Ecologie Si Protectia Mediului

ECOLOGIE SI PROTECTIA MEDIULUI SUPORT DE STUDIU AGRICULTURA

1

Cap. Continutul I ECOLOGIA SI ECOLOGIA AGRICOLA 1.1. Ecologia ca stiinta biologica - definitie, obiect de studiu, istoric 1.2. Ecologia agricola - definitie; istoric; continut 1.2.1. Agricultura ecologica; biologica; biodinamica 1.2.2. Agricultura durabila 1.2.3. Agricultura moderna II ECOSISTEMUL 2.1. Teoria generala a sistemelor 2.2. Caracteristicile sistemelor biologice 2.3. Conceptul de ecosistem 2.4. Biotopul 2.5. Biocenoza 2.6. Structura ecosistemului 2.7. Functiile ecosistemului 2.8. Dinamica ecosistemului 2.9. Tipuri de ecosisteme naturale III ORGANISMELE SI MEDIUL DE VIATA 3.1. Nisa ecologica 3.2. Factorii de mediu 3.3. Principalii factori abiotici si biotici IV ECOSISTEMUL AGRICOL 4.1. Definitie 4.2. Biotopul agricol 4.3. Biocenoza agricola 4.4. Functiile ecosistemului agricol 4.5. Originea si evolutia ecosistemului agricol 4.6. Clasificarea ecosistemelor agricole 4.7. Productivitatea ecosistemelor agricole V ECOSISTEMUL AGRICOL SI ALIMENTATIA OMULUI 5.1. Necesitatile alimentare actuale ale omului 5.2. Resursele alimentare ale omenirii si producerea de bunuri alimentare 5.3. Cerinte si posibilitati de imbunatatire a nivelului de alimentatie a VI omului. ACTIUNEA NEGATIVA A OMULUI IN ECOSISTEME 6.1. Distrugerea fitocenozei 6.2. Degradarea solului si reducerea fertilitatii sale 6.3. Distrugerea zoocenozei 6.4. Introducerea daunatorilor 6.5. Poluarea mediului ambiant 6.6. Mediile de poluare 6.7. Principalii poluanti ai mediului VII 6.8. Prevenirea si combaterea poluarii in ecosisteme GOSPODARIREA RESURSELOR NATURALE 7.1. Principii ecologice de gospodarire a resurselor naturale si de protectie a mediului ambiant VIII 7.2. Utilizarea optima a resurselor naturale din ecosisteme 7.3. Conservarea resurselor genetice PROTECTIA MEDIULUI 8.1. Protectia mediului ambiant in lume 8.2. Protectia mediului ambiant in tara noastra 2

MODULUL I ECOLOGIA SI ECOLOGIA AGRICOLA 1.1 Ecologia 1.1.1 Concepte si definitii Ecologia este o ramura a biologiei care s-a dezvoltat ca stiinta a vietii, studiind structura, relatiile si legile functionarii invelisului viu al Pamântului. Cuvâtul ecologie deriva de la cuvintele grecesti "oikos", "oikia" = casa, gospodarie si "logos" = stiinta, vorbire, studiu. Etimologic  ecologia este stiinta care se ocupa cu studiul mediului si a modului in care vietuitoarele traiesc in el. Ecologia este stiinta care studiaza legile interactiunii organismelor cu mediul lor de viata. Ecologia presupune: studierea conditiilor de viata ale plantelor si animalelor; a relatiilor dintre vietuitoare, dintre acestea si mediu; a relatiilor dintre om si natura. Charles Darwin  existenta principiului interactiunii in lumea vie  in lucrarea "Originea speciilor" din 1859 introduce si explica conceptul de "lupta pentru existenta". Aceasta nu este altceva decât totalitatea relatiilor intraspecifice si interspecifice. Exemplul clasic folosit de Ch. Darwin se refera la trifoiul rosu pentru samânta din Anglia. trifoi rosu  bondari  soareci  pisici. Obiectul de studiu al ecologiei il formeaza deci interrelatiile dintre organisme si dintre acestea si mediul lor fizic. Interactiunile dintre organisme si dintre acestea cu materia nevie sunt consecintele unei legitati generale a materiei – interactiunea permanenta si universala a sistemelor si proceselor materiale. Aceasta interactiune intre mediul viu si neviu nu este intâmplatoare, ea persista si se dezvolta de când exista materia vie, determinând aparitia unei legi generale a relatiilor organismelor: legea unitatii organismelor cu mediul lor.  materia care alcatuieste atât substanta vie cât si nevie este formata din aceleasi elemente chimice. Interactiunea organism-mediu genereaza o paleta larga de probleme;  schimbarile numerice in materia vie;  schimbarile productivitatii biologice;  schimbari ale calitatii, sanatatii mediului. Datorita acestor implicatii, obiectivele ecologiei s-au largit, fiind o stiinta a vietii, stiinta care interpreteaza biosfera, stiinta a supravietuirii. In esenta, interactiunile dintre organisme si dintre acestea si mediul lor conditioneaza supravietuirea organismelor, printre care se afla si omul, ca parte integranta a materiei vii. Omul este angrenat permanent intr-un proces de interactiune cu materia vie si nevie, actionând ca un factor ce modifica puternic legaturile dintre organisme si mediul lor. In ultimul timp, datorita administrarii gresite a mediului de catre om, precum si datorita cresterii populatiei umane, productivitatea biologica a globului este in pericol de a nu realiza un standard de viata adecvat intregii populatii. Astfel, omul este pus in fata unei crize ecologice. Din aceste motive ecologiei ii revine si rolul de a combate ignoranta ecologica, de a-l invata pe om regulile dupa care trebuie sa se desfasoare relatiile lui cu natura vie si nevie si de a-l orienta spre cunoasterea factorilor de care depinde refacerea resurselor naturale. 1

Desi cercetarile de ecologie au radacini mai vechi, cuvântul ecologie a fost introdus prima data de biologul german Ernst Haeckel (1866), care a inteles prin el "studiul tuturor relatiilor dintre animale si mediul lor organic si anorganic". Mai târziu, in aceasta definitie s-au inglobat si relatiile plantelor. De la Haeckel si pâna in prezent, definitia ecologiei a cunoscut o anumita evolutie, insa se pot distinge doua categorii de definitii:  una referitoare la relatiile organismelor cu mediul lor;  alta, la relatiile sistemelor supraindividuale cu mediul lor ambiant. Din prima categorie fac parte definitiile date de: Ch. Elton (1927), Nikolski (1955), Mac Fadyen (1957), Lamotte (1971), Krebs (1972), R. Dajoz (1970); iar din a II-a, definitiile elaborate de: E. Odum (1966, 1971), M. Ghiliarov (1973), B. Stugren (1975), N. Botnariuc si V. Vadineanu (1982).

1.1.2 Istoric Desi intemeiata de un zoolog, in primele decenii ale existentei sale ecologia a fost dezvoltata in special de botanisti. In 1877 K. Möbius introduce notiunea de biocenoza, pe baza studiilor asupra unui banc de stridii, apoi Schröter pe cele de autecologie (1896) si sinecologie (1902). In 1896, botanistul danez E. Warming a reintrodus termenul de ecologie, care aproape fusese uitat. In 1905, F.E. Clements fundamenteaza din punct de vedere teoretic si practic unele metode de cercetare cantitativa in ecologia vegetala. F. Dahl introduce in 1908 notiunea de habitat, studiind conditiile de viata ale unui grup de arahnide. In 1910, Johnson descrie notiunea de nisa ecologica, iar in 1911 V. Shelford introduce metode fiziologice de cercetare pentru fundamentarea repartitiei geografice a animalelor si formuleaza "Legea tolerantei". In 1916, apoi in 1930, F.E. Clements a introdus conceptele de climax si specie indicatoare, descifrând in parte mecanismele succesiunii ecosistemelor din stadiul de pionierat pâna la stadiul de maturitate ecologica. In 1927 Ch. Elton, prin lucrarea "Ecologia animala" pune bazele ecologiei trofice, descrind in termeni cantitativi piramida trofica, iar in 1928 R. Chapman formuleaza conceptul de rezistenta a mediului. In 1935 A.G. Tansley elaboreaza si introduce in ecologie conceptul de ecosistem. In 1940 Ch. Juday cerceteaza bugetul energetic al lacului Mendota (S.U.A.), fundamentând conceptul de structurare energetica a ecosistemului. In 1942 R.L. Lindeman publica lucrarea "Aspectul trofo-dinamic al ecologiei" in care sintetizeaza cercetarile sale cu privire la fluxul de energie in lacul Cedar-Bog (S.U.A.) si raporturile energetice intre nivelurile trofice, fundamentând conceptia trofo-energetica in ecologie. Dupa 1964, odata cu Programul Biologic International, initiat de UNESCO, ecologia a pasit in etapa integrarii si modelarii pe calculator. Se folosesc frecvent programele de prognoza si avertizare mai ales pentru evolutia daunatorilor si parazitilor, pentru rezolvarea unor probleme trofo-energetice sau demografice etc. Studiile globale si regionale din ultimul timp au dus la conturarea a doua idei de baza ale ecologiei: a. - Pamântul este un sistem cu dimensiuni si resurse materiale limitate si de aceea fiecare tara sau regiune de pe glob depinde de celelalte printr-un sistem integrator de interactiuni; b. - Cu toata emanciparea sa materiala si spirituala, omul ramâne, din punct de vedere biologic, un component al biosferei si nu un stapân al acesteia. Având in vedere aceste probleme, numeroase organisme si organizatii regionale sau mondiale au elaborat programe concrete privind gospodarirea resurselor mediului si protectia acestuia.

Dezvoltarea ecologiei in tara noastra Cercetarea ecologica organizata in tara noastra incepe cu Grigore Antipa (1867-1944), fost elev si asistent al lui E. Haeckel la Universitatea din Jena. El a studiat Delta Dunarii, lunca inundabila si 2

sectorul nord-vestic al Marii Negre sub aspect ecologic, identificând principalii factori care pot influenta pozitiv sau negativ productia de peste. In acest fel, Gr. Antipa a realizat o legatura strânsa intre cercetarea fundamentala si cea aplicativa, contribuind la conturarea teoriei productivitatii biologice. Pe baza studiilor sale, la vremea respectiva s-au stabilit masurile concrete de exploatare rationala a Deltei Dunarii. Lui Grigore Antipa ii revine si meritul de a fi organizat pe principii ecologice Muzeul de Istorie Naturala din Bucuresti care-i poarta numele. Toate vietuitoarele sunt prezentate in diorame, adica in biotopul si biocenoza de care apartin. In aceeasi perioada Ion Borcea initiaza studiul ecologic al litoralului românesc al Marii Neagre. Traditia ecologica fondata de Gr. Antipa este continuata de M. Bacescu, pentru ecologia Marii Negre si N. Botnariuc, pentru ecologia unor balti, lacuri din lunca inundabila a Dunarii inferioare. Emil Racovita imbogateste cunostintele ecologice prin contributiile sale la cunoasterea conditiilor de viata din Antarctica (1900-1903) si din mediul subteran (1907-1929). El intemeiaza o noua ramura a ecologiei, biospeologia, care a fost continuata de elevii sai C. Motas si Tr. Orghidan. In perioada interbelica se pun bazele dezvoltarii cercetarilor de ecologie vegetala. Astfel, ecologia plantelor a fost initiata de I. Prodan si Al. Borza, creatori ai scolii românesti de geobotanica, iar ultimul si fondator al Gradinii Botanice din Cluj-Napoca. La Bucuresti, Tr. Savulescu si P. Enculescu au abordat unele aspecte privind interactiunile dintre plantele terestre si ciuperci (fungi). Primele cercetari privind ecologia animalelor terestre la noi in tara au fost facute de A. PopoviciBiznosanu, cel care introduce in ecologie notiunea de bioskena. Gh. Ionescu-Sisesti a studiat relatia dintre buruieni si plantele cultivate, a pledat pentru echilibrul dintre ecosistemele naturale forestiere si cele agricole, in scopul conservarii solului si vegetatiei. Ulterior cercetarile au continuat pentru abordarea unor teme interdisciplinare de mare anvergura pentru economia nationala, ca: zonarea ecologica a plantelor (1960), vegetatia pajistilor din tara noastra, resursele funciare praticole s.a. 1.1.3 Relatiile ecologiei cu alte stiinte Ecologia, ca disciplina de sinteza, face parte din ramurile fundamentale ale biologiei, având multe legaturi interdisciplinare in cadrul stiintelor biologice (taxonomia, morfologia, fiziologia plantelor etc.). Rezolvând problemele ei, ecologia a contribuit si contribuie la o dezvoltare calitativ superioara a acestor stiinte, facilitând o mai buna intelegere a diverselor probleme ale acestora. De asemenea, ecologia are legaturi strânse cu fitotehnia, cultura pajistilor, pedologia, zootehnia, silvicultura, geografia etc., discipline ce-si dezvolta problematica pe baza principiilor generale ale ecologiei. In rezolvarea problematicii ei variate, ecologia apeleaza la unele legi sau metode ale altor discipline, nebiologice, cum ar fi: matematica, statistica, fizica, chimia, informatica etc. In etapa actuala asistam la ecologizarea multor stiinte biologice de baza, dar numai ecologia a devenit baza teoretica a atitudinii si a activitatii omului in natura.

1.2 Ecologia agricola 1.2.1 Concept, definitie, continut, istoric Ecologia agricola este una din ramurile tinere ale ecologiei contemporane si cea mai importanta pentru omenire. Ca disciplina stiintifica, Ecologia agricola a fost intemeiata de italianul Girolamo Azzi, care in 1920 in raportul Comisiei de Cercetari prezentat la Academia Italiei, spunea ca: “Aceasta ramura a stiintei (n.n. ecologia) care poate pretinde sa aiba o existenta proprie in domeniul biologiei, prezinta un caracter si scopuri pur stiintifice, deoarece studiaza planta ca un organism ce creste in mediul ce-l inconjoara. Aceasta ramura a stiintei poate avea o importanta practica mare când studiaza plantele cultivate de om pentru trebuintele sale. In acest caz ea devine Ecologia agricola". Asadar, anul 1920 este considerat anul de nastere al “Ecologiei agricole". 3

In 1929 G. Azzi infiinteaza in Argentina prima catedra de "Ecologie agricola" la Facultatea din Buenos Aires. Ulterior a fost invitat sa tina conferinte sau cursuri in diverse tari, printre care si România. Wolfgang Tischler (1985), arata ca Ecologia agricola este "partea ecologiei care se ocupa cu cercetarea corelatiilor din terenurile agricole. Ea cerceteaza, inainte de toate, repercusiunile biologice ale activitatii oamenilor si conduce, prin aceasta, la o sinteza a aspectelor botanice, zoologice si fitopatologice". In lucrarile sale, W. Tischler prezinta structura si dinamica vietuitoarelor dintr-un teren agricol si influenta lor asupra productivitatii plantelor de cultura. In 1987, I. Puia si V. Soran definesc Ecologia agricola ca “ramura ecologiei generale care se ocupa cu studiul multilateral, indeosebi din punct de vedere productiv, al influentelor exercitate de factorii de mediu asupra plantelor de cultura si animalelor domestice, precum si de cercetarea ecosistemelor agricole". In ultimul timp Ecologia agricola si-a largit foarte mult aria de cuprindere, fiind necesara examinarea continutului notiunilor de agricultura si agronomie. Agricultura deriva de la cuvintele latinesti ager, agri - pamânt, ogor si cultura, culturae cultura, cultivare si poate fi definita ca o indeletnicire de baza a omenirii pentru cultivarea pamântului. O trasatura importanta a agriculturii consta in faptul ca productia agricola este legata nu numai de procese economice, ci si de procese naturale, incât in dezvoltarea ei trebuie sa se tina cont si de legile naturii. Agricultura ocupa si in prezent un loc aparte in productia mondiala. Daca ne referim la resursele funciare, sesizam ca pe glob din 13,6 miliarde ha, 8,6 miliarde ha (62 %) sunt terenuri agricole, iar din acestea circa 1,3 miliarde ha (15 %) utilizate ca arabil. In tara noastra din circa 23,8 milioane ha, 14,8 mil. ha sunt terenuri agricole (62 %), din care 9,4 mil ha (63 %) folosite ca arabil. Agricultura constituie o activitate sociala fundamentala de care depinde satisfacerea cerintelor alimentare ale omenirii, mereu in crestere. Agronomia deriva de la cuvintele grecesti agros – ogor; nomos – lege si cuprinde un complex de stiinte pe care se bazeaza productia agricola. Cu alte cuvinte agronomia este stiinta care sintetizeaza cunostintele stiintifice despre cultivarea plantelor, cresterea animalelor si gospodarirea agroecosistemelor (I. Puia, V. Soran – 1987). Ea s-a constituit ca sistem stiintific dupa consolidarea stiintelor fundamentale ale naturii: chimia, biologia, fizica etc. Agronomia cuprinde mai multe grupe de stiinte: - stiinte biologice: pedologia, botanica, fiziologia, biochimia, agrotehnica, fitotehnia, legumicultura, pomicultura, viticultura etc.; - stiinte mecanico-tehnice: masini agricole, constructii si instalatii agricole, motoare; - stiinte ce se ocupa de imbunatatirea solurilor: irigatii, desecari, drenaje, combaterea eroziunii etc.; - stiinte economico-organizatorice: organizarea teritoriului, planificarea, economia agrara, statistica, management, marketing, consultanta agricola; - stiinte care se ocupa cu: prelucrarea, pastrarea si conservarea produselor agricole. Intemeietorul agronomiei in tara noastra este socotit Ion Ionescu de la Brad, iar contributii insemnate la dezvoltarea ei si-au adus ulterior, numerosi oameni de stiinta.

Tema : Care este obiectul de studiu si care este istoricul dezvoltarii « Ecologiei » ca stiinta ?

1.3 Agricultura ecologica Conceptul de agricultura ecologica nu este suficient de bine conturat si nu exista in lume o definitie unanim acceptata. In literatura de specialitate se intâlnesc si alte notiuni cu continut mai mult sau mai putin asemanator, cum ar fi: agricultura biologica (C. Tilbert – 1977, P. Papacostea 1981); agricultura biodinamica (H. Koepf – 1981); agricultura durabila (Rap. Mendow, 1972) etc. 4

Agricultura ecologica poate fi definita ca fiind sistemul agricol in care se promoveaza o cultivare a pamântului prin mijloace capabile sa mentina un echilibru intre agroecosisteme si mediul ambiant. Agricultura ecologica, spre deosebire de cea industrializata se bazeaza pe o stimulare a proceselor naturale ciclice, care:  sa mentina sau sa mareasca fertilitatea solului si sa asigure un control corespunzator al bolilor si daunatorilor, cu cheltuieli minime de energie si resurse, dar cu mentinerea productiei la un nivel optim. Agricultura ecologica este cea in care se va identifica cu mare precizie vocatia fiecarui teritoriu si va avea, in acest fel, posibilitatea de a-l gospodari cu maxima eficienta. Agricultura ecologica presupune:  o folosire mai intensa a relatiilor din natura  o utilizare rationala si inteligenta a tuturor mijloacelor de productie – de la terenul agricol, masini, …, la soiuri, hibrizi, rase, incât sa se asigure conservarea integritatii biosferei si realizarea de produse nepoluate (ecologice). Agricultura ecologica se bazeaza pe multiple coordonate, dintre care amintim: 1. executarea de lucrari de imbunatatiri funciare pentru obtinerea fertilitatii maxime a solului; 2. utilizarea in proportii corespunzatoare a ingrasamintelor chimice (cu macro si microelemente) si a celor organice; 3. refacerea ciclurilor biogeochimice a principalelor elemente nutritive; 4. exportul masiv de substanta organica este echilibrat in mare parte sub forma de fertilizanti organici; 5. utilizarea de fertilizanti chimici, de regula greu solubili, numai in cantitati necesare pentru completarea celor organici; 6. cultivarea acelor plante pentru care vocatia teritoriului este dovedita; 7. imbinarea echilibrata a ecosistemelor agricole cu cele naturale; 8. folosirea rotatiei culturilor (asolamente de 4-8 ani); 9. combaterea bolilor si daunatorilor prin lupta integrata (relatii de concurenta, pradatorism sau parazitism, interactiuni hormonale etc); 10. stabilitatea ramurilor de productie rezultata din diversificarea si necesitatea reala de aprovizionare; 11. inglobarea solelor in agroecosisteme ierarhizate, care sa permita productia in flux continuu; 12. cresterea simultana, in cadrul aceluiasi ecosistem, a plantelor si a animalelor; 13. organizarea de unitati zootehnice de dimensiuni optime, care sa utilizeze furajele produse pe suprafetele proprii; 14. consum cât mai redus de energie tehnologica provenita din combustibili fosili; 15. utilizarea mecanismelor biologice si a interrelatiilor dintre speciile din ecosistemele agricole in stimularea productivitatii (culturi mixte, asociate, rotatii etc.); 16. folosirea de soiuri, hibrizi, rase cu stabilitate ecologica mare, provenite din genofondul local; 17. efecte negative de durata asupra mediului, reduse la minimum (poluare chimica foarte mica, conservarea fertilitatii, protectia contra eroziunii, protejarea genofondului spontan); 18. utilizarea tehnicii si stiintei dintre cele mai noi in sporirea productivitatii, in asigurarea unei calitati optime produselor realizate si in protectia mediului; 19. utilizarea maxima a fortei de munca umana; 20. promovarea conceptiei integratoare despre relatia om-natura.

1.4 Agricultura biologica Este un mod de productie bazat pe activitatea biologica din sol, in care nu se utilizeaza produsi chimici de sinteza. Este o interventie globala care implica nu numai productia vegetala si 5

animala, ci ferma in ansamblu ca organism viu, având multiple interactiuni cu mediul sau natural si socio-economic. A produce in agricultura biologica, este de asemenea modalitatea “de a actiona rational in perspectiva de a administra ecosistemul in mod autonom si durabil" (Tom Harding – vicepresedinte IFOAM – Conferinta de la Rio de Janeiro, 1992). Agrobiologistii acorda intretinerii solului o atentie cu totul particulara deoarece ei considera ca de echilibrul acestui mediu viu si complex depind plantele, animalele si oamenii. Deviza lor este de a cultiva pamântul si nu de a-l exploata. Ca si medicii naturalisti, ei preconizeaza terapii preventive si deci o buna stare fiziologica a organismelor vii care intareste capacitatea lor de rezistenta contra agresorilor externi. Planta si animalul, ca si omul, sunt in contact permanent cu agentii patogeni, dar boala se declanseaza mai usor daca organismul este putin rezistent. Este deci primordial de a dezvolta vitalitatea si rezistenta naturala a plantelor si animalelor. Daca masurile de prevenire nu sunt suficiente, se recurge la tratamente cu produse naturale. Federatia internationala a miscarilor de agricultura biologica (IFOAM) a precizat intr-un program-cadru principalele obiective ale agriculturii biologice: • de a produce produse agricole de inalta calitate nutritiva in cantitati suficiente; • de a lucra in acord cu ecosistemele naturale mai curând decât a cauta sa le domine; • de a promova si diversifica ciclurile biologice in interiorul sistemelor agrare, respectând microorganismele, flora si fauna din soluri, din culturi si sisteme de crestere a animalelor; • de a mentine si ameliora fertilitatea solurilor pe termen lung; • de a utiliza pe cât posibil resursele naturale si neregenerabile de la nivel local; • de a organiza sisteme agricole in concordanta cu materia organica si elementele nutritive din sol; • de a oferi conditii de viata animalelor din crescatorii care sa le permita sa-si exteriorizeze comportamentul specific; • de a evita toate formele de poluare ce ar putea rezulta din practicarea agriculturii; • de a mentine diversitatea genetica din sistemele agrare si din mediul lor ambiant, intelegând protejarea plantelor si animalelor salbatice (genofondul spontan); • de a permite agricultorilor o justa remuneratie si o satisfactie a muncii lor si de a le da un mediu de munca sigur si sanatos; • de a tine cont de impactul tehnicilor de cultura asupra mediului si asupra societatii. Metodele de agricultura biologica sunt fondate pe intretinerea vietuitoarelor din sol, cu precadere microflora si microfauna, datorita unor rotatii culturale lungi si variate, tehnicilor adaptate, precum si pe mentinerea unui continut in materie organica ridicat.  O buna cunoastere a solului prin observatii si analize este indispensabila. Agricultorul trebuie sa dispuna de indicatii precise asupra bogatiei lui in elemente fertilizante si asupra starii biologice pentru a putea efectua corectiile necesare. In agricultura biologica sunt privilegiate sistemele de productie diversificate, fondate de preferinta pe policultura-cresterea animalelor, utilizarea de rase locale si de varietati rezistente la boli si daunatori. Culturile furajere destinate alimentatiei animalelor se introduc in rotatii echilibrate, iar dejectiile animalelor sunt necesare elaborarii unei fertilizari economice si de calitate. Aceste metode de cultura sunt mai complexe decât cele din agricultura clasica, deoarece nu exista un raspuns simplu si unic la fiecare problema exacta. Fiecare exploatatie agricola constituie un sistem complex care cere solutii adaptate. In cadrul acestei agriculturi deosebim diverse curente dintre care unele au tenta mai mult filosofica decât biologica, cum ar fi: agricultura biodinamica; agricultura macrobiotica, organica, regenerativa, naturalista etc. Agricultura biodinamica se bazeaza pe teoria antroposofiei. Lucrarile agricole sunt realizate tinând cont de pozitiile planetelor si ale constelatiilor astronomice, unele fata de altele. De exemplu, daca se fac semanaturi in timpul unei eclipse, se constata de cele mai multe ori modificari profunde in talia plantelor, ritmul de crestere, calitate slaba a materialului semincer. 6

Pentru compostarea ingrasamintelor de ferma se utilizeaza preparate din diferite plante (coada soricelului, musetel, papadie, urzica vie, valeriana etc.). Exemplu: plantele de musetel introduse in intestin subtire de bovina, se ingroapa in sol si se tin pâna primavara. Preparatul da solului sanatate, iar ingrasamântului ii confera o stabilitate mai mare pentru azot. In lupta antiparazitara se folosesc decocturi de plante si chiar (la arborii fructiferi) preparate pe baza de argile.

1.5 Agricultura durabila Acest concept a fost introdus in ultimele doua decenii ale Mileniului II, in paralel cu notiunea mai larga de dezvoltare durabila, cunoscând in acest interval o dezvoltare lenta. O agricultura durabila este aceea care, pe termen lung, amelioreaza calitatea mediului si protejeaza baza de resurse de care ea depinde (sol, apa, atmosfera, organisme vii), furnizându-i omului alimentele si unele materii prime necesare; este cea viabila din punct de vedere economic si care sporeste calitatea vietii pentru agricultor si pentru societate in ansamblul sau. Comparativ cu alte forme ale agriculturii moderne, agricultura durabila este mai putin bazata pe practici energo-intensive, utilizeaza mai putine pesticide si ingrasaminte chimice, este o agricultura mai putin generatoare de deseuri nereciclabile prin activitatile sale. Ea implica pentru agricultori o educatie ecologica solida si o buna cunoastere a metodelor de conservare a mediului. Agricultura durabila trebuie sa asigure in acelasi timp un rezultat economic care sa-l multumeasca pe agricultor si o ameliorare a mediului. Ea vrea sa genereze mentinerea sau cresterea potentialului de productie a terenului pentru generatiile viitoare. Agricultura biologica sub diversele sale forme (organica, biodinamica, naturalista, regenerativa etc.) poate fi considerata ca apartinând agriculturii durabile. Principalele componente ale sistemelor de agricultura durabila sunt: - rotatia si asocierile plantelor cultivate; - lucrarea normala a solului (lucrari superficiale numai la unele culturi din rotatii); - reducerea utilizarii erbicidelor; - fertilizarea: cu ingrasaminte organice; ingrasaminte chimice functie de necesitatile culturii, pe fenofaze; ingrasaminte verzi; - protectia plantelor: prin rotatie, lucrarile solului, soiuri rezistente, culturi asociate etc; - folosirea rationala a resurselor materiale disponibile etc. 1.6 Agricultura moderna sau intensiv-industriala Aceasta, prin utilizarea pe scara larga a mecanizarii si chimizarii, prin introducerea in cultura a noi genotipuri, prin concentrarea si specializarea productiei a adus contributii insemnate la rezolvarea problemei productivitatii. Dar, in acelasi timp, agricultura moderna pune in fata societatii si unele probleme deosebit de grave, unele neajunsuri care au fost sesizate si in agricultura traditionala, ca: defrisarea padurilor, eroziunea solului, irigarea nestiintifica, pasunatul nerational, care in anumite regiuni ale globului s-au accentuat. La acestea s-au adaugat si alte fenomene nedorite, cum ar fi: acidifierea solurilor prin folosirea anumitor tipuri de ingrasaminte cu azot, poluarea apelor subterane cu nitrati, poluarea solului si a alimentelor prin utilizarea in exces a pesticidelor, scaderea fertilitatii solurilor datorita activitatii biologice reduse a microflorei acestora, salinizarea secundara a unor intinse suprafete de teren. De asemenea, trebuie subliniata aici separarea ce a fost impusa de acest tip de agricultura dintre terenul arabil, pasune si cresterea animalelor. Chiar daca aceasta separare a avut multe efecte pozitive in privinta cresterii productiei si productivitatii, in marile complexe zootehnice s-au constatat si numeroase consecinte negative, cum ar fi: poluarea datorita cantitatilor mari de dejectii, declansarea de epidemii si boli specifice crescatoriilor industriale, dar mai ales mari dezechilibre intre resursele proprii de furaje si necesarul de animale ce poate fi crescut, cu consecinte negative asupra mediului si infrastructurilor economice. In sinteza, principalele aspecte ale agriculturii moderne, intensiv-industriala, se prezinta astfel: • specializarea, dezvoltarea unilaterala a unor anumite ecosisteme agricole, in functie de rentabilitatea economica imediata si numai pentru producerea de alimente; • fluctuatia ramurilor de productie; 7

• • • •

aportul redus al ciclurilor biogeochimice in asigurarea fertilitatii solului; export masiv de substanta organica, fara import de fertilizanti organici; utilizarea de fertilizanti chimici usor solubili in cantitati mari; organizarea de unitati zootehnice mari, ce importa furaje si elibereaza mari cantitati de deseuri poluante; • consum mare de energie tehnologica provenita din combustibili fosili; • utilizarea unor mijloace tehnologice din afara ecosistemelor agricole pentru stimularea productivitatii; • soiuri, hibrizi, rase cu productivitate momentana maxima, dar cu rezistenta ecologica redusa; • scaderea performantelor biologice prin nutritie dezechilibrata; • neglijarea relatiilor alelopatice; • combaterea bolilor si daunatorilor prin tratamente chimice excesive; • efecte negative de durata asupra mediului ambiant: poluare chimica accentuata, scaderea fertilitatii solurilor, eroziune frecventa; • diminuarea genofondului spontan; • deteriorarea peisajului prin uniformizare; • productii putin diversificate la nivel regional; relatii slabe consumator-producator; calitate inferioara a alimentelor; • utilizarea sub optim a fortei de munca umana; • promovarea unei conceptii inguste, injuste despre natura, primând interesele economice momentane. Se poate sesiza ca in agricultura industriala unele procese biologice sunt inlocuite prin procese nebiologice (antropice) totdeauna insa insotite de un consum de energie fosila foarte ridicat. Substituirea proceselor biologice este un fenomen intâlnit si in agricultura incipienta, dar care s-a amplificat odata cu dezvoltarea agriculturii. In momentul de fata se pune problema cailor prin care omul intervine in agroecosisteme si ce amploare trebuie sa aiba interventia sa. Acestea se regasesc in principiile, coordonatele agriculturii ecologice, care coroborate cu principiile economice, conduc la sinteza unor sisteme de agricultura ecologica integrata (I. Puia, V. Soran – 1987). Agricultura ecologica integrata militeaza pentru combinarea avantajelor agriculturii industrializate cu cele ale agriculturii traditionale si cu cele ale agriculturii biologice, punând pe primul plan productia agricola si productivitatea muncii, atenuarea impactului dintre agricultura si mediul ambiant si diminuarea presiunii exercitata asupra resurselor neregenerabile ce intra in procesul de productie agricola. In realizarea acestor obiective o importanta majora poate avea dimensionarea optima a exploatatiilor agricole, incât sa se poata asigura un circuit de substanta echilibrat si un flux de energie pe baza caruia sa se realizeze un bilant energetic acceptabil intre productia obtinuta si resursele utilizate in realizarea ei. Agricultura ecologica integrata are ca sarcina fundamentala asigurarea integrala a hranei, a unor materii prime si a unei cantitati din necesarul de energie pentru o populatie a globului mereu in crestere.

