

Stugren, 1982 - clasific treptele de relief astfel:

- Megarelief diferene de nivel de mii de metri;

- Macrorelief - diferene de nivel de sute de metri;

- Mezorelief - diferene de nivel de zeci de metri;

- Microrelief - diferene de nivel de metri, pe panta unui munte, etc;

- Nanorelief - diferene de nivel de dm. sau cm., difereniere intern a biotopului

n microbiotopuri.

La aceeai longitudine, altitudinea schimb condiiile climatice cu influene

remarcabile asupra biocenozei. Odat cu creterea altitudinii, scade presiunea, iar

mamiferele sunt afectate.

Expoziia terenurilor i vnturile dominante condiioneaz structura ecosistemului.

Pe un versant cu expoziie sudic, nclzirea este mai rapid primvara comparativ

cu un versant cu expoziie nordic.

3.3.5. Ali factori

Focul, ca factor ecologic, influeneaz puternic structura, dinamica, succesiunea

i productivitatea biocenozelor afectate (fig.3.10). Focul este considerat un factor

distructiv, ns n unele situaii el are efecte ecologice complexe, acionnd ca un

factor de selecie asupra biocenozelor.Cnd capt caracter de regim (aciune rapid i

repetat), acesta manifest un efect pozitiv ca urmare a consecinelor ecologice:

distrugerea vegetaiei uscate, a unor focare de infecie, mbogirea solului n substane

alcaline, regenerarea biocenozelor (L. Muntean i M. tirban, 1995).


48

Fig.3.10 Aciunea i efectele focului asupra unui scosistem natural

Gravitaia determin n anumite situaii stratificarea apelor (calde la suprafa i

reci la adncime); condiioneaz cderea masiv a frunzelor.

Compoziia ionic a mediului are rol important n modelarea biocenozei de ctre

biotop, de asemenea ali factori cum ar fi salinitatea i circuitul biochimic.

pH-ul, etc.

3.4. Teste de evaluare nr.3

1. Definii legea toleranei.Exemple.

2. Enumerai factorii ecologici preciznd importana lor pentru agricultur.

3. Care este importana factorului lumin pentru plante i cum se clasific aceastea

n funcie de lungimea perioadei de iluminare?


49

3.5. Bibliografie minimal

1. A.Penescu, Narcisa Bbeanu, D.I. Marin Ecologie i Protecia mediului, 2001,

Ed.Sylvi.

2. M. Berca Ecologie general, 2000, Ed. Ceres.

3. A. Penescu Note de curs.

REZUMATUL TEMEI

Legea factorului limitativ i legea toleranei.

Clasificarea factorilor ecologici:

1. Factori climatici;

2. Factori edafici;

3. Factori orografici;

4. Ali factori.


50

TEMA NR.4

BIOCENOZA

Uniti de nvare:

Definiie i exemple

Componentele trofice ale biocenozei

Indicatorii de caracterizare a structurii biocenozei

Principii biocenotice

Structura trofic a biocenozei

Obiectivele temei:

Timpul alocat orei: 2 ore

4.1. Definiie.Exemple

Biocenoz (grec. bios = via, koinos = comunitate) = un sistem de indivizi biologici

din diferite specii ataai unui anumit biotop.(fig 4.1)

Fig.4.1 Exemplu de biocenoz

nelegerea noiunii de biocenoz

nelegerea relaiilor trofice ntr-o biocenoz

Importana acestor relaii pentru agricultur


51

Termenul de biocenoz a fost introdus de K. Mobius (1877) cu ocazia studierii

unui banc de stridii din Marea Nordului. El definea biocenoza ca fiind ,,o grupare de

fiine vii, corespunznd prin poziia sa, prin numrul de specii i de indivizi, la

anumite condiii de mediu, grupare de fiine legate de printr-o dependen reciproc

i care se menin pentru reproducere ntr-un anumit loc n mod permanent.

Biocenoza este definit astfel ca: un sistem supraindividual, reprezentnd un nivel de

organizare al materiei vii, alctuit din populaii legate teritorial i interdependente

funcional.

De exemplu biocenoza unui lac este alctuit din: plante superioare, bacterii i

ciuperci, plante i animale microscopice, animale fitofage i peti rpitori (fig4.2).

