Ecologie_curs, Completat, Dec.2011

8/17/2019 Ecologie_curs, Completat, Dec.2011

1/95

Elena DAN _____________________________________

Note de

CURS UNIVERSITAR


2/95

CUPRINSPartea I. NOŢIUNI DE ECOLOGIE GENERALĂ

INTRODUCERE 4Cap. 1 GENERALITĂŢI 5

1.1. Definiţia şi obiectul ecologiei 51.2. Scurt istoric 7

1.3. Ecologia ca ştiinţă 81.4. Originile şi evoluţia vieţii e !ă"#nt 81.4.1. !erioa$a abiogenă 1%1.4.2. !erioa$a biogenă 111.4.3. !erioa$a antro ogenă 12

Cap. 2 ECOSFERA 2.1. Definiţie şi alcătuire 14 2.2. Structura fun$a"entală a ecosferei 14 2.3. Structura "aterială a ecosferei 1& 2.4. Structura funcţională a ecosferei 18 2.5. 'ircuitul rinci alelor ele"ente vitale (n ecosferă 1)

2.5.1. 'ircuitul carbonului 1)

2.5.2. 'ircuitul a*otului 21 2.5.3. 'ircuitul fosforului 22 2.5.4. 'ircuitul calciului 22 2.5.5. 'ircuitul sulfului 23 2.5.&. 'ircuitul a ei 24

2.&. +actorii ecologici 28Cap. 3 ECOSISTEMUL

3.1. Definiţie şi structură 3%3.2. +uncţiile ecosiste"ului 3%

3.2.1. +uncţia energetică 3%3.2.2. +uncţia $e circulaţie a "ateriei 323.2.3. +uncţia $e autoreglare a stării siste"ului 32

3.3. 'lasificarea ecosiste"elor 333.4. ,egile evoluţiei co"unităţilor ecologice 34

Partea a II-a. ELEMENTE DE ECOLOGIE APLICATĂCap.4 FACTORI DE DEGRADARE A ECOSFEREI 38

4.1. O"ul şi ecosfera 384.2. -" actul ecologic al $e*voltării societăţii u"ane 38

4.2.1.4.2.2.4.2.3.

De*voltarea $e"ograficăDe*voltarea agriculturii De*voltarea te nologică

384142

Cap. 5 POLUAREA MEDIULUI 435.1. Definiţia oluării şi clasificarea oluanţilor/ 435.2. 'irculaţia oluanţilor (n ecosferă 44

Cap.POLUAREA ATMOSFEREI 4&&.1. 'lasificarea oluanţilor at"osferici şi sursele lor $e rovenienţă 4&&.2. Efectele oluării at"osferice asu ra ecosiste"elor 47

Cap.!

POLUAREA SOLULUI 487.1. -ntervenţia o"ului asu ra solului 48

7.2. 'lasificarea oluanţilor solului 5%

7.3 0ăsuri $e re$ucere a oluării solului 52Cap." POLUAREA APELOR #$IDROSFEREI% 5&

8.1. Surse $e oluare şi ti uri $e oluanţi 5&8.2 Efectele oluării a elor 57


3/95

8.3 a otabilă 5)8.4 !urificarea a ei entru otabili*are &28.5 ele u*ate &38.& os o$ărirea a elor &5

Cap.&

POLUAREA RADIOACTI'Ă #NUCLEARĂ% &&

).1 a$ioactivitatea. eneralităţi &)).2 'lasificarea ra$iaţiilor 7%).3 nităţi $e "ăsură a ra$ioactivităţii 7%).4 Efectele ra$iaţiilor asu ra sănătăţii 71).5 !rotecţia (" otriva ra$iaţiilor 74).& tili*area aşnică a ra$ioactivităţii 75

Cap. 1( LIMITELE RESURSELOR )IOSFEREI 77 )1. ,i"itele resurselor energetice 77 ).2. ,i"itele resurselor $e "aterii ri"e 8%).3. ,i"itele resurselor $e a ă 81).4. ,i"itele resurselor ali"entare 82

Cap. 11 PROTECŢIA MEDIULUI 841%.1.

'onservarea "e$iului geografic al !ă"#ntului 84

1%.2.

s ecte econo"ice ale rotecţiei "e$iului 8&

1%.3.

,egislaţia (n $o"eniul rotecţiei "e$iului 87

1%.4.

!rinci ii $e ers ectivă entru rotecţia "e$iului )%

1%.5.

!entru o $e*voltare socială sustenabilă )1

1%.&.

-ngineria "e$iului arte integrantă a rotecţiei "e$iului )2

6-6,-O +-E )3

3


4/95

INTRODUCERE

Starea globală a mediului a devenit, în anii din urmă, un motivimportant de îngrijorare, aducând în prim plan subiecte determinante ale

existenţei umane, cum ar fi: creşterea demografică, modificarea climatuluiglobal, diminuarea biodiversităţii - datorită distrugerii habitatelor pentrudiferite specii de plante şi animale, ero iunea solului, distrugerea pădurilor,poluarea aerului şi a apei, epui area resurselor de combustibili fosili şiacumularea de deşeuri toxice!

"ncepând cu #onferinţa de la Stocholm privind mediul uman, ce aavut loc în anul $%&', comunitatea internaţională tratea ă problemele

mediului prin măsuri colective, la nivel global care se aplică la nivele locale,prin intermediul unui cadru politico-economic adecvat! Se pleacă de lapremi a că prin acţiuni concertate de educaţie şi de management inteligentse pot economisi resurse şi se poate îmbunătăţi calitatea mediului!

#onceptul de (de voltare durabilă )sustenabilă*+ a fost definit decătre #omisia ondială pentru ediu şi e voltare ).#/ *, în raportul săudin $%0&, cunoscut sub numele (1aportul 2runtland+, ca (de voltarea careurmăreşte satisfacerea nevoilor pre entului, fără a compromite posibilitateageneraţiilor viitoare de a-şi satisface propriile nevoi+! /a desemnea ătotalitatea formelor şi metodelor de de voltare socio-economică, al căror fundament îl repre intă asigurarea unui echilibru între acestea şi capitalulnatural!

Stiinţa mediului oferă cunoştinţele de ba ă necesare pentru a trăi3sustenabil3, economisind resursele prin micşorarea consumurilor, protejândmediul natural prin reducerea poluării şi intervenind pentru protejareaecosistemelor periclitate!

Cunoasterea principiilor de bază ale ecologiei oferă fundamentulpentru înţelegerea modului de funcţionare al naturii şi a modului în careputem trăi în armonie cu natura!

Se ajunge, în felul acesta, la cunoaşterea acţiunilor ce trebuie

întreprinse pentru a avea un mediu sănătos, capabil să ne asigure condiţiipentru o viaţă de calitate, atât pentru noi cât şi pentru generaţiile următoare!

4


5/95

Lucrarea de faţă îşi propune să pună la dispo iţia viitorilor ingineri deinstalaţii pentru construcţii cunoştinţele de ba ă referitoare la ştiinţa mediului înconjurător, pentru a înţelege modul de organi are şi funcţionare a naturii şiimportanţa convieţuirii în armonie cu mediul nostru de viaţă!

#artea este concepută în două părţi, dintre care prima parte,intitulată (4oţiuni teoretice de ecologie generală+ este o trecere în revistă aobiectului ecologiei ca ştiinţă biologică, a modului cum este structurată şifuncţionea ă ecosfera - ca sistem biogeochimic, integrat în structuraplanetei! #unoaşterea mecanismelor ce întreţin viaţa este o condiţienecesară dar nu suficientă pentru asigurarea continuităţii ei pe 5ământ! e

aceea, partea a doua a cursului, intitulată (/lemente de ecologie aplicată+are menirea de a aduce la cunoştinţa cititorului principalii factori dedegradare a mediului, limitele resurselor biosferei şi metodele de protecţiece trebuiesc adoptate de către societate, în regim de urgenţă, pentru a-şiasigura o (de voltare durabilă+!

Capitolul 1. GENERALITĂŢI

1.1. Definiţia şi obiectul ecolo iei

/cologia este definită ca ştiinţa relaţiilor dintre organismele vii şi mediul lor de viaţă de pe diferite nivele supraindividuale, numite ecosisteme.

#a ştiinţă fundamentală, ecologia face parte din cadrulştiinţelor

biologice, care studia ă fiinţele vii de pe planeta 5ământ! Spre deosebire însă de celelalte ştiinţe biologice, care studia ă fiinţele vii la diferite nivelurisub-individuale şi individuale de organi are )macromolecule, celule, organe,indivi i*, în afara mediului lor sau într-un mediu teoretic, ecologia studia ănivelurile supraindividuale: populaţii, biocenoze şi biosferă, integrate înmediul lor de viaţă!

Ecologia este ştiinţa economiei naturii, a producerii, circulaţiei,

distribuţiei şi degradării materie organice vii, în condiţiile interacţiuniipermanente a vieţii cu mediul său, pe toate nivelele de organi are!

5


6/95

6ermenul de ecologie derivă din grecescul (oi7os+ 8 casă, gospodărieşi (logos+ 8 descriere, vorbire şi a fost utili at pentru prima dată de biologul/rnst 9aec7el, în $0 !

5unctul de vedere ecologic constă deci în evidenţierea interacţiunilor între diferitele sisteme vii supraindividuale cu alte sisteme biologice şi cucomponentele mediului, fiind esenţial diferit de cel morfologic, anatomic saufi iologic!

#a ştiinţă aplicativă, ecologia pune la dispo iţia societăţii umanecunoştinţele teoretice şi practice necesare pentru amenajarea şi exploatarearaţională a ecosistemelor şi a resurselor reînnoibile ale ecosferei!

Ecologia generală sau ecologia teoretică studia ă raporturilegenerale dintre materia vie şi mediul său!Mediul înconjurător repre intă ansamblul tuturor elementelor

materiale din ;nivers care influenţea ă viaţa unui organism individual sau aunei colectivităţi de organisme! #omponentele mediului care influenţea ăorganismele vii se numescfactori de mediu sau factori ecologici, întrucât eiintră în relaţii cu organismele, prin acţiunea cărora pot fi modificaţi!

Mediul geografic este constituit din ansamblul elementelor fi ice,chimice şi biotice de la suprafaţa 5ământului, care influenţea ă viaţaorganismelor sau a comunităţii vegetale sau animale!

Mediul specific este alcătuit din acele componente ale mediuluigeografic care influenţea ă nemijlocit viaţa organismelor sau a comunităţilor de organisme! ediul specific este format din componenţi de naturămaterială, energetică şi informaţională, care acţionea ă asupra organismelor

ca factori de mediu, grupaţi mai ales din motive didactice în două categorii:mediul fizic)anorganic sau abiotic* şimediul biotic)organic*!

Mediul fizic este alcătuit din componente de natură geologică,geomorfologică, climatică şi edafică )rocă, substrat, relief, lumină, căldură,umiditate, vânt, sol, etc!*!

Mediul biotic se compune din totalitatea organismelor de plante,animale şi microorganisme din spaţiul fi ic, specific organismului saucomunităţii de specii!

6


7/95

6oate componentele mediului fi ic şi biotic joacă, în raport cu unorganism sau o comunitate de specii, rolul defactori ecologici de naturăfi ică, geografică, climatică, edafică sau biotică!

5e suprafaţa 5ământului ca planetă, mediul înconjurător este identiccu mediul geografic! /l este deci un component al învelişului exterior alplanetei! Studiul mediului înconjurător al 5ământului face obiectul geografieifi ice, dar şi al altor discipline, printre care şi ecologia!

