1.3.4 Notiuni Fundamentale despre ecosisteme

1.3.4.1 Notiunile de mediu, factori ecologici si biotopA) Mediul, in sens larg, este totalitatea lucrurilor materiale, evenimentelor si energiilor de care depinde viata unei finite. (Racovita 1929) Conform acestei definitii,mediul unui organism vegetal sau animal este un sistem infinit care cuprinde atat forte planetare cat si cosmice. Prin conectarea campului energetic al pamantului cu cel al cosmosului rezulta un fenomen cosmo-biologic sau o impletire cosmica a tuturor evenimentelor care influenteaza viata fiintelor vii.Orice sistem se afla in interactiune ( nemijlocita sau mijlocita ) cu toate celelalte existente.Un sistem poate interactiona direct cu un numar limitat de alte sisteme deci cu un mediu noninfinit, limitat in sptiu si indirect cu toate celelalte ( Urmantev, 1966). Mediul infinit sau general corespunde cu notiunea de mediu (Umgebung)- care pare un sistem nediferentiat.Importanta acestiu mediu, a fortelor sale, pentru viata unei fiinte, variaza de la o forta la alta si de la o specie la alta. De exmplu, radiatiile cosmice determina cresterea ratei mutatiilor la plantel ce cresc in munti, la mari inaltimi.Pentru acestea radiatiile cosmice reprezinta un factor vital , comparative cu importanta lui pentru plantele ierboase in zona de ses.Desimea planteror este un factor mult mai important pentru acestea din urma.Ea determina cantitatea de lumina care ajunge la sol. Raportand notiunea de mediu nu numai la un organism individual, ci la nivel supraorganismic, mediul general ne apare structurat ca o formatiune multidimensionala. Structura mediului supraindividual este foarte complexa, se distend opt trepte sau planuri de structura:a) mediul cosmic fortele fizice extraterestre, apartinand unor corpuri astrale, spatiului cosmic ( radiatia solara formata din caldura si lumina , radiatia cosmica, lumina selenara, pulberea cosmica );b) mediul geofizic fortele fizice terestre care depend de structura Terrei ( campul gravitational si campul magnetic al pamantului, miscarea coloanelor de aer);c) mediul orografic- cuprinde formele de relief ale scoartei terestre;d) mediul hidrologic- cuprinde intreaga hidrsfera ( apa sub toate formele sale fizice) e) mediul edafic solul ca mediu de viata al plantelor animalelor, microorganismelor f) mediul geochimic- cuprinde combinatiile chimice din invelisul superficial al planetei, care ii confera o configuratie chimica definiteg) mediul biocenotic- cuprinde structura interna a biocenozei, sitemul de interactiuni biogene intre speciih) mediul biochimic- este dat de metabolitii excretati in mediul geochimic si rezultati din activitatile fiziologice ale vietuitoarelor ca produsi reziduali ai metabolismului. Fiecare specie alege din mediul general un spatiu finit, acele elemente care sunt in concordanta cu natura sa biologica. Se formeaza astfel in mediul general mai multe cercuri functionale, mediii aflate in preajma unei specii- numite si medii specific sau medii eficiente. Un mediu specific cuprinde acele componente ale mediului general cu influnta directa asupra vietii unui organism viu.B) Factorii ecologici Factorii care influenteaza organismele vii se numesc factori ai mediului. Acestea nu trebuiesc priviti in sens material, ci intr-unul energetic, deoarece reprezinta fortele motrice , care duc la un effect, la o transformare a starii sistemului. Chiar daca au sens substantial, fiind biotici sau abiotici ei trebuiesc numiti biogenic si abiogeni si in general factori ecologici.Nu exista factori exclusiv abiogeni.Chiar si factorii ca temperature sau lumina sunt modificati in sens biogen de catre covorul vegetal.Dupa Maelzer, mediul este alcatuit din: component si modificatori. Componentul este un fragment al mediului material sau un proces care influenteaza direct si nemijlocit existenta,supravetuirea si reproducerea unui organism viu.Modificatorul influenteaza numai mijlocit organismul dat, prin transformarea, influentarea componentelor mediului cu care vietuitoarea vine in contact direct.De exemplu, uliul este un component al mediului pentru pasarelele pe care le vineaza, iar parazitii intestinali ai uliului, ca si ectoparazitii sai sunt factori sunt factori modificatori pentru pasari, ei influentand componentul- uliul prin reducere numerica.Continutul notiunii de factori ecologici, precum si semnificatia acestora, actiunea lor asupra organismelor vii are o deosebita im[portanta pentru specialistul in protectia mediului.Factorii ecologici sunt, deci, toate fortele abiogene si biogene cuprinse in toate cele opt planuri de structura ale mediului general.Insusirea lor exhaustive este, practice, imposibila, dar se impune o inventariere cat mai complete a acestora, precum si cunoasterea cat mai exacta a modului cum fiecare dintre ei actioneaza nemijlocit sau mijlocit asupra vietuitoarelor.Din domeniul mediului cosmic , pot fi considerati factori ecologici: radiatia solara termica (insolatia), ca factor climatic temperature; radiatia luminoasa, ca factor climatic lumina, sub aspectul duratei de iluminare, intensitatii luminii si al calitatii (compozitiei spectrale); poate fi considerat factor ecologic fiecare tip de radiatie din aspectul vizibil; radiatia selenara (fazele radiatiei selenare, intensitatea acesteia);Din domeniul mediului geofizic, pot fi considerati factori ecologici: forta geavitationala; campul magnetic al terrei; curentii de aer (vanturile), viteza lor, gradul de incarcare cu diferite suspensii solide, aerosoli, chimicale; compozitia atmosferei terestre in diferite gaze ( O2, CO2, N ) si vapori de apa;Din mediul orografic, factori ecologici importanti sunt: megarelieful,macrorelieful, mezorelieful, micro si monorelieful (datorate diferentelor de nivel); marimea pantei; expozitia pantei;