Tema: 1. Care sunt caracteristicile principalelor sisteme de agricultura?

8

MODULUL II ECOSISTEMUL 2.1 Teoria generala a sistemelor Conceptia sistemica a fost introdusa in biologie de catre Ludwig von Bertalanffy, care in lucrarea sa "Biologia teoretica" (1942) subliniaza ideea ca intreaga materie (vie si nevie) se bazeaza pe structuri aflate in interactiune. Sistemele biologice se constituie din unul sau mai multe organisme, impreuna cu componentele mediului lor fizic si chimic, cu care individul sau gruparea se afla in legaturi functionale. In general sistemul poate fi definit ca un ansamblu de elemente unite prin conexiuni intr-un intreg. Fiecare element la rândul sau poate fi considerat un sistem, compus din elemente proprii mai mici, incât in natura se pot delimita foarte multe sisteme de dimensiuni si grade diferite de cuprindere. Din punct de vedere al organizarii, sistemul se caracterizeaza prin structura si prin functii si se clasifica, dupa relatiile cu mediul inconjurator (schimb de materie si energie), in sisteme izolate, inchise si deschise. Sistemele biologice fac parte din categoria sistemelor deschise, având schimburi energetice si materiale cu natura inconjuratoare. Legaturile dintre elementele componente ale unui sistem, precum si dintre acesta si celelalte sisteme inconjuratoare, sunt de natura materiala, energetica si informationala. Sistemele biologice au o serie de insusiri generale, structurale si functionale prin care se deosebesc de cele nebiologice. 1. Au un caracter istoric, adica sunt rezultatul unei evolutii in timp. 2. Au un caracter informational, care consta in capacitatea de a primi si da informatii din si in mediul inconjurator, de a le prelucra sau de a le stoca in vederea integrarii cât mai depline a ecosistemului in cadrul naturii. Informatia este alcatuita dintr-o sucesiune de semnale de naturi diferite, ce circula pe cai fizice (sunete, culori etc.), chimice (diferite substante chimice din sol, apa sau elemente in mediu) sau fiziologice (diferite comportamente, gesturi etc.). Fiecare sistem isi codifica informatia in mod original, codul fiind specific fiecarei categorii de sisteme. Pentru indivizii biologici, modalitatea de transmitere a informatiei ereditare este codul genetic, ce rezulta din succesiunea specifica a nucleotidelor din moleculele acizilor nucleici. Transmiterea si receptionarea informatiei trebuie sa se realizeze cu cea mai mare fidelitate. Mijlocul frecvent utilizat in acest sens este repetarea informatiei, fenomen ce poarta denumirea de redundanta. 3. Integralitatea sistemelor biologice este o insusire deosebit de importanta pentru ecologie, ea reprezentând calitatea sistemului de a reuni intr-un tot unitar componentele sale, subordonate functiei intregului. Datorita acestei insusiri, sistemul integrator poseda insusiri noi, proprii, pe care nu le regasim in componentele sale luate separat. De exemplu, o populatie are insusiri noi, diferite de ale organismelor componente: longevitate nedefinita, structura genetica, structura pe vârsta si sexe, densitate, dinamica energetica etc. Cu cât partile componente sunt mai diferentiate, mai specializate in indeplinirea unor functii din viata intregului, cu atât interdependenta va fi mai mare, organizarea sistemului mai complexa, iar integralitatea mai pronuntata. 4. Echilibrul dinamic este acea stare a sistemului care se caracterizeaza printr-un flux permanent de materie si energie prin sistem, dar cu pastrarea integralitatii lui, cu mentinerea unei stari stationare. Ca urmare a echilibrului dinamic, un sistem biologic (individ, populatie, biocenoza, ecosistem) se mentine cu aproximatie intre acelesi limite, cu mici fluctuatii in timp si spatiu. 5. Autoreglarea consta in proprietatea oricarui sistem biologic de a-si controla si corecta activitatea proprie in sensul mentinerii existentei sale in timp si spatiu. Autoreglarea este posibila datorita unei anumite organizari a sistemelor biologice care permite receptionarea informatiilor din mediu, prelucrarea lor, elaborarea de raspunsuri la stimulii primiti, in asa fel incât sa-si asigure autoconservarea intr-un mediu care tinde mereu sa dezorganizeze sistemul. 9

Asemenea raspunsuri adecvate devin posibile datorita conexiunii inverse (feed-back), prin care raspunsul sistemului este comunicat centrului de comanda si comparat cu ordinul emis (fig. 2.1.).

Schema autocontrolului Conexiunea inversa realizeaza stabilitatea sistemelor biologice, permitând anihilarea influentelor intâmplatoare a diferitilor factori. Numerosi parametri fiziologici si ecologici sunt controlati pe aceasta cale: temperatura corpului la homeoterme, presiunea sângelui, procesul respirator, concentratia de glucoza in sânge, continul de apa din tesuturi, numarul indivizilor intr-o populatie etc. 6. Heterogenitatea – ne arata ca toate sistemele biologice sunt alcatuite din elemente ce prezinta deosebiri fie in compozitia lor, fie in modul de functionare, deci se refera la diversitatea elementelor lor componente. Datorita heterogenitatii se stabilesc mai usor corelatii care permit cresterea eficientei autocontrolului sistemului. Cu cât heterogenitatea este mai mare, cu atât ecosistemul este mai complicat si mai stabil. Se cunoaste faptul ca agroecosistemele, alcatuite dintr-o singura cultura sunt instabile, usor de distrus de invaziile unor boli sau daunatori, in timp ce padurile tropicale, foarte heterogene au o stabilitate ridicata. Din aceste insusiri rezulta ca ecosistemele ca sisteme biologice, au un caracter istoricinformational, o anumita stare de heterogenitate care permit prin autocontrol un echilibru dinamic si prin diferite programe, manifestarea unei integralitati specifice. 7. Autoreprodicerea reprezinta capacitatea sistemelor bilologice de a produce urmasi, mai mult sau mai putin asemanatori cu parintii. Sistemele biologice cuprind 4 niveluri de organizare, si anume: nivelul individual, populational, biocenotic si biosferic. La baza fiecarui nivel de organizare se gasesc legi si principii definitorii.  la nivel individual legea specifica este metabolismul,  la nivel populational factorul esential este reproducerea,  la nivel biocenotic sunt procesele care reglementeaza relatiile speciei (relatii trofice, de competitie etc.), relatii care mentin integralitatea biocenozei (relatii interspecifice).  Biosfera (ecosfera) cuprinde ansamblul nivelurilor de organizare a materiei vii, fiind reprezentata prin invelisul viu si spatiile vitalizate ale scoartei.

2.2 Conceptul de ecosistem Conceptul de ecosistem a fost introdus in stiinta in 1935 de botanistul englez A.G. Tansley, care l-a definit ca unitate de baza a naturii ce integreaza comunitatea vie (biocenoza) cu mediul fizic sau locul de trai (biotop). In conceptia lui Tansley ecosistemul se intemeiaza pe conexiunea functionala, in special trofica, a vietii si mediului, ca factor unificator al biotopului si biocenozei. O definitie mai ampla a ecosistemului natural a fost formulata de E.P. Odum (1971), fiind considerat “orice unitate care include toate organismele de pe un teritoriu dat si care interactioneaza cu mediul fizic in asa fel incât curentul de energie sa conduca la o anumita structura trofica, o diversitate de specii si un circuit de substante (adica un schimb de substante dintre partea biotica si abiotica) in interiorul sistemului". 10

In mod curent ecosistemul se defineste ca sistemul format din totalitatea organismelor care locuiesc un anume mediu abiotic, omogen din punct de vedere topografic, climatic si biochimic, numit biotop. Din definitiile prezentate rezulta ca ecosistemul natural este un sistem complex alcatuit dintr-o parte nevie (abiota, biotopul) si una vie (biota, biocenoza) constituind unitatea de baza, elementara, de organizare si functionare a ecosferei (biosferei). Ca unitate functionala ecosistemul se poate realiza la orice dimensiuni (ex.: o padure, o plantatie pomicola sau viticola, o gradina de legume, o sola de grâu, o pajiste, un lac, un ocean etc.). Studiul ecosistemului cuprinde cunoasterea amanuntita a biotopului, adica a factorilor abiotici ce-l caracterizeaza si-l compun, a componentelor si relatiilor existente in biocenoza, a fluxului de energie si materie care strabate ecosistemul. Orice ecosistem se intemeiaza pe desfasurarea simultana a trei fluxuri fundamentale: 1. – fluxul energetic (de provenienta externa - soarele); 2. – fluxul substantial (schimbul de substanta dintre sistemele vii si mediu); 3. – fluxul informational (de provenienta atât interna cât si externa). Dupa conceptia lui V. Sahleanu (1971), aceste trei fluxuri formeaza "triada biologica", care determina activitatea sistemelor vii in sens cibernetic. Transferul de energie si schimbul de substanta in sistemele vii se realizeaza dupa un program extrem de precis, coordonat prin fluxul informational.

2.3 Biotopul Cuvântul biotop deriva de la cuvintele grecesti "bios" = viata si "tipos" = loc, mediu delimitat si este definit ca un complex de factori abiotici care influenteaza organismele vii. Termenul a fost introdus in stiinta de F. Dahl (1908). In 1971 E.P. Odum defineste biotopul ca locul de trai al unui organism sau al unei comunitati. In 1973 R.H. Whittaker si colab. considera ca biotopul constituie mediul fizic si chimic al unei comunitati. El este constituit din elemente ale litosferei (solul, materialul geologic parental), hidrosferei (apa), atmosferei (CO2, O2, N etc.) la care se adauga radiatia solara (lumina, temperatura) si substantele ce rezulta prin interactiunea dintre substrat si comunitate. Dupa dictionarul ecologic, biotopul este "locul ocupat de biocenoza, cuprinzând mediul abiotic (sol, apa, aer, factori climatici etc.) si toate elementele necesare aparitiei si dezvoltarii organismelor". Biotopul dispune de un fond de elemente chimice si energie, pe baza caruia se realizeaza un schimb permanent cu biocenoza si are ca rezultat influentarea reciproca a celor doua sisteme. Cele mai importante insusiri ale biotopurilor terestre sunt legate de climat, geografie si sol. Solul apartine biotopului prin componenta sa minerala, prin materia organica moarta, prin valorile specifice ale factorilor caldura, apa, aer, pH, prin insusirile sale fizice (structura, textura, greutate volumetrica, porozitate etc.), dar in acelasi timp constituie si o importanta componenta a biocenozei prin organismele vii din sol (bacterii, ciuperci, actinomicete, protozoare etc.). Datorita existentei acestor microorganisme, unii pedologi, cum ar fi C.D. Chirita (1974), au afirmat ca solul poate constitui singur un ecosistem. Dar cum solul nu poate fi separat de plantele si animalele ce-l populeaza, aceasta conceptie nu poate fi acceptata. Biotopul, prin componentele sale, constituie unul din elementele esentiale ale structurii si existentei ecosistemelor. In cadrul ecosistemelor se stabilesc anumite relatii ale plantelor si animalelor atât cu factorii mediului abiotic, cât si cu aceia ai mediului biotic. Aceste relatii pot imbraca forme foarte diferite, adesea foarte complexe, ce pot fi incadrate in notiunea de "lupta pentru existenta" sau de "relatii cu mediul". Relatiile organismelor cu mediul (abiotic si biotic) reprezinta unul din factorii esentiali, primordiali ai evolutiei, determinând desfasurarea selectiei naturale, a transformarii, a evolutiei speciilor. Oricât de variate si complexe ar fi aceste relatii cu mediul, ele se impart in trei categorii: - relatii cu factorii mediului abiotic; - relatii dintre indivizii aceleiasi specii (intraspecifice); - relatii intre specii diferite (interspecifice). 11

2.4 Biocenoza Termenul de biocenoza a fost introdus in stiinta de catre Karl Möbius in 1877 si deriva de la cuvintele grecesti "bios" = viata si "koinos" = comun, desemnând totalitatea organismelor vegetale si animale care populeaza un anumit biotop, cu conditii de existenta mai mult sau mai putin uniforme, create in mod natural sau artificial (pe cale antropica). De la Möbius si pâna in prezent au fost formulate numeroase si diferite definitii ale biocenozei (Möbius – 1877, V.N. Sukacev – 1961, B. Stugren - 1965, E. Odum – 1971, R. Dajos – 1971, P. Duvigneaud – 1974, N. Botnariuc si V. Vadineanu – 1982 etc.), fiecare autor evidentiind unul sau altul din aspecte, dar majoritatea recunosc biocenoza ca unitate supraindividuala de integrare a organismelor vii. Möbius defineste biocenoza ca fiind o "comunitate de organisme, ocupând un anumit teritoriu, adaptate la mediu, unite prin dependente reciproce, legate intr-un intreg care se schimba odata cu schimbarea conditiilor de mediu si cu schimbarea numarului unora dintre ele".  Rezulta ca intre vietuitoarele ce alcatuiesc o biocenoza, precum si intre acestea si mediul lor de trai exista relatii de interactiune bine statornicite care asigura functiile intregului (biocenozei). Deci, biocenoza este influentata de biotop, dar in acelasi timp ea exercita o activitate permanenta de transformare a biotopului prin activitatea sa metabolica. Membrii biocenozei sunt legati intre ei prin relatii foarte strânse (cele mai importante fiind cele de nutritie), formând cu mediul lor un tot unitar, numit ecosistem. Problema alcatuirii biocenozei a fost mult discutata, iar din aceste dispute au rezultat doua orientari diferite:  prima orientare este cea in care se sustine existenta obiectiva ca sisteme, a unor combinatii de specii ce apartin la acelasi grup sistematic. Se remarca aici conceptia lui V.N. Sukacev (1961) care considera biocenoza ca fiind constituita din: fitocenoza, zoocenoza si microbocenoza. Fitocenoza - cuprinde totalitatea plantelor superioare, deci producatorii primari, zoocenoza – cuprinde totalitatea speciilor de animale consumatoare de substanta organica, microbocenoza – cuprinde microflora si microfauna solului, microorganismele stratului de aer care tine de biogeocenoza (ecosistemul terestru).  a doua orientare (punctul de vedere sinecologic) sustine ca biocenoza nu se mai subdivide in alte cenoze, ca animalele si plantele alcatuiesc biocenoza prin relatiile lor reciproce, iar notiunile de fitocenoza si zoocenoza sunt utile in cercetare pentru ordonarea datelor, dar nu sunt sisteme de sine statatoare. B. Stugren (1965) arata ca fitocenoza si zoocenoza reflecta compozitia sistematica a biocenozei, si nu grupuri ecologice. Studiul biocenozei prezinta importanta pentru:  cunoasterea diversitatii ecologice,  descoperirea unor plante si animale de interes economic, pentru aclimatizarea lor,  elaborarea unor masuri profilactice bazate pe relatiile intraspecifice si interspecifice. Pentru studiul diversitatii ecologice a biocenozei, intereseaza urmatoarele aspecte: - stabilirea numarului de specii care alcatuiesc prin populatiile lor o biocenoza data; - stabilirea numarului total de indivizi, respectiv biomasa totala din biocenoza, precum si repartitia lor pe specii; - relatiile dintre numarul de indivizi si numarul de specii din biocenoza, pentru a se obtine o imagine clara a diversitatii structurale a biocenozei studiate. Studiul biocenozelor prin estimari ale numarului de specii si de indivizi a condus, inca din primele decenii ale secolului al XX-lea, la elaborarea a trei principii biocenotice fundamentale despre diversitatea ecologica. Doua din aceste principii apartin lui A. Thienemann (1926) si au fost formulate pe baza studiului cantitativ si calitativ a vietuitoarelor din lacurile de câmpie din nordul Germaniei. Constatarea de baza a fost aceea ca la un numar egal de indivizi, unele biocenoze sunt alcatuite dintr-un numar mare de specii, altele dintr-un numar mic de specii. Generalizând aceste aspecte a formulat principiile: 1. Cu cât sunt mai variate conditiile de existenta dintr-un biotop, cu atât va fi mai mare numarul de specii al biocenozei atasata de acest biotop. 12

2. Cu cât sunt mai uniforme conditiile de existenta dintr-un biotop, cu atât va fi si biocenoza mai saraca in specii, dar acestea vor fi reprezentate prin efective mari de indivizi. Un al treilea principiu a fost formulat de Fránz (W. Tischler, 1975): 3. Cu cât conditiile de mediu dintr-un biotop au avut continuitate mai mare in dezvoltarea lor, cu cât au fost mai mult timp omogene, cu atât comunitatea de specii este mai stabila si mai omogena. Din aceste principii rezulta ca multimea de specii si multimea de indivizi dintr-o biocenoza se afla in raport de inversa proportionalitate intre ele. Când numarul de specii este mai mare, numarul de indivizi este mic si invers. Situatia se explica prin faptul ca intr-un biotop cu conditii optimale sau cel putin normale de existenta, gasesc posibilitati de vietuire multe specii. Numarul redus de indivizi se datoreste luptei interspecifice ridicate, a luptei pentru existenta intre specii. Nici una dintre specii nu poate realiza efective populationale excesiv de mari, fiind inhibata de toate celelalte specii. In biotopuri neuniforme, cu conditii extreme de existenta, nu pot vietui decât speciile capabile sa suporte asemenea conditii. Numarul lor nu este si nu poate fi prea mare. Fiind putine la numar, speciile se influenteaza slab reciproc, lupta pentru existenta este redusa si astfel se pot realiza efective populationale mari. Pentru primul principiu poate servi ca exemplu compozitia floristica foarte diversificata a biocenozelor in regiuni cu conditii foarte variate de existenta, cum sunt regiunile montane, fata de cele uniforme din câmpie. Astfel, in regiunile carstice ale muntilor Apuseni, varietatea formelor de relief creaza posibilitati variate de existenta si de aceea vom gasi un numar mare de specii de plante ierboase si lemnoase si nu intinderi imense, ocupate de una sau doua specii, ca in stepa. Pentru al doilea principiu se poate da ca exemplu un teren saraturat pe care cresc numai specii halofile. Pe solurile poluate se poate intâlni aceeasi situatie. In sfârsit, pentru principiul formulat de Fránz se poate arata ca pe terenurile in panta, supuse eroziunii, vegetatia se modifica in functie de gradul de eroziune, in timp ce pe suprafetele nesupuse eroziunii, comunitatea de specii se mentine nemodificata. Pe terenurile agricole pe care se aplica erbicide, spectrul de imburuienare se modifica, este mai putin stabil si mai neomogen. In situatia in care s-a aplicat timp de mai multi ani acelasi erbicid, deci conditiile de mediu au continuitate mai mare, comunitatea de specii este mai stabila, ramân numai speciile rezistente la acel erbicid, adica mai putine, dar reprezentate de un numar mare de indivizi. De fapt acest exemplu ilustreaza, in acelasi timp si principiul al doilea al lui Thienemann (D. Schiopu, 1997). Diversitatea ecologica, pentru covorul vegetal, se poate exprima prin constanta si prin dominanta speciilor. Relatiile interspecifice reprezinta una din trasaturile fundamentale, caracteristice ale biocenozei. Dupa N. Butnariuc (1989), relatiile dintre populatiile biocenozei asigura: integralitatea biocenozei (si a intregului ecosistem); organizarea biocenozei (ca numar si structura a nivelurilor trofice); lanturi si retele trofice (precum si functionarea lor); circuitul substantelor; fluxul de energie prin ecosistem; transferul de informatie; autocontrolul ecosistemului (stabilitatea, rezistenta la perturbari); evolutia speciilor; cantitatea si calitatea productivitatii biologice a ecosistemului. Deoarece diversitatea si complexitatea acestor relatii face ca nici o clasificare sa nu fie satisfacatoare, se va prezenta una bazata pe efectul direct al relatiilor asupra indivizilor respectivi. Astfel, actiunile pozitive se vor nota cu +, cele negatice cu -, iar cele neutre cu 0. Neutralismul (0,0) se refera la faptul ca populatiile luate in considerare sunt independente, nu se influenteaza direct in mod reciproc. De exemplu, populatia de râme si populatia de sfredelitorul porumbului dintr-o sola de porumb. Competitia sau concurenta (-,-) arata ca doua populatii au aceleasi cerinte fata de hrana, lumina, adapost etc. In cazul acesta ambele populatii pot fi afectate, iar uneori una dintre ele, mai putin adaptata conditiilor ecologice existente, poate sa fie eliminata. Mutualismul sau simbioza (+,+) este acea relatie in care ambele populatii profita de pe urma convietuirii in comun si sunt obligatoriu dependente una de alta. Ca exemple se pot da: simbioza dintre leguminoase si bacteriile genului Rhizobium, convietuirea permanenta dintre unele alge unicelulare si unele ciuperci, formând lichenii. Protocooperarea (+,+) consta in asocierea a doua sau mai multe specii. Ca si in cazul precedent, cele doua specii sunt avantajate de convietuire, dar ea nu este obligatorie. In pratologie se citeaza cultura in amestec a gramineelor si leguminoaselor. 13

Comensalismul (+,0) este o relatie obligatorie pentru una din specii care obtine un beneficiu, in timp ce specia cealalta nu are nici un avantaj, nu este afectata de aceasta convietuire. Organismele comensale se tolereaza reciproc. De exemplu, forezia – adica transportul unor organisme mai mici de catre altele mai mari. Antibioza (0,-) este acea relatie in care una dintre populatii, datorita secretiilor sale toxice, face imposibila dezvoltarea celeilalte populatii. Parazitismul (+,-) este o relatie obligatorie pentru parazit, care este avantajat si are efect negativ asupra gazdei. In mod obisnuit individul parazit nu-si omoara gazda, pentru ca si-ar distruge baza trofica. Pradatorismul (+,-) se refera la faptul ca relatia este pozitiva si obligatorie pentru pradator si negativa pentru prada (gazda). In acest caz pradatorul isi omoara prada pentru a o consuma. Relatiile prada-pradator au un rol in selectia si in refacerea densitatii populatiilor.

2.6 Structura ecosistemului Orice ecosistem se caracterizeaza printr-o structura spatiala, dictata de caracteristicile biotopului si concretizata prin modul repartizarii organismelor in spatiul adecvat acestora si o structura trofica, data de componentele biocenotice si exprimata prin relatiile lor trofice, prin care acestea isi indeplinesc rolul lor de vehiculator (transportor) al substantei si energiei in ecosistem. De asemenea, se poate spune ca ecosistemul are si o structura biochimica, produsa de metabolismul biocenozei.

2.6.1 Structura spatiala a ecosistemului Privit in general, ecosistemul este destul de omogen, dar in interiorul sau se distinge un grad ± de neuniformitate, datorat configuratiilor variate ale substratului si elementelor factorilor climatici, numite microhabitate, ce vor fi populate de anumite specii de plante si animale. In acest fel, ecosistemul apare impartit in unitati mai mari sau mai mici de actiune, alcatuind o structura orizontala si una verticala (configuratie orizontala si verticala). A. Structura orizontala - permite delimitarea a trei categorii structurale: bioskena, consortiul si sinuzia. 1. Bioskena este cel mai mic spatiu cu conditii uniforme de existenta si un fond propriu de plante si animale. Termenul a fost introdus pentru prima data de zoologul român A. PopoviciBâznosanu (1937). Bioskena este recunoscuta ca fiind cea mai mica subdiviziune spatiala a ecosistemului, reprezentând o unitate structurala elementara. Exemple: fata superioara a unei frunze, fructul unei plante, trunchiul unui copac, suprafata exterioara a unui musuroi, a unei capite, a unei pietre, o bucata de lemn putred dintr-o balta, suprafata unei dune de nisip etc. 2. Consortiul este o grupare de indivizi din specii diferite in jurul unui organism individual cu rol de nucleu central, de care acestia depind atât trofoecologic cât si topografic. Termenul a fost introdus de Beklemisev (1951) si adaptat de botanistul Ramennski (1952). In 1955, Tischler introduce termenul de biocorion, care ulterior a fost considerat sinonim cu cel de consortiu. Nucleul central al consortiului poate fi un organism individual vegetal sau animal, material organic mort, in care caz totalitatea indivizilor din speciile asociate il folosesc ca baza trofica, direct sau indirect. Exemple: un stejar grupeaza in jurul lui un inel de consumatori primari (fitofagii), care sunt inconjurati de inelul consumatorilor acestora si de cel al rapitorilor mari; un molid constituie nucleul unui consortiu diversificat: cu molidul sunt asociati lichenii si muschii de pe scoarta sa, ciupercile ce invelesc radacinile, bacteriile si micromicetele parazite, insectele de sub scoarta, paianjenii si unele specii de pasari. Consortiul nu este un sistem de populatii, ci un sistem de indivizi ce apartin la diverse populatii, reprezentând specii diferite. Cu alte cuvinte consortiul este un complex de bioskene format din indivizi de la diverse specii, asociati in baza relatiilor trofice. 14

Când nucleul central este un animal, cu el se pot asocia un complex de ectoparaziti, endoparaziti si simbionte (saprofagi), formând un consortiu. 3. Sinuzia reprezinta partea structurala si functionala a ecosistemului, alcatuita dintr-o populatie cu functie de nucleu central, in jurul careia sunt grupate mai multe organisme sau populatii. Sinuziile apar ca microbiocenoze legate de portiuni elementare de biotop cu grad ridicat de omogenitate, dar nu perfect omogen. Termenul de sinuzie a fost introdus in stiinta de H. Gams (1918), provine din limba greaca si are semnificatia de asociatie. Sinuzia poate fi privita ca o unitate structurala de nivel superior, formata din mai multe consortii grupate in jurul unei populatii. La rândul lor sinuziile se asambleaza intr-un mozaic ce reprezinta ecosistemul. Sinuziile se diferentiaza intre ele, atât ca unitati morfologice, structurale, cât si ca unitati ecologice, corespunzând diferitelor tipuri de nise ecologice. Ele se delimiteaza topografic si se denumesc pe baza spatiului ocupat de specia dominanta, care este de regula un producator primar. Exemplu: intr-o cultura de porumb, locurile mai joase, depresionare, cu umiditate mai ridicata decât a biotopului din jur, sunt ocupate de regula de pâlcuri de costrei (Echinochloa crus-galli) si alte plante higrofile, reprezentând sinuzii ale ecosistemului respectiv. Apoi, pasunile cu Festuca rupicola dintr-o padure de gorun (Quercus petraea), difera prin fizionomie si fondul de specii, de restul padurii, reprezentând sinuzii ale acelui ecosistem. Sinuziile nu pot fi confundate cu ecosistemul, deoarece dimensiunile si complexitatea lor relativ redusa nu fac posibila instituirea de functii biogeochimice si energetice proprii. B. Structura verticala In ecosistemele terestre, partile structurale dispuse in raport cu axa verticala (pe inaltime) prezinta o clara stratificare, etajare. Aceasta se observa mai ales in configuratia vegetatiei, motiv pentru care denumirea straturilor din ecosistemele terestre este de provenienta botanica. Un strat (Hult, 1881) este o grupare de sinuzii cu aproximativ aceeasi inaltime deasupra solului sau o grupare de componente ale solului situate la aproximativ aceeasi adâncime. Stratificarea pe verticala rezulta in urma variatiei factorilor fizici (temperatura, umiditate, lumina) si a competitiei interspecifice pentru lumina, apa si hrana. Stratificarea este prezenta atât in ecosistemele terestre cât si cele acvatice. Un ecosistem terestru are minimum trei straturi: - I stratul mineral (bogat in substante minerale); - II stratul organic (bogat in substante de natura organica), in care asocierea dintre organismele existente si particulele de sol poarta denumirea de edafon; - III patoma, pelicula subtire de la suprafata solului cu organisme vii si moarte, asa numitul planseu al ecosistemului. Intr-o padure de foioase, pe lânga aceste trei straturi de baza mai intâlnim: un strat ierbaceu (IV), un strat de arbusti (V) si un strat de arbori (VI, VII), fiecare cu fauna caracteristica.

15

Stratificarea verticala intr-o padure din Europa: I-stratul mineral al solului; II-stratul organic al solului; 1-o larva de insecte; 2-ciuperci; 3bacteriofagi, 4-bacterii; 5-nematod; 6-ameba; 7-râma (Lumbricus);8-un Geophilus;IIIpatoma: A-perna de muschi cu colembole; B-frunzar cu izopode; IV-strat ierbaceu cu caprior (Capreolus capreolus); V-strat de arbusti si tufe cu Lytta vesicatoria; VI-strat de tulpini (arboret); a-omida; b-tuneluri ale ipidelor in interiorul tulpinii; c-cojoaica (Certhia familiaris); d- paianjen; VII-coronament: e-buha (Buho buho); f-veverita (Sciurus vulgaris); g-soim (Falco sp.) Intre straturile ecosistemului se realizeaza permanent schimburi de substanta si energie. In padurile tropicale, aparent stratificarea este mult diferentiata, datorita numarului mare de specii, fiecare cu un nivel diferit de crestere. Aici se intâlnesc mai multe straturi de arbori decât in padurea temperata. O analiza mai riguroasa arata ca, adeseori, in padurile tropicale pluviale stratificarea pe verticala este greu de detectat, datorita biomasei extrem de bogate, a numarului mare de liane ce sterg limitele intre straturi, dar se constata o puternica diferentiere pe orizontala, la diverse inaltimi. Sunt prezente asa numitele "soluri suspendate", acele aglomerari de material organic la baza frunzelor, pe ramurile groase, unde se dezvolta sinuzii de plante epifite si o fauna specifica.

16

Structura unei paduri tropicale In mediul acvatic stratificarea pe verticala a organismelor apare in mod similar, datorita variatiei in concentratie a factorilor fizici si chimici (temperatura, O2, presiune, lumina, salinitate etc.). Structura orizontala si verticala a ecosistemului creaza o mare diversitate ecologica, care a dus la o specializare trofica si la o diversificare a niselor ecologice, ceea ce atenueaza concurenta in relatiile interspecifice si contribuie la stabilitatea ecosistemului. Un alt aspect important legat de structura spatiala a ecosistemului consta in repartizarea inegala pe verticala a proceselor energetice, prin intermediul stratificarii. Astfel, in straturile superioare predomina procesele de asimilare a energiei, iar in cele inferioare, fenomenul de degradare finala a acesteia.