1.!. "cu#t i$to#ic

#harles ar%, primadescriere ştiinţifică a înlănţuirii speciilor prin relaţiile lor numerice ! upă$0>? devin tot mai numeroase lucrările ce tratea ă aspecte ale ecologiei,mai ales în domeniul botanicii!

@ntemeietorul ecologiei moderne este considerat oologul germanErnst aec!el , care a utili at pentru prima dată, în $0 , termenul de

ecologie şi a elaborat ideile fundamentale ale acestei ştiinţe, plecând de lateoria lui ar, $%0?,$%00*, 4! 2otnariuc )$%& * şi C! Gădineanu )$%0'*! /cologia terestră s-aafirmat cu deosebire prin lucrările academicianului Cl! 2or a de la #luj!

7


8/95

1.%. Ecolo ia ca ştiinţ&

Ecologia ca ştiinţă a interacţiunii organismelor cu mediul lor geografic

studia ă numai un sector restrâns al mediului înconjurător şi anume, cel alinteracţiunilor din cadrul lumii vii , care la nivelul planetei alcătuieştebiosfera.

Lumea vie, la scara planetei 5ământ are o arhitectură complexă, cunumeroase niveluri de organi are şi integrare! 4ivelul fundamental deorgani are a lumii vii este repre entat deindividul organic , adică deorganismul individual!

Ecologia ca ştiinţă nu studia ă în mod special organi area individuluişi nici nivelurile sale inferioare: organe, ţesuturi, celule, molecule, etc!, cinivelurile ei superioare de organi are: populaţii, bioceno e, biosferă )sistemebiologice ale planetei: ecosisteme*!

Ecologia populaţiilor este acea parte a ecologiei care studia ăraporturile dintre populaţiile de microorganisme, plante şi animale, cu mediul înconjurător!

'opulaţia, ca nivel supraindividual de organi are este o colectivitatede organisme din aceeaşi specie ce ocupă un fragment bine definit almediului numitbiotop )de la grecescul (bios 8 viaţă şi (topos+ 8 loc*!6otalitatea arborilor din aceeaşi specie )de ex!: molid, brad, fag, stejar, etc!*dintr-un arboret alcătuiesc populaţia!

Ecologia biocenozelor este acea parte a ecologiei care studia ăcomunităţile sau colectivităţile de populaţii, cunoscute sub numele de(biocenoze( )de la grecescul (bios+ 8 viaţă şi (7oinoein+ 8 în comun*!

)iocenoza este o comunitate de plante, animale şi microorganismecare ocupă un biotop, exploatea ă resursele sale şi transformă condiţiile deexistenţă din biotop! e exemplu, în ca ul pădurii, totalitatea populaţiilor dearbori, arbuşti, plante erbacee, microorganisme alcătuiesc bioceno a

forestieră, care la rândul ei poate fi subdivi ată înfitocenoză * totalitatea

8


9/95

populaţiilor de plante,zoocenoză - totalitatea populaţiilor de animale şimicrocenoză H totalitatea populaţiilor de microorganisme!

+aporturile ecologiei cu alte ştiinţe

abelul "-tr ns legată de ştiinţele/ )ază pentru ştiinţele aplicative:#are studia ă viaţa:

♦ )otanica♦ 0oologia♦ 1iziologia♦ 2enetica

#are studia ă componente alemediului:

♦ 2eografia fizică♦ 2eologia♦ 'edologia♦ idrologia♦ Climatologia♦ Meteorologia

♦ 3gricultura♦ 0oote4nia♦ -ilvicultura♦ 'iscicultura♦ 5rbanistica♦ 3menajarea teritoriului ♦

'rotecţia mediului ♦ Etc.

Ecologia ecosistemelor este o biologie a acestor nivele de organi area materiei vii! /cologia ca ştiinţă este de fapt o biologie a ecosistemelor, aşacum a definit-o =dum în $%&$ şi .alter, în $%&&!

/cologia biosferei )ecosferei*studiază biosfera în ansamblul său.)iosfera sau ecosfera 6de la bios 7 viaţă şi sfaira 7 cerc, înveliş8 esteînţeleasă ca ansamblul ecosistemelor de pe planeta 'ăm nt.

1.'. O#i inile şi e(oluţia (ieţii pe )&*+nt

/voluţia materiei în ecosferă cunoaşte următorele etape: abiogenă * înainte de apariţia vieţii pe 6erraI biogenă * perioada în care în care se formea ă circuitelebiogeochimice şi cea de a treia,

antropogenă * care începe odată cu apariţia omului şi aduceschimbări importante în evoluţia materiei!

1.'.1. )e#ioa,a abio en&

9


10/95

C început cu F, miliarde de ani în urmă, odată cu formarea planetei6erra! 5ământul, ca planetă a sistemului solar a luat fiinţă dintr-un imens nor de materie interstelară format din ga e şi pulberi cosmice!

"n compo iţia acestui nor se estimea ă că intrau: cca! ?J 9' , E?J9e, $-'J = ' , #, 4, elemente grele H sub $J, ga e nobile, 49E, #9 F, 9 ' =, S,Si, g, Ke, etc!

5ământul s-a format în ona centrală a norului planetar şi aincorporat cu prioritate compuşi chimici cu punct de fu iune ridicat: Si! g,Ke, S şi alte elemente grele! /lementele uşoare, ga oase se îndepărtauspre periferia norului! #ompuşii de cu #, 4, =, 9 )#9F, 49 E, 9 ' =* se

reţineau prin combinaţiile lor cu elementele chimice incorporate iniţial! 5rin încăl ire gravitaţională, 5ământul se structurea ă într-un nucleu central, omanta şi scoarţă!

Kormarea atmosferei şi a hidrosferei sunt două etape de mareimportanţă în evoluţia planetei 5ământ!

3tmosfera se pare că s-a format prin dega eificarea magmei înprocesul de răcire şi cristali are, etapă care marchea ă trecerea 5ământului

de la faza cosmică la faza evoluţiei geologice!&ceanul planetar * 4idrosferas-a format după consolidarea scoarţei

terestre şi scăderea temperaturii sub $???#!Sursa principală de energie pentru desfăşurarea proceselor de

sinte ă chimică era radiaţia solară )cca! ' ?!??? cal L cm' Lan* la care se maiadăuga energia provenită din descărcările electrice, radioactivitate, energiageotectonică, energia gravitaţională, etc!

5rocesul de apariţie a vieţii a debutat cu formarea compuşilor organici )hidraţi de carbon, aldehide, aminoaci i, etc!*, din atmosferaprimară, pornindu-se de la substanţe simple ca: #9F, 49 E, 9 ' =, subinfluenţa descărcărilor electrice şi a radiaţiilor ultraviolete!

1.'.!. )e#ioa,a bio en&

10


11/95

"ncepe odată cu apariţia vieţii şi a proceselor metabolice )anabolismşi catabolism* caracteristice organismelor vii, care au marcat începutulcircuitului biogeochimic al materiei, alături de cel geochimic!

4oul circuit biologic se de voltă pe ba acircuitului geoc4imic ,aflându-se într-o strânsă întrepătrundere cu acesta, dând naşterecircuitului biogeoc4imic !

"n fa a circuitului geologic, energia solară era utili ată pentrudislocarea şi deplasarea substanţelor din scoarţa terestră! Mi în pre ent, cca! jumătate din totalul energiei radiante primite de 5ământ este folosită pentruevaporarea apei care pune în mişcare marele circuit hidrologic!

Giaţa apărută pe 5ământ stochea ă energia solară sub formă dematerie organică, mărind în felul acesta eficienţa utili ării energiei!etabolismul, fiind un proces selectiv a produs modificări importante

în vite ele de circulaţie ale diferitelor elemente şi compuşi, influenţând astfelevoluţia circuitului planetar al materiei şi, implicit, evoluţia vieţii! 5rimeleorganisme apărute se hrăneau cu substanţe organice formate pe caleabiogenă, di olvate în apă şi ferite de ra ele ultraviolete! 4e existând

procese de descompunere biologică, circuitul materiei în natură era linear! Cpariţia primelor organisme fotosinteti ante )în urmă cu cca! E,E> miliardede ani* şi acumularea oxigenului în apă şi în aer )în urmă cu cca! ',E>miliarde de ani* a determinat schimbări şi adaptări în evoluţia organismelor!5roduşii catabolismului unor organisme au devenit sursă de hrană şi energiepentru alte organisme, deci procesul liniar al transferului unor substanţe, cuacumulări de deşeuri a devenit ciclic!

2ioxidul de carbon, unul din principalele deşeuri ale organismelor adevenit hrană pentru organismele fotosinteti ante, iar oxigenul produs deacestea a început să fie utili at în procesul respiraţiei! Cpariţia respiraţiei,alături de fotosinte ă a dus la schimbări radicale în circuitul carbonului şioxigenului!

=xigenul acumulat la început în apă a trecut treptat în atmosferă, deunde alături de cel re ultat din fotosinte ă era consumat în procese de

11


12/95

oxidare a numeroşi compuşi minerali reduşi, modificând astfel şi circuitul lor,care din geochimic a devenit biogeochimic!

#reşterea cantităţii de oxigen din atmosferă a contribuit la formareaecranului de o on , care are capacitatea de a absorbi radiaţiile ultraviolete,permiţând de voltarea organismelor vii, diversificarea formelor de viaţă, aproceselor metabolice şi deci a circuitului de substanţe!

iversificarea formelor de viaţă şi creşterea continuă a biomaseitotale a contribuit la schimbări ale condiţiilor de mediu, care la rândul lor audeschis noi căi de evoluţie a vieţii! ediul abiotic a suferit la rândul săutransformări ca urmare a activităţii organismelor vii! Ctmosfera, de exemplu,

cu compo iţia ei actuală este re ultatul activităţii organismelor fotosinteti ante care au contribuit la creşterea conţinutului de oxigen şiscăderea celui de bioxid de carbon!

1.'.%. )e#ioa,a ant#opo en& Cpariţia omului şi de voltarea societăţii umane este considerat

începutul perioadei antropogene!

=mul, prin activitatea sa introduce în circuitul ecosferei combustibiliisoli i )cărbuni, petrol, ga e naturale*, aducând schimbări importante încircuitul carbonului şi oxigenului!

;tili area energiei solare stocate în lemn şi alte ţesuturi vegetale adus la defrişări masive de-a lungul timpului, cu consecinţe de astruoaseasupra circuitului carbonului şi asupra climei pe glob! "ntensificarea de cătreom a fluxului de energie din atmosferă, prin utili area in activităţile sale a

unor forme tot mai diverse de energie: hidraulică, eoliană, geotermică,nucleară modifică profund circuitul global al materiei, prin punerea înmişcare a unei cantităţi imense de materie!

/xtinderea culturilor agricole, a exploatărilor forestiere, a vânatului şipescuitului, a industriei hidroenergetice )prin captarea şi schimbarea cursuluiapelor curgătoare*, determină schimbări majore ale căilor şi vite ei decirculaţie a tuturor elementelor biogene şi a altor elemente!

12


13/95

Crderile industriale modifică circulaţia carbonului, a otului şi sulfului!;tili area îngrăşămintelor chimice şi a pesticidelor dereglea ă circulaţiaa otului, fosforului, potasiului, carbonului calciului, etc! atât direct, cât şiindirect prin distrugerea circuitului normal de reciclare a acestor elemente! Cctivitatea industrială introduce in circuit elemente care în fa ele anterioareaveau un rol neglijabil, cum sunt metalele: fier, aluminiu, cupru, inc, sodiu,mercur, etc! = caracteristică a activităţii umane, dăunătoare circuituluinatural al elementelor este tendinţa de lineari are, care conduce laacumulări de deşeuri a căror reciclare devine tot mai anevoioasă!

