Upload
tatiana-bogaiciuc
View
143
Download
14
Embed Size (px)
Citation preview
ECOLOGIE GENERALĂ ŞI FORESTIERĂ
Capitolul I Introducere.
Scopul cursului – să arăte cum este alcătuită pădurea şi
cum trăeşte ea, deci săconducă la cunoaşterea structurii şi
modului de funcâionare a pădurii ca parte a mediului de
viaţă.
Obiectul cursului - este pădurea în ansamblu,
comunitatea formată din arbori şi alte organisme asociate,
care convieţueşte pe o anumită suprafaţă a uscatului.
Necesitatea cursului. Pădurea este obiectul muncii
silvicultorului. Astfel, prin măsurile pe care le
aplică,acţionează asupra structurii şi a funcţionării
pădurii pentru a obţine anumite produse sau foloase, în
princioal lemn, dar şi alte produse, precum şi protecţie
hidrologică, climatică şi de altă natură.
Este de la sine înţeles că un specialist trebuie să
cunoască în amănunţime structura şi funcţionarea pădurii,
pentru a putea elabora şi folosi acele măsuri silviculturale
care le asigurăobţinerea produselor sau foloaselor dorite,
fără a se periclita existenţa pădurii, ei dimpotrivă cu
asigurarea continuităţii ei în timp.
Diferitele părţi ale pădurii sunt analizate şi
prezentate ăn detaliu şi alte cursuri. Astfel cursul de
botanică şi fitocenologie, cel de dendrologie, prezintă
plantele şi dintre acestea în special arborii, cursul de
zoologie şi de cinegetică- animalele pădurii şi dintre
acestea mai ales insectele dăunătoare, cursul de pedologie –
solurile de sub pădure, cursul de meteorologie şi
cllimatologie - clima ca parte a mediului de viaţă a
1
pădurii, cursul de staţiuni forestiere ansamblurile de
relief, roca, sol,clima care constituie mediul de viaţă
pentru comunităţile de organizme ală pădurii.
Cursul de ecologie se ocupă însă de pădure ca întreg, ca
unitate integrală cuprizănd plantele, animalele,
microorganizmele care conveţuiesc într-un mediu cu însuşiri
anumite. Acest curs are menirea de a face ca viitorul
silvicultor să înţeleagă caracterul sistematic al pădurii şi
să âină seama, în tot ce întreprinde, de acest caracter, de
interdependenţele ce există între difweritele componente ale
pădurii.
Conţinutul cursului. Cursul de ecologie forestieră
conţine 6 capitle: un capitol privind biocenoza, un capitol
privind individul şi populaţia, un capitol privind
biocenoza, un capitol privind mediul biocenozei privind
ecosistemul şi un capitol privind aplicarea cunoştinţelpr de
ecologie în silvicultură şi exploatarea pădurilor.
1.1Specificul pădurii ca unitate ce cuprinde
vieţuitoarele
şi mediu
Cal ce intră într-o pădure bătrână rămâne impresionat
înainte de toate de arbori, componentele specifice pădurii, care îi
determină nu numai aspectul general, dar şi cele mai multe din trăsăturile
deosebitoare faţă de alte categorii de ecosisteme cum sînt pajiştile,
tufărişurile, ecosistemele de mlaştină sau acvatice etc. Dar alături de
arbori se observă prezenţa şi altor plante - arbuşti de talie mai mică sau
mai mare, ierburi, muşchi, licheni, ciuperci. In majoritate este vorba de
plante verzi, cu clorofilă. Ciupercile insă, sînt lipsite de acest
pigment.
2
Arborii şi celelalte plante fiind fixate de substrat alcătuiesc
scheletul pădurii.
O cercetare mai atenta permite observarea pe plante, pe sol,
în aer a numeroase omizi, fluturi, cărăbuşi, păianjeni a unei mulţimi
păsări care cuibăresc sau zboară printre arbori, a şoarecilor,
veveriţelor, a câte unei vulpi sau unui bursuc, a câte unui cârd de
căprioare, iar în pădurea de munte şi a câte unui urs sau cerb.
Pe sol se găseşte un strat de frunze şi crăci moarte care-l acoperă
complet sau aproape complet. In acest strat, pe care silvicultorii îl
numesc litieră la o analiză mai atentă, folosind lupa sau microscopul se
vor găsi numeroase insecte de mici dimensiuni, multe hife de ciuperci,
care îmbrăcă frunzele şi crăcile moarte.
Săpând în sol pot fi descoperite, mai ales în orizonturile
superioare, destul de multe insecte §1 rime.
Astfel, întregul spaţiu al pădurii conţine o mare mulţime de
organisme foarte diferite ca mărime, formă şi mod de viaţă.
Problema importantă care se pune sate dacă această aglomerare de
organisme este întâmplătoare sau se alcătuieşte după anumite reguli, dacă
este numai temporară sau dacă durează în timp.
La această problemă nu se poate răspunde decât dacă de cercetează
un teritoriu mai mare, în cuprinsul căruia din loc în loc se schimbă
relieful, solul, chiar condiţiile locale de temperatură şi umiditate cît
si dacă se revine în acelaşi loc mai mulţi ani la rând Se va putea
constata că alcătuirea pădurii este asemănătoare în condiţii de
mediu .similare şi ca în timp structura pădurii dintr-un anumit loc
aproape nu se schimbă.
Desigur exista şi situaţii în care pădurea este abia în constituire,
cazuri în care multe din organismele ce populează iniţial
terenul dispar, ceea ce duce la schimbări rapid în aspectul pădurii .
Din numeroase asemenea observaţiile, şi din cercetări special
întreprinse, a rezultat că pădurea nu este o simplă aglomerare întâmplătoare
3
de organisme, ca în fiecare suprafaţa, deosebita sub raportul căldurii, apei,
fertilităţii solului, se realizează o grupară de organisme bine determinată,
în cadrul căreia organismele se află în raporturi strânse de interdependenţă,
care se menţine pe o durată mare de timp dacă mediul nu se schimbă.
Prin aceste însuşiri fundamentale, pădurea se înscrie printre
fenomenele naturale cu caracter sistemic si trebuie analizată ţinând seama de
teoria sistemelor.
l.2 Elemente de bază a teoriei sistemelor.
Teoria sistemelor a fost formulată d L.von Bertalanffy la
începutul celui de al 4-lea deceniu al secolului nostru. Profesor de
biologie la universitatea din Viena, Bertalanffy a sesizat că modul de
organizare a organismelor, a comunicaţiilor da organisme, dar şi a altor
fenomene ale lumii ce ne înconjoară, trăsături generale comune care .le
defineşte ca sisteme .
Prin sistem Bertalanffy a înţeles la început (1942)”un ansamblu de
elemente care se află în interacţiune”.
Nu este vorba de elemente aflate întâmplător într-o interacţiune de
moment ci de elemente organizate într-un anumit mod şi care
interacţionează permanent.
Sistemul se manifestă ca un întreg cu însuşiri proprii, care nu se
întâlnesc la componentele sale. Iar componentele, la rândul lor, poartă
amprenta şistemului în însuşirile lor cantitative .şi chiar calitative
Modul lor de dezvoltare este subordonat legilor de dezvoltare a sistemului.
Sistemul nu este deci o simplă sumă de elemente ci o entitate
organizată în care, prin conexiuni multiple (directe, indirecte, inverse),
se realizează o structură relativ, stabilă, in spaţiu şi timp.
Pentru a exista, sistemul trebuie să aibă un mediu cu care să
realizeze schimburi de energie sau de energie de materie.
In cazul când se produce doar un schimb de energie, sistemele se
numesc închise, când are loc un schimb de energie şi materie sistemele se
numesc deschise.
4
Schimburile de energie sau de energie şi materie sînt necesare pentru
a menţine sau reface în permanenţă structura şi funcţiile sistemului care
altfel, în virtutea tendinţei universale de creştere a entropiei, s-ar
dezorganiza. Este de subliniat că odată cu energia şi materia sa face şi
schimb de informaţie, formă specială a energiei şi materiei, purtătoare de
mesaje care facilitează organizarea şi deci menţinerea sistemului.
5
Un exemplu de sistem închis este planeta noastră care face, în principal
schimb de energie cu universul.
Sisteme deschise sînt organismele care fac un permanent schimb de
energie, dar şi de materie cu mediul. În această categorie se includ şi
comunităţile de organisme – sisteme supraindividuale.
Sistemele au drept caracteristici principale: organizarea,
integralitatea, heterogenitatea componentelor, autoreglarea, echilibrul
dinamic.
Organizarea înseamnă dispunerea componentelor sistemului
într-o structura spaţială şi temporala, proprie, specifică sistemului
respectiv.
Integralitatea este însuşirea sistemului de a se manifesta ca
întreg, de a avea caracteristici şi organizare deosebite de cele ale
părţilor componente.
Heterogenitatea componentelor, adică diversitatea lor calitativă,
este o condiţie necesara pentru formarea şi dezvoltarea integralităţii
şi organizării deoarece asigură înmulţirea şi diversificarea legăturilor
(interacţiunilor) dintre componente şi deci coeziunea sistemului.
Autoreglarea este însuşirea care asigură menţinere structurii
specifice a sistemului Se realizează prin interacţiunile dintre
componente care împiedecă mărirea sau micşorarea, peste anumite limite, a
cantităţii acestora (număr, volum etc.).
Echilibrul dinamic este starea la care se ajunge prin autoreglare,
starea identică sau apropiată de structura specifică. Echilibrul este
dinamic, deoarece nu se referă la o stare unica, fixă ci la un gir de
stării, apropiate de structura specifică, care se succed in timp.
Echilibrul dinamic se poate înţelege ca o oscilaţie de mică amplitudine a
structurii, sistemului în jurul unei valori medii caracteristice.
Organizarea, integralitatea, autoreglarea şi implicit
echilibrul dinamic nu se pot realiza fără informaţie, adică fără mesaje
asupra stării sau funcţionării elementelor şi părţilor sistemului precum
6
şi a mediului acestuia. Aceste mesaje care pot fi vehiculate de purtători
speciali, dar care pot fi percepute şi prin interacţiuni directe între
componente, permit realizarea autoreglării şi prin aceasta menţinerea
organizării şi integralităţii sistemului.
Câteva_cuvinte_ despre legătura ierarhică între sisteme. Vorbind
despre teoria sistemelor, L.von Bertalanffy (196o)
sublinia ca “Găsim în natură o formidabilă arhitectură în care sistemele
subordonate, sînt unite la nivele succesive, în sisteme tot mai înalte şi
mai mari".
După Bertalanffy, întregul univers este alcătuit .dintr-o
ierarhie de sisteme, din ce în ce mai mari, începând cu atomul, ca sistem
format din particulele elementare şi sfârşind cu universul, ca sistem al
galaxiilor.
In această ierarhie, un sistem de un anumit rang, are ca elemente
componente sisteme de rang imediat inferior dar, la rândul lui, este
element component al sistemului de rang imediat superior. Integrarea
sistemelor în cele superioare nu se face nemijlocit, ci prin organizarea
lor în subsisteme.
Trebuie relevat de asemenea că sistemele inferioare sînt cuprinse în
cele superioare împreună cu mediul lor, ceea ce le asigură de fapt
schimburile necesare de energie, sau materie şi energie, necesară
existenţei lor. In acest fel, mediul sistemelor inferioare devin mediu
intern al sistemului superior. Omul trăieşte într-o lume organizată
sistemic şi ierarhizată sistemic. Pentru a înţelege alcătuirea, acestei
lumi, manifestările ei, interacţiunile între fenomene, dar mai ales pentru
a le putea pune în slujba intereselor sale, omul trebuie să fie înarmat cu
o bună cunoaştere a sistemelor cu care vine în contact. Metoda pe care o
poate folosi în acest scop este analiza sistemică, adică cercetarea
corelată a elementelor şi părţilor componente ale sistemelor precum şi a
structurii şi funcţionării lor ca întreg. De mare utilitate în analiza
sistemică este construirea de modele matematice.
7
1.3 Lume a vie_ privita, prin prisma teoriei sistemelor
Încă de la primele formulări ale teoriei sistemelor, Bertalanffy a
relevat că materia vie se organizează în sisteme deschise deoarece acestea
fac un continuu schimb de energie, dar şi de materie cu mediul în care se
află. Materia vie este organizată în trei mari categorii de sisteme:
- celula,
- organismul pluricelular,
- comunitatea de organisme sau biocenoza.
Celula este unitatea elementară a vieţii. Este compusă din elemente
heterogene (membrană, citoplasmă, nucleu, plastide, mitochondrii etc),
cuprinse într-o structură determinata care asigură funcţionarea celulei
ca întreg în procesele metabolice şi diferenţiere etc.
Procese complicate de autoreglare menţin structurile şi procesele din
celulă la un anumit nivel.
Organismul pluricelular este format din celule grupate în organe,
heterogene morfologic şi funcţional, care se integrează într-o
structură specifică şi funcţionează corelat. Mecanisme fine de
autoreglare menţin organismul într-un echilibru structural şi
funcţional.
Ierarhic organismul este sistemul de rang imediat
superior celulei. Aceasta intră în compunerea organismului prin
integrare în ţesuturi şi organe.
Biocenoza este formată prin asocierea de organisme heterogene ca
înfăţişare şi funcţie (de producere de consum sau de descompunere a
materiei organice) având o structura spaţială proprie şi manifestări
de unitate integrală (de exemplu formarea unui micromediu specific)
Ierarhic, biocenoza este sistemul superior organismului care
reprezintă elementul ei constituent intrând în compunerea biocenozei
prin populaţiile pe care le constituie.
Mai departe biocenozele se integrează în complexe de
8
biocenoze, sisteme superioare care trec deja în sfera geografiei.
Este vorba de geosisteme de diferite ranguri, începând cu peisajul
(landşaftul) şi terminând cu ecosfera, sistemul cel mai vast care
corespunde întregului glob terestru.
De celulă se ocupă ştiinţa numită citologie, de organismul
pluricelular un grup de ştiinţe (anatomia morfologia, taxonomia,
fiziologia, genetica) care formează împreună idiobiologia . De
comunitatea de organisme se ocupă ecologia iar de complexele de
biocenoze se ocupă geografia.
Silvicultorul, ca specialist in domeniul gospodăririi
pădurilor, trebuie să cunoască în primul rând biocenoza forestieră şi
mediul acesteia pentru că este sistemul pe care trebuie să-l
gospodărească. Dar el este interesat şi în cunoaşterea organismelor
forestiere, ca elemente ce compun biocenoza precum şi a geosistemelor
forestiere pe care trebuie să le aibă în vedere în amenajarea pădurilor.
Cunoştinţe asupra organismelor de pădure furnizează cursurile de
botanică, dendrologie zoologie, cele asupra geosisteraelor, geografia
forestieră care va fi prezentata în anul viitor.
Acest curs se referă numai la biocenoză şi la mediul acesteia ceea
ce constituie de fapt obiectul ecologiei.
1.4 Principalele noţiuni ale ecologiei
Pentru a putea discuta în continuare fenomenele ecologice vom trece
in revistă principalele noţiuni ale ecologiei.
Noţiunea centrală a ecologiei este biocenoza care poate fi definita
astfel:
Biocenoza este sistemul biologic .format din mai multe
populaţii de organisme cu funcţii ecologice complementare, ce convieţuiesc
într-un spaţiu mai mult sau mai puţin omogen sub raportul factorilor
ecologici şi asigură un circuit complet al materiei organice
Populaţia este mulţimea de indivizi a unei specii care trăiesc într-
o biocenoză determinată. Populaţia astfel definita se numeşte populaţie
9
ecologică.
Mediul biocenozei este totalitatea fenomenelor din afara biocenozei
care influenţează şi este influenţată de biocenoză. Din mediu îşi extrage
biocenoza, energia şi materia necesară existenţei.
Biocenoza şi mediul formează împreună o unitate complexă ,
suprasistemică care se numeşte ecosistem.
Pentru a înţelege cauza structura şi procesele ce se produc în
biocenoză, aceasta trebuie studiată în cadrul ecosistemului, în strânsă
legătură cu mediul.
O noţiune importantă este nişa ecologică care semnifică locul şi
rolul pe care-1 are o populaţie în ecosistem. Este vorba atât de spaţiul
pe care-1 ocupă populaţia cît şi de funcţiile ei în ecosistem şi de rolul
pe care-1 îndeplineşte în circuitele de energie şi materie ca şi de
raporturile pe care le are cu alte populaţii.
.1.5 Definiţia si subdiviziunile, ecologiei si a ecologiei
forestiere.
Ecologia are ca obiect sistemele biologice supraindividuale
biocenozele. Dar acestea sînt strâns legate de mediul lor de
care depind energetic şi material alcătuind împreună ecosisteme.
Ecologia poate fi definită ca ştiinţă ecosistemelor, deoarece se
ocupă de studiul corelat al biocenozei şi a mediului aceateia.
In cadrul ecologiei s-au făcut multe subdiviziuni pe diferite
criterii. De exemplu după marile categorii de mediu s-au separat o
ecologie terestră , o ecologie acvatică dulcicolă , o ecologie marină , după
marile categorii de organisme o ecologie a plantelor , o ecologie a
animalelor şi o ecologie a microorganizmelor (chiar ecologii a unor grupe
mai restrânse de organisme).
Se vorbeşte de autecologie când se are în vedere comportamentul
ecologic al speciilor şi de sinecologie când este vorba de comunităţile
de organisme.
x) Pentru a nu se confunda cu alte populaţii de exemplu cea genetică
10
care are alt sens ai alte dimensiuni.
Toate aceste subdiviziuni sînt părţi ale ecologiei. Mult timp s-
a considerat că ecologia speciilor sau autecologia reprezintă o ştiinţă
separată de sinecologie, definită ca ştiinţă a comunităţilor de
organisme. În realitate toate fenomenele legate de relaţiile organismelor
cu mediu se desfăşoară în ecosistem. De aceea, prin definirea ecologiei
ca ştiinţă a ecosistemelor, autecologia, ecologia populaţiilor,
sinecologia care studiază biocenozele şi ştiinţa mediului biocenotic nu
pot fi considerate decât ca părţi ale ecologiei care se ocupa de
componentele biocenozei şi ale ecosistemului.
Ecologia forestieră este acea ramură a ecologiei generale
care se ocupă de ecosistemele de pădure . In sensul precizării făcute mai
înainte, ecologia forestieră cuprinde autecologia speciilor de pădure,
demecologia sau studiul populaţiilor forestiere sinecologia sau studiul
biocenozelor forestiere şi ştiinţa mediului biocenotic (denumită studiul
staţiunilor forestiere).
Întrucât problemele de autecologie var fi tratate mai în detaliu la
botanică, dendrologie, zoologie iar cele de cunoaştere a staţiunilor
într-un curs special de studiu al staţiunilor forestiere, în cursul de
faţă vor fi tratate numai aspectele principale ale acestor părţi ale
ecologiei forestiere, dezvoltând pe larg problematica studiului
populaţiilor sau a demecologiei forestiere studiului biocenozelor şi
studiul ecosistemelor sau a sinecologiei forestiere.
1.6 Raporturile ecologiei forestiere cu celelalte ştiinţe silvice.
Ecologia forestieră este ştiinţa de fundament pentru principalele
ştiinţe tehnice silvice - silvicultura (înţelegând prin aceasta toate
tehnologiile de creare şi conducere a pădurii), exploatarea pădurilor,
protecţia pădurilor, amenajarea pădurilor. In faza actuală de dezvoltare
a ştiinţei şi economiei, in care se pune accent deosebit pe conservarea
mediului de viaţă, dezvoltarea acestor ştiinţe tehnice nu se poate face
decât pe buza cunoştinţelor de ecologie a pădurii.
11
Intr-adevăr, nevoia de a păstra pădurea, ca principală componentă a
mediului de viaţă, dar şi de a valorifica cit mai mult din produsele ei,
presupune folosirea de tehnologii noi, adaptate specificului ecologic al
pădurilor.
Un principiu de bază în dezvoltarea acestor tehnologii este acela al
intervenţiei conforme cu forţele naturii şi nu contrare acestor forţe.
Fiecare silvicultor trebuie să tindă să folosească la maximum
forţele de producţie naturale, eventual potenţându-le şi să nu
acţioneze împotriva acestor forţe, lucru care este legat, de regula, de
mari cheltuieli de muncă umană şi energie, efectele fiind de multe ori
incerte.
Tocmai pentru a acţiona astfel, silvicultorul trebuie să
cunoască mecanismele şi automatismele ecologice ale pădurii pentru a
acţiona constant asupra lor, cu rezultate favorabile previzibile şi cu
cheltuieli minime.
Silvicultorul nu trebuie să piardă niciodată din vedere că
ecosistemul forestier este un întreg care reacţionează la orice
intervenţie cît de mică, exercitată chiar şi numai asupra uneia din
componentele sale şi să prevadă reacţiile posibile.
Cunoaşterea legilor de organizare şi funcţionare a acestui întreg
este pentru silvicultor o premisă a succesului în profesiune.
12
Capitolul 2 Individul şi populaţia ecologică
2.1 Individul (organismul individual)
Unitatea sistemică de bază a lumii vii este organismul individual -
individul. El se caracterizează prin apartenenţă la o anumită specie, are
însuşiri morfologice, fiziologice şi genetice determinate de această
apartenenţă, dar modelate de ecosistemul in care se dezvoltă. Pentru că
în natură nici un individ nu trăieşte izolat ci este cuprins în unul sau
altul din ecosistemele ce acoperă suprafaţa globului terestru.
De regulă într-un ecosistem nu trăieşte un singur individ al speciei
ci mai mulţi indivizi care alcătuiesc împreună o populaţie.
2.2 Populaţia ecologică
Populaţia ecologică a fost definită, mai înainte ca mulţime
de indivizi ai unei specii care trăiesc intr-o biocenoză determinată.
Este important de subliniat că indivizii unei specii pot intra de regulă
în compunerea mai multor biocenoze diferite ca structură şi funcţii. In
fiecare din aceste biocenoze se formează o populaţie ecologică distinctă.
Cele mai multe specii sînt reprezentate de aceea prin câteva sau mai
multe populaţii ecologice.
Populaţia ecologică are anumite caracteristici determinate de
modul cum se integrează şi se dezvoltă indivizii speciei în ambianţa
ecologică a unui ecosistem.
Aceste caracteristici, denumite şi indici populaţionali sînt
următoarele.
- numărul sau efectivul indivizilor,
- densitatea,
- frecvenţa,
- agregarea,
- acoperirea,
- structura dimensională,
- biomasa,
- productivitatea,
- structura vârstelor,
- structura sexelor,
- rata apariţiei, rata dispariţiei, rata creşterii,
- vitalitatea.
Numărul sau efectivul populaţiei este totalitatea indivizilor unei
specii care populează un anumit ecosistem. Numărul absolut este greu de
stabilit de aceea se lucrează obişnuit cu alt indice densitatea.
Densitatea populaţiei este numărul de, indivizi a unei specii la
unitatea de suprafaţă. De exemplu, caracterizând o populaţie de molid de o
anumită vârstă, spunem că este de 5oo exemplare la ha.
Frecventa, este gradul de repetabilitate a apariţiei indivizilor unei
specii în spaţiul ecosistemului. Se vorbeşte de o frecvenţă ridicată când
indivizii se întâlnesc des sau de o frecvenţa redusă când se întâlnesc
rar. Frecvenţa se exprimă printr-un raport procentual între numărul de
suprafeţe de studiu în care sau găsit indivizi ai speciei respective
( indiferent de numărul lor) şi numărul de suprafeţe de studiu în care
acestuia nu au fost găsiţi.
Se vorbeşte de o prezenţă de 3o% a lemnului cîinesc într-o pădure de
cvercinee, când exemplare ale acestui arbust au fost găsite în 3o din loo
de suprafeţe cercetate.
Agregarea este modul de grupare a indivizilor unei specii în
spaţiul ecosistemului. Indivizii pot apare izolat, în grupe mici (2-5
indivizi), în grupe mari, în pâlcuri sau în covor pe întreaga suprafaţă.
Acoperirea este un indice. special pentru populaţiile de plante care
arată partea din suprafaţa ecosistemului acoperită de frunzişul speciei
respective.
Structura dimensională arată dimensiunile liniare , de suprafaţă,
volumetrice sau gravimetrice pe care le au indivizii populaţiei în
ecosistem. Se exprimă medii şi variante ca şi prin distribuţii pe
categorii dimensionale sau curbe corespunzătoare.
Biomasa populaţiei este cantitatea de materie organică pe care o
conţine populaţia. Poate fi exprimată volumetric sau gravimetric. Este un
indice specific populaţional deoarece biomasa individuală este cuprinsă în
indicele precedent, al structurii dimensionale.
Productivitatea populaţiei este biomasa produsă în unitatea de
timp, pe unitatea de suprafaţă.
Structura vârstelor arată viratele indivizilor unei popu laţii Se
exprimă prin medii şi variante, ca şi prin distribuţii pe categorii de
vârstă sau curbe corespunzătoare.
Structura sexelor arată numărul de indivizi de un sex sau altul
care formează populaţia. Se exprimă prin procente (de exemplu 4o %
masculi, 60 % femele).
Rata apariţiei este raportul dintre numărul de indivizi nou apăruţi
In ecosistem în unitatea de timp, fată de numărul de indivi zi existent.
Rata dispariţiei este raportul dintre numărul de indivizi dispăruţi
din ecosistem în unitatea de timp faţă de numărul de indivizi existenţi.
Rata creşterii populaţiei este diferenţe dintre numărul de
indivizi apăruţi şi cei dispăruţi, raportată la numărul de indivizi
existent în unitatea timp.
Pentru caracterizarea completă a unei populaţii, dintr-un ecosistem,
trebuie stabiliţi toţi aceşti indici. Pentru aceasta se numără şi se
măsoară dimensiunile, se stabileşte biomasa, vârsta şi sexul tuturor
indivizilor de pe un număr suficient de suprafeţe de probă, de dimensiuni
convenabile, apoi se prelucrează statistic acest material şi se stabilesc
indicii corespunzători. Studiul populaţiilor necesită un volum de muncă
apreciabil.
2.3 .Însuşiri specifice a populaţiilor forestiere.
Populaţiile ecologice care alcătuiesc biocenozele forestiere au
anumite însuşiri specifice, condiţionale, pe de o parte, genetic şi, pe
de altă parte, ecologic datorită convieţuirii în ambianţa specifică de
pădure.
Populaţiile de arbori sînt definitoare pentru biocenozele şi
ecosistemele de pădure. Se caracterizează printr-o curbă exponenţială de
scădere a numărului în raport cu vârsta (fig.2.1) prin dimensiuni,
biomasa şi productivitate ridicată, dar şi prin variaţie dimensională
apreciabilă (tab.2.1), prin acoperire mare, prin variaţie mare a
viratelor în pădurea naturală, prin longevitate deosebit de mare
Ctab.2.2).
Tabelul 2.1
Variaţia dimensională (înălţimi şi diametre şi creşteri în
raport cu vârsta la populaţii echiene, de molid (clasa II de
producţie )
Vîrsta 2o 3o 4o 5o 60 7o 80 9o loo
H,medie m 9,1 15,1 19,5 23,1 25,9 28,1 29,8 31,2 32,2
Dm med cm_ 9'1 13,7 18,6 23,0 26,9 _3o,2 33,3 36,2 38,8
Creş.medie 8,3 11,2 12,8 13,7 14, o 14, o 13,7 13,5 12,8
mc/an/ha
x) după Giurgiu şi col. 1972
Tabelul 2.4 I Longevitatea unor
specii de arbori la latitudini mijlocii
Specia Vârsta Specia Vârsta Specia Vârsta
maximă maximă maximă
_Molid_ _4oo __ Tisa _ 3000 _ PlN 150__
Brad 3oo STP 15oo Ula 5oo _
Larice 500 PAM 600 Tei pucos looo _ _
Pin sil 45o Fag 900 CA 150
In urma concurenţei pentru lumină se produce diferenţierea poziţională a
arborilor (fig.2.2), ceea ce determină variaţia dimensională si de
productivitate chiar la aceiaşi vîrstă.
Fig.2.2.
Arborii au o eşalonare mare pe verticală a frunzişului (în special
arborii de umbră) ceea ce condiţionează o suprafaţă foliară de 5-15 ori
mai mare decât suprafaţa de teren ocupată.
Este de relevat capacitatea arborilor de a acumula o cantitate nare
de lemn, în decursul vieţii, în trunchi, crăci şi rădăcini. Ca urmare, o
bună parte din carbonul provenit din bioxidul de carbon, absorbit de
arbori din aer, este blocat pentru mult timp, în compuşii ce formează
lemnul (celuloza, lignina), iar oxigenul eliberat prin fotosinteză
contribuie la menţinerea cantităţii de oxigen din atmosferă.
Arborii fixează de asemenea o mare cantitate de energie solara şi
au un rol important în circuitul apei şi a substanţelor minerale la
suprafaţa uscatului (tab.2.5)
Tabelul 2.5
Cantităţi de factori abiotici translocaţi de populaţiile de arbori
Cantitatea translocaţi
Energie fixată în mii. k cal/an/ha 125
Bioxid de carbon absorbit t/an/ha 4o
Oxigen eliberat t/an/ha 28
Apa absorbită şi transpirată t/an/ba 23oo
Celelalte populaţii de plante autotrofe care se dezvoltă sub
Factorul
acoperişul arborilor au o serie de adaptări sau acomodări, care permit
existenţa lor în condiţiile speciale de lumină, căldură şi apa de
sub masiv.
Plantele de sub masiv au în general capacitatea de a asimila la
intensităţi mai reduse ale luminii (chiar sub 2o % şi unele până spre Io
şi chiar 5 % din lumina plină). La aceeaşi greutate 65 suprafaţa lor
foliară este mai mare ca la plantele de lumina. Întrucât asimilează puţin,
înfloresc şi fructifică rar, înmulţindu-se frecvent pe cale vegetativă,
prin rizomi. Rădăcinile lor sînt concentrate în orizontul superior, mai
bogat în substanţe minerale şi apă. Distribuţia spaţială a plantelor sub
masiv este foarte neuniformă. In cazul celor cu înmulţire vegetativă
există tendinţa formării de grupe sau pilcuri monospecifice (cum se
întâmplă la Galium odoratum, Cotinus coggygria.ş.a.).
O grupă relativ mare de specii ierboase de pădure, aga numitele
efemeroide de primăvară, au un ritm de viaţă aparte – între ciclul lor
sezonal de viaţă se desfăşoară înainte de înfrunzirea arborilor
când cantitatea de lumină ajunsa la sol este de 4o-5o % din lumina
plină, iar concurenţa pentru substanţe nutritive şi apă este redusă.
Multe plante inferioare (muşchi, licheni, alge) sînt strict
adaptate la viaţa pe coaja arborilor (specii corticole).
Populaţiile de ciuperci. Datorita cantităţii mari de materie
organică moartă ce există permanent în pădure, dar şi datorită simbiozei
frecvente cu arborii, numărul de ciuperci saprofite este mare. In
principal este vorba de ciuperci care descompun lemnul şi litiera şi de
ciuperci de micoriză care convieţuiesc cu arborii (de exemplu Boletus
aedulis, Lactarius rufus ş.a).
Nu lipsesc nici ciupercile parazite specifice arborilor, celorlalte
plante şi animalelor de pădure.
Populaţiile de .animale. Există o serie da populaţii arboricole
care sînt specifice pădurii, de exemplu ciocănitorile, veveriţa, peştii,
insectele monofage strict specializate pe specii de arbori aşa cum sînt
multe specii de insecte defoliatoare, toate speciile de insecte de
tulpină, multe insecte sugătoare, galicele, carpofage).
Foarte multe insecte microscopice (microfauna) populează litiera
fiind strict adaptate pentru consumul diferitelor categorii de litieră.
Păsările de pădure prezintă multe adaptări morfologice(aripi mai
scurte, cozi mai lungi, musculatură pectorală mai dezvoltată pentru a
uşura manevrabilitatea printre arbori) picioare anizodactile (trei degete
înainte, unul înapoi) sau zidodactile (câte două degete în faţă şi în
spate ca la ciocănitori), cu dispozitive de mărire a aderenţei şi de
prindere pe tulpină şi crăci conformaţie specială a capului, ciocului şi a
limbii la păsările care se hrănesc cu larve din scoarţă si lemn.
Păsările de pădure zboară în general pe distanţe mici, unele au un
zbor caracteristic în care alternează bătăi dese de aripi şi scurte faze
de planare. Năpârlirea nu se face deodată ci treptat, asigurându-se
permanent capacitatea de zbor.
Mamiferele arboricole au ghiare ascuţite şi recurbate, degete
lăţite şi cu periniţe ceea ce uşurează căţărarea în arbori. Coada
stufoasă are rol de cîrmă în timpul săriturilor de pe o creacă pe alta
sau chiar de pe un arbore pe altul. Mamiferele arboricole îşi au şi
adăpostul în arbori (scorburi în cazul veveriţei, jderului sau pisicii
sălbatice, cuiburi special construite în cazul pîrşilor etc.)
2.4.Nisa ecologică si populaţia
Fiecare populaţie are locul său bine determinat în structura
ecosistemului, care se numeşte habitat. Totodată populaţia, după
specificul ei funcţional, se încadrează în procesele ce se petrec în
biocenoză şi ecosistem şi inerent intră în raporturi cu alte populaţii
cu care, interacţionează, pe care le influenţează sau de care este
influenţată precum şi cu factorii mediului abiotic din ecosistem care o
influenţează sau pe care-i foloseşte sau îi modifică.
Locul în care trăieşte, resursele de hrană, pe care le uti lizează,
rolul pe care-1 îndeplineşte în fluxul de materie si ener gie din
ecosistem, raporturile în care este implicată, toate la un loc formează
nişa ecologică a populaţiei. Se poate spune că ni şa ecologică este felul
de viaţă al populaţiei în spaţiul ei vital din ecosistem.
Populaţia ar trebui să ocupe, desigur, nişa ecologică care se
potriveşte cel mai bine însuşirilor ei adaptive, activităţilor vitale
specifice. De cele mai multe ori, în ecosistemele stabile aşa se
întâmplă. Există însă şi multe situaţii când nişa favorabilă este ocupată
deja de o populaţie cu activitate asemănătoare. In acest caz populaţia
fie că nu poate intra în structura ecosistemului fie va ocupa treptat
nişa prin eliminarea populaţiei concurente. Nişa ecologică nu trebuie
înţeleasă ca un fenomen rigid, strict delimitat. Ea se poate îngusta sau
lărgi în raport cu caracteristicile populaţiei, mai ales în raport cu
vârsta, sexul, vitalitatea populaţiei etc.
