PPaarrtteeaa II

BBAAZZEELLEE EECCOOLLOOGGIIEEII

ttiiiinnaa EEccoollooggiiee

GGnnddiirreeaa ssiisstteemmiicc

FFeennoommeennuull eeccoollooggiicc

EEccoonnoommiiaa bbiioossffeerreeii

11.. TTIIIINNAA EECCOOLLOOGGIIEE

1.1 Coninut i obiect de studiu1.2 Relaia cu alte tiine1.3 Scurt istoric1.4 Metode de studiu

- interaciune - abordare istoric - economia naturii - acoperiul tiinelor - interdisciplinaritate - Ernst Haeckel - ecologie trofic - Grigore Antipa

Obiective

) nsuirea interaciunii ca principiu fundamental pentru cunoaterea proceselor i fenomenelor ecologice

) Cunoaterea domeniilor cercetrii ecologice i a modalitilor de valorificare a rezultatelor n activitile social-economice

) nelegerea Ecologiei ca tiin cu un profund caracter interdisciplinar, care asigur integrarea informaiilor din toate domeniile: tiine fundamentale, ale naturii, sociale, tehnice

) Identificarea etapelor parcurse n cercetarea realitii ecologice i recunoaterea contribuiilor romneti n acest domeniu

) Crearea cadrului metodologic de abordare a fenomenului ecologic ) Cunoaterea modalitilor de cercetare care pot fi folosite n domeniul

ecologiei

Ecologie general

1.1 Coninut i obiect de studiu Realitatea ultimelor decenii a adus n atenia publicului larg, dar i a

factorilor de decizie nenumrate dovezi ale unui raport de fore dezechilibrat, aflat ntr-o stare fr precedent. Este vorba de raportul de fore dintre natur i societate. De-a lungul timpului, echilibrul, armonia rareori au fost atribute ale acestui raport. Faptul c situaia actual nu are precedent este explicat nu att de dezechilibru, ct de inversarea raportului.

O scurt privire n istorie, percepia fiecrui om, valorile culturale, modelele de comportament promovate prin religie sunt numai cteva din elementele care ne conving de neputina omului n faa forelor naturii. Examinnd ns noile dovezi, de altfel urme ale civilizaie moderne, rezult un raport om-natur supraunitar. Cu alte cuvinte, noi, oamenii, cu sau fr tiina noastr ieim nvingtori din lupta cu natura sau cel puin din numeroase btlii. Intoxicarea mediului cu substane noi, creterea nivelului de radioactivitate, defririle masive, carierele, munii de steril, schimbrile climatice, perimetrele construite, amenajrile agricole etc. sunt materializri dorite i nedorite ale acestor victorii.

n acest context, s-au conturat i au luat apoi o amploare din ce n ce mai mare preocuprile legate de mediul nconjurtor. Inventarierea, descrierea, analiza problemelor s-a dovedit insuficient. Pentru a gsi soluii, pentru a pune premisele unei relaii armonioase cu natura, abordarea fenomenelor i proceselor trebuie s fie holist, s cuprind ntregul ansamblu, astfel nct cunoaterea uman s acopere toat complexitatea naturii, de la modul de organizare, structurare i funcionare la transformrile generate de procesele ireversibile specifice acesteia.

Ecologia este domeniul tiinific care dispune de instrumentarul specific i nu numai pentru a rspunde acestor cerine, valorificnd, n acelai timp, suportul informaional acumulat n diverse alte domenii.

n sens general, ecologia are ca obiect de studiu relaiile de interaciune dintre materia vie i mediu, dintre sistemele alctuite de plante i animale. Sau, mai concret, ecologia i propune s pun n eviden mecanismele intime ale vieii pe Terra, ale proceselor naturale de transformare ale substanei, energiei i informaiei n care se angajeaz materia vie organizat sub form de sisteme.

Ecologia este tiina care se ocup cu studiul rela iilor de interaciune din biosfer, cuprinznd relaiile intra- i interspecifice i relaiile cu mediul de via anorganic.

Lund n considerare sensul etimologic (cadrul nr. 1-1), ecologia este tiina gospodriei din natur, a felului cum convieuiesc plantele i animalele. Vieuirea unor organisme n asociaii permanente nu este ntmpltoare. Fiinele vii triesc n dependen reciproc. De exemplu, anumite insecte nu pot tri

tiina Ecologie

fr nectarul florilor, bogat n substane zaharoase; pe de alt parte, plantele care produc asemenea substane nu se pot reproduce fr ajutorul insectelor respective.

Cadrul nr. 1-1 Etimologia termenului ecologie

Construit precum termenul de economie, termenul de ecologie deriv, n parte, din rdcina indo-european weik, care desemeneaz o unitate social superioar casei efului de familie. Aceast rdcin a dat sanscritul vecah (cas), latinul vicus (cartierul unui ora, burg) i grecul oikos (habitat, acas). Ca atare ecologie a fost construit pe baza a dou cuvinte greceti: oikos i logos (logia = discurs).

n secolul al XX-lea se revine insistent asupra domeniului abordat de tiina ecologie, delimitndu-se dou direcii: prima menine spiritul definiiei lui Ernst Haeckel, fondatorul ecologiei, accentul fiind pus pe organisme, pe relaiile de interaciune n care sunt acestea implicate (Dajoz, 1970, MacFadyen, 1957, Sacchi, Testard, 1971, Krebs, 1972), n timp ce a doua direcie scoate n eviden organizarea sistemic la nivel supraindividual, respectiv interaciunile dintre aceste sisteme (Odum, 1966, Stugren, 1975, Botnariuc, 1982, Vdineanu, 1982).

O dat cu apariia fenomenelor de poluare i degradare a mediului, ecologia a fost trecut n rndul tiinelor prioritare, cu un pronunat rol practic. Fenomenul ecologic, prin latura sa negativ (afectarea proceselor naturale de obinere a hranei, a existenei societii), devine un partener permanent n procesele de adoptare a deciziilor economice, sociale i chiar politice. Ecologia, ca tiin a interaciunilor din i dintre sistemele supraindividuale, are puternice legturi cu activitatea omului, n general, i cu activitatea economic, n special.

Ecologia componen-t a deciziei economice

Prin activitatea sa economic, omul ptrunde n procesele complexe din ecosisteme, prelund o parte din materie pentru interesele sale i ale societii. El va pune la treab multe plante i animale pentru a-i completa fora i pentru a-i procura hrana.1 De aceea, n activitatea sa economic omul va trebui s tie ceea ce se petrece n lumea plantelor i a animalelor, care factori influeneaz echilibrul ecologic i cum poate fi atras entropia joas din diferite regiuni ale Terrei sau din lumina i cldura Soarelui.

Ca tiin aplicat, ecologia dezvolt i pune n practic cunotinele teoretice de la care ar trebui puse, apoi rezolvate, cele mai multe din problemele legate de ocrotirea, amenajarea sau

Ecologia tiinaplicat

1 Bran, P. Economica valorii, Bucureti, Editura ASE, 2001, p.37

Ecologie general

exploatarea ecosistemelor i a resurselor regenerabile ale biosferei. n urmtoarele decenii, ea este chemat s joace, un rol din ce n ce mai important, prin contribuia sa la dezvoltarea unui nou mod de gndire, de abordare a realitii economice, sociale i politice generate de expansiunea omului n biosfer.

Activitatea de cercetare-dezvoltare n ecologie se circumscrie n jurul a mai multe direcii, reprezentate de: ecologia populaiilor, ecologia ecosistemelor, ecologia comunitilor, ecologie spaial sau a peisajului etc. (fig.1-1).

ECOLOGIE

Funcionarea i dinamica

ecosistemelor

Dinamfuncion

popul

Cicluri biogeochimice i fluxuri de energie

Procese biodemo

Integrarea cunotin eldin diferitedomenii

Ecologia popula iiloecosistemespaial ica i alitatea aiilor

grafice SOCIETATE

Fig .1-1 Direcii fundamentale de cercetare n ecologie

Ecologia populaiilor abordeaz problema dinamicii i

acestora la nivelul plantelor, animalelor i melor. Ecologia ecosistemelor sau a comunitilor are ca cetare elemente care nu mai sunt exclusiv biologice, te i ciclurile materiei, fluxurile energetice i interaciunii microorganisobiect de cerfiind integra

r, lor, transmiterea informaiilor. Ecologia spaial are n vedere localizarea ecosistemelor i modul cum relaiile spaiale, variabilitatea n profil teritorial se exprim la nivelul interaciunilor specifice sistemelor supraindividuale, precum i diferenierea scrilor de abordare n funcie de procesele studiate, pentru a fi posibil evidenierea ct mai corect a relaionrilor.

Influena exercitat de societate devine din ce n ce mai important, astfel c un studiu ecologic se va completa, obligatoriu, prin considerarea componentei sociale. n ultimul timp, devine din ce n ce mai important i situaia invers, n care studiul social sau economic trebuie s includ i o evaluare a

or

tiina Ecologie

impactului ecologic.2 Rezult astfel o caracteristic important a ecologiei, subliniat chiar de fondatorul acesteia integrarea cunotinelor din domenii tiinifice deosebite, ceea ce contribuie la crearea unei imagini unitare, de ansamblu, indispensabile pentru o societate pe umerii creia a nceput s apese povara responsabilitii meninerii echilibrului biosferei, a echilibrului planetar, n general.

Domenii Multiplicarea cantitativ i calitativ a fenomenului ecologic

a fcut ca n cadrul ecologiei s se diferenieze mai multe subdomenii: ecologia vegetal, ecologia animal, ecologia uman .a. La baza subdivizrii pot fi i domeniile de via, rezultnd: oceanografia, limnologia, biospeologia, ecopedologia, ecologia agricol, ecologia forestier, ekistica (ecologia aezrilor umane).3

Din punct de vedere al nivelului abordat din organizarea sistemic a viului, populaional sau biocenotic, se difereniaz: 4

Autoecologia, care studiaz caracteristicile ecologice ale unei specii, evideniind adaptrile sale la aciunea factorilor de mediu fizici i biotici i

Sinecologia, care are n vedere studierea raporturilor de convieuire ale indivizilor n cadrul populaiilor i a raporturilor dintre populaii n cadrul biocenozei, inndu-se seama de interaciunea lor cu condiiile mediului abiotic, de productivitate etc.

n sfrit, o alt delimitare se realizeaz n funcie de domeniul de aplicabilitate al rezultatelor cercetrii. Astfel, se individualizeaz:

Ecologia teoretic, pun d accentul pe creterea gradului de cunoatere din domeniu pe diferite dir cii: ecologie terestr, ecologie acvatic, limnologie, ecologie global i pe dif ite niveluri: ecosisteme, peisaje, biomuri, biosfer.