Din mediul edafic, factori ecologici numerosi actioneaza asupra vietuitoarelor:

tipul de sol, caracteristicile profilului si ale orizonturilor; textura si structura solului; gradul de afanare sau de tasare; continutul in apa si aer; conductivitatea hidraulica a solului; regimul termic;

Din mediu hidrologic se detaliaza o multime de factori ecologici,ca:

regimul precipitatiilor, ca factor climatic; umiditatea relative a aerului atmosferic ca factor climatic; bilantul hidrologic si regimul hidric al solului; continutul in apa a diferitelor produse folosite ca hrana; temperature apei, viteza acesteia, limpezimea acesteia, grosimea stratului de apa, etc.

Din mediul geochimic, fiecare atom sau substanta obisnuita constituie un factor ecologic, ca si raporturile dintre acestia,reactia solutiei: continutul in azot; continutul in fosfor; continutul in potasiu; continutul in oxigen; continutul in calciu; raportul C/N; raportul N/p; reactia solutiei solului;

In ce priveste mediul biocenotic,fiecare vietuitoare poate constitui un factor ecologic pentru una sau pentru toate celelalte,atunci cand: se afla in competitive pentru aceiasi sursa de hrana; reprezinta sursa de hrana (prada), parazit sau pradator pentru alta; reprezinta gazda intermediara pentru paraziti; reprezinta specie mutual (care o ajuta pe alta in a-si procura hrana sau prada )ori comeosala (se hraneste cu resturile de la masa alteia).Factorii ecologici din mediul biochimic sunt toti metabolitii excretati in mediu: toxinele si antitoxinele; feromonii de agregare, sexuali,de urma; substantele bioactive (enzime,hormoni stimulatori sau inhibitori); nutrient;Fiecare dintre acesti factori ecologici are o actiune specifica,fiind o forta care produce diferite efecte asupra unei fiinte vii (positive sau negative) influentandu-I existent intr-o masura mai mare sau mai mica, precum si succesul in reproducere.Fiecare vietuitoare are cerinte variabile fata de factorii ecologici, differentiate dupa varsta, sex, stare fiziologica.Chiar si diferitele procese metabolice din corpul aceleiasi vietuitoare sunt influentate diferit de aceiasi factori ecologici ( ritmul si intensitatea fotosintezei, a respiratiei, al digestiei).Pentru om si regnul animal factorii ecologici au influenta diferita asupra comportamentului (fiziologic,sexual,social).Urmarirea evolutiei calitatii mediului sub impactul uman prin monitorizarea factorilor ecologici trebuie sa se refere la toti acei factori si nu doar la un numar limitat de factori climatici sau chimici poluanti.El trebuie sa cuprinda un monitoring al fondului genetic care necesita mediul biogenetic si biochimic, precum si al factorilor chimici si climatici care tin de cele trei medii anorganice (atmosfera, apele si solul).Notiunea de biotop are intelesuri variate:In sens restrans se numeste biotop spatiul in care se infiinteaza un organism individual vegetal sau animal, impreuna cu toti factorii de mediu care actioneaza asupra sa.Din punct de vedere botanic, biotopoul este locul de crestere a plantei, statiunea sau habitatul.In sens mai larg, biotopul este fragmentul si tipul de relief sau apa care este sediul unei biocenoze locul de viata al biocenozei, ansamblul conditiilor externe in cadrul carora se infiinteaza o biocenoza.Este sensul in care vom utiliza mereu acest termen.