Un ecosistem este cu atît mai divers cu cît poate oferi spaţiu vital
şi resurse la mai multe populaţii, deci cu cît este mai bogat în nişe
ecologice posibile. Acestea devin nise reale în momentul când sînt
ocupate de populaţiile corespunzătoare.
Trebuie relevat că prin anumite măsuri silviculturale se pot
distruge nişe ecologice existente, dar se pot şi crea condiţii pentru
formarea de noi nise.
Astfel, prin tăierea rasă â pădurii se crează nişe pentru multe
populaţii de plante de tăietură care invadează terenul. Nişele arborilor
se refac treptat, pe măsură ce se dezvoltă noua generaţie de arbori. Prin
amenajări speciale şi culturi furajere se creează nişe favorabile pentru
diferite specii de vânat ş.a.m.d.
2.5 Raporturi intrapopulaţionale.
Populaţia ecologica este formată de regulă din mulţi indivizi.
Intre acestea se creează raporturi de natură foarte diversă.
Caracteristica principală a reporturilor intrapopulaţionale este
orientarea lor spre asigurarea existenţei populaţiei în ansamblu, chiar
dacă o parte din indivizi sunt eliminaţi, într-un fel sau altul
(Botnariuc 1976). De aceea raporturile intrapopulaţionale au caracter
contradictoriu - pe de o parte de favorizare, pe de altă parte de
stînjenire sau chiar de competiţie directă.
Raporturile de favorizare sînt acele interacţiuni care sînt
avantajoase pentru indivizii populaţiei, asigurându-le supravieţuirea,
creşterea, dezvoltarea, înmulţirea.
Printre raporturile de favorizare mai cunoscute se înscrie
efectul de grup, adică efectul pozitiv, al aglomerării organismelor în
grupe mai mari sau mai mici.
Efectul favorizant al grupului se manifestă atît la plante, la
animale, cît şi la microorganisme. Desişurile formate din exemplarele
unei singure specii de arbori, de arbuşti sau de ierburi se întâlnesc
frecvent. Deşi creşte într-o anumită măsură competiţia pentru resurse a
organismelor populaţiei, se asigură însă limitarea concurenţei cu alte
specii la periferia grupului, se creează un microclimat favorabil, o
stabilitate mai mare pentru fiecare exemplar în parte, protecţie pentru
exemplarele tinere etc., polenizare mai sigură etc., şi chiar
posibilităţi de supravieţuire mai mari în faţa consumatorilor, existând
şansa ca să nu fie distruse toate exemplarele de grup.
Efectul de grup se constată şi la multe animale. Astfel, viaţa
păsărilor în stoluri monospecifice (ca de altfel şi în cele mixte) aduce
avantaje fiecărui exemplar, printr-o securitate mai mare şi posibilităţi
mai bune de hrană.
La unele specii de insecte iernarea sub formă de larve în cuiburi
(Euproctis chysorrhaea, Aporia crataegi), asigură în mai mare măsură
supravieţuirea. Roiul de albine iernează prin menţinerea unei temperaturi
convenabile pe timp de iarnă şi asigură prin temperatură constantă şi în
perioade mai reci dezvoltarea generaţiilor noi de albine.
Interesante efecte de grup se constată la gândacii de scoarţă care,
prin mecanisme biochimice de informare, se adună pe aceeaşi arbori creind
un mediu mai favorabil de viaţă prin slăbirea rezistenţei arborilor
atacaţi şi eliminarea concurenţei populaţiilor altor specii. Aşa se
întâmplă în cazul populaţiilor de Ips typograpbuss Cryphalus piceae,
Blastophagus piniperda, Scolytus scolytus etc.
Printre raporturile de favorizare trebuie relevate cele de
ocrotire a generaţiei, tinere care se realizează în cele mai diverse
moduri. Puieţii arborilor folosesc în primele faze de dezvoltare adăpostul
creat de arborii bătrâni împotriva insolaţiei ;i a îngheţului. 'Clocitul
la păsări, hrănirea puilor la păsări şi mamifere, apărarea lor contra
intemperiilor, a duşmanilor, prin asigurarea de adăposturi, învăţarea lor
pentru căutarea hranei, pentru evitarea primejdiilor este o condiţie
necesară pentru menţinerea sau creşterea numărului populaţiei, activităţi
speciale pentru favorizarea dezvoltării de noi generaţii se constată şi
la multe insecte care i aleg sau pregătesc substratul de depunere a
ouălelor (de exemplu la ţigărari, viespi paraziţi etc.).
Raporturi de favorizare se întâlnesc frecvent la microorganismele
din sol care elimină în substrat enzime şi substanţe active ce asigură
dezvoltarea bună a populaţiei proprii, dar inhibă dezvoltarea altor
populaţii.
Raporturile de stânjenire sunt, ca şi cele de favorizare, foarte variate.
Raporturile de stânjenire se realizează, de pildă, la plante prin umbrire
§i reducere în acest fel a intensităţii fotosintezei, ceea ce se
repercutează asupra producţiei de biomasă şi a dimensiunii unei părţi din
populaţie. Este cazul arborilor crescuţi în masiv strâns.
Creşterea populaţiilor de păsări reduce numărul de ouă §i pui ca
efect al hranei mai puţine.
Stînj0nirea germinării şi dezvoltării puieţilor ae poate produce în
eazul acumulării prea mari de litieră de la arborii bătrîni care
îngreunează ajungerea la sol a rădăcinilor. La pin,de exemplu,dacă la o
grosime a litierei de l cm se găsesc loooo puieţi la ha, la o grosime de 5
cm numărul puieţilor era de numai loo, iar la grosimi mai mari puieţii
lipsesc (Moroaov 1949).
Efecte Inhibatoare asupra dezvoltării puieţilor au fost constatate
în cazul .molidului, bradului, gorunului (Negruţiu 1973).
Raporturile de competiţie (concurenţa) iau na§tere între indivizii
unei populaţii în cazul,insuficienţei resurselor de hrană, a spaţiului de
viaţă, a adăposturilor, pentru eliminarea unui competitor la partenerii
de înmulţire etc.
Competiţia se poate manifesta direct, prin acapararea resurselor sau
partenerilor de înmulţire.,de indivizii mai viguroşi şi eliminarea în
acest fel a celor mai slabi. Aga se intîmplă de exemplu în cazul multor
insecte Apăsări §i mamifere la eare se manifestă fenomenul de
teritorialitate. Acest fenomen constă în ocuparea temporară sau pe o
durată mai mare de timp a unei suprafeţe din ,e-
ecosistem de către im individ sau o familie (ai alee în perioada de
înmulţire) în care se afla sau se construieşte adăpostul şi din care se
procură hrana. Acest teritoriu este de regală marcat şi apărat împotriva
altor indivizi din populaţia respectivă. Fenomenal de teritorialitate a
fost bine studiat la păsări care-şi marchează teritoriu prin sunet
(cântec)(fig.2.3)cît şi la Mamifere care folosesc şi alte mijloace de
marcare (secreţii glandulare sau excremente, semne de arbori, cum se
întâmplă la ura). Exemplarele care rămân fără teritoriu trebuie fie să-1
cucerească prin luptă, fie să migreze,fie să dispară.
Fig.25- Teritorialitatea la privighetoare în sudul Franţei:1-12 reprezintă perechi cuibuitoare ( după Boadel, 1989).
Trebuie subliniat însă că în foarte puţine cazuri luptele pentru
teritoriu sfârşesc prin omorârea adversarului. De cele mai multe ori se
folosesc tactici de intimidare care sfârşesc prin abandonarea luptei de
către adversarul care se simte mai slab. Avantajul este de regulă de
partea individului care stăpâneşte deja teritoriul şi care manifestă mai
multă siguranţă în conflict.
Teritorialitatea se manifestă şi la multe insecte. Este suficient
să amintim albinele care nu permit accesul în colectivitate şi în
adăpostul pe care-1 au a exemplarelor străine de roi, recunoscându-le
după miros. La gândacii de scoarţă (ipide)}familiile care reuşesc să se
instaleze primele pe un trunchi de arbore slăbit ocupă o suprafaţă mai
mare, iar cele venite ulterior nu mai au spaţiu suficient de hrană dând
naştere la urmaşi mai puţini.
In cazul populaţiilor de plante, competiţia se desfăşoară indirect,
prin folosirea de către unii indivizi a unei părţi mai mari din resursele
existente, reducându-se astfel volumul de resurse disponibil pentru alţi
indivizi ai populaţiei. Cauzele pot fi foarte diferite - plantule mai
viguroase, răsărite din seminţe mai mari, sau plantule aflate în
condiţiile de mediu mai favorabile, chiar o ereditate favorizantă etc.
Dezvoltarea mai rapidă şi biomasa, mai mare produsă de asemenea exemplare
le favorizează în folosirea energiei,apei, a substanţelor minerale,
mărind din ce în ce mai mult decalajul faţă de exemplarele care nu au
avut7din start ) condiţiile favorizante respective. Cel mai bun exemplu îl
furnizează populaţiile de arbori,, la care din zecile sau sutele de mii
şi chiar din milioanele de puieţi ce se instalează pe un ha (la fag de
exemplu), se elimină, la început rapid, apoi din ce în ce mai lent, cea
mai mare parte din exemplare (fig.2.1),în urma diferenţierii poziţionale
şi a dispariţiei exemplarelor a căror frunze sînt lipsite de lumină
suficientă şi a căror rădăcini nu pot extrage destulă apă şi substanţe
minerale. Obişnuit,în pădure, lumina este factorul principal care
declanşează competiţia. Dar în regiunile secetoase acest factor poate fi
apa, în cele reci şi căldura.
În raporturile de competiţie are importanţă mare densitatea
populaţiei. Teoretic, la densităţi mari competiţia ar trebui să fie mai
pronunţată. In realitate există o serie întreagă de mecanisme
populaţionale, dar şi de mecanisme biocenotice (de exemplu relaţiile
interpopulaţionale),sau mecanisme de reglare prin mediul abiotic care
reglează densitatea, astfel încât competiţia să fie mult limitată.
Se cunoaşte de pildă la animale stresul provocat de creşterea
numărului populaţiei peste anumite limite care provoacă schimbări
fiziologice şi limitează înmulţirea. Nu este exclus ca asemenea fenomene
de stres să existe şi la plante.
Raporturile de înmulţire sînt esenţiale pentru perpetuarea
populaţiei şi ele îmbracă forme foarte diverse după natura populaţiei.
La plantele de pădure, ca şi la cele mai multe plante, raporturile
de înmulţire au caracter indirect - polenizarea,care asigură fecundarea
ovulelor şi formarea seminţelor., se produce prin vânt (la populaţiile
anemogame) sau prin insecte (la populaţiile entomogame). Din prima
categorie fac parte populaţiile de răşinoase, de stejari, de fagi, din a
doua categorie cele de tei, arţari, pomacee.
Multiple adaptări s-au format pentru a asigura buna desfăşurare a
acestor raporturi : la speciile anemogame - producţie mare de polen uşor
şi cu dispozitive speciale pentru transportul cu ajutorul vântului, la
speciile entomogame culori şi substanţe atractante (cum este nectarul) şi
flori cu construcţie specială pentru a încărca insectele cu polen.
Dispersarea seminţelor sau sporilor se face la plante tot cu
ajutorul vântului şi a animalelor. Multe plante de pădure sînt zoochore,
adică au răspândirea asigurată cu ajutorul animalelor, deoarece vântul
este un factor de mai mică importanţă în pădure.
La animalele de pădure raporturile de înmulţire sînt directe
pentru aceasta fiind dezvoltate multa adaptări morfologice, fiziologice,
comportamentale.
Selecţia sexuală a dus la dimorfism sexual - masculii diferind la
numeroase specii de femele. La insecte există mecanisme complexe de
găsire a partenerilor. Unele sînt sonore (stridulaţiile la cicade,
croitori, scolitide), luminoase (licurici) chimice (substanţe atractante
cunoscute sub numele de, feromoni care sînt secretate de exemplarele
femele sau mascule şi percepute printr-un aparat olfactiv foarte
sensibil de sexul opus.).
Numeroase sînt adaptările comportamentale - căutarea şi
împresionarea partenerului prin sunet, culoare, mişcări speciale,
jocuri nupţiale etc.
Pentru asigurarea puilor multe animale construesc sau amenajează
adăposturi (cuiburi, vizuini, scorburi etc.). Comportamente speciale
asigură hrănirea puilor, învăţarea lor.
Încheind discuţia despre raporturile intraspecifice trebuie
subliniat că ele au. de regulă caracter complex adică îmbină aspecte de
competiţie, de stânjenire, de înmulţire, pe de o parte şi de favorizare, pe
de altă parte ş.a.m.d.
Important este de reţinut că aceste raporturi, în combinaţie şi cu
raporturile de alte feluri, conduc la menţinerea structurii Şi
funcţiilor populaţiei în ecosistem, desigur în limita unor inerente
fluctuaţii de care se va vorbi în secţiunea următoare.
2.6 Dinamica populaţiei
Prin dinamica populaţiei se înţeleg toate modificările acesteia în
timp.
Ca şi alte fenomene a lumii vii, populaţia este într-o
permanentă schimbare ca efect a raporturilor indivizilor ei cu mediul
abiotic, cu indivizii din populaţia respectivă sau cu indivizi din alte
populaţii.
Astfel, de exemplu, indivizii din populaţie au un anumit ritm, de
viaţă şi înfăţişare în funcţie de variaţia factorilor lumină, căldură,
apă, care după cum se ştie, nu sînt constante în timp şi se schimbă în
decursul zilei, a anului şi chiar de-a lungul a mai multor ani. Dar
ritmul de viaţă şi înfăţişarea indivizilor se schimbă şi cu vârsta lor.
Raporturile de înmulţire în cadrul populaţiei duc la apariţia continuă
sau periodică de noi indivizi. În acelaşi timp, în urma influenţei
mediului abiotic, a raporturilor interpopulaţionale şi intrapopulaţionale,
a vârstei, o serie de indivizi dispar prin moarte sau migrează. Toate
aceste schimbări la nivel individual se reflectă în starea populaţiei şi
determină variaţia ei în timp.
Principalele aspecte ale dinamicii populaţiei sînt cele provocate
de schimbările în activitatea şi înfăţişarea populaţiei şi cele provocate
de schimbarea numărului (sau efectivului)ei, ceea ce în final duce la
modificarea şi altor caracteristici ai populaţiei (de exemplu a
densităţii, frecvenţei, agregării, structurii dimensionale, a biomasei, a
structurii vârstelor sau sexelor etc.).
Este de subliniat că toate schimbările ce se produc la nivel de
individ, multe din ele întâmplătoare si se mediază la nivel de populaţie
şi capătă un aspect de masă, cu caracter de lege. Prin aceasta se asigură
de fapt existenţa şi perpetuarea în timp a populaţiei. Astfel, într-un an
pot să se nască indivizi mai puţini şi să moară mai mulţi, în alt an
situaţia să fie inversă, dar pe o durată suficient de mare de timp
numărul mediu al populaţiei rămâne acelaşi, oscilaţiile se compensează.
Modificările in activitatea si înfăţişarea populaţiei pro duse în
decursul zilei definesc ritmul cicadian (sau nictemeral).
Modificările în activitatea ai înfăţişarea populaţiei care au loc în
cursul anului, pe anotimpuri, definesc ritmul fenofazic (sau sezonal).
Modificarea numărului populaţiei poate să se producă pe intervale de
timp destul de diferite. Pentru populaţiile ecosistemelor forestiere
interesează variaţia ce se produce în decursul unui an şi pe perioade de
mai mulţi ani.
Variaţia numărului-populaţiei în cursul unui an se numeşte
fluctuaţie numerică anuală, iar pe mai mulţi ani - fluctuaţie nume rică
multianuală. Pentru simplificarea terminologiei se vor utiliza termenii
"fluctuaţie anuală" şi "fluctuaţie multianuală" fără a pierde din vedere
că este vorba de numărul populaţiei.
In legătură cu fluctuaţiile mai trebuie relevat un aspect important
- ele se repetă în timp, având caracter ciclic.
Fluctuaţiile populaţiilor sînt provocate de influenţele mediului
abiotic, de raporturile interpopulaţionale cît şi de
raporturile din cadrul populaţiilor. Fiecare populaţie are un potenţial
mare de înmulţire, dar acesta nu se poate manifesta integral din cauza
factorilor limitativi abiotici ca şi biotici care formează “rezistenţa
mediului"
Fluctuaţiile numerice ale populaţiilor în biocenoze
se produc deoarece mecanismele de autoreglare biocenotice sînt suficient
de rapide fiind un rezultat al raporturilor între indivizi şi populaţii.
•"•
Variaţia numărului rezulta din raportul schimbător între
natalitate (apariţie de noi indivizi) şi mortalitate (dispariţia unor
indivizi). Dar această variaţie poate fi cauzaţii şi de migrarea unei părţi
din populaţie (când în mediu nu mai sînt resurse de hrană)
2.6.1 Ritmul circadian (nictemeral)sau ritmul de 24 de ore)
Alternarea unei perioade de lumină şi a uneia de întuneric
în 24 de ore, caracteristică pentru cea mai mare parte din
suprafaţa globului terestru (cu excepţia zonelor arctice), a determinat
formarea, la aproape toate speciile, a unor ritmuri de viaţă circadiene
foarte bine exprimate.
Populaţiile care alcătuiesc biocenozele forestiere ea împart din
acest punct de vedere în două mari categorii: diruine şi nocturne.
Primele sînt active în timpul zilei având repausul în timpul nopţii,
celelalte sînt active noaptea şi se odihnesc ziua.
Din prima categorie fac parte toate populaţiile da plante verzi sare
pentru a asimila au nevoie de lumină.
Obişnuit asimilaţia şi procesele corelate de respiraţie şi
transpiraţie prezintă un mers diurn intensitatea proceselor crescând de
Fig.2.4 — Influenţa temperaturii asupra
asimilaţiei la iluminărind diferite (după Fişek
şi Winkler,din Lyr şi colab.,1957)
dimineaţa spre prânz şi descrescând apoi spre seară (fig. 2.4).
Curba care redă acest mers poate avea unul sau câteva maxime, adesea
înregistrându-se o depresiune în orele cele mai calde ale zilei.
Asimilaţia clorofiliană duce la acumularea de biomasă şi 1a
creşterea plantelor. Mersul diurn al acumulării şi creşterii} corelat cu
asimilaţia, este mai puţin cunoscut. Din datele existente (Mitscherlieh
1975) rezultă că creşterea la arbori se produce de regulă după prânz,
după ce s-a atins maximul de asimilaţie, conţinând în unele cazuri (pe
timp cald) şi noaptea.
Ritmul circadian al asimilaţiei determină şi schimbări de mediu -
ziua în aer creşte concentraţia de oxigen şi de vapori de apă şi scade cea
de bioxid de carbon, noaptea are loc un proces invers. Dacă ziua se
produce o scădere a apei din sol noaptea,prin circulaţia din cadrul
solului, se reface umiditatea solului.
Alte fenomene de ritmică circadiană la plante sînt deschiderea şi
închiderea florilor, modificarea poziţiei frunzelor în raport cu soarele
(de exemplu la teiul argintiu), ritmul de cădere a frunzelor şi fructelor
toamna etc.
Şi la animale ritmurile circadiene sînt bine precizate, dar de
obicei foarte diferite.
Multe insecte zboară ziua, în orele cu intensitate luminoasă şi
temperatură mare. Aşa sînt fluturii de zi (de exemplu Aporia crataegi,
Vanesa antiopa, Fapilio podalirius ş. a.), sau gândacii de scoarţă ai
răşinoaselor, la care zborul se produce în orele calde ale zilei.
Alte insecte (fluturi din familia sfingidelor, unii gândaci de
scoarţă cum sînt speciile genurilor Hytastes sau Dryocoetess ca şi o serie
de cărăbuşi Melolontha, Anoxia) zboară în amurg. Majoritatea
microlepidopterelor (tortricide, piralide, iponomentide ) şi multe
macrolepidoptere (Lymantria, EuproctiSj Malacosoma, Agrotis) zboară după
lăsarea întunericului, până spre miezul nopţii. După o pauză de câteva
ore activitatea reîncepe pentru timp scurt, înainte de răsăritul soarelui.
Exista şi insecte cu două sau mai multe perioade active în timpul
zilei (cazul coleopterelor tenebrionide). Omizile de Lymantria au şi ele
mai multe perioade de hrană în timpul zilei între orele 4-8 dimineaţa, lo-
12, 2o-24l. La Taumatopaea procesaionea hrănirea se produce atât ziua cît
şi noaptea, la intervale de aproximativ 6 ore.
In general există insecte cu ritm monofagic, cu o singură perioadă
activă, cu ritm bifazic cu două perioade active şi cu ritm polifazic, cu
mai multe perioade active.
Majoritatea animalelor superioare au ritm polifazic. Mamiferele
rumegătoare, din cauza hranei sărace în calorii, trebuie să pască şi să
rumege de mai multe ori pe zi.
Rozătoarele mici, care consuma seminţe şi fruste sînt active
noaptea, când adună şi rezerve de hrană pe care o consuma din ziua când se
retrag în adăposturi. La păsări, care au un consum energetic ridicat,
se constată mai multe perioade de hrănire, şi o succesiune diurnă a
deplasărilor în teritoriul pe care îl ocupă.
Dintre păsările răpitoare, o parte sînt de zi (şoimul, acvila)
hrănindu-se cu păsărele sau alte animale care au activitate diurnă, o
parte sînt de noapte (bufniţele), hrănindu-se mai ales cu şoareci care au
activitate de noapte.
2.6.2 Ritmul sezonal (fenofazele)
In cursul anului succesiunea de sezoane reci şi calde, umede şi
uscate, iar în regiunile polare şi de sezoane fără lumină, au imprimat
populaţiilor adaptări speciale care se manifesta prin schimbarea
înfăţişării, a intensităţii proceselor vitale cît şi printr-o succesiune
periodică a anumitor comportamente sau procese.
Aceste schimbări reversibile a fenotipului speciilor cît si a
proceselor vitale, în cursul anului, în funcţie de regimul unor factori
ecologici, se numesc fenofaze.
In zona temperată fenofazele sînt determinate de succesiunea a
patru anotimpuri (sezoane diferite din punct de vedere al căldurii,
umidităţii şi a lungimii zilei (a duratei de iluminare). După o primăvară
mai rece şi mai umedă,cu zile la început scurte apoi din ce în ce mai
lungi, vine vara caldă şi suficient de umedă, cu zile lungi, apoi toamna
suficient de caldă, dar mai uscată, cu zile în scădere şi în sfârşit
iarna rece şi în general uscată, cu zile scurte.
Schimbările sezonale ale populaţiilor din această zonă sînt
numeroase şi variate.
La arborii şi arbuştii cu frunze căzătoare precum şi la larice sau
taxodium, cele mai tipice manifestări sezonale sînt înfrunzirea,
creşterea în înălţime şi grosime şi înflorirea primăvara (creşterea şi
înflorirea se produce la unele specii şi vara), formarea şi coacerea
fructelor vara şi toamna, îngălbenirea şi căderea frunzelor şi a
fructelor sau seminţelor toamna (la unele specii şi iarna).
Fiecare populaţie are ritmul său fenofazic specific.
Astfel ulmul, alunul, cornul, înfloresc foarte devreme, chiar din
februarie, înainte de înfrunzire. Ulmul îşi formează fructele şi
diseminează la sfîrşitul primăverii, dar la celelalte două specii
formarea şi maturizarea fructelor se produce vara şi toamna. Teii
înfloresc la începutul sau mijlocul verii, iar diseminarea se produce
iarna. La unele specii cum este cerul, maturizarea fructelor şi
diseminarea se produce în al doilea an.
Si la răşinoasele eu ace persis tente se produce schimbarea acelor, dar abia după câţiva ani de la formare.
Creşterea la arbori are de asemenea, ritmuri sezonale distincte.
Aproape toţi arborii prezintă o creştere în grosime cu două faze - in
prima se formează lemnul de primăvară, cu vase largi şi lemn afânat, în a
doua se formează lemnul de toamnă cu vase înguste şi lemn compact. La
frasin} creşterea în grosime se încheie la începutul verii, la stejari,
procesul continuă până spre sfîrşitul verii. Creşterea în lungime se
produce de regulă, odată cu înfrunzirea. Dar la unele specii, cum sînt
stejarii, se produce, în unii ani cu regim hidrotermic favorabil, şi a
doua creştere în lungime.
La rădăcina arborilor se constată de asemenea o periodicitate a
creşterii. O creştere intensă se produce la sfîrşitul primăverii şi
vara, urmează o pauză de vară şi o nouă perioadă de creştere intensă
toamna şi apoi o pauză iarna (Brunig).
Ierburile de pădure anuale germinează, cresc, înfloresc şi
fructifică în cursul sezonului de vegetaţie şi iernează sub formă de
sămânţă. Plantele efemeroide de primăvară (în general plante perene cu
bulbi), pornesc, înfloresc şi fructifică la începutul primăverii, înainte
de înfrunzirea pădurii, apoi intra intr-o lungă perioadă de repaus.
Plantele ierboase perene pornesc eşalonat, din primăvară până în vară,
înfloresc, fructifică,apoi partea lor supraterană se usucă, rămânând în
sol, în repaus, până în primăvară, organele de perpetuare vegetativă
(muguri pe tufe, rizomi, bulbi etc.) cît şi seminţele.
Strâns corelate cu fazele fenologice ale plantelor, care le
servesc ca hrană, sînt şi fazele fenologice ale insectelor, păsărilor,
mamiferelor, altor grupe de animale de pădure.
Majoritatea insectelor are ca principale faze fenologice
eclozarea, trecerea omizilor prin câteva stadii de dezvoltare (urmate de
năpârliri), împuparea, ieşirea din pupă a adulţilor, storul de
împerechere, depunerea ouălor. Aceste stadii se pot produce în perioade
foarte diferite a anului, după ritmul de viaţă specific fiecărei
populaţii.
Majoritatea lepidopterelor şi himenopterelor fitofage,
defoliatoare, îşi au ciclul sezonal de dezvoltare primăvara şi la
începutul verii. In aceeaşi perioadă, se desfăşoară şi viaţa stadiilor
adulte a gândacilor de tulpină (de cambiu şi xilofagi). cît şi a celor de
rădăcină (cărăbuşi). In a doua jumătate a verii, toamna şi iarna
majoritatea acestor insecte se află în stadiu de repaus (ouă sau pupă)
sau în stadiu larvar (sub scoarţă şi în lemn). Există însă insecte care
iernează sub formă de omizi tinere (Euproctie chysorrhoea, Aporia
crataegi), aflate în diapauză.
Zborul adulţilor depinde de starea timpului. Astfel zborul
gândacilor de scoarţă şi a cărăbuşilor prezintă o depresiune în perioada
rece din luna mai.
Dezvoltarea sezonală a insectelor entomofage, ca şi a păsărilor
insectivore, este adaptată la ritmul fenologic al insectelor folosite ca
hrană. Astfel, insectele oofage eclozează mult după dozarea larvelor de
defoliatori atingându-şi maturitatea In momentul când la populaţiile
gazdă se produce depunerea ouălelor.
Păsările de pădure au ca faze fenologice caracteristice năpârlirea,
formarea perechilor, construirea cuibului} depunerea Ouălor, clocirea,
hrănirea puilor, învăţarea puilor.
Perioadele de depunere a ouălor în cursul sezonului cald sînt
destul de diferite (fig.2,5). La păsările insectivore acestea
Fig. 3S-- Perioada de depunere a ouălor la trei specii de păsărele insectivoreI -
Brithacus rubecula ; II – Pheosnicurus phesendeurus ; III – Mussiorpa striate
sînt corelate, cu perioada de dezvoltare maximă a insectelor ce servesc ca
hrană, la cele granivore cu perioadele de maturare a seminţelor. Astfel,
la piţigoiul vânat, eclozarea şi dezvoltarea puilor se produce când în
pădure numărul de omizi este maxim. Forfecuţa îşi creşte puii şi iarna
dacă recolta de seminţe de răşinoase este abundentă.
Pentru multe specii de pădure este caracteristică migraţia sezonală
în perioadele în care nu-şi pot găsi hrana (de pildă iarna când lipsesc
insectele). Aceste populaţii au ca faze fenologice distincte sosirea
primăvara, formarea stolurilor şi plecarea toamna.
Două treimi din păsările pădurilor noastre migrează iarna, ceea ce
duce la importante variaţii de număr total al păsărilor In biocenozele
de pădure, pe parcursul anului.
La mamiferele de pădure principalele fenofaze sînt
năpârlirea, formarea perechilor sau familiilor, naşterea şi
creşterea puilor, învăţarea puilor, migraţii sezoniere provocate
de schimbarea hranei (care, spre deosebire de păsări, au de
regulă numai caracter local). La unele specii există şi o fază
de hibernare (urs).
Fenofazele mamiferelor se produc în sezoane diferite.
Astfel formarea familiilor la căprior se produce vara, la cerb
toamna.
2.6.3 Fluctuaţii anuale
Fluctuaţii anuale se observă la populaţiile care se
reproduc în fiecare an.
Dacă este vorba de specii anuale, a căror ciclu de viaţă nu
depăşeşte un an, fluctuaţia începe de la O, numărul de indivizi
care se formează din seminţe, spori sau ouă creşte treptat,
până la un anumit nivel apoi scade spre toamnă când toţi
indivizii populaţiei dispar rămânând numai seminţele, sporii sau
ouăle (fig. 2.6).
Fig. 2.6 — Curba de fluctuaţie anuală
populaţiilor cu ciclul de viaţi
sub os an
Dacă este vorba de specii 'a căror ciclu de viaţă depăşeşte
Fig.2.7. Curba de
un an, fluctuaţia începe de la numărul de indivizi adulţi ce s-
au păstrat din anul anterior, acest număr creşte pe seama
indivizilor noi şi se poate menţine la acelaşi nivel sau scade
spre toamnă,fără a ajunge însă la O (fig.2,7).
In tabelul 2.se prezintă fluctuaţia anuală a populaţiilor
de mierlă şi ţoi.
Tabelul 2.4
Fluctuaţia anuală la două populaţii de păsări în
câteva biocenoze forestiere
Biocenoza __Nr.de_exemplare în luna__ Nr.de_exemplare în lună
vîrsta(ani) IV IV
III VII .VIII IX XI-II III VII VIII IX-X XI-II
St-
ejareto-
cărpinet
8o~2oo
ani
Turdus amerula
(mierlă)
2 84 32 6 1
Sitta europea (ţoi)
51 102 138 64 37
Stejăreto
-cărpinet
2o-4o ani
6 158 92 65 - 12 - 22 9 13
Făget 8o-
2oo ani 1 11 - - - - 6 16 6 15 7
Molidiş
8o-2oo
ani
3 66 50 16 2 2 24 12 27 12
2.6.4 Fluctuaţii multianuale
La anumite populaţii, de exemplu la insectele
defoliatoare la şoareci, la păsări, la mamifere, efectivul
(numărul) poate creşte câţiva ani la rând, apoi poate scădea
de-a lungul altor ani. Iau naştere astfel fluctuaţii
multianuale ale numărului.
In fig.2.8 se prezintă asemenea fluctuaţii la Bupalus
piniarus, dăunător, al pinului şi Zeiraphera grieeana, dăunător
al laricelui.
Fig 2.8-Variaţia efectivului la Bupalus (a)şi Zeiraphera grieeana (b)
a-după Varley,1949 b-după Balteweiber,1964, din
Odium,1975
Curbele arată o ciclicitate a fluctuaţiei de 4-lo ani. Variaţia
numărului populaţiilor este foarte mare, putând creşte de sute şi chiar
mii de ori.
Fluctuaţii numerice multianuale se înregistrează la arbori.
Acestea se întind pe zeci sau chiar sute de ani.
2.6.5 Cauzele fluctuaţiilor numerice
Cauzele fluctuaţiilor pot fi diferite, acţionând de regulă
corelat.
Multe fluctuaţii au drept cauza, variaţia factorilor ecologici, în
cursul anului, dar şi pe perioade de mai mulţi ani. O primăvară caldă şi
timpurie poate favoriza sporirea populaţiilor de şoareci, iepuri, insecte
Şefoliatoare, după cum ploile reci şi prelungite poţi reduce puternic
aceste populaţii.
Gerurile mari, îngheţurile timpurii sau târzii, zăpezile abundente,
poleiul, pot fi tot atâţia factori care ea determine fluctuaţii
populaţionale.
Variaţia rezerve de hrană poate determina fluctuaţii. Astfel
periodicitatea fructificaţiei sistemului influenţează populaţiile de
mistreţ, de şoareci etc. De exemplu, după ani bogaţi de ghindă,la
mistreţ>la o fătare,s-au înregistrat în medie 5,8 purcei pe când în ani
fără ghindă numai 3,1 purcei.
Fluctuaţiile pot fi cauzate de înmulţirea prădătorilor sau paraziţi
or care decimează populaţia. De regulă însă, în asemenea cazuri, se
produce în timp un control reciproc a numărului populaţiei pradă şi a
populaţiei prădător. Când populaţia pradă creşte, se înmulţeşte şi
prădătorul, dar cu un decalaj de 1-2 ani. Acesta reduce numărul populaţiei
pradă, dar din cauze lipsei de hrană descreşte şi numărul populaţiei
prădător, ceea ce permite din nou înmulţirea pradei ş.a.m.d.
Dar fluctuaţiile pot fi cauzate şi .e raporturile intrapopulaţionale.
Cercetările au arătat rolul deosebit ce revine în acest sens densităţii
populaţiei. Când densitatea este mare, iar contactele între indivizi se
înmulţesc} se ajunge. la o stare generală de stres care poate modifica
apreciabil starea fiziologică prin influenţarea glandelor cu secreţie
internă. Ca urmare se schimbă comportamentul, rezistenţa la boli,
prolificitatea. S-a demonstrat că la defoliatorul Malacosma neustria, în
faza de maxim numeric, omizile îşi pierd mobilitatea, se hrănesc puţin şi
sînt sensibile la infecţii. S-a emis ipoteza că densitatea are o funcţie de
reducere a fluctuaţiilor (Odum 1975).