Ecologia aplicat prin interaciunea omului ccercetrilor teoretice nrelaiile cu mediul ncondegradare, ecologie agric

De unsubdomeniudirect ntre informaie d

2 Rojanschi, V., Bran, Florina, D

auditul de mediu, Bucureti, Edi3 Bran, Florina, Ecologie general 4 Prvu, C., Ecologie general, Bucneer

care sunt investigate diverse procese rezultate din

u sistemele ecologice sau sunt aplicate rezultatele vederea creterii armoniei activitilor umane n jurtor: reconstrucie ecologic, ecologia proceselor de ol, gospodrirea resurselor naturale etc.

real folos pentru activitatea economic este coninutul lui gospodrirea resurselor, care realizeaz legtura procesele economice i sursele de substan, energie i in mediul nconjurtor.

iaconu, Simona, Florian, G., Evaluarea impactului ecologic i

tura ASE, 2004, p. 23 i protecia mediului, Bucureti, Editura ASE, 2002, p. 21 ureti, Editura Tehnic, 2001, p. 17-18

Ecologie general

Limita superioar a domeniului de studiu al ecologiei este reprezentat de biosfer, limita inferioar de nivelul organismului individual. Sub aspect sintetic, ecologia scoate n eviden relaiile via-mediu, ceea ce reprezint esena ecologiei generale sau a ecologiei teoretice, conducnd la interpretarea sistemic a proceselor ecologice, ca pri ale biosferei ecosistemului. n ecologie se subliniaz i un punct de vedere mezoecologic, ca studiu al particularitilor interaciunilor via-mediu, n funcie de natura mediului.

Extinderea obiectului de studiu al ecologiei asupra ntregului mediu biotic al antroposferei duce la nglobarea n domeniul su i a unor domenii extrabiologice. n acest sens, sistemul general al biosferei devine un sistem deschis spre spaiul interplanetar.

Relaia mediu-via

1.2 Relaia cu alte tiine Fenomenul ecologic se remarc prin complexitatea dat de

diversitatea elementelor participante, pe de o parte i de interaciunile posibile dintre acestea, pe de alta. Prin urmare, pentru cunoaterea lui este necesar integrarea informaiilor furnizate de mai multe domenii tiinifice.

Aprnd ca o ramur a biologiei, ntr-o prim etap, ecologia a apelat la instrumentarul folosit de aceasta, precum i diversele sale ramuri (fiziologie, morfologie, genetic etc.). Interaciunile cu materia nevie avnd o importan egal, a devenit necesar utilizarea cunotinelor din alte tiine ale naturii geografie, fizic, chimie etc.

EcologieGeografie Apropierile dintre geografie i ecologie ajung la zone de

intersecie foarte largi. n geografia clasic s-a ncetenit noiunea de peisaj, mediu geografic, ca o sintez a reprezentrilor concrete ale intercondiionrilor dintre componentele naturii (relief, vegetaie, ap, clim etc.).

Geografia i ecologia se ntlnesc n zona definirii ecosistemului. Pentru geografi, acest concept se cuprinde n cadrul mai larg al geosistemelor. Geosistemele (cum ar fi Podiul Moldovei sau Podiul Basarabiei) cuprind mai multe ecosisteme: terenurile agricole, pdurile de stejar, luncile, mlatinile etc. Pus astfel problema, ecologia studiaz bazele naturale ale spaiului vital al omului n dimensiunile relevante acestuia, accentund procesele geomorfologice (Rou, 1987).

Geosistem-spa iu

Ecosistem-func ie (biologic)

tiina Ecologie

Unitatea de studiu a geografiei este peisajul geografic, numit landaft. Geosistemele se bazeaz pe interaciunea elementelor geomorfologice, climatice i hidrologice cu lumea vie.

Geosistemul are caracter spaial, pe cnd ecosistemul este un sistem funcional. Geosistemul, spre deosebire de ecosistem, include i aezrile omeneti.

Cadrul nr. 1-2 Podiul Basarabiei

Podiul Basarabiei, ca expresie concret a unui peisaj sau geosistem distinct, are drept mediu suprafaa estic a Podiului Moldovei, cuprins ntre Prut i Nistru, care se include prii estice a Platformei Moldoveneti aflat n contact prin Valea Nistrului cu Platforma Rus. Acesta se nscrie n subzona temperat-continental. Deci, Podiul Basarabiei se prezint ca o entitate complex, bine individualizat; el nu poate fi cercetat izolat de mediu Podiul Moldovei. Existena Podiului Basarabiei, conservarea mediului este asigurat de legtura dintre componente; presiunea exterioar, variabilitatea stimulilor cu care mediul acioneaz pun n eviden universalitatea integrrii componentelor constitutive ale unitii.5

Viziunea sistemic n geografie a fost dezvoltat n Romnia de Alexandru Rou, pentru care abordarea corespunztoare trebuie s aib n vedere coordonatele eco-geografice globale. Acest lucru este necesar pentru c geosistemul este dimensiunea celular a nveliului geografic, o mplinire a tendinei de diversificare a structurilor terestre.

Cadrul nr. 1-3 Relaia de interdisciplinaritate geoecologie-ecologie. Peisaj-geosistem Noiunea de peisaj, intrat n terminologia geografic prin intermediul colii franceze, sinonim termenului german landaft, a cptat astzi un neles mult mai aprofundat. Extensiunea studiului su ca obiect de baz al cercetrii geografice a luat, n acelai timp, o amploare att de mare, nct n literatura de specialitate s-a ajuns la formularea unei tiine a peisajului. Paralel, ca urmare a tendinei de aliniere la cerinele ecologice i ca un ecou al gndirii sistemico-cibernetice, devenit paradigm a epocii noastre, a aprut termenul de geosistem. Acesta, suprapunndu-se celui de peisaj, deschide mult drumul ctre prognoza geografic n implicarea activ a geografiei n problemele ecologice, ale mediului, n utilizarea raional a spaiului i a resurselor. Orice obiect sau fenomen natural ne apare ca un ansamblu complex de fenomene, ncadrat logic pe o anumit treapt taxonomic, n ordinea ierarhic universal, avnd o dinamic, o funcionalitate i o autodezvoltare cu caliti formalizabile, cuantificabile i cu posibiliti de prognoz. Acesta este conceptul generalizat pe care l contureaz teoria sistemico-cibernetic, pentru orice parte din ntregul universal i pentru orice ntreg calitativ al acestei pri.6n acest context ne putem pune o serie de ntrebri:

Ca unitate teritorial, poate fi considerat peisajul o complexitate de tip sistemic? Care sunt elementele definitorii ale peisajului considerat drept unitate sistemic i n ce msur acestea au fost cercetate i ntrevzute anterior?

5 Bran, Florina, Potenialul geoecologic al Podiului Basarabiei, calitatea mediului i msuri

de protecie, Bucureti ,Editura Diogene, 1998, p. 129 6 Idem, p. 42

Ecologie general

Complexitatea i pluridimensionalitatea. Peisajul, ca noiune geografic care ilustreaz nfiarea unui teritoriu, constituie expresia unei varieti armonice a reliefului, apelor, vegetaiei, aezrilor etc. Peisajul are pluridimensionalitate direcionat, pe de o parte, de natura componentelor abiotice, biotice i antropice cu ncrcturi funcionale specifice, iar pe de alt parte, de interaciunea legitilor celor trei niveluri de organizare macro, mezo i micro materializate n calitatea sistemic a peisajului. Vintil Mihilescu, n prefaa lucrrii Geografia mediului nconjurtor (Rou, Ungureanu, 1977), noteaz la un moment dat: Deci, omul nu poate fi scos din mediul nconjurtor (aa cum afirma S.Mehedini, la nceputul secolului nostru) el formnd mpreun cu mediul natural umanizat un ntreg, un sistem spaio-temporal. Cmpul de investigaie teoretico-metodologico-sistemic include peisajul, geosistemul. Integrarea peisajelor spaiului geografic. G.Vlsan sintetizeaz principiul integrrii ca expresie a potenialului de integraie propriu oricrui element chimic, fizic, prin definirea peisajului montan, care nu este numai o mas de materie nlat deasupra vecintilor, nici numai roc, nici numai clim, ap, vegetaie i animale care sunt legate de el... Muntele este o mbinare de foarte multe elemente mai simple, dar asocierea acestora n ceea ce numim munte face s apar manifestri noi, pe care nu le are parial nici unul din componente. Aceast integrare sistemic, peisagistic, rspunde integrrii, dimensionrii calitative a sistemului. Integrarea nu este dect o expresie a nsuirilor mult mai profunde ale realitii nconjurtoare, care in de tendina prilor de a se uni ntr-un ntreg calitativ nou. Mecanismul acestei tendine, a nsuirilor integrative, ca i modificrile impuse de ntreg asupra componentelor, devin obiectul de studiu al diverselor ramuri ale geografiei i ecologiei.7

Fiecare geosistem luat n parte se afl pe o anumit treapt taxonomic. Legturile existente ntre diversele entiti geografice sistemice, aflate pe trepte diferite de organizare, fac ca funcionalitatea componentelor geosistemice s depind de funcia i de locul pe care l ocup acestea fa de geosistemul de rang superior, la a crui constituire contribuie.8Geosistemele, ca entiti sistemice, se organizeaz dup legi specifice fiecrui nivel de organizare. Localizrile nsuirilor unitilor geografice de nivel superior, de ctre geosistemele locale, concretizeaz procesele specifice zonei, regiunii, unitii complexe n care se includ, iar marile uniti, la rndul lor, lrgesc aceste localizri, le simplific i le ordoneaz.9

n definirea geosistemului, s-a pus accentul pe potenialul su energetic. Acesta se constituie ntr-un izvor al structurii interne generatoare a parametrilor geografici care determin calitatea geosistemului ca mediu de via i ca msur a capacitii sale eco-geografice, productoare de via. La rndul ei, productivitatea biologic a geosistemului capt atributul msurii calitative a acestuia.

Mediu-ecosistem Peisaj-geosistem

7 Rou A., Ungureanu, Irina, Geografia mediului nconjurtor, Bucureti, Editura Didactic i

Pedagogic, 1977, p. 100 8 Idem, p.123 9 Rou, A., Terra, geosistemul vieii, Bucureti, Editura tiinific i Enciclopedic, 1987,

p. 432-433

tiina Ecologie

Cerinele ecologice ale timpurilor noastre au inclus n terminologia de specialitate i noiunea generic de mediu. Asupra raporturilor sale cu noiunile de peisaj i geosistem persist unele confuzii. Mediul, n nelesul su geografic, reprezint o expresie, o concretizare a calitii geosistemului, ca o dimensiune a ncrcturii acestuia cu resurse de via. Rezult faptul c msura calitii peisajului sau geosistemului nu poate fi precizat dect prin productivitatea biologic, ca o expresie a favorabilitii mediului pentru via.

Mediu

expresie a ncrcrii cu resurse de via

Faptul c identificm productivitatea biologic cu msura calitii peisajului dovedete, n acelai timp, nevoile cibernetice care dirijeaz funcionalitatea geosistemului se confund cu nevoile de via. Organismele constituie componentele de vrf ale structurii geosistemului, care se identific cu calitatea funcional a acestuia.

Organisme componente de vrf

Analiza geosistemic n abordarea problemelor ecologice, cunoaterea structurii geosistemului sub raport geoecologic, precum i stabilirea de msuri pentru optimizarea i gospodrirea raional a ecosistemelor ocup un loc principal n pregtirea economitilor. Ca urmare, ecologia a devenit o modalitate de gndire, o filosofie vie a contemporaneitii.

Ecologia mod de gndire al prezentului pentru viitor

n tratarea interdisciplinar a realitii, prin prisma Geografie Ecologie, ponderea principal revine cnd Geografiei, cnd Ecologiei. Studiind Pmntul ca locuin a omului, Geografia se refer, n multe privine, la acelai obiect de studiu ca i cel al Ecologiei, iar ideea dup care omul este parte a naturii, a ntregului geografic a fost o contribuie preioas a lui Humboldt i Mehedini la tezaurul cunoaterii tiinifice.