2.6.2 Structura trofica a ecosistemului Este data de componenta biocenozei si se exprima prin relatiile trofice, ce asigura circulatia substantei si transferul energiei in ecosistem. Structura trofica reprezinta ansamblul relatiilor trofice care leaga speciile dintr-o biocenoza si are la baza trei componente structurale: 1. producatorii primari – reprezentati prin plantele autotrofe si bacteriile chimiosintetizante, care prin intermediul fotosintezei produc substante organice complexe (glucide, lipide, protide); 2. consumatorii – reprezentati prin animale, care se hranesc cu substante organice complexe deja elaborate. In functie de hrana consumata se disting: consumatori de ordinul I (fitofagi, consumatori primari) care se hranesc cu producatori primari (plante); consumatori de ordinul II, (consumatori secundari), care se hranesc cu consumatori de ordinul I; consumatori de ordinul III (consumatori tertiari), se hranesc cu consumatori de ordinul II etc. Un loc aparte in categoria consumatorilor il detin organismele detritivore care se hranesc cu materie organica moarta in descompunere ("detritus" vegetal sau animal). Din acesta grupa fac parte: viermi, miriapode, insecte, acarieni, moluste. 3. descompunatorii – reprezentati prin bacterii, ciuperci, levuri, care descompun substantele organice moarte pâna la substante anorganice (elemente minerale), facând posibila reutilizarea lor de catre plantele autotrofe. Din analiza relatiilor trofice dintr-un ecosistem se evidentiaza faptul ca fiecare specie se hraneste pe seama altei specii, consumând-o direct sau folosind compusii ei metabolici, dar in acelasi timp specia respectiva devine sursa de hrana pentru alte specii. Acest transfer de energie si substanta ce se realizeaza prin consumarea unor organisme de catre altele poarta denumirea de circuit alimentar (circuit trofic). Circuitele alimentare fac ca producatorii, consumatorii si descompunatorii sa se gaseasca intr-o legatura organica permanenta. 17

Transferul de energie in circuitele trofice nu poate fi sesizat decât prin intermediul circuitului de substanta. Metabolismul substantei se manifesta in procesul de hranire, ceea ce face ca materia sa circule de la o specie la alta ca intr-un lant alimentar. Inlantuirea dintre organisme, in care hrana circula de la un capat la altul, respectiv de la baza trofica spre ultimul consumator, se numeste lant trofic (Elton, 1927). I. Puia si V. Soran (1978), definesc lantul trofic ca "modalitatea de transfer a energiei chimice potentiale, inclusa in substantele organice sintetizate de plantele verzi, grupelor de organisme heterotrofe prin consumari succesive". Fiecare specie face parte dintr-una din verigile lantului trofic. Numarul verigilor nu poate creste la infinit, fiind limitat in primul rând de volumul redus al bazei trofice, adica de cantitatea de substanta care intra in veriga initiala a consumatorilor si in al doilea rând, de faptul ca, la fiecare transfer, o mare parte din energia potentiala se pierde, trecând in caldura.

Schema cea mai simpla a unui lant trofic complet (E.P. Odum, 1975) Se limiteaza astfel numarul posibil de verigi ale lantului trofic, de obicei la 4-5. Cu cât lantul trofic este mai scurt, cu atât cantitatea de energie accesibila este mai mare (organismul respectiv este mai apropiat de baza trofica). In functie de specificul hranirii speciilor inlantuite si a modului cum este transferata substanta de la o veriga la alta, distingem 3 tipuri de lanturi trofice: 1. lantul trofic de tip erbivor (prada-pradator); 2. lantul trofic de tip parazitar; 3. lantul trofic de tip saprofag. 1. Lantul trofic de tip erbivor are ca prima veriga plantele autotrofe – producatorii primari – care sintetizeaza substantele organice, constituind rezervorul de substanta si energie pentru intreaga biocenoza. A doua veriga este reprezentata de animalele fitofage, in calitate de consumatori primari (ordinul I) (insecte fitofage, mamifere ierbivore, unele crustacee si moluste in mediul acvatic), care se hranesc direct cu plante si pregatesc hrana verigilor urmatoare, fiind considerate o adevarata "industrie cheie". A treia veriga o reprezinta animalele zoofage, care se hranesc cu consumatori primari, purtând denumirea si de consumatori secundari (ordinul II) (pasari insectivore, coleoptere, carabide, multe mamifere). Ultima veriga este formata din specii de animale cu regim carnivor, care regleaza prin consumare efectivele consumatorilor secundari, denumite consumatori tertiari (ordinul III). In acest tip de lant, cu cât ne departam de prima veriga talia animalelor creste, iar numarul lor descreste (sunt si exceptii). Exemple: • iarba → iepure → vulpe; • Pinus silvestris → afide → coccinelide → paianjeni → pasari insectivore → pasari rapitoare; 18

•

iarba → lacuste → pasari insectivore → pasari rapitoare; d) fitoplancton → zooplancton (crustacee) → puiet de crap → pesti rapitori O alta caracteristica a acestui tip de lant trofic este ca atât producatorii primari cât si consumatorii nu pun in circulatie toata biomasa produsa, respectiv pe baza careia se hranesc, o parte uneori apreciabila devenind masa organica moarta (necromasa) care este angrenata in lanturi trofice saprofage. In conditii naturale, plantele verzi fixeaza sub forma de substanta organica, in medie, 1% din energia solara fotosintetic activa, din care circa ½ se pierde sub forma de caldura in timpul respiratiei plantelor, diferenta constituind hrana potentiala a consumatorilor primari din lanturile trofice ale ecosistemelor naturale. In agroecosisteme lanturile trofice sunt dintre cele mai scurte, pentru ca productivitatea sa fie cât mai mare. Exemple: grâu → om; porumb → suine → om. 2. Lantul trofic parazitar – functioneaza prin parazitarea sucesiva a unei specii de catre alta si este format din paraziti vegetali sau animali care consuma substanta vie din corpul plantelor si animalelor. Veriga initiala este tot planta si apoi un fitofag sau zoofag pe care traieste parazitul sau câteva verigi de paraziti, legati prin fenomenul de hiperparazitism. Exemple: • plantatie pomicola → omida fluturelui Euproctis chrysorhaea → viespea braconida Meteorus (coconii) → viespea pteromelida Eupteromalus nidulans; • spic grâu → ciuperca Puccinia graminis → bacteria Xanthomonas uredovorus → bacteriofag; • cartof → mana cartofului (Phytophtora infestans). In acest tip de lant trofic talia organismelor descreste progresiv, de la baza spre vârf, iar numarul de indivizi creste. 3. Lantul trofic saprofag se bazeaza pe consumatori de diferite ordine ce se hranesc pe seama necromasei (materie organica moarta, vegetala sau animala), formând circuite detritice. Deci, veriga intâi este reprezentata de materia organica moarta (detritus), a doua de organismele detritivore, iar urmatoarea de rapitorii acestora. Exemplu: intr-un lac: - namol cu detritus → larve de chironomide → platica → pesti rapitori. Lanturile trofice de tip saprofag, de regula sunt scurte si se grefeaza la fiecare nivel al lantului trofic erbivor si are ca finalitate descompunerea partiala a substantelor organice, pâna la mineralizare. Actiunea de degradare a materiei organice moarte pe care o incep saprofagii este continuata de descompunatori. Prin activitatea lor saprofagii si descompunatorii refac resursele producatorilor, constituind o a doua "industrie cheie" in ecosistem. Totalitatea organismelor care apartin la una din verigile lantului trofic si care-si obtin hrana de la plante prin acelasi numar de trepte constituie un nivel trofic. Exista 4 niveluri trofice: • nivelul producatorilor, • nivelul consumatorilor primari, • nivelul consumatorilor secundari, • nivelul consumatorilor tertiari. Descompunatorii nu formeaza un nivel trofic separat, deoarece se grefeaza pe fiecare din nivelurile amintite. Omul este si el angrenat in circuitul alimentar, ocupând in general o pozitie intermediara intre consumatorii primari si cei secundari, in ratia lui intrând atât hrana vegetala cât si cea animala. Cu cât omul se situeaza la capatul lantului alimentar (ultimul nivel trofic), cu atât primeste mai putina energie in ratia sa.

19

Plasarea omului in diagrama nivelurilor trofice (dupa Sutton si Harmon, 1973) Lanturile trofice liniare sunt numai in biocenozele cu structura simpla, cu putine specii. In restul biocenozelor lanturile trofice sunt ramificate si legate intre ele, deoarece acelasi organism poate apartine in acelasi timp la mai multe niveluri trofice (omnivorele, unele carnivore ce ataca atât zoofage cât si erbivore). Rezulta astfel o impletire complicata a lanturilor trofice, legate prin specii cu valoare de "noduri", care se numeste retea trofica.

Retea trofica intr-o padure mixta 1-nurca; 2-iepure; 3-gândacul molidului; 4-cinteza; 5-forfecuta; 6-veverita;7-soarece de padure; 8-caprioara; 9-cerb; 10-vulpe; 11-salamandra; 12-carabid; 13-buhai de balta; 14sopârla comuna; 15-sarpe de alun; 16-sturz gulerat; 17-ciocanitoare neagra; 18-vipera; 19lup; 20-râs; 21-pisica salbatica; 22-urs Ecosistemele structurate pe scheletul unor lanturi trofice complexe care includ producatori si consumatori de diferite ordine poarta denumirea de ecosisteme majore sau autotrofe. Ele au o baza trofica proprie care le asigura functionarea: padurile, pajistile, culturile agricole, lacurile sunt ecosisteme majore. In natura sunt si ecosisteme din a caror lanturi trofice lipsesc producatorii primari si din aceasta cauza baza lor trofica se afla in afara ecosistemelor, astfel ca lanturile trofice se realizeaza printr-un aport de substante organice din alte ecosisteme. Acestea se numesc ecosisteme minore sau heterotrofe. Ele sunt reprezentate prin ecosisteme de pesteri, abisuri oceanice, complexe de crestere a animalelor etc. 20

Structura trofica se poate exprima grafic sub forma unei piramide ecologice, având in vedere ca in general numarul indivizilor se reduce de la nivelul consumatorilor primari spre cei tertiari. Baza acestor piramide este reprezentata de producatori sub forma de numar, biomasa sau flux de energie, peste care se suprapune ponderea indivizilor din celelalte niveluri trofice, determinând inaltimea piramidei. Se pot concepe trei tipuri de piramide ecologice: a) piramida numerelor; b) piramida biomasei; c) piramida energiei. In fiecare din cele trei posibilitati de exprimare, baza existentei ecosistemului o constituie plantele verzi, adica producatorii primari. Proportia producatorilor primari in biomasa ecosistemului este variabila, fiind de 90% la exprimarea pe baza energetica si de 98% la cea pe baza biomasei acumulate sau a numarului de indivizi existenti. In comparatie cu producatorii primari, proportia consumatorilor primari in ecosistem este mica, fiind cuprinsa intre 1-9%, numai in cazul unor dezechilibre ecologice se poate ajunge la o crestere masiva a efectivelor populatiilor de consumatori primari. In acest caz asistam la inmultirea neobisnuita a unei specii, pe care o consideram daunatoare.

Numarul de indivizi, biomasa si cantitatea de energie din diverse niveluri trofice ale unui ecosistem natural teoretic, de tipul unei paduri tropicale C1 – erbivore; C2 – carnivore de ordinul I; C3 – carnivore de ordinul II. In ecosistemele cu o diversitate pronuntata (numar mare de specii componente) si o mare stabilitate, probabilitatea ca o singura specie din lanturile trofice sa devina daunatoare, perturbând structura si functiile unui ecosistem natural, este foarte redusa. Acest fapt este datorat functionarii prompte a mecanismelor de retroactiune negativa, care pondereaza neincetat dimensiunile populatiilor tuturor speciilor ce coabiteaza intr-un ecosistem natural. In agroecosisteme, probabilitatea transformarii unei specii intr-un flagel este mare, din cauza reducerii diversitatii si micsorarii posibilitatilor de realizare a retroactiunilor negative. Consumatorii secundari, constituiti din animalele carnivore si entomofage, se gasesc intr-o proportie redusa intr-un ecosistem natural, de regula sub 1%. In schimb, prin activitatea lor, prin 21

controlul ce-l exercita asupra consumatorilor primari, ei joaca un rol pozitiv in mentinerea structurii si functiilor unui ecosistem. a) Piramida numerelor reflecta numarul indivizilor tuturor speciilor din nivelurile trofice inlantuite, pe o unitate de suprafata sau volum. Piramida numerelor acorda importanta egala tuturor indivizilor unui nivel, indiferent de greutatea lor, de aceea se considera ca nu este edificatoare ca metoda de reflectare a legitatilor sub care se desfasoara relatiile trofice in ecosistem. Primul care a semnalat existenta de deosebiri mari in efectivul speciilor ce apartin la diferite niveluri si lanturi trofice, a fost Ch. Elton (1927). El a folosit ca exemplu vegetatia unei paduri de stejar (frunze stejar → insecte fitofage – afide → paianjeni si insecte rapitoare → pasari insectivore → uli). Forma piramidei numerelor inregistreaza unele variatii in functie de talia producatorilor. b) Piramida biomasei reflecta raporturile privind greutatea organismelor tuturor speciilor din nivelurile trofice ale unui ecosistem, pe unitatea de suprafata sau volum. Se obtin astfel piramide in forma de trepte. Piramida biomasei prezinta dezavantajul ca exagereaza rolul organismelor mari, nu tine cont de compozitia chimica a tesuturilor si de factorul timp.

Piramida teoretica a relatiilor cantitative dintr-o padure de foioase (dupa Elton, 1927) c) Piramida energiei reflecta viteza de producere a hranei in nivelurile trofice, fiind denumita si piramida productivitatii. In reprezentarea grafica, nivelurile trofice sunt exprimate prin calorii/ha (kg), in unitatea de timp. Forma piramidei este conica datorita pierderilor de energie ce au loc de la un nivel trofic la altul.

Piramida teoretica a energiei (dupa Taylor si Fichter, 1973) Rezulta ca fluxul de energie este cel mai potrivit indicator pentru compararea componentelor biocenotice intre ele, permitând si compararea diferitelor tipuri de ecosisteme din diferite zone geografice. Piramida eltoniana Componentele retelei trofice dintr-o biocenoza pot fi delimitate ca grupari functionale ale acesteia, grupari ce poarta denumirea de niveluri trofice. Nivelurile trofice se stabilesc in raport cu 22

producatorii, considerati ca baza a retelei trofice si indica pozitia consumatorilor fata de acestia, adica numarul de transformari pe care le sufera resursele de hrana pâna la nivelul considerat. Cu cât nivelul trofic este mai indepartat de producatori, cu atât biomasa si energia inglobate in speciile componente sunt mai reduse, astfel ca structura trofica a unei biocenoze se poate reprezenta sub forma unei piramide. In aceasta piramida, straturile orizontale cu o marime descrescânda de la baza spre vârf reprezinta nivelurile trofice. Reprezentarea succesiva a nivelurilor trofice sub forma unei piramide se numeste in ecologie piramida trofica sau piramida eltoniana, de la ecologul englez Ch. Elton (1927), care a descris pentru prima data, cantitativ, structura trofica a ecosistemelor. Cercetarile efectuate in ecosistemele naturale au stabilit ca piramidele trofice sunt alcatuite din mai multe niveluri trofice legate intre ele prin mai multe lanturi trofice care formeaza retele trofice complexe. Analiza structurii trofice a ecosistemelor ne arata ca un animal carnivor sau omnivor, care se afla in vârful piramidei trofice, pentru a trai in bune conditii trebuie sa exploreze un spatiu de circa o mie pâna la un milion de ori mai mare, decât un producator primar. Din aceasta cauza, numarul de indivizi vegetali pe unitate de suprafata este covârsitor fata de numarul animalelor care se pot hrani pe seama vegetatiei.

Piramida trofica eltoniana a unui ecosistem natural si a unui agroecosistem in echilibru si dezechilibru cu populatia umana pe care trebuie sa o sustina (partial dupa E. Odum, 1971; P. Duvingneaud, 1967 si C. Borgstrom, 1972) De aici se poate trage concluzia ca orice crestere a populatiilor de erbivore peste proportia logica admisa de piramida trofica duce la deteriorarea ecosistemelor prin distrugerea vegetatiei. In ecosistemele naturale nu este posibil un astfel de proces, deoarece efectivele populatiilor de erbivore sunt supuse mai multor controale ecologice, intre care controlul prin carnivore joaca un rol important. De asemenea, nici numarul carnivorelor nu poate creste peste masura, fiindca s-ar afla in situatia de a-si distruge propria resursa alimentara, controlul carnivorelor se realizeaza prin scaderea nasterilor si prin epidemii care elimina indivizii subalimentati. Erbivorele domestice insa sunt scoase de sub controlul exercitat de reteaua trofica a ecosistemelor naturale. Inmultirea lor excesiva poate conduce, prin suprapasunat, la distrugerea ecosistemelor seminaturale (a pajistilor), ceea ce are ca rezultat degradarea biotopurilor respective prin fenomenul de eroziune. Piramida inversa de biotop Organismele de la nivelurile superioare ale piramidei eltoniene se deplaseaza pentru procurarea hranei pe suprafete cu atât mai mari (deci biotopuri cu atât mai numeroase), cu cât se apropie mai mult de vârful piramidei. Astfel, uliul (consumator tertiar) isi procura hrana din pasuni, fânete, terenuri arabile, paduri sau chiar din intravilan. Pasarile insectivore (consumatori secundari) vânate de uliu precum si erbivorele de dimensiuni mici (iepurii) se deplaseaza pentru a se hrani pe distante mai mici, pe pasuni, terenuri cultivate etc. 23

Reprezentate grafic, nivelurile trofice si ecosistemele din care organismele isi procura hrana, rezulta o piramida cu vârful in jos. pasune

fâneata

arabil

padure intravilan

fâneata

arabil

padure

fâneata sau arabil Piramida inversa de biotop Aceasta piramida ne determina sa constatam ca rezervatiile naturale destinate pentru a ocroti unele specii de plante pot avea suprafete mai reduse in comparatie cu suprafata rezervatiilor pentru ocrotirea consumatorilor (in special a carnivorelor de vârf) care exploreaza suprafete foarte mari pentru procurarea hranei.

2.6.3 Structura biochimica Sub aspect biochimic, biocenoza se prezinta ca un sistem de canale prin care circula metaboliti de la un organism la altul, de la biocenoza la biotop. Cea mai mare parte din produsii metabolici circula prin reteaua trofica, iar o fractiune redusa este eliminata in biotop, de unde este receptionata selectiv de catre populatiile biocenozei. Acesti metaboliti care in biosfera joaca rolul de "semnal" se numesc ecomoni, ergoni sau substante ectocrine. Când sunt secretati de plante poarta denumirea de substante alelopatice, iar când sunt secretati de animale, se numesc feromoni sau alomoni. Fiziologul german H. Molisch (1939) denumea alelopatia ca fenomenul de influentare biochimica intre organisme. Cuvântul alelopatie deriva de la cuvintele grecesti "alelos" = reciproc, mutual si "pathe" = influenta, actiune. Organismele ce sintetizeaza si elimina substante alelopatice se numesc emitatoare sau donatoare, iar cele care intercepteaza acesti metaboliti se numesc receptoare sau acceptoare.

Efectul chimic al unei plante supra altei plante (dupa Grodzinschi, 1973) 24

Tipuri de substante alelopatice: 1) colinele (G. Grümmer – 1955) sunt substante secretate de plante superioare (eliminate prin radacini, frunze sau alte organe) care inhiba sau intârzie dezvoltarea altor plante superioare (bioinhibitori). Unii autori considera ca fanerogamele (plante cu flori si seminte) elimina in mediu si diverse substante nutritive sau cu efect biostimulator. 2) fitoncidele (S.K. Waksmann – 1943, B.T. Tokim – 1951) sunt substante produse de plante superioare care anihileaza sau inhiba dezvoltarea unor microorganisme. Sunt bine cunoscute fitoncidele din ceapa, usturoi si hrean. Plantele superioare elimina in sol si unele substante cu rol pozitiv asupra unor microorganisme (substante nutritive; substante stimulatoare - auxine , vitamine). 3) marasminele si toxinele bacteriene sunt substante produse de microorganisme cu rol negativ asupra dezvoltarii plantelor superioare. Dar, unele microorganisme sintetizeaza si substante cu rol pozitiv asupra plantelor superioare (auxine, gibereline, vitamine etc.). 4) antibioticele (A. Fleming – 1929) sunt substante secretate de unele microorganisme cu rol in inhibarea inmultirii, cresterii si dezvoltarii altor microorganisme. Uneori prin antibiotice se poate provoca moartea microorganismului concurent (penicilina este sintetizata de diferite mucegaiuri si distruge un numar mare de specii de bacterii). 5) alcaloizii si glicozizii sunt produsi vegetali toxici pentru animale (fitofagi). Alcaloizii sunt compusi organici, cu caracter bazic datorita azotului in molecula lor (sunt prezenti la mai mult de 1200 specii de plante). Unii considera alcaloizii ca fiind deseuri ale metabolismului protidelor, altii ca fiind substante cu rol protector impotriva unor daunatori. Plante ce contin alcaloizi: Conium maculatum (coniina, coniceina, conhidrina); Equisetum arvense (nicotina, palustrina); Atropa beladona (nicotina, atropina, beladonina, apoatropina, hiosciamina, scopolamina); Ricinus communis (ricinina); Veratrum album (germenina, protoveratridina, protoveratrina, veratridina); Aconitum napellus (napelina, aconina, aconitina, neolina); Galega officinalis (galegina, guanidina); Colchicum autumnale (colchicina, colchiceina). Glicozizii sunt substante complexe care prin hidroliza disociaza in una sau mai multe oze si o substanta neglucidica numita aglicon sau genina. In functie de natura agliconului, glicozizii pot fi: cianogenici (agliconul este o cianhidrina), prezenti la cca. 1 000 de specii (Glyceria maxima, Sorghum bicolor, Vicia angustifolia, Sambucus nigra); cu sulf (pun in libertate substante sulfurate, iritante – sevenoli), prezenti in plante din fam. Cruciferae (sinigrina, sinalbina); cardiotonici; lactonici; antracenici; saponine; glucoalcaloizi. Omul, prin activitatea sa, poate interveni in structura biochimica a ecosistemelor, producând uneori grave perturbari, prin imprastierea unor substante poluante in biotop. Principalele interactiuni biochimice care ar putea reprezenta baza unor interventii utile in scopul maririi recoltei in ecosisteme sunt: interactiuni intre plante superioare; interactiuni intre plante superioare si plante inferioare, bacterii sau ciuperci; interactiuni biochimice la animale; interactiuni biochimice plante-animale fitofage. a) Interactiuni biochimice in lumea plantelor superioare Antagonismele se manifesta când colinele secretate de unele plante superioare inhiba dezvoltarea altor plante superioare (susaiul, Sonchus arvensis inhiba cresterea si dezvoltarea normala a sfeclei pentru zahar, porumbului, florii soarelui etc.; odosul, Avena fatua inhiba dezvoltarea cerealelor paioase, in special a ovazului; nucul, Juglans nigra inhiba dezvoltarea multor plante – cartofi, tomate, lucerna etc.; pirul, Agropyron repens inhiba dezvoltarea multor culturi; floarea soarelui, Helianthus annuus inhiba dezvoltarea multor plante etc. Natura chimica a colinelor este foarte variata, fiind identificate multe substante volatile (acizi organici, uleiuri eterice, fenoli, terpene etc.). Aprofundarea cercetarilor asupra colinelor plantelor ar putea conduce la extragerea si sinteza pe scara largita a unor erbicide de origine vegetala sau la crearea de soiuri de plante cultivate care sa elimine in mediu coline impotriva buruienilor. Sinergismele reprezinta o stimulare reciproca a doua specii ce cresc impreuna. Colinele secretate de unele plante au efect pozitiv, stimulator asupra altora, cu care convietuiesc (neghina, Agrostemma githago, albastrelele, Centaurea cyanus, cresc mai bine in cultura de cereale paioase; varza, Brassica 25

oleracea creste mai bine in amestec cu tomatele; gramineele cresc mai bine in amestec cu leguminoasele etc. Actiunea sinergica se manifesta si prin profilaxia unilaterala sau reciproca fata de boli si daunatori. Astfel, in cultura intercalata de morcov cu praz se impiedica depunerea oualor atât de musculita morcovului (Psilla rosea) cât si a mustei cepei (Hylemia antiqua); in cultura de varza, cânepa limiteaza atacul fluturelui Pieris brassicae; in cultura de cartof cânepa reduce atacul de mana (Phytophtora infestans). b) Interactiuni biochimice in lumea plantelor inferioare si bacteriilor Numarul de metaboliti produsi de alge, ciuperci, bacterii este foarte mare si variat. Analizând relatiile dintre ciuperci si bacterii se constata mai multe tipuri de interactiuni biochimice: stimulare reciproca, inhibitie reciproca, indiferenta, inhibitie unilaterala (lichenii – stimulare reciproca; unele cianoficee produc terpene care inhiba cresterea speciilor concurente). c) Interactiuni biochimice ale plantelor superioare cu plante inferioare si cu bacterii, ciuperci Interactiunile dintre briofite si licheni – pe de o parte si gimnosperme – pe de alta parte, confera stabilitate biocenozei in padurile de conifere. Colinele produse de briofite (Polytrichum commune, Sphagnum) si licheni (Cladonia rangiferina) au efect stimulator asupra pinului si molidului. Interactiunile plantelor superioare cu bacteriile si micromicetele se desfasoara mai ales in sol, prin intermediul rizosferei (stratul de sol ocupat de radacini bogat in materie organica si microorganisme). Multe bacterii elaboreaza in sol substante biotice active, cum ar fi vitaminele din grupul B (B1, B2, B6, B12, biotina etc.) ce au o actiune stimulatoare asupra plantelor superioare. O interactiune pozitiva strânsa intre unele plante superioare si unele ciuperci, la nivelul sistemului radicular formeaza micoriza. Micoriza favorizeaza metabolismul natural al plantelor, mai ales absorbtia fosforului si furnizeaza radacinilor auxine. Se considera ca radacinile exercita o actiune trofo-fizica asupra ciupercii si nu alelopatica (primeste glucidele necesare vietii). Astfel, micoriza este o simbioza intre plante superioare si ciuperci, determinând formarea la suprafata radacinilor a unei zone (mediu) ce joaca un rol de tampon fata de concentratiile nefavorabile ale unor factori ecologici, marind toleranta speciei respective fata de acesti factori (Nardus stricta – rezistenta la aciditate ridicata; arborii de padure – rezistenti pe solurile cu materie organica nedescompusa etc.). Simbioza reprezinta o convietuire reciproc avantajoasa ce se stabileste la nivelul sistemului radicular al plantelor cu flori si implica relatii biochimice de natura trofica si profilactica. Simbioza dintre radacinile plantelor si bacterii se numeste bacteriofism. Astfel, bacteria Rhyzobium leguminosarum traieste in simbioza cu radacinile leguminoaselor formând nodozitati. In acest caz simbioza este specifica, adica fiecare specie de planta leguminoasa accepta ca simbionta o anumita specie de Rhyzobium. Recunoasterea se realizeaza prin intermediul unei proteine specifice produsa de planta (ex: trifolin la trifoi) care permite patrunderea numai a bacteriei respective. Patrunderea altei bacterii in rizoderma va fi patogena pentru planta respectiva. Exista numeroase angiosperme care formeaza simbioza cu bacterii, ciuperci, numarul lor fiind de circa 160 (specii din genurile: Alnus, Dryas, Elaeagnus, Rubus, Hippophaë). d) Interactiuni biochimice la animale La animale, substantele metabolice secundare elaborate cu rol in relatiile intraspecifice se numesc feromoni, iar in relatiile interspecifice, alomoni. Atât feromonii cât si alomonii indeplinesc functii foarte variate: de atractie a sexelor, de marcare, de agregare, de alarma, de comunicare etc. Feromonii de atractie a sexelor sunt bine studiati la insecte, asigurând intâlnirea celor doua sexe in vederea reproducerii. Fenomenul este utilizat in lupta integrata (capcane cu fermoni sexuali). Feromonii de marcare sunt utilizati pentru insemnarea partenerului, a puilor, a teritoriului, a surselor de hrana (ex.: la albine, furnici, asigurând accesul rapid al intregii colonii la aceste resurse). Feromonii de agregare sunt specifici unor insecte (lacuste, gândaci de scoarta), determinând formarea de colonii cu dimensiuni optime pentru reproducere si pentru folosirea hranei. Feromonii de alarma determina reactii de aparare la ceilalti semeni din populatia sa. Alomonii sunt produsi metabolici cu rol de aparare sau de atac impotriva altor specii. Acesti metaboliti provin din secretii proprii (albine, viespi, serpi etc.) sau sunt integrati in corpul emitatorului odata cu hrana (gândacul de Colorado - Leptinotarsa decemlineata). 26

2. Interactiuni biochimice plante – animale fitofage Intre plante (producatori primari) si animalele fitofage exista atât interrelatii trofice, cât si biochimice. Acestea sunt de doua tipuri: toxina-antitoxina si de tip hormonal. Plantele elaboreaza in procesul metabolic un numar apreciabil de compusi toxici (alcaloizi, glicozizi, saponine, taninuri etc.) cu rol in limitarea atacului fitofagilor. Aceste toxine au impus fitofagilor reactia de elaborare a unor produsi cu rol de neutralizare – antitoxine, care au determinat la rândul lor noi strategii de aparare din partea plantelor si eliminarea de noi toxine. Pe aceasta cale insectele fitofage au acumulat gene care le fac rezistente fata de toxinele vegetale. Astfel, unele specii de insecte nu sunt distruse complet de produsele chimice industriale. In acelasi areal, in timp, s-a stabilit o stare de echilibru intre planta si fitofag, coexistând in ecosisteme. Contactul unei plante cu un fitofag nou fata de care nu are mijloace de aparare poate duce la disparitia sa (ex:vita de vie europeana cu filoxera Phyloxera vastatrix). Interactiunile de tip hormonal au eficienta mare, deoarece cantitati mici de anumite substante produse de plante, pot actiona in mod similar cu hormonii, determinând perturbatii catastrofale in dezvoltarea ontogenetica a unor insecte.