Fig. 4.2 Biocenoza ntr-un ecosistem acvatic (a) i terestru (b)

Biocenoza unei pduri este alctuit din: arbori, arbuti, plante ierboase, o faun

bogat alctuit din animale nevretebrate: acarieni, pianjeni, rme, etc. i vertebrate:

reptile, psri i mamifere.

4.2. Componentele trofice ale biocenozei

Populaiile care aparin biocenozei sunt strns legate prin relaii interspecifice:

relaii de hrnire, de aprare, de reproducere, de rspndire. Organismele care

aparin unei biocenoze sub aspect trofic se clasific n:

A. Productori : organisme autotrofe capabile s sintetizeze substane organice din

substane minerale. Acestea sunt plantele verzi i bacteriile chimiosintetizante

B. Consumatori: organisme heterotrofe. Acestea pot fi:

a) b)


52

a. Consumatori primari sau fitofagele organisme ce consum hrana

vegetal. Sunt reprezentai de virusurile plantelor, bacteriile care

infecteaz pantele spontane i de cultur, ciupercile parasite pe plante

Ustilago mazdis, mlura grului Tillrtia sp., plantele superioare parasite

pe plante (Orobanche, Cuscuta) i semiparazite (vscul); animale fitofage

(n ape: peti ca roioara, scoici, melci etc.; pe uscat melci, insecte,

psri (care se hrnesc cu fructe i semine, ierburi): forfecua, botgrosul,

piigoii etc., mamifere roztoare i erbivore.

Toate aceste organisme ndeplinesc funcia de punere n circulaie a materiei

organice produse de plante i transformarea acesteia n biomas animal, respectiv

bacterian.

b. Consumatori secundari contribuie la creterea productivitii biosferei,

mpiedicnd pierderea energiei i distrugerea rapid a substanei organice.

Reprezentai de bacteriofagi, virusurile animalelor, ciupercile parazite pe

animale, animalele zoofage: n ocean-rechinii, n apele continentale petii

rpitori - alul, tiuca, psri ichtiofage - cormoranii, strcii; pe uscat

pianjeni, insecte rpitoare, viermi parazii, reptile, psri insectivore-

rndunica i rpitoare-bufnia, mamifere carnivorevulpea. Acetia

contribuie la creterea productivitii biosferei, mpiedicnd pierderea

energiei i distrugerea rapid a substanei organice.

c. Consumatori teriari utilizeaz ultimele resurse energetice ale

substanei vii dupa transformrile suferite n lanul trofic. Carnivorele de

vrf, nu sunt consumate de nici un fel de animale (vulturul, rsul, leul,

nisetrul, tiuca). Ei utilizeaz ultimele resurse energetice ale substanei vii

dup transformrile suferite n lanul trofic.

d. Saprofagele specii care se hrnesc cu substana organic moart,

animal sau vegetal, pe care nu o transform n materie anorganic.

Repun in circulaie substana i energia care altfel ar fi degradat imediat

de descompuntori (rame, groparii, etc.).

C. Descompuntorii: organismele care prin procese de oxidare i/sau reducere

transform substanta organic moart, reducnd-o la starea de substan

anorganic (bacterii si ciuperci microscopice) (fig. 4.3).


53

Fig.4.3 Piramida Eltonian: a.Productori (plante verzi), b.Consumatori primari sau

fitofagele (vegetariene)(insecte fitofage), c.Consumatori secundari (insecte zoofage i

psri insectivore), d.Consumatori teriari (psri rpitoare), e.Descompuntori

4.3. Indicatorii de caracterizare a structurii biocenozei

Structura unei biocenozei este influenat de proporiile cantitative dintre

speciile care alctuiesc cele 3 mari grupe funcionale (productori, consumatori i

descompuntori).

Caracterizarea structurii i a rolului diferitelor specii n activitatea biocenozei

precum i compararea cantitativ a biocenozelor ntre ele se realizeaz cu ajutorul

unor indicatori precum:

1. Frecventa (%) reprezint raportul dintre numrul de probe care conin

specia luat n studiu i numrul total de probe adunate n unitatea de timp.

Este influenat de densitate i distribuia spatial a populaiilor.

2. Constana - se exprim n funcie de frecven i indic prezena unei specii n

una sau mai multe probe.Este exprimarea procentuala a frecvenei .

Speciile pot fi:

a. specii accidentale (F 25%)

b. specii accesorii (F = 26-50%)


54

c. specii constante (F = 51-100%)

3. Abundena (%)- reprezint raportul dintre numrul sau biomasa indivizilor

unei specii i numrul sau biomasa indivizilor tuturor speciilor din probe.