Unii autori consideră că întregul ecosistem, prin multiple influenţe, are
un important efect de reglare a fluctuaţiilor a fluctuaţiilor populaţionale.
Datele existente arată că fluctuaţiile cele mai numerice cele mai
puternice se produc în ecosisteme simple , formate simple, formate din
populaţii puţine, cu reţea trofică, puţin ramificată (de exemplu în
tundră).
În biocenozele forestiere mai complexe, cu reţele trofice dezvoltate,
dezvoltate, fluctuaţiile sunt mai puţin frecvente şi au amplitudine mai
mică.
Capitolul 3 Biocenoza
Biocenoza este sistemul biologie supraindividual, format din mai
multe populaţii de. organisme eu funcţii ecologice compli mentare, ce
convieţuiesc Intr-un spaţiu geografie mai MULT sau mai puţin .omogen.,sub
raportul factorilor ecologiei, şi asigură un cir cuit complet al materiei
organice.
Biocenoza este un sistem pentru că are toate însuşirile care
caracterizează, potrivit teoriei sistemelor, această unitate a lumii
materiale: organizare, integralitate, heterogenitatea componentelor,
autoreglare, echilibru dinamic. Fiecare din aceste însuşiri sistemice ale
biocenozei vor fi prezentate mai pe larg în secţiunile următoare.
Biocenoza este un sistem deschis pentru că face un continuu schimb
de energie şi materiile cu mediul în care se află.
In alcătuirea biocenozei iau parte câteva, dar de obicei multe şi
chiar foarte multe populaţii de plante, animale, microorganisme, foarte
diferite ca habitus, ca însuşiri, ea manifestări.
Convieţuirea lor, pe timp îndelungat, asigură o structură stabilă,
prin formarea de raporturi care menţin această structură şi permit
dezvoltarea şi funcţionarea mecanismelor de autoreglare şi de perpetuare a
biocenozei.
Aceste populaţii au funcţii ecologice complimentare - unele
sintetizează materia organic din elemente chimice cu ajutorul energiei
solare, altele transformă această materie şi o fac ea circule în biocenoză
şi ecosistem, altele participă la descompunerea ei, asigurând reintrarea
elementelor abiotice în mediu.
Populaţiile trăiesc laolaltă într-un anumit spaţiu limitat, relativ
omogen prin condiţiile de viaţă. Ele au adaptările necesare sau
capacitatea de adecvare la acest mediu abiotic cît şi la convieţuirea cu
celelalte populaţii alcătuitoare a biocenozei.
Biocenoza nu este deci o aglomerare de populaţii întâmplătoare, ci o
unitate compusă din populaţii care pot convieţui în condiţiile specifice
ale unui mediu anumit şi care, prin activitatea lor, pot realiza un
circuit complet al materiei organice, de la sinteză până la descompunere.
Acest lucru are un rol hotărâtor pentru existenţa biocenozei, deoarece
dacă nu se asigură producerea de materie organică din elemente anorganice,
lipseşte baza energetică şi suportul material pentru existenţa ei, iar
dacă materia organică nu se descompune, acumularea continuă de masă moartă
izolează biocenoza de. mediu şi, deci, de afluxul necesar de energie şi
materie, ducând la moartea ei.
Biocenoza forestiera are ca trăsătură deosebitoare fundamentală
prezenţa în structură a populaţiilor de arbori, plante verzi dezvoltate
puternic pe verticală şi cu longevitate mare. Acestea au capacitate
ridicată de influenţare a mediului biocenotic şi celelalte populaţii de
organisme care prezintă, în consecinţa adaptări structurale şi
funcţionale speciale.
3.l Categorii ecologice, de populaţii
In alcătuirea biocenozelor participă, de regulă multe populaţii
aparţinând la specii diferite. Dar din punct de vedere al funcţiilor lor
în biocenoză ele se încadrează în trei mari categorii:
- populaţii producătoare,
- populaţii consumatoare,
- populaţii descompunătoare.
Populaţii producătoare de material organic sînt în general plantele
verzi care, cu ajutorul clorofilei, sintetizează compuşi organici din
elemente organice, eu ajutorul energiei solara.
Populaţii consumatoare sînt plantele fără clorofilă (ciuperci,
bacterii) şi toate animalele, oare consumă fie materie organică vie
(biomasa), fie materie organică moartă (necromasă). Aceste populaţii
transformă materia organică, folosind energia acumulată în aceasta, pentru
desfăşurarea proceselor vitale proprii şi combinaţiile organice constituente
pentru" a-şi resintetiza substanţele necesare în refacerea sau
constituirea organismului propriu.
Populaţii deseompunătoare sînt de regulă ciuperci şi bacterii care
descompun materia organică moartă în combinaţii din ce în ce mai simple
şi în final în bioxid de carbon apă şi elementele minerale componente.
Nu trebuie pierdut însă din vedere că şi populaţiile producătoare au
calitatea de consumatori pentru că o parte din biomasă sintetizată o
consuma pentru nevoile lor energetice şi pentru producerea substanţelor
necesare refacerii sau creşterii organismului. Populaţiile de consumatori
acţionează pentru unele combinaţii organice şi ca descompunători iar
populaţiile de descompunători au şi caracter de consumatori, folosind o
parte din substanţele organice pentru construirea corpului lor şi
obţinerea energiei ce le este necesară. Mai corect este deci să considerăm
că există populaţii preponderent producătoare, preponderent consumatoare
si preponderent deseompunătoare. Această împărţire permite însă
înţelegerea mai uşoară a proceselor care se produc în biocenoză.
3.2 Trăsăturile sistemice ale biocenozei
3.2.1 Organizarea (Structura)
Organizarea, ca atribut sistemic, se manifestă în cazul
biocenozei prin structura acesteia.
Structura înseamnă inventarul de. populaţii specifice ai modul
lor de distribuire _în spaţiu şi timp (permanente sau temporar) .
Compoziţia. Fiecare biocenoză are un. inventar determinat de
populaţii specifice oare constituie compoziţia biocenozei.
Biocenozele forestiere din ţara noastră au de regulă compoziţia
variată. Chiar dacă populaţiile de producători sînt mai puţine (de exemplu
în biocenozele de molidişuri numai câteva populaţii), în schimb
populaţiile de consumatori şi descompunători, mai ales cele compuse din
organisme microscopice, sînt numeroase.
In legătură cu compoziţia trebuie discutată şi problema
diversităţii biocenozei, adică a gradului, de complexitate a compozi ţiei ei. O
biocenoză are diversitatea cu atât mai mare cu cît numărul populaţiilor
ce o compun şi diversitatea lor genetica este mai mare. Modul cel mai
simplu de exprimare a diversităţii - prin număr de popu laţii la unitatea
de suprafaţă, nu este edificator. Diversitatea se caracterizează şi prin
relaţia între numărul de populaţii şi efectivul eu care acestea sînt
reprezentate în biocenoză. După Shanon indicele de diversitate se
calculează cu formula;
H =-Σpilog
2pi
unde pi = numărul de indivizi ai populaţiei în raport cu numărul
total de indivizi din biocenoză,
În cazul când în care toţi indivizii aparţin unei specii, indicele
de diversitate este egal cu O.
Adevărata dimensiune a diversităţii trebuie judecată însă şi în
funcţie de structura genetică a populaţiilor care însă, este încă puţin
cercetată.
In generai biocenozele forestiere au indici de diversitate mari. Cele
mai diversificate sînt pădurile ecuatoriale unde numai populaţiile de
arbori pot ajunge la peste loo pe hectar.
In zona temperată, compoziţia cea mai variată o au biocenozele
forestiere de păduri amestecate de foioase (şleauri) în care convieţuiesc
populaţii de Quercirs, Tilia, Fraxinus, Carpinus, Acer,Ulraus şi alţi
arbori, multe populaţii de arbuşti şi ierburi, de muşchi şi licheni.
Numeroase sînt populaţiile de ciuperci macro şi micromicetet Foarte bogat
este inventarul populaţiilor de animale, în primul rând a celor de
insecte, dar şi de animale superioare (păsări, maaife).
In biocenoză plantele superioare fiind fixate in sol, formează
scheletul pe care se grefează multe din celelalte populaţii.
Populaţiile care intră în compoziţia biocenozei ocupă fiecare un
loc mai mult sau mai puţin bine determinat în spaţiul biocenozei (nişa
ecologică). Acest loc este dictat, de regulă şi de raporturile ce se
stabilesc între populaţii, astfel insectele defoliatoare sau sugătoare
se găsesc pe frunze, insectele xilofage în lemn, ciupercile de micoriză
pe rădăcinile arborilor etc.
Combinaţia de plante superioare marchează şi limitele biocenozei.
Odată cu schimbarea acesteia, ceea ca echivalează şi cu o echilibrare a
hranei pentru celelalte populaţii, se realizează o altă biocenoză.
Prin distribuţia lor, plantele determină stratificarea bioce nozei
pe verticală si, mozaicarea ei pe orizontală.
Stratificarea este distribuţia componentelor bioecenozei, pe
verticală, pe straturi.
Biocenozele forestiere sînt cele mai dezvoltate pe verticală
măsurând câteva reci de metri şi chiar peste loo metri (în şesul celor
mai înalţi arbori de pe glob). Stratificarea este, comparată cu alte
biocenoze, mult mai complicată. Obişnuit, în afară de stratul arborilor,
mai apare un strat de arbuşti, eventual unul de, subarbuşti, un strat al
ierburilor, un strat al muşchilor, un strat al lichenilor, un strat al
ciupercilor, un strat al organizmelor al organismelor din litia şi un
strat al organismelor din sol.
Stratificarea în pădure este de fapt şi mai complicata pentru că în
fiecare strat de pot diferenţia câteva etaje - la arbori de exemplu
2-4, la arbuşti 1-2, la ierburi 3-4 etc. Si la sol se pot separa mai
multe etaje de rădăcini.
Pe acest schelet atât de diferenţiat, alcătuit din plantele
superioare, se grefează celelalte plante, animalele şi microorganismele.
Se formează astfel orizonturi biocenotice în care trăesc anumite grupe
de populaţii.
In biocenoza forestieră asemenea orizonturi sînt
-orizontul corespunzător coroanelor arboretului, cu diferite
populaţii de insecte, păsări, chiar mamifere şi microorganismele
legate de ele;
-orizontul trunchiurilor de arbori, cu insecte specifice
scoarţei şi lemnului, păsări care se hrănesc cu acestea.,
păsări şi mamifere ce se adăpostesc în scorburi. şi micro
organisme caracteristice;
-orizontul coroanelor arbuştilor, cu .insectele ce le populează,
păsările ce cuibăresc aici, prădătorii şi paraziţii acestora;
-orizontul ierburilor, deasemenea cu multe insecte specifice, unele
mamifere erbivore şi carnivore, multe microorganisme;
-orizontul litierei, foarte bogat în ciuperci, micro-faună, unele
pasări ce cuibăresc la sol;
-orizontul superior al rădăcinilor, încă foarte bogat în viermi,
insecte, micromamifere, ciuperci de micoriză;
-orizontul inferior al rădăcinilor, în care nu se mai găsesc decât
nevertebrate şi microorganisme, şi ciuperci de micoriză.
Structura verticală cea mai complicată şi diversificată se
întîîntîlneşte în pădurea ecuatorială.
Stratificarea atât de accentuată din biocenoza forestieră este o
consecinţă a unei specializări pronunţate a populaţiilor de pădure pentru
folosirea cît mai completă a mediului, de asemenea diversificat pe
verticală.
Alcătuirea orizontală a biocenozei este în puţine cazuri omogenă,
având de regulă o distribuţie caracteristică a populaţiilor, unele
uniform distribuite, altele mai mult sau mai puţin agregate. De cele mai
multe ori structura orizontală a biocenoze este mozaicată, alternând
indivizi sau grupe de indivizi din diferite populaţii.
Mozaicarea este caracteristică şi biocenozelor forestiere, mai ales
in straturile inferioare, in care variaţia factorilor ecologici, în
special a luminii şi apei, este foarte accentuată.
Biocenozele forestiere se remarcă prin multitudinea nişelor
ecologice care iau naştere pe toate organele arborilor şi arbuştilor.
Un rol foarte important în biocenoză revine suprafeţelor active prin
care se face schimbul de energie şi materie cu mediul. Suprafeţe active
sînt frunzişul şi rădăcinile plantelor, hifele şi corpurile fructifere ale
ciupercilor, organele animalelor etc.
Biocenoza forestieră are, comparativ cu alte tipuri de biocenoze,
suprafeţele active cele mai întinse faţă de suprafaţa de teren ocupată.
Astfel, suprafaţa foliară a arborilor şi arbuştilor poate fi de 5-l5 ori,
iar rădăcinile de 3-4 ori mai mare decât suprafaţa terenului (fig.3.1).
Stratificarea biomasei în biocenoză este încă o caracteristică a
organizării şi structurii sale.
Piramida biomasei arată raportul între biomasa producătorilor
consumatorilor şi descompunătorilor (fig.3.2).
Pentru pădure stratificarea biomasei este specifică, prezentând
Suprafaţa-foliară-arborilor.
Cambiul-arborilor
Suprafaţa-foliară-arbuşti-ierburi
Suprafaţa-litierei
Suprafaţa-terenului-ocupat
Suprafaţa rădăcinilor
Fig 3.1. – Suprafeţele active ale biocenozelor forestiere în
comparaţie cu suprafaţa de teren ocupată.
1
Fig. 3.2.— Piramida
biomasei intr-un ecosistem
de pădure de foioase cu
Liriodendron: 1-
descompunători-1,5kg,2-
consumatori-165kg;3-
producători-400000kg(după
Reichle şi colab., 1972)
un volum destul de mare în coroane.
Structura trofică a biocenozei. S-a arătat că în biocenoză participă
3
totdeauna trei mari categorii funcţionale de populaţii. Principalele
raporturi care se stabilesc, între acestea sînt raporturile trofice (de
hrană). Fiecare biocenoză are de aceea, pe lângă structura spaţiala şi o
structură trofică exprimată prin inventarul de populaţii producătoare,
consumătoare şi descompunătoare existente în biocenoză şi modul cum
acestea sânt legate Între ele prin relaţiile trofice. Fiecare populaţie
reprezintă o verigă trofică. Iar şirurile de populaţii, legate prin
reporturi trofice, constituie lanţurile trofice ale biocenozei. Aşa de
exemplu frunzele stejarului sînt prima verigă trofică, omizile de
Limantria care se hrănesc cu aceste frunze, a doua verigă trofică,
păsărelele care consumă omizile a treia verigă trofică, şoimul care prinde
păsările - a patra verigă, iar paraziţii-o a cincea verigă. Împreună formează un
lanţ trofic.
Problema raporturilor trofice va fi prezentată mai pe larg în secţiunea
care se refera la raporturile din cadrul biocenozei. Aici este important,
de subliniat că reţelele trofice constituie liantul cel mai puternic între
populaţii care le ţin laolaltă, şi le încadrează într-o structură
anumita, condiţionată de reţeaua trofice de ansamblu a biocenozei. Aceasta
conferă de fapt biocenozei
integralitatea şi îi asigură funcţionarea ca sistem.
3.2.2 Integralitatea
Bicenoza are caracter de sistem şi prin însuşirea ei de a se
manifesta ca întreg, prin structură, prin fluxurile i circuitele pe care
le pune în mişcare, prin caracteristicile pe care le imprimă populaţiilor
care o alcătuiesc, prin influenţele ce le exercită asupra mediului
abiotic.
S-a arăt, în secţiunea precedentă, că biocenoza are o anumită
structură, în care fiecare populaţie îşi are însă nişa ei şi se
încadrează într-un lanţ trofic. Chiar această capacitate de a se
structura, de a-şi organiza elementele componente, este o dovadă că
biocenoza are caracter de unitate integrală.
În biocenoză toate populaţiile acţionează în cadrul fluxului de
material organic care le leagă, astfel, într-un tot cu acţiune concertată.
Populaţiile aceleiaşi specii aflate în biocenoze diferite au
caracteristici diferite ceea ce arată de asemenea că biocenozele
acţionează asupra lor ca întreg, determinându-le specificul. Aceasta pentru
că atât populaţiile cît şi organismele care trăiesc în biocenoză sînt
supuse unei "presiuni biocenotice" specifice care le condiţionează modul
de creştere, dezvoltare, înmulţire şi alte caracteristici.
Integralitatea biocenozei este demonstrată şi de faptul că orice
intervenţie asupra unei populaţii nu rămâne fără urmări asupra altor
populaţii şi în final asupra întregei biocenoze. Iată de ce silvicultorul
trebuie să aibă în vedere că măsurile de gospodărire, care vizează una
sau alta dintre populaţii, să nu destabilizeze biocenoza ca unitate
integrală. Trebuie subliniat însă că integralitatea biocenozei nu este
atât de pronunţată ca în cazul organismului. Biocenoza fiind un sistem
asociativ şi nu organic , cum este cazul organismului, componentele ei îşi
păstrează un anumit grad de liber tate.
Integralitatea biocenozei se manifestă deplin şi prin influenţa pe
care o are asupra mediului. Prin întreaga ei structură biocenoza
funcţionează ca un ecran pentru radiaţii, apă, mişcarea aerului, prin
miile de organisme care o compun pune în mişcare circuitele de bioxid de
carbon, oxigen, substanţe minerale , apă. Prin activitatea organismelor şi
humusul ce ia naştere în procesul de descompunere declanşează şi întreţine
pedogeneza.
3.2.3 Heterogenitatea componentelor
Biocenozele terestre şi îndeosebi cele forestiere sînt compuse din
numeroase populaţii de plante cu clorofilă şi fără
clorofilă, de animale din grupe foarte diferite, din multe
mcroorganisme. Aceste populaţii aparţin la specii diferite, au
înfăţişare şi funcţii deosebite în cadrul biocenozei (producătoare,
consumatoare şi descompunătoare).
Este deci neîndoelnic că biocenozele terestre au componente
foarte heterogene.
3.2.4 Autoreglarea
Cercetarea biocenozelor naturale, inclusiv a celor
forestiere, a arătat că ele îşi pot păstra în timp structura şi
procesele cu anumite variaţii, obişnuit neînsemnate.
Acest lucru se realizează prin autoreglare, adică prin mecanisme
care limitează variaţiile structurii şi proceselor, şi menţin o anumită
stare constanta (homeostazie) a biocenozei.
Biocenoza spre deosebire de organism, nu are componente special
destinate să prelucreze informaţie şi să declanşeze acţiuni de
autoreglare. De aceea autoreglarea se înfăptuieşte prin interacţiu nea
între componente. Acest mod de înfăptuire a autoreglării presupune un
timp de reacţie mai lung.
Cel mai simplu exemplu de modul cum se realizează autoreglarea în
cadrul biocenozei este acela al relaţiilor dintre o populaţie de plante
şi populaţia fitofagă care o consumă. ÎN cazul când populaţia fitofagă şi
deci şi consumul este mare, scade numărul şi producţia populaţiei de
plante. Din cauza cantităţii de hrană mai redusa scade şi numărul
populaţiei fitofage. Aceasta permite însă refacere populaţiei de plante
ş.a.m.d. Reacţia ce se produce în populaţia fitofagă, iar apoi în cea de
plante nu este imediată, ci decalată cu 1-2 ani, astfel că autoreglarea
nu se produce imediat, ci într-un anumit răstimp, care depinde de
însuşirile populaţiilor respective (viteza de înmulţire etc.).
Exemplul dat se referă numai la două populaţii interconectate care
formează un aşa zis biosistem. Dar de fapt, în biocenoză se produc
simultan zeci sau chiar sute de astfel de interrelaţii, astfel că, în
acelaşi timp, numărul la unele populaţii creşte, la altele descreşte.
Procesul de autoreglare biocenotică are deci un caracter complex şi este
bazat pe relaţiile din biocenoză (mai ales pe relaţiile trofice).
3.2.5 Echilibrul dinamic
Procesul complex de autoreglare are ca efect menţinerea structurii şi
funcţiilor biocenozei la un anumit .nivel, care repre zintă starea ei de
echilibru dinamic. Este vorba de fapt de un şir de stări succesive, care
oscilează în jurul unei stări medii, definitoare pentru biocenoză.
Această oscilaţie rezultă tocmai din caracterul mai puţin
perfecţionat al autoreglării biocenotice, al întârzierii in timp a
reacţiilor fie răspuns a populaţiilor la influenţele la care sînt supuse.
3.2.6 Problema stabilităţii biocenozei.
Prin stabilitate se înţelege capacitatea biocenozei de aşi
păstra sau reface structura şi funcţiile in cazul unor perturbări care nu
întrec anumite limite.
Stabilitatea biocenozelor depinde de gradul lor de organizare. O
serie fie autori (Odum 1971, May 1975) leagă stabilitatea de diversitatea
structural-funcţională, pentru că înmulţirea legăturilor şi
interconectărilor între populaţii măreşte capacitatea de autoreglare şi
deci şi de reacţia imediată la perturbările care pot afecta una sau alta
din populaţii. Bogăţia de populaţii în sine nu înseamnă neapărat şi
stabilitate ridicată dacă acestea nu sînt legate prin raporturi permanente
de tipul conexiunilor inverse.
Biocenozele forestiere fiind în general mai evoluate decât alte
tipuri de biocenoze au stabilitate relativ ridicată. Aşa de exemplu
biocenozele pădurii ecuatoriale s-au putut menţine din terţiar până
astăzi.
Dar stabilitatea despre care se vorbeşte obişnuit este cea faţă de
acţiunea factorilor naturalizată de care biocenoza s-a adaptat şi
pentru care există informaţie ecologică acumulată în genomurile
organismelor.
Această stabilitate este de cele mai multe ori ineficace în cazul
intervenţiilor brutale ale omului, care distrug majoritatea legăturilor
biocenotice.
Pentru silvicultor, oare lucrează permanent cu biocenozele
forestiere şi are interesul de a le păstra capacitatea productivă şi
funcţională, asigurarea stabilităţii acestora este o problemă cardinală.
Tocmai de aceea e1 trebuie să cunoască foarte bine cum sînt legate între
ele populaţiile din biocenoză şi să aibă în vedere, la orice
intervenţie,să afecteze cît mai puţin aceste legături, şi implicit
stabilitatea pădurii.
3.3 Manifestările biocenozei, ca sistem
Biocenoza este un sistem viu în care au loc permanent diferite
procese, în care interacţionează indivizii din diferite populaţii sau din
cadrul aceleiaşi populaţii, în care populaţiile cresc sau se diminuiază,
în care se produce, se transformă şi se descompune materia organică.
Totodată biocenoza, ca unitate integrală, interacţionează că cu mediul în
care trăieşte, fiind condiţionată de acesta, dar la rândul ei
influenţîndu-l puternic.
Dintre procesele ce se produc în biocenoză prezintă un deosebit
interes:
- raportările între populaţii (interpopulaţionale),
- producerea de biomasă şi transferul biomasei, *
- producerea de necromasă şi descompunerea necromasei,
- dinamica biocenozei
Este de subliniat de asemenea că raporturile intrapopulaţionale,
prezentate în capitolul anterior, se produc tot în biocenoză şi sub
influenţa ei constituind deci parte integrantă din viaţa biocenozei.
3.3.1 Raporturile interpopulaţionale
Raporturile între populaţii prezintă importanţă deosebită
pentru biocenoză asigurându-i coeziunea şi caracterul de unitate
integrală. Desigur raporturile se realizează la nivel individual, între
organisme, dar pentru existenţa biocenozei este semnificativa rezultanta
acestor raporturi individuale, la nivel de populaţie, schimbările pe
care le aduce în populaţie şi care apoi se reflecta în structura şi
procesele biocenotice în ansamblu. Aceste raporturi pot îmbrăca diferite
forme. Cele mai numeroase şi importante sînt raporturile trofice (de
hrană). Există apoi raporturi de competiţie, de favorizare, de stînjanire
etc.
Raporturile trofice, sînt foarte frecvente în biocenozei. Ele se
realizează între populaţiile cere consumă şi cele consumate. De exemplu,
un raport trofic există între populaţia de stejar şi de Lymantria, care
consumă frunzele stejarului, sau între populaţia de Lymantria şi cea de
Cuculus, care consumă omizile de Iyrmantria.
Raporturile trofice asigură cele mai multe legături între
populaţii şi fluxul materiei organice în biocenoza, de la sinteza ei
până la descompunerea completă.
Raporturile trofice îmbracă diferite forme, după modul cum
acţionează organismul care consumă asupra celui consumat.
Se deosebesc următoarele categorii de raporturi trofice:
- prădătorism,
- parazitism,
- simbioză,
- necrofagie.
Prin pradătorism (sau predatorism) se înţeleg raporturile prin
care indivizii unei populaţii, denumite prădător omoară şi consumă
indivizii altei populaţii denumite pradă În asemenea raporturi se află
de exemplu mamiferele carnivore şi cele ierbivore, sau păsărelele şi
insectele defoliatoare. Există prădători strict specializaţi, care
atacă numai o anumită populaţie de pradă. Cei mai mulţi sînt însă
prădători care folosesc mai multe populaţii ca pradă (cum este de
exemplu vulpea), având însă de regulă şi o pradă preferată (de exemplu
şoarecii in cazul vulpii).
Raporturile prădător-pradă au un caracter complex. Desigur prin
acţiunea prădătorului numărul populaţiei pradă se reduce. Dar acest
lucru, pe lângă efecte negative, poate avea şi efecte pozitive. Se
cunoaşte că obişnuit prădătorul omoară mai ales exemplarele slabe «au
bolnave. In acest fel se face o selecţie negativă în populaţia care, în
ansamblu,devine mai viguroasă. Se cunosc exemple multe din practica când
distrugerea către om a prădătorilor, în ideea de a proteja populaţiile
pradă, au avut efecte contrarii - s-a diminuat populaţia-pradă din cauza
răspândirii infecţiilor, prin organismele bolnave (aşa s-a întâmplat cu
populaţiile de cervide în urma combaterii lupului).
Prădătorul şi prada au adaptări corespunzătoare - primul pentru a
depista mai uşor prada, ultima pentru a scăpa de prădător. Astfel
animalele prădătoare sînt foarte mobile, au sistemul nervos central mai
dezvoltat. Perioada lor de înmulţire corespunde cu perioada când pot
găsi hrana abundentă, numărul de pui este mai mic. Animalele - pradă au
diverse sisteme de apărare (la omizi peri urticanţi, la gândaci tegument
tare), de mascare (culoare protectoare sau forma şi culoare care imită
animale prădătoare sau necomestibile (mimetism).
Fecunditatea mai mare compensează pierderile în populaţia pradă,
iar construcţia de adăposturi fereşte puii de prădători.
Raporturile prădător-pradă au ca efect o dinamică corelată a celor
două populaţii. Intr-adevăr maximele numerice înregistrate de populaţia
- pradă sînt urmate la scurt timp de maxime ale populaţiei prădătorului
ceea ce~determină minime numerice ale pradei urmate de minime numerice
ale prădătorului. Acesta este un exemplu de control a populaţiilor pe
bază de legătură inversă (feed-back)
(fig.3.3).
Prin parazitism se înţeleg raporturi prin care indivizii
populaţiei parazite se instalează şi se hrănesc pe seama Indivizilor
populaţiei gazdă (fără a omorî direct).
Parazitismul este un fenomen foarte răspândit în natură. Practic
toate organismele au paraziţi care pot fi plante, animale, bacterii,
virusuri. Chiar şi organismele parazite au la rândul lor paraziţii
(hiperparaziţi).
fig- 3.3- Modificările efectivul iepurelui şi a râsului după
Maclullch,1987 din Odum, 1978
Raporturile de parazitare pot căpăta forme foarte variate. Există
ectoparaziţi (cum sînt purecii, păduchii, căpuşele) şi endoparaziţi (cum
sînt bacteriile, viruşii, viermii paraziţi, larvele unor diptere sau
himenoptere care se dezvoltă în ouă sau omizi).După legătura cu gazda
există paraziţi obligativi, sau facultativi. Există paraziţi permanenţi,
legaţi toată viaţa lor de gazdă, dar şi parazi ţi periodici care parazitează
numai în decursul unui anumit stadiu de dezvoltare, în rest ducând alt mod
de viaţă sau trecând pe alte gazde. Parazitismul poate fi simplu când
gazda este infestată o singură dată şi multiplu când gazda este infestată
continuu şi în, sau pe corpul ei se găsesc paraziţi de toate vârstele
(cazul viermilor paraziţi).
Hiperparaziţii se dezvoltă pe părăsiţi sau în corpul lor. Unii
hiperparaziţi pot sa se autoparaziteze. Aşa este cazul insectei
Coccophagus gossypariae, parazită pe Gossyparia ulmi (parazit pe ulm), la
care larvele mascule pot parazita larvele femele.
In biocenozele forestiere paraziţii se întâlneşte la toate
organismele.
La arbori cei mai mulţi paraziţi sînt insecte sau ciuperci, dar
există şi câteva plante superioare parazite. Aşa sunt afidele, insectele
defoliatoare în stadiul larvar, gândacii de scoarţă, ciupercile ce se
instalează în vasele lemnoase (Ophiostoma) cele de frunze (Lophodermium,
Rhitisnia ş.a). La arbuşti şi ierburi există de asemenea această gamă de
paraziţi. Toate păsările şi mamiferele de pădure au paraziţi (păduchi,
pureci, viermi intestinali, bacterii, virşi). Dintre plantele superioare
parazit este vâscul,
Dar în pădure este frecvent şi hiperparazitismul, bine studiat la
insecte. Fiecare insectă, parazită pe plante, are unul sau chiar cîţiva
hiperparaziţi care se hrănesc pe seama ouălor, a larvelor sau a
adulţilor. Hiperparaziţii pot fi tot insecte (cele mai multe aparţinând
ordinelor Hymenoptera şi Dyptera), protozoarelor (Nosema) sau bacteriilor
şi viruşilor.
Mulţi hiperparaziţi sînt folosiţi pentru combaterea insectelor
parazite pe arbori. Este cazul unor paraziţi oofagi, a unor ichneumonide ce
parazitează pe larve, a viruşilor care provoacă poliedroza nucleară sau
citoplasmatică sau a bacteriilor (Pseudpmonas).
Multiple adaptări s-au format la populaţiile aflate în raporturi de
parazitare.
In primul rând producţia de biomasă a plantelor (frunze,lemn,
flori,, fructe) este cu mult mai mare decât cea strict necesară,astfel că,
în general, nu se ajunge la consumarea ei de către paraziţi (sau
prădători).
Arborii au capacitatea de proliferare a ţesuturilor sau de secretare
a unor compuşi -(răşini) pentru a închide rănile produse de paraziţi sau
a-i izola (cazul insectelor de gale). Plantele produc şi substanţe toxice
sau de inhibare a paraziţilor (fitoncide).
Paraziţii la rândul lor au organe adaptate pentru găsirea gazdelor,
armături bucale adaptate consumului diferitelor feluri de hrană, sistem de
fermenţi potriviţi cu natura hranei, toleranţă la toxine sau fitoncide,
secreţii speciale pentru a determina proliferarea, afluxul de substanţe
nutritive (insectele degale).
Chiar corpul paraziţilor aţe forme potrivite sau organe speciale de
fixare în sau pe gazdă (corp aplatizat, alungit, organe de prindere
etc.).-
Adaptările sînt foarte variate şi numeroase.
Simbioza este raportul trofic prin care populaţii implicate se ajută
în asigurarea hranei.
Simbioza este un fenomen destul de frecvent atât la plante
(arbori - bacterii nitrificatoare, arbori - ciuperci de micoriză)
cît şi la animale (bacterii fixate în aparatul digestiv).
In cazul arborilor se poate realiza simbioza cu bacterii
nitrificatoare care fixează azotul,folosit apoi de arborii şi care
folosesc la rândul lor glucidele produse de arbore. In simbioză arbore-
ciuperci de micoriză acestea ajută arborii în absorbţia apei şi
substanţelor minerale şi folosesc glucidele produse de arbori.
Bacteriile din stomacul animalelor uşurează digerarea alimentelor
prin enzimele secretate, dar folosesc o parte din substanţele rezultate.
Necrofagia este raportul trofic între populaţie şi materialul
organic mort (necromasa) existent în biocenoză. Raportul este univoc, dar
trebuie menţionat deoarece are largă răspândire în toate biocenozele şi
în special în cele forestiere.
Necrofage sînt multe populaţii de viermi, insecte, ciuperci,
actinomicete, bacterii. In funcţie de natura necromasei se formează un
anumit asortiment fie populaţii necrofage care condiţionează viteza de
descompunere şi tipul de humificare.
In procesul de descompunere se produc complexe raporturi de
ajutorare sau stînjenire. Astfel insectele, prin mărunţirea necromasei,
favorizează activitatea ciupercilor descompunătoare. Unele ciuperci
antagoniste stînjenesc dezvoltarea altora prin substanţele antibiotice
produse.
Necrofagia are o deosebită importanţa pentru viaţa biocenozei,
împiedecând acumularea de necromasă şi asigurând reintrarea în circuit a
elementelor nutritive.
Competiţia între populaţii (interpopulaţionale).
In general biocenoza este astfel structurată încât ea se elimină
sau să se reducă la minimum competiţia între populaţii. S-a arătat că de
regulă fiecare populaţie îşi are nişa ei ecologică ceea ce în fond
contribuie la limitarea competiţiei între populaţii.
Totuşi un asemenea gen de competiţie, mai ales pentru hrană şi
adăpost, există şi se manifestă în cazul multor popularii.
In cazul biocenozelor forestiere se constată că, în arboretele de
amestec, unele populaţii se dezvoltă mai bine, altele mai puţin bine
decât în arborete pure formate din fiecare specie competitoare (tab,3.1).