2.7 Functiile ecosistemului Functionarea unui ecosistem se bazeaza pe interactiunile ce se stabilesc intre speciile biocenotice si intre acestea si biotop. Desfasurarea acestor relatii face ca fiecare organism sa primeasca cantitatea necesara de substanta si energie. De aici rezulta primele doua functii ale ecosistemului: functia energetica si functia de circulatie a materiei prin ecosistem. Pentru ca aceste doua functii sa se poata realiza normal, ecosistemul trebuie sa prezinte o anumita stabilitate in timp si spatiu (homeostazie), care este rezultatul functiei de autoreglare a starilor sale. Aceste trei functii sunt indisolubil legate intre ele. 2.7.1 Energetica ecosistemului Energia este acea forma de manifestare a materiei care are capacitatea de a efectua un lucru mecanic. Viata este posibila pe Terra datorita faptului ca un flux continuu de energie solara intra zilnic in ecosistem, iar in acelasi timp, cantitati mari de energie termica (de pe Pamânt) intra in cosmos. Ecosistemele isi mentin stabilitatea numai prin echilibrarea aportului continuu de energie radianta cu cel al eliminarii continuu de caldura. Transformarile energetice din ecosistem se desfasoara conform principiilor termodinamicii. Primul principiu al termodinamicii stabileste ca energia unui sistem poate trece dintr-o forma in alta, dar nu se creeaza din nou si nu dispare, acesta se numeste principiul conservarii energiei. Astfel, energia radianta care ajunge la plante este transformata, in prezenta clorofilei, in energie chimica pe care plantele o depoziteaza in molecule de glucide, lipide, protide etc., iar prin consumarea lor de catre animale energia trece in corpul acestora din urma. Atât in plante cât si in animale energia chimica continuta in molecule este eliberata in procesul respiratiei si utilizata in toate procesele vitale. O parte din aceasta energie se transforma in caldura, iar in final, dupa moartea organismelor, toata energia chimica a moleculelor organice este transformata de catre descompunatori in energie calorica. Din primul principiu al termodinamicii reiese faptul ca intrarile de energie intr-un sistem trebuie sa fie egalate de iesiri, deci printr-un ecosistem energia se scurge intr-un flux continuu. Al doilea principiu al termodinamicii este acela al degradarii energiei, care arata ca in orice proces de transformare a energiei, o parte din energia potentiala se degradeaza sub forma de caldura si este dispersata. De aici rezulta ca randamentul transformarii este B + ∆B (B. Stugren, 1975), in care: - B este cantitatea de biomasa pe un anumit nivel trofic, in momentul t0; - Q este cantitatea de hrana acceptata de la nivelul trofic inferior in momentul t0 - ∆B este sporul de biomasa realizat dupa timpul dt; Relatia de mai sus se explica prin aceea ca o parte din cantitatea de hrana a fost folosita pentru desfasurarea proceselor fiziologice ale organismului. De obicei se calculeaza randamentul energetic, exprimându-se prin kcal fixate in biomasa produsa pe unitatea de suprafata. 2.8.2 Categorii de productivitate In functie de cele doua categorii de organisme, autotrofe si heterotrofe, productivitatea poate fi: primara si secundara. 1. Productivitatea primara a unei biocenoze sau a unei componente a acesteia se refera la cantitatea de substanta organica produsa prin fotosinteza de catre plantele autotrofe la unitate de suprafata sau volum si in unitate de timp. Cu alte cuvinte, productivitatea primara exprima randamentul fotosintetic (rata gradului de producere a materiei organice fata de gradul de absorbtie a radiatiei solare). Intrucât o parte din energia fixata este consumata chiar de catre producatorii primari (prin respiratie si alte procese ulterioare), se distinge o productivitate primara bruta (PPB) si o productivitate primara neta (PPN). Productivitatea primara bruta (PPB) reprezinta cantitatea totala de energie pe care plantele verzi o fixeaza in compusi organici in unitate de timp, pe unitatea de suprafata sau volum. La nivelul biosferei s-au identificat patru zone distincte din punct de vedere al indicilor productivitatii primare brute: 1. – largul marilor si terenurile aride, deserturile, cu o productivitate foarte scazuta, 10 g/m2/zi, care in conditii favorabile poate ajunge la 20-25 g/m 2/zi 6 2 (10−30⋅ 10 cal/m /an). Productivitatea maxima nu poate depasi 30-40⋅ 106 cal/m2/an, datorita actiunii factorilor limitanti ai fotosintezei. Randamentul fotosintezei, raportat la energia solara incidenta in cursul unui an, are valori medii foarte reduse: 1,2% in paduri; 0,66% in culturile agricole si pajisti; 0,13% in tundra; 0,12% in ocean si 0,06% in desert.

Repartitia productivitatii primare brute (g/m2/zi) Având in vedere ca zonele Terrei cu productivitate ridicata sunt limitate ca intindere, ca o mare parte a globului este ocupata de oceane si deserturi, se pune problema cresterii productivitatii primare a biosferei pentru ameliorarea bilantului energetic al planetei si implicit rezolvarea problemei alimentatiei omenirii. Aceasta s-ar putea realiza pe mai multe cai, unele foarte costisitoare pentru economia mondiala in prezent, cum ar fi: - irigarea si punerea in cultura a deserturilor; - cresterea productivitatii marilor si oceanelor (gasirea de metode de exploatare a fundului marin); - cresterea randamentului culturilor agricole. Productivitatea primara neta (PPN) se refera la fractiunea ce a ramas dupa ce o parte din substanta organica rezultata in urma fotosintezei a fost consumata de producatorii primari prin respiratie in perioada studiata. Ea variaza in limite foarte largi in functie de factorii abiotici (lumina, temperatura, apa etc.) si caracteristicile biologice ale producatorilor, fiind neuniform distribuita pe glob.

Nr. crt. 1 2 3 4

Productia primara neta in unele ecosisteme terestre (dupa Lieth H. si Whittaker R.H., 1975) PPN Tipul de ecosistem (g/m 2/an SU) Padure tropicala pluviala 2.000 Padure pururea verde 1.500 Padure verde vara 1.000 Chaparral 800 36

5 6 7 8 9 10 11 12 13

Padure mixta in climat cald-temperat Padure boreala de conifere Tundra Desis de arbusti in desert cald Pajiste tropicala Pajiste temperata Desert cald Desert de ghiata Landsaft agrar

1.000 520 140 70 700 560 3 0 650

2. Productivitatea secundara Energia stocata in biomasa producatorilor primari este transferata odata cu hrana la organismele heterotrofe, prin intermediul relatiei trofice a ecosistemului. Viteza de acumulare a substantei si energiei la nivelul consumatorilor reprezinta productivitatea secundara, care poate fi bruta si neta. Productivitatea secundara bruta (PSB) se refera la toata energia asimilata de catre consumatorii unui nivel trofic in unitate de timp si la unitate de suprafata sau volum. Productivitatea secundara neta (PSN) reprezinta energia acumulata in biomasa consumatorilor unui nivel trofic, adica sporul in greutate dupa eliminarea din organism a substantelor neasimilabile, a catabolitilor etc. Din totalul productiei primare doar o parte relativ redusa este consumata de animale. Un ecosistem cu o productivitate primara ridicata devine cu atât mai nerentabil cu cât numarul consumatorilor este mic, iar o mare parte din productia primara neta ramâne neconsumata. Acumularea substantei si energiei la nivelul consumatorilor depinde de frecventa schimbarii generatiilor si de longevitatea individuala. De asemenea, productivitatea secundara este influentata si de natura ecosistemului. In ecosistemele terestre productivitatea secundara este mai ridicata decât in cele acvatice. De exemplu, cu productia de pe un hectar de teren arabil se poate obtine o cantitate de 100-1000 kg carne de porc, in timp ce la un hectar luciu apa marina se produc in medie anual doar 0,82 kg carne de hering (B. Stugren, 1975). Randamentul cu care se realizeaza asimilarea hranei de catre consumatori difera de la o specie la alta, in functie de calitatea acesteia. Astfel, in ecosistemele naturale erbivorele folosesc cca 10% din energia acumulata, iar carnivorele de ordinul I, 10-20% din energia continuta in erbivorele cu care se hranesc. Rezulta ca randamentul de transformare realizat de carnivorele de ordinul I, raportat la energia continuta in plante, este de 1-2%, iar raportat la energia solara incidenta, este de numai 0,003-0,005%. Randamentul lantului trofic este cu atât mai redus cu cât este mai lung. Omul foloseste atât resursele productivitatii primare cât si a celei secundare, insa productia primara constituie nu numai premiza dezvoltarii productiei secundare ci si baza alimentatiei pentru om. 2.8.3 Factorii ecologici de care depinde productivitatea Dintre factorii esentiali ce influenteaza productivitatea enumeram: fluxul de energie solara, fondul de substante abiotice din mediu, conditiile de clima, coeficientul de descompunere, variatia biomasei producatorilor, migratiile, acumularea sau levigarea substantelor nutritive, activitatea economica a omului etc. Fluxul de energie solara reprezinta conditia esentiala pentru realizarea productivitatii primare brute pe Terra, de care depinde productivitatea primara neta si cea secundara. Fractia radiatiei solare cu rol in procesul de fotosinteza este reprezentata de lumina directa si cea difuza. Lumina directa este componenta de baza in complexul proces fotosintetic. In ecosistemele terestre intensitatea captarii luminii directe depinde de proprietatile vegetatiei, cum ar fi: aria foliara, gradul de inclinare al frunzelor fata de planul orizontal, reflectia frunzelor si orientarea acestora. Exista o legatura foarte strânsa intre rata productivitatii, aria foliara si gradul de inclinare al frunzelor. 37

Astfel, la plantele cu grad ridicat de inclinare a frunzelor productia creste odata cu cresterea suprafetei foliare, deoarece patrunde suficienta lumina in intregul strat al vegetatiei, ceea ce permite o productivitate crescuta pe ansamblu. La plantele cu o dispunere orizontala a frunzelor se va inregistra o productivitate maxima la periferia stratului vegetal, in timp ce in profunzime frunzele sunt umbrite, ducând la scaderea productivitatii pe ansamblu. Reflectia frunzelor duce la imprastierea luminii si s-a constatat ca un coeficient inalt de imprastiere poate avea un efect pozitiv asupra productivitatii primare la intensitati luminoase inalte si la o suprafata foliara ridicata si un efect negativ la intensitati luminoase slabe si suprafata foliara redusa. Imbatrânirea frunzelor are un efect negativ asupra randamentului fotosintetic si este mai accentuat cu cât suprafata foliara este mai mare. Lumina difuza are un rol major asupra productivitatii primare, intrucât contribuie la cresterea iluminarii frunzelor din profunzimea stratului vegetal si implicit mareste randamentul fotosintetic. Fondul de substante abiotice din mediu are influenta asupra productivitatii primare in egala masura cu radiatia solara. Lipsa sau insuficienta unui element indispensabil cresterii, dupa legea minimului, poate fi un factor limitant si pentru productivitatea plantelor. Productivitatea va creste in masura in care factorii ecologici se gasesc in cantitati si proportii optimizate. Conditiile de clima influenteaza productivitatea prin multiplele sale caracteristici (fotoperioada, temperatura, precipitatii, umiditate etc.). Astfel, productivitatea este mai ridicata in regiunile cu zile mai lungi, cu climat cald si umed, fata de cele cu zile scurte, cu climat cald si uscat, unde consumul de energie prin transpiratie este mai mare. Coeficientul de descompunere este dat de raportul dintre biosinteza si descompunere. Intre aceste doua procese trebuie sa se mentina un anumit echilibru, care sa asigure o buna circulatie a substantelor, pentru a garanta o eficienta maxima a productivitatii. Acest coeficient depinde de temperatura, umiditate etc. Astfel, descompunerea se realizeaza cu greutate in conditii de temperaturi scazute si deficit de precipitatii, ori la exces de umiditate si temperaturi scazute, in timp ce odata cu cresterea temperaturii, daca celelalte conditii sunt optime, viteza de descompunere se mareste. Pentru o crestere a temperaturii cu 100C, coeficientul de descompunere creste de 2-3 ori. Asa se explica descompunerea foarte rapida a materiei organice in zonele tropicale. Variatia biomasei producatorilor influenteaza asupra productivitatii prin faptul ca randamentul productivitatii este scazut când biomasa producatorilor nu este constanta, atât cantitativ cât si calitativ. Când plantele nu produc suficienta hrana, scade productivitatea intregii biocenoze. Aceste variatii sunt evidente sezonier in zonele cu climat temperat. Primavara si in prima parte a verii conditiile climatice favorizeaza o intensa activitate fotosintetica a plantelor, determinând o crestere a productiei de fitomasa, ce permite inmultirea fitofagilor, a pradatorilor etc. In timpul iernii aceste procese sunt reduse considerabil, principala cauza fiind volumul mic de hrana de provenienta vegetala. Migratiile dintr-o biocenoza in alta (pasari, mamifere) pot fi considerate transfer de biomasa, uneori cu influente majore asupra productivitatii. Acumularea substantelor nutritive in volumul edafic explorat de radacini sau levigarea acestora sub nivelul accesibil radacinilor influenteaza direct productivitatea primara si cu consecinte asupra productivitatii secundare. De exemplu, in zonele ecuatoriale descompunerea materiei organice este rapida, iar levigarea este foarte accentuata sub actiunea cantitatilor mari de precipitatii, incât fertilitatea solurilor este destul de scazuta. Activitatea economica a omului (antropizarea) se rasfrânge asupra productivitatii biologice din ecosistemele agricole, silvice si, din ce in ce mai mult, asupra biocenozelor din toate celelalte ecosisteme

38

Schema actiunilor omului asupra ecosistemelor agricole(dupa D. Schiopu, 1997)

2.9 Dinamica si dezvoltarea ecosistemului 2.9.1 Dinamica ecosistemului Cu toata stabilitatea lor, ecosistemele sunt subsisteme dinamice, in permanenta schimbare datorita interactiunii dintre biocenoza si biotop si, de asemenea, datorita echilibrului dinamic existent in biocenoza. Variatia factorilor ecologici din biotop determina modificari in structura si functionarea biocenozei. Totalitatea acestor modificari sunt inglobate in termenul de dinamica ecosistemului. Aceste modificari pot fi: accidentale sau ritmice. Modificarile accidentale se manifesta prin mici fluctuatii ale fluxului energetic, datorita schimbarilor aritmice ale factorilor fizici (un vânt puternic, o zi ploioasa, o crestere brusca a umiditatii atmosferice) ce influenteaza comportamentul obisnuit, facând ca unele functii sa scada in intensitate, unele animale sa se retraga in adaposturi, iar altele sa devina mai active. Modificarile ritmice se datoresc repartizarii inegale in timp a factorilor ecologici (lumina, temperatura, umiditate etc.). Speciile componente ale ecosistemului sunt adaptate la aceste modificari, pe care le integreaza in genotipurile lor ca modele proprii de activitate ritmica. In ecosistemele terestre din zona temperata se disting doua manifestari ritmice esentiale: ritmul circadian si ritmul sezonier. Ritmul circadian (diurn), al carui denumire deriva de la cuvintele latinesti "circa diem" = in jur de o zi, este determinat de alternanta zi-noapte, incât in activitatea biocenozei se deosebeste o faza de lumina si o faza de intuneric. In cadrul fiecarei faze biocenoza are o componenta activa si una pasiva. Astfel, in faza de lumina are loc intrarea energiei in ecosistem datorita activitatii fotosintetice a producatorilor primari. O parte din energie este stocata in biomasa, deoarece cantitatea de energie fixata depaseste consumul. In faza de intuneric procesul de fotosinteza inceteaza, insa continua procesele consumatoare de energie (respiratie, crestere, inflorire etc.), incât stocul de energie din ecosistem se reduce. Ritmul sezonier este determinat de schimbarile sezoniere ale macroclimei care determina ciclul anotimpurilor din regiunile temperate. Astfel, fluxul energetic este maxim in timpul verii si apoi scade treptat pâna in iarna, când se inregistreaza si reducerea considerabila a fotosintezei, deci a fixarii energiei in biocenoza. In acest timp numeroase specii de plante si animale isi reduc activitatea metabolica si trec peste aceasta perioada nefavorabila prin diverse forme de rezistenta (seminte, spori, oua, pupe etc.) sau prin fenomene de hibernare. Activitatea biocenozei nu se intrerupe complet, o serie de plante isi continua activitatea fotosintetica, dar cu intensitate mai mica, iar unele mamifere si pasari desfasoara o activitate normala. De la un sezon la altul, odata cu clima, se modifica si compozitia biocenozei. 2.9.2 Dezvoltarea ecosistemului (succesiunea ecologica) 39

In afara schimbarilor zilnice si sezoniere care sunt reversibile, oricare ecosistem trece printr-o serie de schimbari ireversibile, devenind din simplu – complex, inregistrând astfel o anumita dezvoltare. Aceasta transformare lenta dar permanenta a ecosistemelor se numeste succesiune ecologica. In acest proces complex si de durata, ecosistemul parcurge mai multe etape de dezvoltare, numite stadii, de la cel juvenil (de pionierat) pâna la cel de maturitate sau de climax, cu o stabilitate ridicata (celelalte stadii, faze sunt: colonizarea, competitia, reactia). Succesiunea ecologica poate fi: primara sau secundara. Succesiunea primara se realizeaza atunci când specii din ecosistemele vecine colonizeaza un biotop ce nu a mai fost populat (biotop nud): surpari, stâncarii golase, eruptii vulcanice, dune de nisip adunate de valuri sau vânt. Asemenea susccesiuni au reprezentat un fenomen frecvent in trecutul geologic (retragerea ghetarilor, regresiuni marine, vulcanisme etc.). Succesiunea secundara are loc când un biotop ce a fost ocupat de o biocenoza este colonizat de specii din ecosistemele vecine. Vechea biocenoza a disparut total sau partial datorita unor modificari climatice, fenomene naturale, interventii antropice (defrisarea unei paduri, colmatarea unei balti etc.). Cu cât un ecosistem este mai aproape de faza de maturitate ecologica (climax), cu atât productivitatea neta scade (energia acumulata in ecosistem este din ce in ce mai mica), deoarece creste proportia consumatorilor, iar pierderile prin respiratie sunt mai mari. Productivitatea maxima si productia cea mai mare disponibila pentru om se realizeaza in ecosistemele tinere. Intrucât ecosistemele mature constituie factori esentiali in stabilitatea naturii vii si a conditiilor abiotice, se impune conservarea lor pe suprafete apreciabile. 2.10 Tipuri de ecosisteme naturale (biomuri) Ecosistemele biosferei prezinta o varietate extrem de mare determinata de diversitatea biotopurilor, distributia neuniforma a speciilor si interventia directa sau indirecta a omului. Dupa originea lor ecosistemele pot fi: naturale (spontane) si antropogene. Ecosistemele naturale, dupa natura biotopului, pot fi: ecosisteme terestre, marine si de ape dulci, interioare. In biosfera, ecosistemele nu sunt izolate intre ele, iar pentru realizarea unor studii de ansamblu sunt grupate in complexe de ecosisteme numite biomuri. Biomul este o grupare de ecosisteme cu fizionomie si functii asemanatoare, independent de compozitia lor specifica, care se intinde pe suprafete mari, fiind determinat mai ales de macroclimat. Principalele biomuri sunt definite dupa vegetatia dominanta care imprima caracteristicile principale ale ecosistemelor. I. Ecosisteme terestre 1. Padurile ecuatoriale umede ocupa mari suprafete in regiunea ecuatoriala, cu un climat umed si cald, precipitatii medii anuale de 3500-4000 mm, temperatura medie anuala 25-260C. Solurile sunt brun-roscate, fara orizonturi, litiera se descompune rapid, iar elementele nutritive sunt absorbite imediat sau levigate. Biocenozele sunt foarte bogate in specii, au o structura complexa si o stabilitate mare. Productia primara neta este 25-28 t/ha/an, iar cea secundara redusa, intrucât cei mai multi consumatori sunt nevertebrati si plante inferioare saprofite. Functiile acestor ecosisteme sunt multiple si foarte importante: controleaza regimul hidric al unei regiuni foarte intinse cu implicatii asupra circulatiei apei in atmosfera; asigura o mare parte din circuitul oxigenului si carbonului; protejeaza solurile impotriva eroziunii pluviale etc. Exploatarea rationala a acestor ecosisteme presupune restrângerea defrisarilor si asigurarea posibilitatilor de regenerare naturala. 2. Padurile de foioase cu frunze cazatoare se intind in zonele cu climat temperat si precipitatii moderate. Solurile sunt brun-roscate, cu litiera, biocenozele bogate in specii, cu o mare stabilitate si cu o activitate ce prezinta o peridiocitate sezoniera. Productia primara neta variaza in functie de speciile dominante si vârsta lor, fiind de 13-15 t/ha/an. Productivitatea secundara este de asemenea mica. Functiile acestor ecosisteme se refera la: controlul regimului hidrologic, atenuarea amplitudinii macroclimatului, protectia solului etc. In aceste ecosisteme se impune o exploatare rationala a masei 40

lemnoase, asigurându-se regenerarea padurilor. Defrisarea lor in vederea extinderii suprafetei arabile nu este recomandata. 3. Padurile de conifere ocupa suprafete mari in partea nordica a Europei si Americii sau formeaza etaje de vegetatie in regiunile montane din zona temperata. Climatul este rece, cu veri scurte, solurile sunt acide, cu litiera bogata si diferite grade de podzolire. Biocenozele sunt sarace in specii; productia primara neta variaza cu latitudinea si solul (4,5-8,5 t/ha/an). Aceste ecosisteme sunt cele mai bine adaptate pentru valorificarea resurselor mediului aspru din regiunile nordice si cele montane, furnizând importante cantitati de masa lemnoasa si vânat. 4. Stepele se gasesc in zone cu climat temperat continental, caracterizat printr-un anotimp rece si umed si altul cald si uscat; soluri cernoziomice si brune. Biocenozele sunt alcatuite din plante ierboase cu compozitie floristica variata. Productivitatea primara neta depinde de cantitatea de precipitatii. 5. Savanele cuprind zona ierboasa dintre tropice, ce se caracterizeaza prin temperaturi ridicate si alternanta anotimpului ploios cu cel secetos. In functie de precipitatii se deosebesc: savane mezofile si umede, savane de tip stepic, savane aride (la limita deserturilor). Productivitatea primara neta difera in functie de tipul savanei (13-24 t/ha/an in cele umede, cu arbori), iar cea secundara este realizata de o fauna abundenta si variata (erbivore mari). Stepele si savanele pot constitui rezerve pentru agroecosisteme in Africa, Australia, America Latina si America de Sud. 6. Tundra este reprezentata de ecosisteme ierboase ce se intind pe suprafete mari la nord de cercul polar, cu climat rece si veri scurte. Aici cresc turme de reni, reprezentând principalele erbivore mari. II. Ecosistemele marine ocupa circa 70 % din suprafata Terrei, iar productivitatea lor este mai mica decât a celor terestre. In Marea Nordului productivitatea primara neta este 0,5-0,8 t/ha/an, in oceane, in medie 0,25 t/ha/an. Au rol important in circulatia oxigenului, carbonului si a apei. III. Ecosistemele lacustre au un caracter fragmentar, deoarece fiecare lac are conditii specifice (clima, pH, elemente nutritive, continut in saruri etc.). Productivitatea primara neta a lacurilor eutrofe (lunca Dunarii) este de 6 t/ha/an, iar productia secundara ridicata. 2.11 Clasificarea ecosistemelor dupa sursa si cantitatea de energie utilizata E.P. Odum (1975) a clasificat ecosistemele dupa sursa si cantitatea de energie, in 4 grupe: 1. Ecosisteme naturale in care unica sursa de energie este cea solara. Cantitatea de energie este de circa 2.000 kcal/m2/an (1.000-10.000 kcal/m2/an) (oceane, paduri din zonele montane, tundra). Aceste ecosisteme constituie suportul vietii pe Terra. 2. Ecosisteme naturale in care pe lânga energia solara este implicata si o sursa naturala suplimentara de energie. Fluxul de energie este de 10.000-40.000 kcal/m 2/an (in medie 20.000 kcal/m2/an) (estuare, maree, paduri tropicale umede). Acestea sunt sisteme capabile de o mare productivitate. 3. Ecosisteme naturale in care pe lânga energia solara este implicata o sursa suplimentara adusa de om. Fluxul de energie este de 10.000-40.000 kcal/m2/an (in medie 20.000 kcal/m2/an) (agricultura, acvacultura). Sunt sisteme in care se produce hrana omenirii si o parte din materiile prime. 4. Ecosisteme urbane – industrializate ce sunt aprovizionate cu energie furnizata de combustibilii fosili. Fluxul energetic este de 100.000-3.000.000 kcal/m 2/an (2.000.000 kcal/m2/an, in medie) (orase, suburbii, zone industriale). Sunt generatoare ale bunastarii omenirii, dar si surse de poluare. Depind de ecosistemele din primele trei categorii privind hrana si combustibilii.

• • • •

Teme: Care sunt partile ecosistemului si ce caracteristici prezinta? Care sunt elementele structurii spatiale? Dar a celei trofice? Caracterizati structura biochimica. Care sunt relatiile intraspecifice si interspecifice si ce importanta au pentru mediul agricol? 41

MODULUL III ECOSISTEMUL AGRICOL 3.1 Concept, definitii Conceptul de ecosistem agricol sau agroecosistem, a fost elaborat acum patru decenii (dupa 1965), ca urmare a aplicarii studiului sistemic din ecologie in fenomenele din agricultura (W. Tischler, 1965; E.P. Odum, 1971; M.J. Müller, 1976; I. Puia, V. Soran, 1987). Ecosistemele agricole, ca si cele naturale, constituie unitati functionale ale biosferei, constructive sub raport dinamic si structural, create de om cu scopul obtinerii de productii agricole. Intrucât, in majoritatea ecosistemelor agricole, productivitatea se realizeaza printr-un cadru natural, in interdependenta cu factorii de mediu, se poate afirma ca sistemele biologice ce au ca scop realizarea de produse agricole se numesc sisteme agricole sau ecosisteme agricole. Acestea au câteva insusiri specifice: 1. sunt create de om si existenta lor depinde de acesta; 2. structura si functiile ecosistemelor agricole sunt dirijate de om pentru obtinerea unei cantitati maxime de biomasa necesara societatii umane; 3. omul imprima agroecosistemului o structura trofica de o diversitate mai mica si un circuit de substanta si energie schimbat sub aspectul intensificarii sau al inhibarii unor procese; 4. analiza sistemica a ecosistemelor evidentiaza faptul ca cele naturale sunt autoreglabile, iar cele agricole sunt reglate antropic. 3.2. Biotopul si biocenoza agricola Biotopul agricol este reprezentat de totalitatea terenurilor cultivate si a pajistilor create de om sau aparute in urma activitatilor sale, care corespund intr-o masura cât mai mare cerintelor biologice ale plantelor de cultura sau animalelor domestice. Biotopul agricol ocupa cele mai bune terenuri, extinzându-se pe cca 30% din suprafata uscatului, din care 1/3 revine culturilor agricole si circa 2/3 pajistilor. Se apreciaza ca numai 7% din biotopurile terestre au toate caracteristicile potrivite pentru agricultura (G.W. Cox si M.D. Atkins, 1979). Rezulta ca agricultura foloseste in prezent cele mai potrivite biotopuri dezvoltarii sale. Biocenoza agricola este alcatuita din totalitatea organismelor vii dintr-un ecosistem agricol si este impusa in cea mai mare parte de om in functie de scopul pe care-l urmareste. Intr-un biotop agricol omul cultiva o anumita specie de plante sau creste o anumita specie de animale domestice. In activitatea sa practica, omul incearca sa elimine din biocenoza agricola acei componenti ce nu sunt doriti, care ar putea concura sau chiar consuma plantele sau animalele utile lui. Astfel, structura si compozitia biocenozelor agricole este mai simpla decât in biocenozele naturale. Spre deosebire de ecosistemele naturale, cele agricole sunt mai usor de delimitat topografic. Biocenozele ecosistemelor agricole se deosebesc de cele ale ecosistemelor naturale in primul rând prin originea speciilor ce le compun. Ecosistemele naturale sunt alcatuite din specii autohtone, proprii zonei biogeografice respective, in timp ce cele agricole sunt formate de regula dintr-o singura specie, care este straina de acea zona. Datorita reducerii numarului de specii si a originii lor (de multe ori din regiunile mai calde decât in care se cultiva) este necesara crearea unor biotopuri agricole specifice. Prin aplicarea diverselor tehnologii, biotopul agricol este mentinut intr-o stare asemanatoare cu aceea a stadiului de pionierat, ce se caracterizeaza printr-un numar redus de specii colonizatoare, productia relativ redusa de substanta organica, lanturi trofice scurte si numar redus de organisme detritivore. Astfel, exista tendinta de crestere a vitezei schimbarilor spre o stare de echilibru (maturitate), ceea ce inseamna o instabilitate a stadiului de pionierat. Deci, biocenozele agricole sunt mai usor supuse invaziilor, mai usor distruse decât biocenozele naturale. Pe de alta parte, constituirea 42

biocenozelor agricole este determinata mai mult de cerintele economice si mai putin de normele ecologice, având ca rezultat scindarea biocenozei in niveluri trofice independente, cu intreruperea ciclurilor biogeochimice ce trebuie mentinute artificial de om, cu cheltuieli ridicate de energie. In ecosistemele agricole, ca si in cele naturale, functioneaza cele 3 fluxuri fundamentale: de energie, de substanta si de informatie, dar mult influentate de catre om. Fluxul de energie a fost intensificat prin introducerea energiei combustibililor fosili, a celei nucleare si a electricitatii, marind considerabil productivitatea, dar si emisiile de poluanti. Fluxul de substanta a fost amplificat prin utilizarea de ingrasaminte si pesticide; Fluxul informational a fost imbunatatit prin cantitatea de informatii datorata progresului stiintei si tehnicii actuale. Comparând ecosistemele agricole cu cele naturale mature se sesizeaza câteva deosebiri esentiale: - lanturile trofice sunt scurte in ecosistemele agricole si lungi, complexe in ecosistemele naturale; - stratificarea este slaba in ecosistemele agricole si pronuntata in ecosistemele naturale; - diversitatea de specii este foarte mica in ecosistemele agricole si foarte mare in ecosistemele naturale; - mecanismele de reglare a populatiilor sunt antropice in ecosistemele agricole si biologice in ecosistemele naturale; - stabilitatea in ecosistemele agricole este controlata de om, iar in ecosistemele naturale este homeostata; - recolta potentiala pentru om in ecosistemele agricole este ridicata, iar in ecosistemele naturale este scazuta; - raportul productivitate primara bruta/respiratie este >1 in ecosistemele agricole si ≅ 1 in ecosistemele naturale. Daca am compara ecosistemele agricole cu cele naturale tinere, aceste deosebiri s-ar diminua considerabil, evidentiindu-se asemanarea dintre acestea. Rezulta de aici necesitatea indepartarii posibilitatilor de instaurare in ecosistemele agricole a stadiului final, de maturitate si mentinerea unor conditii optime pentru dezvoltarea unor ecosisteme tinere cu nise nesaturate si cu o productivitate neta ridicata. Studiul ecosistemelor agricole ridica problema echilibrului ecologic din interiorul lor. Instaurarea acestuia presupune conservarea habitatelor, mentinerea viabilitatii lor in conditiile obtinerii de productii agricole maxime. 3.3 Originea si evolutia ecosistemelor agricole Inainte de a cunoaste agricultura, omul era o fiinta total dependenta de lanturile trofice ale ecosistemelor naturale. La inceput, in paleolitic, acum circa 600 mii de ani, omul isi asigura hrana numai cu produse de origine vegetala (frunze, fructe, radacini etc.). Ulterior, odata cu practicarea vânatoarei si pescuitului (aparitia si confectionarea uneltelor, folosirea focului) alimentatia omului s-a imbogatit cu proteine si grasimi de origine animala, insa depindea de bioproductivitatea ecosistemelor naturale. Se apreciaza (E.P. Odum, 1971) ca in acea perioada omul putea spera la obtinerea a 10 kcal/m2/an, ceea ce inseamna ca pentru a-si asigura necesarul zilnic de hrana trebuia sa exploreze prin cules, vânat sau pescuit o suprafata de cel putin 10 ha. Odata cu descoperirea si folosirea focului, cu identificarea plantelor si animalelor utile s-a trecut la practicarea agriculturii primitive si a pastoritului nomad, dublând cantitatea de energie ce putea fi utilizata, circa 20 kcal/m2/an. Aceasta a redus suprafata de nutritie la jumatate si a permis cresterea populatiei. Se considera ca agricultura, ca indeletnicire de sine statatoare, nu a fost posibila decât dupa aparitia limbajului si a ceramicii, aceasta din urma favorizând confectionarea uneltelor, a vaselor pentru depozitarea semintelor etc. Cele doua forme principale de cultura a plantelor – granocultura si vegecultura – au aparut aproape simultan si independent in mai multe regiuni ale lumii. Granocultura cuprinde sistemele de agricultura ce se bazeaza pe cultivarea plantelor producatoare de seminte comestibile. A aparut in mai multe centre din regiunile temperate si subtropicale. 43