1.3.4.2 Notiunile de lanturi si niveluri troficeUnitatea dintre organism si mediu are la baza, in primul rand, schimbul de substante intre cele doua component ale ecosistemului.Substanta organica parcurge anumite trasee de la un organism la altul, rezultand siruri de organisme inlantuite.Lantul trofic este o unitate functionala de transformare si circulatie a hranei. El este format din organisme diverse din punct de vedere taxonomic, dispuse liniar, in lant, fiecare eriga a lantului avand comportament trofo-fiziologic diferit.Exemplu de lant trofic:planta ierboasa insecat fitofaga pasare insectivore pasare rapitoareOrganismele din diverse lanturi trofice care indeplinesc acelasi tip de activitate, ocupand aceiasi pozitie in lantul trofic deoarece folosesc acelasi tip de hrana, formeaza nivelurile trofice.Exemplu: cerbul, soarecele de padure si plosnita cerealelor, desi reprezinta grupe de animale diferite, consumand toata hrana vegetala vie, fac parte din acelasi nivel trofic.Vietuitoarele se impart in doua niveluri trofice mari: Nivelul autotrofelor al plantelor verzi cu clorofila care prin fotosinteza produc material organica si al metilotrofelor ( bacteriile chemosintetice care prin alte activitatile trofice decat fotosinteza produc materie organica ). Toate acestea constituie producatorii lantului trofic.

Nivelul heterotrofelor al organismelor vegetale sau animale care sunt incapabile de a produce materie organica din combinatiile minerale. Ele se hranesc cu combinatiile organice din tesuturile vii vegetale sau animale sau cu materie organica moarta..Din acest motiv acesta este nivelul consumatorilor.

Consumatorii se grupeaza in trepte , dupa tipul de hrana, astfel: consumatori primari fitofage, ierbivore; consumatori secundari zoofage; consumatori tertiati care-I consuma pe cei secundari; descompunatori care degradeaza substanta organica moarta in combinatii minerale, anorganice, prin oxidare sau reducere.In realitate este greu de incadrat diferitele specii in unul sau altul din acele trei niveluri, deoarece conditiile concrete de existent le face sa se situeze cand pe un nivel trofic, cand pe altul. Multe animale din nivelul doi sau chiar trei devin fitofage cand lipseste hrana animala.Un nivel trofic aparte il reprezinta saprofagele sau detritofagele care pun in circulatie prin lanturile trofice materie organica moarta si care sunt biofagi reprezentanti ai microfaunei. Ei apartin de grupuri taxonomice extreme de variate: microartropode, gastele salbatice, reni.