Tabelul 3.1
Amestecul (CLP)
Pin (I)+ Fag(III6) Pin l4o + 251 + 45 Fag 14o - 4o - Io
Gorun (I)+Fag(III1) Gorun 14o - 197 - 33
Fag 14o + 26o + 68
Molid (I)+Fag(I2) Molid loo + 232 + 39
Fag loo - 5o - 12
Pin (I)+Molid(II6) Pin loo + 15 + 4 Molid loo + 74 + 21
X) după Baader din Bucâreanu 1962
Existenta unei competiţii foarte încordate este atestată de înlocuirea
unor populaţii de arbori prin altele pe spaţii restrânse (stejarii sunt
frecvent înlocuiţi de speciile de amestec care se dezvoltă mai repede în
tinereţe). In general concurenţa în spaţiul suprateran pentru lumină, iar
în sol pentru apă şi substanţe nutritive se face simţită, chiar dacă
există o aşezare stratificată a frunzelor şi rădăcinilor.
Competiţia între arbori şi arbuşti, atât pentru lumină cât şi
pentru apă, este foarte evidentă. Sub populaţiile de arbori umbroşi,
arbuştii nu se instalează, dar ei lipsesc şi în jurul arborilor cu
înrădăcinare superficială care provoacă des care mai accentuată a
orizontului de suprafaţă (de exemplu cazul frasinul).
Acelaşi gen de competiţie există între arbori şi ierburi, sau între
arbuşti şi ierburi.
Competiţia interspecifică se manifestă frecvent la populaţiile
Populaţia Vârsta Diferenţa de volum
faţă de tab_de
fitofage. In anii cu fructificaţie redusă la stejari se accentuiază
competiţia între gaiţă, şoareci, mistreţ, toate consumatoare de ghindă.
Competiţie există între populaţiile de insecte defoliatoare, între acestea
şi afide, între diferitele populaţii de gândaci de scoarţe.
Frecvente sînt raporturile de competiţie între animalele răpitoare
care consumă aceiaşi hrană (de exemplu între vulpe şi păsările răpitoare
care consună şoareci, între păsările insectivore,
chiar între paraziţii ce se instalează pe aceiaşi gazdă.
Raporturile de favorizare sânt numeroase şi variate, însăşi
convieţuirea populaţiilor în biocenoză are la bază multiplele efecte
favorabile ce rezultă din aceasta, pentru majoritatea populaţiilor. De altfel
şi adaptările populaţiilor sînt pe linia folosirii acestui efect
favorizant general. De exemplu, dezvoltarea florei vernale de pădure
primăvara devreme este favorizată de adăpostul creat de biocenoza
forestieră care permite încălzirea mai puternică a stratului de aer de la
sol.
Raporturile trofice, deşi dezavantajoase pentru unele populaţii,
favorizează în schimb alte populaţii. De exemplu activitatea prădătorilor
şi paraziţilor duce la micşorarea numărul populaţiilor fitofage
favorizând menţinerea şi dezvoltarea plantelor (în acest sens, furnicile,
păsărelele, insectele entomofage, mamiferele răpitoare favorizează
arborii, arbuştii, ierburile).
Raporturile trofice pot favoriza chiar şi populaţia direct
afectată. Aşa de exemplu, animale care se hrănesc cu fructe şi seminţe
contribuie în acelaşi timp la răspândirea lor (cazul şoarecilor, a
gaiţei, a veveriţei care cară din loc în loc ghindă, alte fructe).
Arborii, prin posibilităţile oferite pentru cuibărire, sau fixare
pe scoarţă a plantelor epifite, a ouălor, a pupelor, favorizează viaţa
multor populaţii. Dar şi prin regimul special de lumină, căldură şi
umiditate de sub coroanele lor, multe populaţii, sînt favorizate.
Activităţile de săpare în sol a multor viermi, mamifere, contribuie
la aerisirea solului şi dezvoltarea mai bună a plantelor.
Chiar emanarea unor substanţe inhibitoare pentru unele populaţii,
poate fi benefică pentru altele (cazul stăvilirii înmulţirii unor
ciuperci sau bacterii prin fitoncide, sau a favorizării dezvoltării
plantelor prin substanţe biogene produse de ciuperci sau bacterii etc.).
Raporturi de stânjenire (în afara celor determinate de competiţie)
sînt de asemenea caracteristice pentru biocenoză.
Multe răpitoare sînt stînjenite în activitatea lor prin sunetele
de avertizare emise de păsări cum sînt gaiţa.
Efecte variate de stînjenire au fitoncidele, antibioticele şi
alte substanţe inhibatoare a dezvoltării, emise sau secretate în mediu
şi care încetinesc sau opresc dezvoltarea unor populaţii.
3.3.2 Producerea de biomasă
Producerea de biomasă este un proces fundamental şi determinant
pentru existenta biocenozei deoarece furnizează energia şi substanţele
necesare tuturor populaţiilor, cît şi proceselor pedoge netice.
Calitatea şi cantitatea de biomasă produsă determină compoziţia şi
structura biocenozei, prin selecţia celorlalte populaţii de consumatori
şi descompunători, care pot folosi biomasa respectivă.
Producţia de biomasă a biocenozei este rezultatul însumat al
producţiei fiecărui individ din populaţiile de producători. Ea îşi are
desigur importanţa sa la nivel de individ şi de populaţie, caracterizând
modul cum se realizează în biocenoza dată potenţialul lor de producţie.
Totodată însă, cantitatea totală şi calitatea biomasei produse este un
important indicator biocenotic care permite compararea biocenozelor
între ele, clasificarea lor etc.
Totalul biomasei sintetizate de plantele constituie, producţia
primară brută. O parte din această producţie este consunată chiar de
către plante, pentru a-şi asigura energia necesară desfăşurării
proceselor vitale (creştere, refacere, înmulţire). O altă parte serveşte
pentru construirea corpului plantelor, organelor de rezervă sau de
reproducere şi constituie producţia primară netă.
Cantitatea de biomasă ă la unitatea de suprafaţă, în unitatea
de timp reprezintă productivitatea primară care poate fi brută sau netă.
Cea mai mare parte a producţiei primare nete la arbori se depune sub formă
de lemn în trunchiuri, rădăcini, crăci.
la baza producerii de biomasă stă procesul de fotosinteză prin care
plantele, folosind clorofila drept catalizator, produc combinaţii organice
simple, de genul glucozei, din bioxid de carbon şi apă, cu ajutorul energiei
solare.
Reacţia se produce după următoarea schemă principială (Lyr şi col.
1967):
6 C02 + 12 H20 + 695 Kcal = C6H12O6 + 6O2 + 6H2O
Din substanţele simple produse prin această reacţie se sintetizează
toate celelalte combinaţii organice din care este construit corpul
plantelor (polizaharide, acizi organici, aminoacizi, proteine, lipide
etc.).
Procesul de respiraţie prin care se obţine energia înmagazinată în
biomasă şi desfăşoară după următoarea schemă (Lyr şi col. 1967):
C6H12O + 6O2 = 6CO2 + 6H2O + 675Kcal
Consumul prin respiraţie este mare. In biocenozele de pădure el poate
ajunge până la 45% din producţia primară brută.
În biocenosele forestiere arborii realizează 95-99 % din
producţia primară netă. In cele ce urmează se vor prezenta câteva date
privind această producţie şi factorii ce o influenţează.
Intensitatea asimilaţiei CO2 depinde de specie (tab.3.2)
Tabelul 3.2
SpeciaC02 asimilat
mg/g oră Specia
C02 asimilat
mg/g oră
Molid 2,2 Fag 7,5 Larice 4,8 Stejar 5,8 Fin silvestru 2,3 Mesteacăn 9,6
x) după Pisek 196o din Lyr şi col.1967
Răşinoasele asimilează de.2-3 ori mai puţin ca foioasele dar, având
o cantitate de frunziş foarte mare, producţia de biomasă are valori destul
de apropiate de cea a foioaselor. Producţia variază in funcţie de
favorabilitatea mediului (bonitatea biotoplui),dar este în orice caz mai
mare decât producţia principalelor culturi agricole (fig.3.4).
Fig 3.4 — Producţia de biomasă în biotopuri de bonitate superioară, mijlocie şi
inferioară în silvicultură şi agricultură.(după Ehwald,1957, din
Mitscheriich,1957)
Intensitatea asimilaţiei este mai mare la frunzele de lumină şi la
arborii tineri. Asimilaţia maximă de produce la 3o-4o mii lucşi, la
temperaturi între 15-25°C şi la concentraţii de CO2 de circa 0,4-o,5
%,cu condiţia ca să existe suficientă apă şi substanţe minerale (în
special azot) în sol.
Producţia primară netă a arborilor serveşte pentru formarea
frunzelor, a trunchiului, a ramurilor şi rădăcinilor, a florilor,
fructelor şi seminţelor. Orientativ,pentru formarea frunzelor de folosesc
l,3-6,0 t/an/ha, pentru creşterea trunchiului 3-5 t/an/ha,a crăcilor o,5-
1 t/an/ha a rădăcinilor l,5-2,0 t/an/ha. Producţia primară netă a
arborilor în zona temperată se ridică astfel la circa
Io t/an/ha.
Producţia primară netă a arbuştilor este de ordinul a 5-50
kg/an/ha, a ierburilor de loo-5oo kg/an/ha (în unele situaţii până la
looo kg/an/ha).
3.3.3 Transferul de biomasă
Biomasa vegetală din producţia primară netă, acumulând în organele
plantelor, serveşte în parte pentru consumul animalelor fitofage, rămâne
în parte blocată pentru un timp în lemn, scoarţă, ramuri, rădăcini, iar
în parte se usucă şi se acumulează pe sol sub
formă de necromasă,
Biomasa consumată de animale, care este circa 1,5 t/an/h, serveşte,
în parte, pentru obţinerea energiei care va asigura desfăşurarea normală
a tuturor funcţiilor organismului, în parte, pentru a reface sau construi
propriul lor corp ca şi pentru înmulţire.
Necromasa consumată de animale, ciuperci, bacterii, care se ridică la
circa 2 t/an/ha, serveşte în acelaşi scopuri.
Acea parte a biomasei intră în constituţia consumatorilor şi
descompunătorilor reprezintă producţia secundară. Această biomasă nu este
prea mare în pădure: pentru animalele supraterane nu depăşeşte 3o-4o kg,
pentru fauna de sol circa 5oo kg/ha. In sol se adaugă şi biomasa
microflorei de ordinul a 5oo kg/ha. Producţia secundară în pădure este
deci de circa lt adică aproximativ 10 % din producţia primară netă.
Această biomasă este foarte neuniformă răspândită în spaţiul aerian,
dar relativ uniform în litieră fi sol.
Transferul de biomasă se face în mai multe etape de-a lungul
lanţurilor trofice. Trecerea biomasei dintr-o verigă în alta se face cu
pierderi de până la 9o %. Din cauza acestor pierderi mari lanţurile
trofice nu pot avea mai mult de 4-5 verigi.
Organismele care consumă plantele (fitofagii) sînt consuma tori de
ordinul I. Verigi a următoare sînt consumatori de ordinul II, III, IV
etc.
In biocenoza forestieră există de regulă multe lanţuri trofice
specifice. Mai multe lanţuri trofice pornesc de la aceiaşi veriga -
frunzişul, dar se desfăşoară apoi De direcţii diferite. Unul din lanţuri
are ca verigă următoare insectele fitofage, consuma la rândul lor de
insecte prădătoare sau păsări insectivore care formează treia veriga. O a
patra verigă o pot forma păsările răpitoare,
o a cincea paraziţii acestora. Un alt lanţ poate avea ca a doua verigă
insectele sugătoare (afide)o a treia verigă sunt furnicile, o a patra o pot
forma animalele care consumă furnici - cum este ursul – a cincea veriga
formând-o paraziţii acestuia.
Un număr de lanţuri trofice porneşte de la scoarţă, având ca verigi
gândacii de scoarţă, păsările sau insectele răpitoare care îi consumă,
apoi păsări răpitoare, paraziţii acestora etc.
Seminţele şi fructele constituie prima verigă pentru numerose
lanţuri care au ca următoare verigi fie insecte, carpofage, fie pasări
frugivore, fie micromamifere, dar uneori şi macromamifere. Verigile
următoare ale acestor lanţuri sînt animalele răpitoare apoi paraziţii
acestora sau uneori alte animale răpitoare mai puternice.
Lanţurile trofice sunt, de cele mai multe ori,legate între
ele prin verigi comune sau se pot ramifica multiplu de la o anumită
verigă. Astfel veriga insectelor sau păsărilor insectivore poate fi
comună pentru multe lanţuri trofice. Iar de la frunze - aceiaşi verigă
iniţială, pot porni mai multe lanţuri - unul al insectelor sugătoare
altul al insectelor defoliatoare, altul al ciupercilor parazite. De aceea
lanţurile se leagă prin verigi comune într-o adevărată reţea trofică,
îmbrăcând întreaga biocenoză.
Un aspect important al circulaţiei materiei organice în lanţurile
trofice este acumularea fi concentrarea unei substanţe cum sînt
pesticidele sau radionuclidele. Acestea pot avea concentraţii de 0,04
părţi la milion în plante, iar în ultima verigă a lanţurilor pot atinge
concentraţii de sute sau de mii de ori mai mari punând în pericol
populaţii întregi.
3.3.4 Acumularea şi descompunerea, necromasei
O bună parte din biomasă produsă în biocenoză de către plante nu
este consumată ci se usucă şi se depune pe sol. Dar şi din biomasa
consumată, o anumită parte, conţinută în corpul consumatorilor morţi, se
depune de asemenea pe sol.
întregul material .organic mort ce rezultă în biocenoza
constituie necromasa.
Silvicultorii vorbesc de litieră, dar în sens strict acesta se referă
numai la frunzişul mort. Termenii ecologic de necromasă este mai
cuprinzător.
Intr-o biocenoză echilibrată, anual trebuie să intre în necromasă tot
materialul organic care nu este "ars" pentru a produce energie. Chiar din
materialul acumulat, cum este lemnul de trunchi sau rădăcină, o parte
moare anual şi intră în necromasă.
Cantitatea de necromasă rezultă/anual în biocenosele forestiere este
de ordinul a 5—8 t.
Ca şi biomasa, necromasă serveşte pentru consumul unui mare număr de
populaţii de animale (nevertebrate), de ciuperci, de bacterii. Acestea
constituie verigi în multiple lanţuri trofice care operează transferul de
necromasă. Si în acest caz, pe parcurs, prin desfacerea combinaţiilor
organice, populaţiile necrofage obţin energia necesară vieţii şi
materialul organic pentru construirea propriului lor corp sau pentru
înmulţire.
Astfel treptat se face descompunerea necromasei bioxid de carbon,
apa şi elementele minerale care au fost înglobate în biomasa iniţială.
In procesul de descompunere a necromasei se disting mai multe faze:
- faza de detritizare,
- faza de alterare a detritusului,
- faza de formare a humusului,
- faza de mineralizare a humusului.
Faza de detritizare. In faza de detritizare, adică de mărunţire
a materialului mort, de transformare în detritus, acţionează atât
microfauna cit şi microflora care vieţuiesc permanent în necromsă.
După depunerea pe sol, materialul organic este umezit şi tasat prin
ploi şi zăpezi. Multe din substanţele organice conţinute sînt dizolvate şi
crează în jurul rămăşiţelor organice o peliculă care reprezintă un mediu
de viaţă foarte propice pentru dezvoltarea microorganismelor (ciuperci,
bacterii, amoebe, rotiferi, flagelate). Această necromasă, care suferă
deja o transformare prin epizmele secretate de microorganisme, constituie
hrana pentru consumatorii, animali (mai ales atropode şi oligochete).
Numărul de specii ale acestei microfaune este foarte mare nefiind însă
stabilit complet până acum.
Dintre animalele consumatoare de necromasă foarte activi sînt
acarienii (Oribatidae) care rod parenchimul foliar, atacă perii si
epiderma frunzelor. Un alt grup important, care consumă mai ales
necromasă umedă, sînt colembolele. Participă însă şi alte grupe de
atropode (formicide, coleoptere, larve de diptere etc.). Numeroase sunt
nematodele saprofite. Toate aceste animale constituie prada pentru
animalele prădătoare (mai ales
din grupele acarienilor şi nematodelor).
Prin activitatea intensă a acestei microfaune necromasa este
puternic mărunţită şi transformată intr-un detritus brun, format, din
fragmente mici de material vegetal, din excrementele animalelor,
învelişurile acestora etc.
Faza de alterare a detritusului se desfăşoară mai ales sub acţiunea
microflorei (ciuperci, actinomicete, bacterii) care, prin enzimele
secretate, asimilează în primul rând combinaţiile organice mai simple
(zaharuri, amidon, hemiceluloză, proteine).
Diferite populaţii specializate din microfloră acţionează însă şi
asupra combinaţiilor organice mai complexe (pectine, celuloză, lignină).
Microorganismele pectinolitice (specii din genurile Baccilus, Olostridiua,
Aspargillus, Penicillium) descompun cu enizme speciale pectina, substanţa
de fixare a celulelor în ţesuturi. Se înlesneşte astfel acţiunea
bacteriilor şi ciupercilor celulozo - litifice.
În mediu aerob bacterii de tip Cytofaga şi Cellvibrio desfac celuloza şi,
prin resinteza în poliuronide, formează un gel citofagian. În mediu anaerob
bacterii din genurile Clostridium şi Plactridium transformă celuloza în acizi
graşi, cu degajare de bioxid de carbon şi apă. Acizii graşi sunt fermentaţi de
Methanobacterium şi descompuşi în bioxid de carbon, hidrogen şi metan.
In acest fel cele mai multe combinaţii organice din necromasă sînt
treptat desfăcute în combinaţii din ce în ce nai simple iar în final în
bioxid de carbon, apă şi azot molecular. Procesele de oxidare joacă un
rol foarte important în descompunerea necromasei. De aceea descompunerea
necromasei este însoţită de o intensă absorbţie de oxigen şi eliminate de
bioxid de carbon, fenomen cunoscut sub numele de respiratia solului. Be
fapt este vorba de respiraţia subsistemului biocenotic descompunător.
Faza de formare a humusului. In complicatele procese de alterare a
combinaţiilor organice din necromasă, o buna parte din combinaţiile mai
simple, rezultate din acţiunea litică a enzimelor, este supusă unor
procese de recombinare.
Aşa de exemplu, derivaţii fenolici, negri,ai ligninei în contact cu
derivaţii glucidici ai celulozei, cu acizii aminaţi sau amoniacul,
rezultat din proteoliză, precum şi hemicelulozele mucilaginoase sînt
ingerate, împreună cu particulele de sol de diferiţi viermi.
In tubul lor digestiv se produce o resinteză a acestor derivaţi
luând naştere diferiţi acizi humici. In solurile slab acide-neutre
acţionează mai ales lumbricidele (viermi obişnuiţi), în solurile mai
acide enchitreidele (viermi albi) luând naştere acizi humici de natură
diferită (humusul negru, humusul brun).
O altă cale de formare a humusului este cea microbiană.
Microorganismele din grupa fungilor imperfecţi (Aspergilus niger ş.a),
elaborează compuşi apropiaţi de structura biochimica a humusului. După
moartea lor aceşti compuşi, de culoare negricioasă, rămân în sol. În
acelaşi timp, prin autoliza bacteriilor celulozolitice se eliberează
protoplasma şi enzimele acestora. Prin acţiunea enzimelor iau naştere
monozaharide, acizi aminaţi, derivaţi chinonici care prin repolimerizare
dau naştere acizilor humici cenuşii în care nu participă derivaţii
ligninei).
In solurile foarte acide procesele de humificare se produc altfel.
Sub acţiunea polifenoxidazelor, secretate de basidiomicete, din lignină
se formează derivaţi negri, săraci în azot, care sînt numai precursori ai
humusului propriu-zis. Ei se acumulează cu miceliul abundent al
ciupercilor sub formă de humus brut.
In procesele de descompunere a necroimasei se formează lanţuri
trofice numeroase.
In faza de detritizare acţionează mai ales nematode şi alte grupe
de nevertebrate saprofage, consumate de nematode, acarieni sau alte
populaţii prădătoare.
In faza de alterare a detritusului prin microfloră, miceliile şi
corpurile fructifere ale ciupercilor sînt consumate de acarieni şi
colembole micofage care, la rândul lor devin prada miriapodelor sau altor
populaţii prădătoare.
Bacteriile celulozolitice constituie hrana pentru numeroase
protozoare.
Faza de mineralizare a humusului. Humusul este o combinaţie destul
de complicată din punct de vedere chimic (fig.3«5).
C6H11O5
Fig 3.5. Structura chimică a humusului: 1- cicluri
aromatice, 2-azot ciclic,3- catenă laterală azotată,4- radical glucidic
(după Odum,1975)
In general, humusul este greu de descompus,astfel că el se poate
acumula în sol. Aceasta are o importanţă ecologică covârşitoare pentru
formarea solului. In procesul de acumulare se produce şi combinarea cu
elementele minerale ale solului luând naştere complexe organo-minerale.
(complexe argilo - humice, chelaţi etc). Aceste complexe măresc
stabilitatea humusului, conferind solului calităţi deosebite.
Cu toate acestea în soluri se produc şi procese de descompunere a
humusului care în final duc la mineralizarea lui.
Procesul de mineralizare se produce tot sub acţiunea microflorei în
diferite etape - de amonificare (cu eliberarea de amoniac şi bioxid de
carbon) apoi de nitrificare când bacteriile chimiosintetizante oxidează
amoniacul, cu formare de nitriţi şi nitraţi şi în sfârşit de
denitrificare, când bacteriile denitrificatoare reduc azotul la starea
moleculara.
3.3.5 Randamentul energetic al biocenozei forestiere
Randamentul energetic al biocenozei este raportul între energia
fixată în biomasa şi energia fotosintetic activă absorbită.
In pădurile din zona temperată fluxul de energie total este
de 568642 Kkal/an/m2.Ranadamentul este deci:
R= 6600 X 100= 1,2%
568,642
Faţă de alte biocenoze randamentul biocenozei forestiere este cel
mal ridicat (îndeosebi în pădurea ecuatorială)(tab.3.3)
Tabelul 3.3
Energia fixată anual în producţia primară netă şi randamentul
fitosintezei în diferite tipuri de biocenoze
Tipul de biocenoză
Bioma
sa
produ
să
g/mp/
an
Energ
ia
fixat
ă
Kcal
/mp/
an
Randament
ul
Fotosi
nteză %
Pădurea ecuatorială 2ooo 8200 1,5Pădurea temperată 16oo 6600 1,2Pădurea boreală de 340 o,75 Pajişti din zona 9oo 25oo 0,44Tundra 14o 600 o,13Desert 75 3oo o,o5Culturi agricole 65o 27oo o,5o
3.4 Dinamica biocenozelor
Ca orice sistem viu, biocenoza este într-o continua schimbare care
rezultă din multitudinea de fenomene ce au loc, în permanenţă, în
interiorul ei.
Se desfăşoară simultan complicatela raporturi intrapopulaţionale şi
interpopulaţionale care produc o fluctuaţie continuă a populaţiilor. Se
schimbă, în anumite limite parametrii populaţionali. Se succed ritmurile
circadine şi sezonale ale tuturor populaţiilor. In anumite condiţii se
produce evoluţia biocenozei spre alte tipuri de biocenoze prin înlocuirea
treptată sau bruscă a populaţiilor componente.
3.4.1 Ritmul circadian (de zi-noapte).
In biocenoză fiecare populaţie are ritmul, ei circadian de
activitate care firesc cuprinde şi raporturile cu alte populaţii. In
acest fel în biocenoză se formează un complex de ritmuri suprapuse care
caracterizează de fapt ritmica de zi-noapte a vieţii biocenozei.
Un observator atent care urmăreşte această ritmică într-o biocenoză
forestieră, în decursul a 24 de ore, pe timp de vară,va surprinde în zori
activizarea populaţiilor diurne (marcate de exemplu prin cântatul
păsărilor diurne, circulaţia şi zgomotele produse de insecte diurne,
urmate mai târziu de deschiderea florilor,
activizarea zborului insectelor şi al păsărilor. Spre mijlocul zilei
activitatea majorităţii populaţiilor se reduce, pentru a fi reluată apoi
în orele după amiezei şi a se diminua treptat spre seara, pentru
populaţiile diurne, încep să devină însă active populaţiile nocturne de
insecte, păsări, mamifere şi se intensifică treptat activitatea lor pentru
a se reduce apoi spre orele dimineţii. Desigur acestea sînt numai
fenomenele aparente care pot fi constatate nemijlocit. Dar simultan se
produc procesele de asimilaţie, de creştere, de polenizare, la plante,
procesele fiziologice la animale, schimbul de gaze şi de materie cu mediul
care de asemenea au ritmica lor
circadiană.
Ritmul circadian al biocenozelor forestiere este încă foarte puţin
cunoscut din cauza dificultăţilor mari de studiere.
3.4.2 Ritmul sezonal
Ritmul sezonal al biocenozelor este mai evident, mai bine marcat prin
schimbările destul de accentuate ce intervin în înfăţişarea şi viaţa lor.
Aspectul general pe care îl capătă biocenoza într-o anumită
perioadă a anului se numeşte fenaspect.
La biocenozele forestiere din zona temperată se pot distinge
următoarele fenospecte distincte (Tischler 1966):
-fenospectul hiemal (noiembrie-martie), caracterizat prin
repausul majorităţii populaţiilor de plante şi animale, dar prin
activitatea destul de intensă a descompunătorilor din necromasă;
-fen0spectul prevecnal (martie-aprilie), marcat prin dezvoltarea
florei de primăvară şi activizarea multor populaţii de insecte păsări,
mamifere;
-fenospectul vernal (aprilie-mai), al înfrunzirii şi înfloririi în
masă a arborilor şi dezvoltarea simultană a insectelor defoliatoare,
cuibărirea şi cântatul păsărilor, apariţia puilor la
mamifere etc.;
- fenospectul estival (iunie-iulie), când are loc un maxim
de activităţii de producere a fitomasei, în condiţiile favorabile de
căldură şi umiditate, când apar noi generaţii sau se activizează
noi populaţii de insecte, devin evidente noile generaţii de plante
şi animale,
- fenospectul serotinal (august-septembrie), când intensitatea
activităţii plantelor şi animalelor scade, se dezvoltă şi se maturizează
seminţele şi fructele, începe uscarea populaţiilor anuale de plante,
intră în repaus multe populaţii de insecte
ale de plante, intră în repaus multe populaţii de insecte, începe
migrarea păsărilor;
-fenaspectul autumnal (septembrie-octombrie}, când se produce
îngălbenirea şi căderea în masă a frunzelor, seminţelor, fructelor, când
animalele frugivore îţi adună rezerve de hrană, se termină migrarea
păsărilor, se reduce din ce în ce mai mult activitatea insectelor, dar se
activează organismele din litieră.
Activitatea în cadrul biocenozei creşte în intensitate
atingând un maxim în fenospectul estival după care aspectul hiemal, când
atinge un minimum.
3.4.3 Fluctuaţiile numerice în biocenoza
S-a arătat în capitolele precedente că populaţiile se
caracterizează printr-o continuă fluctuaţie ciclică a numărului, indus
atât de activităţile şi fenomenele ce se produc în populaţie cît şi de
raporturile cu alte populaţii din biocenoză. Fluctuaţiile pot fi mai mici
sau mai mari (de exemplu în cazul înmulţirilor în masă a unor
populaţii).
In general însă, la nivel de biocenoză, prin faptul că fluctuaţiile
ciclice ale populaţiilor nu sînt simultane, numărul total al organismelor
nu se schimbă atât de mult (are loc o compensare a numărului din cauza
decalajului de ritm între populaţiile prădătoare şi cele de pradă).
Tocmai la nivel de biocenoză intervin mecanismele complexe de reglarea
numărului prin, interacţiunile multiple între populaţii.
In general, datorită acestor mecanisme, aproape toata populaţiile
îşi menţin numărul la un anumit nivel, caracteristic pentru biocenoza
respectivă. Dacă intervin însă accidente climatice sau da altă natură,
unele din populaţii pot scăpa de sub controlul exercitat de celelalte
populaţii înregistrând înmulţiri explozive, urmate însă totdeauna de
revenire la numărul iniţial de echilibru.
Asemenea înmulţiri se înregistrează la multe populaţii şi ele apar
cu o anumită periodicitate, ceea ce arată că sînt totuşi fenomene
caracteristice pentru dinamica biocenozelor.
Înmulţiri în masă se pot constata atât la plante cît şi la animale.
Fructificaţia la multe plante fiind periodică, se formează generaţii tinere
numeroase al căror număr descreşte apoi in cursul anilor următori. Si la
plantele anuale, în funcţie de cantitatea de seminţe produse, în unii ani
populaţiile sânt foarte mari, în alţii reduse.
Mai bine studiate sînt fluctuaţiile numărului la insectele,
defoliatoare (fig.3.6). Se observă că există ciclic creşteri însemnate a
densităţii populaţiei care depăşesc nivelul obişnuit de (10-15 ori) urmate
de descreşteri puternice cauzate fie de lipsa de hrană,de prădători sau
paraziţi (raporturi interspecifice) fie de alte cauze (accidente
climatice). O asemenea înmulţire în masă se declanşează din cauza unei
dereglări a mecanismelor biocenotice implicate în controlul populaţiei (de
exemplu insuficienţa numerică a populaţiilor producătoare sau parazite)
(fig.3.7).
Fig. 3.6 ~ Fluctuaţiile populaţiilor la cotarul pinului
(după Ohnesorge, 1963)
Fig.3.7. Dinamica efectivului populaţiei de Cardia spina
albitextura, pe Eucaliptus blarelyi (după Clark 1964, din
Odum 1975)
Din faza I, de latenţă, Din faza I, de latenţă, populaţia trece în
faza II când depăşeşte nivelul latenţei şi nu mai poate fi controlată
prin mecanismele biocenotice, urmează faza a III de înmulţire explozivă
(erupţie), care duce la un maxim numeric al populaţiei.
Din cauza epuizării resurselor de hrană şi chiar de spaţiu, ca şi
din cauza înmulţirii în masă a producătorilor şi paraziţilor, are loc o
reducere drastică a numărului în faza IV (de retrogradaţie) şi populaţia
revine la faza de latenţă.
Înmulţirea în masă a populaţiilor fitofage generează şi înmulţirea
în masă a populaţiilor de consumatori de ordinul II, dar . aceasta este
decalată în timp cu 1-2 ani.
Întrucât înmulţirile în masă ale tuturor populaţiilor de fitofagi
nu sînt nici ele simulante, în biocenoză se pot găsi, în acelaşi timp,
populaţii în diferite faze de fluctuaţie a numărului. Tocmai acest lucru
duce la o echilibrare generală a numărului total de indivizi pe
biocenoză, respectiv la un echilibru numeric destul de pronunţat.
5.4.4 Dinamica de vârstă
Principalii componenţi ai biocenozei forestiere - arborii, au
longevitate foarte mare comparativ cu celelalte plante. De-a lungul
vieţii lor, populaţiile de arbori trec prin mai multe faze de vârsta,
fiecare fiind marcaţi prin structură şi procese deosebite. Fiind vorba
de populaţiile care de domină biocenoza şi îi imprimă prin aceasta
caracterul, este de înţeles că dinamica de vârstă a acestor populaţii
determină o dinamică de vârstă corespunzătoare a biocenozei. Aceasta se
evidenţiază prin structura deosebită, prevalarea anumitor populaţii, cu
o anumită dinamică etc., toate determinate de caracteristicile de
vârstă ale populaţiilor de arbori.
Pentru a intra în detaliile acestei dinamici trebuie arătat că
populaţiile de arbori dintr-o biocenoză pot fi de aceiaşi vârstă sau pot
avea vârste diferite. Silvicultorii vorbesc de populaţii echiene ai
pluriene. Mai bine exprimată pentru că se produce pe suprafeţe mari este
dinamica de vârstă la populaţiile echiene la care toţi indivizii au
vârste apropiate (în limita a lo-2o de ani). Mai puţin evidentă este
dinamica de vârstă la populaţiile pluriene, la care totuşi există
pâlcuri de arbori de vârste diferite în care au loc procese caracteristice
fazelor de vârstă corespunzătoare.
Atât în biocenozele forestiere cît şi în cele gospodărite se
întâlnesc ambele categorii de populaţii, atât cele echiene cît şi cele
pluriene dinamica de vârstă fiind deci proprie tuturor pădurilor.
In cadrul dinamicii de vârstă a biocenozelor forestier se pot
deosebi următoarele faze;
- faza de constituire a seminţişului,
- faze de competiţie a tineretului,
- faza de diferenţiere a arborilor tineri,
- faza de maturitate,
- faza de îmbătrânire,
- faza de dezagregare.
Faza de constituire a seminţişului se produce când arborii bătrâni se
elimină, fie din cauza bolilor sau dăunătorilor, fie din cauza vântului,
a incendiilor sau altor accidente.
Seminţişul apare de regulă în masă, la început în ochiurile formate
prin căderea arborilor bătrâni, ocupând apoi întreaga suprafaţa. Numărul
plantulelor este obişnuit foarte mare, de ordinul zecilor şi sutelor la
metru pătrat. După răsărirea plantulelor începe imediat eliminarea în
masă care se produce din cauze foarte
diferite - competiţia cu arborii bătrâni pentru lumină şi apă, distrugerea
tragerea de către animalele ierbivore, paraziţi, ciuperci. În această
fază, când partea aeriană este încă slab dezvoltată, competiţia între
puieţi se produce numai în pâlcurile foarte dese.
Faza durează 3-lo ani şi sfârşeşte odată cu încheierea stării de
masiv, adică în .momentul când coroanele puieţilor se ating.
In această fază se produc frecvent invazii de populaţii pioniere
care ocupă spaţiile libere de puieţi. In acelaşi timp multe populaţii de
insecte, păsări, mamifere,caracteristice pentru biocenoza respectivă, nu
se întâlnesc, neavînd locuri de adăpost sau resurse de hrană (de exemplu
insectele polenizatoare, cele carpofage sau cele de scoarţă, păsările
care nu găsesc locuri de cuibărit sau hrană - cum sînt ciocănitoarele
etc.).Biocenoza este mai săracă in populaţii
Faza competiţie a tineretului este caracterizată prin continuarea
eliminării naturale, acum însă mai ales din cauza competiţiei
intrapopulaţionale care se intensifică după închiderea masivului şi
accentuarea creşterii în înălţime şi a dezvoltării coroanei arborilor
tineri. In această fază nu se produce diferenţierea poziţionată a
arborilor - cei cu creştere mai înceată se elimină prin uscare. De aceea
pe sol se acumulează multă necromasă.