Vegecultura cuprinde sisteme de agricultura ce se bazeaza pe cultivarea de plante ale caror organe comestibile sunt cele vegetative (radacini, tuberculi, tulpini, frunze etc.). Aceasta a aparut in câteva centre din zona tropicala. Primele sisteme de cultivare a plantelor se bazau pe defrisarea padurilor prin incendiere (zona tropicala), cultivarea terenului 1-2 ani, apoi era lasat sa se reimpaduresca, revenind pe aceeasi sola dupa circa 10-20 ani. In acest timp erau defrisate alte suprafete. Odata cu defrisarea si luarea in cultura a noi suprafete, avea loc si deplasarea grupului uman cultivator. Acest sistem poarta denumirea de agricultura itineranta. In zonele temperate primele terenuri luate in cultura au fost luncile si stepele, cu durata de cultivare 1 an, revenirea pe aceeasi suprafata fiind mai scurta, dupa 3-6 ani. Confectionarea uneltelor, domesticirea animalelor au dus la cresterea productivitatii ecosistemelor agricole, creându-se surplusuri de productie. Astfel au aparut sistemele de agricultura traditionala ce se caracterizeaza prin: extinderea suprafetelor cultivate, introducerea rotatiei si apoi a asolamentelor, selectarea empirica a unor soiuri de plante si rase de animale, folosirea animalelor domestice pentru efectuarea lucrarilor agricole, a uneltelor din lemn si apoi metal, utilizarea dejectiilor de la animale ca ingrasamânt organic etc. In agricultura traditionala s-a inregistrat o permanenta reciclare a substantelor si o integrare a proceselor de productie agricola in ciclurile biogeochimice ale biosferei. In acest fel, agricultura traditionala poate fi considerata ca fiind o indeletnicire umana cu pronuntat caracter ecologic. Agricultura traditionala a putut asigura omului o cantitate de hrana de circa 100-200 kcal/m 2/an, reducându-se aria de alimentare la 0,5-1,5 ha/individ/an. Se considera ca din antichitate si pâna la revolutia industriala, sistemele de cultivare a pamântului au apartinut agriculturii traditionale. Revolutia industriala, tehnica si stiintifica a produs, mai ales in a doua jumatate a secolului XX, profunde schimbari in agricultura (folosirea combustibililor fosili pe scara larga, mecanizarea, chimizarea) care au determinat cresteri substantiale ale productiilor agricole, dar si efecte negative asupra mediului. Aceste noi sisteme de cultura a plantelor apartin agriculturii moderne, industrializate, in care recoltele medii sunt intre 600-4000 kcal/m2/an (800 kcal/m2/an = o recolta 2000 kg/ha cereale boabe), iar suprafata arabila de alimentatie se reduce la 0,2-0,6 ha/individ/an. Dezvoltarea agriculturii a adus cu ea schimbari esentiale asupra populatiei umane, vietii sociale si asupra biosferei. Cresterea productivitatii pamântului a permis cresterea populatiei si prima explozie demografica a omenirii, aparitia asezarilor umane stabile, a cetatilor, oraselor, dezvoltarea inegala a zonelor geografice si crearea conditiilor de expansiune a unor imperii. Aparitia agriculturii a determinat o divizare a muncii si gruparea indivizilor in clase sociale. Dezvoltarea agriculturii a avut si efecte negative asupra mediului, prin accentuarea fenomenelor de eroziune, alunecari, aridizare etc. Originea plantelor cultivate si a animalelor domestice Unul dintre primii cercetatori care s-au ocupat de originea plantelor cultivate a fost botanistul elvetian A. de Candolle (1909). Dupa opinia sa nu exista centre de origine a plantelor cultivate, ci arii relativ intinse in care o specie sau alta a fost introdusa in cultura. De asemenea, dupa observatiile sale se evidentiaza faptul ca diversitatea genetica a multor plante cultivate este, uneori, mai mare in afara ariilor de origine. In opozitie cu conceptia lui A. de Candolle, geneticianul rus N.I. Vavilov (1926, 1951), a lansat ipoteza existentei a urmatoarelor 8 centre de origine a plantelor cultivate: 1. Centrul chinezesc (de unde provin câteva specii de legume si fructe, ca si speciile de ceai); 2. Centrul indian (aici isi au originea câteva specii de legume, piperul, iar in zona indomalaiesiana - citricele); 3. Centrul din Asia Centrala (in care isi au originea unele graminee, fructe si nuci); 4. Centrul din Orientul Apropiat (de unde provin mai multe cereale, câteva specii de legume, fructe si nuci); 5. Centrul mediteranean (in care isi au originea unele specii de legume, precum si maslinul); 6. Centrul abisinian (de unde provin unele cereale si legume); 7. Centrul din America Centrala (aici isi au originea porumbul, fasolea, ardeiul etc.); 44

8. Centrul din America de Sud (in care au fost cultivate cartoful, tomatele, papaia, tutunul, maniocul, arahidele, arborele de cacao si ananasul). In 1964, P.M. Jukovski, discipolul si urmasul lui N.I. Vavilov, a descris 12 centre de origine a plantelor cultivate si a agriculturii. Ulterior, unii autori (J.H. Harlan, 1971; C.W. Cox si M.D. Atkins, 1979), invocând datele geneticii populatiilor, nu sprijina in totalitate ipoteza lui N.I. Vavilov, considerând ca ea se fundamenteaza pe presupunerea ca centrul de mare diversitate genetica al unei specii ar corespunde cu centrul ei de origine. Dar, inca din 1909 A. de Candolle a aratat ca cele mai multe varietati ale unei specii se afla in afara limitelor distributiei sale geografice naturale. J.R. Harlan (1971), simplificând ipoteza centrelor genetice a lui N.I. Vavilov si punând-o de acord cu constatarile de genetica a populatiilor, a emis ipoteza centrelor restrânse si a zonelor extinse de origine a plantelor cultivate. Dupa ipoteza sa, pe glob exista numai 3 centre restrânse (Orientul Apropiat, Nordul Chinei si America Centrala) si 3 zone intinse (Africa tropicala, Asia de sud-est si America de Sud), din care provin majoritatea plantelor de cultura. Dupa C.W. Cox si M.D. Atkins (1979), principalele zone ale globului si speciile de plante cultivate, originare din acestea sunt urmatoarele: Europa: ovazul (Avena sativa), secara (Secale cereale), coacazul (Ribes sp.), zmeurul (Rubus idaeus), prunul (Prunus domestica) si gutuiul (Cydonia oblonga). Regiunea mediteraneana: bobul (Vicia faba), varza (Brasica oleracea), maslinul (Olea europaea), ceapa (Allium cepa), usturoiul (A. sativum), prazul (A. porrum), salata (Lactuca sativa), sfecla (Beta vulgaris), pastârnacul (Pastinaca sativa), hameiul (Humulus lupulus), ridichea (Raphanus sativus). Orientul Apropiat: alacul (Triticum dicoccum), grâul tare (Tr. durum), grâul (Tr. aestivum), orzul (Hordeum vulgare), lintea (Lens esculenta), mazarea (Pisum sativum), macul (Papaver somniferum), pepenele galben (Cucumis melo), morcovul (Daucus carota), smochinul (Ficus carica), rodia (Punica granatum), ciresul (Prunus avium), migdalul (P. amygdalus), caisul (P. armeniaca), parul (Pirus comunis), marul (Malus pumila), vita de vie (Vitis vinifera), curmalul (Phoenix dactylifera), sofranul (Crocus sativus), inul (Linum usitatissimum), nucul (Juglans regia). Regiunea indo-birmana: orezul (Oryza sativa), patlageaua vânata (Solanum melongena), castravetele (Cucumis sativus), mango (Mangifera indica), piperul (Piper nigrum), meiul (Panicum milliaceum), guma arabica (Acacia arabica), bumbacul arborescent (Gossypium arboreum). Asia sud-estica: gingerul (Zingiber sp.), citricele – lamâiul, portocalul, grepfruitul, mandarinul (Citrus sp.), bananierul (Musa sp.), nuca de cocos (Cocos nucifera), trestia de zahar (Saccharum officinarum). China: ovazul golas (Avena nuda), soia (Glycine max), secara manciuriana (Zizania latifolia), varza chinezeasca (Brassica chinensis), ceapa chinezeasca (Allium fistulosum), piersicul (Prunus persica), specii de citrice (Citrus sp.), dudul (Morus alba), ceaiul (Thea sinensis), hrisca (Fagopyrum esculentum). Africa de Vest: orezul african (Oryza glaberrima), meiul african (Brachieria deflexa), palmierul de ulei (Elaesis guineensis). Africa centrala: sorgul (Sorghum bicolor), nuca de cola (Cola acuminata), sesamul (Sesamum indicus), pepenele verde (Citrullus colocynthis). Regiunea etiopiana: meiul etiopian (Elensine caracana), ricinul (Ricinus communis), arborele de cafea (Coffea arabica), bananierul african (Musa ensete). America de Nord si Centrala: porumbul (Zea mays), batatul (Ipomea batatas), fasolea (Phaseolus vulgaris), ardeiul (Capsicum annuum), bumbacul (Gossypium hirsutum), agave (Agave sisalana), floarea soarelui (Helianthus annuus), topinamburul (H. tuberosus), bostanul (Cucurbita sp.), vanilia (Vanilla planifolia), tomata (Licopersicum esculentum), avocado (Persea americana). Regiunea peruviana: cartoful (Solanum tuberosum), tutunul (Nicotiana tabacum), papaia (Carica papaya), bumbacul sud-american (Gossypium barbadense). Brazilia: maniocul (Manihot esculenta), arborele de cacao (Theobroma cacao), ananasul (Ananas comosus), pasiflora (Passiflora edulis), arborele de cauciuc (Hevea brasiliensis). Principalele regiuni de domesticire a unor specii de animale sunt urmatoarele: Regiunea arctica euroasiatica: renul (Rangifer tarandus). 45

Europa: iepurele (Oryctolagus cunuculus). Regiunea mediteraneana: gâsca (Anser anser), porumbelul (Colomba livis). Orientul Apropiat: oaia (Ovis aries), capra (Capra hircus), porcul (Sus domestica), vaca (Bos taurus), câinele (Canis familiaris), camila (Camelus dromaderius), rata (Anas platyrhyncha). Asia Centrala: calul (Equus caballus), camila cu doua cocoase (Camelus bactrianus), iacul (Bos grunniensis). India si Asia sud-estica: bivolul (Bubalus bubalus), gaina (Gallus gallus). China: fazanul (Phasianus colchicus), gâsca chinezeasca (Cygonopsis cygnoides), crapul (Cyprinus carpio), fluturele de matase (Bombyx mori). Africa: asinul (Equus asinus), albina (Apis mellifera). America Centrala: curcanul (Meleagris gallopavo). America de Sud: lama (Lama glama). 3.4 Clasificarea ecosistemelor agricole Din studiile efectuate la nivel mondial rezulta ca majoritatea ecosistemelor agricole au o buna eficienta in exploatare, numai in zonele temperate si subtropicale de joasa altitudine, cu precipitatii moderate si temperaturi medii anuale cuprinse intre 6-120C (140C). Pentru aceste zone climatice se disting 3 categorii de ecosisteme agricole: 1. – ecosisteme agricole extensive; 2. – ecosisteme agricole intensive; 3. – ecosisteme agricole industriale sau industrializate. 3.4.1 Ecosistemele agricole extensive Se caracterizeaza printr-un raport energetic iesire (output)-intrare (input) ridicat (> 1). In medie, o calorie de energie culturala produce >10 calorii, exprimate in recolta utila. Uneori eficienta energetica ajunge la 40-50 calorii recolta utila (orezarii). Chiar daca randamentul este ridicat, recolta utila este scazuta, deoarece tehnologiile aplicate sunt rudimentare, soiurile cultivate au o productivitate mica, controlul asupra bolilor si daunatorilor este slab sau inexistent etc. In aceste ecosisteme se pot include sisteme ale agriculturii traditionale, livezile si gradinile din interiorul sau apropierea asezarilor rurale, pasunile si fânetele. In acestea se asigura recircularea si regenerarea resurselor naturale terestre (substante minerale, substante organice, CO2, O2, H2O etc.). 3.4.2 Ecosistemele agricole intensive Se caracterizeaza printr-un raport energetic iesire-intrare aproximativ egal cu 1. Productivitatea acestora este mare – o calorie de energie biologica produce pâna la 6000 calorii sub forma de recolta utila. Utilizarea de energie suplimentara (mecanizare + chimizare) determina in ecosistemele agricole intensive o majorare substantiala a productivitatii fata de agricultura traditionala. Atâta timp cât resursele de energie tehnologica vor fi acceptabile, se recomanda producerea de alimente prin intermediul ecosistemelor agricole intensive. In aceste sisteme reciclarea naturala a substantelor minerale si organice trebuie suplinita prin ingrasaminte chimice si alte substante, care maresc consumul de energie. Nerealizarea reciclarii naturale duce la scaderea continutului solului in substante usor solubile, deci la scaderea fertilitatii naturale a solului. Din aceasta categorie de ecosisteme agricole fac parte fermele ce practica tehnologii complet mecanizate si chimizate, plantatiile pomicole si podgoriile intensive etc. 3.4.3 Ecosistemele agricole industriale (industrializate Se caracterizeaza printr-un raport energetic iesire-intrare 5000 kcal/kg produs (floarea soarelui, rapita, soia); 2. – plante cu seminte bogate in proteine sau amidon – cu o valoare energetica de 3700-4000 kcal/kg produs (cereale, mazare, fasole); 3. – plante cu organe vegetative ca produs agricol principal – cu o valoare energetica de 9001300 kcal/kg produs (cartof, sfecla pentru zahar, lucerna, porumb masa verde etc.). Din punct de vedere al continutului de proteina, plantele se pot imparti tot in trei grupe: 1.– plante cu seminte ce au un continut ridicat in proteina de calitate superioara - circa 130-300 g/kg produs (leguminoase pentru boabe, oleaginoase); 2. – plante cu seminte ce au un continut mediu de proteina - circa 60-90 g/kg produs, bogate in amidon (cereale); 3. – plante cu organe vegetative sarace in proteina - circa 10 g/kg produs (sfecla, cartof). Un loc aparte il ocupa leguminoasele furajere (lucerna, trifoi, mazariche) care contin in organele vegetative aeriene cantitati relativ mari de proteina (25-40 g/kg produs). Dupa productia totala de energie si proteina, principalele plante de cultura din tara noastra se pot imparti in 4 grupe: 1. plante cu productie mare de energie (20-32·106 kcal/ha) si productie mare de proteina de calitate mijlocie (300-400 kg/ha): cereale, sfecla; 2. culturi cu productie mica de energie (5-9·106 kcal/ha) si productie mare de proteina de calitate superioara (300-400 kg/ha): leguminoase pentru boabe; 3. culturi cu productie mijlocie de energie (12-14·106 kcal/ha) si productie relativ mica de proteina (200-300 kg/ha), dar furnizoare de acizi grasi industriali: oleaginoase; 4. culturi cu productie ridicata de energie (15-28·106 kcal/ha) si foarte mari de proteina de calitate medie (450-1000 kg/ha): leguminoase furajere. 47

In afara acestor grupe se situeaza culturile de orez, cartof, porumb masa verde – cu caracteristici intermediare. Pe baza datelor privind productia in principalele ecosisteme agricole si a celor referitoare la necesarul de energie si proteina, se poate stabili ponderea optima a diferitelor ecosisteme agricole.

3.6. Autecologia agricola Prin autecologie agricola se intelege studiul relatiilor dintre planta si mediul abiotic si biotic. Cunoasterea acestor relatii este de maxima importanta pentru ca permite omului o interventie corecta si oportuna in ecosisteme, in vederea obtinerii unui randament cât mai ridicat, cu un consum cât mai redus de energie. 3.6.1 Factorii abiotici – se refera la: lumina, temperatura, apa, aer, sol, orografia terenului. 1. Lumina constituie sursa de energie pentru sinteza substantelor organice si influenteaza asimilatia, forma, structura si dimensiunea organelor vegetative, precum si parcurgerea diverselor stadii de dezvoltare a plantei. In lipsa luminii plantele se alungesc, sunt fragile, au putina clorofila, fenomen denumit etiolare. In masura in care lumina variaza cu latitudinea, altitudinea, expozitia si felul fitocenozei, ea devine un factor ecologic foarte complex. Interceptarea energiei solare depinde de: proprietatile optice ale covorului vegetal (determinate de insusirile structurale ale organelor plantei), precum si suprafata si arhitectura acestuia. Proprietatile optice ale frunzelor si ale altor parti ale vegetatiei sunt caracterizate prin coeficientii proprii de reflectie, transmisie si absorbtie. Suprafata foliara a unei culturi anuale inregistreaza o crestere continua pâna la inflorire, când depaseste de câteva ori suprafata terenului pe care o ocupa. Raportul dintre suprafata foliara si suprafata biotopului ocupat se numeste indice foliar sau indicele suprafetei foliare. Acesta depinde de specie, de calitatea biotopului, aprovizionarea cu elemente nutritive, apa, tehnologia aplicata etc. Astfel, in conditii de irigare indicele foliar poate fi mai mare cu 15%. De asemenea, azotul are un rol deosebit in cresterea suprafetei foliare. Cresterea indicelui foliar se coreleaza direct cu cresterea capacitatii fotosintetice a ecosistemului agricol si a productiei agricole, dar pâna la o anumita valoare. In acest fel, desimea plantelor este un indicator esential al tehnologiilor de cultura. Arhitectura covorului vegetal. Patrunderea radiatiilor solare prin covorul vegetal depinde nu numai de indicele foliar al acestuia, ci si de repartizarea frunzelor pe etaje, de pozitia si orientarea lor una fata de alta si fata de fluxul luminos. Arhitectura foliara a indivizilor din biocenoze difera de cea a indivizilor solitari. Caracteristicile arhitecturale ale covorului vegetal se exprima cu ajutorul unghiului foliar si al distributiei foliare a plantei pe verticala. Unghiul foliar exprima pozitia limbului frunzei in raport cu orizontala. Distributia suprafetei foliare se refera fie la suprafata frunzelor de la un anumit nivel, fie la suprafata foliara cumulata in raport cu volumul frunzisului de la suprafata biotopului pâna la nivelul respectiv. Unghiul foliar si distributia suprafetei foliare a plantelor de cultura reprezinta o insusire genetica, evidentiata in anumite conditii de densitate. La graminee unghiul foliar creste si este mai mare pe masura apropierii de vârful tulpinii, concomitent cu scaderea suprafetei foliare. La grâu unghiul foliar este de 40-800, la porumb de 30600, iar la floarea soarelui este 00. Unghiul foliar redus are avantajul ca plantele acopera solul mai repede, in timp ce unghiul foliar mai mare al frunzelor din vârful tulpinii asigura patrunderea luminii spre frunzele inferioare. Plantele cu unghiul foliar mai mare permit o desime mai ridicata la unitatea de suprafata. Energia folosita in transpiratie variaza cu suprafata foliara si cu indicii hidrici ai mediului. Eficienta energetica depinde nu numai de cantitatea consumata in procesele fiziologice ci si de natura substantelor prin care ea este depozitata. 48

Astfel, pentru a realiza 1g de proteina plantele cheltuiesc 1,68g glucoza, pentru 1g grasimi, 2,8g glucoza, iar pentru 1g celuloza, 1,14g glucoza. Compusii organici cu structura complexa contin in molecula lor cantitati mari de energie (N. Zamfirescu, 1977):1g glucoza contine 3744 cal., 1g zaharoza 3945 cal., 1g amidon 4182 cal., 1g celuloza 4185 cal., 1g proteine 5500-5700 cal., iar 1g grasimi tot 5500-5700 cal. Dupa exigenta fata de lumina, plantele se impart in trei categorii: plante heliofile, sciofile (umbrofile), helio-sciofile. Heliofitele sunt plante iubitoare de lumina. Acestea domina in savane, preerii, stepe, pe vârful muntilor, pe versantii sudici insoriti (ex. Artemisia austriaca, Agropyron pectiniforme, Festuca valesiaca, Stipa sp.). In aceasta grupa intra si majoritatea plantelor cultivate. Sciofitele (umbrofitele) prezinta adaptari morfologice, anatomice si ecologice pentru un regim scazut de lumina (frunze subtiri, cuticula slab dezvoltata, frunze mate, perozitate slaba, stomate putine etc.). Aceste plante se intâlnesc prin vai umbroase, paduri si nu suporta lumina directa (ex.: Asarum europeum, Asperula odorata, ferigele, muschii). Unele dintre ele au cerinte mai mari de lumina in timpul infloririi, motiv pentru care aceasta fenofaza se realizeaza primavara devreme (Pulmonaria sp., Anemone sp., Convallaria majalis etc.). Helio-sciofitele sunt plante care se dezvolta bine in conditii de lumina, dar suporta si umbrirea (ex.: Cynodon dactylon, Echinochloa crus-galli etc.). Pentru ajungerea plantei la inflorire-fructificare este necesar sa se strabata o etapa calitativa, numita stadiul de lumina, iar reactia specifica a organismelor se numeste fotoperiodism. Aceasta inseamna ca declansarea stadiilor de dezvoltare a plantelor are loc in functie de durata iluminarii diurne. Astfel, faza de inflorire-fructificare, la unele specii se produce numai in perioadele anului cu zi scurta (12 ore) – secara, grâul, inul, cartoful, sfecla etc. Lumina influenteaza planta in tot cursul dezvoltarii sale, exercitând un efect profund asupra formei si structurii ei caracteristice. 2. Temperatura reprezinta un alt factor ecologic foarte important pentru viata plantelor. Sursa de caldura este tot soarele. Prezinta importanta atât cantitatea de caldura absorbita si repartitia ei in spatiu, cât si repartizarea ei in timp. Cantitatea de caldura ajunsa pe pamânt scade de la ecuator spre poli, având un rol deosebit in raspândirea vegetatiei pe glob. Toate procesele vitale ale plantelor (germinare, crestere, inflorire, fructificare, fotosinteza, respiratie) nu se pot desfasura decât intre limitele unor anumite temperaturi (t0 max. si t0 min.). Depasirea acestora provoaca moartea organismelor. Intre aceste limite exista temperatura optima. In functie de adaptarea la anumite regimuri termice, plantele au fost impartite in 4 grupe: (A. de Candolle – 1909): - megatermele – plante adaptate la o temperatura a mediului mai mare de 200C (palmierii, bananierii, curmalii etc.); - mezotermele – necesita pentru dezvoltare o temperatura de 15-200C si o umiditate buna iarna (maslinul, oleandrul); - microtermele – sunt plante adaptate la oscilatii mari de temperatura, cuprinse intre 0-150C si o umiditate uniform repartizata; - hechistotermele – sunt plante iubitoare de frig; prefera temperaturi constante in jur de 00C (plantele regiunilor polare si arctice – macul arctic, garofita alpina). Regimul termic influenteaza puternic invelisul vegetal al unor intinse zone climatice sau de altitudine. Cu fiecare grad al latitudinii (N, S) temperatura medie anuala scade cu 0,50C, iar odata cu cresterea altitudinii temperatura scade cu 0,5-0,60C la fiecare 100 m, dând nastere unei zonalitati termice care determina zonarea vegetatiei. Rezistenta plantelor la temperaturi scazute se bazeaza pa concentratia de zaharuri din sucul celular care mareste presiunea osmotica si diminueaza mult cedarea apei catre spatiile intercelulare. Complexul de procese ce duce la sporirea gradului de rezistenta a plantelor la frig se numeste calire (cereale de toamna). 49

Regimul termic al solului are o importanta majora in viata plantelor, deoarece de el depinde accesul apei in radacini, nutritia minerala, cresterea si respiratia radacinilor, activitatea microorganismelor din sol, procesele de transformare a resturilor organice etc. Regimul termic al solului depinde de temperatura aerului, proprietatile solului, insusirile lui fizice, de umiditate, relief, vegetatie (ex.: solurile argiloase sunt mai reci decât cele nisipoase). Ca si in cazul luminii exista o fluctuatie zilnica si anuala a temperaturii (minima la rasaritul soarelui, maxima la orele 1400-1500, respectiv minima in lunile ianuarie-februarie si maxima in iulieaugust), precum si variatii mari in functie de latitudine si altitudine. O influenta remarcabila asupra temperaturii o exercita norii si vântul. 3. Apa este factorul ecologic indispensabil in viata plantelor si a vietii in general – fara apa nu exista viata. Apa participa activ in toate procesele vitale. Continutul de apa in plante variaza intre 50-98%, in functie de mediul in care traiesc si vârsta. Apa joaca rolul de vehiculator al substantelor nutritive, de termoregulator, ca mediu de trai si agent de raspândire a organismelor acvatice. Desi plantele consuma apa mai ales in stare lichida, toate celelalte stari ale ei prezinta importanta ecologica. Odata cu apele din ploi intra in sol 10-11 kg/ha/an compusi azotati. Umiditatea aerului prezinta o mare importanta ecologica deoarece influenteaza transpiratia plantelor si evaporarea apei din sol (uneori efecte negative – boli criptogamice). In culturile de câmp umiditatea relativa a aerului este cu 15-30 % mai mare decât deasupra terenurilor neinsamântate. Formele de apa: - apa legata chimic, - apa legata fizic (apa de higroscopicitate si apa peliculara), - apa libera (gravitationala si capilara), - apa sub forma de vapori, care prin condensare formeaza roua interna. Din acestea, apa legata chimic si cea de higroscopicitate nu sunt folosite de plante. Cele mai multe plante terestre verzi iau apa din sol prin radacini, insa lichenii si muschii absorb apa si vaporii din atmosfera prin toata suprafata lor. In ceea ce priveste regimul apei in plantele terestre, trebuie remarcat faptul ca numai 0,5% se utilizeaza in sinteza masei vegetale, diferenta, 99,5%, inlocuieste apa transpirata si se mentine astfel turgescenta plantei. Necesarul de apa difera de la planta la planta, de la o fenofaza la alta, de la un anotimp la altul si chiar in cadrul aceleiasi zile, depinzând de caldura, lumina, umiditatea aerului si cantitatea de apa din sol. Lipsa apei produce seceta atmosferica si de sol. In functie de comportarea fata de regimul apei, plantele au fost impartite in 4 grupe: hidrofite, higrofite, mezofite, xerofite. 1. Hidrofitele se impart in mai multe subgrupe: - plante planctonice, de dimensiuni mici (unele alge); - plante plutitoare, de dimensiuni mai mari (Salvinia, Lemna, Azola); - plante cufundate in apa si plutitoare (Helodea, Myriophyllum); - plante inradacinate sub apa, cu flori si frunze la suprafata apei (Nuphar, Nimphaea). 2. Higrofitele sunt plante ce traiesc in conditii de umezeala excesiva fie din pamânt, fie din atmosfera si sunt foarte putin rezistente la seceta (Equisetum sp., Juncus effusus, Caltha palustris). 3. Mezofitele sunt plante cu cerinte intermediare intre higrofite si xerofite. Sunt raspândite mai mult in zona temperata si au nevoie de o umiditate suficienta in sol si aer (majoritatea plantelor cultivate, plante din paduri, lunci). 4. Xerofitele sunt plante capabile de a suporta o seceta indelungata a aerului si solului (sunt ± termofile). Predomina in stepe, deserturi, litoralul Marii Mediterane. Se deosebesc doua tipuri de xerofite: suculente si sclerofite. Suculentele (camilele regnului vegetal) sunt plante carnoase, cu tesutul parenchimatic al frunzelor si tulpinilor bine dezvoltat si bogat in apa (fam. Cactaceae, Amarylidaceae, unele Euphorbiaceae, Liliaceae, Agave, Aloë, Sempervirum). Suculentele pastreaza foarte bine apa si o consuma cu mare economie. 50

Sclerofitele sunt plante cu frunze tari, dure, bogate in tesuturi mecanice (Xanthium spinosum, Olea europaea, Quercus sp. etc.). Masa radacinilor este in multe cazuri mai mare decât a organelor aeriene. 4. Aerul. Ca factor ecologic influenteaza viata plantelor prin compozitia chimica si prin miscarile sale. Din punct de vedere chimic este alcatuit din: 78,2% N, 20,8% O2, 0,03% CO2, 0,94% argon, heliu, neon, cripton etc. Deci, contine 4/5 N si 1/5 O2. Oxigenul este folosit in respiratie, bioxidul de carbon in fotosinteza. Spre deosebire de ceilalti factori, aerul variaza foarte putin in functie de zona geografica (latitudine). Sunt deosebiri mai mari in privinta umiditatii aerului. Bioxidul de carbon are o mare importanta ecologica, fiind utilizat de plante in asimilatia clorofiliana. Cantitatea foarte mica, de 0,03% ar fi fost de mult epuizata daca n-ar exista procesul de refacere: arderi, respiratia plantelor si animalelor, eruptiile vulcanice, dar principala sursa o constituie respiratia radacinilor plantelor si activitatea microorganismelor din sol – respiratia solului. Vântul are o importanta ecologica majora prin miscarea pe verticala (polenizarea in padurile de brad) si pe orizontala, influentând direct (transportul fructelor, semintelor, polenului, eroziunea, accelerarea transpiratiei, ruperea arborilor etc.) sau indirect (clima) viata plantelor. 5. Solul – reprezinta stratul superficial, afânat de la suprafata litosferei, rezultat in urma dezagregarii si alterarii rocilor sub influenta factorilor climatici si biotici, acumulând insusirea de fertilitate si capacitatea de a produce recolta la plante. Vegetatia si fauna din sol constituie principala sursa de substante organice ale caror resturi sunt descompuse de microorganisme pâna la stadiul de humus. Solul, ca factor ecologic important, influenteaza prin continutul in aer, compozitia aerului (0,110% CO2; 10-20% O2; 70-80% N), regimul termic (influenteaza germinatia, absorbtia), factorii biologici (bacterii, ciuperci, actinomicete, alge etc.), compozitia sa chimica (N, P, K, Mg, Ca), valorile pH, gradul de saturatie in baze etc. In functie de cerintele fata de gradul de aprovizionare cu elemente nutritive plantele se impart in 3 grupe: - eutrofe – cresc pe soluri fertile (Dactylis glomerata, Lolium perenne); - mezotrofe – cresc pe soluri cu fertilitate mijlocie (Festuca rubra, Agrostis tenuis); - oligotrofe – cresc pe soluri sarace (Nardus stricta, Anthoxanthum odoratum). In functie de pH-ul solului plantele pot fi grupate tot in 3 grupe: - acidofile – se dezvolta bine pe soluri acide (Nardus stricta, Deschampsia caespitosa, Viola tricolor, Vaccinium sp.); - neutrofile – Trifolium pratense, Medicago sativa, Festuca pratensis, multe plante de cultura; - bazifile – Trifolium fragiferum, Beckmannia eruciformis, Puccinellia distans. 6. Factorii orografici – se refera la orografia terenului: relief, altitudine, expozitie, grad de inclinare. Ei contribuie la distributia diferita a apei pe suprafata solului, influenteaza gradul de insolatie, evapotranspiratie, etc., determinând un anumit tip de vegetatie. Astfel, se disting zone si subzone, etaje si subetaje de vegetatie. Relieful influenteaza dezvoltarea si raspândirea biocenozelor. Dupa forma si marime se disting: megarelieful, macrorelieful, mezorelieful, microrelieful si nanorelieful. Altitudinea influenteaza tipul biocenozelor prin valorile temperaturilor, precipitatiilor, vântului, umiditatii, intensitatii luminii etc. Expozitia reprezinta modul de orientare a versantilor fata de punctele cardinale si influenteaza cantitatea de lumina, caldura, precipitatii si intensitatea vântului. Inclinarea versantilor determina in mare masura tipul biocenozei, deoarece in functie de marimea pantei variaza cantitatea de precipitatii infiltrata in sol, fenomenul de eroziune, gradul de fertilitate etc.