Ecologie-Biologie Dup unii autori, ecologizarea tiinelor trebuie s nceap

chiar cu biologia. Ecologia a adus cu sine, printre altele, teza nivelurilor de organizare a vieii (individ, populaie, biocenoz), tez care nu este identic cu cea a nivelurilor de structurare din interiorul organismelor (celul, esut, aparat, sistem) i nici cu cele adoptate n sistematic (specie, gen, familie, ordin etc.).

Ecologia a dus la reconsiderarea interaciunilor biotice din biosfer (nivel trofic, lan trofic), la o viziune mai complet a relaiilor dintre organisme i mediul lor de via la care se adapteaz i pe care l adapteaz. Ecologia impune biologiei o privire sistemic i necesitatea ca relaiile dintre vieuitoare s fie descifrate i nelese sub aceast form sistemic.

Ecologie general

Ecologie-alte tiine Rezultatele unor tiine cum sunt chimia, biochimia, geochimia,

botanica etc. pot, de asemenea, s fie utile pentru ecologie n explicarea proceselor de interaciune dintre plante i animale. Nu putem exterioriza rezultatele cercetrii fenomenului ecologic fr a face apel la matematic, statistic, economie politic, informatic, precum i la tiinele tehnice, agricole, zootehnice etc.

Ecologie-tiin enciclopedic Legtura Ecologiei cu alte tiine este ceva mai mult dect o

ntreptrundere de grani. Este vorba, ntr-adevr, de o tiin enciclopedic, care n elaborarea tezelor sale prelucreaz informaii din domeniile tiinelor fundamentale, naturale i sociale, ceea ce justific atributul de acoperiul tiinelor, metatiin sau punte ntre tiine pe care le-a dobndit n decursul timpului. Mai mult, restriciile impuse de legile naturii, fiind nu numai recunoscute, ci i acceptate, concepia promovat de ecologie va deveni un reper

rdonarea informaiilor i alegerea noilor direcii de n sensul armonizrii activitii umane cu mediul .

Acoperiul tiinelor

n contextu festrii pe scri spaiale i temporale din ce n ce mai extinse a de efectelor economice i sociale ale acestora, Ecologia se individualiz integratoare, al crei obiect de studiu devin mediul nconjurtor amblul su i rela ia dintre om, societate i biosfer, ca sistem planetar, aflat pe ultimul nivel ierarhic al organizrii geosistemului Terra.

Cercetarea ecologic se constituie ntr-un demers tiinific capabil s integreze informaii de origini diverse ntr-o concepie dinamic i sistemic a naturii. Aceste informaii ne sunt furnizate de discipline conturate n raport cu fenomenul, procesul sau fragmentul de realitate pe care l abordeaz n studiul lor (hidrologie, pedologie, geografie, geologie, biologie, morfologie etc.), fiind astfel informaii sectoriale. Asamblarea tuturor acestor informaii nu este ns suficient. Ecologia va aduga i rezultatele investigaiilor referitoare la interaciunile dintre sectoare. Rezult astfel o abordare tiinific fr echivalent n ansamblul disciplinelor academice recunoscute n prezent.

Integrarea informa iilor de origini diverse ntr-o concep ie unitar

Demersul holist, asigurat de metoda de studiu, confer ecologiei o viziune integratoare asupra desfurrii fenomenelor

cnd posibil formularea unor legi generale, ct i unor relaii subtile din natur care sunt influenate i naturale, fexplicarea valoros n oaprofundarenconjurtor

l actual al manizechilibrelor i aeaz ca o tiin, biosfera n ansinflueneaz, la rndul lor, activitile economice i sociale.

tiina Ecologie

1.3 Scurt istoric Cunotine tiinifice legate de sfera interaciunilor din

natur sunt sintetizate n lucrrile unor cercettori ncepnd cu secolul al XVIII-lea, chiar dac empiric s-au fcut corelaii din cele mai vechi timpuri. Astfel, se consider ca precursori ai gndirii ecologice Aristotel i Teofrast, ei fiind primii care, n scrierile lor, au sesizat relaiile dintre via i mediu.

n anul 1792, Lavoisier prezint ideea de baz a circulaiei materiei n natur, iar n anul 1861, Pasteur descrie mersul descompunerii materiei organice moarte, aspecte eseniale pentru nelegerea proceselor ecologice.

Sis em - ecosistem

t

Ideea ecologic deriv i din gndirea lui Darwin (1859) despre dependena reciproc a organismelor vii dintr-o specie dat de numrul de indivizi din specia respectiv, precum i de interaciunea cu celelalte specii din zona respectiv. De asemenea, von Linn constat existena unei economii a naturii, pe care o definete ca fiind foarte neleapta dispunere a vieuitoarelor, instituit de ctre suveranul creator, dup care acestea tind ctre scopuri comune i funcii reciproce.

Acestea reprezint premise tiinifice importante care au completat acumulrile din botanic i zoologie astfel c n 1866 a fost posibil o definire a obiectului de studiu al ecologiei. Ernst Haeckel, considerat fondator al acestei tiine, descrie ecologia ca tiin care ne d o imagine unitar a naturii vii cu diversele aspecte ale luptei pentru existen, pe baza unei tratri integratoare i interdisciplinare, fiind, n ultim instan, tiina economiei naturii, sau altfel spus, despre producere, transmitere, transformare, distribuie, depozitare i degradare de materie organic n ecosisteme.

Ernst Haeckel 1866

Cadrul nr. 1-4 Grigore Antipa

Grigore Antip 4), biolog romn care i-a adus importante contribuii la dezvoltarea cercetrilor de ind considerat ntemeietorul ecologiei apelor dulci n Romnia i un reprezentant dStudiile sale s-au dus la pundeterminat deIdeile funcionorganismelor i organism animalcu care convieuireprezentat prinfacultativ, ci o lega (1867-194 ecologie, fi

e seam al limnologiei mondiale (Prvu, 2001). au concentrat asupra productivitii biologice a zonei inundabile a Dunrii, care erea n eviden a procesului de autoreglare prin conexiune invers negativ, nivelurile apelor din bli n raport cu nivelul apelor fluviului Dunrea. rii biocenozelor sunt dezvoltate n lucrarea Organizarea general a vieii colective a

a mecanismului produciei n biosfer (1935), unde se precizeaz faptul c Nici un sau vegetal nu poate duce o via izolat i trebuie s fac parte, mpreun cu alte organisme ete, dintr-o asociaie biologic a mai multor specii biocenoza, n care fiecare specie este tr-un anumit numr de indiviziFormarea biocenozelor nu este deci un fenomen sporadic i e general pentru toate fiinele.

Ecologie general

nfiineaz Institutul de Biooceanografie de la Constana, Staiunea de Hidrobiologie din Tulcea (1924) i este fondatorul Muzeului de Istorie Natural din Bucureti, iar prin activitatea sa tiinific a pus bazele colilor romneti de hidrologie, oceanologie, ihtiologie.

De-a lungul timpului, zestrea tiinific a ecologiei s-a mbogit treptat prin aportul eforturilor de cercetare realizate de oamenii de tiin. n aceast evoluie sunt delimitate, convenional, patru etape:10

Etapa de conturare, n care este recunoscut existena relaiilor de influen reciproc dintre organisme, respectiv faptul c acestea formeaz comuniti cu un comportament specific (1866-1911);

Etapa ecologiei trofice se remarc prin faptul c relaiile de hran sunt considerate determinante pentru structurarea sistemelor ecologice. Pe lng acestea, se extind studiile referitoare la influena factorilor ecologici i la sistemele formate din integrarea componentelor vii i nevii (cicluri biogeochimice, definirea ecosistemului etc.) (1911-1940);

Etapa trofoenergetic se delimiteaz ca urmare a nevoii de a proiecta diverse procese i fenomene ntr-un plan care s permit realizarea unor studii comparative. Acest plan a fost reprezentat de ncrctura energetic, exprimat n uniti de msur specifice (calorii, jouli, ergi) (1940-1964);

Etapa integrrii i modelrii pe calculator, n care sunt concepute modele pentru studiul diferitelor tipuri de ecosisteme, ct i pentru anticiparea modului de evoluie sub influena unor factori externi (modificri climatice, radioactivitate, poluare etc., (1964-prezent).

Cercetarea ecologic romneasc i-a adus contribuii importante, fiind remarcabile n acest sens rezultatele obinute de personaliti tiinifice deosebite, cum sunt: Grigore Antipa, Emil Racovi, Alexandru Borza, Nicolae Botnariuc, Bogdan Stugren. ... expunerea diferitelor animale naturalizate n mediul lor de via, sub forma dioramelor, ct i ntreaga concepie de organizare a muzeului din capital11 sunt primele dovezi care atest preocuprile ecologice susinute ale unui discipol silitor al lui Ernst Haeckel la prima catedr de ecologie Grigore Antipa (cadrul nr. 1-4).

1.4 Metoda de studiu Sistemele ecologice sunt eterogene n spaiu, variabile n

timp i ierarhizate, de la microcit la lot, de la ecosistem la biosfer. Procesele declanate de interaciunea dintre aceste sisteme sunt mai mult sau mai puin interdependente i se pot derula pe scri

10 Tufescu, V., Tufescu, M., Ecologia i activitatea uman, Bucureti, Editura Albatros, 1981,

p. 47-53 11 Idem, p. 53

tiina Ecologie

de timp i spaiu foarte diferite. Astfel, complexitatea fenomenului ecologic presupune utilizarea unor metode, procedee i instrumente de cercetare tot att de complexe i variate. La un fenomen n care se mbin aspectele biologice cu cele fizice, chimice, respectiv sociale i economice nu se pot aplica dect metode de studiu interdisciplinare.

Studiu interdiscplinar

Pentru orice tiin, metoda de studiu desprinde din realitate legi, regulariti, concepte, principii pentru a le introduce n teoria tiinei respective. n acest scop, metoda de studiu folosete procedee, instrumente i modaliti comune pentru activitatea tiinific n general, dar i procedee specifice domeniului cercetat.

Avnd n vedere faptul c investigarea propriu-zis a fenomenelor nu mai prezint restricii semnificative, reale sub raportul mijloacelor disponibile, cercetarea unui domeniu, rezultatele obinute sunt influenate hotrtor de poziia teoretic iniial, de modul n care se abordeaz problematica cercetat.

Modul de abordare i metoda adoptat constituie astfel elemente teoretice eseniale n securizarea obiectivitii tiinifice a rezultatelor. n cercetarea ecologic, cu deosebire n studiile de ecologie aplicat, aceast caracteristic devine o cerin prioritar, dat fiind nevoia de a certifica relaiile cauzale fr de care nu este posibil justificarea demarrii i derulrii proiectelor de investiii n domeniul proteciei mediului.

Abordarea istoric Prive fiecare fenomen, proces ecologic ca rezultat i, n

acelai timp ca pe un moment al unui ndelungat proces de evoluie. Me da apare odat cu percepia darwinist, iar utilizarea ei se face, de gul, n completare cu metodele analitice.