Din cauza desimii mari şi a umbrei de sub arbori, populaţiile de
arbuşti şi ierburi sânt slab reprezentate sau lipsesc. De aceea nu se
întâlnesc nici populaţiile ierbivore cît şi prădătorii acestora. lipsesc
insectele polenizatoare, carpofage şi de tulpină ca şi multe populaţii
de păsări, paraziţii tuturor acestor populaţii. Este faza cea mai săracă
în populaţii a biocenozei forestiere.
Faza durează de la 3-lo ani la 6-3o de ani, corespunzând cu
"nuielişul" şi "prăjinişul" silvicultorilor (adică cu arborii având
diametre până la Io cm).
Faza de diferenţiere a arborilor ţineri începe în momentul când se
atinge intensitatea cea mai mare de creştere în înălţime şi grosime.
Asimilaţia este foarte intensă, iar consumul de apă şi elemente
nutritive devine maxim. In urma unor intensităţi diferite de creştere se
produce un decalaj accentuat între înălţimile arborilor şi diferenţierea
lor pe arbori predominanţi, cei mai înalţi,cu coroana deasupra
celorlalţi arbori, arbori dominanţi, înalţi, cu coroana în plină lumină
formând plafonul superior al coroanelor, arbori codominanţi. mai puţin
înalţi, cu coroana în parte umbrită de cei dominanţi, arbori dominaţi, a
căror coroană încă vie este sub plafonul dominanţilor, arborii
deperisanti aflaţi de asemenea sub plafonul celorlalţi arbori, dar cu
coroana în curs de uscare.
In această fază, din cauza elagajului intens, necromasa
acumulată este mere. Datorită acestui fapt, cit şi a reţinerii
ridicate a luminii şi apei în coroane, efectul mediogen al biocenozei
este mare.
Deşi mai bogată în populaţii, care se completează cu ierburi,
arbuşti, insecte de tulpină păsări, biocenoza rămâne şi în această fază
mai săracă decât cea cu arbori maturi.
Faza durează de la 6-3o ani la 3o-5o ani, corespunzând cu
“părişul” şi "codrişorul" silvicultorilor.
Faza de maturitate se caracterizează prin începerea fructificaţiei
şi reducerea creşterii în înălţime şi în diametru, dar prin mărirea
creşterii în volum. Eliminarea se mai produce, pe seama arborilor
dominaţi, dar este mult încetinită.
Volumul foliar şi de crăci mai redus permite pătrunderea la sol a
unei cantităţi mai mari de lumină şi apă, astfel că numărul populaţiilor
de arbuşti şi ierburi creşte. Încep să se formeze periodic seminţişuri
care nu se pot dezvolta mulţumitor şi, în bună parte pier. Inventarul de
populaţii se măreşte prin noi categorii de consumatori fitofagi ce
folosesc ierburile, arbuştii, florile, fructele seminţele, puieţii cît
şi prin consumatori zoofagi prădători şi paraziţi. Biocenoza ajunge la
diversitate şi stabilitate maxime.
Faza de maturitate poate dura în funcţie de specia lemnoasă, de la
3o~5o la loo-3oo de ani.
Faza de îmbătrânire este marcată printr-o accentuare a eliminării
naturale a arborilor, ajunşi la limita longevităţii. Arboretul se
răreşte treptat, intervin uscări tot mai frecvente de crăci sau vârfuri,
fructificaţia este mai rară şi mai puţin bogată.
La sol pătrunde mai multă lumină, favorizând dezvoltarea
ierburilor, arbuştilor, seminţişului şi chiar tineretului. Devin
numeroase populaţiile de insecte xilofage, de păsări care se hrănesc cu
acestea. Se înmulţesc şi se diversifică paraziţii lor. Diversitatea,
populaţională se menţine, dar stabilitatea biocenozei scade fiind
frecvente accidentele (doborâturi, rupturi, uscări de arbori).
Faza se poate întinde pe zeci şi chiar sute de ani, fiind însă
scurtă la speciile pionere.
Faza de dezagregare are drept caracteristici dispariţie în masă a
arborilor, ajunşi la limita longevităţii, cu uscări intense, în coroane, cu
atacuri masive de insecte xilofage, ciuperci de putregai. In biocenoză apar
goluri mari în care seminţişurile şi tinereturile, se dezvoltă intens,
refăcând biocenoza. Garnitura de populaţii se păstrează chiar dacă unele
populaţii se înregistrează efectivi crescute sau scăzute.
Faza are o durată nu prea mare - de câţiva ani la speciile pionere
sau câteva zeci de ani la celelalte specii.
Efectele ecologice ale dinamicii de vârstă se manifestă deci în
biocenoză prin variaţia numărului de populaţii, a efectivului lor, a
biomasei lor, dar şi prin importante variaţii în regimul factorilor
ecologici care vor fi prezentate în capitolul asupra mediului biocenozei.
In tabelul 5.3 se prezintă date privind variaţia efectivului
unor populaţii cu vârsta arboretului.
Tabelul 3.3
Variaţia densităţii şi biomasa unor populaţii cu vârsta
arboretului într-o pădure de stejar
Densitatea la vârsta de
20 40 55 220
Număr arbori la ha 3400 1088 729 150
Număr de păsări la ha 8 16 24 42
Număr de râme la m2 98,4 62,8 59,2 35,2
Este de subliniat că modificările de număr şi efectiv de populaţii,
menţionate pentru diferite faze de vârsta ale populaţiilor de arbori, nu
schimbă pe ansamblul biocenozei structura şi funcţiile ei} deoarece se
produc pe spaţii restrânse (chiar dacă uneori de ordinul hectarelor). In
biocenoză, toate fazele coexistă pe suprafeţe mai mici sau mai mari.
Astfel, dacă o populaţie lipseşte pe o anumită suprafaţă, ea se
pregăteşte pe, o suprafaţă vecină cu arbori având vârsta care favorizează
existenţa ei. De acolo poate reveni uşor când arboretul atinge vârsta
corespunzătoare.
3.4.5 Dinamica succesionată
Prin succesiune se înţelege înlocuirea unei biocenoze prin
alta, cu structură şi funcţii diferite.
Spre deosebire de celelalte forme de dinamică ale biocenozei, care
nu duc la schimbarea structurii şi funcţiilor, aceasta este forma radicală
care înseamnă practic dispariţia unei biocenoze, de un anumit tip şi
apariţia unei cu totul alte biocenoze.
Mecanismul de producere a succesiunii este cel de dispariţie a unor
populaţii şi apariţia altora cu aceiaşi funcţie ecologică.
In biocenoza forestieră succesiunea este provocată de regulă de
înlocuirea populaţiei sau populaţiilor de arbori edificatoare prin
alte populaţii. Acest lucru duce la schimbarea majorităţii
populaţiilor de consumatori, dar şi a multor populaţii de
producători şi descompunători.
In succesiune, populaţiile de arbori pot fi înlocuite total, poate
fi înlocuită numai una din populaţii sau poate pătrunde o altă populaţie
în amestec.
In toate situaţiile aceasta duce la schimbări în inventarul
celorlalte populaţii. Unele populaţii pot rămâne totuşi să vieţuiască în
noua biocenoză dacă au condiţii de viaţă asigurate. Dar ele se
integrează în noua structură şi îşi schimbă corespunzător
caracteristicile populaţionale, transformându-se deci practic într-o
altă populaţie ecologică a speciei.
Un exemplu tipic de succesiune este înlocuirea biocenozelor cu
gorun care prin biocenoze cu fag în regiunea de dealuri înalte, sau
înlocuirea biocenozelor cu stejar pedunculat prin biocenoze cu gorun,
pe colinele joase.
Cauzele succesiunii pot fi variate. Modificări sau accidente în
mediul abiotic cum sînt schimbarea climei, evoluţie - reliefului,
furtunile catastrofale, incendiile, modificarea regimului hidrologic,
constituie cauze de natură abiotică.
Aşa de exemplu schimbările de climă din hologen, evidenţiate prin
polenanaliză, au dus la înlocuirea pădurilor de carpen şi a unei părţi din
pădurile de stejar prin păduri de fag. Fragmentarea platourilor constituie
cauza înlocuirii pădurilor de stejar prin păduri de gorun.
Doborâturile de vânt în pădurile de molid duc la înlocuirea acestora
prin păduri de mesteacăn. Modificarea regimului hidrologic duce la
înlocuirea sălcetelor prin păduri de frasin şi stejar etc.
Cauzele pot fi si biotice. Aşa de exemplu migraţiile de plante sau
animale pot provoca succesiuni. O defoliere - masiva cauzată de Lymantria
manacha provoacă înlocuirea pădurii de molid prin păduri de mesteacăn. O
imigrare masivă a populaţiilor de rozătoare poate afecta puternic
populaţiile producătoare şi poate determina înlocuirea lor.
Durata succesiunilor este diferită. Succesiunile se pot produce în
timp scurt - succesiuni rapide sau în timp lung - succesiuni lente.
Cicluri succesionale. In natură se produc adesea succesiuni ciclice
care constau în înlocuirea unei biocenoze prin alta care la rândul ei
după un timp este înlocuită de biocenoza iniţială.
Este cazul frecventelor succesiuni care se produc în pădurile de
răşinoase, în urma doborâturilor sau incendiilor. Aşa de exemplu, în
locul biocenozei cu molid, în care molidul a fost doborât de vânt,se
instalează o biocenoză cu salcie căprească sau eu mesteacăn. Dar, după un
timp, din sămânţa de molid adusă de vânt. Sub populaţia de mesteacăn, se
formează o nouă populaţie de molid, iar după uscarea mesteacănului se
revine la biocenoza iniţială cu molid.
Succesiuni interne (în nişele ecologice). Succesiunile interne se
produc în cadrul biocenozei prin înlocuirea unei populaţii cu alta în
aceeaşi nişă ecologică. Astfel, în biocenoze cu pin s-a pus în evidenţă
o succesiune a populaţiilor de ciuperci de micoriză de-a lungul vârstei
arboretului - la 4 ani – Boletus luteus, la 15-2o de ani - Lactarius
rufus, Telephora terrestris, - la 5o de ani - Amanita nuscaria, Boletus
variegatus, B.edulis.
In biocenozele cu molid au fost descrise succesiuni de populaţii la
gândacii de scoarţă şi lemn tot în funcţie de vârsta arboretului.
Succesi unile antropice sînt provocate de om prin extragerea,
micşorarea sau mărirea populaţiilor, prin introducerea altor populaţii
etc.
Faţă de biocenozele naturale, cele antropizate au de regulă
structuri şi funcţii mai mult sau mai puţin modificate.
În cazul când s-a păstrat compoziţia biocenozei, dar schimbat
structura şi funcţiile populaţiilor, biocenozele se pot numi
seminaturale. Dacă s-a produs eliminarea unor populaţii de arbori prin
extinderea altora existente în structură, biocenozele se numesc derivate.
Dacă populaţiile iniţiale au fost înlocuite cu altele care nu au existat
anterior, biocenozele rezultate sînt artificiale.
In cazul încetării activităţii omeneşti asupra biocenozelor,
acestea îşi refac treptat structura care însă, din cauza unor schimbări
antropice în mediu, nu mai corespunde, de regulă, cu cea a biocenozelor
naturale anterioare. Biocenozele naturale care s-ar putea forma în
actualele condiţii de viaţă în cazul încetării activităţii omului se
numesc biocenoze potenţiale.
3.4.6 Singeneza (Biocenogeneza)
Edificarea unei biocenoze stabile, pe un teren iniţial _neocupat
anterior de alte biocenoze, constituie procesul de singene za, respectiv
de geneza a biocenozei (biocenogeneza.).
Procesul de singeneză este caracteristic luncilor, unde se formează
continuu teren nou, prin aluvionare. Dar asemenea procese, pot avea loc
şi prin distrugerea totală a unor biocenoze, prin incendii, inundaţii sau
de către om şi formarea de noi biocenoze pe aceste terenuri libere.
Singeneza are câteva stadii deosebite.
Stagiul de colonizare este stadiul iniţial în oare, în terenul
liber de organisme, pătrund diferiţi germeni sau migrează plante,
animale, microorganisme. Factorul întâmplare are aici un mare rol iar
asortimentul speciilor imigrate poate fi foarte diferit. In acest stadiu
se aglomerează multe specii pionere, foarte rezistente la variaţiile
mari ale factorilor ecologici. Distribuţia pe suprafaţa şi raporturile
între populaţii sînt întâmplătoare. Nu există încă lanţuri trofice
constituite, procesul de acumulare şi descompunere a biomasei nu se
constituie într-un flux ordonat. Procesul pedogenetic nu este încă
pornit.
Stadiul de agregare începe imediat ce au dispărut populaţiile
neadaptate la mediu şi se declanşează procesul de înmulţire a
populaţiilor ce au rămas. Se formează aglomerări şi se dezvoltă relaţii
intre şi interpopulaţionale. Volumul de biomasă creşte, mediul este tot
mai mult influenţat, încep să pătrundă populaţiile mai puţin adaptate la
variaţiile mari ale factorilor ecologici. Se formează o protobiocenoză,
cu durata mică în timp.
Stadiul de competiţie si consolidare începe atunci când au pătruns
suficiente populaţii, iar mediul s-a modificat destul de mult, Prin
competiţie accentuată se elimina populaţiile pionere, rămânând în final
doar acele populaţii care sînt adaptate mediului şi convieţuirii în acest
mediu, începe formarea lanţurilor trofice, dar fluctuaţiile
populaţionale sînt încă mari. Dacă în stadiile anterioare reglarea
numărului populaţiilor era dependent de mediu, acum intervin în reglaj
şi raporturile biocenotice.
Stadiul de stabilizare corespunde formării lanţurilor trofice şi a
reţelei trofice în ansamblu. Se stabilizează competiţia, structura
verticală şi orizontală. Este împiedicată pătrunderea de noi populaţii.
Biomasă tinde spre un maxim ce corespunde potenţialului staţionai.
Mecanismele de autoreglare se dezvoltă în suficientă măsură pentru a
menţine atât structura cît şi procesele biocenotice în echilibru
dinamic,care va fi deja specific biocenozei formate.
Stadiul de climax este stadiul în care biocenoza îşi păstrează
toate trăsăturile structurale şi funcţionale specifice, pe durate de timp
mari, până intervin modificări de natură succesională, succeptibile să
ducă la înlocuirea biocenozei date.
Capitolul .4 Mediul biocenozei
4.1 Terminologie
Prin mediu sau staţiune se înţelege spaţiul fizico-geografic
ocupat de biocenoză şi ansamblul de elemente abiotice CU care
interactionează biocenoza.
In cadrul mediului biocenozei se pot distinge două mari categorii
de fenomene:
-factorii ecologiei cu acţiune directă asupra biocenozei -
radiaţie, apă, substanţele nutritive sau nocive, aerul ca factor,
focul, gravitaţia;
-condiţiile de sediu, sau staţionale, cu acţiune indirectă asupra
biocenozei - aşezare geografică, relief, aerul în
ansamblu, rocile de substrat, solul.
Condiţiile de mediu (în afară de aer) reprezintă cadrul stabil
mediului (staţiunii). Factorii au caracter fluctuant fiind supuşi unor
schimbări pronunţate, uneori chiar intervale foarte scurte de timp.
Complexul de factori ecologici ai unei staţiuni constituie ecotopul,
iar complexul corespunzător de condiţii de mediu -geotopul.
Sub acţiunea biocenozei, aşa cum se va vedea mai departe, ecotopul s-e
modifică transformându-se în biotop.
Schematic mediul biocenozei forestiere se poate prezenta astfel
(fig.4.1).
Întrucât aproape toata suprafaţa pămîntului este acoperită de
biocenoze, biotopurile au cea nai mare extindere. Ecotopuri propriu-zise
nu există decât pe terenuri noi, neocupate încă de biocenoze sau pe
terenuri de pe care omul a distrus biocenozele.
Mediul forestier a constituit obiect de studiu pentru că
silvicultorii au înţeles că este un important factor de producţie,
de care trebuie să se ţină seama. De aceea, încă din secolul trecut,
s-a constatat ştiinţa staţiunilor. La început cu preocuparea de
clasificare apoi şi de studiere a caracteristicilor staţionale şi a
influenţei reciproce dintre staţiune şi biocenoză.
Conţinutul noţiunii de staţiune,acceptat de diferita şcoli care s-
au ocupat de problemă,nu este însă acelaşi. In accepţiunile mai vechi,
staţiunea era definită prin ceea ce s-a denumit mai sus "condiţii de
mediu". Mai târziu, unii autori au inclus în staţiune atât condiţiile cît
şi factorii ecologici (Hartmann 1952, Chiriţă şi col. 1964) alţii, numai
factorii ecologici (Walter 196o, Braun - Blanquet 1964, Pogrebneac 1955
ş.a.).
Dacă se admite că staţiunea este identică cu mediul, atunci ea
trebuie să cuprindă atât condiţiile cît şi factorii. De fapt
interdependenţa condiţiilor şi factorilor este atât de strânsă încât
separarea lor mi se poate face.
Este adevărat că numai unii dintre autori (Chiriţă 1955, Chiriţă
şi col. 1964, 1977, Doniţă 1978) fac distincţia între factori şi
condiţii. Dar, acest lucra este esenţial pentru înţelegerea corectă a
interrelaţiilor dintre biocenoză şi media cît şi pentru clasificarea
staţiunilor.
Trebuie arătat că ecotopuri (complexe de factori
ecologici)echivalente se pot forma în geotipuri (condiţii de mediu)
destul de diferite Fig 4.2.
In clasificarea staţiunilor nu se poate ţine seama de aceea în acelaşi timp
de factori şi de condiţii. De exemplu clasificaţia staţională românească se
bazează pe omogenitatea factorilor, stabilită pe baza indicaţiilor ecologice
ale vegetaţiei şi determinarea directă a unor factori (Chiriţă şi col. 1964,
1977).
Mulţi autori pe lingă diferite categorii de factori abiotici separă
şi una sau, mai multe categorii de factori biotici. In ceea ce priveşte
biocenoza acest lucru nu are sens deoarece raporturile dintre organisme
formează chiar conţinutul sistemului, iar mediul acestuia este de
natură abiotică.
Despre un mediu biotic se poate vorbi numai în cazul populaţiilor şi
indivizilor, când celelalte populaţii şi organisme, cu care interactionează,
formează, mediul lor biotic.
4.2 Raporturi intre mediul biocenotic. şi macromediu
i
Mediul abiotic din cuprinsul biocenozei nu reprezintă decât o
părticică, o secvenţă a mediului planetar (macromediu) de care nu este
separat şi cu care interactionează continuu.
Energia şi apa vin din macromediul, prin circulaţia atmosferică se
face un continuu schimb de gaze cu macromediul, o anumită cantitate de
elemente minerale intră din macromediu.
In acelaşi timp din mediul biocenotic se scurge şi se infiltrează apa cu
diferite elemente minerale, se difuzează oxigen,bioxid de carbon şi alte gaze
în macromediu.
Important de reţinut este că secvenţa de mediu cuprinsă de biocenoză
Fig 4.2— Formarea, aceluiaşi ecotop de goronet pe forme de
reief diferite, în funcţie de altitudine, respectiv de unitatea
zonală de vegetaţie.
suferă modificări însemnate sub acţiunea acesteia, căpătând însuşiri noi care
definesc biotopul. Modificările se produc mai ales la factorii ecologici, dar
într-o anumită măsură şi la condiţii (mai ales la sol, dar uneori şi la
relief sau rocă).
4.3. Factorii ecologici (ecotopul)
Înaintea prezentării principalilor factori ecologici trebuie
făcute câteva precizări.
4.3.1 Acţiunea corelată a factorilor. In natură factorii nu acţionează separat
asupra organismelor. Căldura, lumina, apa, substanţele nutritive sânt
necesare simultan pentru desfăşurarea proceselor vitale. Iată de ce pentru
înţelegerea proceselor din organisme şi biocenoze, factorii trebuie studiaţi
şi interpretaţi în interacţiunea lor.
Intre factori se produc influenţe modificatoare. Creşterea căldurii
aerului duce la micşorarea umidităţii relative a aerului şi la scăderea apei -
în sol prin evaporare. Fluxul prea mare de apă
micşorează cantitatea de substanţe minerale din sol etc.
4.3.2 Factorul limitativ. In complexul de factori pe care îi foloseşte
organismul sau biocenoza, factorul care se află în cantitate redusă şi se
epuizează primul limitează folosirea celorlalţi factori. Acesta este
factorul limitativ.
"Legea minimului" (Liebig) statuează că mărimea recoltei depinde de
factorul aflat în cea mai mică cantitate.
Un exemplu în acest sens îi oferă nutriţia minerală a plantelor.
Creşteri maxime la arbori ca şi la alte plante se înregistrează numai dacă
exista permanent în raport anumit între azot, fosfor, potasiu şi alte
elemente minerale din sol. Dacă unul din aceste elemente este în cantităţi
mai reduse, celelalte elemente,chiar. dacă sînt abundente, nu pot fi
Fif. 4.1 - Medial biocenozei forestiere. Aşezare geografia =
latitudinea, longitudinea si altitudinea geotipului dat
folosite.
Un alt exemplu concludent pentru biocenozele de uscat este apa.
Insuficienţa apei împiedică desfăşurarea normală a absorbţiei,
transpiraţiei, fotosintezei şi micşorează da asemenea producţia de
biomasă.
4.3.3 Regimurile factorilor ecologiei, reprezintă succesiunea în
timp a cantităţii factorilor respectivi.
Astfel regimul umidităţii solului este succesiunea cantităţilor de apă
conţinută în sol, regimul precipitaţiilor -succesiunea cantităţilor de apă
ce cad din atmosferă, regimul de lumină - succesiunea de cantităţi de
radiaţie luminoasă ce vin de la soare etc. Regimul poate fi diurn, lunar,
anual, sau - multianual.
Nici unul din factorii ecologici nu este constant, de aceea nici
procesele din organism şi din biocenoză nu se menţin permanent la acelaşi
nivel ci se schimbă în timp, la intervale mai mari sau mai mici, după cum
este şi regimul factorilor.
4.3.4 Compensarea factorilor ecologici. Factorii ecologici nu se
pot înlocui unul pe altul, dar se pot compensa într-o anumită măsură. Astfel
un minus de căldură poate fi compensat printr-un. plus de lumină, un plus de
apă compensează o cantitate mai mică de substanţe minerale în sol etc.
4.3.5 Caracterul limitat al resurselor mediului abiotic.
Potenţialul ecologie al mediului. Fiecare mediu (staţiune)
se caracterizează printr-o anumită cantitate limitată, de energie, apă,
elemente biogene şi de aceea poate susţine doar un anumit tip de biocenoză
cu o producţie calitativ şi cantitativ determinate, de
biomasă.
Există staţiuni în care cantitatea de factori este mai mare, dar şi staţiuni
în care cantitatea acestora sau a unora din ei este foarte mică. Fiecare
staţiune sau porţiune de mediu are, în consecinţă, un anumit potenţial
ecologic adică o anumită capacitate de suport pentru biocenoze si pentru
componentele acestora.
Potenţialul ecologic al staţiunilor, definit şi ca bonitate
staţională. are caracter relativ adică poate fi diferit pentru biocenoze
sau populaţii diferite. Când se vorbeşte deci despre bonitatea mediului
trebuie menţionat neapărat la ce biocenoză sau populaţie se referă aceasta.
4.3.6 Radiaţia solară. Radiaţia solară este principala sursă de energie
pentru procesele biologice şi ecologice.
Procesul biocenotic fundamental - producerea de biomasă, este
rezultatul fotosintezei, care se face cu absorbţie de energie luminoasă.
Dar acest ca- proces, ca şi alte procese din organismele componente ale
biosintezei, nu se pot desfăşura dacă în mediu dacă în mediu nu există
suficientă căldură. Numai populaţiile homeoterme sunt oarecum independente
producându-şi căldura din energia conţinută în hrană.
Interacţiunea dintre radiaţie şi atmosferă generează fenomenele
meteorologice şi determină zonalitatea în răspândirea organismelor şi
biocenozelor.
Cantitatea radiaţiei primită de la soare este constantă în atmosferă
(1,98 cal/cm /minut sau 0,14 Watt/cm2 ).Tratamentul atmosfera, o, parte din
radiaţie este absorbită astfel este la nivelul biocenozelor, radiaţia
directă reprezintă doar 7o % din radiaţia totală în regiunile aride şi 40
% în regiunile ecuatoriale. In ţara noastră valorile maxime ale radiaţiei
solare directe pot ajunge 1,4 cal/cm2/minut în câmpie şi 1,5 – 1,55
cal/cm2/minut în munţi. Radiaţia absorbită de atmosferă Radiaţia
absorbită de atmosferă acţionează ca radiaţie difuză.
Cantitatea de radiaţie directă ajunsă la nivelul biocenozelor este
puternic influenţată de nebulozitate, de latitudinea şi de expoziţia şi
panta reliefului fiind cu atât mai mare cu cît cerul este, mai senin,
latitudinea mai mică, expoziţia mai însorită,iar pantele însorite mai
înclinate.
Radiaţia are componenţă luminoasă (cu lungimi de undă de 38o - 780 µ
(Larcher (1983), o componentă termică cu lungimi de undă mai mari de 78oµ
şi o componentă ultravioletă cu lungimi de undă mai aici de 8o µ.
Radiaţia luminoasă este aproape în întregime (8o-97 %)
fotosintetic active (RFA) (Larcher 1983). La latitudini mijloci
regimul acestei radiaţi are următoarele valori (tab.4.1)
Tabelul 4.1
Radiaţia fotosintetic activă în cursul anuluix
RFA în Kcal/cm2 în lună În per. De vegetaţie cu
Localitatea cu timp
I II III IV V VI VII VIII IX X XI XII An peste
peste
100 50
Chişinău 1,4 2,1 4,0 5,3 7,2 8,0 8,6 6,7 5,1 3,2 1,3 11 54,0
X) după AleKseev 1975
Radiaţia calorică formează paste 5o % din radiaţia totală. starea
de căldură a mediului este exprimată prin temperatura (fiecare grad
Celsius reprezentând diferenţa dintre starea termică iniţială şi cea
finală a unui gram de apă care a absorbit o calorie).
Foarte favorabile pentru viaţa biocenozei sînt temperaturile între
15-25 C. Procese biologice se produc însă şi la temperaturi mai scăzute
(până spre 0°C) şi mai ridicate (până spre 4o°C). Temperaturile negative
ce intervin primăvara şi toamna pot deveni nocive pentru plante ca şi
pentru animale.
Variaţia căldurii pe glob este una din cauzele fundamentale ale
răspândirii biocenozelor şi organismelor pe latitudine cît şi pe
longitudine şi altitudine.
Variaţii însemnate ale luminii şi căldurii se produc în cursul
zilei, iar în zonele tropicale, temperate, boreale, arctice şi pe
anotimpuri.
4.3.7 Apa este, alături de energie, factorul fundamental al
existenţei vieţii pe pământ. Apa participă în toate procesele biologice
şi are un anumit flux în biocenoze. Toate procesele din organisme se
produc numai în condiţiile unei hidratări suficiente. Apa formează între
5o-95 % din biomasa organismelor. Ca şi energia, este un factor care intră
în mediul biocenozei din macromediu.
Din volumul imens de apă al planetei doar 0,6 % se află pe
continente, iar apa din atmosferă se ridică la numai o,ool % din total
(Larcher, 1983). Dar această relativ mică cantitate este hotărâtoare
pentru existenţa biocenozelor terestre, printre care şi cele forestiere.
Sursa principală de apă a biocenozelor terestre sînt precipitaţiile
lichide sau solide, dar pentru unele biocenoze şi apa freatică (în lunci
de exemplu).
Cantitatea de precipitaţii pe glob variază de la peste 5ooo mm în
zona ecuatorială până la sub loo mm în deserturi. Si in zona temperată
variaţia precipitaţiilor este mare. La noi în ţară de exemplu, variaţia
este de la 350 mm in Delta Dunării la peste 14oo mm, în mediu din restul
şi nordul ţării. In spaţiul ocupat de biocenozele forestiere,
precipitaţiile variază în România de la 450 la circa 1200 mm.
Precipitaţiile reprezintă sursa principală de aprovizionare cu
apă, a solurilor din care apoi a solurilor din care apoi plantele îşi
extrage apa necesară. Celelalte populaţii care au nevoie de apă folosesc
sursele de apă terestra ca bălţi, lacuri, izvoare, râuri, apa cărora
provine însă tot din precipiţii. Unele populaţii se mulţumesc
cu apa conţinută în biomasa plantelor pe care o consumă.
Apa în stare solidă (zăpada, gheaţa, polei, chiciură) contribuie
de asemenea, la aprovizionarea hidrică a biocenozelor după topire, dar
intervine şi ca factor mecanic în viaţa lor şi a populaţiilor componente.
Zăpada, poleiul, chiciura pot provoca ruperea crăcilor şi a arborilor, pot
bloca şi provoca moartea unor populaţii de animale prin lipsirea lor de
resurse de hrană (cum se întâmplă în iernile cu zăpezi mari cu speciile de
mamifere erbivore). Zăpada poate asigura insă pentru alte populaţii
protecţie termică.
Pentru biocenozele forestiere apa este unul din factorii limitativi
importanţi deoarece arborii nu se pot cu dezvolta sub un cuantum minim de
precipitaţii (circ 40o mm pentru arborii zonei temperate).
4.3.8 Substanţele nutritive din mediu servesc în special plantelor pentru
sinteza combinaţiilor organice cu care ajung şi în corpul consumatorilor
şi descompunătorilor. Aceste două categorii de organisme preiau şi ele
unele substanţe anorganice direct din mediu.
Bioxidul de carbon. Constituie sursa de carbon pentru toate
combinaţiile organice, principalul element care alături fie oxigen,
hidrogen intră în compoziţia lor.
In aer bioxidul de carbon reprezintă 0,03 % din volum (circa
o,57 g/1 de aer după Walter 1960).
Cantitatea totală de bioxid de carbon din atmosferă este de circa
7oo miliarde tone (Baess şi col.1976).
Datorită circulaţiei aerului şi schimbului cu hidrosfera
concentraţia bioxidului de carbon din atmosferă na variază puternic
din loc în loc. Concentraţia scade însă destul de mult cu altitudinea
(cu 25-5o %)•
Bilanţul schimbului de bioxid de carbon, a biosferei cu atmosfera
este relativ echilibrat, dar din cauza intensificării distrugerii
pădurilor şi a arderii combustibililor fosili în ultimul secol,
concentraţia acestui gaz in atmosferă a crescut cu circa Io % (Baess şi
col.1976). Pentru plante acest lucru este benefic stimulând
asimilaţia, dar apare aspectul periculos al încălzirii structurale de
aer de lângă sol, din cauza ecranului termic creat de bioxidul de
carbon.
Bioxidul de carbon au constituie nicăieri un factor limitativ
pentru dezvoltarea biocenozelor.
Oxigenul participă cu 21 % din dezvoltă în atmosferă reprezentând
elementul folosit de organisme în oxidarea substanţelor organice pentru
producerea de energie. Concentraţia oxigenului este de asemenea mai mult
sau mai puţin constantă. Nu reprezintă un factor
limitativ.
Alte gaze au căpătat în ultimele decenii o importantă mare din
cauza efectului lor nociv. Este vorba de bioxidul de sulf, oxidul de
carbon, oxizii de azot, combinaţiile cu fluor, clor şa.
Substanţele minerale din sol. Sînt absorbite sub formă de ioni
afli.^i în soluţia solului §i servesc pentru sinteza unor combinaţii
organice foarte importante cum sînt clorofilele, enzânele,ADN, sau aînt
prezente în sucul celular al plantelor, în creer, sînge,oase etc.
Principalele elemente minerale sînt : azotijl (K), fosforul (K),
magneziu (Mg), sulful (S), calciul (Ca), zincul (Zn), fierul (Fe),
cuprul (Cu), molibdenul (Mo), cobaltul.(Co), Borul (B),clorul
(CD,
Majoritatea substanţelor din sol provin din alterarea mineralelor
din rocă si sol sau din praful ce se depune din aer. Numai
Azotul provine din atmosferă, dar este absorbit de plante tot din sol în
care pătrunde cu apele de ploaie sau în care este fixat de
microorganisme.
Rezerva de substanţe minerale din soluri este destul de variată în
funcţie de tipul de sol, de rocă, de climă*
In unele soluri se găsesc şi elemente nocive pentru majoritatea
plantelor (de exemplu ionul de natriu din sulfatul, carbonatul sau
clorura de natriu). Numai plantele halofile rezistă în aceste
soluri. X
Solurile de sub biocenozele forestiere sunt în general sărace în
substanţe nutritive (eu excepţia celor sub pădurile de amestec cu
carpen, tei,
frasin, arţari). Foarte sărace sînt solurile zonei boreale sub
pădurile de răşinoase. Dar şi solurile biocenozelor forestiere
ecuatoriale sînt foarte sărace în substanţe nutritive, din cauza
levigării puterniceîn condiţii de precipitaţii foarte bogate.
Pentru solurile forestiere din Europa, conţinuturile obişnuite de
substanţe minerale sînt redate în tabelul 4.2
Tabelul 4.2 Valori obişnuite ale
conţinutului de substanţe minerale în solurile forestiere
Elementul Ionul absorbit Conţinutul în sol Azot NO, NH o,o3 - 3,o
Fosfor H2PO , HPO o,o1 - o,l Potasiu K+ 0,2- 1.5"1
0,1-1,0
0,5-4,0
0,002-0,4 0,0005-0,01 0,0005-0,001
s.) după Sebroedar 1469 din Mitseiierlicfa, ..1|91T5
joc) în soluri calcaroase mai mult
xxx 5 în soluri ne roci dplomitice mai mul"1
Se consideră ca un sol forestier, are un conţinut mijlociu de
substanţe nutritive cînd la loo g sol există o,l miliechivalente (me) de
P2O2 l-o,4 me de KaO2 0,5-1 me de Ca schimbabil şi o, 2 me Mg (Bonneau,
1974).
Dat fiind conţinutul redus de substanţe nutritive în solurile
forestiere, de mare importanţă este reaprovizionarea solurilor cu aceste
substanţe prin procesul de descompunere» Asupra circuitului de substanţe
minerale în ecosistem se vor da detalii în capitolul Ecosistemul.