3.6.2 Factorii biotici

Prin factori biotici se intelege totalitatea actiunilor pe care organismele le exercita direct unele asupra altora. 51

O importanta ecologica majora asupra plantelor superioare o au animalele nevertebrate si vertebrate, prin influentele lor directe (hrana, polenizare, raspândirea semintelor si fructelor etc.) si indirecte (schimbarea conditiilor pedologice, distrugerea unor daunatori, animale folositoare plantelor). Numarul animalelor nevertebrate in sol este foarte mare (70.000/m 2 in solele cu grâu, 200.000/m 2 intr-un teren necultivat), fiind distribuit in cea mai mare parte in primii 20 cm, unde conditiile de viata sunt mai bune. Datorita actiunii lor asupra radacinilor, a resturilor organice, datorita migrarii lor pe verticala (functie de umiditate) solul se afâneaza. Cel mai mare rol in acest sens il au râmele, care trec prin tubul digestiv o cantitate foarte mare de pamânt. Furnicile au rol daunator prin musuroaiele lor, deoarece acopera din vegetatia valoroasa a pajistilor si se intelenesc cu specii nevaloroase. Un oarecare rol pozitiv il au in raspândirea unor seminte de plante (Glechoma hederacea, Veronica chamaedrys, Stipa pennata). Vertebratele rozatoare din pamânt (cârtita, popândaul etc.) modifica regimul aero-hidric al solului prin galeriile lor. Musuroaiele de la cârtite sunt mult mai daunatoare decât ale furnicilor deoarece sunt mai mari si mai frecvente. Insectele au un rol deosebit de important in viata si dezvoltarea unor componente ale biocenozei. Este cunoscut rolul in polenizare a albinelor, bondarilor si a altor insecte sau pasari (colibri). Exista in multe situatii o specializare a insectelor pentru anumite plante – o adaptare reciproca. Dar, exista si un numar mare de specii de insecte daunatoare plantelor (ex. lacustele, gândacul din Colorado etc.). Pasarile au o importanta ecologica majora prin raspândirea fructelor si semintelor, prin limitarea inmultirii unor insecte (ex.: pasarea Nucifraga caryostactes contribuie la raspândirea naturala a cedrului in Siberia). In afara acestor efecte pozitive, unele specii de pasari si animale au anumite efecte negative in biocenoza, cum ar fi: consumul mugurilor de foioase de catre gainusa de munte, a tinerilor lastari de molid de catre veverita; distrugerea unor mari suprafete de culturi si pajisti de catre porci mistreti etc. Pasunatul nerational, prin supraincarcarea cu animale, duce la tasarea solului, distrugerea telinii, inrautatirea regimului aero-hidric din sol, modificarea compozitiei floristice (inrautatirea ei) si scaderea productivitatii fitocenozei respective. Spre deosebire de animale, omul are o influenta majora si de obicei constienta asupra biocenozei, cu multe efecte pozitive, dar si unele negative. Teme : • Care sunt asemanarile si deosebirile dintre ecosistemul natural si cel agricol? • Ce este autecologia si ce importanta prezinta factorii abiotici?

52

MODULUL IV ECOSISTEMUL AGRICOL SI ALIMENTATIA OMULUI 4.1 Necesitatile alimentare actuale ale omului Omul introduce in organism odata cu hrana, substante nutritive ce cuprind compusi energetici ce se exprima prin numarul de calorii pe care-l contin. El are nevoie de substante care sa-i asigure necesarul constituirii organismului si energia indispensabila activitatilor fiziologice, fizice si intelectuale. Exista, astfel, un necesar energetic strict care sustine activitatea vitala a protoplasmei celulelor ce alcatuiesc organismul uman, activitate care se numeste metabolism bazal. Acesta se refera deci, la intensitatea proceselor metabolice care se petrec in conditii ,,bazale” (repaus muscular, digestiv, intelectual), reprezentând nivelul minim al cheltuielilor energetice necesare asigurarii functiilor indispensabile vietii (circulatia, respiratia etc.). Valoarea energetica a metabolismului bazal este considerata echivalenta cu 1700-2000 kcal/24 ore la omul adult. La aceasta se adauga energia necesara pentru incorporarea hranei, pentru activitatea fizica si intelectuala, ajungându-se la un total de 3000-7000 kcal/24 ore. Acesta este numit metabolism de efort, iar cunoasterea lui permite stabilirea nevoilor in diferite conditii de munca. Nevoile energetice cresc pâna la vârsta de circa 20 ani, dupa care scad treptat. Astfel, la vârsta de 1 an un copil are nevoie de 1300 kcal/zi, la 19-20 ani 3600 kcal/zi, iar la batrânete de 2100-2400 kcal/zi. Pentru calcularea globala a necesarului de alimente se ia in calcul pentru barbati, individul de 25 ani, cu o greutate de 65 kg, din zona temperata, ce executa o munca medie, pentru care are nevoie de 3200 kcal/zi. Pentru femei se considera elocventa greutatea de 55 kg, cu un necesar de 2500 kcal/zi la o munca usoara. Se considera ca, in medie pe glob, necesarul zilnic trebuie sa fie de 2250-2750 kcal/zi (2400 kcal/zi), reprezentând minimul necesar pentru un randament fizic si intelectual normal si eficient (P. Duvigneaud, 1974). Nerealizarea necesarului de energie in regimul alimentar se numeste subnutritie, care poate fi cauzata fie de dereglari patologice ale metabolismului compusilor vegetali, fie de insuficienta lor din ratia alimentara. Ratia alimentara normala este determinata nu numai de continutul sau energetic ci si de continutul in diferiti compusi. Se considera ca pentru desfasurarea vietii in conditii de sanatate sunt necesari circa 45-50 compusi si elemente. Extrem de importanti sunt 9 aminoacizi: leucina, valina, fenilalanina, treonina, izoleucina, lizina, methionina, cisteina si triptofanul. Prezenta lor simultana si permanenta in celule este obligatorie in vederea sintezei de proteine specifice organismului. Valoarea biologica a alimentelor este data de continutul lor in aminoacizi esentiali, raportul dintre ei si concentratia celui cu valoarea cea mai mica in raport cu necesitatile. Cele mai valoroase sunt proteinele animale din carne, lapte si oua, bogate in aminoacizi esentiali in proportii echilibrate, in timp ce alimentele proteice vegetale contin aminoacizi in proportii neechilibrate (ex. grâul si porumbul sunt deficitare in lizina, orzul si sorgul in triptofan, leguminoasele in cisteina, methionina, cu exceptia fainii de soia care este echilibrata in aminoacizi esentiali, conferindu-i o valoare alimentara deosebita). Desi proteinele animale au un continut complet si echilibrat de aminoacizi esentiali, se apreciaza ca ratia alimentara optima trebuie sa contina si proteina vegetala.

53

In afara de aminoacizi esentiali, organismul uman are nevoie si de alti compusi pe care nu-i poate sintetiza si care nu trebuie sa lipseasca din ratia alimentara: lipoizi, vitamine, fier, calciu, iod etc. Acestea se gasesc in alimente de origine vegetala in stare proaspata. In absenta unuia sau mai multor compusi indispensabili organismului uman, chiar la un regim alimentar bogat in calorii, apare starea de malnutritie, ce poate fi determinata de aceleasi cauze ca si subnutritia. In unele zone ale globului apare asa numita ,,supranutritie” cauzata de un regim foarte bogat in calorii, depasind cu mult necesitatile, cu efecte negative asupra sanatatii (supraponderalitate, boli cardio-vasculare, diabet etc.). Omul, hranindu-se cu resursele alimentare produse in ecosisteme agricole, influenteaza retelele trofice in directia satisfacerii nevoilor sale elementare. Astfel, omul, ca beneficiar al unor lanturi trofice, le poate modifica in folosul sau, dar se integreaza intr-o retea trofica specifica fiecarei tari sau regiuni, alcatuind sistemul agroalimentar national sau regional, iar schimburile internationale, la nivel mondial, au condus la constituirea unui sistem agroalimentar mondial, coordonat de FAO (Organizatia Mondiala pentru Alimentatie si Agricultura). In functie de proportia dintre alimentele de origine vegetala si cele de origine animala din dieta si modul in care ele sunt produse, regimurile alimentare la nivel mondial pot fi raportate la 4 lanturi trofice dominante, ce nu pot fi insa independente unul fata de altul. 1. Regimul trofic vegetarian corespunde la o dieta umana alcatuita aproape in totalitate de alimente de origine vegetala, cum ar fi: cereale, tuberculifere, legume, fructe, zahar, uleiuri vegetale etc. In acest caz lanturile trofice sunt mai simple, omul fiind pe nivelul consumatorilor primari. Acest regim trofic a caracterizat populatiile de culegatori si apoi paturile sarace ale societatii agricole. Astazi se intâlneste in multe tari sarace din Asia si Africa unde resursele alimentare vegetale sunt atât de reduse incât trebuie consumate direct de om. Datorita lanturilor trofice scurte, in acest regim alimentar eficienta energetica este ridicata. Bazându-se pe acest fapt, unii teoreticieni ai alimentatiei recomanda adaptarea omului la o hrana vegetala, inlaturând concurenta animalelor domestice pentru resursele vegetale si marirea lanturilor trofice umane. Dar, dieta vegetariana traditionala are dezavantajul ca nu asigura o aprovizionare echilibrata a organismului cu aminoacizi esentiali, lipoizi si vitamine, ducând la malnutritie. Odata cu punerea la punct a tehnologiilor de preparare a carnii, laptelui din diferite produse de origine vegetala (soia, lucerna) va fi posibila pregatirea unor ratii alimentare vegetariene complete, echilibrate. 2. Regimul trofic carnivor extensiv corespunde la o dieta umana alcatuita in cea mai mare parte din produse de origine animala obtinute prin pasunat (carne, lapte), vânatoare si pescuit. Astfel, omul ocupa pozitia de consumator secundar sau tertiar, transferul energetic realizându-se in 2 sau 3 etape, cu un randament de transformare mai redus decât in regimul vegetarian. Acest neajuns este compensat deoarece consumatorii primari (erbivore – taurine, ovine, caprine etc.) care asigura productia de alimente sunt animale ierbivore ce consuma biomasa vegetala ce nu poate fi folosita direct in hrana omului. Aceste lanturi trofice prezente in ecosistemele naturale si seminaturale au sustinut viata umana de-a lungul istoriei, in multe regiuni improprii culturilor agricole (deserturi, zone montane), fiind un model de exploatare eficienta a productivitatii primare din regiunile respective. Deoarece suprafata ocupata cu pajisti este de peste 3,1 miliarde hectare, regimul trofic carnivor extensiv, desi slab productiv si mai putin eficient energetic, va fi important pentru alimentatia omenirii si in viitor. 3. Regimul trofic carnivor intensiv se bazeaza pe un consum preponderent de carne (mai ales de porc si pasare) si oua. Si in acest caz omul ocupa pozitia de consumator secundar, iar lanturile trofice sunt cu un randament energetic redus. Principalul neajuns il constituie concurenta dintre om si animalele domestice pentru rursele vegetale produse pe terenurile cultivate. Acest regim alimentar s-a extins mult in tarile dezvoltate, odata cu infiintarea de complexe zootehnice. Consumul de cereale este, in acestea, de 3-10 ori mai mare decât consumul uman direct. Având in vedere continutul echilibrat in aminoacizi esentiali si alti compusi ai principalelor alimente obtinute in complexele zootehnice, acestea vor fi solicitate si in viitor. 54

4. Regimul trofic mixt se bazeaza pe productia si consumul de produse vegetale, completate cu produse animale variate. In acest caz omul ocupa pozitia de consumator primar si secundar. Randamentul de conversie energetica a biomasei vegetale in alimente difera in functie de ponderea in care cele trei regimuri trofice descrise anterior se regasesc aici si de modul in care aceasta biomasa este gospodarita de om. Acest regim trofic este mai echilibrat, corespunde optimului biologic uman si permite practicarea unei agriculturi armonioase, bazata pe folosirea completa, eficienta a biomasei vegetale din ecosistemele agricole.

4.2 Resursele alimentare ale omenirii si producerea de bunuri alimentare Primele consideratii cu referire la populatia Terrei si resursele sale alimentare au fost facute de pastorul englez Th. Malthus in 1798. Conform teoriei sale populatia se inmulteste in progresie geometrica, iar resursele alimentare cresc in progresie aritmetica, rezultând mari decalaje si astfel, explicarea saraciei din diferite zone ale globului. Ulterior, aceasta conceptie a fost insa criticata de analisti deoarece se aprecia ca si resursele alimentare pot sa inregistreze cresteri similare populatiei umane. Mai mult decât atât, cercetarile demografice si realitatile deceniilor 7-8 au aratat ca la un anumit grad de cultura, de civilizatie si de dezvoltare economica cresterea populatiei inregistreaza valori foarte mici sau stationare, in timp ce resursele alimentare cresc continuu, insa cu diferente foarte mari de la o regiune la alta sau de la o tara la alta. Se apreciaza ca omenirea parcurge o etapa noua, in care dezvoltarea productiei alimentare este cu mult mai dificila decât in ultimele 3-4 decenii. Daca intre 1950-1984 productia mondiala de cereale a crescut de 2,6 ori (3%/an), depasind cresterea demografica si marind cantitatea medie de cereale pe cap de locuitor cu 40% (de la 247 la 346 kg), in perioada 1984-1993, cresterea productiei cerealiere abia a atins 1% anual, incât productia de cereale pe cap de locuitor a scazut cu 12 % (ajungând la 307 kg).

Productia mondiala de cereale pe persoana, 1950-1993 (Worldwatch Institute-Probleme globale ale omenirii, Casa Plina, 1996) Consumul de cereale pe cap de locuitor difera mult de la o tara la alta.

55

Consumul de cereale pe cap de locuitor in diverse tari, in 1990 (Worldwatch Institute-Probleme globale ale omenirii, 1994) Consumul de cereale pe locuitor Tara (kg) Canada 974 Statele Unite 860 Uniunea Sovietica (C.S.I.) 843 Australia 503 Franta 465 Turcia Mexic Japonia China Brazilia

419 309 297 292 277

India Bangladesh Kenya Tanzania Haiti

186 176 145 145 100

Media mondiala

323

Cantitatea de peste a inregistrat o crestere mai spectaculoasa intre 1950-1988(1989), de 4,6% anual, ceea ce a dus la cresterea cu 126% a cantitatii de peste pe cap de locuitor. Dupa 1988(1989), când cantitatea recoltata, 100 mil. tone, a atins limita naturala, biologica maxima, cantitatea de peste prins a oscilat intre 94-98 mil. tone, reducându-se cu 9% cantitatea pe cap de locuitor fata de 1988. O reducere cu 13% s-a inregistrat si la carnea de vita si oaie in perioada 1972-1993, dupa ce intre 1950-1972 cresterile de productie au determinat majorarea cu 36% a acestor alimente pe cap de locuitor. Productia de cereale, hrana oceanica, carne de oaie si de vita pe persoana, 1950 – 1993 (Worldwatch Institute-Probl. globale ale omenirii, Casa Plina, 1996) Categoria Perioada de Cresterea Perioada de Declinul alimentara crestere (%) declin (%) Cereale 1950-1984 +40 1984-1993 -12 Hrana marina 1950-1988 +126 1988-1993 -9 Carne de vita 1950-1972 +36 1972-1993 -13 si oaie Dat fiind faptul ca atât bazinele oceanice cât si pasunile sunt exploatate aproape de capacitatea de sustinere a acestora, o potentiala cerere a cresterii de produse alimentare va putea fi satisfacuta numai pe baza extinderii productiei terenurilor cu potential agricol. Daca in ultimele patru-cinci decenii ale secolului XX, imbunatatirea tehnologiilor de cultura au dus la cresteri spectaculoase ale productiilor, in prezent, desi noutatile tehnologice continua sa apara, 56

nici una nu poate garanta salturi mari in productia alimentara mondiala (ex. in Japonia productia de orez de 4,7 t/ha nu a mai fost depasita din 1984, in Coreea de Sud din 1988). Legat de cercetarea stiintifica si crearea de noi tehnologii se spune ca, desi “conducta nu a secat inca, torentul s-a transformat intr-un pârâu”. In prezent se cauta noi solutii, mai ales in domeniul biotehnologiei, insa rezultatele de pâna acum nu au determinat salturi notabile ale randamentului agricol. In afara de potentialul biologic limitat al sistemelor naturale, sporurile mici datorate noilor tehnologii, exista si alti factori restrictivi ai productivitatii cum ar fi: consumul de apa, capacitatea limitata a soiurilor de cereale de a reactiona la cantitati sporite de ingrasaminte, diminuarea suprafetei de teren fertil (in Japonia a scazut cu 52%, in Coreea de Sud cu 42%, in Taiwan cu 35%), precum si dezintegrarea sociala si degradarea mediului care se manifesta in multe regiuni ale planetei. Toate aceste aspecte complica din ce in ce mai mult eforturile omenirii de realizare a unui echilibru acceptabil intre alimentatie si populatie. Astfel, la inceputul anului 1992 Academia Americana de Stiinte si Societatea Regala din Londra au publicat un raport cu privire la resursele alimentare, mediu si cresterea populatiei, in care se preciza: “daca previziunile curente privind cresterea populatiei se dovedesc corecte si activitatile umane pe aceasta planeta ramân neschimbate, stiinta si tehnologia ar putea sa nu aiba potentialul necesar pentru a preveni fie degradarea ireversibila a mediului, fie perpetuarea starii de saracie a unei bune parti a populatiei planetei”. Daca intre 1950-1990 populatia planetei a crescut cu peste 2,8 miliarde locuitori, cu o medie de peste 70 mil/an, intre 1990-2030 se prevede o crestere de 3,6 miliarde, adica cu 90 mil/an.

Anul 1950 1990 2030

Cresterea populatiei de pe glob, 1950-1990, cu estimari pâna in 2030 (Worldwatch Institute-Probl. globale ale omenirii, Casa Plina, 1996) Cresterea Populatia Cresterea medie populatiei (miliarde anuala (miliarde locuitori) (mil. locuitori) locuitori) 2,5 5,3 2,8 70 8,9 3,6 90

Alarmant este aspectul ca aproape toata aceasta crestere a populatiei este prezenta in tarile in curs de dezvoltare, unde sistemele de suport social sunt deja in curs de deteriorare. O asemenea crestere intr-un ecosistem finit ridica probleme asupra capacitatii de sustinere a planetei.

Cresteri ale populatiei in cele mai populate state ale lumii Perioada 1950-1990. Previziuni pâna in 2030 (Worldwatch Institute-Prob. globale ale omenirii, Casa Plina, 1996) Tara 1950 1990 2030 Cresterea 57

1950-1990 1990-2030 (milioane locuitori) Tari cu o dinamica lenta Franta 42 57 62 15 5 Germania 68 80 81 12 1 Italia 47 58 56 11 -2 Japonia 84 124 123 40 -1 Rusia 114 148 161 34 13 Regatul Unit 50 58 60 8 2 S.U.A. 152 250 345 98 95 Tari cu o dinamica rapida Bangladesh 46 114 243 68 129 Brazilia 53 153 252 100 99 China 563 1134 1624 571 490 Egipt 21 54 111 33 57 Etiopia & Eritreea 21 51 157 30 106 India 369 853 1443 484 590 Indonezia 83 189 307 106 118 Iran 16 57 183 41 126 Mexic 28 85 150 57 65 Nigeria 32 87 278 55 191 Pakistan 39 115 312 76 197 Asigurarea resurselor alimentare presupune redefinirea notiunii de securitate prin recunoasterea faptului ca penuria alimentara si nu agresiunea armata este principala amenintare a omenirii, care ar duce la reorientarea prioritatilor la nivel mondial. Pe primul loc urmeaza a se afla planificarea familiala, prin eradicarea analfabetismului si saraciei, apoi protejarea resurselor de sol si apa si marirea volumului de investitii in agricultura. Producerea alimentelor este legata exclusiv de exploatarea unor suprafete de teren uscat sau submers, pe care plantele verzi fixeaza prin fotosinteza o parte din energia solara incidenta. Suprafata ocupata de ecosistemele agricole si cele naturale de unde omul isi procura hrana zilnica reprezinta suprafata de nutritie, care raportata la efectivul populatiei reprezinta suprafata de nutritie a unei persoane. Din aceasta, suprafata ocupata numai de ecosistemele agricole se numeste suprafata agricola care cuprinde terenurile arabile, plantatiile viti-pomicole si pajistile. Uneori in suprafata de nutritie sunt incluse si suprafetele marine sau de paduri pe care se practica pescuitul si vânatoarea. Suprafata agricola mondiala este de circa 4,56 miliarde ha (34,9% din suprafata uscatului), din care arabil 1,37 miliarde ha (10,14% din suprafata uscatului), pajistile 3,17 miliarde ha (24,1%), 0,02 miliarde ha plantatii viti-pomicole. Sistemul agroalimentar mondial se bazeaza in primul rând pe productia de pe terenurile arabile si din plantatii, utilizate direct in alimentatie prin lantul trofic vegetarian. In privinta pajistilor, acestea completeaza balanta alimentara (variabil de la zona la zona), pe baza regimului trofic carnivor extensiv. Din datele prezentate se poate deduce ca atât suprafata agricola cât si cea cultivata, respectiv cea de nutritie sunt finite, ca urmare a dimensiunilor finite ale planetei. Prin urmare, valoarea lor pe individ se reduce treptat odata cu cresterea populatiei globului. Datele FAO din 1981 arata ca suprafata agricola in medie pe Terra era de 0,325 ha/individ, cu diferentieri mari intre tari si continente (Asia – 0,18 ha, Australia – 3,01 ha). Intr-o viziune ecologica mai larga, problema asigurarii resurselor alimentare presupune, dupa I. Puia si V. Soran (1981), luarea in discutie a doi termeni noi: aria cultivata minima, care reprezinta suprafata cultivata necesara obtinerii cantitatii de alimente pentru intretinerea unei fiinte umane pe timp de un an si aria agricola minima (suprafata agricola necesara obtinerii cantitatii de alimente pentru intretinerea unei fiinte umane pe timp de un an). 58

Aceasta variaza de la tara la tara sau de la zona la zona in functie de structura regimului alimentar. Analizând situatia din S.U.A. si Japonia (1981) se constata ca suprafata cultivata era de 0,83 ha/individ in S.U.A. si 0,04 ha/individ in Japonia, suprafata de teren arabil de 1,87 ha/individ in S.U.A. si 0,046 ha/individ in Japonia, iar suprafata de mediu ambiant de 3,08 ha/individ in S.U.A. si numai 0,31 ha/individ in Japonia. In functie de nivelul mediu actual al bioproductivitatii ecosistemelor agricole (N. Duckhman, 1971), aria minima cultivata pentru asigurarea hranei unui om de 65 kg, in functie de dieta, cunoaste 4 situatii: 1. dieta austera (regim trofic vegetarian, fara proteine, grasimi animale); aria minima cultivata 0,09 ha; 2. dieta mai putin austera (regim trofic vegetarian combinat cu regim trofic carnivor extensiv; proteine din lapte, grasimi animale putine); aria minima cultivata 0,19 ha; 3. dieta mixta (regim trofic mixt; continut echilibrat in proteine si grasimi animale); aria minima cultivata 0,32 ha; 4. dieta bogata (regim trofic bazat pe lantul trofic carnivor intensiv, cu multe produse de origine animala, prelucrate industrial, depasind necesarul organismului); aria minima cultivata 0,62 ha. In tara noastra suprafata agricola este de circa 14,8 mil. ha (62% din suprafata totala), din care 9,4 mil. ha teren arabil (63%), 4,8 mil. ha pajisti (33%), 0,6 mil. ha vii + livezi (4%). Rezulta ca suprafata cultivata ce revine unui locuitor este de 0,41 ha, iar cea agricola de 0,64 ha, situând România intr-o pozitie favorabila fata de media mondiala. In functie de specificul fiecarei tari, imbunatatirea nivelului de alimentatie a omului se poate realiza pe mai multe cai: - extinderea suprafetelor cultivate (mai ales in America Latina si de Sud, Africa, Australia); - cresterea productivitatii ecosistemelor agricole; - reducerea pierderilor de alimente din câmp (cca 20%) si depozite(cca 10%); - folosirea tuturor resurselor alimentare provenite din ecosistemele naturale ; - folosirea mijloacelor neconventionale de producere a hranei (culturi de alge, microorganisme; cultivarea plantelor pe pelicule nutritive etc.); - ingineria genetica (obtinerea de hibrizi interspecifici, transferul de gene, protoplasma); - accesul intregii populatii la resursele alimentare; - corelarea cresterii demografice cu posibilitatea producerii de alimente. • •

Teme : Care este necesarul caloric zilnic si ce situatii pot aparea? Care sunt tipurile regimuri trofice si de dieta si ce caracteristici prezinta?

59

MODULUL V ACTIUNEA NEGATIVA A OMULUI IN ECOSISTEME 5.1 Distrugerea fitocenozei Structura si compozitia fitocenozelor sunt influentate de caracteristicile biotopului, dar si de actiunile antropogene. Principalele cauze ale degradarii fitocenozelor sunt: taierile excesive, destelenirea izlazurilor, pasunatul nerational si incendiile. Toate acestea au implicatii majore asupra productivitatii ecosistemelor si asupra echilibrului ecologic in biosfera. Taierile excesive reprezinta prima mare interventie a omului in natura. Fata de peste 50-60% din suprafata uscatului cât reprezentau padurile la inceputul istoriei omenirii, astazi reprezinta numai 29,4% (aproape 1/3 din intinderea uscatului de 11,63 miliarde ha). Se stie ca padurea a constituit intotdeauna un regulator al precipitatiilor, cel mai puternic sistem de epurare a atmosferei, un sistem eficient in prevenirea si combaterea eroziunii solului. In timpul ploilor coronamentul arborilor retine cca 70% din cantitatea de apa cazuta, diferenta de 30% cade pe litiera sau pe stratul de muschi. Litiera retine de 4-5 ori mai multa apa decât greutatea ei, iar un strat de muschi de 10 cm grosime poate retine 45 l/m2. Prin taierea padurilor se micsoreaza gradul de stabilitate a solului mentinut de radacinile arborilor, scade activitatea microbiologica care este intensa in solurile de padure. De asemenea, se diminueaza numarul pasarilor ce-si gasesc habitatul in coronamentul arborilor si care au rolul lor in lanturile trofice (ex.: distrugerea unor insecte daunatoare). In tara noastra numai in perioada 1920-1921 a fost defrisata o suprafata de un milion ha, ce s-a degradat ulterior datorita fenomenului de eroziune. Legat de rolul padurii in mentinerea puritatii aerului, se poate preciza ca fiecare arbore este o mica fabrica de oxigen, dar in acelasi timp un excelent filtru, retinând mari cantitati de praf si impuritati (un stejar matur elimina 1,7kg O2/ora, necesar pentru un om timp de 3 zile si consuma 2,4 kg CO2/ora). De asemenea, in aerul de padure ionizarea este de 2-3 ori mai mare decât deasupra marii si de 5-10 ori mai mare decât in aerul din centrele urbane (ionii usori, cu sarcini negative influenteaza pozitiv starea de dispozitie a omului). Destelenirea izlazurilor a determinat in multe regiuni declansarea fenomenului de eroziune a solului cu degradarea ireversibila a fertilitatii si pretabilitatii pentru anumite folosinte. Se cunoaste rolul deosebit al vegetatiei ierboase in prevenirea scurgerilor si a eroziunii, in retinerea si infiltrarea unor cantitati mari de apa datorita telinii si sistemului radicular. De asemenea, ierburile perene au un rol deosebit in imbunatatirea insusirilor fizice ale solului, in cresterea fertilitatii, favorizând o activitate biologica intensa in sol. Pasunatul nerational, prin supraincarcarea cu animale, prin nerespectarea perioadelor de pasunat si a celor de refacere, duce la degradarea covorului vegetal. Incendiile au fost utilizate de primii cultivatori in scopul extinderii suprafetelor cultivate, iar ulterior pentru obtinerea de cenusa utilizata sau comercializata ca ingrasamânt. De multe ori incendiile apar datorita unor fenomene naturale (fulgere, arsita puternica), alteori din neglijenta omului si cu atât mai grav când sunt provocate cu buna stiinta. Efectul acestora este deosebit de negativ asupra calitatii mediului.

60

5.2 Degradarea solului si reducerea fertilitatii sale Principalii factori care duc la degradarea solului si implicit la reducerea fertilitatii sale sunt: eroziunea, acidifierea, salinizarea secundara, excesul de umiditate, suprapasunatul, despaduririle, tehnologiile agricole necorespunzatoare, poluarea, etc. Se apreciaza ca pe plan mondial eroziunea afecteaza 5-7 mil. ha/an, salinizarea secundara 150-250 mil. ha/an (din circa 2 miliarde hectare cultivate), iar acidifierea 20% din soluri. In tara noastra eroziunea afecteaza circa 4,45 mil. ha, la care se adauga 700 mii ha afectate de alunecari de teren, 25 mii ha de salinizare secundara si pericol de inmlastinire pe 1,2 mil. ha. Se apreciaza ca pierderile de sol sunt de circa 150 mil. t/an in care se includ 1,5 mil. tone humus, 0,4-0,5 mil. tone azot si cantitati mari de fosfor, potasiu si alte elemente. Se estimeaza ca, in functie de conditiile mediului, cantitatea de sol nou format este de 2-10 t/ha/an, cantitate care ar compensa pierderile prin eroziune si s-ar mentine un echilibru relativ stabil intre cele doua procese (I.A. Neyroud si G. Christinet, 1986), dar anumite activitati umane sunt capabile sa rupa acest echilibru, cu consecinte dintre cele mai negative. O problema deosebit de grava o reprezinta tendinta de scadere a continutului solului in humus pe suprafete foarte mari, datorita tehnologiilor si utilajelor agricole necorespunzatoare care au afectat negativ activitatea biologica din sol.