4. Dominana - exprim influena unei anumite specii n structura i funcionarea

unei biocenoze.

Exist i situaii n care o specie poate avea o abunden numeric scazut, dar

poate s exercite o influen mai mare n ecosistem decat o specie cu abundent

mare. Exemplu: erbivorele sunt mai puin numeroase dect unele insecte

fitofage, nsa au o importan mai mare la nivelul unui ecosistem de cmpie.

5. Fidelitatea - exprim tria legturilor ntre specii ale biocenozei dnd

posibilitatea caracterizrii biocenozelor prin prezentarea unor specii ce pot

deveni indicatoare ale biocenozei respective.

Analiznd acest indicator putem vorbi despre:

- specii caracteristice (legate strict de o biocenoz, care nu pot persista n alte

ecosisteme Ex. pstrvul numai n praiele de munte).

- specii prefereniale pot exista mai multe biocenoze dar prefer una (loboda -

n terenurile bogate n azot, dar este ntlnit i n alte ecosisteme)

- specii strine (ntmpltoare)

- specii indiferente.

6. Diversitatea - exprim gradul de saturaie n specii a unei biocenoze naturale.

Reprezint un indice cantitativ complex al structurii biocenozei care se poate

calcula pornind de la numrul speciilor i abundena relativ a fiecreia.

La nivelul unei biocenoze diversitatea este particularizat de :

a. Factorii istorici biocenozele se diversific de-a lungul timpului, cele vechi

fiind mai bogate n specii decat cele noi. Diversitatea este redus n

ecosistemele puin stabile (tundra, agrobiocenoze) i foarte important n

ecosistemele evaluate, stabile (n regiunile tropicale).


55

b. Factorii climatici regiunile au climat stabil, favorizeaz apariia specializrilor

i adaptrilor mai pregnant dect zonele cu climat variabil, datorit constanei

resurselor alimentare. Animalele din aceast regiune se caracterizeaz prin

comportamente alimentare stereotipice, necesitile lor fiind uor de satisfcut.

c. Eterogenitatea spatial cu ct mediul este mai complex, cu att biocenozele

sunt mai diversificate.

d. Competiia-prdarea - competiia se exercit de regul ntre speciile care ocup

nie identice sau vecine. De exemplu, se poate diminua prin decalarea perioadei

de reproducere, ns acest lucru este posibil numai n regiunile cu un climat care

permite reproducerea de-a lungul ntregului an. O intensitate slab a competiiei

permite apariia i coexistena unor noi tipuri de prad, care poate suporta noi

tipuri de prdtori.

e. Productivitatea diversitatea este mare atunci cnd productivitatea este

mare.ntr-un mediu stabil pierderile de energie sunt reduse, o mare parte din

energie regsindu-se la nivelul productorilor. Aceasta permite speciilor s

formeze populaii mai mari, cu un grad ridicat de variabilitate.Altfel spus,

abundena hranei permite speciilor s se fragmenteze n populaii mai mici, mai

mult sau mai puin izolate, care pot ptrunde la niveluri trofice diferite.

4.4. Principii biocenotice

Indicatorii de diversitate pot fi considerai traducerea cifrat a principiilor

biocenotice.

A. Principiile lui Thienemann:

1. Cu ct sunt mai variabile condiiile de existen dintr-un biotop, cu att mai

mare va fi numrul de specii ale biocenozei ataate acelui biotop. (Ex. Delta Dunrii).

2. Cu ct condiiile de existent dintr-un biotop se ndeparteaz mai puternic de

starea normal i optim pentru cele mai multe specii, cu att numrul de specii din

biocenoz va fi mai mic, iar speciile noi vor fi reprezentate printr-un numr mai mare

de indivizi (Ex. teren erodat-teren saturat).


56

B. Principiul lui Frantz:

Cu ct conditiile de mediu dintr-un biotop au avut continuitate mai mare n

dezvoltarea lor, cu att au fost mai mult timp omogene, cu att comunitatea de specii

este mai stabil i mai omogen (Ex. Pdurea topical).

4.5. Structura trofic a biocenozei

Structura trofic reprezint ansamblul de relaii trofice stabilite ntre speciile

biocenozei. Partea ecologiei care se ocup cu studiul structurii trofice, compoziie i

volum de hran a diferitelor specii, se numete trofoecologie.