Aerul t ca factor cu acţiune nemijlocită se manifestă sub formă de
masă In mişcare (vint) care la viteze mari poate provoca serioase
vătămâri în biocenoze (doborîrea arborilor, ruperea frunzelor). Vîntul
acţionează direct asupra organismelor şi prin mărirea transpiraţiei şi
reducerea prin aceasta a temperaturii corpului, sau direct ca vînt rece
Magneziu
Fier
Mangan
Cupru
Bor
prin reducerea temperaturii organismelor , îngheţare etc.
Focul are de asemenea o acţiune fizică directă asupra biocenozei
putînd provoca, distrugprea ei, declaşînd singeneza.
Gravitaţia exercită o acţiune directă care se materializează în
adaptări ale organismelor, de exemplu orientarea organelor la plante, dar
se manifestă ii printr-o multitudine de fenomene (căderea frunzelor,
fructelor, seminţelor a altui material organic mort etc)
4.4 Condiţiile fizico-geografice
Aşa cum s-a arătat, condiţiile fizico-geografice constituie
cadrul fizic în care se aşează biocenosa, suportul organismelor
ei.
Condiţiile fizico-geografice au de regulă influenţe indirecte
asupra biocenozei, dar influenţează direct cantitatea şi calitatea
factorilor ecologici prin redistribuirea lor sau modificarea regimului.
înseamnă amplasarea în
spaţiul geografic
al suprafeţei (staţiunii)_ ocupate de biocenoza, adică
latitudinea, longitudinea si altitudinea acesteia
(respectiv poziţia faţă de ecuator, de meridianul O şi de
nivelul mării).
De aşezarea geografică depinde clima - regimul de radiaţie, de
precipitaţii, de mişcări ale aerului care condiţionează hotărîtor
viaţa biocenozelor.
Pentru biocenozele forestiere se realizează condiţii favorabile de
aşezare numai pe o parte din suprafaţa uscatului - în zonele ecuatorială,
in zonele tropicală şi temperată, cu excepţia stepelor şi deşerturilor
şi în zona boreală. Pădurile ocupa şi regiunile montane între altitudini
cu climat favorabil.
4.4.2 Relieful este, forma suprafeţei uscatului. Această formă influ-
enţează mai mult sau mai puţin climatul, modificând cantitatea de
căldura, lamina, apă ce ajunge la sol. Cea mai mare influenţă este
exercitată de relieful accidentat, prin expoziţiile şi pantele ver-
4.4.1 Aşezarea geografică
sanţilor, prin văile, culmile, crestele ce-1 caracterizează.
Astfel Văile şînt mai reci şi mai umede, crestele şi culmile mai
vîntuite şi mai uscate, versanţii însoriţi mai calzi şi mai uscaţi, cei
umbriţi mai reci şi mai umezi (fig.4.5 ).
In zonele climatice favorabile, relieful nu limitează instalarea
biocenozelor forestiere (cu excepţia locurilor mlăştinoase şi
stâncoase). In zonele cu climat nefavorabil, anumite forme de relief pot
crea condiţii de instalare a pădurii (de exemplu luncile în zona de
stepă sau în zona de tundră).
4.4.3 Aerul, faza gazoasă a mediului este condiţia care prin cali
tăţile sale şi prin circulaţie influenţează mult factorii căldură şi
apă, în unele situaţii şi lumina (de pildă în zone cu ceţuri). Mişca-
rea aerului are, după cum s-a văzut aspecte factoriale.
4.4.4 Substratul, format din diferite roci influenţează regimul de
căldură şi de apă a solurilor, contribuie la reaprovizionarea soluri-
Căldura Vaie
Plus ziua
Minus noaptea
Versant sudic
Plus ziua
Plus noaptea
Platou
Normală
Versant nordic
Minus ziua
Normal noaptea
Umiditatea
aerului
Mare Redusă Normală Mare
Apa de Infiltrare Scurgere Infiltrare Scurgere
precipitaţii Infiltrare Infiltrare
Rezerva de apă
a solului
Mare Mică Normală Normală
Circulaţia
aerului
Redusă Variabilă Accentuată Variabilă
Fig. 4—Influenţa reliefului asupra factorilor ecologici
lor prin natura mineralogică şi permeabilitate» contribuie la rea- ,
provizionarea solurilor cu substanţe nutritive prin alterare. Determină,
într-o anumită măsură formele de relief şi prin aceasta factorii modificaţi
de relief. De natura rocii depinde şi tipul de sol care o acoperă.
Calcarele de exemplu, fiind foarte permeabile şi avînd o capacitate
mare da Inmagazinare a căldurii, influenţează clima locală care este mai
caldă şi mai uscată. Relieful de pe calcare prezintă forme aparte
(stînci, creste, lapiezuri, doline, chei) care la rîndul lor au influenţă
asupra căldurii, apei, luminii. Pe calcare se formează soluri speciale -
rendzine,care au însuşiri termice şi hidrice deosebite.
4.4.5 Solul este o neoformaţie geografică care ia naştere prin acţiunea
combinată a climei şi biocenozei asupra rocii de substrat. Solul
reprezintă roca puternic mărunţiţă, îmbogăţită în minerale secundare
specifice (silicaţi secundari ai argilei, oxizi liberi) şi în material
organic mort transformat (humus). Procesele pedogenetice determină
formarea de orizonturi deosebite.
Datorită texturii şi structurii sale cît şi a conţinutului de
humus, solul are capacitatea de a înmagazina apă şi substanţe minerale şi
a le ceda uşor plantelor.
In ce priveşte solurile forestiere, ca fază solidă a mediului
biocenotic (care cuprinde însă şi o fază lichidă - soluţia solului şi una
gazoasă - aerul din pori),acestea sînt de regulă foarte evoluate din
punct de vedere genetic. Procesele pedogenetice cele mai intense cum sînt
argilizarea, levigarea, podzolirea se produc aproape numai în soluri
forestiere care au şi orizonturi specifice (B de acumulare a argilei,E de
eluvionare).
Humificarea in solurile forestiere duce la formarea de acizi
fulvici cu reacţie acidă. Cantitatea de baze de schimb este redusa.
Următoarele însuşiri ale solului au importanţă In formarea şi viaţa
biocenozei : cantitatea şi natura humusului, textura, sructurat conţinutul
de schelet,conţinutul de substanţe minerale, de apă şi de gaze.
Cantitatea şi natura humusului sînt foarte importante pentru
procesele din sol. Humusul acid intensifică procesele de alterare a
mineralelor şi de levigare. Humusul neutru, saturat cu ioni de calciu,
formează cu argila complexe stabile contribuind la buna structurare a
solului fi la ridicarea capacităţii de reţinere a apei şi de aerisire,.
lnsăşi humusul poate reţine de 3 - 5 ori mai multă apă decît greutatea
lui (Chiriţă 1974). Humusul are de asemenea capacitate mare de adsorbţie
a cationilor, iar prin mineralizare eliberează mult azot şi alte
substanţe nutritive.
Textura are influenţă asupra regimului hidric şi termic. Solurile
argiloase se caracterizează prin putere mare de reţinere a apei astfel că
plantele au puţină apă disponibilă. In solurile nisipoase situaţia este
inversă. Argilele, avînd capacitate mare de schimb cationic asigură o
aprovizionare bună a plantelor cu substanţe nutritive. Solurile cu
argile conţin aer mai puţin şi se încălzesc mai greu.
Structura ,adică modul de aglomerare a particulelor de sol în
agregate stabile,este foarte importantă pentru aerisirea solului şi
pătrunderea apei. Acest lucru favorizează activitatea microorganismelor,
descompunerea mai rapidă a necromasei §i mineralizarea humusului.
Conţinutul de schelet micşorează volumul util al solului,dar
contribuie la reaprovizionarea cu diferite substanţe.
Aerul din sol este necesar pentru respiraţia rădăcinilor si
dezvoltarea normală a microorganismelor.
Printre celelalte condiţii, solul are o poziţie aparte.in el este
cantonată o parte din biocenoza şi la suprafaţa lui au loc procese
biocenotice importante pentru viaţa întregei biocenoze cum sînt
descompunerea, formarea şi apoi mineralizarea humusului.
Solul este rezultatul acţiunii unui şir de biocenoze, la început
mai simple apoi din ce în ce mai complicate, asupra rocii, în corelaţie
ou alterarea produsă de factorii climatici.
Mediul biocenozei, după cum s-a văzut, are o complexitate
deosebită şi multe intercondiţionări atît între factori cît şi între
condiţii şi factori. Pentru viaţa biocenozelor forestiere, ca-
racteristicile mediului sînt foarte importante deoarece, spre deosebire
de agricultură, silvicultura nu are la dispoziţie şi nici nu poate folosi
prea multe mijloace pentru modificarea mediului. De aceea este foarte
important ca intervenţiile ailviculturale să nu altereze mediul, în primul
rînd solul, care asigură apa şi substanţele minerale necesare biocenozei.
Capitolul 5. Ecosistemul
Din cele expuse în introducere ca şi In capitolele urmă -
toare a rezultat că biocenoza, ca sistem biologic supraindividual, ca şi
organismele care o compun, ca sisteme biologice subordonate, nu pot
exista fără un mediu adecvat din care să extragă energia şi substanţele
necesare menţinerii activităţii acestor sisteme şi în care să elimin*
energia şi substanţele pe care Ie-au folosit.
Biocenoza şi meiul sînt strîrs legate prin permanentele schimburi de
energie şi materie ceea ce a făcut să fie înglobate într-o unitate
suprasistemică care a căpătat numele de ecosistem. Ecosistemul .este
unitatea suprasistemică formată dintr-o biocenoză si mediul ei de viaţa.
Importanţa teoretică şi practică a noţiunii de ecosistem este
deosebită. Nici structura şi nici funcţiile biocenozei,ca sistem deschis,
nu pot fi înţelese dacă nu se cunosc caracteristicile mediului,
schimburile pe care le face ou mediul, influenţa permanentă a mediului
asupra biocenozei dar şi a biocenozei asupra mediului.
Silvicultorul acţionează în-pădure în principal asupra biocenozei,
dar el poate dirija procese din biocenoză intervenind şi asupra mediului.
Productivitatea biocenozelor forestiere este şi un rezultat al gradului de
favorabilitate a mediului şi nu poate fi interpretată cauzal şi modificată
decît dacă se cunoaşte mediul şi se acţionează asupra lui.
Ecosistemul este unitatea elementară a ecosferei. Stratul de mediu
de la contactul atmosferei cu litosfera şi respectiv cu hidrosfera, ,în
care se dezvoltă viaţa. Acest strat este foarte subţire, de cîţiva cm sau
de 1-2 m în cazul majorităţii ecosistemelor de uscat şi numai în cazul
ecosistemelor de pădure poate ajunge la lo-loo m. Dar acest strat este
de covîrşitoare importanţa pentru planetă deoarece fixează mari cantităţi
de energie solară, influenţează starea şi circulaţia atmosferei la
contact cu suprafaţa uscatului, modifică local circuitul planetar al
apei şi elementelor chimice şi,mai presus de toate, constituie locul în
care se dezvoltă viaţa.
In cazul pădurilor, volumul spaţiului aerian ocupat de biocenoză
este de 15o-5oo mii mc/ha}în zona temperată şi 5oo-looo mii mc/ha,în
zona ecuatorială. Volumul ocupat din scoarţa terestră este respectiv de
5-5o mii mc/ha şi 5o mii mc/ha.
In acest volum de mediu proporţia volumului de materie
organică este foarte mică - l/25o-l/16oo pentru atmosferă şi
1/5-l/8o pentru scoarţa terestra. Aceasta avînd în vedere că
în pădurile temperate volumul de materie organică aste de
ordinul a (loo)-6oo-2ooo mc/ha, iar în pădurile ecuatoriale
de 60o - 4ooo mc/ha.
5.1 Structura ecosistemului.
S-a arătat că biocenoza este fixată în mediu prin plantele
care constituie scheletul ei şi care astfel delimitează şi
mediul cu care înteracţionează biocenoza. In sol ca şi în aer
vieţuiesc alte numeroase populaţii. Se creează astfel o
structură mixtă, a biocenozei şi staţiunii, în care
componentele acestora se întrepătrund (fig.5.1).
In cele două straturi principale ale mediului -
atmosfera şi solul, care la rîndul lor se pot diviza în
orizonturi, se distribuie toate populaţiile biocenozei, au loc
toate activităţile populaţiilor şi procesele biocenotice. La
contactul celor două straturi principale ale mediului se
intercalează necromasa, un strat de tranziţie care, deşi
provine din biocenoză, nu mai este viu, dar care încă nu face
parte din mediul anorganic, deoarece conţine materie organică.
Procesele biocenotice ce au loc în acest strat leagă
foarte strîns biocenoza de stratul următor, al solului
care,de altfel, prin humusul ce îl conţine în
orizonturile superioare, are şi el caracter organo-
mineral.
5.2 Problema raporturilor între biocenoză şi mediu în
ecosistem
Conform teoriei sistemelor, sistemele deschise fac un
permanent schimb de energie şi materie cu mediul. Aceasta nu
epuizează nici pa departe raporturile care se stabilesc
între biocenoză, ca sistem şi staţiune, ca mediu . Intre aceste două
componente ale ecosistemului se formează raporturi complexe de influenţare
şi modelare reciprocă care îşi pun pecetea atît pe biocenoză, dar şi pe
staţiune.
5.2.1 Influenţa selecţivă şi de control a mediului
Fiecare porţiune de mediu are o anumiţă stractură a conditiilor
fizico-geografice
si a factorilor celogici de care poate dispune biocenoza. Cantitatea
de resurse energetice si materiale ale staţiunii este însă limitata.
In procesul de constituire a biocenozei, prin singeneză,
într-o staţiune dată, populaţiile care se asociază trebuie să
aibă adaptările necesare pentru a putea trăi şi a se putea
perpetua în ecotopul corespunzător. Populaţiile care nu au
asemenea adaptări, dacă ajung în staţiune sînt repede
eliminate.
Biocenoza formată are deci, cel puţin la început , o
structură impusă de mediu. Mediul intervine în formarea
biocenozei prin selectarea populaţiilor care se vor asocia.
Marea diversitate a biocenozelor se explică prin variaţia pe
spaţii destul de restrînse, a caracteristicilor mediului şi
prin selecţia pe care aceasta o exercită asupra populaţiilor
ce se instalează în cuprinsul lui.
Datorită caracterului limitat al resurselor pe care le
poate oferi vieţuitoarelor, mediul exercită un permanent
control asupra cantităţii de biomasă produsă şi prin aceasta
asupra cantităţii de energie, apă, anioni şi cationi
vehiculată în biocenoză. Aceasta îşi pune amprenta pe
intensitatea proceselor biocenotice principale-acumularea ,
consumul şi descompunerea materiei organice dar, Intr-o
anumită măsură şi pe specificul lor calitativ.
De specificul mediului depinde mult dinamica
populaţiilor şi a biocenozei în ansamblu, atît ritmurile
circadian şi fenofazic cît şi fluctuaţiile numerice.
Succesiunile biocenozelor sînt de regulă provocate tot de
schimbările produse în mediu,
Astfel biocenoze ca şi populaţiile ecologice care o
compun sînt în bună parte, un produs al mediului atît din_punct
de vedere calitativ cit si cantitativ.
5.2.2 Influenţa mediogenă a biocenozei.
Prin prezenţa şi activitatea populaţiilor componente, prin
schimbul continuu de energie şi materie cu mediul, biocenoza
are la rândul ei o influenţă puterni-
x) Ulterior prin modificările produse In ecotop şi
transformarea acestuia în biotop, schimbându-se într-o
anumită măsură însuşirile mediului, pot veni şi alte
populaţii.
că transformatoare asupra mediului.
Biocenoza absoarbe o bună parte din energia solară, reflectă în
atmosferă o altă parte din această energie, absoarbe din sol şi redă în
atmosferă prin transpiraţie un volum mare de apă, constituind totodată un
ecran ce opreşte o parte a precipitaţiilor, favorizând revenirea lor în
atmosferă prin evaporaţie. Prin materialul de descompunere şi prin
humusul ce ia naştere in procesul de descompunere ea şi prin circuitele
de substanţe minerale şi de apă şi energie declanşate în substrat,
biocenoza declanşează procesele pedogenetice şi formarea solarilor.
Trebuie menţionat însă că solul, din cauza mersului foarte lent al
proceselor pedogenetice, nu este, de regulă, produsul unui singur tip de
biocenoză ci a mai multor tipuri care s-au succedat în aceeaşi staţiune in
funcţie de schimbările climatice.
Astfel,în mediul iniţial se produc schimbări radicale atât, în
atmosferă cît şi în scoarţa terestră cuprinse de biocenoză. Se formează un
ecotop, transformat care a căpătat numele de biotop.
Biotopul specific fiecărui tip de biocenoză pentru că depinde de
structura acesteia, şi de procesele ce au loc în ea.
Prin formarea biotopuluis adică a unui micromediu .propriu, biocenoza
capătă o anumită autonomie faţă de macromediu. Această tendinţă este mai
mult sau mai puţin realizată după vechimea biocenozei.
Astfel, biocenozele pădurilor ecuatoriale, care fiinţează din
terţiar, au reuşit să-şi creeze un biotop cu autonomie pronunţată. Prin
evapotranspiraţie intensă se asigură ploile zilnice,iar reasimilarea
imediată a elementelor minerale echilibrate din materia organice prin
mineralizarea rapidă, împiedică pierderea lor din sal, prin levigare.
Astfel,biocenoza are apa şi substanţele minerale necesare fiind
dependentă doar de energia venită din macromediu. Se remarcă deci
tendinţa de trecere de la un sistem deschis la un sistem închis.
5.2.3 Biocenoza ca produs complex al mediului si al proceselor de
autostructurare. Din cele prezentate anterior a reieşit că structura şi
procesele biocenotice sînt în bună parte determinate de mediu. Dar,
biocenoza prin efectele ei mediogene, prin rapoartele ce se stabilesc şi
se dezvoltă apoi în cadrul ei are deasemenea posibilitatea de a se
structura şi a-şi modela procesele interne. Biocenoza apare, astfel ca un
produs atât al mediului în, care s-a format si trăieşte, cît si a
capacităţilor ei de autostructurare
In continuare se vor prezenta mai detaliat aspectele privitoare la
raporturile biocenoză - mediu în ecosistem.
5.3 Influenta selectivă a mediului abiotic.
Selecţia iniţială prin mediu abiotic a populaţiilor care pot
compune biocenoza,se bazează pe exigenţele pe care le au speciile faţă de
factorii ecologici şi pe adaptările la folosirea acestor factori, sau la
supravieţuirea în ecotipul format prin combinaţia specifică a factorilor,
într-o anumită staţiune.
5.3.l Domeniul fiziologic şi domeniul ecologic. Fiecare specie de
organisme îşi poate desfăşura procesele fiziologice, poate trăi şi se
poate înmulţi într-un anumit interval al factorilor ecologici. Acest-
interval constituie domeniul ei fiziologic. In biocenoza, speciile ocupă
însă, prin populaţiile lor ecologice, anumite nişe, în funcţie de
competiţia cu alte specii, nişe care, de regulă, nu acoperă întregul
domeniu fiziologic al speciei ci numai o anumită parte a lui. Acesta este
de fapt domeniul ecologic al speciei (fig.5.2)
Fig.5.2 Domeniul fiziologic şl domeniul ecologic al pinului
silvectru in raport cu caracterul trofic şi hibric al
biotopurilor.
Domeniul ecologic se referă la toţi factorii atât cei abiotici.
cît şi cei biotici. Pentru speciile de plante sînt însă mai importanţi
factorii mediului abiotic care constituie resursele de viaţă.
Ceea ce odinioară se chema ecologia speciilor, iar în prezent
poartă numele de autoecologie, este ştiinţa care se ocupă da stabilirea
domeniului ecologic al speciilor. Această ştiinţă, prin însăşi faptul că
nu se poate dezvolta decât prin studiul nişelor ecologice ocupate de
populaţiile speciilor, este o parte a ecologiei sistemice care studiază
efectul raporturilor speciei cu mediul şi cu populaţiile din ecosistemele
în care apare, asupra adaptărilor şi comportamentului ei.
Specie este capabila să ocupe şi să-şi menţină domeniul ecologic
prin anumite adaptări, morfologice si funcţionale, care sînt înscrise în
codul ei genetic, dar şi printr-o anumită capacitate de adecvare la
factori, un anumit comportament în limita adaptărilor de care dispune.
Domeniul ecologic al speciilor, sau mai pe scurt ecologia speciilor se
poate stabili numai prin studiul nişelor pe care le ocupă acestea în
ecosistemele în care pot vieţui x . Aşa s-a procedat în România pentru stabilirea
cerinţelor şi toleranţelor faţă de factorii abiotici a unor specii din flora
ierboasă a pădurii care puteau fi folosite ca plante indicatoare de ecotop.
(Beldie şi Chitită 1957).
Pentru exemplificare se vor prezenta în cele ce urmează unele adaptări ale speciilor la principalii factori de mediu.
5.3.2 Adaptări, legate de factorul lumină. Lumina este necesară ca sursă
de energie pentru desfăşurarea fotosintezei la plantele verzi şi pentru
unele sinteze la animale (de exemplu a vitaminelor). Dar lumina intervine
şi ca factor de declanşare sau înhibare a multor procese şi activităţi
ale organismelor. Ritmurile nictemerale la organismele diurne şi
nocturne, ritmurile fenofazice (înfrunzire, căderea frunzelor,
năpârlirea, migraţiile, hibernarea etc.) sînt legate de diferite
intensităţi şi durate de iluminare.
O primă categorie de adaptări la factorul lumină este legată de
fotofilia speciilor sau raportul lor cu intensitatea luminii. Există
specii fotofile (de lumină) ca şi specii fotofobe (care nu suportă
lumina) precum şi multe specii care se dezvoltă mai bine la anumite
intensităţi ale luminii, dar care suportă şi intensităţi mai mari sau mai
mici. La plante adaptările se exprimă prin conţinutul diferit de
clorofile şi alţi pigmenţi asimilatori din frunze, prin suprafaţa şi
grosimea frunzelor, prin capacitatea de a fotosintetiza într-un anumit
interval al intensităţii luminii sau de a suporta alte intensităţi.
La arbori s-a făcut de mult deosebirea între specii de lumină
(heliofile) şi de umbră (sciofile). Specii de lumină sînt de exemplu
laricele, pinul silvestru, specii de umbră bradul,tisa. Cerinţele şi
toleranţele faţă de lumină pot varia cu stadiul de
x) In lucrările mai vechi de autecologie însuşirile ecologice ale
speciilor erau deduse din răspindirea lor geografică, corelată eu
distribuţia solurilor şi cu valoarea elementelor climatice din areal.
dezvoltare, al plantelor. Astfel puieţii .arborilor, chiar a celor de
lumină, suportă în mai mare măsură umbra decât arborii naturi. Puieţii de
pin sau larice se pot dezvolta la grade de iluminare de 7-14 % din lumina
plină, cei de brad, molid, sau stejar chiar la grade de iluminare mai
mici (2-5 % din lumina plină (Gia 1927 citat de Rubner 196o). Cercetările
de la noi din ţară au arătat că puieţii de gorun se pot dezvolta şi la
4-5 % din lumina plină.
In legătură eu intensitatea luminii, speciile de plante se
caracterizează prin intervalul în care pot fotosintetiza activ Acest
interval aste delimitat de intensitatea minimă a luminii la care se
atinge punctul de compensaţie (cantitatea de materie produsă prin
fotosinteză este egală cu cea pierdută prin respiraţie) şi intensitatea
maximă la care se atinge punctul de saturaţie (dincolo de care
fotosinteza nu mai creşte odată cu sporirea intensităţii luminii). La
speciile lemnoase punctul de saturaţie se situiază la 25-3o % din lumina
plină.
In ceea ce priveşte animalele există atât specii - fotofile, dar
există şi multe specii fotofobe. Astfel majoritatea artropodelor din
litieră şi sol sînt fotofobe. Şoarecii de pădure nu pot suporta lumina
decât 5-3o minute, în schimb păsările diurne o suportă cu tot cursul
zilei.
Cele mai multe insecte defoliatoare sînt folofile (Lymantria,
Tortrix etc) există însă şi specii fotofobe (cum este Haltica salciei)
De regulă reacţia la lumină este corelată cu reacţia la
căldură,aceşti factori fiind stâns legaţi în acţiunea lor asupra
organismelor.
O a doua mare categorie de adaptări la factorul lumină sa referă
la fotoperiodism sau la raportul speciilor cu durata de ilu minare diurnă
din cursul anului.
Multe procese sezonale la plante şi animale se declanşeaza la o
anumită durată a zilei. Există de exemplu plante de zi scurtă care
pentru înflorire necesită o fază de întunerec de minimum 12 ore pe zi şi
plante de zi lângă la care faza de întunerec poate fi scurtă. Durata
iluminării în timpul zilei, corelată cu nivelul temperaturilor, declanşează
înfrunzirea şi căderea frunzelor.
La plante există şi ecotipuri fotoperiodice, adaptate la un anumit
regim al duratei zilei-lumină. Asemenea ecotipuri s-au găsit la specii
boreale,cum sînt Larix, Betula, Pinus, la care ecotipurile nordice cresc
mai bine în condiţii de zi lungă, iar cele sudice în
condiţii de zi scurtă.
Fotoperiodismul se manifestă pregnant şi la animale.
Reproducerea şi migrarea multor specii de păsări şi mamifere este legată
de fotoperioadă. La mamifere şi păsări un rol important revine în acest
sens hipofizei, glanda care, în funcţie de durata zilei, poate activa sau
inhiba glandele sexuale. La majoritatea păsărilor de pădure zilele lungi
determină activarea acestor glande, la unele mamifere cum este cerbul
zilele scurte au acest efect. La animalele de pădure la care în timpul
gestaţiei intervine un stadiu de latenţă (căprior, jder), ca adaptare la
condiţiile nefavorabile ale iernii, intrarea în acest stadiu este
declanşată de scăderea duratei de iluminare diurnă.
Lumina activează şi glanda tiroidă sub influenţa căreia se produc
modificări metabolice care provoacă năpârlirea, pregătirea pentru
migraţie sau hibernare (cazul păsărilor migratoare, a ursului ).
Intrarea în diapauză la multe insecte este determinată tot de
lungimea zilei lumină.
5.3.3 Adaptări legate de factorul căldură. Căldura influenţează
intensitatea şi caracterul metabolismului şi prin aceasta toate celelalte
procese cum sînt creşterea, dezvoltarea, înmulţirea, supravieţuirea. In
anumite limite termice favorabila vieţii, ridicarea temperaturii cu 100C
duce la dublarea intensităţii proceselor metabolice (regula Van Hoff).
Fiecare specie are un prag termic inferior ai unul superior,
între care se fot desfăşura procesele din organisme şi un optim termic la
care procesele au intensitate maximă..
Plantele, ca şi animalele poikiloterme au temperatura mediului
ambiant. Animalele homeoterme dispun de mecanisme pentru menţinerea
temperaturii corpului la nivel constant.
In ce priveşte toleranţa faţă de căldură există specii euri terme.
care suportă mari variaţii de căldură şi stenoterme care se dezvoltă numai
într-un anumit interval al temperaturilor, microtermele fiind adaptate la
temperaturi scăzute., megatermele la temperaturi ridicate, iar mezotermele
şi eutermele_ ocupă poziţii intermediare.
Specii megaterme sânt arborii de la ecuator şi tropice care se
dezvoltă la temperaturi constant peste + 2o°C şi suferă vătămări chiar la
+ Io C. Coniferele boreale sânt în schimb microterme putându-se dezvolta
la temperaturi între O şi 15°C. Speciile lemnoase din ţara noastră sînt
în majoritate mezoterme (fagul, gorunul, stejarul, teiul pucios ş.a.) în
parte euterme (stejarii termofili, teiul argintiu ş a.).'
Toate plantele din zonele cu anotimpuri termic diferite au adaptări
fenelogice pentru a supravieţui la anotimpurile reci.
O adaptare generală a speciilor de foioase şi a unor răşinoase
(laricele, taxodiul) este căderea anuală a frunzelor înaintea anotimpului
rece, şi formarea din nou frunziş primăvara. La plantele ierboase se
usucă de asemenea partea aeriană rămânând în sol organe de supravieţuire
{rizomi, bulbi, tufe etc.) din care se formează noi tulpini şi frunze în
anul următor. Plantele lemnoase au diferite adaptări pentru protejarea
mugurilor.
Speciile lemnoase ca şi cele ierboase se deosebesc mult după timpul
intrării în vegetaţie. Speciile care pornesc de timpuriu sînt de regulă
mai rezistente la temperaturi scăzute (mesteacănul, sălciile, pinul ş.a).
In cadrul speciilor cu areal întins (cum este pinul, molidul,
stejarul) se diferenţiază ecotipuri termice, la care este fixată genetic
înfrunzirea mai timpurie sau mai târziu în funcţie de regimul termic al
teritoriului de răspândire. La noi se cunoaşte de exemplu un ecotip
tardiflor la stejarul pedunculat care nu este vătămat de gerurile târzii.
Aceste ecotipuri pot avea particularităţi fiziologice sau structurale.
Astfel în Suedia la pin s-a constatat o creştere a substanţei uscate din
ace de la sud spre nord, corelată cu creşterea rezistenţei la frig
(Bonvarel, 1974).
Călirea este o adaptare fiziologica generală a plantelor la
temperaturile scăzute. Se produce prin reducerea conţinutului de apă al
protoplasmei şi creşterea concentraţiei zahărului şi altor combinaţii
organice. Procesul se desfăşoară în trepte odată cu scăderea
temperaturilor. In primăvară are loc decălirea.
Animalele poikiloterme, la cară temperatura corpului este
în funcţie de temperatura mediului, îşi încep activitatea de la
un prag termic inferior deasupra căruia se situiază temperaturile
eficiente pentru specie. Acest prag este de exemplu la Lymantria
monacha de 4,5-5,9°C pentru ou, 3,2-7,8°C pentru omidă şi 8,4°C
pentru pupă.
Pentru dezvoltarea completă este nevoie de o anumită cantitate de
căldură care se exprimă prin suma temperaturilor eficiente (la Lymantria
monacha de exemplu 124o°C). Pentru absorbţia radiaţiei calorice multe
animale poikiloterme au culori închise sau metalice (la insecte).
Căldura este produsă şi prin activitatea musculară în timpul zborului
sau mişcării.
Animalele homeoterme, îşi menţin temperatura la un nivel
constant prin adaptări speciale, în primul rând printr-un sistem de
reglare a proceselor metabolice (centrul termoregulator hipotalamic ) şi
in al doilea rând prin diferite mijloace de reducere a pierderilor de
căldură (de exemplu înveliş de pene, de păr, strat de grăsime). Mărimea
corpului are de asemenea importanţă în evitarea pierderii de căldură - cu
cît raportul dintre suprafaţă şi volum este mai mic pierderile de căldură
sînt mai reduse. Animalele mici, la care acest raport este mare, au
pierderi mari de căldură. Astfel, intensitatea metabolismului şi a
producerii de căldură,este la şoareci de 413o cal/kg greutate vie, pe
când la iepure de numai 478 cal. Majoritatea pasărilor au an consum
energetic mai mare decât păsările răpitoare mari. Chiar în cadrul
aceleaşi specii, subspeciile din ţinuturile mai reci au corpul mai mare
decât în ţinuturile mai calde (de exemplu la grangur, la cioară etc.).
Construirea de adăposturi este o adaptare comportamentală pentru
protecţia termică.
La insectele fotofobe intrarea în diapauză poate fi determina şi de
factorul căldură.
5.3.4 Adaptări legate de factorul apă. Toate procesele biologice din
organismul plantelor ca şi a animalelor au loc în condiţii de hidratare
suficientă a celulelor, apa fiind componenta principală a corpului lor
(până la 95 %).
Ca şi în cazul căldurii se deosebesc specii poikilohidre, la care
conţinutul de apă este variabil în funcţie de mediu şi spe cii homeohidre la
care acesta este constant. Dintre plante, cele inferioare (alge ciuperci,
licheni, mugchi) fac parte din prima categorie, plantele superioare se
încadrează în a doua categorie. Speciile stenohidre sînt adaptate la
variaţii restrânse a apei în mediu, speciile eurihidre suportă variaţii
mari a apei.
Dintre adaptările plantelor legate de factorul hidric se pot
menţiona capacitatea de a dezvolta tensiuni mari de sucţiune pentru a
extrage apa din soluri uscate, variate mijloace de a reduce transpiraţia
(mecanismul de închidere a stomatelor, reducerea suprafeţei frunzelor seu
dispariţia lor totală, formarea de peri, ceruri pe frunze etc).
Chiar forma şi modul de ramificare a rădăcinii în sol constituie o
adaptare la regimul hidric al solului (în solurile uscate,, pătrunderea
foarte adâncă a rădăcinilor, sau ramificarea mai bogată etc).Există
adaptări şi la acţiunea mecanică a zăpezii - molidul are o formă
columnară în regiunile cu zăpezi moi, care altfel provoacă ruperea
crăcilor.
Animalele au si ele multe adaptări legate de factorul apă.
Învelişul chitinos a multor insecte, secreţiile ceroase la afide şi
coccide, părozitatea la alte specii, chiar învelişul ouălelor au printre
altele şi rolul de protecţie contra pierderilor de apă. Seceta, ca şi
frigul, poate provoca intrarea în diapauză a unor animale. Multe adaptări
s-au format în legătură cu zăpada - păr şi pene albe sau deschise la
culoare pe timp de iarnă, mărirea suprafeţei piciorului pentru a nu se
afunda în zăpadă (ca 1a lup, vulpe etc.)
5.3.5 Adaptări la factori chimici. Este vorba de adaptări ale plantelor
la ioni de sol. Speciile au adăptări şi exigente diferite pentru diverşi
ioni şi realizează, producţii de masă diferite în funcţie de modul cum
sînt satisfăcute aceste exigenţe. Dintre arborii, specii foarte exigente
sînt, frasinii, paltinii, ulmii, stejarii, specii exigente - fagul,
bradul, laricele, molidul, specii puţin exigente - mesteacănul, pinul
silvestru.