61

Milioane hectare 197 298 204 243 67 121 68 100 64 50 84 64

1)

Suprafata degradata, cota din intreaga suprafata cultivabila

Total

Altele1)

Metode de cultivare improprii

Despaduriri

Suprapasunat

Regiunea

Degradarea solului cauzata de activitatile umane in lume (1945 – 1993)

Asia 47 746 Africa 63 494 America de Sud 12 244 Europa 22 220 America de Nord si 38 18 91 11 158 Centrala Oceania 83 12 8 0 103 In lume 679 579 552 155 1965 - Include exploatarea vegetatiei pentru uz domestic (133 milioane bioindustriale, precum poluarea (22 milioane hectare).

% 20 22 14 23 8 13 17 hectare) si activitati

5.3 Distrugerea zoocenozei si introducerea daunatorilor Odata cu interventia omului in natura au fost semnalate efecte negative si asupra regnului animal. In ultimele secole au disparut in lume aproape 300 specii de animale, iar altele sunt pe cale de disparitie (bizonul american, zimbrul, capra neagra, muflonul, lynxul, vidra, foca etc.). Aceeasi situatie se intâlneste si in rândul pasarilor (pe cale de disparitie: vulturul plesuv, vulturul mieilor, soimul etc.). Odata cu dezvoltarea agriculturii, a schimburilor comerciale, constient sau inconstient, omul a realizat si introducerea de noi daunatori pentru anumite regiuni, care au perturbat de cele mai multe ori echilibrele biologice din natura (gândacul din Colorado – Leptinotarsa decemlineata, filoxera – Phyloxera vastatrix, pentru Europa; iepurele (Oryctogalus cuniculus) adus in Noua Zeelanda).

5.4. Poluarea mediului ambiant 5.4.1 Cresterea demografica si poluarea mediului Degradarea mediului este o problema ce a aparut si s-a accentuat odata cu accelerarea cresterii demografice, care a determinat "antropizarea" unor zone din ce in ce mai intinse de pe planeta noastra. Se estimeaza ca populatia globului era de circa 10 mii oameni, cu aproximativ 240.000 ani in urma (A. Vasiliu, 1974); de 30 milioane in anul 4.000 i.Ch.; de 210 milioane la inceputul mileniului intâi; nu cu mult peste 1 miliard la mijlocul sec. XVIII; 2,5 miliarde in anul 1950; 5,3 miliarde in 1990 si se prevede o populatie de circa 8,9 miliarde locuitori in 2030, daca se mentine cresterea demografica medie anuala inregistrata in 1995, de 90 milioane locuitori. Aceasta inseamna ca in numai doua secole (1825-2030) populatia globului va realiza o crestere demografica de circa 8 ori.

62

Milioane locuitori

Cresterea anuala a populatiei, 1950-1993 Aceasta explozie demografica fara precedent se repercuteaza in degradarea in mod continuu a unor ecosisteme cu implicatii majore in productia agricola, reducând standardul de viata pentru o buna parte din locuitorii planetei noastre. Pentru a-si satisface nevoile de trai mereu crescânde si mai complexe, omul a cules, a vânat, a pescuit, a crescut animale, a cultivat pamântul, a extras minereuri si le-a prelucrat, producând bunuri materiale din ce in ce mai diversificate, dar in acelasi timp si deseuri. De-a lungul timpului, omul a considerat natura ca sursa inepuizabila de resurse, dar si ca receptor nelimitat al deseurilor de toate tipurile. Drept urmare, in paralel cu progresele tehnice si cu modificarile antropice cu rol pozitiv au avut loc si fenomene negative: degradarea solului de pe suprafete intinse, disparitia unor specii de plante si animale, epuizarea unor zacaminte minerale, si nu in ultimul rând, aparitia si accentuarea fenomenului de poluare. Protectia mediului se refera la: • gospodarirea rationala a resurselor; • evitarea dezechilibrelor prin conservarea naturii; • prevenirea poluarii mediului; • reconstructia ecologica a mediului. La nivel mondial, protectiei mediului i se acorda o importanta crescânda, mai ales dupa Conferinta O.N.U. din 1972 de la Stockholm dedicata poluarii, existând organisme nationale si internationale specializate si o legislatie adecvata.

5.4.2 Poluare, poluant – concepte, definitii Termenul de poluare are un sens larg si deriva din latinescul polluo(-ere), care inseamna a murdari, a degrada, a profana, ceea ce in vorbirea curenta denumeste orice actiune de degradare a mediului normal de viata a omului. Desi de-a lungul timpului s-au emis mai multe definitii, nu se poate spune ca exista una atotcuprinzatoare, insa cea mai complexa pare a fi cea formulata la Conferinta Mondiala O.N.U. asupra mediului (1972), prin care poluarea semnifica: ”modificarea componentelor naturale sau prezenta unor componente straine, ca urmare a activitatii omului si care provoaca prin natura lor, prin concentratia in care se gasesc si prin timpul cât actioneaza, efecte nocive asupra sanatatii, creaza disconfort sau impieteaza asupra diferitelor utilizari ale mediului la care acesta putea servi in forma sa anterioara”. Din aceasta definitie se poate constata ca cea mai mare responsabilitate pentru poluarea mediului o poarta omul, poluarea fiind in cea mai mare parte consecinta activitatii umane. Nu se poate neglija totusi faptul ca in mediul inconjurator are loc si o autopoluare, datorata prezentei unor elemente naturale care-l degradeaza. De asemenea, trebuie sa se faca o delimitare clara intre poluarea mediului si impurificarea acestuia. 63

Poluantul nu este altceva decât factorul care produce fenomenul de poluare, cel care genereaza disconfort sau are actiune toxica asupra organismelor, care degradeaza componentele biotopului, provocând dezechilibre ecologice. Conform legii tolerantei, orice factor util când depaseste pragurile de toleranta devine toxic, letal, deci devine poluant. Fenomenul de poluare a inceput odata cu aparitia omului pe pamânt, insotind orice activitate umana. Initial produsele poluante erau putine, de natura organica si usor degradabile de catre microorganisme, insa odata cu cresterea populatiei umane si dezvoltarea societatii numarul si diversitatea poluantilor a crescut considerabil. In perioada actuala se raspândesc in biosfera un numar imens de deseuri, unele foarte greu sau chiar nebiodegradabile (detergenti, pesticide de sinteza, mase plastice, deseuri radioactive etc.). Mult timp s-a crezut ca mediul are capacitati nelimitate de absorbtie si de neutralizare a efectelor poluarii, dar când cantitatea de poluanti depaseste capacitatea de neutralizare a mediului, ecosistemele sufera un proces de alterare. Aceste modificari pot fi atât de accentuate incât sa se ajunga la distrugerea totala sau partiala a ecosistemelor respective si aparitia unor zone lipsite de viata (râuri si soluri foarte puternic poluate etc.). 5.4.3 Factorii poluanti si tipurile de poluare Factorii poluanti sunt elemente ale mediului inconjurator, existente in mod natural sau introduse de catre om in timpul activitatii sale si se pot clasifica astfel: A. – dupa originea (provenienta) lor: - naturali; - antropogeni (artificiali); B. – dupa natura lor: - fizici (particule solide, radiatii ionizante, emisii masive de energie, zgomote etc.); - chimici (derivati ai multor elemente chimice, diverse substante chimice de sinteza); - biologici (anumite specii de plante, animale si mai ales microorganisme); C. – dupa starea de agregare: - lichizi; - gazosi; - solizi. In functie de aceasta grupare a factorilor poluanti, distingem mai multe tipuri de poluare: A. – Dupa originea poluantilor: 1. Poluare naturala - provocata de diverse cauze naturale: - incendiile naturale din paduri si savane, in urma carora rezulta cantitati mari de fum, cenusa si hidrocarburi; - furtunile de praf si nisip prin care cantitati mari de praf si nisip, datorita eroziunii eoliene, sunt desprinse din unele zone, apoi transportate si depuse in altele (extinderea deserturilor); - vulcanii activi, care emana in atmosfera lava, pulberi si gaze, afectând mediul din imprejurimi, dar si la distante mai mari; - cutremurele de pamânt de o magnitudine ridicata pot provoca degradari ale solului prin fisurarea si fracturarea lui, prin perturbari ale echilibrului hidrologic, prin deranjarea cursului apelor etc.; - apele subterane saline sau acide ce ies la suprafata intâmplator sau in urma activitatii omului; - polenul diverselor plante produce stari alergice la diferite categorii de oameni si animale; - dereglarile meteorologice produc pagube mari vegetatiei spontane si cultivate, faunei, dar si afectiuni ale sanatatii omului. - emisiile masive de energie. 2. Poluare antropogena - determinata de om ca rezultat al activitatilor industriale, agricole sau gospodaresti: a - poluare industriala; b - poluare agricola; c - poluare menajera. 64

d- poluare “estetica” – prin degradarea peisajelor, ca urmare a urbanizarii si sistematizarii eronate, a interventiilor nechibzuite asupra mediului. a. Industria este principala sursa antropogena de poluare datorita numarului mare de poluanti pe care-i produce, printr-o multitudine de activitati. - Intreprinderile termoenergetice, datorita arderii combustibililor, produc cantitati mari de cenusa, oxizi de sulf, de azot si de carbon, precum si metale grele pe care le elimina in atmosfera (ex. o centrala electrica pe carbune, de 2000 MW elimina anual in atmosfera 42.000 t particule solide, impreuna cu gazele aferente, chiar daca se retin 95-99 % din pulberi). - Siderurgia determina poluarea puternica a atmosferei prin pulberi si coloizi, prin cantitati mari de CO2, SO2 si alti compusi gazosi. - Metalurgia neferoasa produce o poluare deosebit de grava datorita plumbului, zincului, cadmiului, arseniului, fierului, mercurului etc. ce se elimina in mediu (ex. Zlatna, Copsa Mica, Baia Mare). - Industria chimica intervine in poluarea intensiva a atmosferei si a apelor printr-un numar foarte mare de poluanti (SO2, acid sulfuric, hidrogen sulfurat, NO, amoniac, clor, acid clorhidric etc.); - Fabricile de ciment polueaza mediul ambiant datorita prafului ce se degaja si care este imprastiat in atmosfera la distante apreciabile. - Industria nucleara creaza probleme deosebit de grave datorita poluarii radioactive produsa atât de depozitarea deseurilor, cât si a unor dereglari in functionarea lor (unele accidente). Transporturile sunt o sursa importanta de poluare datorita emanatiilor de gaze (cu CO, NO, hidrocarburi nearse si metale grele) si datorita zgomotelor. Se estimeaza ca anual se elimina in atmosfera circa 1000 t mercur, iar o masina emite anual 1 kg de plumb. b. Agricultura constituie o importanta sursa de poluare a mediului datorita ingrasamintelor chimice si pesticidelor utilizate nestiintific, exploatarii nerationale a unor mari suprafete de teren, declansând fenomene de eroziune si alunecari (defrisari, desteleniri, incendieri, pasunat nerational, folosirea de utilaje necorespunzatoare etc.), precum si datorita functionarii necorespunzatoare a fermelor zootehnice mari etc. Pesticidele reprezinta cea mai periculoasa sursa de impurificare si poluare a mediului prin suprafetele intinse pe care se folosesc si prin toxicitatea lor ridicata. Natura substantelor chimice potential poluante pentru terenurile agricole este foarte diversa, fiind impartite dupa acest criteriu in 26 grupe. Din categoria pesticidelor, cele mai folosite in agricultura sunt: insecticidele, erbicidele, rodenticidele, nematocidele, moluscidele, fungicidele. Insecticidele de contact sunt cele mai numeroase si mai periculoase, au o remanenta ridicata si poseda proprietatea de a se acumula si de a se concentra in lanturile trofice. O alta sursa de poluare in agricultura o constituie excesul de ingrasaminte chimice si aplicarea lor nerationala, atât a celor cu macroelemente cât si a celor cu microelemente. Excesul de azotati si fosfati are o actiune toxica asupra microflorei din sol, eutrofiaza apele si duce la acumularea in vegetatie a acestor elemente peste limitele tolerabile. Levigarea elementelor fertilizante in sol depinde de mobilitatea acestora, de compozitia chimica a solului si de procesele complexe care se produc la nivelul acestuia. In general, limita intre deficitul si excesul unui element este deosebit de strânsa, totul depinde de natura plantelor si a mediului. Pentru o corecta aplicare a ingrasamintelor este necesara o buna cunoastere a proceselor fiziologice, a structurii, texturii si chimismului solului, a cerintelor plantelor pe diferite fenofaze, in corelatie cu evolutia factorilor climatici. Reziduurile de la complexele de crestere a animalelor actioneaza ca poluanti ai apelor utilizate pentru indepartarea lor. Efectul nociv al acestor reziduuri in apa apare in urma procesului de putrefactie, prin epuizarea oxigenului din apa si aparitia unor compusi toxici de descompunere (H2S, NH3, metale grele etc.). Descompunerea materiei organice este asigurata de microorganismele aerobe prin oxidare biochimica. Epuizarea oxigenului din apele puternic poluate cu substante organice are drept consecinta disparitia organismelor aerobe si inmultirea celor anaerobe, saprobionte.

65

De asemenea, trebuie mentionat mirosul intolerabil pentru locuintele omenesti, gustul neplacut pe care il dau furajului in cazul utilizarii acestor reziduuri in stare nefermentata si in cantitati mari, la fertilizarea pajistilor. Se mai pot cita ca poluanti: abatoarele, tabacariile, fabricile de brânzeturi, amidon, zahar, bere, vin, distilariile. c. Nu sunt de neglijat nici reziduurile rezultate din activitatea umana casnica, apele si gunoaiele menajere. B. - Dupa natura poluantilor: 1. Poluare fizica: - termica, fonica, luminoasa, radioactiva etc. 2. Poluare chimica, cu: - derivati ai C, S, N, F, O, Cl etc.; - derivati ai metalelor grele (Pb, Cr, Co etc.); - mase plastice; - pesticide; - materii organice fermentescibile etc. 3. Poluare biologica: -contaminarea microbiologica a mediilor inhalate, ingerate si a solului; - modificari ale biocenozelor, invazii de specii vegetale si animale. C. – Dupa starea de agregare a poluantilor: 1. Poluare cu lichide; 2. Poluare cu gaze si vapori; 3. Poluare cu substante solide.

5.4.4 Circulatia, dispersia si concentrarea poluantilor in biosfera Poluantii, dupa ce au fost emanati in mediu, sufera actiuni de transport (migrare) pe diverse cai: curenti de aer, apa, particule de sol, organisme vii, inclusiv omul. Daca urmarim factorii poluanti pe circuitul organismelor vii trebuie sa incepem cu producatorii primari. Plantele pot prelua poluantii din cele trei medii: aer, apa sau sol si prin procesul de fotosinteza ii includ in structurile substantelor organice. De la producatorii primari poluantii trec la consumatori de diferite ordine prin reteaua trofica, spre nivelurile superioare, realizându-se deplasarea si dispersia, conform piramidei inverse de biotop. Ca urmare, pot sa apara reziduuri de pesticide in anumite produse de sera, fara ca in acel mediu sa se fi facut tratamente, datorita folosirii gunoiului de grajd de la animale hranite cu furaje contaminate. Urmarind transferul poluantilor de-a lungul lantului trofic vom sesiza un fenomen deosebit de important prin consecintele sale, numit ,,amplificare biologica” sau ,,concentrare acumulare”. Unii poluanti pe parcursul lantului trofic nu sunt eliminati sub forma de deseuri metabolice, ci sunt retinuti si utilizati in noi sinteze sau depozitati in organismele consumatorilor, realizându-se concentratii crescânde spre nivelurile superioare ale piramidei trofice. Conform acesteia, biomasa organismelor scade de la producatori spre consumatorii de vârf, realizându-se fenomenul de amplificare biologica. Cunoasterea acestui fenomen are o mare importanta, deoarece unele substante, ce au in biotop concentratii reduse, pot ajunge la unii consumatori din vârful piramidei trofice la concentratii foarte mari, ce pot deveni letale

66

Amplificarea biologica Intrucât omul se hraneste cu produse de origine vegetala si animala (consumatori de diferite ordine), preia si el in mod similar eventuali poluanti din acel lant trofic. Deosebit de toxic si bioacumulativ s-a dovedit a fi insecticidul D.T.T., motiv pentru care de mai multi ani este interzisa producerea si folosirea lui. Un fenomen sesizat la unele din insecticidele folosite in prezent (de exemplu Furadan) este diluarea biologica. Furadanul este un insecticid extrem de toxic, sistemic, incât plantula rezultata din samânta tratata va contine pesticidul, deci va fi toxica. Odata cu cresterea fitomasei, concentratia pesticidului va scadea sub limite letale (dupa 45 de zile), deoarece cantitatea sa va ramâne aproximativ aceeasi sau uneori se diminuiaza ca urmare a metabolizarii acestuia de catre planta. - masa poluantului (M) F – fitomasa C – concentra]ia poluantului M1 ≅ M2 ≅ M3 ≅ Mn; F1< F2< F3< Fn, deci:

M1 M 2 M 3 M n 〉 〉 〉 ; C1>C2>C3>Cn F1 F2 F3 Fn

1

2

3

n

Diluarea biologica (dupa D. Schiopu, 1997)

5.4.5 Mediile de poluare si principalii poluanti Aerul, apa si solul, constituienti ai biosferei, cunoscuti sub denumirea de factori de mediu, sunt si principalele medii de poluare. 1. Atmosfera are o grosime de circa 3000 km si este impartita pe verticala in 5 zone: troposfera (0-8 km), stratosfera (8-35 km), mezosfera (35-90 km), termosfera (90-500 km) si ecosfera (>500 km). Sub aspectul poluarii intereseaza in special troposfera si stratosfera, iar din aceasta din urma ozonosfera (incepe la circa 25 km si se termina la 50 km), unde o parte din oxigen (O2) se transforma in ozon (O3), constituind ecranul protector impotriva radiatiilor ultraviolete, care ar distruge viata pe Terra. Fenomenele cu cele mai profunde implicatii asupra concentrarii, dispersiei si diluarii poluantilor au loc in troposfera si, partial, in stratosfera. 67

Pot sa apara situatii ce favorizeaza cresterea concentratiei de agenti poluanti (inversiune termica, inversiune de advectie, stabilitate-stagnare atmosferica), mai ales in zonele de emisie a poluantilor (ex.: in 1930 in Belgia, pe valea Meusei – moartea a 50 persoane; in 1952 in Londra, in 4 zile au murit 4000 persoane datorita smogului, format pe fondul unei inversiuni termice). Dar, in atmosfera apar si procese de autoepurare (datorita factorilor meteorologici si fenomenelor de sedimentare), insa atâta timp cât cantitatile de poluanti se inscriu in limite rezonabile, iar fenomenele meteorologice nu sunt modificate antropic. Principalii produsi poluanti, intâlniti in atmosfera si emisi mai ales din surse artificiale (antropogene), sunt: CO, CO2, NO, NO2, SO2, SO3, H2S, Pb, acizii (HCl, HNO3, H2SO4, HF), Cl, F si compusii sai, produsi fotochimici, praful, cenusile si fumul, particulele radioactive etc. Principalele surse generatoare de CO sunt: centralele electrice pe carbune, pacura si gaze; motoarele cu ardere interna (58% din total); industria fierului, otelului, petrochimica, a celulozei si hârtiei; arderea deseurilor, incendiile etc. Concentratia din atmosfera de 0,01-0,2 ppm este aproximativ constanta datorita oxidarii la CO2. Oxidul de carbon are o actiune asfixianta asupra organismului datorita formarii carboxihemoglobinei, ca urmare a combinarii cu hemoglobina din sânge. Principalele surse generatoare de CO2 sunt: diferite procese de combustie in intreprinderi si arderile directe in atmosfera (incendii, deseuri, incalzit etc.); respiratia vietuitoarelor si procesele de descompunere a materiei organice (se produce de circa 4 ori mai mult CO2 decât din arderile industriale). Cresterea CO2 din atmosfera ar putea provoca schimbari ale potentialului electric normal al creierului si modificari ale electroencefalogramei, dar principalul efect il constituie “efectul de sera”. O crestere cu 0,50C a temperaturii medii globale ar diminua cu 10% cantitatea de gheata din Artica (in ultimul secol nivelul oceanului a crescut cu 1 mm/an). O crestere a temperaturii oceanelor cu 10C ar ridica nivelul acestora cu circa 60 cm. Principalele surse generatoare de oxizi ai azotului sunt: bacteriile nitrificatoare (sursa naturala); arderea combustibililor fosili; transporturile; industria chimica (fabrici de ingrasaminte cu azot, de fabricare a HNO3). Oxizii de azot pot produce efecte toxice asupra plantelor si animalelor. Dioxidul de azot (NO2) este de circa patru ori mai toxic decât monoxidul (NO). La 4-5 ppm NO2 frunzele prezinta necroze, iar la peste 25 ppm NO2 timp de o ora, frunzele cad, fenomen ce poate fi prezent si la 0,5 ppm NO 2, dar timp de 35 zile. La om pot sa apara diferite boli pulmonare. Concentratia maxima admisa (CMA), media pe 24 ore, este de 0,1 mg/m3 (STAS 12574-87). Oxizii de sulf au ca sursa de poluare: arderea combustibililor fosili (1/3) si diferite procese naturale (eruptiile vulcanice 2/3). Efectele asupra omului se manifesta printr-o iritatie a sistemului respirator, incepând de la concentratii de 5 ppm, iar asupra plantelor efectul fitotoxic se manifesta prin distrugerea clorofilei si aparitia de leziuni la nivelul frunzelor. In prezenta umiditatii (SO2+H2O) se formeaza H2SO3 care corodeaza suprafetele metalic, decoloreaza piatra, marmura etc. si determina ploile acide. Concentratia maxima admisa (CMA), media pe 24 ore, este de 0,25 mg/m3 (STAS 12574-87). Sursele de poluare cu hidrogen sulfurat (H2S) sunt: fabricile de celuloza bazate pe procedeul sulfat; fabricile de coloranti; de pesticide; descompunerea materiilor proteice vegetale si animale de catre bacterii. Concentratia din atmosfera este de 0,1-0,45 µg/m3, fiind sub limita de sensibilitate a mirosului. La peste 1.120.000 µg/m3 survine moartea prin paralizia rapida a centrului respirator. Concentratia maxima admisa (CMA), media pe 24 ore este de 0,008 mg/m3 (STAS 12574-87). Principalele surse de poluare cu plumb sunt: intreprinderile producatoare si prelucratoare de plumb, termocentralele, automobilele, colorantii cu compusi de plumb, insecticidele, fumul de tigara etc. Plumbul micsoreaza rezistenta organismelor la infectii, afecteaza sistemul nervos (mai ales la copii) etc. Concentratia din aer este de circa 0,1 µg/m3 in zonele rurale si 2-10 µg/m3 in centrele urbane. Concentratia maxima admisa (CMA), media pe 24 ore este de 0,0007 mg/m3 (STAS 12574-87). Calitatea aerului este apreciata mai ales pe baza prezentei unor gaze (CO, CH4, NO, NO2, oxizi de sulf, hidrocarbonati activi, pesticide etc.), a unor elemente chimice (bariu, cobalt, cupru, fier, 68

mercur etc.), a unor radicali (fluorati, nitrati, sulfati) si a altor substante (substante organice diverse, substante radioactive, substante alergice etc.). In general calitatea aerului este buna in mediul neurban, scazând uneori mult in orase si mai ales in marile aglomerari urbane. Aprecierea calitatii aerului se face dupa determinarea cantitatii diferitelor noxe, cât si prin calculul unor indici. Se calculeaza un indice al CO, al SO2, al pesticidelor in suspensie, al NO2 si al oxidantilor fotochimici. Pe baza datelor obtinute se calculeaza un indice general al calitatii aerului.  Cc   Cc  Ic =  8  + δ ×  1  ; in care:  Sc   Sc   1  8 Ic = indicele CO; Cc8 = concentratia maxima a CO observata in 8 ore; Sc8 = concentratia minima a CO observata in 8 ore; Cc1 = concentratia maxima a CO observata intr-o ora; Sc1 = concentratia minima a CO observata intr-o ora; δ = 1 daca Cc1 ≥ Sc1; δ = 0 in toate celelalte cazuri. 2 2 2 2 2 MAQI = Ic + Is + Ip + In + Io ; in care: MAQI = indice general de poluare a aerului ; Ic – indice al CO ; Is – indice al SO2 ; Ip – indice al pesticidelor in suspensie ; In – indice al NO2 ; Io – indice al oxidantilor fotochimici. Având in vedere marea variatie in timp a poluarii, determinarile si calculele trebuie sa se repete foarte des, ele reflectând numai starea la momentul respectiv. 2. Apa. Aceasta sufera an de an procese de pierdere a calitatilor naturale prin intense procese de poluare. Poluarea apelor poate fi definita ca fenomenul prin care se produc modificari calitative negative ale proprietatilor naturale, ce au ca urmare scoaterea partiala sau totala a resursei din circuitul folosintelor. Poluarea apei, dupa natura sursei, poate fi: artificiala si naturala. Poluarea artificiala este cauzata de introducerea prin activitati umane in emisari naturali (râuri, fluvii, lacuri) a unor substante poluante, fie direct, fie prin deversarea apelor din reteaua de canalizare a locuintelor, industriilor sau a unitatilor agricole. Sursele de poluare artificiala pot fi grupate in doua categorii: organizate si neorganizate. Sursele de poluare organizate sunt reprezentate de: sistemele de canalizare a locuintelor, industriilor, unitatilor si suprafetelor agricole. Prin constructie (conceptie) acestea au fost destinate deversarii de reziduuri lichide in apele de suprafata. Dupa provenienta, apele din sursele organizate se impart in: ape reziduale comunale (ape menajere), ape uzate industrial si ape reziduale agricole. Sursele artificiale neorganizate constau in reziduuri ale activitatii umane care patrund necontrolat in apele de suprafata si mai ales in cele subterane (reziduurile menajere ale localitatilor necanalizate care sunt aruncate direct in apele de suprafata sau sunt antrenate din depozite prin procese de scurgere si infiltratie, determinate de caderea precipitatiilor). De asemenea, alta sursa o constituie scurgerile accidentale de la sondele petroliere, conducte, rezervoare petroliere etc. Sursele de poluare naturala pot fi grupate in: surse permanente si surse accidentale. Cele permanente constau in patrunderea continua, naturala, in apa a unor substante straine, ca: saruri minerale solubile din rocile salifere; aluviuni din procesul de eroziune, vegetatia subacvatica fixata in apa. Cele accidentale constau in patrunderea in ape a unor impuritati, substante, datorita unor fenomene cu caracter geologic (vulcani, cutremure), meteorologic (furtuni de praf, uragane, inundatii) sau cu caracter complex (alunecari). Calitatea apelor se apreciaza in functie de gradul de impurificare, poluare si de starea naturala a acestora, fiind stabilite prin normative (STAS-uri) limitele admisibile pentru cele trei categorii de ape. Indicatorii de calitate sunt: organoleptici (miros, culoare), microbiologici (bacterii coliforme, streptococi etc.), fizici si chimici (pH, ioni amoniu, nitrati, nitriti, consum biochimic de oxigen-CBO 5, consum chimic de oxigen-CCO etc.). 69

Una din masurile de prevenire a poluarii apelor, in special a celor de suprafata, o constituie epurarea apelor uzate inainte de deversarea in emisari. Epurarea apelor reprezinta totalitatea tratamentelor aplicate, ce au ca rezultat diminuarea continutului de poluanti, incât cantitatile ramase sa nu provoace in apele receptoare dezechilibre ecologice care sa afecteze negativ utilizarile ulterioare ale acestora. Principale tratamente se bazeaza pe procese si fenomene fizice, chimice si biologice, fiind practicate trei procedee de baza: - mecanice, utilizându-se gratare, site, bazine desnisipatoare, bazine de separare a grasimilor, decantoare primare; - chimice, in care apele uzate sunt tratate cu substante chimice coagulante (sulfat de aluminiu, clorura ferica etc.), substante sintetice macromoleculare (polielectroliti), pentru o mai buna sedimentare a poluantilor fini in suspensie, ori cu substante chimice ce determina oxidarea unor poluanti (ozon, clor, lapte de var etc.); - biologice, utilizându-se asa numitele “filtre biologice” si bazine cu “namol activ”, care se bazeaza pe activitatea microorganismelor aerobe ce elimina o parte din poluantii organici biodegradabili. 3. Solul. Ca si in cazul aerului si al apelor, dereglarile functionale in sol pot interveni odata cu aparitia fenomenelor de poluare. Prin poluarea solului intelegem actiunea prin care omul sau natura produce modificari fizice, chimice si/sau biologice anormale, care ii depreciaza calitatile ca suport si mediu de viata. Gradul de poluare a unui sol poate fi apreciat prin evaluarea reducerii calitative si/sau cantitative a productiei agricole fata de situatia normala sau numai cantitativ prin evaluarea cheltuielilor necesare mentinerii solului la o capacitate bioproductiva egala cu cea anterioara producerii poluarii. In functie de natura poluarii, poluarea solului poate fi: fizica, chimica, biologica sau radioactiva. In functie de sursa de poluare, se deosebesc: - poluare prin lucrari de excavare la zi (cariere, balastiere, exploatari miniere etc.); - poluare prin acoperirea solului cu depozite de steril, halde, depozite de gunoaie etc.; - poluarea cu deseuri si reziduuri organice de la industria alimentara si textila; - poluare cu deseuri si reziduuri anorganice de la industrie; - poluare cu materii radioactive; - poluare cu deseuri si reziduuri vegetale agricole si forestiere; - poluare cu dejectii animale si umane; - poluare prin eroziune si alunecari, saraturare, acidifiere, exces de apa, compactare; - poluare cu pesticide si ingrasaminte chimice; - poluare cu agenti patogeni contaminati. Una din clasificarile solurilor dupa gradul de poluare este in functie de reducerea productiei vegetale (C. Rauta si colab., 1980): 1. nepoluat – reducerea productiei vegetale cu 75%.