Lanul trofic reprezint un ir de cteva organisme (precum zalele unui lant),

diferite funcional, prin care energia i materia circul numai de la un nivel trofic

inferior spre un nivel trofic superior (Fig.4.4).

Fig.4.4 Lan trofic

Lanurile trofice, cu ct sunt mai scurte cu att sunt mai productive (s nu

depesc 5-6 verigi).

4.5.1. Tipuri de lanuri trofice

In natura se difereniaz urmatoarele tipuri de lanturi trofice:

1. Lan trofic de tip prdator care cuprinde : plant autotrof-animal erbivor-

carnivor de ordinul I-carnivor II (fig.4.5);

Fig.4.5 Exemplu de lan trofic in mediu terestru


57

a. n ecosistemele terestre - gru oarecele de cmp nevstuic bufni;

frunze afide insecte sirfide piigoivultur;

b. n ecosistemele acvatice: - n lacuri: - alge crustacee puiet de pete peti

rpitori (biban, alu) psri ihtiofage (pelican);

- n mare: fitoplancton- copepode-heringi aduli- foci.

2. Lan trofic de tip parazit: gazd-parazit-hiperparazit; poate fi

endoparazit, ectoparazit sau combinaii ale acestora.

De asemenea, lanurile pot fi scurte (de tip gazd parazit). De exemplu:

lucern - cuscuta (Cuscuta campestris); rdcina florii soarelui lupoaie (Orobanche

ramosa); tutun - virusul mozaicului tutunului;

Exist i situaii n care lanul parazit este mai lung: plant-insect fitofag-

virus.

De asemenea, putem avea verigile: gazd parazit hiperparazit.

Ex. : om vierme parazit bacterii virusuri; plant oaie-musc-flagelat-

bacterie-bacteriofag.

3. Lan trofic de tip detritic sau saprofag: Cu verigile: materie organic

moart organisme detritivore consumatori secundari consumatori teriari.

Acest tip de lan trofic l ntlnim n orizontul organic al pajitilor, litiera

pdurilor, pe fundul apelor cu depozite organice.

Ex. materie organic moart rm oarece comun;

n lacuri: nmol cu detritus organic - larve de chironomide pltica - peti

rpitori om.

n literatur regsim descrise i alte tipuri de lanuri trofice. De exemplu, C.

Prvu, (2001) introduce i argumenteaz denumirea de lan trofic zoofag. Acesta este

caracteristic plantelor carnivore i ciupercilor carnivore (n care animalul constituie

veriga iniial i planta, secundar).

Plantele carnivore prezint anumite adaptri la nivelul frunzelor, care le permit

reinerea sau prinderea de animale foarte mici n vederea suplimentrii necesarului de

substane minerale (n special azotoase), n vederea creterii. De exemplu:

microcrustacei (Cladocere) otrelul de balt (Aldrovanda vesticulosa); insecte

roua-cerului (Drosera rotundifolia).

Ali autori descriu numai 2 tipuri de lanuri trofice. De exemplu, Ehrlich, (1985)

descrie un lan trofic asimilator, care reunete organismele ale cror cretere i

reproducere la fiecare nivel trofic sunt n dependen direct de cele aflate la nivelul

trofic precedent i un lan trofic dezasimilator , caracterizat prin descompunerea

treptat a moleculelor organice complexe, al crui rezultat final poate fi mineralizarea

(alctuit din depolimerizatori, descompuntori primari, secundari etc.).


58

n raport cu modul de utilizare a substanelor organice derivate din producia

primar a ecosistemelor, Campbell, (1977) descrie, de asemenea, 2 tipuri de lanuri

trofice: de tip fitotrof (similar celui denumit anterior prdtor) i lan trofic detritic.

4.5.2. Relaiile dintre nivelurile trofice

Elton (1927) a propus reprezentarea sub form de diagrame a relaiilor trofice

dintr-o comunitate, pornind de la un fapt pe considerente numerice (Tabelul 4.1).

Tabelul 4.1

Bilanul pe numr de indivizi, biomas i energie, ntr-un ecosistem natural

teoretic de tip pdure tropical.