Abstractizarea tiinific

i-

Obiectivitatetiinific

Realitateacunoscut pabstract a reseniale din l

Astfel,imitative (iconcele de tip componente(grafice, diarealizeaz prdefiniii, teo

Modele:

Imitative Tip index Tip simbol te, to re ecologic formeaz obiectul de studiu i este rin intermediul modelelor. Ele reprezint o form ealitii, pstrnd doar elementele materiale i legturile umea real. Ecologia utilizeaz toat gama de modele, de la cele ice), sub form de imagini, filme, desene artistice, la

index (scheme), care redau legturile eseniale dintre le unui sistem sau evoluia cantitativ a unui fenomen grame etc.). Nivelul maxim de abstractizare se in modelele de tip simbol, reprezentate de concepte, legi, rii. n cuprinsul lucrrii vom folosi toat gama de

Ecologie general

modele, ele ajutnd mult la nelegerea fenomenului cercetat i la conturarea msurilor practice de intervenie pentru corectarea proceselor dereglate anterior prin activitatea omului sau prin apariia unor fenomene distructive naturale.

Abordarea sistemic n evoluia sa, ecologia a trebuit s se alture unor cuceriri

eseniale n lumea tiinei. Printre acestea se numr i teoria general a sistemelor formulat de Ludwig von Bertalanffy (cadrul nr. 1-5). Majoritatea conceptelor folosite de ecologie nu pot fi nelese n afara conceptului de sistem.

Cadrul nr. 1-5 Ludwig von Bertalanffy

Ludwig von Bertalanffy. Biolog austriac, nscut la Atzgersdorf, lng Viena. i-a definitivat studiile la Universitile din Insbruck i Viena. n perioada 1934-1938 a fost docent i apoi profesor de biologie la Universitatea Viena, la facultile de filosofie i de biologie. ncepnd cu anul 1948, activitatea profesional se va desfura la catedrele universitilor din Lumea Nou, astfel: 1949-1954 Universitatea Ottawa; 1955-1958 Universitatea California de Sud; 1958-1960 Fondul Menninger, iar din 1961 a activat ca profesor de biologie teoretic la Universitatea Albert din Edmonton (Canada). A elaborat numeroase lucrri cu caracter filosofic. Meritul tiinific deosebit const n elaborarea concepiei despre organism ca sistem deschis i n formularea programului de edificare a Teoriei generale a sistemelor. A publicat mai mult de 270 de lucrri, din care 12 au fost cri editate n limbile englez, german, francez, spaniol, olandez i japonez. ntre acestea se numr: Robots, Men and Minds, New York (1967); Organismic Psychology and Systen Theory, Worcester (1968); General System Theory. Foundations. Development. Applications, New York (1968).

Cu toate acestea, coninutul i interpretarea sistemelor este diferit fa de cel abordat n alte tiine care se ocup cu studiul lumii vii. Astfel, n sistematica vegetal i animal, sistem nseamn ordonarea speciilor i categoriilor taxonomice superioare, conform unor criterii naturale sau artificiale. n sistematica filogenetic, sistemul reflect ordinea evoluiei grupurilor de plante i animale, conexiunile n timp, liniile de descenden n cadrul regnurilor vegetal i animal. n tiinele sintetice, care reflect organizarea materiei, inclusiv a materiei vii, noiunea de sistem are semnificaia de ordine n spaiu i n funcionare.12

Sistemul este un ansamblu de elemente identice sau diferite ntre care se manifest o influen reciproc n mod permanent, astfel nct formeaz un ntreg caracterizat de structur, funcii i dinamic proprii.

i

Concepte, legi, defin ii, teorii

12 Mohan, G., Ardelean, A., Ecologie i protecia mediului, Bucureti, Editura Scaiul, 1993, p. 7

tiina Ecologie

Dup Durand (1979), patru repere sunt eseniale n definirea sistemului, respectiv: Interaciunea dintre elemente (influena reciproc i

permanent); Totalitatea. Interaciunea dintre elementele sistemului

determin o sinergie care va asigura caracterul de ntreg, integralitatea, astfel c sistemul va avea proprieti noi, proprieti care nu sunt caracteristice pentru nici una din componente i care nu se pot manifesta dect n prezena tuturor elementelor;

- Interac iune - Integralitate - Organizare - Complexitate

Organizarea rezult din structur (relaii spaiale), dar i ca urmare a funcionrii (relaii temporale) pe baza unei ncrcturi informaionale;

Complexitatea, dependent de numrul de subsisteme i numrul de relaii dintre acestea.

Pentru a avea un sistem, elementele componente (indivizi, populaii, ecosisteme) trebuie s fie n legtur reciproc, n mod permanent. Aceste legturi dau calitatea de sistem, ele asigurnd funcionarea sistemului.

Msurarea Metoda este utilizat pentru evidenierea dimensiunilor

cantitative ale fenomenului ecologic. Folosind diferite uniti de msur specifice unor mrimi cum sunt: energia, temperatura, biomasa, precum i fenomenelor de transformare ca fotosinteza i respiraia, Ecologia reuete s pun n valoare amploarea energiei conservate n materia vie din biosfer, precum i mrimea cantitilor de substan, energie i informaie pe care omul le poate atrage n circuitul economic i social. Astfel, se vor utiliza etaloane ca joule, calorie, erg, lux, grad, mol, grame etc.

Verificarea cunotinelor

Exemplificai relaiile de interdependen dintre organismele vii, precum i dintre acestea i mediul lor de via abiotic.

Care sunt domeniile cercetrii n ecologie i cum se relaioneaz acestea unele fa de altele?

Identificai elementele comune i cele de difereniere n studiul ecologic, respectiv geografic al mediului nconjurtor.

Ecologie general

Aducei argumente care s susin atributele de acoperi al tiinelor i punte ntre tiine pe care ecologia le-a dobndit de-a lungul timpului.

Menionai care sunt posibilitile metodologice de abordare a fenomenului ecologic.

PPaarrtteeaa aa IIII--aa

EECCOOSSIISSTTEEMMUULL FFOORRMMAAIIUUNNEE GGEEOO--SSPPAAIIAALL

SSttrruuccttuurraa eeccoossiisstteemmuulluuii

FFuunncciiiillee eeccoossiisstteemmuulluuii

MMooddiiffiiccaarreeaa eeccoossiisstteemmeelloorr nn ttiimmpp

22.. GGNNDDIIRREEAA SSIISSTTEEMMIICC

2.1 Termodinamica sistemelor vii 2.2 Evoluia modelelor de interpretare n cercetarea ecologic

- teoria sistemelor deschise - procese ireversibile - echilibru - T.G.S. - entropie - structuri disipative - energie liber - salturi calitative

Obiective

) nelegerea conceptului de sistem i a modului n care realitatea ecologic poate fi abordat prin metoda cercetrii sistemice

) Identificarea tipurilor de sisteme n care se organizeaz structurile vii n vederea evidenierii proceselor i fenomenelor ecologice

) Delimitarea sistemelor vii prin nsuiri specifice, generate de caracterul deschis i departe de echilibru

) Evidenierea caracterului antientropic al sistemelor vii, n contextul disiprii de energie care genereaz ireversibilitate i schimbri calitative

) nsuirea abordrii sistemice ca metod teoretic polifuncional de investigare a fenomenului ecologic

Ecologie general

2.1 Termodinamica sistemelor deschise Lumea vie a fost domeniul n raport cu care s-a resimit

nevoia unei noi abordri, a unei noi metode de gndire. Faptul c organismul viu nu este un conglomerat de elemente individuale, independente, fiind un sistem de un anumit tip, care posed organizare i integralitate i care realizeaz permanent schimburi cu mediul sunt elemente fundamentale care l-au motivat pe Ludwig von Bertalanffy s formuleze i s dezvolte iniial teoria sistemelor deschise i, apoi, teoria general a sistemelor.

Motivaii

Definirea sistemului Analiza utilizrii acestui demers ca metod de studiu cu

aplicabilitate general a determinat numeroase diferenieri n poziiile celor care s-au aplecat asupra dezvoltrii i aplicrii metodei n diverse domenii. nsi noiunea de sistem a fost subiectul a numeroase controverse n ceea ce privete definiiile atribuite.

De exemplu, definiia iniial din teoria general a sistemelor, conform creia sistemul este un complex de elemente aflate n interaciune nu poate explica caracterul sistemic al unitilor utilizate n biologie specie, gen, familie sau al sistemului elementelor chimice (Mendeleev), fiind deci prea ngust.

Ulterior, Hall i Fagen (1956) enun o definiie menit s remedieze aceast restricie. Conform autorilor sistemul reprezint mulimea obiectelor mpreun cu relaiile dintre obiecte i dintre atributele lor. De data aceasta, definiia este considerat prea larg, ntruct nu ofer criterii pentru a diferenia relaiile de legtur, importante pentru formarea i dezvoltarea sistemului i aa-zisele relaii triviale care nu influeneaz existena sistemului.

Din punct de vedere al cercetrii ecologice ns, gndirea sistemic, cu restricia impus de existena influenei reciproce i permanente dintre elemente, servete demersului tiinific din acest domeniu, chiar dac nu poate explica caracterul sistemic al altor uniti utilizate n cercetarea actorilor implicai, entitile biologice. Cu alte cuvinte, elementele, obiectele cu care opereaz ecologia i pe care le privete ca fiind sisteme sunt diferite de cele folosite de biologie, fr a fi ns total independente de acestea.

Sisteme dinamice Sisteme complexe

Fenomenele vieii trebuie tratate dinamic, organismele fiind entiti intrinsec active. Prin urmare, pentru a fi posibil aplicarea acestei noi perspective asupra vieii i nu numai, aparatul statistic al termodinamicii s-a dovedit a fi cel mai potrivit, avnd n vedere, pe de o parte, faptul c recunotea sistemele complexe, cu foarte

Gndirea sistemic

multe elemente, iar pe de alt parte fundamentarea statistic a fenomenelor i proceselor. Cu toate acestea, principiile termodinamicii, obiectul de studiu al acesteia erau sistemele nchise, care nu puteau s reprezint corespunztor sistemele vii. n acest context, Bertalanffy identific o nou categorie sistemele deschise. Caracteristicile noilor categorii de sisteme sunt urmtoarele:

Sistemele nchise realizeaz cu mediul extern numai schimburi de energie, astfel c, lsate de seama lor, tind spre o stare de echilibru caracterizat printr-o cantitate minim de energie liber i prin maximum de entropie i sunt sediul unor procese reversibile;

Sistemele deschise realizeaz cu mediul extern att schimburi de energie, ct i de substan, fapt pentru care rmn la parametri relativ constani, dei substana i energia ptrund i ies permanent i sunt caracterizate de procese ireversibile.

Prin analogie cu criteriile acestei clasificri, studiile empirice iau n considerare i noiunea de sistem izolat, dei nu exist un corespondent n natur pentru un sistem care s nu fie n permanent schimb de energie cu mediul su.

Sistemele vii sunt considerate astfel sisteme deschise, care se afl ntr-o stare de echilibru dinamic, fluent, respectiv o stare independent de timp, n care toate mrimile macroscopice rmn neschimbate i se realizeaz continuu procese de eliminare de substane i de energie.