1.3.4.3. Factorii limitativi: semnificatie, legiIn cadrul unitatii viata-mediu, dezvoltarea substantei vii este limitata de factorii de mediu (ecologici) din toate planurile de structura ale acesteia.Actiunea acestora este exprimata prin mai multe legi. Se numeste limitative un factor al mediului care are effect inhibitor asupra plantelor si animalelor, atunci cand se afla in concentratii prea mari sau prea mici.a.Legea toleranteiNici un factor ecologic nu actioneaza limitative in permanenta, ci numai atunci cand concentratia sa depaseste anumite marimi numite limite de toleranta pentru substanta vie. Acest adevar este exprimat in legea tolerantei (Shelford-1913): succesul unei specii in biotope va fi mxim atunci cand se va realiza pe deplin cantitativ si calitativ, complexul in conditii de care depinde reproducerea sa.Mediul ideal, in care sunt prezente toate conditiile externe cu valorile cele mai favorabile, este numit optim favorabil. Deoarece valoarea optima a tuturor factorilor in acelasi moment este practice irealizabila, succesul si numarul de indivizi ai specie depinde de gradul de abatere al unuia sau mai multor factori de la gradul optimal.Optimul ecologic are urmatoarele component: optim climatic coincidenta valorilor optime ale temperaturilor, umiditatii si a altor factori climatici la momentul potrivit. optim chimic- sortimentul complet, indestulator si raporturile cantitative cele mai favorabile pentru viata, intre elementele chimice dintre sol si apa (pentru plante si pesti). Optim sinecologic configuratia favorabila a conexiunilor biocenotice, absenta factorilor inhibitori (paraziti,agenti inhibitori, pradatori).Optimul climatic singur nu poate asigura echilibrul sistemului.La fel si optimul chimic si sinecologic.De exemplu, rozatoarele, in conditii climatice optime pot da populatii mari numai atunci cand le lipsesc pradatorii si parazitii. In Europa iepurele de vizuina nu creeaza o problema deoarece nu se realizeaza optimul sau sinecologic.Optimul climatic sic el sinecologic sunt strans conectate intre ele. De exemplu, in apele Marii Negre, in conditii hidrometeorologice nefavorabile microcrustaceele se dezvolta intarziat. Ele fiind hrana principala a alevinilor de hamsie (Engraulis encrassioholus), aceasta, hamsia,scapa momentul optimului sau sinecologic si reduce numeric populatia, iar crustaceele ajung la optim sinecologic si-si maresc numeric populatia.b.Legea minimuluiUn singur factor al mediului, aflat in conditii de maxim sau minim poate exercita controlul asupra substantei vii. Dar factorul aflat in concentratie minima poate influenta puternic dezvoltarea substantei vii. Si concentratia excesiva a celor mai favorabili factori este daunatoare.Reactia organismului vii la variatiile factorilor de mediu este data de o curba a tolerantei cu trei puncte cardinale.Valorile minime si maxime ale unui factor delimiteaza zona de toleranta, amplitudinea de variatie a factorului, suportabila de catre substanta vie.Amplitudinea zonei de toleranta depinde de specie, curba tolerantei fiind specifica, dar si de faza ontogenetica sau procesul metabolic asupra caruia actioneaza factorul.De exemplu: pentru graul de toamna optimul de temperature este de 18-20 C, iar zona de toleranta intre 13-27 C ; pentru pastravul de munte, continutul optim de oxygen in apa este 7-11 cm3/L , la 5 cm3/L scade vitalitatea;Actiunea limitative a factorului aflat la minimum este exprimata prin legea minimului a lui Liebig, un caz special al legii tolerantei. Dupa Liebig, dezvoltarea plantei este dependent, in primul rand, de factorul cel mai putin asigurat, cu concentratia cea mai scazuta. Dar ea se aplica si lumii animale, vietii din apele continentale si marine, etc.c.Legea interactiunii factorilor ecologici (Mitschherlich-1921)Variatiile curbei de crestere a substantei vii sunt determinate, in final, de interactiunile dintre factorii ecologici.Conform acestei legi,productia vegetala creste odata cu cresterea concentratiei fiecarui factor, cu o intensitate proprie fiecaruia, astfel incat plusul de productie devine proportional cu doza care ar trebui adaugata pentru obtinerea randamentului maxim. Ea are o aplicabilitate limitata.d.Lundegardh (1957) formuleaza legea relativitatii, dupa care forma curbei de crestere nu depinde numai de factorul minim asigurat, ci si de concentratia si natura celorlalti factori prezenti. Exemplu: la temperature scazute (1C), crapul suporta un continut redus de oxygen al apei.Dar la temperature ridicate scaderea continutului in oxigen are un efect letal.e.Legea substituirii factorilor ecologiciDupa Rubel (1930), factorii ecologici ( climatici, edafici, biogeni) sunt echivalenti si se inlocuiesc reciproc, dar nu exista o echivalenta absoluta a factorilor.Formularea are la baza constatarea ca diferite combinatii ale factorilor pot produce efecte similre, de unde apparent rezulta ca ei se pot substitui.Exemplu: la lumina slaba intensitatea fotosintezei ramane normala daca creste intensitatea CO2.De fapt are loc doar o compensare partiala a deficitului de lumina prin excesul de bioxid de carbon.Dar conform legii tolerantei,concentratia foarte ridicata de CO2 inhiba asimilatia clorofiliana.Exista deci o limita pana la care factorii ecologici se pot substitui si compensa reciproc.f.Relatia statistica specie-biotopAmplititudinea zonei de toleranta a speciei fata de un anumit factor este influentata de ansamblul factorilor limitativi.Conexiunea dintre specie si biotop nu este exprimata de valori limita absolute, ci de oscilatiile concentratiilor anumitor factori.Relatiile viata-mediu sunt de natura statistica, fiind exprimate prin anumiti parametri, dar stabilirea prin calcule statistice a conexiunii specie-mediu limita, nu arata fara echivoc relatia reala specie-mediu.Absenta unei specii oarecare dintr-un biotop nu denota obligatoriu o zona de toleranta foarte ingusta pentru un anumit factor al biotopului.Deseori, aceasta absenta se datoreaza mai ales concurentei fara succes cu alte specii din biotope.Exemplu: absenta stejarului din multe biotopuri central-europene este consecinta concurentei reusite a fagului si nu escilatiilor extreme ale factorilor climatici sau chimici.In vecinatatea optimului ecologic substanta vie este capabila sa reziste presiunii factorilor limitative.Pe masura ce mai multi factori se indeparteaza de optim, scade si capacitatea de rezistenta.In vecinatatea pessimului, aparitia unor factori limitativi poate avea efecte drastice, efectul limitative total poate fi mai mare decat suma efectelor factorilor singulari ( conform legii interactiunii sinergice).