Natura

indivizilor

Indivizii Bilan de biomas Bilan de energie

Nr/ha % g/m2 % Kcal/m

2/an %

Productori primari (P)

10.000 100 106 100 20.000 100

Consumatori (C1)

100 1 104 1 2.000 10

Consumatori (C2)

10 0,1 103 0,1 200 1

Consumatori

(C3)

1 0,01 102 0,01 20 0,1

Pierderi 9.889 98,89 9889*105 98,89 17.720 88,9

Not: S-a observat c n general, descreterea numrului de indivizi are loc pe msur

ce se trece de la productori spre consumatori de ordin superior. Din tabelul de mai

sus dac vom transpune grafic valorile vom obine trei tipuri de piramide.

Se disting 3 tipuri de piramide (Fig.4.6):

1. Piramida numeric sau a efectivelor;

2. Piramida biomaselor (se nregistreaz biomasa nivelurilor trofice succesive);

3. Piramida energetic (se ia n considerare energia potenial existent);


59

Piramida numeric a):

Piramida biomaselor b):

Piramida energetic c):

Fig.4.6 Cantitatea de energie, biomas i numrul de indivizi din diversele niveluri

trofice ale unui ecosistem natural theoretic de tipul unei pduri tropicale (dup A.N. i

A.H. Strahler, 1974). a)Piramida numeric, b)Piramida biomaselor, c)Piramida

energetic

Dup studiul acestor piramide, se poate observa c exist pierderi entropice la

fiecare nivel (la piramida numerica: 98,89%, la piramida biomaselor: 98,89 %, iar la

piramida energetic: 88,9 %). Elton a constatat c n general, descreterea numrului de

indivizi are loc pe msur ce se trece de la productori spre consumatorii de ordin


60

superior. Reprezentnd grafic pe axe (x = numrul de indivizi; y = nivel trofic) rezult

o piramid, numit piramida numeric sau piramida efectivelor (fig.4.3.a)

Explicaia acestei reprezentri este simpl: plantele i apoi animalele mici

posed un potenial de nmulire mai ridicat comparativ cu cele mari, ca adaptare la

faptul c animalele mici sunt consumate de cele mari.

Dac se nregistreaz biomasa nivelurilor trofice succesive rezult piramida

biomaselor (fig. 4.6. b).

Se observ c productorii nregistreaz o cantitate ridicat de biomas, apoi aceasta

scade treptat de la erbivore la carnivorele de ordinul III. Este logic aceast

micorare a biomasei, deoarece:

- nivelurile inferioare servesc drept hran nivelurilor superioare;

- nu toat substana nivelului inferior este consumat (erbivorele nu consum

i rdcinile plantelor);

- din ce s-a ingerat nu totul se diger;

- din ceea

Ecologie Si Protectia Mediului Alex Varianta Finala

Text of Ecologie Si Protectia Mediului Alex Varianta Finala

PREZENTARE PPT - varianta finala

142341733 Frecventmetru Numeric Varianta Finala

Economy Uk, Usa (Varianta Finala)

Enacheionut Hdtb Varianta Finala EA

Varianta finala

Umiliti Si Obiditi Varianta Finala

Litiaza Urinara Varianta Finala 13.10

Zaharul- Mihaela Vlad - Varianta Finala

Suport de Curs Varianta Finala

B1 - varianta finala

Medicina Varianta Finala 24 Feb

ATESTAT Varianta finala

Tips Tricks Motivare Nonfinanciara Varianta Finala

Originea si evolutia omului varianta finala

Romania Sociala Varianta Finala Ok

GrileMate - varianta finala

ceccare 92569970-varianta-finala-2.doc

sisteme conducte Varianta finala curs.pdf

Ghid activ financiar conta - Varianta finala

Fileshare Drept Procesual Civil - Varianta Finala

Brukenthal varianta finala

Ghidul Mandatarului Financiar - Varianta Finala

Prezantare CC - cifruri bloc - varianta finala

Teorii Moderne Ale Modificat VARIANTA FINALA

SDL varianta FINALA - dupa clarificarigalsn.ro/wp-content/uploads/2017/08/SDL-varianta-FINALA...Title SDL varianta FINALA - dupa clarificari.pdf Author gal Created Date 11/2/2017 4:57:54

Asfaltator Suport de Curs Varianta Finala

-varianta finala

PRN Curs varianta finala

ORL Lp Varianta Finala

Legea Educatiei Nationale - Varianta Finala

Documents

Ecologie Si Protectia Mediului Alex Varianta Finala

Text of Ecologie Si Protectia Mediului Alex Varianta Finala