Deosebirea esenial fa de echilibrul sistemelor nchise este continuitatea proceselor de transformare din sistemele deschise, fapt care influeneaz i economia lor energetic. Astfel, sistemele nchise (lipsite de via) nu au nevoie de energie pentru a-i menine starea de echilibru, respectiv pentru a se ndrepta ctre starea de echilibru, iar sistemul nu este capabil de travaliu, de lucru, n timp ce sistemele deschise (organisme, ecosisteme) pot efectua un travaliu, dar pentru oscilaia de la starea de echilibru au nevoie de un permanent torent de energie i substan.1

n termodinamica proceselor ireversibile, Prigogine (1955) nuaneaz noiunea de echilibru, identificnd trei categorii, i anume:

Sistemele vii = Sisteme deschise

Echilibrul n sistemele deschise

Echilibru, caracteristic a sistemelor lipsite de via, ca stare ideal, respectiv sistemelor izolate;

1 Uemov, A.I., Sistemele i cercetrile sistemice, n volumul Metoda cercetrii sistemice, Bucureti,

Editura tiinific, 1974, p. 73

Ecologie general

Aproape de echilibru, reprezentnd o stare n care sistemele nc nu au atins starea de echilibru, dar tind spre realizarea acesteia, conform principiului al doilea al termodinamicii (sisteme nchise) i

Departe de echilibru, stare caracteristic sistemelor deschise, respectiv sistemelor vii care, prin fluxul permanent de substan i energie care le traverseaz, evit alunecarea spre starea de echilibru.

Prin urmare, sistemele n care este organizat viaa sunt sisteme deschise, aflate departe de echilibru, dar caracterizate printr-o stare independent de timp (echilibru dinamic) susinut de raportul unitar dintre intrri i ieiri.

Caracteristicile sistemelor deschise la particularizeaz net n raport cu cele nchise, dar nu schimb consecinele principiilor termodinamice, respectiv legea conservrii (principiul I) i legea entropiei (principiul al II-lea).

Legea conservrii materiei stabilete faptul c toate procesele care au loc ntr-un sistem sunt procese de transformare, nimic nefiind creat sau pierdut; legea entropiei reflect faptul c rezultatele utile pentru sistem, ieite din transformrile specifice sistemelor sunt ntotdeauna mai mici dect intrrile atrase, iar sistemele tind spre starea de echilibru, caracterizat de minimum de energie liber i maximum de entropie (energie legat).

Formularea noiunii de entropie, precum i enunarea legii entropiei reprezint cea mai mare transformare suferit de fizic din punct de vedere epistemologic, ntruct tiina recunoate astfel existena schimbrii calitative (s.n.).2

Entropia, ca noiune fizic, este n sine foarte complicat (cadrul nr. 2-1), dar consecinele legii entropiei sunt mult mai uor de neles i ele se constituie chiar n repere senzoriale distincte: foame, plcerea mncrii, oboseala etc.

Cadrul nr. 2-1 Entropia

Sistemele vii = Sisteme departe de echilibru

Principiile termodina-micii

Entropia reprezint o msur a energiei nedisponibile dintr-un sistem termodinamic nchis, legat de starea sistemului n aa fel nct o modificare a msurii variaz cu modificarea raportului dintre creterea cldurii absorbite i temperatura absolut la care este absorbit. (Websters Seventh New Collegiate Dictionary)

Sistemele deschise, sistemele vii au un comportament aparte n raport cu legea considerat de Georgescu-Roegen tot att de independent, ca (...) legea atraciei universale i tot att de inexorabil, n sensul c pot evita degradarea entropic a propriei structuri, dar

- Ireversibi-litate

- Unicitate - Comuni-

care

2 Georgescu-R ea entropiei i procesul economic, Bucureti, Editura Expert, 1996, p. 27 oegen, N., Leg

Gndirea sistemic

numai n condiiile meninerii intrrilor energetice (lumin, hran, substane minerale).

Pentru nelegerea acestui comportament atipic, vom apela la noiunea de structur disipativ, prin care Prigogine (1955) expliciteaz economia energetic n lumea vie. Astfel, pentru a-i menine structura ntr-o stare departe de echilibru, sistemele vii cheltuiesc energie, cu alte cuvinte disipeaz energie. Cu ct complexitatea unei structuri disipative este mai mare, cu att ea are nevoie de o cantitate mai mare de energie pentru meninere, fiind un sistem mai instabil.

Materia vie, care formeaz coninutul sistemelor departe de echilibru, are o serie de nsuiri care o individualizeaz n natur, rezultate din comportamentul entropic caracteristic. Astfel, ea respect sgeata timpului, comunicarea i este specific, repetabilul este nlocuit cu unicatul.3

Cadrul nr. 2-2 nsuirile sistemelor vii

Caracterul istoric. Structura i organizarea sistemului nu pot explica relaionarea acestuia la condiiile dintr-un moment dat. Ele sunt rezultatul unor acumulri i transformri, astfel nct nelegerea lor deplin se poate realiza numai n msura n care sunt cunoscute evenimente din trecutul sistemului. De exemplu, structura pe specii ntr-o biocenoz nu reflect numai condiionarea actual a biotopului; ea este i o expresie a situaiilor n care componentele abiotice erau diferite, cu att mai mult cu ct ele se transform permanent n prezena vieii. Caracterul informaional. Rezult din rolul pe care comunicarea l are n meninerea constant a parametrilor care descriu sistemele vii (transmitere orizontal), dar i n nsi continuitatea vieii, dat fiind durata finit a existenei fiecrui organism (transmitere vertical). n primul caz, ntre diferite populaii, indivizi, ntre acestea i mediul abiotic circul mesaje codificate foarte diferit, care permit realizarea conexiunilor directe dar i a celor inverse, necesare pentru autoreglare. Transmiterea vertical a informaiei nregistrate n materialul genetic (ADN, ARN) devine important dintr-o perspectiv mai larg, acest lucru rezultnd att din securizarea perenitii, ct mai ales din posibilitatea vieii de a valorifica cele mai variate forme n substan, respectiv energie. Acestea sunt accesibile n diferite localizri, prin transformare. De exemplu, creterea concentraiei interne de sruri n plantele halofile pentru ca acestea s evite deshidratarea i s poat extrage apa din soluii avnd concentraii ridicate de sruri solubile. Echilibrul dinamic. Este o stare independent de variabila timp, n meninerea creia este obligatorie desfurarea concomitent i cu intensiti constante a intrrilor i ieirilor de materie, respectiv a proceselor de producie i consum. De exemplu, raportul dintre fotosintez i respiraie, procese opuse din punct de vedere al finalitii energetice, ntruct n primul caz are loc o concentrare a energiei (acumulare de entropie negativ), n timp ce n al doilea caz, finalitatea este creterea entropiei, respectiv formarea de energie legat. Homeostazia, reziliena sau stabilitatea. Este nsuirea sistemelor vii, care este dat de capacitatea acestora de a-i menine parametri la un nivel oscilant n jurul unei stri staionare (de echilibru) n condiiile unui mediu schimbtor, care tinde s le dezorganizeze.

3 Bran, Florina, Ecologie general i protecia mediului, Bucureti, Editura ASE, 2002, p. 56

Ecologie general

Punerea n eviden a tuturor acestor caracteristici de ctre metoda de studiu va uura cunoaterea, dar va complica instrumentarul de investigaie i va amplifica responsabilitatea omului fa de procesele care au loc n biosfer, n general, i n fiecare ecosistem, n particular.

2.2 Evoluia modelelor de interpretare n cercetarea ecologic n istoria ei de miliarde de ani, de la pre-via la om,

filogeneza a conservat achiziii foarte vechi: cadrul genetic, proteinele ca valut energetic universal, sexualitatea, coloana vertebral etc.4

Gndirea ecologic, avnd n vedere realitatea din natur, admite schimbri lente, ct i n salturi. Astfel, catastrofismul lui Cuvier a precedat teoria schimbrilor lente, prin variaii graduale, a

n, care, la rndul su, a premers mutaionismul. Hegel, pe rte, a formulat principiul acumulrilor cantitative care duc i calitative. 1972, Raportul Meadows (Limitele creterii) pentru la Roma era un semnal de alarm, vestind apropierea tastrof planetar, estimat a surveni la nceputul Raportul

Meadows Limitele creterii

Limitarea proceselorcare duc ladegradareasistemelorecologice

4 Ionescu, A.,Bucureti, Elui Darwide alt pala schimbr

n Clubul dede o ca

secolului al XXI-lea, prin aciunea combinat a exploziei demografice, a polurii i a epuizrii principalelor resurse necesare omenirii, ca ansamblu de oameni care se cer hrnii i ca ansamblu de tehnic diversificat, consumatoare de resurse materiale i energetice.

Pericolul aciunii deliberate n procesul decizional al omului, direcionat de sistemele sale de valori specifice, rezult din manifestarea, la scar din ce n ce mai mare a catastrofelor ecologice. Georgescu-Roegen (1979) a atras atenia asupra efectelor gndirii cantitative, curent i clasic, n cercetarea fenomenelor naturale i socio-umane.

Coordonatele cercetrii sunt impuse astzi de necesitile combaterii degradrii Terrei, printr-o utilizare neraional a resurselor, i ale optimizrii mediului. Metodologia clasic, preocuprile cunoaterii tipurilor de fenomene printr-o corelaie interdisciplinar (fizic, biologie, geografie) au condus la ieirea dintr-un astfel de impas prin dezvoltarea teoriei complexelor naturale teritoriale. Aceast teorie a devenit ns neputincioas n explicarea dinamicii i a elaborrii prognozelor cu metoda sa simplist, redus la cartografierea fenomenelor.Cunoaterea obiectelor,

Shleanu, V., Bndiu, C., Protecia mediului nconjurtor i educaia ecologic, ditura Ceres, 1989, p. 135

Gndirea sistemic

fenomenelor, a ntregii realiti nconjurtoare, se vede nevoit s depeasc ideea c singur analiza cantitativ a unui obiect n sine este n msur s-i evidenieze toate caracteristicile individualitii sale ... Esena fiecrui obiect nu este altceva dect produsul calitativ, rezultat din distilarea esenelor celor dou nivele structurale, macro i micro, care i ntregete universul inedit.5 Astfel, de exemplu, lacul, sub dimensiunile sale volumetrice, ascunde att manifestri ale zonei sau regiunii geografice n care se afl (cantiti de ap, temperatur, oscilaii de nivel), ct i cele ale proceselor fizico-chimice i microbiologice, definitorii la evaluarea calitii apelor sale.

Conceptul teoretico-metodologic-sistemic-polifuncional Bertalanffy (1949) propune teoria general a sistemelor. Omul,

din punct de vedere sistemic, interacioneaz cu plantele i animalele din locuina, cartierul, localitatea sa, inclusiv cu paraziii patogeni. Organismul viu este un sistem ca i ecosistemul. Unii autori dau o accepie ontologic conceptului de sistem (fig. 2-1). Conform acesteia, ntreaga realitate este alctuit din sisteme, de la nucleul atomic, la metagalaxie.

Elemente Ambient

Perimterul sistemului

Subsistem

Relaii cu ambientul

Relaii interne

Fig. 2-1 Sisteme: concepte de baz (dup Botez, Cela, 1980)

Aplicnd aceast concepie n ecologie, lanul de sisteme n care intr materia vie mpreun cu materia nevie cuprinde, n ordinea complexitii lor, habitatul i biotopul, populaia i biocenoza, ecosistemul i biosfera (fig. 2-2).

5 Rou, A., Peisaj-geosistem-mediu, Sinteze geografice, Bucureti, Editura Didactic i Pedagogic,

1983, p. 142

Ecologie general

BIOSFERA

ECOSITEMUL

BIOCENOZA

SOCIETATEA

POPULAIA HABITATUL

BIOTOPUL

Fig. 2-2 Realitatea ecologic din perspectiv sistemic (dup Bran, 2002)

Populaia, ca noiune ecologic, este un sistem alctuit din

indivizii aceleai specii, localizai ntr-un spaiu avnd caracteristici relativ uniforme (biotop), care permite interaciunea acestora. Totalitatea populaiilor cuprinse n acelai biotop (formnd o pdure, o plantaie, o pajite etc.) plante, animale i microorganisme formeaz coninutul unui sistem mai cuprinztor biocenoza.