2.2.1.2 Biosfera si metabolismul planetei Dependentele reciproce si interactiunile dintre componentele biosferei determina integralitatea acesteia, ca sistem planetar, transformarile unui component avand repercursiuni asupra tuturor celorlalte.Biosfera functioneaza ca un sistem cosmico dynamic deoarece la toate interactiunile din interiorul say participa si energia solara.Fluxul de substanta care strabate intreaga biosfera este conectat la marele circuit al materiei planetare, care reuneste invelisul exterior al Pamantului cu geosferele profunde.Substanta vie participa la transferul atomilor intre geosferele superficiale si cele profunde.Prin procese biogene, zona proceselor geochimice superficiale se imbogateste in combinatii de siliciu si aluminiu.Sistemele moleculare de siliciu si aluminiu actioneaza ca acumulatori de energie radianta.Aceasta ernergie este transmisa in profunzime prin deplasarea pe verticala a combinatiilor de Al si Si ( participarea indirecta a lumii vii ).Dar substanta vie participa si direct la marele circuit planetar.Evenimentele geotectonice violente ( cutremure, formare de falii ) fac ca rocile sedimentare, impreuna cu materia organic ape care o contin sa ajunga in geosferele profunde, unde sunt transformate in roci metamorfice si apoi topite.Astfel, atomii care erau integrati in subtanta vie ajung in magma.Ei pot preveni, insa, in circuitul superficial, in zona de hipergeneza, prin eruptiile vulcanice ori prin dezagregare radioactive spontana.Are loc astfel, metasomatoza,acumularea de roci eruptive si sedimentare din noile minerale, ai coror atomi provin in geosferele profunde.Dup metasomatoza substanta din minerale este din nou dizolvata in apa freatica Rezulta ca toate geosferele sunt interconectate prin metabolismul lanetar, adica prin schimbul de substante si energie intre geosferele superficiale si cele profunde.Metabolismul superficial din invelisul de alumino-silicati al Pamantului dominat de procese biochimice apartine, deci metabolismului planetar.Biosfera functioneaza ca un sistem deschis, capabil de a intretine schimbari de substanta si energie cu intreg globul pamantesc si cu cosmosul.Inca nu se cunoaste daca pulberea cosmica este inclusa in fluxul de substanta al biosferei.

CAP.III. ECOSISTEMUL3.1.Definitia, geneza si evolutia ecosistemelorEcosistemul reprezinta unitatea functionala fundamentela a biosferei care integreaza viata si mediul intr-un tot unitar.El cuprinde intreaga substanta vie dintr-un spatiu finit (plantele, animalele, ciupercile, bacteriile, virusurile) , apoi substanta organica moarta, precum si parti ale scoartei terestre (substrat, apa, aer). Cu alte cuvinte el reuneste intr-un tot unitar biotopul si biocenoza.Ecosistemul este caracterizat prin diferite interactiuni ele membrilor sai, ca si printr-o structura proprie. Este un laborator natural in care se acumuleaza si se transforma substanta si energia.O padure de molid, o cultura de porumb sunt ecosisteme.Intr-o cultura de porumb, plantele de porumb, buruienile specific, ciupercile si insectele daunatoare sunt component ale biocenozei, iar substratul solid, apa, aerul sunt elemente ale biotopului.Nu orice combinatia viata-mediu poate fi considerate un ecosistem. O baltoaca efemera cu apa de ploaie in care traiesc diferite vietuitoare nu este un ecosystem, deoarece nu are o stabilitate in timp si un circuit propriu al substantei.Ea poate devein, in timp, un ecosistem daca balta devine permanenta chiar si atunci cand suprafata ei este restransa.Conditie ca o combinatie viata-mediu sa devina ecosystem este ca volumul schimburilor de substanta si energie din interiorul combinatiei sa fie mai mare decat cel al combinatiei cu exteriorul.Aceasta asigura autoreglarea si echilibrul dinamic.Fortele si relatiile care dau unitatea functionala a ecosistemului se numesc factori de integrare, de unificare.Pentru ecosistemele terestre principalii factori de integrare sunt: conformatia scoartei terestre; istoria geologica a regiunii.Ecosistemul se intemeiaza pe conexiunea functionala, mai ales trofica, a vietii si mediului.