13


14/95

Capitolul !. ECO"-ERA

!.1. Definiţie. Alc&tui#e.

/cosfera a fost definită pentru prima dată de către #ommoner )$%&'*ca totalitatea ecosistemelor de pe 5ământ, fiind cel mai larg sistem deorgani are a materiei vii de pe planeta noastră! 4oţiunea include atâtbiosfera H sistemul cel mai larg de organi are a materiei vii, cât şi domeniulei de existenţă, in care intră: scoarţa de de agregare, toată hidrosfera şi omare parte din atmosfera terestră )ve i tab!E*!

/cosfera are ca unităţi funcţionale elementare ecosistemele!

!.!. "t#uctu#a fun,a*ental& a eco$fe#ei

/cosfera se compune din două categorii de sisteme materiale/sisteme anorganice 6nevii89

sisteme biologice 6vii8

-istemele anorganice 6nevii8 ale ecosferei sunt: rocile )aparţinând

litosferei*,apa )aparţinând hidrosferei*,aerul )aparţinând atmosferei* şienergia radiantă )componentă de origine cosmică*!

-istemele biologice 6vii8 ale ecosferei sunt cele care alcătuiescbiosfera propriu- isă :

virusuri *sisteme biologice cu structuri necelulare,bacteriile : sisteme biologice celulare primitive, ciupercile : plante inferioare heterotrofe,

plantele verzi, fotositeti ante şianimalele, consumatoare de substanţă organică primară

Nimita superioară a ecosferei coincide cu limita superioară atroposferei, aflată la cca! $? H $' 7m deasupra nivelului mării, iar limitainferioară este la $$ 7m în oceane şi cca! F 7m sub nivelul mării, în soclurilecontinentale!


15/95

-olul este considerat un component al ecosferei, de origine mixtă,produs al interacţiunii dintre componentele sale de origine organică şianorganică!

;ensitatea substanţei vii descreşte de la ecuator la poli, de la nivelulmării spre înălţimile munţilor şi spre abisurile oceanelor, de la nivelul soluluispre adâncimile lui!

abelul <ECOSFERA

Definiţie:♦ -istem biogeoc4imic , integrat în structura errei şi în

sistemul solar9♦ -istem integral, 4eterogen, format prin transformarea

şi evoluţia substanţei şi energiei, la nivelul planetei'ăm nt.

Formare:♦ prin interacţiunea dintre materia din scoarţa terestră

şi Cosmos, realizată prin/- asimilare de energie din #osmosI- acceptare de materie din #osmosI- informaţie - ca factor de ordonare a haosului

molecular!

Limite:Superioară:

• La "= !m deasupra nivelului mării 6nivelul >=(8"nferioară:

• în oceane: H $$ 7mI• în solurile continentale: cca! - F 7m!

Alcătuire:"i$te*e ano# anice

+oci/ NitosferăI 3pă/ 9idrosferăIEnergie radiantă: din #osmos

Sisteme organice:?irusuri * necelulare9)acterii * celule primitive9Ciuperci * plante inferioare9'lante verzi *fotosintetizatoare9 3nimale * consumatori dematerie organică primitivă.

/cosfera este un sistem biogeoc4imic, care a re ultat ca urmare ainteracţiunii materiei din scoarţa terestră cu cosmosul! Cceastă interacţiune aconstat pe de o parte din asimilarea energiei cosmice, iar pe de altă parteprin acceptarea materiei cosmice provenită din căderea asteroi ilor!

15


16/95

!.%. "t#uctu#a *ate#ial& a eco$fe#ei

upă 4! 2otnariuc, ecosfera este un sistem heterogen, format din &tipuri de materie O$P:

materia vie - organismele individuale, ca sisteme biologicefundamentale, cu funcţii biogeochimice, repre entând cca! ?,??$J din masascoarţei terestre, compusă din:

o fitomasă şio oomasă )cca! 'F'%x$?% t*I

materie organică moartă 6necromasa* H netransformată încă

de către descompunători )bacterii*, estimată la cca! $$ ? ?x$?%t, sub formăde : humus, geopolimeri şi unele roci biogene )petrol, cărbuni*I

materia inertă H concentrată în cele trei geosfere: litosferă,hidrosferă, atmosferă9

materia bioinertă H sisteme bioinerte formate din amestec dematerie vie şi materie moartă )sol, mâl, scoarţă de ero iune, ape freatice,etc!*9

materia radioactivă *fondul natural şi artificial de i otopi radioactividin ecosferă9

atomi liberi *ce apar în scoarţa terestră, sub formă de ăcămintede metale native )în stare pură*9

pulberea cosmică *ce cade din cosmos )în cantitate anuală decca! $,$x$?Ft*!

Materia vie se compunedin atomi ai aceloraşi elemente chimice ce formea ă scoarţa terestră,formând sisteme vii )biomasă*, numite (sisteme de oxigen+, formatepredominant din oxigen, carbon, hidrogen şi a ot )%0 J*, restul de 'J fiindocupat de microelemente!

Materia vie se compune dinorganisme individuale care sunt sisteme

biologice fundamentale , îndeplinind anumite funcţii biogeochimice!#antitatea de materie vie din ecosferă formea ăbiomasa, estimată cantitativ


17/95

la cca! 'F'% x $?% tone! 2iomasa repre intă numai ?,??$J din masascoarţei terestre şi se compune dinfitomasăşi zoomasă.

Materia vieeste alcătuită din atomi ai aceloraşi elemente chimice caşi scoarţa terestră!-istemele vii sunt sisteme de oxigen, formate din oxigenşi macroelemente pe ba ă de carbon, hidrogen şi a ot! acroelementelebiogene formea ă %0J din biomasă, restul revenind microelementelor!

ateria vie este alcătuită din anumiţi i otopi ai elementelor chimice: carbon,oxigen, hidrogen şi a ot!

=rganismele vii au capacitatea de a acumula selectiv anumiţii otopi, concentrând de regulă i otopii uşori!

Materia organică moartă, sau necromasa se află în ecosferădatorită incapacităţii bacteriilor de a o descompune în ritmul în care esteprodusă materia vie, fiind estimată la cca! $$!? ? x $?% t, în cantitate maimare decât biomasa totală!

in materia organică moartă a re ultat humusul, geopolimerii şiunele roci biogene ca petrolul şi cărbunii!Materia inertă este concentrată încele trei geosfere: litosfera, atmosfera şi hidrosfera!

Litosfera este substratul chimic al vieţii, re ervorul de materie dincare se alimentea ă procesele biochimice!

idrosfera este alcătuită din totalitatea apei planetei, sub toateformele de agregare şi are ca funcţie vehicularea atomilor hidrogen şi deoxigen de la o regiune la alta, de la un biotop la altul!

3tmosfera, prin pătura sa inferioară H troposfera H este un sistem deoxigen şi a ot care face posibilă viaţa organismelor aerobe!

Materia bioinertă este concentrată în special în sol, scoarţa deero iune, ape freatice, etc!, care sunt sisteme bioinerte alcătuite dintr-unamestec de materie moartă şi materie vie!

Materia radioactivă este repre entată de fondul natural şi artificialde i otopi radioactivi din ecosferă!

3tomii liberi dispersaţisunt cei care apar în scoarţa terestră, subformă de ăcăminte de metale native )în stare pură*!

17


18/95

'ulberea cosmică ce cade în decursul unui an la nivelul globuluiterestru se ridică la cca! $,$ x $?Ft!

@n ultima jumătate de secol a apărut în ecosferă un nou tip de materieorganică, produs al industriei chimice: pesticidele - substanţe policiclice,organo-clorurate care perturbă procesele fi ico- chimice şi biochimice dinecosferă!

!.'. "t#uctu#a funcţional& a eco$fe#ei

Kuncţionarea ecosferei este asigurată prin:o nevoia de hrană a organismelor vii, care se asigură prin (lanţul

trofic+ )tab!F*Io principalele cicluri biogeochimice!

#ategorii trofice)lanţul trofic*

5rocese fundamentale detransformare a materiei

$! 5roducători primari H planteautotrofe9

'! #onsumatori primari Hfitofage6animale ierbivore89

E! #onsumatori secundari Horganisme animale carnivore, ce se4rănesc cu ierbivore9

F! escompunători6bacterii,ciuperci8 H organisme ce se 4rănesccu materie organică moartă, pe careo descompun în elementelecomponente * materie minerală.

-inteza materiei organice primare/ - organismele vegetale transformăsărurile minerale )din sol*Q =' L #=')din aer* Q energie )solară*, prinfotosinte ă în masă vegetală)materie organică primară*I

'rocese de ingestie/ H consumarea materiei organiceprimare de către ierbivore şicarnivore )consumatori primari,secundari şi terţiari*I

5rocese de minerali are Hdescompunerea materiilor organice, în elementele minerale componenteşi închiderea circuitului materiei!

18


19/95

abelul @

Kiind unsistem integral , sistemele sale componente interacţionea ă,iar ecosfera, la rândul ei interacţionea ă cu celelalte geosfere terestre:

atmosfera, hidrosfera şi litosfera!6oate aceste interacţiuni constau în circulaţia materiei şi energiei,

având ca re ultat evoluţia materiei şi a diferitelor forme de energie!

1ig. " Circuitul materiei şi energiei în ecosferă, după +. )arbault 6"##=89

Componenţii biosferei * dreptung4iuri9 componenţii mediului : cercuri9 fluAuri deenergie * linie întreruptă9 fluAuri de substanţe minerale * linie simplă continuă9fluAuri de substanţe organice * linie dublă continuă9

1adiaţia solară este sursa de energie care favori ea ă circuitulmateriei pe 5ământ!

!./. Ci#cuitul p#incipalelo# ele*ente *ate#iale 0n eco$fe#&

!./.1. Ci#cuitul ca#bonului

O2Fotosinteză

Vegetale

Ierbivore

Carnivore

Descompunători

Săruriminerale

Materieorganică

CO2

R e s p

i r a

ţ i e

19


20/95

#arbonul este un element deosebit de important din punct de vedereecologic deoarece: intră în structura tuturor moleculelor organice şi are unrol energetic foarte important prin reactivitatea lui mare! #ombustibilii fosili,principala sursă de energie pentru nevoile omului până în pre ent suntcompuşi ai carbonului! 2ioxidul de carbon din atmosferă are rolul de ecrancare opreşte radiaţia termică, infraroşie, determinând aşa-numitul (efect deseră+, cu consecinţe dăunătoare asupra climatului planetei!

#= ' -ul din atmosferă este transformat în procesul de fotosinte ă alplantelor )asimilaţie clorofiliană* în compuşi organici )lipide, glucide parţiale*,care apoi servesc ca hrană pentru animale! e la acestea, prin procesele de

respiraţie, fermentaţie şi arderi se întoarce în atmosferă, închi ând circuitulpe parcursul căruia concentraţia sa este relativ constantă!Na menţinerea constantă a cantităţii de #=' din atmosferă contribuie

atât consumatorii cât şi descompunătorii care elimină #=' şi apă!Sistemul sol H plante H atmosferă are capacitatea de atenuare a

influenţelor produse de către activităţile omului, prin arderi industriale! Cstfel,tendinţa de creştere a concentraţiei #=' în

1ig. " : Circuitul principalelor elemente materiale in ecosferă

20

http://ro.wikipedia.org/wiki/Fi%C5%9Fier:Carbon_cycle-cute_diagram_ro.jpg


21/95

atmosferă este reglată prin procesul de conexiune inversă negativă, princreşterea cantităţii de #=' consumată în procesul de fotosinte ă a plantelor şi prin creşterea cantităţii de #=' di olvat în apă! e aici #=' -ul se combinăcu carbonaţii şi formea ă bicarbonaţi care se depun în sol sub formă desedimente! = altă cale de scoatere a carbonului din circuit este depunerealui sub formă de combustibili fosili!