Sisteme supraindi-viduale

Un component important al sistemelor n care intr substana vie este reprezentat de partea nevie. Toate fiinele vii au nevoie de substane nutritive, adpost, cldur, oxigen. n sens ecologic, toate aceste elemente constituie conceptul de mediu. Prin urmare, studiul ecologic va avea n vedere att comportamentul materiei vii, ct i condiionrile multiple ale plantelor i animalelor din partea mediului neviu, de pe Terra i din Cosmos.

n sens metodologic, sistemul reprezint un model al unei realiti. Practic, nu este posibil s reprezentm un sistem ontic dect schematic, iar tipul de schematizare depinde de scopul analizei de sistem.

Aceasta a nsemnat nu numai o modificare a modului n care vedem lumea, fenomenele, obiectele de studiu (lacul, ecosistemul forestier, peisajul de munte etc.) ci, mai cu seam, o schimbare a modului de a o cunoate, de a o cerceta. Prin urmare, se pune problema ca n abordarea sistemic s se reflecte, ct mai precis, complexitatea structurilor obiectelor i prin aceasta s se surprind dinamismul i evoluia, n limitele evoluiei mediului n care se ncadreaz i pe fondul materialului care-l alctuiete. n acest context, singura cale metodologic de a rspunde cerinelor complexitii este calea sistemico-cibernetic.

Complexi-tate, dinamism, evolu ie

Lumea care ne nconjoar reprezint un sistem n care fiecare realitate integreaz, la rndul ei, alte obiecte i fenomene mai mari sau mai mici, comportndu-se tot ca sisteme subordonate

Gndirea sistemic

primului i imprimnd comportamentelor sale aceeai structur complex, care se regsete pn n lumea sistemelor microcosmice. n spatele oricrui tip de peisaj, de ecosistem, aa cum l vedem, se ascund procese deosebit de ample, ele nefiind dect o sintez cantitativ original a manifestrilor macropeisajului i micropeisajelor, respectiv populaiilor i habitatelor care-l compun.

Ecosistem sintezcantitativunic a manifestrilor elementelor componente

-

Abordarea sistemic este mai degrab o metodologie care concepe obiectele n micare, n interdependena lor, spaii n care au loc necunoscute tranzacii i fluxuri de energie, substan i informaie.

Recunoaterea calitii, ca expresie a naturii relaiilor dintre componentele unui ntreg sistemic, conduce la o alt trstur esenial a metodologiei sistemice, care const dintr-un proces dialectic indispensabil i esenial, integrarea i integraia. Integrarea oricrui ansamblu unitar ca fenomen universal, fie el de tipul peisajului, organismului unei plante etc., nu este dect expresia vocaiei de integraie a componentelor sau, ntr-un limbaj geosistemic, a condiionrii reciproce.6

Reprezentarea interaciunilor intersistemice se face, de obicei, printr-o figurare (puncte, cercuri etc.) a factorilor importani, cu sgei care unesc punctele reprezentative, notate cu (+) sau (-), dup cum influenele sunt pozitive (favorizante) sau negative (de vorizante, limitative, agresive). n felul acesta se evideniaz tructura, dar i funcionalitatea subsistemelor. mpreun ac tea alctuiesc legea de sistem caracteristic.

Integraia

manifestarea condi ionri-lor reciproce

Noiunproblema resenial estreglare. n anumite obiecosistem agsubsumeazEterogeni-

tate, comparti-mentare,stratificare ierarhic, evolu ie, emergen

Caractconcretizriltipologiaidentifica informaionacaracterizeaz

6 Idem, p. 43 7 Ionescu, A., Shleanu, V., Bndfas

es

ea de lege de sistem ofer o cale de rezolvare pentru educionismului. n existena ecosistemelor naturale, e interaciunea trofic, care joac rolul principal de ecosistemele antropizate, comportamentul uman,

ceiuri devin mai importante.7 De exemplu, ntr-un ricol, msurile agrotehnice i punerea lor n practic se factorilor de normare cultural-social. eristicile oferite de observaie i experiment sunt e reprezentrilor sistemice, care conduc la clasarea sau abstract (general) a sistemelor. S-au putut sisteme izolate, nchise, deschise, energetice, le, cibernetice etc. n studiul ecologic, sistemul se prin eterogenitate, compartimentare, stratificare

iu, C., op. cit., p. 85

Ecologie general

ierarhic, evoluie, dar i emergen, respectiv apariia de noi componente. De exemplu, formarea solului sau a stratului de ozon.

S-a specificat faptul c ecosistemele reprezint sisteme deschise, alctuite din componente biotice i abiotice, care fac cu un mediu extra-sistemic un schimb, de obicei continuu, de materie. Ele sunt parcurse continuu de un circuit de substane i de fluxuri de energie.

Energia solar surs de energie a biosferei

Alimentarea energetic a biosferei (ecosferei) se face prin energia solar (reaciile fotochimice n plantele cu clorofil sunt sursa de substan, energie i negentropie a tuturor organismelor). Fiecare reacie chimic i fiecare interaciune biotic aduc modificri8 amplificate prin adugarea unui flux de informaie.

n 1948, Wiener introduce informaia ca un concept util n gndirea tiinific, inspirat din teoria matematic a comunicrii (Shannon, 1947). Valoarea ecologic a informaiei-semnal este uor de neles dac avem n vedere materializarea unor proprieti eseniale care depind de transmiterea informaiei autoreglarea, homeostazia, reziliena, ereditatea etc.

Informaia: semnal manager

al proceselor biologice

n ecosistemele controlate de om (antropizate), ncercarea de autoreglare se interfereaz cu mecanisme de tip cibernetic care n concret, pentru unul sau altul dintre ele, reprezint corespondentul diferitelor lanuri cauzale de aciune i retroaciune (feed-back).

Informaia element cheie al proceselor cibernetice de autoreglare prin feed-back

Se constat c factorii biotici dintr-un ecosistem se afl ntr-o reea complex de influene reciproce, n care se pot izola numeroase bucle de feed-back pozitiv i negativ (conexiune invers), precum i cele de tip feed-before. Acestea din urm, de prevenire, prin conexiuni directe, determin relaiile dintre biocenoz i habitat, condiionnd organizarea intern a ecosistemului.

Cercetarea cibernetic a ecosistemelor abordeaz n strns legtur aspecte de homeostazie, de echilibru i de stabilitate.9 Intervenia omului, modificrile efectuate n cadrul ecosistemelor conduc la echilibre sau dezechilibre. Ecosistemele echilibrate au capacitatea de a tampona aciunile perturbatoare ale ambianei lor.

Nu este suficient numai gndirea sistemico-cibernetic, este nevoie i de o gndire polifuncional. Aceasta permite nelegerea complex a problemelor existente n natur i, pe baza ei, se pot gsi soluiile cele mai potrivite pentru momentul dat, dar i n perspectiva viitorului. Problemele ecologice nu sunt date numai de

Gndirea polifuncio-nal - complexi ate ecosistemic

t

8 Ionescu, A., Shleanu, V., Bndiu, C., op. cit., p. 139 9 Botnariuc, N., Vdineanu, A., Ecologie, Bucureti, Editura Didactic i Pedagogic, 1982,

p. 138

Gndirea sistemic

echilibrele i dezechilibrele unor ecosisteme n sensul strict biologic al cuvntului. Unele dintre ele intereseaz economistul, dat fiind faptul c motivaia economic este, n continuare, cea mai puternic pentru a se ntreprinde sau, dimpotriv, pentru a nu se ntrerupe diferite tipuri de activiti care pot fi acuzate de producerea polurii sau risipa de resurse.

n esen, abordarea cibernetic-polifuncional permite desluirea sensului proceselor ecologice i, n acelai timp, ne ofer posibilitatea descifrrii mecanismului care asigur realizarea scopului i, prin aceasta, calea spre prognoza comportamentului ecosistemului.

Verificarea cunotinelor

ncadrai ierarhic diferitele componente ale mediului dintr-un ecosistem (pdure, lac, livad etc.).

Aducei argumente pentru caracterul deschis i departe de echilibru al sistemelor vii aflate pe diferite nivele de organizare (biosfer, ecosistem, biocenoz etc.).

Evideniai semnificaia legii entropiei pentru organizarea sistemelor vii. Spaiul geografic i funcionalitatea biologic sunt dou abordri ale aceleiai

realiti. Evideniai punctele de convergen i de difereniere. Enumerai i explicai pe scurt nsuirile sistemelor biologice.

33.. FFEENNOOMMEENNUULL EECCOOLLOOGGIICC

3.1 Mediul concept i tipologie 3.2 Principiile proceselor ecologice 3.3 Factorii ecologici legi de aciune

- mediu - feed-back - parcimonie - limite de toleran - factori ecologici - caren - habitat - optim ecologic - oikumene - factori limitativi

Obiective

) Evidenierea raporturilor dintre sistemele vii i mediul lor de via ) nsuirea conceptului de mediu i a diferenierilor pe care le determin

ntreptrunderea cantitativ a tipurilor de mediu

) Delimitarea influenelor antropice asupra mediului i a conceptelor care li s-au atribuit

) Evidenierea influenelor sistemului de factori ecologici n tipurile de mediu identificate de tiina habitatului

) nsuirea cilor de circulaie a materiei prin procesele de transformare care asigur unitatea via-mediu i reglarea activitilor vitale

) nelegerea mediului ca rezultat al aciunii unui complex de factori ecologici ) Evidenierea legitilor care condiioneaz influena factorilor ecologici

asupra sistemelor biologice

Ecologie general

3.1 Mediul concept i tipologie

Terra este singura planet din sistemul solar i, probabil, din uriaul numr de planete al galaxiei Calea Lactee n care factorii fizico-chimici ntrunesc valori compatibile cu formele de via pe care le cunoatem noi astzi.

Interaciunile cosmice aprute pe o anumit treapt de evoluie a Terrei, n urm cu milioane de ani, se menin i astzi, permind perpetuarea vieii. Un rol important la apariia vieii l-au avut formele de materie i energie care nconjoar sistemele vii, forme care reprezint mediul ambiant al sistemelor respective sau, pe scurt, mediul. Acest concept reprezint o realitate de dimensiuni infinite, care se desfoar din imediata vecintate a sistemului viu, considerat pn n spaii cosmice incomensurabile (fig. 3-1).

Terra un mediu de via unic

Mediul general este constituit din subansamblele de factori cu influen direct asupra structurii i funcionrii sistemelor vii

MEDIU GENERAL

Factori ecologici direci

Mediu ecologic direct

Fig. 3-1 Mediul general

n mediul general, se difereniaz subansamblele de factori care intervin direct i semnificativ n structura i funcionarea sistemelor vii; ei reprezint factori ecologici direci (fig. 3-2). ntregul subansamblu este definit prin noiunea de mediu ecologic direct sau eficient.