Notiunea de biogeocenoza, folosita ca sinonima cu ecosistemul,referindu-se la un fragment de scoarta terestra in care sunt reunite elementele biocenoza si parti din cele trei geosferere (litosfera, hidrosfera si atmosfera) prin interactiuni uniforme si stabile,nu reflecta relatiile trofoenergetice si nu reprezinta ecosistemul in dinamismul sau.De exemplu, o stanca de pe malul marii cu pasarile ce o populeaza este o biogeocenoza care se integreaza in ecosistemul format de stanca, pasari si apa marii cu pestii care traiesc in ea si cu care se hranesc pasarile de pe stanca.Geneza ecosistemelor,evolutia lorMai intai a fost biotopul-planeta desprinsa din nebuloasa solara situata la 150 milioane km de pamant,astrul care-I dadea caldura si lumina.Coacervatele initiale ( biocenoza Oceanului Planetar) impreuna cu acest biotope au format ecosistemul primitive al Terrei, dar substanta vie s-a diversificat concomitent cu diversificarea locurilor pe care acesta le popula su au aparut astfel noi ecosisteme bazate pe fotosinteza, a caror energie initiala era foarte ridicata, provenind de la soare. Astrul-mama, soarele,a continuat sa furnzeze baza energetica pentru noile ecosisteme tot mai evaluate, pe masura schimbarilor produse in configuratia biotopului- invelisul extern planetar.Insasi viata, tot mai diversificata si mai complexa, a determinat schimbari in biotope, aparitia animalelor si a omului imprumutand ritmuri mult mai ridicate fluxurilor energetice din interiorul biotopului si o anumita scurgere a acestora,deci o structura anume,un anumit potential productive si un fel characteristic de a exploata substratul inert.Ecosistemele noi s-au diversificat repede pe categorii largi de relief si de clima in ecosisteme tropicale, subtropicale, alpine, subalpine, pajisti, poieni, lacustre.S-au multiplicat in progresiegeometrica relatiile dintre componentele biotopului si aceasta a dus si duce necontenit la evolutia, schimbarea biotopului. Ori, biotopul- uniformitatea sa a fost si este matricea sistemului.Aceasta fiind mereu in evolutie, desigur ca si comunitatea de vietuitoare evolueaza mereu, prin adaptare.Orice disparitie din lumea vie ce populeaza un biotope sau orice schimbare a acesteia, determina schimbarea brusca a biotopului, ruperea evolutiei si formarea unui nou tip de ecosisteme, ceea ce inseamna ca echilibrul dynamic este un lucru efemer, cu un character foarte labil- fragil si oricand el poate fi interrupt, anulat, ducand la dezastre.Orice ecosistem are, deci, o durata de viata limitata, putand avea o faza de echilibru, dar si una de batranete si un sfarsit.Disparitia unei specii sau a unui ecosystem nu inseamna neaparat disparitia vieti.Se nasc alte specii,alte ecosisteme pe baza energiei initiale si a celei venita din spatiu. Analogia ecosistem-viata ne ajuta sa putem cuprinde totalitatea ecosistemelor globului pamantesc.Dar, nu putem trece cu vederea o realitate a ultimelor timpuri si anume ca dezvoltarea ecosistemelor, desi are mai multe sensuri,se afla sub incidenta activitatilor umane.Dupa evolutia naturala, ecosistemele actuale ale planetei au transformate in unele artificiale, dirijate si controlate de om. Aceasta a determinat o si mai profunda diversificare, de finite, mai greu decelabila, decat cea pe care insasi natura o facuse.Se poate aspira, deci, la atingerea unor culmi in evolutia ecosistemelor privind rafinamentul de structura, productivitatea tot mai ridicata, durata de viata cat mai lunga, pe masura posibilitatilor energetice existente.Atata timp cat ecosistemele functioneaza antientropic datorita capacitatii de a ingloba energie solara, ele evolueaza si se maturizeaza, ajungand in stadiul de climax- de stabilitate.Stabilitatea este data de diversitatea biocenozei, constanta factorilor de clima si potentialul energetic inclus in fertilitatea teritoriului. Climaxul este platoul indelungat al existentei unui ecosystem, maximum de incarcare biologica a acestuia, pe masura potentialului energetic al biotopului.Dupa perioada de climax, in mod firesc, urmeaza declinul lent care duce la degradarea ecosistemului prin cresterea entropiei (pierderea de energie si informatie).Cauzele acestui declin firesc se afla in epuizarea energiei curente a biotopului prin: retmuri ridicate in extragerea substantelor nutritive, exporturi si migrari massive ale acestora in afara ecosistemului,incarcatura biologica prea abundenta.

Ca urmare, ecosistemul se simplifica ajungand sa domine unele specii devoratoare sau foarte rezistente ori cu cerinte reduse.Se schimba astfel biotopil, se acumuleaza toxine si dejectii care duc la disparitia vechiului ecosistem.Dar biotopul continua sa poarte viata si o informative pe baza careia da nastere unui nou ecosistem tanar, mai simplificat, dar cu o energie potentiala mare care-i permite sa se diversifice sis a evolueze. Dar aceasta are loc in timp.Imperativul practic devine, deci, Acela de a lungi perioada de climax a ecosistemelor, perioada de maxima eficienta si echilibre energetice. Cum? Pe cai naturale, dar si artificiale, gandite la nivel local, dar si planetar-global.

3.2 Studiul systematic al biocenozei si biotopuluiBiocenoza si biotopul poseda fiecare calitati proprii de system, ele nefiind doar parti ale altor sisteme mai mari.Calitatea proprie de system rezulta din integrarea celorlalte calitati, subsisteme proprii intr-un tot unitary, fiind insusirea abstracta si nu una substantial.Esenta sa consta din conexiuni si canale ale informatiei intre componentele sistemului.De aceea studiul lor trebuie sa se faca prin analiza sistemica care urmareste descoperirea structurii interne, a dinamicii si a functiilor de pe pozitia intregului. Fazele analizei sistemice sunt:1. stabilirea factorilor integratori si cercetarea sistemului de pe pozitiile acestora;2. stabilirea interactiunilor subsistemelor precum si a structurii interne a sistemului;3. aproximarea cu ajutorul unui model mathematic a mecanismelor care pun in functiune sistemul;4. verificarea modelului mathematic prin intermediul calculatorului si stabilirea celui optimal, adica structura cea mai stabile si mai operative in acelasi timp.