!./.!. Ci#cuitul a otului 0n eco$fe#& C otul este un component esenţial al substanţelor proteice,

aminoaci ilor, aci ilor nucleici, etc!, al cărui circuit biogeochimic este cel mai

complicat!"n atmosferă a otul ocupă &0J din volum, repre entând 0?J dintotalul existent pe 5ământ! 1estul de '?J se află în humus, în biomasaorganismelor vii şi în sedimente de origine animală sau minerală!

upă 4! 2otnariuc şi C! Găideanu )$%0'*, circuitul a otului se poate împărţi în două sub-cicluri: primul care cuprinde fixarea a otului atmosferic şiastfel întră în circuit, urmată de denitrificare, prin care o parte a a otului fixat

iniţial se întoarce în atmosferăI al doilea sub-circuit constă în minerali areacompuşilor organici cu a ot şi biosinte a compuşilor organici a otaţi! "n viaţaecosistemelor terestre, a otul atmosferic este fixat în principal prinintermediul unor bacterii care trăiesc în rădăcinile leguminoaselor!

;tili area îngrăşămintelor a otoase în cultura plantelor este o cale demărire a cantităţii de a ot intrat în circuitul biogeochimic!

/liberarea a otului din biocompuşi este determinată tot de bacterii,

aerobe sau anaerobe! = parte din a otul eliberat se degajă în atmosferă subformă de 49E sau 4 molecular, iar o parte, sub formă de a otaţi )nitraţi*poate fi utili ată din nou de către plante!

Ka a a doua a sub-ciclului constă în utili area, de către plante, aa otului din a otaţi pentru sinte a substanţelor organice a otoase!

2ilanţul general al a otului în biosferă este po itiv, întrucât, cu uneleexcepţii, cum ar fi unele scurgeri de a ot din circuit, prin denitrificare şidepo itarea unei părţi din substanţa organică mult a otoasă în sedimente şi

21


22/95

scoaterea ei din circuit, se fixea ă mai mult a ot decât se pierde! =mulintervine substanţial în circuitul a otului în biosferă prin extinderea culturiiplantelor leguminoase şi în acest sens, prin creşterea cantităţii de îngrăşăminte a otoase utili ate, precum şi prin reali area dirijată a simbio eidintre unele plante de cultură şi bacterii fixatoare de a ot!

!./.%. Ci#cuitul fo$fo#ului 0n eco$fe#&Kosforul este elementul chimic care intră în compo iţia aci ilor

nucleici şi joacă rolul de stocare şi transmitere a informaţiei genetice! /l intrăde asemenea în compo iţia fosfoproteinelor, fosfolipidelor şi a scheletului

vertebratelor, sub formă de fosfat de calciu, iar în seminţele plantelor se aflăsub formă de fitină!Kosforul joacă un rol esenţial în procesele metabolice, în fotosinte ă

şi în procesele de transfer energetic, atât la plante cît şi la animale! Sursaprincipală de fosfor o constituie rocile fosfatice ca: apatita, fosforitele,depo itele de guano, oasele scheletelor de animale, etc! #ircuitul fosforului în natură este legat de circuitul apei, deoarece acest element nu are

compuşi ga oşi!in rocile eruptive şi sedimentare, prin de agregare şi alterare

chimică fosforul este preluat de apele de precipitaţii, ajunge în râuri, mări,oceane şi se depune în rocile sedimentare continentale sau marine! 5eacest circuit geochimic se grefea ă circuitele biologice!

= parte din fosfor este preluat de plante, apoi prin acestea trece laanimale, de unde, prin activitatea descompunătorilor: bacterii, ciuperci este

eliberat, reintrând în circuit sau depo itându-se sub formă de compuşiinsolubili! Cceste pierderi ar limita producţia vegetală dacă nu ar ficompensate prin utili area de către om a îngrăşămintelor fosfatice! =mulintroduce anual >- milioane tone de 5 mineral sub formă de îngrăşămintefosfatice, la care se adaugă fosforul din detergenţi, deşeuri organice, etc! Ccestea ajung în unele ape stătătoare )lacuri* unde, alături de a otdetermină de voltarea explo ivă a algelor, dereglând echilibrul bioceno elor acvatice respective!

22


23/95

!./.'. Ci#cuitul calciului 0n eco$fe#&#alciu are un rol important în reali area structurilor de susţinere ale

vertebratelor şi în creşterea unor vegetale!#ircuitul calciului este tipic sedimentar, asemănător cu al fosforului,

urmând, în general circuitul apei! #alciu se găseşte în cantităţi imense înscoarţa terestră, sub formă de calcit, aragonit, ghips, cretă, carbonaţi şi estepre ent şi în apele naturale sub formă de carbonaţi şi bicarbonaţi solubili!

#arbonaţii de calciu sunt în general di olvaţi de apele de precipitaţiide unde sunt transportaţi în lacuri, râuri, mări şi oceane!

Gegetaţia preia o cantitate mare de calciu din sol şi o depo itea ă în

ţesuturi, mai ales cele perene! e aici o parte este redată solului prin litieră!"n onele de stepă şi silvostepă, cu precipitaţii mai reduse se produceo acumulare a calciului în sol! "n mediul acvatic, circuitul calciului depinde deraportul dintre carbonaţi şi bicarbonaţi!

#a#= E Q 9' #= ER #a)9#= E*'"n ca ul unor ape cu p9 acid ) &*, datorită unor concentraţii mari de

#= ' în apă şi în condiţiile unor temperaturi mai scă ute, echilibrul reacţiei se

deplasea ă către dreapta! "n ca contrar, la concentraţii mici de #=' )p9mare*, acesta fiind consumat de către fitoplancton în procesul de fotosinte ăşi în pre enţa unor temperaturi ridicate, reacţia se deplasea ă către stânga!1eintrarea în circuit a calciului depus în apele oceanelor sub formă decarbonaţi insolubili se face lent, prin procese de orogene ă!

!././. Ci#cuitul $ulfului 0n eco$fe#&Sulful intră în structura materiei vii în anumiţi aminoaci i, vitamine,

etc! @n exces, devine toxic pentru animale şi plante! #ircuitul acestui elementse face între cele două re ervoare: litosfera, unde se găseşte în compo iţiaunor minerale )sulfuri, sulfaţi*, a combustibililor fosili )cărbuni, petrol*, cât şi în detritusul organic şi atmosfera, unde apare sub formă de S=' ga os, deprovenienţă industrială, din arderea combustibililor fosili, din erupţii vulcaniceşi unele procese biologice!

S= ' -ul din aer se combină cu apa şi formea ă acid sulfuric, cade pepământ sub forma ploilor acide, iar de aici, în pre enţa cationilor se poate

23


24/95

transforma în sulfaţi! Sub acţiunea factorilor biologici, sulfaţii solubili suntabsorbiţi de plante şi incorporaţi în aminoaci i şi alte substanţe proteice! inplante, sulful ajunge în organismul animalelor, cu hrana )lanţul trofic*!

5rin moartea plantelor şi animalelor, sulful din masa organică setransformă în sulfuri şi apoi în sulf elementar! ;rmea ă transformarea însulfaţi, prin intermediul bacteriilor sulfo-oxidante, care pot fi absorbiţi deplante sau spălaţi se ape! @n unele ecosisteme acvatice, formarea 9' S ducela blocarea de voltării vieţii!

"nfluenţa omului asupra circuitului sulfului în ecosferă este evidentă! Cstfel, din totalul intrărilor de sulf din atmosferă, de >>? x $? t, $>? x

$? t sunt sub formă de S#' şi 9 ' S H re ultate din arderile industriale, la carese mai adaugă sulful provenit din industria chimică, minerit, descompunereaanaerobă a substanţelor organice din lacuri, etc!

!./.2. Ci#cuitul apei 0n eco$fe#& Cpa este o substanţă absolut indispensabilă vieţii, una din cele mai

răspândite substanţe pe planeta 5ământ, formând unul din învelişurileacesteia, numit (hidrosfera+!

;in punct de vedere c4imic , apa este un compus chimic alhidrogenului şi aloxigenului, având formula chimică brută 9' =! /ste un bunsolvent şi are o tensiune superficială ridicată, permiţând astfel mişcareacompuşilor organici şi a organismelor vii!

Cpa este un foarte bunsolvent, similar din punct de vedere chimic cuamoniacul, şi di olvă multe tipuri de substanţe, precum diferitesăruri şi

ahărul, şi facilitea ă reacţiile chimice ale acestora, lucru care facilitea ă

desfăşurarea complexelor reacţii din cadrul metabolismului organismelor vii!in punct de vedere alcaracteristicilor fizice, apa proaspătă are

densitatea maximă la FT#, această densitate scă ând pe măsură ce apa serăceşte, se încăl eşte sau îngheaţă!

Cvând o moleculă polară stabilă, particulele de apă din atmosferă joacă un rol important în absorbţiaradiaţiei infraroşii, crucială în cadrulefectului de seră, fără de care temperatura medie la suprafaţa 6errei ar fi de-$0T #!

24

http://ro.wikipedia.org/wiki/Hidrosfer%C4%83http://ro.wikipedia.org/wiki/Hidrogenhttp://ro.wikipedia.org/wiki/Oxigenhttp://ro.wikipedia.org/wiki/Solventhttp://ro.wikipedia.org/w/index.php?title=Tensiune_superficial%C4%83&action=edithttp://ro.wikipedia.org/wiki/Solventhttp://ro.wikipedia.org/wiki/Amoniachttp://ro.wikipedia.org/wiki/Sarehttp://ro.wikipedia.org/wiki/Densitatehttp://ro.wikipedia.org/wiki/Celsiushttp://ro.wikipedia.org/w/index.php?title=Molecul%C4%83_polar%C4%83&action=edithttp://ro.wikipedia.org/w/index.php?title=Radia%C5%A3ie_infraro%C5%9Fie&action=edithttp://ro.wikipedia.org/wiki/Efectul_de_ser%C4%83http://ro.wikipedia.org/wiki/Hidrosfer%C4%83http://ro.wikipedia.org/wiki/Hidrogenhttp://ro.wikipedia.org/wiki/Oxigenhttp://ro.wikipedia.org/wiki/Solventhttp://ro.wikipedia.org/w/index.php?title=Tensiune_superficial%C4%83&action=edithttp://ro.wikipedia.org/wiki/Solventhttp://ro.wikipedia.org/wiki/Amoniachttp://ro.wikipedia.org/wiki/Sarehttp://ro.wikipedia.org/wiki/Densitatehttp://ro.wikipedia.org/wiki/Celsiushttp://ro.wikipedia.org/w/index.php?title=Molecul%C4%83_polar%C4%83&action=edithttp://ro.wikipedia.org/w/index.php?title=Radia%C5%A3ie_infraro%C5%9Fie&action=edithttp://ro.wikipedia.org/wiki/Efectul_de_ser%C4%83


25/95

Cpa are ocăldură specifică neobişnuit de mare, care joacă mai multeroluri în reglareaclimatului global şi regional, precum#urentul Bolfului,permiţând existenţa vieţii! eoarece absoarbe foarte mult infraroşiile, are ofoarte uşoară nuanţă albastră, datorită eliminării unei mici cantităţi de luminăroşie care o traversea ă! #uloarea albastră poate fi observată numai cândapa este în cantitate mare, de exemplu în lacuri, mări sau oceane!