Fig. 3-2 Tipuri de factori ecologici

n mediul

direct, se difereniaz mediul terestru i mediul acvatic, care se ntreptrund n

numeroase situaii (fig. 3-3). Diferenele date de ntreptrunderea

FACTORI ECOLOGICI

Factori direci

- temperatura - lumina - concentraia

compuilor chimici

Factori indireci

- gravitaia - latitudinea - relieful

Fenomenul ecologic

cantitativ a celor dou medii le subdivid n mediu acvatic stagnant i aerat sau mediu terestru arid i umed. Adncind analiza mediului n funcie de cazurile concrete, se constat o eterogenitate i mai mare a acestuia, impus de variaia unuia sau a altuia dintre factorii ecologici.

MEDIU

MEDIU TERESTRU

Arid

MEDIU ACVATIC

Aerat Umed Stagnant

Fig. 3-3 Structurarea mediului general

Mediul, n sens larg, este reprezentat de un ansamblu de fenomene fizice obinuite i fore majore ale cosmosului.

mprirea factorilor de mediu n biotici i abiotici nu este potrivit, a nd n vedere faptul c numai componentele mediului pot fi clasi cate astfel. n plus, nici un factor al mediului nu poate fi exclusiv biogen sau abiogen. Fiecare factor biogen sufer influena f ctorilor abiogeni; la rndul lor, factorii abiogeni sunt uneori pro nd afectai de factorii biogeni, astfel nct delimitarea celor dou ategorii de factori rmne pur relativ.1

AstfTemperatuiar luminasuprafaa aciunea fi

Factori ecologic + organism = unitate func ional

i

Fact

edafici, bioorganismevariabili (de

Factconstituie

1 Stugren, B., Ecologie teoretic,vfi afu cel, temperatura i lumina sunt factori direci, abiotici. ra reprezint o form fizic de manifestare a cldurii, o manifestare fizic a energiei radiante a Soarelui. La terestr, temperatura i lumina sunt modificate prin inelor vii.

orii ecologici se pot clasifica n factori climatici, orografici, tici etc. Dup perioada n care acioneaz asupra lor, factorii ecologici pot fi factori statici (cosmici), factori exemplu, factorii climatici) (vezi subcapitolul 3.3).

orii ecologici, mpreun cu organismul individual o unitate funcional. Astfel, mediul n care triete un

Casa de editur Sarmis, Cluj-Napoca, 1994, p. 20

Ecologie general

individ biologic sau, ntr-o accepiune mai larg, condiiile ecologice n care triete o anumit specie, reprezint habitatul.2

Aciunea factorilor ecologici este permanent modificat prin reacia organismelor, identificndu-se pe Terra medii concrete, proprii unor organisme sau comuniti de organisme.

Actualul mediu de via al Terrei se deosebete de cel existent nainte de apariia vieii. Dintre toate componentele biosferei, cele mai mari implicaii n modificarea mediului global l-au avut plantele verzi i omul. Procesul de fotosintez realizat de plantele verzi a condus i conduce la instituirea unui sistem de stocare a energiei solare care alimenteaz permanent irul proceselor biogeochimice de pe planeta noastr.

Prin intermediul fitosferei Pmntul devine un sistem anti-entropic, capabil s nmagazineze energie, bilanul su radiativ devenind negativ i apoi echilibrat. Pentru meninerea echilibrului su actual plantele verzi rmn tot att de importante ca i n perioadele anterioare.3

Fig. 3-4 Influena omului asupra mediului

l

Plantele i omul factori de transformare a mediu ui pe Terra

MEDIUL

MEDIU N ECHILIBRU

Medii naturale

MEDIU N DEZECHILIBRU

Medii artificiale

OMUL

MEDIUL UMANIZAT

MEDIU LOCUIT OIKUMEN = SIT = LOC

FACTORI SOCIO-CULTURALI

2 Coste, I., Omul, biosfera i resu sele naturale, Bucureti, Editura Facla, 1982, p. 13 3 Bran, Florina, Ecologie genera i protecia mediului, Bucureti, Editura ASE, 2002, p. 36 rl

Fenomenul ecologic

Omul acioneaz asupra mediului, contient sau incontient, producnd echilibre i dezechilibre. n funcie de intensitatea presiunii umane, se adaug noi elemente create prin activitatea economic i social (mbrcminte, locuine, unelte cu diverse destinaii etc.), elemente care modific mediul i procesul de percepere a acestui ansamblu de ctre om (fig. 3-4).

Mediul locuit de oameni poart denumirea de oikumene (oikumen), nume care la vechii greci reprezenta lumea locuit; aceeai entitate se poate defini prin noiunea de sit sau loc, cu un coninut mai restrns, atribuit peisajului modificat de om.

Oikumene este spaiul constituit dintr-un mozaic de medii naturale i artificiale, create de ctre oameni.

Unii ecologi, pentru a sublinia contribuia uman la crearea mediului t estru actual i tendina de amplificare a acestei aciuni n perspec iv, folosesc noiunile de antroposfer, noosfer sau tehnosfer. ceti termeni sugereaz posibilitatea disocierii totale a mediului n tural preexistent apariiei omului de cel actual.

tiin habitatului cerceteaz influenele sistemului de factori ecologici anou tipur1. mediul

cosmic.pulbere

2. mediul gPmntplanetecompoz

3. mediul paramenebuloz

Tipuri de medii

4. mediul crustei

5. mediul greac e

6. mediul reacion

termen creat de Teilhard de

reprezentat de omenire. ert

Aa

a

supra morfologiei i fiziologiei mediului, recunoscnd i de medii: cosmic cuprinde forele fizice care provin din spaiul Acestea sunt radiaia solar, radiaiile cosmice, a cosmic, fora gravitaional a altor corpuri cereti .a.; eofizic cuprinde forele fizice dependente de alctuirea ului fora gravitaional, micarea de rotaie a i, cmpul magnetic planetar, tectonica planetei, iia i structura crustei terestre; climatic red zonarea valorilor nregistrate de

trii climatici temperatur, insolaie, precipitaii, itate, viteza vntului etc. pe suprafaa planetei; orografic cuprinde formele de relief ale suprafeei terestre i ale substratului submarin; edafic red compoziia i structura solului (n limba dafon = sol);

geochimic red compoziia chimic a substratului care eaz cu fiziologia organismului;

Chardin pentru a desemna nveliul spiritual al Pmntului,

Ecologie general

7. mediul biocenotic cuprinde totalitatea fiinelor vii, care edific biocenozele;

8. mediul biochimic reprezint totalitatea produilor metabolici eliminai de organisme;

9. mediul hidrologic cuprinde factorul ap, sub diversele stri fizice ale acesteia.

n mod concret, la nivelul biocenozei, mediul apare ca biotop sau ca totalitate a condiiilor externe care fac posibil existena biocenozei.

3.2 Principiile proceselor ecologice

Procesele ecologice mbrac o varietate de forme, condiionate de caracteristicile spaiilor, respectiv de structurile pe care acestea le-au permis s se formeze. Capacitatea de reacie este asemntoare, dar sunt relativ puine elemente comune n toate situaiile. Varietatea lumii vii poate fi ns neleas printr-un reducionism. Aceast simplificare este necesar pentru a evidenia legitile cu valabilitate general, care explic stabilitatea deosebit

sistemele n care este organizat materia vie. Astfel, la ce se ntmpl n unitatea considerat fundamental i existena vieii celula pot fi explicate mecanisme i sistemele macroscopice, inclusiv sistemele ecologice.

a din cele mai importante concluzii care pot fi trase din ochimiei este c practic acelai tip de reacii chimice servete

i

Procesele dbiosfer susimilare, ind ferent nivelul la cse desfoa

4 Hendriksop. 1052-1

5 Bran, P., Eatins de plecnd depentru nscare susin

Unstudierea bi

pentru a produce funciile vieii n toate organismele, indiferent dac este vorba de bacterii primitive sau de om.4

Pentru economia metabolismului din celul este nevoie de energie, pentru exercitarea funciilor sale, substan, pentru a o folosi n sinteza compuilor chimici specifici i de informaie, pentru a conduce procesele metabolice interne i pentru a se adapta la mediul nconjurtor.5

Materia vie este, desigur, acea parte a universului fizic care posed cea mai complex organizare i n cadrul creia se desfoar cele mai variate transformri de energie. nelegerea acestora constituie, n acelai timp, o fascinant aventur a

in nt

de arer

n, J.B., Chimia organic, Bucureti, Editura tiinific i Enciclopedic, 1976, 053 conomica valorii, Bucureti, Editura ASE, 2001, p. 43

Fenomenul ecologic

cunoaterii i o necesitate a utilizrii optime de ctre om a posibilitilor i a resurselor biosferei.

Analiza n termeni termodinamici a proceselor din materia vie este, n principiu, de natur s i confere ecologiei acel cadru conceptual elegant prin simplitatea i unitatea sa. Sistemele ecologice, privite n ansamblul lor, sunt structuri dinamice dependente de o continu disipare a energiei n mediu, structuri pe care Prigogine (1955) le-a denumit disipative (vezi capitolul 2).

Caracteristica principal a sistemelor disipative este consumul de entropie joas din mediu pentru a putea s-i menin ordinea interioar i pentru a scpa de alunecarea spre poziia aproape de echilibru sau echilibru, unde o ateapt moartea i intrarea n circuitul neviu al materiei. nsuirile specifice unor asemenea structuri sunt numeroase i totodat neconvenionale.

Departe de echilibru (s.n.) nseamn c vom renuna la repetitiv, la universal, pentru a accepta specificul i unicul, vom recepiona puternic condiiile de mediu, vom vibra la punctele de bifurcaie, vom respecta sgeata timpului n toate transformrile, vom comunica respectnd legile de baz din lumea biologiei. Toate acestea vor fi posibile n funcie de calitatea proceselor economice n care se angajeaz sistemele departe de echilibru.6

Toate sistemele vii, capabile de existen autonom, sunt traversate de fluxuri permanente de energie liber i constituie structuri disipative cu grad nalt de ordonare spaial i cu o

c temporal specific, structuri care exist numai n i ndeprtate de echilibru.

ubliniem faptul c strile de echilibru ale materiei vii nt un echilibru local i momentan, stabil prin constrngeri i temporale variabile. Ansamblul acestor condiii te, la scar macroscopic, structura disipativ, iar la nivel opic, determin domeniul n care se realizeaz starea de

Structuri disipative

Departe de echilibru

6 Idem, p. 257 Ibidem dinamicondii

Sreprezispaialedefinemicrosc

cvasi-echilibru.7

Prin urmare, principiile proceselor ecologice sunt reprezentate de unitatea via-mediu, principiul parcimoniei, principiile termodinamicii, reglarea activitii vitale, adaptarea.

Ecologie general

Unitatea via mediu

Acest principiu exprim obligativitatea schimburilor dintre sistemele vii i mediul lor pentru meninerea strii departe de echilibru. n acelai timp, ca urmare a influenei reciproce, att sistemele vii, ct i mediul se transform, iar particularitile mediului se regsesc n configuraia sistemelor vii.

Schimbul de substan ntre via i mediu este hotrtor pentru sistemele materiei vii. Viaa o datorm efectului emergent al unor sisteme fizico-chimice cu un nalt grad de complexitate i structurare, ntruct n materia vie se gsesc aceleai elemente ca i n materia nevie.

Totui, ce este viaa? Natura i definiia vieii au constituit subiectul unor dezbateri foarte complicate. Cea mai reuit definiie o invoc procesul de evoluie.8

Soran i Borcea (1985) trec n revist preri ale unor cercettori din cele mai diverse domenii: biologie, chimie, fizic, filosofie etc. Din aceste definiii i preri se desprinde faptul c, pentru via esenial este metabolismul (schimbul de substane intern i cu exteriorul) i conservarea reaciilor acestui metabolism pe baza pstrrii i transmiterii informaiei ereditare. Din desfurarea metabolismului decurge autoorganizarea i autoreglarea, care au drept corolar creterea.