Pentru studiul ecosistemelor, analiza sistematica presupune trei faze:a. descrierea biocenozei ca proiectie a biotopului, adica intregul ecosystem vazut prin prisma biotopului ca matrices i ca factor integrator;b. descrierea structurii biocenotice si a ecosistemului prin prisma interactiunilor dintre specii,ca factor integrator;c. descrierea relatiilor functionale, trofodinamice, ale ecosistemului, legate de circulatia substantei si energiei in ecosystemProiectia trofodinamica are doua grade:I- proiectia relatiilor trofice propriu-zise (in dinamica);II- proiectia structurii biochimice, a relatiilor interspecifice bazate pe metabolitii eliminate in mediu.Planurile de structura ale ecosistemului, supuse analizei sistemice, sunt:a. structura de biotope (imprimata de selectia facuta de biotope asupra fondului de specii);b. structura spatiala data de dispoztia elementelor in spatial tridimensional, functie de axele de coordonate;c. structura biocenotica ( relatia cantitativa intre multimea de specii si multimea de indivizi);d. structura trofodinamica (retelele tofice);e. structura biochimica;

3.2.1. Structura de biotop a biocenozei3.2.1.1. Notiunea de biocenoza, in conexiune cu biotopulDescrierea ecosistemului prin proiectia de biotope a biocenozei se refera la doua aspecte:1. fizionomia si tipologia ecosistemului in functie de natura biotopului;2. structura spatiala a biotopului;

1a.Fizionomia ecosistemuluiProiectia de biotop a ecosistemului se fundamenteaza pe idea lui Mobius, precum ca in conditii similar se formeaza combinatii similar de specii, adica biocenoze similar. Aceasta, deoarece biocenoza reprezinta sortimentul, combinatiile de specii atasate de anumite conditii de existent pe care le ofera biotopul.Cu alte cuvinte, exista o dependent a combinatiilor de specii de natura biotopului, principiu care nu este insa,valabil atunci cand anumiti factori abiogeni parcurg oscilatii extreme ( depasesc limitele de toleranta ale unor specii).Este mai corect,din acest motiv, sa acceptam ideea ca asociatiile de specii care formeaza biocenoza, rezulta din: ansamblul conditiilor de existent de biotope valenta ecologica a speciilor Valenta ecologica a speciei este emplitudinea de toleranta a acesteia fata de escilatiile conditiilor existente.In acest caz biotopul actioneaza ca factor integrator. Reunind toate speciilecare au aceeasi valenta ecologica intr-o biocenoza.Nu orice specie se poate adapta la orice biotop.Speciile cu valenta ecologica redusa se numesc stenotope iar cele cu valenta larga euritope.Speciile stenotope sunt raspandite in multe biotopuri ( ramele sunt stenotope si sunt raspandite in solurile nepoluat, cele euritope se gasesc in cele mai variate biotopuir ( papadia ).Putem spune ca biotopul exercita o selectie severa asupra fondului de specii, el fiind factorul care impune compozitia biocenozei.Influenta biotopului este cu atat mai puternica, cu cat conditiile climatice sunt mai indepartate de zona lor optimala ( in afara optimului climatic).De exemplu in Muntii Himalaia biocenozele sunt uniforme, formate din putine specii, peste tot aceleasi.Interactiunea dintre natura biotopului si combinatia de specii da ceea ce numim fizionomia sau infatisarea biocenotica a ecosistemului.Ea este imprimata de formele biotice prezente intr-o biocenoza.Esenta acestui concept ar putea fi exprimata astfel: viata cucereste spatial dar spatial retroactioneaza asupra vietii, adica particularitatile mediului se regasesc in conformatia vietuitoarelor Corelatia dintre natura mediului si organizarea interna si externa a organismelor vegetale si animale nu este pe deplin elicidata sub aspectul mecanismelor sale, nici astazi De aceea numic forma biotica, la plante, de exemplu forma de crestere care are adaptari clare la modul si economia vietii, clasificandu-le dupa patru criterii.a.Din punct de vedre climatico-landsafto-zona, formle biotice se carcaterizeaza prin morfologia exterioara sau habitus, care este determinat de zonele de macroclima si peisaj (landsaft)b.Din punct de vedere morfologic sau epharmonic (al unei adaptari), ele se diferentiaza dupa modul propriu al conformatiei adaptive a anumitor organe, la conditiile concrete de viata.De exemplu forme biotice de plante care au acelas system de supravetuire la seceta, ori la frig; forme biotice de animale adaptate pentru diferite proprietati mecanine ale hranei, sau care au un anumit system de locomotivec.Din punct de vedere filogenetic al originii si evolutiei vom avea forme biotice rezultate printr-o filogenie comuna ca: angisperme, gimnosperme, mamifere, pesti.d.Din punct de vedere al biotopului, formle biotice se grupeaza in functie de caracteristicile unui fragment de mediu sau chiar al unui singur factor local.De exemplu vom avea plante heliofile ori selofile, ori insecte ale coroanei arborilor, alaturi de insecte de covor ierbos.Biotopul sustine, deci, un spectru de forme biotice care au aparut si s-au inmultit din diferite cauze( climatice, de peisaj, de adaptare,filogenetice sau de biotop) fiind aproape imposibil de descris in mod logic diversitatea adaptarilor, diferentele dintre ele, precum si cauzele care le-au determinat.Mai mult, o specie (vegetala sau animala) nu ocupa o singura pozitie intr-un unic sistem de forme biotice, ci mai multe pozitii in mai multe sisteme, fiecare pe baza altui criteriu.Spectrul formelor biotice reda plastic fizionomia ecosistemului, aspectului sau exterior general.