;in punct de vedere biologic , apa are numeroase proprietăţiindispensabile proliferăriivieţii, care o deosebesc de celelalte substanţe!

Cpa îşi îndeplineşte acest rol permiţândcompuşilor organici săreacţione e în moduri care să permită în cele din urmă replicarea celulelor

vii! 6oate formele de viaţă cunoscute depind de apă! Cpa este o parte vitalăin multe din procesele metabolismului organismelor vii! #antităţisemnificative de apă sunt utili ate de organism îndigestia hranei!

Cproape &'J din masa corpuluiuman fără grăsimi este apă! 5entruo bună funcţionare, corpul necesită între doi şi şaptelitride apă pe i pentrua evita deshidratarea, cantitatea exactă depin ând de nivelul de activitate,temperatură, umiditate şi alţi factori! 4u este cunoscută cu exactitate

cantitatea de apă necesară a fi consumată de o persoană sănătoasă!= proprietate simplă a apei, dar unică şi extrem de importantă pentru

mediu, este că în forma sa solidă, degheaţă, pluteşte pe lichid! Kormasolidă a apei are o densitate mai mică decât a apei lichide, datorităgeometriei punţilor de hidrogen care se formea ă doar la temperaturi mai joase! 5entru aproape toate substanţele şi pentru toate celelalte $$ stărineobişnuite ale apei, cu excepţia gheţii, starea solidă este mai densă decât

cea lichidă! Cpa proaspătă este cel mai densă la FT#, şi se va scufunda princonvecţie pe măsură ce se răceşte la acea temperatură, iar dacă se răceşte în continuare se va ridica! atorită aceste proprietăţi, apa de adâncime va fimai caldă decât apa îngheţată, de suprafaţă, astfel încât gheaţa se va forma începând de la suprafaţă şi se va extinde în jos, iar cea mai mare parte aapei de dedesubt va rămâne constantă la FT#! Cstfel, fundul unui lac, maresau ocean este practic i olat de frig, permiţând supravieţuirea speciilor deanimale! eşi acest comportament poate părea banal, trebuie subliniat că

25

http://ro.wikipedia.org/w/index.php?title=C%C4%83ldur%C4%83_specific%C4%83&action=edithttp://ro.wikipedia.org/w/index.php?title=Climat&action=edithttp://ro.wikipedia.org/wiki/Curentul_Golfuluihttp://ro.wikipedia.org/wiki/Biologiehttp://ro.wikipedia.org/wiki/Via%C5%A3%C4%83http://ro.wikipedia.org/wiki/Compus_organichttp://ro.wikipedia.org/wiki/Metabolismhttp://ro.wikipedia.org/w/index.php?title=Digestia&action=edithttp://ro.wikipedia.org/wiki/Umanhttp://ro.wikipedia.org/wiki/Litruhttp://ro.wikipedia.org/wiki/Zihttp://ro.wikipedia.org/w/index.php?title=Dezhidratarea&action=edithttp://ro.wikipedia.org/wiki/Ghea%C5%A3%C4%83http://ro.wikipedia.org/w/index.php?title=Convec%C5%A3ie&action=edithttp://ro.wikipedia.org/w/index.php?title=C%C4%83ldur%C4%83_specific%C4%83&action=edithttp://ro.wikipedia.org/w/index.php?title=Climat&action=edithttp://ro.wikipedia.org/wiki/Curentul_Golfuluihttp://ro.wikipedia.org/wiki/Biologiehttp://ro.wikipedia.org/wiki/Via%C5%A3%C4%83http://ro.wikipedia.org/wiki/Compus_organichttp://ro.wikipedia.org/wiki/Metabolismhttp://ro.wikipedia.org/w/index.php?title=Digestia&action=edithttp://ro.wikipedia.org/wiki/Umanhttp://ro.wikipedia.org/wiki/Litruhttp://ro.wikipedia.org/wiki/Zihttp://ro.wikipedia.org/w/index.php?title=Dezhidratarea&action=edithttp://ro.wikipedia.org/wiki/Ghea%C5%A3%C4%83http://ro.wikipedia.org/w/index.php?title=Convec%C5%A3ie&action=edit


26/95

aproape toate celelalte substanţe chimice sunt mai dense în stare solidă şi îngheaţă de la fund spre suprafaţă!

Giaţa pe 5ământ a evoluat şi s-a adaptat acestor proprietăţi ale apei!/xistenţa formelor solidă, lichidă şi ga oasă ale apei pe 5ământ arepre entat un factor important pentru coloni area diferitelor medii aleplanetei de către forme de viaţă adaptate variatelor, şi adesea extremelor,condiţii de viaţă!

5e 5ământ, apa există sub multe forme, în cele mai variate locuri!Sub formă de apă sărată există înoceane şi mări! Sub formă deapă dulce în stare solidă, apa se găseşte în calotele polare, gheţari, aisberguri,

ăpadă, dar şi ca precipitaţii solide, sauninsoare! Sub formă de apă dulcelichidă, apa se găseşte în ape curgătoare, stătătoare, precipitaţii lichide,ploi,şi ape freatice sau subterane! @n atmosferă, apa se găseşte sub formăga oasă alcătuind norii, sau fin difu ată în aer, determinândumiditateaacestuia!

Cpa care este potrivită consumului uman se numeşteapă potabilă şicompo iţia ei trebuie să fie conformă cu prevederile S6CS $EF'L %$ H (Cpa

potabilă!eoarece apa poate conţine numeroase substanţe diferite poate

avea gusturi sau mirosuri foarte diferite!5e măsura creşterii populaţiei umane, de-a lungul timpului şi a

folosirii intensive şi extensive a resurselor de apă susceptibile de a furni aapă potabilă, problema apei utili abile a devenit o problemă vitală a omenirii

Cpa este elementul esenţial, indispensabil vieţii! /ste constituentul

major al materiei vii, unde poate repre enta cca! 0? H %? J din greutateaorganismelor vii! Se găseşte în atmosferă, hidrosferă şi litosferă sub toatecele trei stări de agregare: lichidă, solidă şi ga oasă!

Cpele ce formea ă hidrosfera acoperă peste U din suprafaţa5ământului ) cca! E E x $?7m' din totalul de >$? x $?7m' *! =ceaneleconţin %& J din cantitatea de apă din ecosferă! #ircuitul apei are la ba ăcantitatea de vapori din atmosferă, provenită din evaporarea apei din mări şioceane )hidrosferă*! Cceasta revin la sol, prin răcire şi condensare, sub

26

http://ro.wikipedia.org/wiki/Ap%C4%83_s%C4%83rat%C4%83http://ro.wikipedia.org/wiki/Oceanhttp://ro.wikipedia.org/w/index.php?title=Mare_(ap%C4%83_s%C4%83rat%C4%83)&action=edithttp://ro.wikipedia.org/wiki/Ap%C4%83_dulcehttp://ro.wikipedia.org/wiki/Solidhttp://ro.wikipedia.org/w/index.php?title=Calot%C4%83_polar%C4%83&action=edithttp://ro.wikipedia.org/wiki/Ghe%C5%A3arhttp://ro.wikipedia.org/wiki/Aisberghttp://ro.wikipedia.org/wiki/Z%C4%83pad%C4%83http://ro.wikipedia.org/w/index.php?title=Precipita%C5%A3ie&action=edithttp://ro.wikipedia.org/w/index.php?title=Ninsoare&action=edithttp://ro.wikipedia.org/w/index.php?title=Lichid&action=edithttp://ro.wikipedia.org/w/index.php?title=Ap%C4%83_curg%C4%83toare&action=edithttp://ro.wikipedia.org/w/index.php?title=Ap%C4%83_st%C4%83t%C4%83toare&action=edithttp://ro.wikipedia.org/wiki/Ploaiehttp://ro.wikipedia.org/w/index.php?title=Ap%C4%83_freatic%C4%83&action=edithttp://ro.wikipedia.org/wiki/Gazhttp://ro.wikipedia.org/wiki/Norhttp://ro.wikipedia.org/wiki/Umiditatehttp://ro.wikipedia.org/wiki/Ap%C4%83_potabil%C4%83http://ro.wikipedia.org/wiki/Ap%C4%83_s%C4%83rat%C4%83http://ro.wikipedia.org/wiki/Oceanhttp://ro.wikipedia.org/w/index.php?title=Mare_(ap%C4%83_s%C4%83rat%C4%83)&action=edithttp://ro.wikipedia.org/wiki/Ap%C4%83_dulcehttp://ro.wikipedia.org/wiki/Solidhttp://ro.wikipedia.org/w/index.php?title=Calot%C4%83_polar%C4%83&action=edithttp://ro.wikipedia.org/wiki/Ghe%C5%A3arhttp://ro.wikipedia.org/wiki/Aisberghttp://ro.wikipedia.org/wiki/Z%C4%83pad%C4%83http://ro.wikipedia.org/w/index.php?title=Precipita%C5%A3ie&action=edithttp://ro.wikipedia.org/w/index.php?title=Ninsoare&action=edithttp://ro.wikipedia.org/w/index.php?title=Lichid&action=edithttp://ro.wikipedia.org/w/index.php?title=Ap%C4%83_curg%C4%83toare&action=edithttp://ro.wikipedia.org/w/index.php?title=Ap%C4%83_st%C4%83t%C4%83toare&action=edithttp://ro.wikipedia.org/wiki/Ploaiehttp://ro.wikipedia.org/w/index.php?title=Ap%C4%83_freatic%C4%83&action=edithttp://ro.wikipedia.org/wiki/Gazhttp://ro.wikipedia.org/wiki/Norhttp://ro.wikipedia.org/wiki/Umiditatehttp://ro.wikipedia.org/wiki/Ap%C4%83_potabil%C4%83


27/95

formă de precipitaţii! Na nivelul solului, apa se scurge la suprafaţă sau seinfiltrea ă în sol, se evaporă sau este absorbită de către plante şi apoi esteeliminară prin transpiraţie! ;n hectar de pădure evaporă prin transpiraţiecca! '? HE? t apă pe i!

Na nivel planetar, apa este într-o continuă mişcare şi transformare,prin alternarea fenomenelor de evaporare şi condensare, respectivsolidificare şi topire! Cceastă perpetuă mişcare a apei se numeşteciclul apei şi constituie obiectul de studiu almeteorologiei şi al hidrologiei!

Cpa poate repre enta cca! 0? H %? J din greutatea organismelor viişi se găseşte în atmosferă, hidrosferă şi litosferă sub toate cele trei stări de

agregare: lichidă, solidă şi ga oasă! Cpele ce formea ă hidrosfera acoperă peste U din suprafaţa

5ământului )cca! E E x $?7m' , din totalul de >$? x $?7m' *! =ceaneleconţin %& J din cantitatea de apă din ecosferă!

#ircuitul apei are la ba ă cantitatea de vapori din atmosferă,provenită din evaporarea apei din mări şi oceane )hidrosferă*! Cceasta revinla sol, prin răcire şi condensare, sub formă de precipitaţii! Na nivelul solului,apa se scurge la suprafaţă sau se infiltrea ă în sol, se evaporă sau este

1ig.B Conectarea circuitului 4idrologic la circuitul geologic 6după 3l. +oşu, "# %8

27

http://ro.wikipedia.org/wiki/Evaporarehttp://ro.wikipedia.org/wiki/Condensarehttp://ro.wikipedia.org/wiki/Solidificarehttp://ro.wikipedia.org/wiki/Topirehttp://ro.wikipedia.org/wiki/Ciclul_apeihttp://ro.wikipedia.org/wiki/Meteorologiehttp://ro.wikipedia.org/wiki/Hidrologiehttp://ro.wikipedia.org/wiki/Evaporarehttp://ro.wikipedia.org/wiki/Condensarehttp://ro.wikipedia.org/wiki/Solidificarehttp://ro.wikipedia.org/wiki/Topirehttp://ro.wikipedia.org/wiki/Ciclul_apeihttp://ro.wikipedia.org/wiki/Meteorologiehttp://ro.wikipedia.org/wiki/Hidrologie


28/95

absorbită de către plante şi apoi este eliminară prin transpiraţie! ;n hectar de pădure evaporă prin transpiraţie cca! '? HE?t apă pe i!