O alt opinie, considerm relevant, este aceea conform creia sistemele vii se caracterizeaz prin: 9

autoreproducere fr de care informaia ar fi pierdut dup fiecare generaie;

mutaia fr de care informaia ar fi neschimbtoare i viaa nu ar fi putut s se diversifice i

metabolismul fr de care sistemul ar regresa la echilibru, unde nici o schimbare nu ar fi posibil.

Respectarea acestui principiu presupune disponibiliti pentru intrri, precum i posibilitatea realizrii ieirilor de substan i de energie. Informaia din sistem va determina

i

Via a efect emergent

Ce este via a?

- autorepro-ducere

- metabol sm

8 Sagan, C., Creierul lui Broca, Bucureti, Editura Politic, 1989, p. 267 9 Eigen, M., La ce ne putem atepta de la biologia secolului XX? n volumul Ce este viaa?

Urmtorii 50 de ani. Speculaii privind viitorul biologiei (editate de M.P. Murphy, L. A. J. ONeill), Bucureti, Editura Tehnic, 1999, p. 17

Fenomenul ecologic

intensitatea i modul specific de desfurare a acestor procese i va asigura, de asemenea, continuitatea lor.

Particularitile substanei, energiei i informaiei sunt cele care impun, n continuare respectarea urmtoarelor principii.

Principiul parcimoniei

Acest principiu trebuie respectat pentru a asigura disponibilitatea intrrilor de substan. La nivel planetar, cantitatea total din fiecare element chimic este constant. Sistemele vii preiau continuu aceste elemente. Pentru ca rezerva s nu se epuizeze, ea trebuie recompletat. Cu alte cuvinte, sistemele vii nu pot stoca la nesfrit substanele provenite din intrri. La un moment dat, ele vor constitui ieiri. Continuitatea acestui flux este la fel de necesar ca i continuitatea fluxului energetic, ntruct substana este de fapt purttorul energiei, ambalajul acesteia.

Economia substanei

De exemplu, atomul de carbon preluat prin fotosintez de plantele verzi, poate avea urmtorul parcurs:

Se nglobeaz ntr-o molecul organic din frunze. De aici este preluat de o omid defoliatoare, care apoi hrnete o pasre insectivor. n corpul acesteia, proteina din omid este folosit ca surs de energie pentru zbor. Pentru a ndeplini acest rol, ea va fi supus oxidrii biochimice n procesul de respiraie. Ca urmare, atomul de carbon va fi eliberat n atmosfer sub form de dioxid de carbon, devenind astfel disponibil pentru o nou intrare.

Traseul poate fi mai lung sau mai scurt, pot exista perioade de acumulare, att n etapa organic (cochilii, crbune, petrol etc.) sau anorganic (calcar). Prin urmare, pentru a menine continuitatea intrrilor de substan, acelai element chimic va fi folosit de mai multe ori, fapt pentru care natura este considerat parcimonioas, zgrcit.

Principiile termodinamicii

Aceste principii devin caracteristice proceselor ecologice avnd n vedere modul n care au loc transformrile energiei. Astfel, energia nu poate fi creat, ea se transform dup echivalene numerice precise (legea conservrii sau principiul I), iar aceste transformri sunt nsoite de disiparea unei anumite cantiti de energie sub form de cldur (legea entropiei sau principiul al II-lea).

Legea conservrii Legea entropiei Meninerea strii departe de echilibru se realizeaz de ctre

sistemele vii prin folosirea unei surse exterioare de energie,

Ecologie general

independent de funcionarea lor. Din punct de vedere energetic procesele din sistemele vii sunt ireversibile. Transferul de energie se coreleaz cu transferul de substan.

n marele laborator al vieii, exist dou formaii principale de organisme plantele i animalele , familii care se deosebesc prin folosirea unor surse diferite de energie. Plantele obin substanele cu entropie joas din substane cu entropie mai ridicat (dioxid de carbon, ap i elemente minerale). Moleculele obinute, ca toate moleculele organice, posed o energie mai nalt din punct de vedere termodinamic, dect dioxidul de carbon, apa i elementele minerale din care au fost formate. Ctigul se datoreaz procesului de fotosintez. Aici, energia solar este asimilat i stocat n substan organic prin miracolul clorofilei. (...) n privina animalelor, fenomenul transformrii ncepe de unde l-au lsat plantele. Moleculele de hran sunt oxidate n celula animal cu ajutorul oxigenului emanat tot de plante, ntr-un mediu lichid, furniznd energia necesar pentru cldur, micare, percepia informaiei, precum i substane pentru componentele materiale ale celulei.10 (fig. 3-5)

Economia energetic

6CO2+6H2O C6H12O6+6O2

RESPIRAIE

ENERGIE SOLAR

FOTOSINTEZ

E=6X114=684 kcal/mol

Fig. 3-5 Circuitul materiei n lumea vie (dup Bran, 2001)

Singurul factor care explic astfel ctigul n ecuaia colaborrii plante-animale-plante este energia solar, introdus de plante n produsele vegetale prin procesul de fotosintez. Acest ctig se va regsi n organismul animalelor.

Reglarea activitii vitale Aces principiu exprim caracterul informaional la un

moment at. Realizarea autoreglrii este esenial pentru meninerea istemelor vii ntr-un mediu permanent schimbtor.

10 Bran, P., op. cit., 2001, p. 41 t d s

Fenomenul ecologic

Sistemele vii i regleaz activitatea, respectiv i menin parametrii ntre anumite limite prin conexiunile inverse (feed-back sau retroaciune). Populaiile i biocenozele sunt legate cu mediul printr-un numr mare de intrri (input-uri) i ieiri (output-uri). Fiecrei intrri i corespund mai multe ieiri. Biocenoza poate fi comparat cu un obiect care este strbtut de o mulime de intrri i ieiri de informaie. Acestea lucreaz pe baza feed-back-urilor pozitive i negative.

Cadrul nr. 3-1 Aciunea de autoreglare prin feed-back Reglarea aduce biocenoza n anumite limite determinate de cauze interne sau externe. Astfel, se constat o srcire a mediului n regiunile aride, cauzat de consumul crescnd de substane minerale i ap de ctre plante; n aceste condiii, biocenoza se menine prin reglare, ntre anumite limite. Zgomotele acioneaz asupra unei biocenoze situat de o parte i de alta a unei osele; atunci cnd zgomotele sunt prea mari, o parte din sistemele cibernetice de autoreglare sunt pierdute de ctre organisme (aceste sisteme fiind capabile de lucru atunci cnd intensitatea zgomotului nu este prea mare i nu mpiedic transmiterea informaiei n sistem), acionnd negativ asupra organismelor respective.

Retroaciunea pozitiv conduce la creterea volumului de substan, energie i informaie n sistem i astfel crete i intensitatea metabolismului prin sporirea intrrilor. Volumul substanei, energiei i informaiei este limitat prin feed-back negativ (cadrul nr. 3-1).

Adaptarea

Caracter informa ional

Caracter informa ional

Realizarea unitii dintre via i mediu, dar mai ales extinderea vieii, creterea complexitii formelor de via au fost posibile prin adaptare. Procesul, n esen, este informaional. Pentru a valorifica noi forme de energie i substan de exemplu, pentru a folosi oxigenul atmosferic i nu pe cel dizolvat n ap, sau pentru a valorifica lumina i nu energia din compuii pe baz de sulf fiziologia i morfologia organismelor au trebuit s se modifice. Schimbarea ns depinde de centrul de comand, de informaia din materialul genetic.

Considerm adaptarea un principiu ecologic avnd n vedere dou tendine n evoluia sistemelor vii: extinderea spaiului de via i creterea complexitii, ordonrii, respectiv a ncrcturii informaionale.

Prin respectarea acestor principii, sistemele vii i-au asigurat o existen durabil. Faptul c viaa exist de miliarde de ani este o dovad incontestabil n acest sens. Activitatea omului a generat dezechilibre plecnd de la ignorarea unora

Ecologie general

dintre aceste principii. Faptul c vorbim despre resurse, poluani, deeuri, criz de energie sunt dovezi ale desconsiderrii unor condiionri obiective, izvorte din legile naturii.

Reproducerea integral a modelului naturii este o modalitate nerealist n perspectiva identificrii cilor de armonizare economie-ecologie. Principiile proceselor ecologice constituie, n acest context, un ghid valoros, care trebuie ns adaptat la realitile social-economice.

3.3 Factorii ecologici legi de aciune

Componentele mediului influeneaz organismele, imprimnd o anumit intensitate a proceselor fiziologice (cretere, dezvoltare) i, corelat cu aceasta, reprezentarea speciei n ecosistem. Astfel, mediul, prin constituenii si, devine un factor, un factor ecologic.

Dat fiind faptul c asupra unui organism, la un moment dat, nu acioneaz un singur factor i c acetia, la rndul lor, se influeneaz reciproc, se impune o sistematizare i o delimitare a sferelor de influen. Exist astfel mai multe criterii de clasificare:

a. n funcie de condiiile necesare pentru ca un organism s se dezvolte ntr-un mediu oarecare, se difereniaz11:

Clasificare

Materiali CondiionaliAleatori

factori materiali substanele necesare unui organism (materia prim) pentru a fi prelucrate prin metabolism (de exemplu, resurse de hran);

factori condiionali furnizeaz cadrul de preluare i prelucrare a substanelor (umiditatea solului, temperatura aerului, densitatea apei etc.);

factori aleatori situai n afara nevoilor imediate ale organismului i ale mediului su (n anumite situaii, pot deveni factori condiionali)

b. innd seama de interaciunile dintre diferii factori ecologici, Dajos (1978) i clasific n: Climatici Neclimatici Alimentari Biotici Antropici

factori climatici temperatur, lumin, pluviozitate etc.; factori neclimatici edafici i ai mediului acvatic; factori alimentari

11 Duu, M., Ecologie. Filosofia natural a vieii, Bucureti, Editura Economic, 1999, p. 47

Fenomenul ecologic

factori biotici reprezentai de interaciunile n i dintre specii; factori antropici, determinai de activitatea omului. Pentru a releva modul n care aceti factori ecologici acioneaz

asupra sistemelor supraindividuale (populaii) vom prezenta, n cele ce urmeaz, legile de aciune n raport cu factorii mediului, abiotic i biotic,

Factorii abiotici Sunt reprezentai de componentele nevii ale mediului

lumin, umiditate, sruri minerale, temperatur, concentraia oxigenului n ap, concentraia poluanilor n ap, aer, sol etc.

Primele referiri la influena acestora asupra organismelor dateaz chiar nainte de apariia ecologiei ca tiin. Ele sunt rezultatul cercetrilor efectuate de chimistului german Justus von Liebig (cadrul nr. 3-2) privind influena aprovizionrii solului cu elemente nutritive asupra productivitii plantelor. n urma acestora, n 1862 este enunat legea minimului.

Legea minimului Productivitatea plantelor (populaiilor) este condiionat de substanele minerale (factorii ecologici) aflate n sol n cantitatea cea mai mic fa de necesitile plantei (popula iilor). Creterea proporiei acestui element duce la creterea produ