5.4.7 Prevenirea si combaterea poluarii

Masurile ce trebuie luate pentru prevenirea si combaterea poluarii difera in functie de tipul de poluare si mediul in care a avut loc, vizând: a) - reducerea emisiilor de agenti poluanti; b) – dirijarea si captarea agentilor poluanti; c) – tratarea agentilor poluanti in vederea neutralizarii actiunii lor nocive prin utilizarea proceselor naturale si tehnologice. In industrie, pentru reducerea poluarii sunt indicate solutii tehnologice care sa tina seama atât de randamentul instalatiilor, cât si de efectul asupra mediului ambiant. 70

In acest sens se prevede: montarea de filtre moderne (electrostatice) care sa retina cea mai mare parte a agentilor poluanti si cu posibilitatea de reutilizare a unor elemente sau compusi retinuti; reciclarea gazelor de la termocentrale si unele industrii; reciclarea apelor uzate industriale intr-un circuit tehnologic inchis; construirea de cosuri inalte (peste 200-300 m) ca si masura provizorie, intrucât cantitatea de poluanti ramâne aceeasi numai ca dispersia este pe o raza mai mare - se reduce poluarea numai in jurul fabricii, dar pentru mediu in ansamblu nu este nici o reducere. O masura importanta este respectarea tehnologiilor de fabricatie pentru care s-a primit aviz favorabil din partea Agentiei de Mediu; controlul riguros si permanent al emisiilor de catre organisme specializate in acest sens. In transporturi poluarea poate fi mult diminuata prin construirea de autovehicule cu randament sporit si consum redus de combustibil; folosirea de combustibili nepoluanti (ex. metanol sau benzina fara plumb). In activitatea agricola limitarea poluarii urmareste reducerea cantitatii de substante poluante prin inlocuirea substantelor chimice de sinteza cu produse naturale pe baza de extracte vegetale; utilizarea de substante chimice in cantitati foarte mici, cu mult rationament , practicând astfel o agricultura ecologica. De asemenea, dimensionarea si epurarea corecta a apelor uzate de la complexele zootehnice; utilizarea cu mult discernamânt a ingrasamintelor organice nefermentate pentru fertilizari; depozitarea corecta a dejectiilor etc. O masura deosebit de utila o reprezinta folosirea luptei integrate in combaterea bolilor si daunatorilor care presupune folosirea cu prioritate a mijloacelor biologice, agrotehnice si intr-o mica masura a pesticidelor, in special cu selectivitate foarte mare. Folosirea pesticidelor poate fi acceptata numai pentru a limita atacul daunatorilor sub pragul economic de daunare. Lupta integrata se bazeaza pe: - cunoasterea dinamicii principalelor populatii de daunatori si de dusmani ai acestora, in functie de modificarile factorilor ecologici din biotop; - cunoasterea si folosirea de pradatori si paraziti ai daunatorilor, prin protejarea lor in ecosistemele agricole sau inmultirea in laborator; - utilizarea fenomenelor alelopatice antagonice; - folosirea rotatiei culturilor si a asolamentelor; - utilizarea relatiilor de comunicare biochimica intre indivizii unor populatii de daunatori prin intermediul capcanelor; - introducerea in cultura de soiuri si hibrizi, rase cu rezistenta mare la boli si daunatori; - optimizarea masurilor agrotehnice (prelucrarea solului, epoca de semanat, fertilizare, densitate etc.); - folosirea de mijloace tehnice performante pentru aplicarea tratamentelor chimice; - intarirea masurilor de carantina fitosanitara pentru a preveni extinderea arealului speciilor daunatoare; - utilizarea de mijloace moderne pentru prognoza si avertizare pe spatii cât mai largi. In nisa umana poluantii sunt reprezentati de deseuri care pot fi sensibil reduse prin confectionarea de ambalaje economice, dimensionarea consumurilor, colectarea materialelor reutilizabile si nu in ultimul rând ridicarea nivelului de cultura si civilizatie, care presupune si o educatie ecologica la un inalt nivel. • • •

Teme : Ce este poluarea si care sunt factorii poluanti ? Care sunt masurile prevenire si combatere a poluarii in agricultura si comunitatile umane? Explicati fenomenele de “amplificare biologica” si de “diluare biologica” si ce implicatii prezinta?

71

MODULUL VI

GOSPODARIREA RESURSELOR NATURALE 6.1 Resursele naturale si calitatea mediului inconjurator Prin resurse naturale se intelege orice componenta din mediul natural, ca solul, apa, flora, fauna, bogatiile minerale ale subsolului, populatiile umane, care contribuie la realizarea bunastarii materiale si spirituale a membrilor societatii. Dupa permanenta lor in timp, resursele naturale se grupeaza in: resurse naturale inepuizabile (energia eoliana, precipitatiile, forta mareelor, energia solara etc.) si resurse naturale epuizabile. O parte din resursele naturale epuizabile sunt reinnoibile, cum ar fi: cantitatea si calitatea apei din râuri, lacuri, surse subterane; fertilitatea solului; resursele vegetale (padurile, pajistile, culturile agricole, plantatiile viti-pomicole) si animale; produsele marilor si oceanelor (peste, mamifere marine etc.). Resursele naturale nereinnoibile sunt acelea care odata epuizate nu mai pot fi inlocuite: carbuni, petrol, gaze naturale, o parte din resursele minerale nemetalice (nisipul pentru fabricat sticla, gipsul, sarea etc.) sau metalice (Pb, Zn, Cu, cositor etc.). De asemenea, speciile de animale si plante disparute sunt pierdute pentru totdeauna. O atitudine ecologica fata de resursele naturale presupune renuntarea la exploatarea nelimitata, nerationala si generalizarea conceptiei stiintifice despre importanta conservarii resurselor naturale ale biosferei si pentru generatiile viitoare. O conditie esentiala fara de care conservarea resurselor naturale nu se poate realiza consta in dezvoltarea la fiecare persoana a simtului de raspundere fata de resursele naturale ale mediului. Aceasta presupune cunoasterea si respectarea capacitatii de suport a mediului din zona exploatata, fiind dependenta de modul de utilizare a resurselor naturale si de presiunea asupra echilibrelor din mediu. Dispunerea in teritoriu a obiectivelor economico-sociale, in functie de necesitatile umane si de vocatia ecologica a mediului respectiv, reprezinta amenajarea teritoriului, care presupune acceptarea urmatoarelor principii: 1 - considerarea resurselor naturale, in spiritul dezvoltarii durabile, ca bunuri atât ale generatiei prezente cât si ale celei viitoare; 2 - conservarea mediului ambiant si a resurselor sale sa se faca nu prin renuntarea la progresul tehnic, ci prin perfectionarea activitatilor de conservare si gestionare a resurselor; 3 - in activitatea de amenajare a teritoriului si de conservare a mediului trebuie sa se tina seama de ierarhizarea necesitatilor societatii umane; 4 - studiul proceselor naturale de utilizare ciclica a resurselor in biosfera poate da nastere la tehnologii (modele) care sa micsoreze sau sa elimine tendinta de epuizare a resurselor; 5 - consumul unilateral, exclusiv al resurselor naturale si poluarea sunt factori de risc ce ameninta existenta vietii pe Terra; 6 - gestiunea resurselor naturale si conservarea mediului are un caracter zonal, national, dar si global. In spiritul acestor principii se impune elaborarea unor strategii ecologice de dezvoltare (ecodezvoltare), capabile sa asigure o folosire rationala si sanatoasa a resurselor specifice dintr-un anumit ecosistem, pentru satisfacerea nevoilor fundamentale ale omului. In acest context ecologia participa activ la urmatoarele aspecte: - evaluarea posibilitatilor mediului in raport cu obiectivele propuse de societate; - stabilirea impactului acestora asupra mediului inconjurator si gasirea cailor de atenuare a lui, de conservare a mediului pe termen lung; - elaborarea de masuri speciale pentru conservarea activa a unor anumite resurse sau portiuni din mediul inconjurator; 72

- determinarea (impreuna cu alte stiinte) necesitatilor ce caracterizeaza indicii de calitate a vietii si a prioritatilor de satisfacere a lor; - proiectarea de ecosisteme antropice cu randament optim in raport cu obiectivele economice si de conservare pe termen lung a mediului inconjurator. Utilizarea optima a resurselor naturale in agricultura presupune zonarea productiei agricole si proiectarea corecta a ecosistemelor agricole in cadrul acestora. Zonarea productiei agricole este o activitate stiintifica de mare complexitate, prin care se delimiteaza teritorii de productie agricola cu conditii ecologice, economice si sociale omogene si care primesc o anumita structura de productie. Zonarea productiei agricole are la baza concordanta dintre cerintele plantelor si caracteristicile biotopului, precum si dintre cerintele tehnologice ale ecosistemelor agricole si caracteristicile tehnologiilor de productie. Organizarea ecosistemelor agricole in concordanta cu vocatia ecologica a teritoriului, ofera premisele unei activitati agricole optime in conditiile reducerii la maximum a investitiilor energetice si materiale. Studiul factorilor ecologici naturali se axeaza in special pe stabilirea teritoriilor ecologic omogene, pe bonitarea economica a terenurilor agricole si pe stabilirea masurilor pentru cresterea fertilitatii lor. Pe baza analizei factorilor naturali (circa 20 de factori ecologici), economici si sociali, in tara noastra au fost stabilite 502 zone de productie agricola (câte 8-22 zone in fiecare judet). Cresterea eficientei ecosistemelor agricole are la baza proiectarea unor ecosisteme agricole intensive cu productivitate crescânda, in conditiile reducerii interventiei tehnologice, insa cu o reala conservare a mediului ambiant. Aceasta are rolul de a aprofunda actiunea de zonare a productiei agricole, urmarind aceleasi obiective si principii metodologice. In proiectarea ecosistemelor agricole trebuie sa se tina seama de efectele pe care acestea le au asupra mediului, atât in ce priveste consumul sau deteriorarea resurselor (apa, sol, genofond), cât si in ce priveste stabilitatea ansamblului de conexiuni proprii (cicluri biogeochimice, peisaj etc.).

6.2 Conservarea resurselor genetice Una din problemele majore ale lumii contemporane o reprezinta conservarea resurselor genetice. La nivel mondial acestea alcatuiesc patrimoniul genetic mondial (genofondul mondial) care este alcatuit din totalitatea genofondurilor celor circa 4,5 mil. de specii actuale ce au rezultat prin selectia in timp a informatiei genetice detinute de circa 1,6-16 miliarde de specii, care se considera ca au existat pe Terra de la inceputurile vietii si pâna in prezent. Fondul genetic al unei specii sau populatii se constituie prin participarea tuturor indivizilor ce alcatuiesc la un moment dat acea specie sau populatie. Intre componentii acesteia se realizeaza un schimb permanent de informatie sub forma unui curent de gene (prin reproducere sexuata), care este cu atât mai intens cu cât numarul indivizilor si viteza de succesiune a generatiilor este mai mare. Curentul de gene imprima populatiei (speciei) un anumit grad de omogenitate si de stabilitate. Scaderea brusca a numarului de indivizi dintr-o populatie ca urmare a modificarilor nefavorabile a factorilor ecologici poate avea drept consecinta scoaterea unor genotipuri de sub actiunea curentului normal de gene sau chiar pierderea intregii populatii. Speciile cu inmultire rapida (bacteriile, ciupercile, nevertebratele) isi pot restabili cu usurinta starea de echilibru a genofondului, fiind ecologic stabile, in schimb cele cu inmultire inceata (multe specii de plante si animale) isi refac cu mare greutate echilibrul genofondului, fiind ecologic fragile. Pentru multe din acestea din urma o criza ecologica este fatala (ex.: reptilele mezozoice uriase, numeroase vertebrate). Masurile de conservare se indreapta in prezent in special spre aceasta categorie de specii. Evolutia patrimoniului genetic mondial s-a realizat printr-un proces natural de diversificare a speciilor si de ocupare a diferitelor nise ecologice ale ecosistemelor, insa omul, prin activitatea sa, a intervenit prin diversificarea unor resurse genetice (domesticire, ameliorare etc.) sau prin diminuarea altora (cules, vânatoare, pescuit etc.). 73

Actiunea omului a dus la diferentierea, pe fondul patrimoniului genetic spontan, a doua sectiuni caracteristice: - patrimoniul genetic agricol; - patrimoniul genetic microbiologic. Patrimoniul genetic agricol este reprezentat prin speciile de plante cultivate si de animale crescute de om, iar patrimoniul genetic microbiologic este constituit din populatiile de microorganisme controlate de om in scopuri economice. Pe lânga influentele pozitive, omul a avut si influente negative asupra patrimoniului genetic mondial. Se considera ca anual dispar in lume 5-10 specii de plante si animale. Despre importanta patrimoniului genetic spontan este suficient sa amintim ca in lume se cultiva circa 300 specii de plante, ceea ce reprezinta doar 0,1% din totalul speciilor ce cresc pe glob; iar in cazul animalelor proportia este si mai scazuta. In vederea conservarii acestui patrimoniu genetic au fost infiintate bancile de gene, care nu sunt altceva decât depozite speciale pentru pastrarea colectiilor de plante sau animale cu importanta y actuala sau de perspectiva in procesul de ameliorare. Sarcina bancilor de gene este de a colecta materialul genetic, de a-l studia si de a informa amelioratorii si apoi de a conserva materialul colectat. Prima banca de gene a fost creata in S.U.A. la Fort Collins in 1958, cu o capacitate de depozitare de circa 180 mii probe de seminte a câte 450 g. Ulterior numarul acestora a crescut mult, fiind 2 A – mediu natural, raspândite in diferite zone ale globului (Krasnodar, Copenhaga, Bari, Gatersleben, Izmir etc.). foarte pu]in afectat; Exista si banci de gene specializate, cum ar fi pentru porumb B – impact echilibrat; si grâu la Cimmyt (Mexic), pentru orez la Irri (Filipine) etc. C – dezechilibrare primar\; In tara noastra a fost infintata o banca de gene la Suceava in 1990, ce cuprinde 8 celule: 4 celule D – mediu profund afectat utilizarea in care resursele genetice sunt conservate la 40C siprin umiditatea aerului de 25% (semintele cu umiditate nera]ional\ de 8%) si 4 celule unde semintele se conserva la –200C si o umiditate a aerului de 20%. a resurselor. Conservarea genofondului animalelor domestice este mai dificil de realizat, impunându-se 1 eforturi organizatorice si financiare mult mai mari. Aceasta se poate face prin doua cai: a) mentinerea unei rase in linii pure x sub forma unor populatii optim dimensionate; b) crearea de banci de gene sub forma de colectii de material seminal, embrioni, ovule in stare congelata. Patrimoniul genetic microbiologic este alcatuit din culturi (suse ) de microorganisme izolate din natura sau obtinute prin mutatii in laborator, care au utilizari in procese legate de dezvoltarea economica si gestiunea mediului ambiant, ca: descompunerea reziduurilor, epurarea apelor poluate, fermentatia produselor alimentare, fixarea microbiana a azotului, producerea de antibiotice etc. Se considera ca pierderea unei suse microbiene valoroase este echivalenta cu pierderea unui soi de plante sau rase de animale. In acest scop la Conferinta pe probleme de mediu de la Stockholm din 1972 s-a lansat un program special pentru conservarea resurselor genetice microbiene, propunându-se crearea unei Retele Mondiale de Centre de Resurse Microbiologice. Primul astfel de centru a luat fiinta in 1975 in Australia (Universitatea din Brisbane, Quensland).

6.3 Calitatea mediului inconjurator Prin calitatea mediului inconjurator se intelege starea acestuia la un moment dat, rezultata din integrarea tuturor elementelor sale structurale si functionale, capabile sa asigure o ambianta corespunzatoare multiplelor necesitati ale vietii omului. Cunoasterea calitatii mediului implica analiza unui numar foarte mare de variabile naturale si umane. Au fost stabilite standardele care delimiteaza clasele de calitate pentru aer, ape, soluri si relief. Calitatea mediului inconjurator rezulta deci din implantarea structurilor umane artificiale in structurile naturale. In general, s-a presupus ca valorile calitatii mediului inconjurator sunt mai reduse, cu cât componenta umana ocupa o pondere mai mare. Progresele realizate in ultimul timp in conservarea mediului prin optimizarea utilizarii resurselor, prin trecerea la tehnologii nepoluante si prin adaptarea proceselor de productie au determinat modificari importante in raportul dintre cele doua subsisteme principale ale mediului: natural si artificial. 74

Toate problemele calitatii mediului deriva din potentialul natural al acestuia de a suporta, fara dereglari importante, anumite forme si intensitati de presiune umana. Astfel, orice tip de mediu poate fi caracterizat printr-un câmp de toleranta (y) ale carui limite sunt date de starea sa naturala si un câmp de imprastiere (x), reprezentând diferitele intensitati ale impactului uman. A B C D Impactul uman asupra calitatii mediului O calitate superioara a mediului pentru una sau mai multe forme de utilizare este asigurata atâta timp cât câmpul de imprastiere este mai mic sau egal cu câmpul de toleranta. Cu cât câmpul de imprastiere se extinde, cu atât mediul se indeparteaza de la starea echilibrata si apar dereglari cu consecinte nefaste. De exemplu: un versant din zona colinara cu profil echilibrat si cu vegetatia reprezentata prin paduri de stejar. Impactul uman asupra acestui mediu natural va duce la aparitia unor calitati diferite in functie de natura interventiei. Mentinerea padurii ca forma unica de folosire a acestui teren va asigura o buna calitate mediului. Defrisarea padurii de pe pantele mici nu va provoca modificari esentiale privind calitatea mediului, cu conditia ca noua forma de utilizare a terenului sa nu aduca transformari structurale profunde. Dar, defrisarea totala a versantului sau a portiunii superioare, urmata de araturi adânci, va duce la modificarea circulatiei apei, la numeroase modificari structurale pe profil, favorizând fenomenul de eroziune sau alunecare. Astfel, se ajunge la degradarea totala a calitatilor productive si estetice ale mediului respectiv. La fel se intâmpla si in cazul apelor. Râurile cu debite mari si cu fluctuatii reduse ale acestora asigura o buna dilutie a apelor uzate deversate in ele, procesele de autoepurare desfasurându-se rapid. Râurile cu debite mici si variabile sunt sensibile fata de apele uzate, procesele de autoepurare realizându-se greu si discontinuu. Astfel, rezulta ca pastrarea unei bune calitati a mediului se poate realiza numai prin mentinerea capacitatii naturale a sistemului ambiental de a ,,metaboliza” elementele artificiale introduse de om in fluxurile energetice si substantiale. Pragul superior care poate fi atins fara a afecta echilibrul ecologic delimiteaza asa numita capacitate de suport a mediului. Intervalul acestei capacitati de suport depinde de plasticitatea fiecarui sistem ambiental, iar depasirea sa produce dereglari ale echilibrelor, cu consecinte greu de prevazut ca intensitate, extensiune spatiala si durata. • •

Teme : Care sunt principiile utilizarii resurselor naturale ? Care sunt modalitatile de conservare a resurselor genetice ?

75

MODULUL VII

PROTECTIA MEDIULUI INCONJURATOR 7.1 Ocrotirea mediului inconjurator Dezvoltarea civilizatiei industriale a produs modificari profunde si accelerate mediului inconjurator, datorita solicitarii din ce in ce mai mari a resurselor naturale, a extinderii suprafetelor cultivate si a schimbarii sistemelor de cultura, a despaduririlor masive, a intensificarii utilizarii pasunilor, a dezvoltarii exploatarii subsolului, precum si a altor activitati cu impact negativ asupra mediului. In acelasi timp, civilizatia industriala a facut posibila si necesara o crestere demografica rapida, o puternica dezvoltare a procesului de urbanizare, a creat noi aglomerari umane pe spatii restrânse, cu implicatii majore asupra calitatii mediului. Exploatarea irationala a resurselor regenerabile (paduri, flora, fauna, ape etc.) si a celor neregenerabile (carbuni, petrol, minereuri etc.) a accentuat efectul nociv al actiunilor omului asupra naturii. Consecintele actiunii omului asupra echilibrelor ecologice sunt generalizate si uneori deosebit de grave, incât s-a impus ca o necesitate ocrotirea si conservarea mediului inconjurator. Dupa Uniunea Internationala pentru Conservarea Naturii, scopurile ocrotirii naturii sunt urmatoarele: - asigurarea utilizarii rationale, a conservarii si refacerii resurselor naturale; - ocrotirea elementelor mediului natural de viata al omului (aerul, solul si apa) de poluare, in urma activitatii industriale sau agricole si de contaminare prin agenti patogeni; - conservarea si infrumusetarea peisajelor naturale; - conservarea unor monumente ale naturii de o deosebita frumusete si insemnatate stiintifica specii rare de plante si de animale, terenuri bogate in minerale, pesteri si alte formatiuni naturale. Aceste probleme pot fi rezolvate printr-un sistem de masuri organizatorice, legislative, tehnice si educationale de aparare a resurselor naturale, atât pe plan local cât si global. Organismele internationale specializate (Uniunea Internationala pentru Conservarea Naturii, Fondul Mondial pentru Natura, Programul ONU pentru Mediul Inconjurator) au elaborat un document in care sunt propuse trei obiective principale: - mentinerea proceselor ecologice esentiale, prin crearea conditiilor unei epurari naturale a apelor, prin urgentarea regenerarii solurilor, prin reciclarea materiei organice; - conservarea diversitatii genetice a plantelor si a animalelor, ca un tezaur care nu se mai poate reconstrui odata distrus; - redimensionarea sau stoparea exploatarii resurselor naturale amenintate (paduri, pasuni, fauna etc.). Organizarea ocrotirii naturii este o problema complexa si de mare raspundere pentru rezolvarea careia se considera ca exista mai multe cai. Prima cale consta in alegerea obiectivelor ce urmeaza a fi ocrotite pe teritoriul fiecarui stat, cum ar fi: ecosisteme cât mai nealterate, cuprinzând o mare diversitate de specii; specii rare pe cale de disparitie sau deosebit de valoroase stiintific, economic, estetic; exemplare rare, izolate ale unor specii remarcabile prin vârsta sau dezvoltarea lor, prin semnificatia lor istorica sau spirituala etc. Dupa alegerea si delimitarea obiectivelor, se legifereaza ocrotirea si se iau masuri organizatorice, tehnice pentru realizarea lor. Obiectivele ocrotite in acest fel sunt foarte diferite: parcuri nationale, rezervatii naturale, rezervatii stiintifice, parcuri naturale, monumente ale naturii, rezervatii ale biosferei etc. 76

O alta cale consta in ocrotirea globala a ecosferei de pe teritoriul fiecarui stat si pe plan planetar, prin colaborarea internationala. Aceasta cale urmareste sa asigure stabilitatea conditiilor de viata (calitatea aerului, apelor, solului etc.) si unde este posibil ameliorarea lor. A treia cale consta in prevenirea si combaterea poluarii mediului prin masuri administrative, organizatorice si tehnice. Pentru ca ansamblul masurilor privind organizarea ocrotirii naturii sa fie eficient, se impune educarea intregii populatii. Sistemul educational trebuie sa dezvolte constiinta oamenilor in asa fel, incât fiecare membru al societatii sa inteleaga raspunderea pe care o are in fata generatiei sale si a celor viitoare pentru pastrarea bogatiilor si frumusetilor naturii. Rezervatiile naturale consituie principalele celule spatiale a ocrotirii naturii. Conform definitiei data de E. Racovita (1934) – rezervatia naturala este ‘’o mostra din natura primitiva in echilibrul biologic normal, neinfluentata de om si de artificiile sale”. Rezervatiile naturale cuprind suprafete de teren si de ape destinate conservarii unor medii de viata caracteristice si care pot fi de interes zoologic, botanic, peisagistic, geologic, paleontologic, speologic, marin sau mixt. Structura generala a unei rezervatii naturale cuprinde trei parti: 1. zona centrala, cu regim de ocrotire integral, care inglobeaza spatiul inaccesibil vizitatorilor sau pentru utilizarea resurselor, fiind controlat de serviciile cercetarii stiintifice; 2. zona centrala de restaurare, cu acelasi regim de ocrotire, dar cu interventii ale cercetatorilor in vederea refacerii peisajului si genofondului; 3. zona tampon, cu doua componente, intern si extern, destinata protejarii primelor doua si unde se admite utilizarea resurselor prin metode traditionale, inclusiv turism. Parcurile nationale reprezinta o forma mai complexa de ocrotire a naturii, fiind definite de Uniunea Internationala pentru Protectia Naturii ca ‘’... un teritoriu relativ intins care prezinta unul sau mai multe ecosisteme, in general putin transformate sau netransformate prin exploatare sau ocupatie umana, unde speciile vegetale si animale, siturile geomorfologice si habitatele ofera un interes specific din punct de vedere stiintific, educativ si recreativ sau in care exista peisaje naturale de mare valoare estetica ...’’ Vizitarea este autorizata in scopuri recreative, educative si culturale. Intr-un parc national, in general, se disting 3 zone: 1. zona periferica sau preparcul, care are rol in sistematizarea turistica si in care se urmareste o reconstructie ecologica; 2. zona tampon, care are rolul de a asigura protectia zonei centrale, filtrând presiunea turistica; 3. zona rezidentiala (centrala, a rezervatiei st.), care adaposteste laboratoarele de cercetare si celelalte anexe. Parcurile nationale indeplinesc mai multe functii: - de protectie a unor zone ale naturii; - stiintifica - parcurile nationale fiind adevarate laboratoare naturale in care se pot studia diferite aspecte privind structura si functionarea ecosistemelor, ecologia speciilor rare, comportamentul lor etc. - de recreere si destindere – cunoscându-se rolul deosebit al spatiilor naturale in refacerea fizica si intelectuala, in restabilirea echilibrelor organismului uman; - educativa - prin excursii, aplicatii, tabere, colocvii, natura ofera exemple numeroase de armonie si echilibru; - de dezvoltare a relatiilor internationale – prin studii in comun, vizite, congrese, conferinte, publicatii etc.; - sursa de bunuri materiale – prin exploatarea rationala a zonei tampon. In tara noastra sunt ocrotite peste 450 de obiective, totalizând circa 95.000 ha. Prin decizia U.N.E.S.C.O. din 1980 s-a consfintit ca Parcul National Retezat, Rezervatia stiintifica Pietrosul Mare (M-tii Rodnei) si Rezervatia Rosca-Letea (Delta Dunarii) sa fie incluse in reteaua internationala a rezervatiilor biosferei. Pe baza propunerilor fundamentate stiintific de Comisia pentru Ocrotirea Monumentelor Naturii au fost propuse 11 parcuri nationale : Rodna, Calimani, Ceahlau, Piatra Craiului, Cozia, DomogledValea Cernei, Cheile Nerei-Beusnita, Semenic-Cheile Carasului, Cheile Bicazului-Lacul Rosu, Apuseni, Delta Dunarii si doua parcuri naturale : Bucegi si Gradistea Muncelului-Cioclovina. 77

7.2 Conservarea mediului inconjurator Cuprinde o gama larga de activitati deosebit de utile si absolut necesare ce se refera la utilizarea resurselor mediului la eficienta maxima, cu respectarea pretabilitatii, capacitatii de suport si plasticitatii sistemului teritorial respectiv, dar si la practicarea celor mai potrivite forme si procese tehnologice, agrozootehnice sau silvice, la efectuarea de lucrari hidroameliorative pentru limitarea si prevenirea efectelor daunatoare ale unor fenomene naturale (inundatii, alunecari de teren, eroziunea solului etc.). Necesitatea acestor masuri rezida si din faptul ca spatiile ocrotite nu pot fi extinse prea mult deoarece s-ar scoate din circuitul economic suprafete apreciabile cu resurse de valori prea mari. Prin masurile enuntate, conservarea mediului devine parte integranta a tuturor proiectelor de folosire a resurselor, inclusiv a celor de urbanizare, dezvoltare industriala, organizarea teritoriului, sistematizare, facând in acelasi timp parte din cultura fiecarui cetatean, locuitor al Terrei. Dar, conservarea mediului nu se realizeaza empiric, ci pe baza unor legi, care, respectate neconditionat, duc la realizarea scopului propus. Sunt formulate cinci legi ce guverneaza conservarea mediului: 1. Mediul inconjurator este un sistem a carui integritate este asigurata prin functionarea echilibrata a subsistemelor sale naturale si umane. Rolul subsistemului natural este de cea mai mare importanta, impunându-se pastrarea diversitatii sale, precum si functionarea prin mecanisme de autoreglare; 2. Mediul inconjurator are capacitatea limitata de absorbtie si neutralizare a plusurilor subsistemului uman; 3. Mediul inconjurator este un sistem cu resurse finite; 4. Mediul inconjurator prezinta echilibre fragile, usor de dereglat in cazul unei folosinte neadecvate a resurselor sale; 5. Sistemul teritorial, care reprezinta unitatea teritoriala fundamentala a mediului inconjurator, trebuie sa functioneze astfel incât suma intrarilor si iesirilor sa fie o marime care variaza foarte putin in timp. Aplicarea acestor legi nu se poate realiza fara o activitate complexa de cercetare stiintifica multidisciplinara, pe baza careia se elaboreaza strategiile de conservare a mediului, legislatie adecvata si o educatie ecologica solida a intregii populatii. Tema: 1. Care sunt principalele formele de protejare a mediului?

78

BIBLIOGRAFIE

• • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • •

Ardelean A., C. Maior – Management ecologic. Ed. Servo-Sat, 2000. Berca Mihai – Ecologie generala si aplicata. Ed. Ceres Bucuresti, 2000. Botnariuc N., Vadineanu V. - Ecologie. Ed. Didactica si Pedagogica Bucuresti, 1988. Catherine de Silguy - L’agriculture biologique. Ed. Terre Vivante, Franta, 1994. Coman Gh., Murgu Zaira-Marcela - Economia mediului. Ed. Moldovita, Iasi, 1996. Dumitrescu N., Iacob T., Vintu V. - Ecologie si protectia mediului. Curs litografiat, U.A.M.V. Iasi, l992. Dutu Mircea – Dreptul mediului, vol. II. Ed. Economica, 1998. Gradinaru Ilie – Protectia mediului. Ed. Economica, 2002. Heinrich Dieter, Hergt Manfred – Atlas de l’écologie. Ed. La Pochothèque,Torino, 1997. Ionescu Al. - Ecologia - stiinta ecosistemelor. Bucuresti, 1988. Ionescu Al. - Efectele biologice ale poluarii mediului. Ed. Academiei, 1973. Ionescu Al. - Fenomenul de poluare si masuri antipoluante in agricultura. Ed. Ceres, Bucuresti, 1982. Ionescu Al., Berca M. - Ecologie si protectia ecosistemelor. Bucuresti, 1988. Lester P. Brown – Colectia: Probleme globale ale omenirii. Mohan Gh., si colab. - Rezervatii si monumente ale naturii din România. Ed. Scaiul, Bucuresti, 1993. Mohan Gh., Ardeleanu A.- Ecologie si protectia mediului. Ed. Scaiul, Bucuresti, 1993. Neacsu P., Apostolache-Staicescu Zoe - Dictionar de ecologie. Ed. St. si enciclopedica, Bucuresti, 1982. Negulescu M. si colab. - Protectia mediului inconjurator. Ed. Tehnnica, Bucuresti, 1995. Primack Richard – Conservarea diversitatii biologice. Ed. Tehnica, 2002. Puia I., Soran V. - Agroecologie. Ecosistem si agroecosistem. Cluj-Napoca, 1987. Puia I. si colab. – Agroecologie si ecodezvoltare, Ed. Academicpres Cluj-Napoca, 2001. Pumnea C., Grigoriu G - Protectia mediului ambiant. Ed. Didactica si Pedagogica, Bucuresti, 1984. Raducanu Viorica – Economia resurselor naturale. Ed. All Beck, 2000. Sattler F., Wistinghausen E. - La ferme bio-dynamique, Ed. Ulmer, Stuttgart, 1992. Stanners David, Bourdeanu Philippe - Europe’s environment. European Environment Agency Copenhagen, 1995. Stugren B. - Bazele ecologiei generale. Ed. St. si enciclopedica, Bucuresti, 1982. Stugren B. - Ecologie teoretica. Ed. Sarmis, Cluj-Napoca, 1994. Schiopu Dan - Ecologie si protectia mediului. Ed. Did. si Pedagogica, Bucuresti, 1997. Schiopu Dan, Vasile Vintu (coord.) – Ecologie si protectia mediului. . Ed. “Ion Ionescu de la Brad” Iasi, 2002. Visan Sanda si colab. – Mediul inconjurator – poluare si protectie. Ed. Economica, 2000. Vintu Vasile - Ecologie si protectia mediului. Ed. “Ion Ionescu de la Brad”, Iasi, 2000.

79