!.2. -acto#ii ecolo ici

/lementele componente ale ecosferei, organice sau anorganice joacă rolul defactori ecologici , în raport cu organismele sau comunităţile deorganisme ale biosferei! Kactorii ecologici acţionea ă asupra organismelor vii fie prin eliminarea unor specii din teritorii unde exigenţele lor ecologice nusunt satisfăcute, fie influenţând densitatea populaţiilor, fie prin favori areaapariţiei unor modificări cantitative sau calitative de adaptare!

Cla$ifica#ea facto#ilo# ecolo ici abelul $ Kactori abiotici Kactori biotici Kactori antropici

:1actorii ografici/ - roci- forme de relief

: 1actori climatici/- clima căldură, v nt H1 actori edafici/

troficitate, umiditate, căldură, aerisire.

- ?egetali :

: floraI- 3nimali : - faunaI

:societatea umană

"n raport cu natura componentelor ecosferei, factorii ecologici seclasifică în trei mari grupe)ve i tab! >*:

o abiotici )orografici, climatici, edafici*Io biotici )vegetali, animali*Io antropici )societatea umană*!

Ccţiunea factorilor ecologici asupra biosferei )fig!'* este definită de

legea acţiunii combinate, conform căreia, factorii ecologici acţionea ăsimultan şi combinat, printr-o re ultantă comună! e fiecare dată însă, din

28


29/95

ansamblul tuturor factorilor ecologici, unul devine determinant, având oinfluenţă preponderentă asupra speciilor şi bioceno ei în ansamblu! Spreexemplu, în deşerturi şi stepe, factorul limitativ este apa, pe când în oneleboreale şi polare, căldura!

1ig. < : +elaţia dintre organismele vii şi componentele mediului * ca factori ecologici

=

re ultantă a acţiunii factorilor ecologici climatici este chiar clima )condiţionatăde factorii climatici: căldură, precipitaţii, regimul eolian*!

FAUNĂ

FLORĂ

9abitat

Nutriţie minerală

Pedogeneză

9abitatTem eratură!

umiditate

Tem eratură!umiditate

Trans iraţie

CL !A" SOL

"#a orare

Pre$i itaţii

29


30/95

Capitolul %. ECO"I"TE3UL

%.1 Definiţie şi $t#uctu#&

Ecosistemul este o subdivi iune a ecosferei cu autonomie faţă desistemele vecine, ce integrea ă, la nivel local, într-un tot unitar viaţa şimediul ei!

Ecosistemuleste unitatea funcţională de transformare a substanţei şienergiei, dintr-un fragment dat al ecosferei!

;n ecosistem este un sistem alcătuit din două subsisteme principale)tab! * :

o biocenoza )ansamblul organismelor vii, plante şi animale*,o biotopul)componentele anorganioce*,

legate indisolubil! 2iotopul determină structura ecosistemului, exercitând oselecţie a speciilor pe care le integrea ă!

4atura şi întinderea ecosistemelor este variabilă! Nimita dintreecosisteme poate fi netă )ex!: limita dintre o pajişte şi o pădure* , sau poatefi treptată, prin intermediul unei one de tran iţie, numiteecoton.

abelul D ECOS S"E!

# OCENO$Ă # O"O%

otalitateao# ani$*elo# (ii de plante şi animale dintr:unecosistem.

Co*ponenţii ano# anici aiecosistemului/ mediul fizic albiocenozei.1actori ecologici de natură/

♦ geologică,♦ geomorfologică 6orografică8,♦ climatică,♦ edafică.

%.!. -uncţiile eco$i$te*ului

/cosistemul se caracteri ea ă prin trei funcţii principale, ce re ultădin interacţiunea între componentele sale principale: bioceno a şi biotopul:


31/95


32/95

o energie acumulată sub formă de substanţă organică înţesuturile şi celulele plantelor ver i, denumită producţie primarănetă, din care:

- o parte rămasă sub formă de biomasă a plantelor viiI- o parte este redată circuitului biogeochimic ) ex!: iarbăuscată ca hrană pentru ierbivore, etc!*!

'roducţia secundară de energie a ecosistemului constă din energiaacumulată în biomasa animalelorprin consumul de hrană, sub formă deplante ver i )producţie primară*, din care:

o o parte se consumă pentru desfăşurarea proceselor

metabolice, mişcare, producţie de căldură, ale consumatorilor secundari şi terţiari )ierbivore, carnivore*, exteriori ată prinrespiraţieI

o o parte este stocată în legăturile chimice alesubstanţelor organice ce alcătuiesc biomasa proprie )muşchi,sânge, etc!*!

#a ordin de mărime, biomasa animală din mediul terestru repre intă

cca! $J din biomasa vegetală şi este reparti ată astfel:%?V%>J nevertebrateI>$?J vertebrate!


33/95


34/95

intre componentele bioceno elor , fitocenozaeste principalul criteriude diferenţiere aecosistemelor planetei! "n acest sens, biomurile corespundurmătoarelormari ecosisteme terestre , )ve i fig!E* :

: undra H în regiunile polareI: Ecosistemele montaneI: 'ădurile )ecuatoriale, tropicale, subtropicale, temperate, de conifere,boreale*I

: Ecosistemele erbacee ) savane, stepe*I: ;eşerturile9: Comunităţile marine!


35/95

Kluxul de energie este univoc, de la soare )principala sursă deenergie pe 6erra*, prin vieţuitoarele ce populea ă biosfera!

Cctivitatea vieţuitoarelor este dependentă de o sursă de energie,care pentru cele autotrofe energia solară directă, iar pentru cele heterotrofesunt substanţele biochimice )ex!: glucidele*, care sunt o formă indirectă aenergiei solare!

"n conformitate cu principiul al ""-lea al termodinamicii, randamentultransformării, de către celulele vii, a energiei primită de la soare este de cca!0?J, mult mai mare decât al celei mai performante maşini termice construitede om! "n consecinţă, o parte din energia primită de ecosisteme se pierde,

prin degradare, ne mai fiind capabilă să se transforme în lucru mecanic!#antitatea de energie astfel pierdută se numeşte entropie )S*! #onformaceluiaşi principiu al termodinamicii, toate sistemele evoluea ă într-o direcţieunivocă şi tind spre o stare de echilibru, caracteri ată printr-un maxim deentropie!

Semnificaţia fi ică a creşterii entropiei ecosistemelor esteconcreti ată prin evoluţia acestora spre o organi are biologică din ce în ce

mai mare! /conomia de energie ecologică se exprimă prin economiametabolismului comunitar, având în vedere că după procesul de fotosinte ăa materiei organice, de către plantele ver i, urmea ă o serie de procesebiochimice, din ce în ce mai complexe!

Cceasta presupune ca plantele să nu putre ească, ci să fieconsumate de către ierbivore, care la rândul lor să constituie hrană pentrucarnivore, care, devenind materie organică nevie, după încetarea ciclului lor

vital să fie transformate în substanţă minerală, de către microorganismele dedescompunători!

Schemati ând legăturile alimentare dintre diferitele grupe deorganisme se ajunge lalanţul trofic , în care, nutriţia organismelor situate laun nivel determinat depinde de cele situate în aval! in legăturile trofice aleecosistemelor re ultă că relaţiile energetice dintre elementele biotopului suntunivoce, în sensul:

autot#ofe 4 con$u*atoa#e 4 ,e$co*pun&toa#e

35


36/95

astfel înc t sc4ema scurgerii de energie în ecosistem corespundeîntotdeauna unui model termodinamic desc4is.

"ntre factorii abiotici )biotop* şi organismele vii )bioceno ă* aparţinândunui ecosistem există o interacţiune continuă, însoţită de o circulaţiepermanentă de materie, sub formă de substanţe minerale şi organice!

/xistenţa, în fiecare comunitate, a fiinţelor vii, al căror metabolismeste complementar )producători, consumatori, descompunători* permitereciclarea continuă a principalelor elemente indispensabile celulelor vii, prinintermediul lanţului trofic, în cadrul ciclurilor biogeochimice! Cceste cicluriale materiei, constând în esenţă, în circulaţia alternativă a elementelor

chimice între mediul anorganic şi cel organic conferă biosferei o putere deautoreglare considerabilă!

36


37/95

%artea a a


38/95

Capitolul &' -ACTORI DE DEGRADARE A ECO"-EREI

'.1. O*ul şi eco$fe#a

Cpariţia omului, ca specie a ecosferei terestre a avut loc la sfârşitulerei terţiare, acum circa ' milioane de ani, prin desprinderea din regnulanimal şi impunerea sa ca o componentă aparte a ecosferei! 5rin activitateasa conştientă sau inconştientă, omul transformă mediul geografic al 6errei)sol, vegetaţie, climat*, contribuind în felul acesta la modificarea distribuţieinaturale a organismelor vegetale şi animale şi chiar la modificarea speciilor

acestora! "ntervenţiile omului asupra ecosferei au fost, de cele mai multe ori,perturbatoare sau distructive!=mul s-a dovedit a fi prima specie animală, a cărui impact asupra

ecosferei constituie o sursă potenţială de de echilibru, ce poate săcompromită propria perenitate!

#reşterea demografică, de voltarea agriculturii intensive,industriali area, alături de o comportare psihologică nefastă, caracteri ată

prin lăcomie şi vandalism exercită o acţiune distructivă crescândă asupraecosferei, ducând spre ruinarea propriului habitat!

orinţa omului de profit imediat sau pe termen scurt s-a materiali at, în decursul istoriei, printr-o exploatare sălbatică a resurselor naturale, care,dacă va continua va determina o ruinare a ecosferei, cu toate consecinţelece decurg, privind viitorul său ca specie!

'.!. I*pactul ecolo ic al ,e (oltii $ociet&ţii u*ane

'.!.1. De (olta#ea ,e*o #afic&#reşterea rapidă a densităţii populaţiei umane constituie un factor

esenţial de degradare a ecosferei!acă la începutul paleoliticului, cu cca! $ milion de ani în urmă,

populaţia globului se cifra la numai $'> ??? locuitori şi ocupa numai

continentul african, la începutul erei industriale, în jurul anului $ 0??, a tinsaproape miliardul! Na începutul erei atomice, în anul $%>? populaţia 6errei

38


39/95

ajunsese la ',Fx$?% locuitori, pentru ca $? ani mai târ iu să atingă E miliarde!"n anul $%0?, după numai E? de ani, populaţia globului a ajuns la > miliardede locuitori! abelul

= ;N M" /#=SK/1C=mul : H cel mai mare dăunător

cunoscut de pe planetă H unicul responsabil al

degradării ecosferei! Cpariţie: Na sfârşitul erei terţiare,de cca! ' milioane de ani!