In general, după exigenţa ia ioni din sol, plantele se împart în
extrem oligoţrofe, oligotrofe, oligomezotrofe,eumezotrofe, mezotrofe
eutrofet megatrofe şi euritrofe Prima categorie are exigenţele cele mai
mici, penultima cele mai mari, iar ultima nu manifestă exigenţe speciale.
Concentraţia de ioni de hidrogen din soluţia solului (pH) are o
deosebită importanţă în viaţa ciupercilor şi, a insectelor din necromasă
şi sol. Obişnuit ciupercile şi encbitreidele se găsesc mai frecvent pe
soluri acide, bacteriile şi lumbricidele pe soluri neutre.
Plantele calcicole suportă o cantitate mai mare de calciu în
soluţia solului, cele silicicole evită solurile calcaroase. Există plante
cu cerinţe mari faţă de azot (plante nitrofile.). Un mare grup de plante
halofile este adaptat la viaţă în solurile halomorfe, sărăturate, care
conţin cloruri, carbonaţi sau sulfaţi de natriu sau potasiu. Speciile
forestiere, nu se pot dezvolta în soluri halomorfe.
5.3.6 Adaptări la vânt. Multe plante au adaptări pentru polenizarea sau
diseminarea eu ajutorul vântului. In acest sens grăunţii de polen,
fructele sau seminţele prezintă aripioare sau puf. In pădure speciile
anemofile înfloresc înaintea înfrunzirii şi multe diseminează iarna când
viteza vântului nu se reduce prea mult, lipsind frunzele. Larvele
diferitelor insecte pot fi deasemenea transportate de vânt având peri pe
corp.
Foarte multe insecte au adaptări pentru producerea de mirosuri
atractante sau. respingătoare, purtate de vânt, care servesc pentru
găsirea speciei sau evitarea ei.
5.4 Influenţa de control (reglaj) a mediului abiotic.
Efectul de control sau de reglaj al mediului abiotic apare ea urmare
caracterului limitat al factorilor, care se poate manifesta permanent sau
periodic. Obişnuit un rol important revine factorului limitativ din
ecotopul (sau biotopul) respectiv.
Efectul de control se manifestă prin limitarea numărului dimensiunilor,
înmulţirii unei populaţii.
5.4.1.Determinarea directă a structurii populaţiilor se poate produce
prin efectul letal al unor factori. Geruri sau zăpezi prea mari iarna,
seceta accentuată rara, înmlăştinire sau inundarea pot cauza importante
reduceri de efectiv în populaţii prin moartea indivizilor.
Iernile grele provoacă o mortalitate mare la multe mamifere şi
păsări de pădure. Primăverile umede şi reci au acelaş efect în
populaţiile de insecte defoliatoare.
îngheţurile târzii şi chiar scăderile accentuate de temperatură
primăvara pot distruge florile şi producţia de sămânţă, împiedicând
formarea de generaţii noi de arbori.
Ridicarea nivelului apelor freatice sau inundaţiile au ca urmare
uscarea în masă a arborilor. Ploile torenţiale şi cele de lungă durată
sînt nocive pentru micromamifere sau păsări.
Vîntul poate distruge o bună parte din populaţiile de arbori.
Focul influenţează de asemenea direct efectivul tuturor populaţiilor pe
suprafeţele peste care trece.
5.4.2 Determinarea indirectă a structurii populaţiilor, prin factorii
abiotici, se face prin modificările pe care aceştia le provoacă în
procesele vitale ale organismelor, de care depinde structura
populaţiilor.
Astfel variaţiile căldurii şi apei pot determina producţii mai mari
sau mai mici de sămânţă influenţând efectivul populaţiilor la arbori.
Un şir de ani ploioşi poate duce la intensificarea creşterii
arborilor pe solurile aerisite, la o eliminare mai puternică şi la
populaţii mai mici, dar la o reducere a creşterii arborilor pe soluri
argiloase neaerisite, la o eliminare mai slabă şi deci la populaţii mai
mari.
In general influenţa de control al mediului abiotic este foarte
complexă şi se manifestă mai ales indirect.
5.5 Schimburile, între mediul abiotic şi biocenoză.
Mediul abiotic reprezintă rezervorul de resurse energetice şi materiale
pentru biocenoză. Din mediu îşi extrag necesarul de lumină, căldură, apă,
elemente chimice toate organizmele asociate în biocenoză. '
Dar, totodată, în mediu se elimină căldura, bioxidul de carbon şi
apa, provenită din metabolizarea combinaţiilor organice, oxigenul,
eliberat în procesul de fotosinteză, celelalte elemente chimice,
rezultate din materia organică în procesul de descompunere.
Astfel, în ecosistem se formează un continuu flux de energie şi materie, pus în
mişcare de biocenoza şi care provine din mediu şi final reintră în mediu. O
reprezentare schimbărilor de energie şi materie între biocenoză şi mediu conţine
fig 5.3.
Fig 5.3. Schema schimbului de energie şi materie între biocenoză- mediu
biocenoză şi între acesta şi macromediu
Este de subliniat că schimbul de energie şi materie se realizează prin fiecare individ din biocenoză, dar efectul lui asupra mediului se însumează şi acţionează ca fenomen de masă.
Schimburile între media şi biocenoză pot fi unilaterale, cum este
de exemplu transferul de materie organică din biocenoză şi mediu, sau
bilaterale, cu un transfer din mediu în biocenoză şi cu un altul din
biocenoza în mediu. Aceste transferuri bilaterale pot avea caracter de
flux, care străbate biocenoza fără a mai reveni în ea (cazul energiei sau
al apei} sau de circuit, când elementul ce a străbătut biocenoza şi a
revenit în mediu este din nou preluat de biocenoză (cazul bioxidului de
carbon, a oxigenului a celorlalte elemente biogene necesare
organismelor).
5.5.1 Transferul de materie organică de Ia biocenoza la mediu.
Toată materia organică produsă de biocenoză este in final
descompusă clar, aşa cum s—a arătat mai înainte, o parte, resintetizată in
combinaţii organice de tipul humusului, întră in sol.
Această parte de materie organică este relativ mică. Intr-o pădure
de foioase din zona temperată ea este da ordinul a o,2 t/ an/ha.
Aproximativ aceeaşi cantitate fie humus se mineralizează anual. In sol
există insă o rezervă permanentă destul de mare de humus. In cazul
pădurii respective de foioase rezerva poate atinge 2oo t/ha. Această
rezervă se acumulează treptat în stadiile tinere de formare a biocenozei
când producţia de materie organică şi de humus este foarte mare depăşind
mult cantitatea mineralizată.
5.5.2 Fluxul de energie vine de la soare şi intră în biocenoză prin
procesul de fotosinteză.
O parte mult mai mare din energia incidenţă este reflectată in
atmosferă de ecranul format din plante. O altă parte ajunge la sol şi
pătrunde în sol (sub formă de căldură). Energia absorbită de plante este
transformată prin fotosinteză în energia chimică, stocată în combinaţiile
organice ce rezultă din acest proces.
Prin oxidarea acestor combinaţii, în fiecare verigă trofică, se
eliberează şi se foloseşte energia fixată fiind apoi redată în mediu sub
formă de căldură.
Fluxul de energie în ecosistem este direct legat de fluxul de
materie organică, energia fiind acumulată în combinaţiile organice care
sînt preluate de diferite verigi dealungul lanţurilor trofice.
Fluxul de energie într-un ecosistem forestier de foioase este
redat schematic în fig.5.4 Valorile sînt orientative.
Din cele 9ooo milioane kilocalorii de energie solară ce ajunge pe
un hectar, 44oo milioane reprezintă radiaţia fotosintetic activă
(RFA),din care însă numai 28oo mii în perioada de vegetaţie când
plantele pot asimila. Din aceasta cantitate mare numai 136 mil kcal sînt
fixate în biocenoza ca producţie primară brută (PB), 61 mil.kcal adică
circa 45 % se consumă de plante pentru asigurarea energetică a
proceselor vitale. Restul de 75 mil.kcal reprezintă producţia primară
netă (PN). O parte din această producţie (circa 35,8 mil.kcal) este
stocată temporar sub formă de lemn şi scoarţa în trunchiurile, ramurile
şi rădăcinile arborilor, o parte relativ mică (8 mil kcal) este folosită
de consumatorii supraterani, iar o parte apreciabilă (33 mil.kcal) intră
în necromasă. Dar în necromasă intră din rezerva stocată o parte
echivalentă cu
Fig 5.4. Fluxul de energie într-un ecosistem forestier de
foioase din zona temperată în Kcal/an/ha(rezervă în Kcal/ha).
Semnificaţia scrierii ca în fig64.
(Valorile după Devigneaund,1974 şi alţi autori)
cea intrată în rezervă (circa 33,8 mil.kcal). Cea mai mare parte a
energiei intrate în necromasă se elimină sub formă de căldură in procesul
de descompunere şi numai circa l mil kcal este stocată temporar în
humus. Dar această stocare este de fapt compensată prin mineralizarea
unei cantităţi echivalente de humus.
Astfel, bilanţul energetic pentru o biocenoză forestieră aflată în
echilibru este practic, o. rezervele stocate de lemn şi coaja ca şi de
humus provin din stadiile tinere ale biocenozei iu formare, când
acumularea depăşeşte cantitativ descompunerea.
Fluxul de energie diferă desigur pe tipuri de ecosisteme. El este
maxim în pădurea ecuatorială, atingând 600 mil.kcal/an/ha. Principala
particularitate a ecosistemelor forestiere este stocarea temporară a unei
cantităţi relativ mare de energie chimică, în lemnul şi scoarţa arborilor.
In cazul prezentat, stocul se ridică la 188o mil.kcal dar el poate
atinge până la 28oo mil.kcal în pădurile temperate şi 375o mil.kcal în
cele ecuatoriale.
5.5.3 Fluxul de apă vine din atmosferă. În ecosistem, o parte
revine în atmosferă prin evaporaţia de la nivelul plantelor şi a
solului, o parte se scurge la suprafaţa solului, o parte intră in sol
şi se stochează pentru un timp, iar o parte se scurge in adâncime
alimentând pânza de apă freatică.
Reluând exemplul pădurii de foioase,pentru cere s-a prezentat
fluxul energetic se poate construi următoarea schemă a fluxului apei în
ecosistem (fig. 5.5).
Fig. 5.6 Fluxul apel într-un ecosistem forestier în foioase din zona
temperată in t/an/ha(rezerva în t/ha).Semnificaţia scrierii ca to
fig 64. (Valorile procentuale)
Din circa 8000 m.c precipitaţii ce cad anual pe un ha 3,5 % revin
în atmosferă prin evaporaţie. Din apa ajunsă la sol,5 %.se scurge, 15 % se
infiltrează şi intră în apele freatice,65 % se reţine în sol. 3o % din
apă este extrasă din sol de plante şi eliminată în atmosferă prin
transpiraţie. O cotă apreciabilă de află (circa 2o % se evaporează de la
suprafaţa solului.
Din apa absorbită de plante numai 15 - 2o mc intră în biomasa ce
se transferă în lanţurile trofice. Dar consumatorii şi descompunătorii
îşi iau apa necesară nu numai din biomasă ci şi din sol, izvoare, rouă,
vapori din aer etc. Aceştia elimină în atmosferă o cantitate de apă,
destul de redusă însă.
O parte mai mare din apa absorbită este stocată timp mai lung sau
mai scurt în corpul plantelor şi al animalelor. In biocenoza forestieră
această cantitate se poate ridica la 16o t/Ka(până la 600 t în pădurile
ecuatoriale).
Volumul de apă ce trece prin ecosistemul forestier este de ordinul
a 3-6 mii mc/ha în pădurile temperate şi se ridică la 30-50 mii mc în
cazul pădurilor ecuatoriale.
5.5.4 Circuitul carbonului este intim legat da fluxul de biomasă şi necromasă
pentru că acest element, împreună cu oxigenul şi hidrogenul, constituie
componentul de bază al materiei organice.
Carbonul provine din bioxidul de carbon,absorbit din aer de plantele
verzi şi legat prin fotosinteză în combinaţii organice, ce vor străbate apoi
toate verigile lanţurilor trofice ale biocenozei. Prin oxidarea acestor
combinaţii, carbonul este pus din nou în libertate sub formă de bioxid de
carbon.
Circuitul carbonului într-un ecosistem forestier de foioase este redat
schematic în fig.5.6.
Fig. 5.6 — Circuitul carbonului într-un ecosistem forestier de foioase din
zona temperată în t/an/ha. Semnificaţia scrierii ca în fig64. Valorile după
Davigneand,1974 şi alţii.
Cantitatea de carbon fixat de plantele verzi din această biocenoză
este de 12,7 t/an/ba. Pentru aceasta, plantele absorb 42,3 t bioxid de
carbon şi eliberează în procesul de fotosinteză, 29,6 t oxigen. Aproape 6
t carbon revin imediat în atmosferă, sub formă de bioxid de carbon, prin
respiraţia plantelor, iar restul de 6,7 t intră în circuitul de consum
(mai ales în necromasă).Stocaje temporare se produc în lemn şi scoarţă
(3,15 t) şi humus (o,o9 t). Restul revine în aer, sub formă de bioxid de
carbon, prin respiraţia consumatorilor şi descompunătorilor.
5.5.5.Circiuitul oxigenului urmează tot fluxul biomasei şi
necromasei fiind element constituent al acestora.
Oxigenul este absorbit de aer, folosit pentru oxidarea
combinaţiilor organice, revenind în atmosferă sub formă de bioxid de
carbon, prin respiraţie.
Un contracurent de oxigen vine însă dinspre plante spre
atmosferă, ca rezultat al eliberării oxigenului din bioxid de carbon
în procesul fotosintezei.
Oxigenul absorbit pentru respiraţie se ridică la 19,6 t/an/ha,
iar cel eliminat de plante este de 29,6t. Astfel pădurea pune în
libertate anual circa 10 t oxigen liber, pe seama carbonului stocat
temporar în lemn. Circuitul oxigenului este redat schematic în
fig.5.7.
5.5.6.Circuitul azotului. Azotul provine din atmosferă. De aici
ajunge în sol, în proporţie redusă, cu apa de ploaie, în care sânt
dezvoltaţi oxizii de azot, formaţi în urma descărcărilor electrice
din atmosferă sub acţiunea luminii. Proporţia cea mai mare de azot
din sol provine însă din activitatea bacteriilor capabile să fixeze
azotul atmosferic. Este vorba de bacterii ce trăiesc în simbioză cu
plantele, pe rădăcinile acestora şi care pot fixa azotul, în prima
fază sub formă de ion de amoniu, oxidat, în următoarea fază în
nutriţii sau nitraţi, care pot fi absorbiţi de plante.
În solurile slab acide, aerisite, anual se pot fixa în acest
fel-100-200 kg azot/ ha.
Consumul de azot al biocenozelor forestiere cu foioase este de
circa 130 kg anual , din care 45 kg se stochează în lemn şi scoarţă,
restul revenind în sol în procesul de descompunere şi mineralizare a
humusului.(fig 5.8).
În biocenozele cu arbori răşinoşi, consumul de azot este mai mic
, circa 45-50 kg /an/ha.
Azotul folosit de biocenoză forestieră provine în mare parte din
circuitul ecosistemic fiind numai completat prin fixarea de azot
atmosferic. Cea mai mare parte a azotului reciclat provine din
mineralizarea humusului. Acesta arată deosebita importanţă a
procesului de humificare ca şi a conservării orizontului humifer din
solurile de pădure pentru buna aprovizionare cu azot a plantelor şi
pentru asigurarea, în acest fel, a productivităţii, inclusiv de lemn,
a biocenozei.
5.5.7. Circuitul altor substanţe biogene. Aceste substanţe
provin din rocile care formează substratul, iar circuitul lor este
axat pe fluxul de apă sol-plante-atmosferă, iar apoi pe fluxul
biomasă-necromasă-sol.
Cationii (K+,Ca++,Mg++,Fe++, etc )şi anionii(PO4--,SO4
—etc )sunt
eliberaţi din mineralele conţinute în rocile în curs de alterare, sub
influenţa apei încărcată cu bioxid de carbon şi acizi humici.
Ordinul de mărime a cantităţii nutritive minerale absorbită de
plante este de câteva zeci până în jur de 100-200 kg/ an/ ha.(fig
5.9.)
O mare parte din aceste substanţe revin în sol în procesul
descompunerii şi este din nou preluată de plante.
O mică parte se poate pierde prin apa ce percolează solul şi
trec în stratul freatic.
Ca şi în cazul azotului, trebuie subliniată importanţa deosebită
a circuitului ecosistemic al acestor substanţe nutritive pentru
păstrarea potenţialului de producţie al staţiunii şi implicit al
nivelului producţiei de biomasă a biocenozei. Este mult mai economic
să se folosească capacitatea de autofertilizare a ecosistemului
forestier decât să se utilizeze îngrăşăminte chimice pentru refacerea
lui. Aceasta presupune însă o bună conservare a solului.
5.6. Influenţa modelatoare a biocenozei asupra mediului.
Influenţa biocenozei asupra mediului se materializează prin trei
categorii de relaţii:
- extragerea şi redarea în mediu a unei cantităţi însemnate de
energie şi materie, din care o parte este stocată temporar(mai
ales în biocenozele forestiere,)
- schimbarea fluxurilor de energie şi apă la suprafaţa uscatului,
- formarea micului circuit ecosistemic de elemente biogene cu
repercusiuni asupra caracteristicilor atmosferei adiacente şi a
rocii alterate de la suprafaţa uscatului.
Aceste acţiuni ale biocenozei determină importante schimbări în
mediul cuprins în biocenoză creind astfel, la suprafaţa globului
terestru, un biomediu specific, complet deosebit de mediul care ar fi
existat în lipsa biocenozelor.
Prin dezvoltarea mare pe verticală şi prin suprafaţa mare
activă, biocenozele forestiere influenţează cel mai puternic mediul,
comparativ cu celelalte tipuri de biocenoze de uscat,
În continuare se va analiza inluenţa biocenozei forestiere
asupra diferiţilor factori ecologici.
5.6.1.Influenţa biocenozei forestiere asupra radiaţiei.
Se manifestă prin absorbţia masivă a radiaţiei în frunzele
arborilor(75-90% din radiaţia incidentă), absorbţia redusă la nivelul
solului (3-15%)şi reflectarea unei părţi din radiaţie (mai ales cu
lungime de undă mare)de către aparatul foliar în atmosferă (5-20%).
Radiaţia reflectată de biocenozele forestiere (albedoul )este mai mică
decât în cazul altor tipuri de biocenoze. De aceea pe harta calorică
a globului pădurile reprezintă suprafeţe relativ “reci”.
Radiaţia pătrunsă sub masiv este relativ mică (tab. 5.1.)
Tabeleul 5.1.Radiaţia pătrunsă sub masivul unei păduri de fag(70 ani)x
Luna II III IV V VII IX X XI XII
Suma,radiaţiei globale 3780 7000 10100 13700 14420 8300 4900 2400 1600 în teren deschis
Suma radiaţiei globale sub făget 1930 3580 5200 3150 720 420 245 1200 820
X) După Tranguillini 1960 citat de Mitscherlich 1971.
Până la înfrunzire, sub masiv pătrunde circa 50% din radiaţia
incidentă, dar aceasta scade spre 2%. În ecosistemele cu arbori de
lumină (pin, mesteacăn), radiaţia sub masiv este mai mare de 80-10%.
În pădurile de răşinoase cu frunze persistente radiaţia pătrunsă la
sol este în tot timpul anului de 4-8%(Nîgeli 1940 citat de
Mitscherlich 1975). Dar radiaţia pătrunsă sub masiv este modificată
şi calitativ. Ea conţine foarte puţină radiaţia fotosintetc activă,
care reprezintă 70-90% din radiaţia pătrunsă sub masiv.
Pe verticală se produce o scădere a radiaţiei de la baza
coroanelor, unde mai atinge 30% din radiaţia de afară, pană la 5% la
nivelul solului. Cantitatea de radiaţie ajunsă la sol este diferită
şi în funcţie de vârstă şi productivitatea arboretului.
Ca urmare a acestei influenţe a biocenozei forestiere asupra
radiaţiei, în ecosistemul forestier se formează un regim de lumină şi
un regim de temperatură radical deosebite de cele din terenul
deschis.
Regimul de lumină se caracterizează prin scăderea puternică a
intensităţii luminii de la coroanele arborilor spre sol(mai puternică
în cazul speciilor de umbră, mai puţin accentuată în cazul de
lumină).
Sub pădurile de răşinoase, regimul de lumină foarte redus variază
numai în funcţie de regimul anual de iluminare. Sub pădurile de
foioase, regimul de lumină variază şi în funcţie de starea fenologică
a arborilor, fiind mare în perioada fără frunze şi reducându-se odată
cu masivul pădurilor, mai ales a celor mature şi bătrâne, este foarte
neuniform.
Regimul termic. Se caracterizează în general, prin temperaturi
mai mici în timpul sezonului de vegetaţie(de ordinul a 0,5-2 0C la
mediile anuale şi de 1-40C la mediile lunare, dar până la 100C l
temperaturile curente). Deşi diferenţele de temperatură sânt aparent
mici, ele au o semnificaţie deosebită deoarece o diferenţă de0,5 0C
înseamnă o deplasare pe latitudine de 100 km sau pe altitudine de
100m.
O altă caracteristică a regimului termic este micşorarea
amplitudinii de variaţie a temperaturilor în cursul zilei ca şi a
anului, ca şi un decalaj al încălzirii răcirii aerului. Micşorarea
amplitudinii se produce prin reducerea temperaturilor maxime şi
creşterea celor minime.
Ordinul de mărime este de 2-30C la temperaturile medii dar mult mai
mare în cazul extremelor absolute.
Tabelul 5.2Modificarea temperaturilor maxime şi minime medii în pădure(de foioase)în comparaţie cu terenul
deschis. Luna An
Temperatura Situaţia I II III IV V VI VII VIII IX X XI XIIMaximă pădure 1,7 1,7 5,5 14,8 18,4 23,4 25,2 26,1 21,0 16,0 12,3 2,5 14,0Medie0C teren deschis 3,7 3,4 6,2 15,2 20,9 27,1 29,0 30,1 24,7 17,0 9,3 6,7 16,1
Minimă pădure -6,1 -3,5 -1,0 4,8 9,5 13,8 15,3 15,4 11,7 8,9 4,2 -3,5 5,8Medie0c teren deschis -8,5 -4,0 -1,0 7,2 11,0 16,1 16,2 16,2 11,8 7,6 1,3 -3,9 5,8
Regimul termic cel mai uniform se realizează în solul de sub pădure.
5.6.2. Influenţa biocenozei forestiere asupra apei. Se manifestă
prin intercepţia şi evaporarea unei părţi din precipitaţii, prin
absorbţia unei mari cantităţi de apă din sol şi redarea ei în atmosferă
prin transpiraţie, prin utilizarea solului, prin reducerea ei în
atmosferă prin transpiraţie, prin umezirea solului, prin reducerea
scurgerii la suprafaţa solului, dar şi a infiltraţiei în sol, dar şi
printr-o creştere a volumului de apă din precipitaţii pe seama
condensări ceţei, depunerilor de polei şi chiciură.
Absorbţia apei din sol este de ordinul a 2500-4000 mc pe an şi pe
ha, în zona temperată ridicată destul de mult umiditatea aerului în
pădure.(tab.5.3.)
Tabelul 5.3.
Umiditatea aerului în mediu l forestier şi în cel lipsit de pădurex
Umiditatea aerului % Perioada de veg, repausLocul I II III IV V VI VII VIII IX X XI XII An
Biocenoza de pădure amestecată 82 89 75 72 76 76 73 71 73 76 77 79 76 74 78 Câmp deschis 83 76 67 52 45 59 52 49 52 76 80 84 65 56 78
X) după Băndiu 1971
De aceea umiditatea solului sub pădure nu este mare şi scade destul de mult spre sfârşitul verii chiar în climate mai umede.
In solurile de sub pădure nu se acumulează mari cantităţi de apă care
să provoace înmlăştinirea tocmai datorită pompării continui a apei de
către arbori.
Intercepţia precipitaţiilor pe frunze, trunchiuri, crăci, ca şi pe
litieră este de lo-3o din cantitatea de precipitaţii (mai mult la molid
şi brad - 25-3o% mai puţin la foioase –l0-2o%. Intercepţia este mare in
cazul ploilor mici. Ploile sub 2 mm sînt complet reţinute de biocenoză
şi nu ajung la sol.
Reducerea scurgerii în pădure se datoreşte capacităţii ridicate de
infiltraţie pe care o au solurile forestiere şi efectului mecanic al
litierei, al bazei arborilor, arbuştilor etc. Faţă de alte tipuri de
ecosisteme, cele forestiere se caracterizează prin scăderi minime (de
ordinul a 1-5 % din precipitaţii). Aceste scurgeri aproape nu antrenează
particule de sol de aceea biocenoza forestieră asigură în cel mai înalt
grad protecţia solului contra eroziunii.
Biocenoza de pădure are o influenţă apreciabilă şi asupra
regimului precipitaţiilor solide. Zăpada se depune uniform în mediul
forestier, cantitatea zăpezii ajunsă la sol fiind însă mai mica din
cauza retenţiei în coroană (îndeosebi la răşinoasele cu frunze
persistente). Topirea zăpezii începe cu 1-3 săptămâni mai târziu şi se
desfăşoară mai încet decât în câmpul deschis. Solul forestier de sub
zăpadă nefiind aproape niciodată îngheţat, toată apa rezultată din
topirea zăpezii se infiltrează în sol.
Poleiul de chiciura se produc frecvent şi în cantitate mare în
biocenoza forestieră deoarece suprafaţa ei de contact cu aerul este
întinsă (trunchiurile, crăcile arborilor şi arbuştilor etc.).
Tot datorită acestei apreciabile suprafeţe de contact,în
biocenoza forestieră se produce condensarea ceţii.
Apa provenită din condensarea ceţii, polei şi chiciură poate
reprezenta până la 5-lo % din precipitaţiile anuale. Astfel biocenoza
forestieră măreşte cuantumul precipitaţiilor.
5.6.3 Influenţa biocenozei forestiere asupra aerului se manifestă prin
modificarea compoziţiei şi prin reducerea vitezei de circulaţie a aerului.
In urma proceselor vitale din organismele biocenozei se produce o
continuă absorbţie de bioxid de carbon pentru fotosinteză,
de oxigen pentru respiraţie, de azot pentru nitrificare.
Concomitent are loc însă şi o continuă emisie de oxigen, ca rezultat al
procesului fotosinteză de bioxid de carbon ca rezultat al respiraţiei şi de apă,
rezultat al transpiraţiei. De aceea în timpul zilei când fotosinteza este
intensă, concentraţia de bioxid de carbon scade sub 0,003 %, crescând în
schimb concentraţia de oxigen şi umiditatea aerului. Noaptea, din cauza
respiraţiei creşte în schimb proporţia da bioxid de carbon. Concentraţia
acestui gaz este mai mare, iar a oxigenului mai mică lingă sol, datorită
activităţii numeroşilor descompunători. Iarna, infulenţa biocenozei asupra
compoziţiei aerului nu se resimte şi este dependentă numai de circulaţia
maselor de aer.
Biocenoza forestieră, prin suprafaţa mare de contact cu
aerul, funcţionează ca un obstacol în circulaţia acestuia, micşorându-i
viteza (tab 5.4).
Tabelul 5.4
Reducerea vitezei vântului în mediul forestierx
Viteza vântului 2 3 4 5 6 7 8 9 10
afară din pădure
m/sec
Viteza vântului
în pădure m/sec 0,05 0,20 0,38 0,91 1,43 1,67 2,43 2,90 3,33
Factorul de atenuare 40 15 8 5,5 4,2 3,6 3,3 3,1 3,0
s) după Bîndiu 1971
Scăderea cea mai accentuată a vitezei, vântului se produce în coroanele
arborilor unde suprafaţa de frecare este cea mai mare.
La viteze a vântului până la 5 m/sec în pădure domneşte practic
calmul.
5.6.4 Influenţa biocenozei forestiere asupra regimului ionic a solului. Prin
absorbţia ionilor biogeni ca şi prin returnarea în sol a elementelor chimice
şi prin sinteza de substanţe humice, se produce o influenţă destul de mare a
biocenozei forestiere asupra regimului ionic al solului. Cifre orientative
privind schimbul de substanţe minerale între biocenoză şi sol sînt date în
tabelul 5.5.
Absorbţia intensă a cationilor, corelată cu producerea de
acizi fulvici în procesul de bonificare din multe ecosisteme forestiere, cu
producerea de mult bioxid de carbon în procesul de descompunere a materiei
organice, cu producerea oxizilor de azot în
procesul de nitrificare, contribuie la creşterea conţinutului ionului de H- şi
astfel la o aciditate mai mult sau mai puţin accentuată a solurilor
forestiere. Acest lucru are multiple repercusiuni
atât asupra evoluţiei solurilor cît şi a alterării rocilor pedogenetice.
Tabelul 5.5
Absorbţia (A) şi redarea (S) în sol a unor elemente chimice de
către diferite biocenoze forestiere.
Azot N Fosfor P Potasiu K Calciu Ca Magneziu MgBioce Vârsta Locul A R A R A R A R A R
Noza
Stejăret 50 Belgia 79 44 5,3 3,1 46 30 158 84 12 6
Stejăret 140 99 55 8 4 66 45 94 52 14 9
Făget 118 Germania 9,4 3,3 8,5 4,0 72 23 10,2 4,5
Molidiş 64,5 40 5,1 3,3 11,7 5,0 85 64 2,8 0,6
Pinet 34,3 22,2 3,0 2,1 6,8 44 45 36 1,9 0,7
x) După Duvigneaud şi Denaeyer de Smet 1971
Modificările pe care le suferă factorii ecologici sub influenţa
biocenozelor forestiere sânt, după cum s-a văzut, foarte însemnate.
Rezumând se poate afirma că biotopul forestier are ca principale
caracteristici: iluminarea redusă, caracterul oceanizat al microclimei,
marcat prin reducerea amplitudinii extremelor termice şi creşterea
umidităţii aerului, calmul relativ, un regim ionic al solurilor
caracterizat,de regulă, prin aciditate mai mare şi conţinut mai redus de
cationi.
5.6.5 Influenta biocenozei forestiere asupra condiţiilor fizico-
geografice. Deşi nu foloseşte direct condiţiile fizico-geografice aşa cum
se întâmplă cu factorii ecologici, biocenoza forestieră, prin însăşi
prezenţa ei permanentă în. staţiune,exercită influenţe multiple şi asupra
geotopului. Cele mai importante influenţe se constată în cazul stării
atmosferei adiacente, deci a climatului şi în cazul solului. Influenţe
mai reduse se constată la relief şi rocă. Biocenoza nu poate influenţa
desigur aşezarea geografică.
Influenta asupra atmosferei adiacente. Prin absorbţia puternică şi
reflecţia slabă a radiaţiei, ecosistemele forestiere au în peisajul
geografic însuşirea de suprafeţe "reci" care nu stimulează mişcările
verticale din atmosfera adiacentă. Totodată rugozitatea suprafeţei
superioare a biocenozei forestiere, formată din vârfurile arborilor,
frânează mişcarea aerului din stratul de atmosferă alăturat. Procesele
în atmosfera adiacentă sînt de aceea mai puţin accentuate deasupra
regiunilor păduroase decât deasupra regiunilor acoperite cu alte tipuri
de biocenoze.
Influenta asupra solului. S-a arătat că solul este o
neoformaţie geografică ce a luat naştere, în mare măsură, sub influenţa
biocenozei prin humusul special produs de organismele ei, prin circuitul
ecosistemic al substanţelor biogene, prin conţinutul mai ridicat de ioni
de hidrogen, prin regimul termic şi hidric de un anumit fel.
In acelaşi timp biocenoza forestieră asigură, în cel mai înalt grad
protecţia solului împotriva defertilizării prin continuul aport de humus
şi elemente chimice, provenite din descompunerea materialului organic, ca
si împotriva erodării prin apa din precipitat sau prin vânt.
Influenta asupra reliefului. In general biocenozele forestiere au un
efect conservativ asupra reliefului deoarece împiedică) în mare măsură,
procesele de eroziune şi alunecare care conduc la evoluţia rapidă a
acestuia. Biocenozele de pădure pot favoriza acumularea sedimentelor şi
crearea de forme, de relief noi (de exemplu în lunci).
5.7 Clasificarea ecosistemelor forestiere
Învelişul forestier este format din ecosisteme calitativ
individualizate, care se repetă în spaţiu ori de câte ori se realizează
combinaţia de factori ecologici corespunzătoare cerinţelor populaţiilor
din biocenoza respectivă.
Toate ecosistemele care au biocenoze asemănătoare ca inventar de
populaţii şi ca specific al. proceselor de producere, consum şi
descompunere a materiei organice se pot grupa într-un tip de ecosistem.
Gruparea ecosistemelor în tipuri are mare importanţă teoretică şi
practică. Această operaţie permite reducerea imensului număr de
ecosisteme ce acoperă suprafaţa uscatului la un număr restrâns de tipuri,
care la rândul lor se pot grupa în unităţi de clasificare superioare. In
acest fel se evidenţiază legităţile de formare şi funcţionare a
ecosistemelor, se poate face studiul lor pe eşantioane caracteristice.
Pentru practică tipurile de ecosistem reprezintă unităţi de lucru la care
pot fi aplicate aceleaşi măsuri de gospodărire care vor produce aceleaşi
efecte în evoluţia ecosistemelor.
Până în prezent s-au făcut unele încercări de clasificare a ecosistemelor
forestiere, dar nu există încă o metodă validată. In ţara noastră un colectiv al
Institutului de Cercetări si Amenajări Silvice a elaborat un procedeu original
de clasificare a ecosistemelor forestiere naturale şi seminaturale bazat pe
criterii biocenotice şi biotopice. Folosind acest procedeu s-au stabilit şi
descris 15o tipuri de ecosisteme forestiere (Doniţă şi col. 1990).
Capitolul 6 Ecologia forestieră şi gospodărirea pădurilor
Gospodărirea pădurilor în tradiţia europeană, bazată pe principiul
continuităţii şi multifuncţionalităţii pădurii, nu se poate face fără
cunoaşterea aprofundată a legilor de alcătuire §i de funcţionare a ecosistemului
forestier - obiectul de lucru al acestei activităţi. Gospodărirea pădurilor este
prin excelentă o ecologie aplicată.