2a.Tipologia ecologicaBiocenozele pot avea un spectru de forme biotice comun, dar pot fi, structural si functional, diferite datorita fondului de specii variat. De exemplu padurea de fag, are, in general, un spectru de forme biotice indentice, dare ea nu arata intotdeauna la fel (in Carpati, covorul de ierburi este sarac solul fiind acoperit cu muschi si licheni, iar pe coasta atlantica a Europei fagetul are un covor ierbos si foarte bogat.Compoitia diferita a covorului vegetal oglindeste natura biotopului si in acelasi timp ea determina formarea componentei animale a biocenozeiBiocenozele se formeaza numai atunci cand si numai acolo unde are loc o convergenta ecologica a covorului vegetal si a fondului de animale, atunci cand ambele componente reactioneaza similar fata de mediu si sunt reciproc adaptate (coadaptate).Pentru studiul ecosistemului in analiza sistemica analiza taxonomica a covorului vegetal este obligatorie.Numai pe aceasta baza se poate descrie proiectia de biotope a ecosistemului. Un fragment de covor vegetal delimiteaza un fragment definit de spatiu si formeaza un cadru tridimensional in care au loc interactiunile biotice.Metoda utilizata pentru studiul covorului vegetal este cea fitocenologica. Cu ajutorul tridimensional in care au loc interactiunile biotice.Metoda utilizata pentru studiul covorului vegetal este cea fitocenologica. Cu ajutorul acestei metode se stabilesc tipurile de comunitati (asociatii vegetale), pe baza asa ziselor specii caracteristice sau fidele locului. Acestea sunt specii stans legate de un biotop.De aceea pentru a delimita si define ecosistemele, pe langa fizionomia data de fondul de specii si formele biotice,trebuie sa se tina seama si de configuratia terenurilor.Fizionomia si tipologia ecosistemului sunt rezultatele interactiunii proceselor geomorfogenetice cu fondul de specii si sortimentul de forme biotice.Ponderea revine litologiei si reliefului, elementele cele mai stabile ale spatiului geographic care conditioneaza formarea si distributia fondurilor vegetale.

3.2.1.2 Delimitarea spatiala a ecosistemelorIn mediu terestru limita, granita, intre doua biocenoze este fasia de teren unde inceteaza dominant unei specii sau a unei combinatii de specii.Dar aceasta nu este lege.uneori este mai usor sa delimitam ecosistemele (o padure de o pajiste), alteori este necesara o analiza statica a fondului de specii In fond nu exista o limita liniara intre doua ecosisteme, ci o fasie de tranzitie, numita ecotop, cu conditii variate si amestecaturi de specii intre cele doua ecosisteme.Ecosistemele se comporta ca doua centre ce difera puternic intre ele.In zona de tranzitie se manifesta o inalta tensiune ecologica, data de puternicile conexiuni data de animalele din cele doua biocenoze invecinate care se deplaseaza intens in cele doua directii, pentru surse de hrana comune.In rare cazuri, prezenta unor factori extremi, poate constitui o adevarata bariera ecologica, care delimiteaza transant ecosistemele terestre. In lacuri, mari, oceane factorii hidrologicisi configuratia substratului duc la delimitarea ecosistemelor.Si aici exista zone de tranzitie( de apa dulce si marina) sau intre ecosistemele terestre si cele acvatice la tarm.Acolo unde nu exista specii migratoare limitele sunt mai greu de stability,asemenea biocenoze se numesc iteperante.( de exemplu heringul de Marea Nordului urmareste in migratiile sale prada- crustaceul Calanu; cardurile de hering sunt urmarite de pradatorii lor -rechini, delfini, intreaga biocenoza,cu intregul sau lant trofict, intinzandu-se pe distante lungi si trecand prin mai multe ecosisteme diferite.Pentru ecosistemele terestre s-a emis chiar si ipoteza continuitatii spatiale a covorului vegetal.