/fecte perturbatoare asupra bioceno elor:- prin creşterea numerică semnificativă apopulaţiei umane, în raport cu alte mamifere- prin acţiunile sale, conştiente sauinconştiente, având ca urmare:

transformarea mediului geografic,) sol, climat, vegetaţie*

modificarea speciilor de plante şianimale/voluţia intelectuală 8

progres tehnologic1uinarea propriului mediupericlitarea existenţei viitoare ca specie!

in aceste date re ultă că au fost necesari un milion de ani pentru capopulaţia 5ământului să atingă E miliarde de locuitori şi numai '> de anipentru a se dubla numeric, ceea ce demonstrea ă că a avut loc o adevăratăexplo ie demografică!

abelul # * Creşterea numerică a populaţiei errei, p nă în B=B$ 6milioane8

Ţa#a 15/6 155! !6!/ Rata ,ec#eşte#e

15/6 7 !6!/ #hina >>F,0 $!$ >,0 $!>%?,0 ',%"ndia E>&, 00', $!E0E,$ E,%Statele ;nite $>',E '>>, '%>,> $,%"ndone ia &%,> $0F,> '0>,% E,5a7istan E%,> $'$,& '0$,F &,?2ra ilia >E,F $>?,0 'E&,' F,>4igeria E',% %?,$ '$ ,' ,2angladesh F$,0 $$F,F '$$, >,?1usia %F, $F%,E $&?,& $,0"ran $ ,% >%,& $>%,' %,F

exic '0,? 0&,& $FE,E >,EDaponia 0E, $'F,F $'F,$ $,>

Statisticile =rgani aţiei 4aţiunilor ;nite arată că în anul ' ?'> se vadepăşi pragul de 0 miliarde de locuitori!

39


40/95

abelul "= : ;inamica creşterii demografice 6'opulation +eference )ureau,nc., Fs4ington, ;C8

Data )opulaţia Ti*p ,e ,ubla#e>??? î!c! >? milioane X0?? î!c! $?? milioane F!'?? ani'?? î!c! '?? milioane ?? ani$'?? d!c! F?? milioane $!F?? ani$&?? d!c! 0?? milioane >?? ani$%?? d!c! $! ?? milioane '?? ani$% > d!c! E!'?? milioane > ani$%%? d!c! >!E?? milioane E0 ani'?'? d!c! )estimare* 0!'E? milioane >> ani

1ata medie de creştere a populaţiei este de ?, J în ţările de voltateşi de 'J în ţările în curs de de voltare! "n timp ce, în majoritatea ţărilor de voltate populaţia este cvasi-staţionară, în ţările în curs de de voltarecreşterea demografică continuă, pe seama creşterii natalităţii şi a scăderiimortalităţii! #onsecinţele potenţiale ale explo iei demografice pentruecosferă sunt greu de evaluat!

Specialiştii în ecologie aprecia ă că evoluţia demografică actuală

confirmă te ele lui althus, după care populaţia creşte în progresiegeometrică, în timp ce resursele alimentare sporesc în progresie aritmetică!#hiar dacă această creştere numerică a populaţiei nu va determinacatastrofe ca foame sau malnutriţie, cu siguranţă va produce o degradareprogresivă a calităţii vieţii, ca urmare a degradării mediului prin despăduriri şipoluare!

Se pune problema care este efectivul maxim de oameni pe care îl

poate suporta 5ământul fără ca echilibrul natural al ecosferei să fie totalde echilibrat!

#apacitatea de susţinere a populaţiei vi ea ă asigurarea hranei, aapei şi a spaţiului de locuit, inclusiv a condiţiilor de confort fi ico-psihic! 6oatecerinţele de susţinere a populaţiei se găsesc într-o corelaţie directă cumediul, respectiv cu suprafeţele cultivate, cu resursele de apă, resurseleenergetice şi minerale, cu terenurile ocupate cu spaţii de habitat

40


41/95

&'('(' De)*oltarea agriculturii

escoperirea focului de către omul primitiv a constituit prima cuceriretehnologică a omenirii, care până atunci au trăit, sub raport ecologic, în

deplină armonie cu natura!Kolosirea focului pentru urmărirea şi hăituirea vânatului a provocat

numeroase incendii, care au avut drept consecinţă distrugereanumeroaselor suprafeţe de păduri virgine, fără şanse de regenerare! Cstfels-au extins savanele, în Cfrica occidentală şi Csia de S-/, iar în Cmerica de4ord, preeriile!

Cpariţia agriculturii s-a produs acum circa $?!??? ani şi constituie a

doua revoluţie tehnologică a umanităţii, dar şi prima perturbare majoră aecosferei cau ată de către om!

espăduririle masive, efectuate fără discernământ, transformarea înteren cultivabil a unor soluri fragile, din onele tropicale sau temperate auruinat iremediabil teritorii imense

5entru cultivarea plantelor necesare hranei, oamenii au provocatschimbări esenţiale, atât în fitoceno e, cât şi în ooceno ele terestre, înlocuind ecosistemele forestiere naturale cu păşuni şi apoi cu culturiagricole! #rearea de agrosisteme, cu o diversitate specifică foarte redusă afitoceno elor, cu efect imediat asupra modificării ooceno elor! istrugereacomunităţilor vegetale naturale a fost adeseori preludiul aridi ării şideşertificării multor teritorii luate în culturi sau transformate în păşuni! Cgricultura a dus la sporirea cantităţii de hrană disponibilă şi a permissedentari area şi creşterea numerică a populaţiilor umane!

5ână la mijlocul secolului $0, agricultura a fost principala ocupaţie amajorităţii populaţiei globului terestru! #ivili aţia agricolă nu a modificatconsiderabil ciclul materiei şi fluxul de energie din ecosferă, societateaumană ba ată pe agricultură integrându-se în ansamblul fenomenelor ecologice naturale!

41


42/95

'.!.%. De (olta#ea te8nolo ic&

"nceputul erei industriale datea ă de la sfârşitul secolului $0 şimarchea ă o nouă şi importantă etapă în de voltarea societăţii omeneşti!

#rearea maşinilor a favori at de voltarea meşteşugurilor! "n paralels-au de voltat agricultura, prin introducerea de noi plante în cultură şisporirea efectivului de animale, în ootehnie!

"nmulţirea populaţiei, crearea de spaţii urbane, în întregime artificiale,cultivarea monoculturilor industriale, distrugerea ultimelor rămăşiţe alevegetaţiei naturale, regresia suprafeţelor împădurite sunt tot atâţia factoriperturbatori ai echilibrului natural al ecosferei!

"n consecinţă, această etapa a de voltării sociale a condus laperturbarea raporturilor materiale şi energetice dintre om şi natură, prin:

▪ reducerea diversităţii bioceno elorI▪ întreruperea circuitului materiei, prin eliminarea unor deşeuri

nedegradabile, sau foarte greu degradabile, re ultate din activitatea umanăI▪ modificarea radicală a fluxului de energie, prin creşterea

cantităţii de energie consumată pe cap de locuitor, produsă cu prioritate prinarderea combustibililior fosili, din resurse epui abile!

-oluţii propuse de către ţările dezvoltate/#reşterea (?+ a populaţiei şi a consumului de resurse! 3vantaje/ numai pentru ţările de voltateI;ezavantaje/ pentru ţările în curs de de voltare:

EA./ #onsumul mediu de resurse pe cap de locuitor în ţările în curs dede voltare, repre intă $J din cel al ţărilor de voltate! = cincime dinpopulaţia globului consumă 0$J din carbonul fosil, pentru producereaenergiei!

Le ea ,e ba & a ecolo iei

>Gici o specie nu poate eAploata mediul natural * sfid nd legilereciclării elementelor fără afectarea stabilităţii şi perenităţii biocenozelor.(


43/95

Con$ecinţ&:& populaţie care consumă resurse şi nu pune nimic în loc este sortită

dispariţiei. > omo economicus( face parte integrantă din ecosferă şi nu se poate sustrage legilor ei.

Capitolul / )OLUAREA 9I I3)LICAŢIILE EI ECOLOGICE

/.1. Definiţia poluii şi cla$ifica#ea poluanţilo# 5oluarea este definită ca sumă a acţiunilor care duc la degradarea

mediului natural şi geografic! /timologic, a polua înseamnă a murdări, a

profana, a mânji )lat! pollutus*!5oluarea este o consecinţă a activităţii umane, ce provoacădegradarea mediului natural, prin diferite efecte ca: dereglarea fluxului deenergie, a nivelului radiaţiilor, a compo iţiei fi ico-chimice a mediului naturalşi a structurii biotopului!

Cceste dereglări ale mediului pot afecta omul direct sau indirect, prindegradarea resurselor sale de apă, hrană şi energie!

upă natura lor, poluanţii se clasifică în trei clase principale: fi icichimici şi biologici )ve i tab!$$*! Se poate vorbi şi de o a patra categorie depoluare, cea estetică, determinată de degradarea peisajelor, prin urbani arenecontrolată, amenajări necorespun ătoare, amplasarea unor obiectiveindustriale în mijlocul unor one naturale virgine, sau puţin modificate de om!

abelul ""%oluare Efecte

Definiţie: Suma acţiunilor care duc la :- degradarea mediului naturalI

- degradarea mediului geografic!- /fect al activităţii umane!

- Etimologic/ )fr* a profana, a murdări, amânji, a degrada!

- Stricarea echilibrului energetic şimaterial al biosfereiI

- odificarea nivelului radiaţiilor dinmediuI- Stricarea compo iţiei fi ico H

chimice a mediuluiI- e echilibrarea bioceno elor!

- Cfectarea umanităţii:- directI

- indirect )hrană, apă,

energie*!

43


44/95

abelul "B Cla$ifica#ea poluanţilo#

-I:ICI

o radioactivi9o termici9o fonici.

C;I3ICI

o derivaţi gazoşi aicarbonului şi4idrocarburi lic4ide9

o detergenţi9o materiale plastice9o pesticide şi alţi

componenţi organicide sinteză9

o derivaţi ai - şi G9o metale grele9o fluoruri9o aerosoli9o materiale organice

fermentabile.


45/95

ulte din aceste substanţe antrenate de precipitaţii se acumulea ă înhidrosferă sau în sol, unde sunt transformate de către plante saumicroorganisme )#= este oxidat la #=' de către diverse bacterii, S=Etransformat în sulfaţi, apoi sulful este incorporat în diferiţi aminoaci i, decătre vegetaţia autotrofă, etc!*

=rice substanţă ce contaminea ă mediul natural poate fi incorporatăde către fiinţele vii, prin procesele metabolice, exercitând o influenţă nefastăasupra speciilor de plante şi animale, inclusiv asupra omului!

iluarea agenţilor poluanţi , în aer sau în apă, pentru atenuareaefectelor lor nocive s-a dovedit a avea un efect limitat, valabil pentru un

număr foarte restrâns de poluanţi! Kiinţele vii , în special cele migratoarefacilitea ă dispersia substanţelor poluante, mărind aria onelor contaminate!ai grav este faptul că organismele vii pot concentra în ţesuturile lor diverşi

poluanţi, intoxicându-se şi transmiţând agentul toxic în lanţul trofic! inaceastă categorie fac parte: cartoful care poate concentra în tuberculii săiimportante cantităţi de pesticide )ex! 6*, sau stridiile din genul#rassostrea, care pot acumula în organismul lor o cantitate de 6 de &?

??? de ori mai mare decât cea care apare în apa mărilor în care trăiesc!#apacitatea de a acumula substanţe greu sau deloc degradabile o

au aproape toate speciile de plante şi animale, în proporţii diferite! inaproape în aproape, pe această cale se produce contaminarea tuturor verigilor lanţului trofic dintr-un ecosistem!

"n conclu ie, circulaţia poluanţilor în biosferă ne arată că poluarea nuse re umă la o suprafaţă restrânsă, locali ată în apropierea sursei de

poluare!5rin poluarea ecosferei, omul, care are rolul de consumator de vârf,

în raport cu alte fiinţe vii se expune la un efect de bumerang, toţi aceştipoluanţi ajungând să-i periclite e viaţa proprie şi supravieţuirea speciei!