Întreaga evoluţie a silviculturii practice, şi, mai târziu, a ştiinţelor
silvice, demonstrează nevoia pe care au simţit-o silvicultorii de a-şi
fundamenta intervenţiile în pădure, măsurile gospodăreşti, pe asemenea elemente
de cunoaştere.
Cunoaşterea ecologică a pădurii s-a dezvoltat de la simplu la complex: la
început cu accent mai mare pe ecologia speciilor şi cunoaşterea rolului
factorilor de mediu în producţia forestieră,apoi pe studii de ecologie a
populaţiilor (mai ales în ce priveşte dăunătorii pădurii), pe divizarea pădurii
în unităţi ecologice, care să poată fi folosite ca unităţi de gospodărire şi în
sfârşit pe cercetări complexe care să dezvăluie structura complicată a
ecosistemelor şi procesele ce se desfăşoară în cuprinsul lor, multitudinea de
relaţii care asigură integralitatea şi autoreglarea acestor unităţi ecologice.
Trebuie spus că această ultimă fază în dezvoltarea ecologiei forestiere a
început abia de trei decenii prin lansarea Programului Biologic Internaţional.
Abia în această fază s-a putut încerca asamblarea cunoştinţelor existente într-
un sistem unitar, dar s-au putut constata şi marile goluri care există încă în
acest sistem, inegala dezvoltare a diferitelor laturi a cercetării ecologice. Se
cunosc încă în insuficientă măsură dinamica populaţiilor, relaţiile multiple
dintre populaţii, procesul de descompunere a necromasei, chiar procesul atât de
important al acumulării lemnului.
Cercetările-ecologice sectoriale, necorelate, trebuie să facă loc unor
programe de cercetări complexe, multidisciplinare care să aducă informaţii
complete asupra ecosistemului, a organismelor care-1 populează a mediului pe
care-1 cuprinde.
Dar şi în această fază, când ecologia forestieră încă mai are multe de
făcut, informaţia ştiinţifică acumulată permite aşezarea gospodăririi pădurilor
pe o bază ecologică suficient de solidă. In continuare se va prezenta modul cum
sînt sau pot fi folosite cunoştinţele existente de ecologie în diferitele
domenii ale gospodăririi pădurilor.
6.1 Fundamentarea ecologică a amenajamentului
Activitatea de amenajare urmăreşte organizarea pădurii şi a procesului de
conducere şi menţinere a ei într-o anumită stare si anume în cea mai
corespunzătoare intereselor de bună gospodărirea pădurilor (Rucăreanu, 1962)
pentru realizarea funcţiilor sociale multiple.
Aceasta presupune:
-cunoaşterea naturii şi stării pădurilor;
-fixarea obiectivului fie atins prin gospodărire, în funcţie
de imperativul social;
-organizarea corespunzătoare a pădurii şi prescrierea măsuri
lor de aplicai în vederea obţinerii obiectivului stabilit (Rucăreanu,
1962).
In toate aceste etape, amenajistul face uz de cunoştinţe ecologice şi,
trebuie să îmbine gândirea tehnică cu cea ecologică pentru ca probabilitatea
prognozelor, pe care este obligat să le facă să fie cît mai mare.
Cunoaşterea naturii şi stării pădurii se face, prin descrierea şi
stabilirea unor caracteristici cantitative şi calitative a diferitelor ei
porţiuni. Pentru a putea face o ordine, o clasificare a multitudinii de situaţii
ce se întâlnesc în natură, amenajistul trebuie să aibă însă la dispoziţie un
sistem de unităţi tipologice (de pădure în ansamblu sau de staţiune) iar pentru
a judeca starea pădurii are nevoie de modele de referinţă privind structura
ecosistemelor naturale şi cultivate, modul de îmbinare şi rolul diferitelor
părţi în această structură.
Tipologiile existente ale pădurilor şi ale staţiunilor, chiar dacă nu au
încă un caracter pe de-a întregul ecosistemic intrat de mult în practica
amenajării la noi ca şi în alte ţări. Activitatea de organizare şi inventariere
este astăzi de neconceput fără o asemenea bază. Elaborarea în ultimii ani a unei
tipologii unice, cu un conţinut ecologic mai profund şi indicarea unor caractere
de recunoaştere mai sigure a tipurilor permite o sporire a productivităţii
muncii amenajiştilor şi o ridicare a calităţii amenajamentelor.
Nu este mai puţin necesară cunoaşterea aprofundată a factorilor de
mediu, a caracterului ecologic al speciilor de plante şi animale de
pădure, a legăturilor dintre acestea, înţelegerea specificului
proceselor de acumulare şi descompunere - humificare a materiei organice
în fiecare tip mare de ecosistem. Numeroasele date de autecologia
speciilor sînt curent folosite de amenajist.
Datele asupra structurilor pădurii naturale, care asigură calităţi
productive sau de protecţie deosebite, intră ca elemente de bază în
construirea modelelor de referinţă amintite mai înainta pe baza cărora
amenajistul interpretează starea actuală a diferitelor porţiuni de
pădure. Şi în acest domeniu un plus de cunoaştere asupra structurii,
adică a elementelor, a aşezării lor în spaţiu şi mai ales a evoluţiei lor
în timp poate contribui la crearea unor modele nai bune, mai eficiente.
In fixarea obiectivului de atins prin gospodărire primează desigur
anumite interese sociale, dictate de etapa de dezvoltare a societăţii.
Dar amenajistul trebuie să judece cu mult discernământ cum pot fi
asigurate la un moment dat nevoile sociale fără a afecta stabilitatea şi
potenţialul productiv şi de protecţie al pădurii, existenţa ei în viitor,
iar ţelurile de gospodărire fixate pentru fiecare unitate naturală de
gospodărire trebuie să reflecte acest lucru. O bună cunoaştere a
capacităţii productive şi de protecţie şi mai ales a condiţiilor de
stabilitate a ecosistemelor naturale şi a culturilor forestiere, a
sistemelor de reglare şi control a stabilităţii este o premisă pentru
luarea de decizii corespunzătoare în această problemă de mare răspundere
profesională şi cetăţenească.
Zonarea funcţională a pădurilor, moment deosebit de important în
fixarea obiectivului de gospodărire,presupune ample cunoştinţe despre
efectul fiecărui ecosistem forestier asupra solului, apei, aerului, a
felului cum structura pădurii, tratamentele,modifică aceste efecte.
Deşi există o serie de date în acest domeniu, materialul faptic
trebuie completat în continuare iar unele probleme,cum este aceea a
rolului pădurii în economia apei, trebuie să se bucure de o atenţie
specială.
Organizarea pădurii şi prescrierea măsurilor de aplicat se face la
noi în prezent pe baze tipologice care, după cum am arătat, vor trebui
perfecţionate. Dar aşezarea pe baze tipologice a acestei activităţi nu
este nici pe departe încheiată. Atât în organizarea teritorială cît mai
ales în prescrierea măsurilor, amenajistul trebuie să posede o bogată
informaţie asupra consecinţelor ecologice a măsurilor gospodăreşti.
Aceasta presupune cunoaşterea modificărilor de structura, a proceselor şi
raporturilor pe care le provoacă fiecare intervenţie gospodărească cel
puţin în marile tipuri de ecosisteme. Recomandările privind introducerea
de noi specii nu se pot face decât judecând comparativ condiţiile
staţionale şi cerinţele speciilor de introdus, prevăzând implicaţiile
posibile asupra rolului de protecţie a pădurii. Este evident că fără o
suma de cunoştinţe ecologice în acest domeniu amenajistul nu poate găsi
soluţii competente.
Probleme cu totul noi şi foarte dificile se pun în faţa
amenajistului. In organizarea multinaţională a pădurii în care rolul
hidrologic, climatic, recreativ-turistic,- antipoluant capătă o importantă
tot mai mare.
Soluţii amenajistice corecte nu se pot da în aceasta direcţie fără
cunoştinţe aprofundate privind circuitul de apă şi efectele climatice ale
diferitelor ecosisteme, ale atractivităţii şi mai ales a suportanţei lor
la folosirea intensivă în scopuri recreaţi şi turistice, a efectului de
filtru la diferitele influenţe poluante (gaze, praf, zgomot etc.). Este
vorba, în aceasta direcţie de date ecologice care privesc aporturile
biocenozei cu mediul, capacitatea de refacere a biocenozelor în cazul
influenţelor disturbante. Şi în acest domeniu cercetarea ştiinţifică
trebuie să completeze, într-un timp cît mai scurt, datele fragmentase
existente.
Cele spuse arată că activitatea de amenajare este de neconceput fără
o amplă şi mai ales complexă fundamentare ecologică care încă, în multe
privinţe, trebuie asigurată printr-o intensă activitate de cercetare
ştiinţifică.
6.2 Fundamentarea ecologică a silvotehnicii
Silvotehnica cuprinde sistemul de tehnologii prin cere
silvicultorul dirijează ecosistemele forestiere pentru a realiza anumite
ţeluri social - economice - producţia de lemn şi alte bunuri, menţinerea
sau ameliorarea calităţii mediului de viaţă etc.
In această activitate silvicultorul trebuie să cunoască foarte bine
structura şi dinamica ecosistemului forestier, modul cum răspunde acesta
în ansamblu şi prin diferitele sale componente la intervenţiile
silviculturale (tăieri de regenerare, împăduriri, tăieri de conducere,
lucrări de ameliorarea solului etc.).
Cunoştinţele de autecologie a speciilor (atât la arborii maturi cît
şi la puieţi) cît şi asupra schimbărilor ce se produc în mediu, în urma
extragerii arborilor maturi, au permis conturarea tratamentelor iar în
cadrul acestora a operaţiunilor concrete de aşezare în spaţiu de
desfăşurare în timp, de stabilire a intensităţii tăierilor, de protecţie
a arborilor, solului împotriva vătămărilor.
Producerea puieţilor în pepiniere, lucrările de împădurire se
bazează de asemenea pe autecologia speciilor la vârste mici şi pe reglarea
factorilor ecologici (lumina, apa, substanţe minerale) ca şi a
competiţiei cu buruienile.
lucrările de îngrijire şi conducere a arboretelor se bazează de
asemenea pe autecologia arborilor, dar şi pe relaţiile intra şi
interpopulaţionale între arbori pentru stabilirea timpului şi
intensităţii intervenţiilor.
Cunoaşterea efectelor tăierilor asupra modificării climei
interioare şi a soiului, asupra evapotranspiraţiei şi scurgerii, ca şi
asupra procesului de descompunere, permite influenţarea prin tăieri a
complexului staţionai.
Încă din deceniul 196o-197o s-a creat cadrul pentru diferenţierea
măsurilor silvotehnice pe tipuri de pădure, iar lucrările de împădurire
se fundamentează pe tipurile de staţiune şi tipurile de pădure
(Paşcovschi şi col.1964; Gonstantinecu 1963,1973; Diaconescu, 1976).
Astfel una din direcţiile importante de cercetare ecologică -
clasificarea ecosistemelor şi-a găsit o necesară aplicare. Pentru a putea
face progrese în adaptarea tehnologiilor la specificul structural şi
funcţional al ecosistemelor este necesară însă dezvoltarea cercetărilor
complexe asupra structurii şi proceselor ecosistemice în toate tipurile de
ecosistem importante din pădurile noastre.
6.3 Fundamentarea ecologică a protecţiei pădurilor
Protecţia pădurilor contra dăunătorilor s-a născut din nevoia de
a preveni şi combate vătămările provocate arborilor de către alte plante
sau de către animale şi microorganisme. Acţiunea de protecţie dezvoltată
în special pentru a ocroti arborele, ca producător de lemn şi deci ca
obiect economic, capătă astăzi din ce în ce mai mult un caracter de
ansamblu ce se referă nu numai la arbori ci şi la ecosistemul întreg,
împreună cu alte ştiinţe şi tehnici silvice protecţia este chemată să
asigure înainte de toate stabilitatea ecosistemului forestier, condiţie
primordială pentru ca pădurea să-şi exercite integral funcţiile utile
societăţii.
Având la început un caracter mai mult profilactic, limitat la
recomandări ce priveau îndeosebi igiena pădurii şi unele aspecte ale
intervenţiilor silviculturale., protecţia şi-a căpătat trăsăturile actuale
de ştiinţă şi tehnică de prevenire şi stăvilire a atacurilor abia în
ultimele trei decenii, datorită amplificării cunoştinţelor de ecologie a
populaţiilor şi de biologie a speciilor de dăunători pe de o parte şi a
dezvoltării şi diversificării producţiei de pesticide, pe de altă parte.
Intr-adevăr fără cunoaşterea biologiei şi ecologiei dăunătorilor, a
dinamicii populaţiilor lor, e dependenţei acesteia de factorii abiotici
şi biotici practic nu a fost posibilă nici prognoza, care constituie
componenta obligatorie a protecţiei moderne şi nici alegerea timpului
optim, a substanţei şi tehnicii de lucru celei mai adecvate pentru o
combatere eficientă şi economică a dăunătorilor.
Protecţia pădurilor în forma ei actuală a devenit necesară şi s-a
format în legătură cu creşterea frecvenţei şi pagubelor produse de
înmulţirile în masă a unor dăunători în pădurea cultivată.
Înmulţiri în masă ale populaţiilor au loc şi în pădurea naturală în
urma unor calamităţi de genul incendiilor, inundaţiilor catastrofale,
doborâturilor de vânt etc. Dar ele au un caracter întâmplător, intervin
destul de rar şi nu se întind pe suprafeţe mari decât în cazuri cu totul
excepţionale. Prin mecanismele de reglaj bine dezvoltate şi foarte
eficiente, proprii pădurii naturale, asemenea fenomene sînt repede
stăvilite iar pădurea se reface apoi într-o perioadă de timp mai lungă.
Exploatarea din ce în ce mai intensă şi apoi luarea în cultură a
pădurii naturale, transformarea ei în pădure echienă, modificarea
compoziţiei arboretelor, de cele mai multe ori în sensul promovării
arboretelor pure, schimbarea microclimatului pădurii pe mari suprafeţe,
au afectat puternic mecanismele naturale de reglare a numărului
populaţiilor şi au constituit principalele cauze ale creşterii frecvenţei
şi întinderii atacurilor şi deci şi a pagubelor produse.
Pentru a preveni asemenea pagube a devenit necesară intervenţia
activă a silvicultorului în relaţiile dintre dăunători şi arbori prin
măsuri de combatere. Alegerea momentului optim pentru a avea eficienţă
maximă în combaterea dăunătorilor presiunea cunoaşterea amănunţită a
fluctuaţiilor, a dezvoltării lor fenologice şi a factorilor ce o
condiţionează, a sensibilităţii la substanţele toxice în diferite faze de
dezvoltare. Prin ample cercetări s-au adunat datele necesare pentru
principalii dăunători, în special pentru insecte, stabilindu-se
preferinţele trofice, caracterul gradaţiilor şi numerele critice în
funcţie de fecunditate, proporţia sexelor, mortalitate naturală etc.,
fazele de dezvoltare în care sensibilitatea la pesticide este maximă,
dozele necesare de pesticide etc. S-au pus la punct şi procedee destul de
simple, astăzi curent utilizate în producţie, de prognozare a dezvoltării
populaţiilor de dăunători. Cele mai multe dintre aceste rezultate, care
fundamentează în prezent protecţia pădurilor, sînt aşadar de natură
ecologică şi au fost obţinute prin metodele de cercetare ale ecologiei.
Folosirea la început pentru combaterea unor substanţe chimice
neselective, în ciuda succeselor spectaculoase de moment ale
intervenţiilor, a condus în fapt la permanentizarea atacurilor de
insecte. Cercetări ecologice ulterioare au arătat că acest fenomen se
datoreşte distrugerii - odată cu dăunătorul - şi a paraziţilor şi
prădătorilor care asigură în mod obişnuit, controlul efectivului
populaţiei acestuia în perioada de latenţă.
A devenit evidentă insuficienţa studierii dăunătorilor izolat, fără
luarea în considerare a raporturilor mai importante cu
alte organisme şi pericolul utilizării pesticidelor neselective. S-a
preconizat în consecinţa renunţarea la asemenea pesticide. A crescut în
schimb interesul pentru folosirea mecanismelor naturale de reglaj în
stăvilirea atacurilor şi controlul înmulţirilor în masă, formându-se o
direcţie de mare perspectivă în protecţie - combaterea biologică.
O nouă serie de cercetări ecologice a permis obţinerea unor
rezultate foarte promiţătoare în această direcţie.
În ţară la noi, experimentările de infectare a defoliatorilor
stejarilor - Lymantria dispar, Malacosoma neustria, Tortrix viridana
Ş.a cu Bacillus thuringiensis sau cu preparate vivare au demonstrat de
asemenea, avantajele multiple ale combaterii biologice.
De câtva timp se acordă tot mai multă atenţie cercetării
comportamentului (etologiei) insectelor, a sistemului informaţional care
stă la baza unor fenomene populaţionale (căutarea sexului opus, marcarea
teritoriului sau resurselor ocupate etc.). Astfel descoperirea
feromonilor, substanţe atractante ce au rolul de a uşura întâlnirea
indivizilor de sex opus, precum şi sinteza artificială a acestor
substanţe a deschis căi noi pentru depistare, prognoză şi combatere la
unele insecte (de pildă la Lymantria monacha).
Creşterea şi lansarea de masculi sterilizati, pe cale chimică sau
prin radiaţii, reprezintă încă o direcţie nouă, de perspectivă, în
combatere.
Astfel progresele în cercetarea ecologică deschid căi principial
noi şi de mare perspectivă în controlul şi combaterea dăunătorilor.
Afirmarea tot mai hotărâtă a teoriei ecosistemice a adus de
asemenea schimbări radicale de concepţie în protecţia pădurilor,care au
avut ca rezultat elaborarea unei noi metode, sintetice, cunoscuta sub
numele de luptă integrată contra dăunătorilor. Prin aceasta se înţelege
folosirea tuturor tehnicilor adecvate care tind să mărească
specificitatea intervenţiilor şi să reducă frecvenţa lor în vederea
menţinerii efectivului populaţiilor de dăunători sub pragul de înmulţire
economic tolerabil. Pentru atingerea acestui, scop se urmăreşte folosirea
într-o măsură mai mare şi a altor mecanisme de reglare din ecosistem
decât cele folosite în combaterea biologică. Se preconizează, de
asemenea, mai mult ca înainte, ca întreg ansamblul de măsuri
silvotehnice, de la crearea pădurii până la exploatarea ei, să fie
astfel gândit încât să asigure, în fiecare etapă minimul de condiţii
pentru păstrarea unei stări fitosanitare bune. Dintre acestea, o
importanţă mare se dă şi carantinei forestiere interne şi externe, în
vederea interzicerii circulaţiei materialelor de împădurire (seminţe,
puieţi, butaşi) infectate de dăunători sau infecta de agenţi patogeni.
Se ştie, de pildă, că datorită .transferului unor asemenea materiale s-au
răspândit larg dăunători ca Rhyacionia buoliana la pin, Paranthrene
tabaniformis la plop, sau boli ca Dothichiza populaea la plop. Evident,
în caz de accidente şi calamităţi, se foloseşte toate celelalte mijloace
de prevenire şi stăvilire a atacurilor şi pagubelor dar cu discernământul
necesar în alegerea mijloacelor.
Întreaga dezvoltare a protecţiei pădurilor constituie un exemplu
de. strânsă corelare a dezvoltării concepţiei şi tehnicii de prevenire
şi combatere in progresul cercetărilor ecologice, cu rezultatele
obţinute de acestea.
In domeniul protecţiei pădurilor s-au pus în evidenţă cel mai
pregnant efectul deosebit de stimulare pe care îl au nevoile practicii
asupra dezvoltări cercetărilor ecologice orientate şi fundamentale, pe de
o parte, şi caracterul rapid al perfecţionării concepţiilor şi tehnicilor
din domeniul respectiv, în baza rezultatelor cercetării, pe de altă
parte.
6 .4 Fundamentarea ecologică a gospodăririi vânatului
Printre, consumatorii ecosistemelor forestiere se numără multe
păsări şi mamifere care reprezintă şi animale de vânat. Ocrotirea,
îngrijirea, valorificarea acestora, cu un cuvânt gospodărirea vânatului,
constituie o preocupare distinctă, care, la noi si în multe alte ţări
este legată de silvicultură.
Vânatul este un component important al ecosistemelor forestiere,
care depinde de restul populaţiilor din cadrul lor dar care, la rândul
lui poate influenţa - uneori destul de puternic aceste populaţii. Dacă
pădurea se concepe şi se gospodăreşte ca ecosistem, problema gospodăririi
vânatului nu se poate rezolva mulţumitor decât în strânsă corelaţie cu
celelalte probleme de gospodărire a pădurii, pornind de la aceeaşi bază
ştiinţifică - cunoaşterea detaliată a ecosistemului forestier, a
raporturilor din cadrul lui, a dinamicii sale.
Ca şi silvicultura, gospodărirea vânatului este în esenţa o
ecologie aplicată. Intr-adevăr măsurile gospodăreşti: asigurarea hranei,
ocrotirea de duşmani, recoltarea vânatului, se barează toate pe
cunoştinţe detaliate, privind efectivul populaţiilor, raportul de
vârste, de sexe, caţele natalităţii şi mortalităţii, fenologia şi
fluctuaţia populaţiilor, legate de variaţia factorilor abiotici şi de
raporturile cu alte populaţii (cele ce reprezintă resursele de hrană sau
cele ce au un rol de prădători şi paraziţi).
Gospodărirea raţională a vânatului nu se poate face fără o organizare
teritorială corespunzătoare şi fără o bună cunoaştere a
condiţiilor de viaţă pe care le oferă teritoriul în primul rând a
condiţiilor de hrană, de adăpost etc. In acest scop teritoriul ţării
noastre a fost împărţit în peste 2ooo fonduri de vânătoare şi pe baza,
unei metodologii originale (Almăşan şi col.,1965, 1973, Popescu şi col.,
1973) s-a stabilit bonitatea acestor fonduri pentru principalele specii
de vânat. Bonitarea s-a bazat pe o analiză ecologică multilaterală a
fiecărui fond folosindu-se "cheile de diagnoză ecologici a fondurilor de
vânătoare". Cheile se referă la trei grupe de factori ecologici -
abiotici, biotici şi de cultură cinegetică şi factori legaţi de
activitatea negativă a omului, şi permit stabilirea bonităţii fiecărui
fond, în limita a patru clase, pornind de la punctajul ce se acordă
fiecărei categorii de factori.
Bonitatea fondurilor de vânătoare şi datele de ecologie a speciilor
de vânat, a cerinţelor lor de hrană, apă, adăpost etc., au servit în
continuare pentru calcularea efectivelor optime ale acestora. S-a creat
astfel baza ştiinţifică ecologică necesară pentru buna dezvoltare a
economiei vânatului. Totodată, în raport cu starea fondurilor, a devenit
posibilă luarea de măsuri pentru sporirea bonităţii lor prin modificări
corespunzătoare a fiecărei categorii de factori: amenajări silvo-agro-
cinegetice, pentru sporirea resurselor de hrană, pentru asigurarea de
adăpost şi linişte, combaterea răpitoarelor şi epizootiilor etc.
Acţiunea concomitentă de stabilire anuală a efectivelor şi sistemul
de măguri administrative de reglementare a vânătorii au permis dirijarea
efectivelor în sensul atingerii nivelelor optime indicate de bonitatea
fondurilor de vânătoare.
Prin acest complex de măsuri, cu largă bază ecologică, s-a reuşit
să se sporească în chip spectaculos atât fondul de vânat cît şi recolta
anuală.
Analiza ecologică a fondurilor de vânătoare şi a cerinţelor
speciilor de vânat, a evidenţiat posibilitatea extinderii arealelor unor
specii în teritorii din care acestea au dispărut ca efect al
intervenţiei omului. De asemenea, s-au putut iniţia colonizări ale altor
specii pentru cere există nişe ecologice libere.
O serie întreagă de cercetări au fundamentat asemenea acţiuni,
dintre care se reliefează repopularea cu capră neagră a Munţilor Rodnei,
Ciucaş, Apuseni, extinderea arealului cerbului şi căpriorului la
altitudini mici, colonizarea marmotei în golurile alpine din Făgăraş, a
muflonului în Dobrogea etc.
In prezent, efectivele reale al principalelor specii de vânat sînt
foarte apropiate de cele optime. In unele regiuni însă efective le sînt
chiar mai mari, ceea ce pe alocuri se repercutează negativ asupra
ecosistemelor şi culturilor forestiere, în special a celor tinere. Acest
lucru era de prevăzut din punct de vedere ecologic pentru că în regiunile
respective resursele de hrană nu au fost sporite în aceeaşi măsură cu
creşterea efectivelor iar vegetaţia lemnoasă care are pondere mare în
hrană (iarna şi primăvara până la 5o-60 %) a rămas practic aceeaşi. In
aceste situaţii este necesară punerea de acord a efectivelor cu resursele
de hrană, printre altele şi printr-o revenire la un raport normal de sexe
(Popescu, 1977).
Pagubele produse de vânat sînt un bun exemplu al implicaţiilor
multiple pe care le are sporirea,peste o anumită limită a efectivului,
unor populaţii dintr-un sistem integral, cum este biocenoza forestieră.
Legată de această problemă este şi atitudinea faţa de speciile
dăunătoare ale vânatului (animale de pradă în primul rând) în cazul cărora
s-a produs un proces invers - de reducere puternică a efectivului, pe
alocuri până la dispariţia speciei respective. Si această practică nu este
justificată din punct de vedere ecologic pentru că animalele de pradă, pe
lângă reglarea efectivului, au şi un important rol de selecţia vânatului,
prin eliminarea exemplarelor bolnave, slab dezvoltate. Un vânat viguros,
sănătos nu se .poate obţine fără un anumit efectiv de prădători, desigur
strict controlat, care trebuie menţinut în cadrul ecosistemelor.
Si în problemele de gospodărire a vânatului, ca şi în celelalte
probleme legate de gospodărirea ecosistemelor forestiere, se impune din ce
în ce mai mult analiza ecologica de ansamblu pentru ca, prin măsuri
unilaterale care privesc doar unele componente ale ecosistemelor
forestiere să nu fie afectate altele, tot atât de importante pentru
echilibrul şi stabilitatea acestora.
6.5 Fundamentarea ecologică a programelor de protecţie
a mediului
Pădurea este parte intrisecă a mediului de viaţa a societăţii
omeneşti care are şi un important rol de creare şi conservare a acestui
mediu.
Împreună cu alte tipuri de ecosisteme terestre pădurea intră în
alcătuirea mediului de viaţa terestru, în care trăieşte şi se dezvoltă
societatea omenească. Trebuie subliniat că prezenţa şi înfăţişarea pădurii
imprimă nota caracteristică multor zone climatice iar defrişarea ei masivă,
cum s-a produs de pildă în bazinul Mediteranei, duce la schimbări radicale
de relief, ale caracteristicilor termice şi hidrice ale teritoriilor în
cauză, ale solurilor, la o modificare
pronunţată a mediului în ansamblu. Acest lucru este legat de rolul de
deosebit de mare pe care-1 are pădurea în evoluţia reliefului, în formarea
însuşirilor stratului de aer de lingă sol şi a solului însuşi precum şi în
conservarea acestora de-a lungul unor perioade lungi de timp. Dar ecosistemele
mai au un rol deosebit de important legat de conservarea biosferei. Ele conţin
şi perpetuează valoroase resurse genetice ce constituie izvor continuu de
repopulare a teritoriilor învecinate, lipsite de biocenoze sau cu biocenoze
stadiale în curs de evoluţie spre climax. O parte din aceste resurse se
valorifică şi economic (de pildă ecotipurile şi provenienţele valoroase de
arbori), o altă parte constituie rezerva necesară pentru viitor.
Ocrotirea unor populaţii deosebit de valoroase din pădurile României
are însemnătate majoră pentru conservarea naturii noastre şi aceste
populaţii nu pot fi ocrotite, conservate, izolat, ci numai în şi prin
ecosistemele forestiere în care există. Deşi foarte importantă, acţiunea
de ocrotire a rezervaţiilor naturale forestiere constituie numai o mică
parte din activitatea omului în domeniul protecţiei mediului înconjurător.
Pădurea contribuie la formarea şi conservarea mediului dar ea
însăşi, în lumea de astăzi, are nevoie permanentă de ocrotire din partea
omului pentru a-şi exercita în bune condiţii funcţiile legate de mediu.
Acest lucru este legat de multifuncţionalitatea pădurii, de faptul că
ea este nu numai parte a mediului ci şi producătoare de valoroase şi
indispensabile resurse economice, în primul rând de lemn. Cerinţele faţă de
acest produs al pădurii sînt în continuă creştere. Penuria de combustibil,
caracterul limitat al unor resurse naturale, cum este petrolul au condus la
reliefarea unor valenţe ale pădurilor care le conferă acestora caracterul
de surse regenerabile de energie (adevărate rezerve strategice de energie
ale omenirii). Asistăm deci la o creştere şi la o diversificare a
cerinţelor umane faţă de pădure, ceea ce măreşte si mai mult presiunea
exercitată asupra ei.
Odată cu creşterea şi diversificarea cerinţelor societăţii faţă
de pădure se pune problema cum pot fi satisfăcute concomitent aceste
două deziderate: pe de o parte nevoia de a conserva pădurile, iar pe
de altă parte, nevoia de a recolta cantităţi sporite de lemn şi alte
produse vegetale şi animale, precum şi cea de a deschide turismului,
recreării, din ce în ce mai multe păduri. In ciuda complexităţii
problemelor ridicate prin nevoile menţionate, pot fi găsite soluţii
dacă acest lucru se urmăreşte de pe poziţiile cunoaşterii aprofundate
a caracteristicilor pădurii ca ecosistem. Ecologia forestieră este
chemata să contribuie la aprofundarea cunoaşterii ştiinţifice a
rolului pădurii în protecţia mediului înconjurător precum şi la
fundamentarea măsurilor de gospodărire care să conducă la
îndeplinirea de către pădure, cu maximum de eficienţă a acestui rol,
concomitent cu satisfacerea celorlalte cerinţe ale societăţii faţă de
pădure.
Cunoaşterea ecologică a pădurilor, preocuparea pentru fundamentare
ecologică a măsurilor silvotehnice şi a altor măsuri de gospodărire,
constituie mijloacele cele mai eficace de a ghida intervenţiile, în sensul
de a evita degradarea treptată a ecosistemelor forestiere, prin recoltarea
produselor pădurii, de a menţine capacitatea lor mediogenă şi conservatoare
de mediu.
Concepţia ecosistemului pune la baza studiilor întreprinse importanţa
relaţiilor dintre populaţiile de plante şi animale care compun biocenoza şi
dintre acestea şi biotop, în asigurarea stabilităţii pădurilor şi a
funcţionării în condiţii optime a autoreglării sistemului. Cele mai stabile
biocenoze forestiere sânt cele cere posedă o compoziţie şi o structură
apropiată de cea naturala. De aceea din punct de vedere al protecţiei
mediului sânt indicate tratamente bazate pe regenerarea naturală a
pădurilor sau cel mult pe o regenerare combinată, rolul hotărâtor revenind
regenerării na turale. Stabilitatea ecosistemului forestier este o
caracteristica de bază care asigură şi producţia de lemn şi exercitarea
plenară a funcţiilor mediogene şi conservatoare de mediu ale biocenozei.
In fundamentarea intervenţiilor silvotehnice, care să conducă la
asigurarea stabilităţii pădurilor, ecologia vine cu un concept de
importanţă deosebită şi anume acela care arată că un ecosistem are o
stabilitate cu atât mai mare cu cît numărul de legături între
populaţiile componente ale biocenozei este mai mare şi mai permanent.
Avantajul major al arboretelor amestecate, atât din punct de vedere al
productivităţii, cît şi din punct de vedere al stabilităţii a fost
recunoscut de silvicultură chiar înainte de elaborarea conceputului
amintit. Elementul nou pe care ecologia îl aduce în legătură cu acest
aspect, constă în recunoaşterea importanţei pe care o au relaţiile dintre
populaţiile ecosistemului precum şi cu biotopul.
Pădurile actuale, mult reduse ca suprafaţa faţă de întinderea lor
iniţială, constituie părţi integrante ale mediului înconjurător, absolut
indispensabile menţinerii unor echilibre în natură, echilibre de care
depinde menţinerea complexelor teritoriale (landşaft etc.) şi, în ultimă
instanţă, buna funcţionare a întregii biosfere, condiţie de bază a
existenţei în continuare a omului.
Importanţa ecologiei constă tocmai în studierea
relaţiilor dintre diferitele componente ale mediului
înconjurător, astfel încât rolul pădurii să poată fi bine
cunoscut şi apreciat. De asemenea, cercetările de ecologie
forestieră au menirea de a arăta cum trebuie îngrijite
pădurile pentru a avea capacitatea de a-şi îndeplini cît mai
bine rolul de protecţie a mediului. Pentru multe păduri
rolul de protecţie a mediului înconjurător nu mai este
considerat azi ca un rol secundar ci ca unui principal care
trece pe primul plan. Este cazul pădurilor de munte, păduri
ce îndeplinesc un rol deosebit de protecţie a solului şi
apelor, precum şi a pădurilor din jurul marilor oraşe şi
centre industriale.
În legătură cu rolul pădurii în formarea şi conservarea
mediului şi a necesităţii de a fi ocrotite trebuie prezentat
şi un alt aspect de actualitate: raportul pădurii cu
poluarea. Pădurea este considerată azi o barieră biologică
împotriva poluării(Dumitriu - Tătăranu, I. şi col.,1977),
dar ea este adesea foarte puternic afectată în urma
poluării.
Ecologia forestieră are posibilitatea să pună în
evidenţă atât rolul antipoluant şi depoluant cît şi efectul
dăunător al, unor noxe industriale asupra ei, să găsească
indicatorii de poluarea mediului, dar şi să creeze modele
noi de ecosisteme cu acţiunea directă şi indirectă cât mai
eficacee împotriva poluării.
De asemenea ecologiei forestiere îi revine sarcina de a
pune în evidenţă limitele între care pot fi folosite unele
mijloace şi tehnici moderne de lucru ca de exemplu folosirea
erbicidelor, arboricidelor, a pesticidelor în general, fără
a degrada prea mult prin poluare pădurea însăşi.