45


46/95

Cap.2 )OLUAREA AT3O"-EREI

=rice substanţă străină ce pătrunde în aerul atmosferic şi a căreiconcentraţie provoacă un efect dăunător asupra organismelor vii, vegetale şianimale din biosferă poate fi considerat poluant atmosferic.

5oluarea atmosferei poate re ulta fie prin creşterea concentraţieiunor componente obişnuite )#=' , 4*, fie prin pătrunderea unor compuşistrăini )toxici sau netoxici* ce modifică proporţia componenţilor naturali aiaerului şi îl impurifică )ve i tab! $'*!

2.1. Cla$ifica#ea poluanţilo# at*o$fe#ici şi $u#$ele lo# ,e p#o(enienţ&

upă provenienţă, poluanţii atmosferici pot fi:- din surse naturale: erupţii vulcanice )cenuşă burătoare, amestecuri

de aci i, ga e toxice, etc! *, vegetale în putrefacţie )compuşi sulfatici*,incendii forestiere, vapori de apă de mare, emisii volatile ale copacilor

)terpene şi i oprene*, polen, spori, bacterii, viruşi şi alte particule organice)surse de alergii şi infecţii aerobe*, furtuni )cantităţi enorme de solpulveri at*, metabolismul descompunătorilor )ga metan re ultat prindescompunerea substanţelor organice*, etc!I

- rezultaţi în urma activităţilor umane,dintre care primii & în ordineapericulo ităţii lor sunt: S=' , #=, aerosoli de poluanţi soli i sau lichi i,hidrocarburi, 4=x, oxidanţi fotochimici )oxidanţi puternici, în aerul ambiental,

generatori de smog*, plumb, a căror concentraţie în aer este monitori ată! abelul "<

!o+alităţi +e poluare a atmosfereia!

#reşterea concentraţieiunor ga e, componenteale aerului )#=' , 4 ' , etc!*

b! odificarea cantitativă acomponenţilor atmosfericidatorită introducerii unor

compuşi străini!

aQb!

46


47/95

"n tabelul $F este pre entată o clasificare a celor mai răspândiţipoluanţi atmosferici, după starea lor de agregare )ga oşi şi soli i*!

6abelul $FClasificarea poluanţilor atmosferici +upă starea +e agregare,a)o-i Soli)i

C&B : provenit din: - fenomene vulcaniceI respiraţia organismelor viiI arderea combustibililor fosiliI

idrocarburi : provenite din:descompunerea plantelor, bacteriilorIga e de eşapament ale motoarelor cuexplo ieI-ubstanţe radioactive - din: centrale

atomoelectriceI explo ii nucleareI ;erivaţi ai azotului - din: arderea şidescompunerea materiilor organice!

'articule de/- metale grele şi alţi compuşi minerali/activitate vulcanicăI meteoriţiI ero iuneeolianăI emanaţii industrialeI ga e deeşapament!- compuşi organici naturali sau desinteză, din: incendii de pădureI arderidiverse, emanaţii din industria chimicăIpesticideI

:compuşi radioactivi H din explo iinucleare!

2.!. Efectele poluii at*o$fe#ice a$up#a eco$i$te*elo#

5oluarea atmosferei conduce la modificări ale climei şi a ciclurilor biogeochimice, cu urmări negative asupra ecosistemelor!

/fectele poluări asupra climei se manifestă prin modificări alefactorilor meteorologici, ca:

• scăderea intensităţii luminoase) cantitate mai redusă delumină la sol, deficit de insolaţie în onele urbane*I

• modificarea umidităţii atmosferice şi a pluvio ităţiiI• creşterea ponderii #=' , având ca re ultat efectul de seră

) creşterea temperaturii globale*!/x!: "nainte de era industrială, conţinutul de #=' în atmosferă era de

cca! >>?x$?F t, repre entând cca! ?,?'0J!#onsumul crescând de combustibili fosili pentru producerea energiei,

în era industrială a condus la o creştere exponenţială a ponderii #=' în aerulatmosferic, ajungându-se la cca! ?,?EFJ! Se estimea ă dublareaconcentraţiei sale in aer până în anul '?'>, fapt ce va determina o creştere

47


48/95

a temperaturii medii a aerului cu 'VE?#! Ccest fapt va determina schimbarearegimului pluviometric,

Capitolul =. )OLUAREA "OLULUI

=.1 Gene#alit&ţi "olul este partea superioară,afânată, a litosferei, care se află într-o

continuă evoluţie sub influenţa factorilor pedogenetici, repre entând stratulsuperficial al5ământului în care se de voltă viaţa vegetală! Mtiinţa carestudia ă gene a, evoluţia, structura şi distribuţia solurilor se numeşte pedologie!

Solul s-a format la suprafaţa scoarţei terestre, ca re ultat alinteracţiunii între componenţii litosferei cu atmosfera, hidrosfera şi litosfera şieste stratul fertil al solului conţinesubstanţe nutritive pentru plante, fiindalcătuit preponderent dinhumus şi loess şi este unicul mijloc natural deproducţie vegetală!

5rocesul de formare a solului a avut loc sub influenta factorilor pedogenici: clima, microorganisme, vegetatie si relief! eoarece

transformarile rocilor în timp au fost profunde, solul apare ca un corp natural,distinct, deosebit de roca mama!

urata de generare a solului este mare, astfel încât pentru a seforma pe cale naturala E cm de sol sunt necesari E??-$!??? de ani, iar pentru '? cm, &?!??? de ani!

in compo iţia solului fac parte, în principal, următoarele:- substanţe minerale: Si=', Kex=Y, #a#=E, #aS=F etc! - re ultate

din degradarea si alterarea rocilor şi a mineralelorI- substanţe organice: aci i humici, celulo a, hemicelulo a, aldehide,

alcooli, fenoli, grăsimi, aminoaci i, albumine etc! - produse prindescompunerea resturilor vegetale şi animale de către microflora simicrofauna existente în sol!

#ompo iţia chimică a solului este în continuă schimbare, prinprocese rapide, sau lente de pedogene a, cu implicaţii asupraecosistemelor!

48

http://ro.wikipedia.org/wiki/Af%C3%A2narehttp://ro.wikipedia.org/wiki/Litosfer%C4%83http://ro.wikipedia.org/wiki/P%C4%83m%C3%A2nthttp://ro.wikipedia.org/wiki/Pedologie_(studiul_solurilor)http://ro.wikipedia.org/wiki/Nutrien%C5%A3i_ai_soluluihttp://ro.wikipedia.org/wiki/Humushttp://ro.wikipedia.org/wiki/Loesshttp://ro.wikipedia.org/wiki/Af%C3%A2narehttp://ro.wikipedia.org/wiki/Litosfer%C4%83http://ro.wikipedia.org/wiki/P%C4%83m%C3%A2nthttp://ro.wikipedia.org/wiki/Pedologie_(studiul_solurilor)http://ro.wikipedia.org/wiki/Nutrien%C5%A3i_ai_soluluihttp://ro.wikipedia.org/wiki/Humushttp://ro.wikipedia.org/wiki/Loess


49/95

#a interfaţă dintre pamânt, aer şi apă, solul este o resursăneregenerabilă care îndeplineşte mai multe funcţii vitale:

• producerea de hranăLbiomasă• depo itarea, filtrarea şi transformarea multor substanţe

)inclu ând apa, carbonul, a otul*I• sursă de biodiversitate, habitate, specii şi geneI• serveşte drept platformaLmediu fi ic pentru oameni si

activităţile umaneI• sursă de materii prime, ba in carbonifer I• patrimoniu geologic si arheologicI• sursă de elemente nutritive pentru planteI• participă la circulaţia apei si a altor elemente în naturăI• depo it şi sursă regenerabilă de energie fosilă, prin fitomasa

transformată în humusI• adsorbant şi neutrali ant al unor poluanţi!

Cla$ifica#ea $olu#ilo# ,up& co*po iţie cuprinde următoarele clase

principale:% sol aluvionar - 6ip de sol cu o structură foarte variată ce apare

pe luncile inundabile! Sunt soluri foarte productive, bogate înnutrienţi! % sol azonal - Soluri de evoluţie incipientă, fără ori onturi

distincte, formate pe depo ite recente, răspândite pe mici suprafeţe!% sol calcimorfic - tip de sol aflat deasupra unui strat bogat în

calciu!% sol 4idromorfic - tip de sol ale cărui procese pedologice sunt

dominate de pre enţa unei cantităţi abundente de apă!'rofilul de sol denumit şi profil pedogenetic este constituit dintr-o

succesiune de ori onturi pedogenetice de la suprafaţa terenului până la rocade solificare! Solul apare structurat în straturi paralele! Cceste straturi s-auformat în decursul procesului de formare a solului şi sunt denumite ori onturipedogenetice! 5rincipalii indicatori sunt: ori ontul pedogenetic, grosimeaori ontului, textura, culoarea, pre enţa scheletului, structura, umiditatea,

49

http://ro.wikipedia.org/wiki/Lunc%C4%83_inundabil%C4%83http://ro.wikipedia.org/wiki/Nutrien%C5%A3i_ai_soluluihttp://ro.wikipedia.org/wiki/Calciuhttp://ro.wikipedia.org/wiki/Lunc%C4%83_inundabil%C4%83http://ro.wikipedia.org/wiki/Nutrien%C5%A3i_ai_soluluihttp://ro.wikipedia.org/wiki/Calciu


50/95

plasticitatea, neoformaţiuni, tipul de humus şi volumul edafic util! 5rofilurilepedogenetice se deosebesc între ele prin gradul de de voltare a profiluluiestimat după numărul de ori onturi, intensitatea de bioacumulareI dupăgradul de diferenţiereI după gradul de individuali are apreciat!

=.!. "u#$e ,e polua#e a $olului

Cctivităţile umane ca: agricultura şi ootehnia, industriali area,urbani area, construcţiile de drumuri şi căi ferate, construcţiile hidrotehnice,despăduririle iraţionale sunt cele mai importante surse de poluare a solului!

'oluarea solului este strâns legată de : poluarea atmosferei,

hidrosferei, a florei şi a faunei, datorită circulaţiei naturale a materiei înecosferă!'oluarea solului se manifesta prin:- degradare fi ică: compactare, modificarea structuriiI- degradare chimica: creşterea conţinutului de metale grele,

pesticide, modificarea p9-ului, creşterea nivelului de radioactivitateI- degradare biologica: germeni patogeni!

Cşadar, se poate spune ca solul este afectat de numeroasetipuri de poluare, cum ar fi poluarea: fi ică, chimică, biologică şi radioactivă!

"ndicatorii principali ai poluării solului sunt:- conţinutul de elemente, substanţe, microorganismeI- deprecierea calitativa si cantitativă a recoltelorI- creşterea cheltuielilor pentru menţinerea recoltelor la

parametrii anteriori poluăriiI- cheltuieli pentru lucrări de drenaj, antiero ionale, etc!I- restricţii la exportul unor produse )legume, fructe sau cereale

cu un conţinut prea mare de nitraţi*I- restricţii în utili area furajelor din terenurile contaminate cu

plumb etc!

Solul fiind un sistem mult mai complex decât aerul si apa, poluarea îiafectea ă proprietăţile, inclusiv nivelul de fertilitate! @n plus, poluanţii pre enţi

50


51/95

în sol pot trece în plante, apa sau aer, iar depoluarea este un proces dificil,uneori chiar de nereali at!

C&ile ,e polua#e a $olului se datorea ă preponderent activi

Ecologie_curs, Completat, Dec.2011

Documents

Transcript of Ecologie_curs, Completat, Dec.2011