Ecosistemul

1 ECOSISTEMUL Ecosistemul este alcătuit din 2 componente: biocenoza (comunitatea) şi biotopul. O biocenoză reprezintă un ansamblu de populaţii din specii diferite între care se stabilesc diverse interacţiuni. Dintre acestea, cele mai importante pentru funcţionalitatea ecosistemului sunt relaţiile trofice. Biotopul reprezintă ansamblul factorilor abiotici care acţionează asupra unei biocenoze. Ecosistemele caracteristice unui anumit climat formează biomuri sau complexe regionale (tundra, taigaua, pădurea de foioase etc.). Structura ecosistemului Ecosistemul şi implicit biocenoza integrată în acesta, are o anumită structură spaţială şi trofică. Structura spaţială a ecosistemului este tridimensională. Aceasta poate fi urmărită orizontal şi vertical. Structura orizontală cuprinde următoarele subunităţi: - consorţiu (= cu aceeaşi soartă) = o grupare de indivizi din populaţii diferite reunite în jurul unui organism “central” cu importanţă topografică şi fiziologică pentru celelalte organisme. Ex.: un arbore cu toate vieţuitoarele de pe acesta. - bioskena (= scena vieţii) reprezintă cel mai mic spaţiu cu condiţii de existenţă relativ uniforme şi cu fond propriu de organisme. Ex: nevertebratele de sub o piatră. Un alt termen, oarecum sinonim cu bioskena, este cel de biohoriu definit ca un centru de activitate sau ca un loc de concentrare al faunei în biotop. - sinuzia reuneşte mai multe consorţii; se structurează în jurul unu “nucleu central” reprezentat de o populaţie de organisme sau un compartiment de materie organică nevie. Sinuzia este un consorţiu mare; consorţiul este o sinuzie minimală. Ex: sinuzia macromicetelor (organismele care trăiesc pe seama corpilor de fructificare ai ciupercilor); sinuzia de guano (organisme din peşteri care trăiesc pe seama fecalelor acumulate ale liliecilor sin peşteri). Sinuziile sunt mai bine conturate în pădurile temperate decât în cele tropicale (nu există arbuşti), iar cel mai bine sunt conturate în mediul acvatic. - ecotonul reprezintă zona de margine a unui ecosistem, de fapt este zona în care 2 ecosisteme adiacente se suprapun. În ecoton trăiesc organisme ce provin din ambele ecosisteme, precum şi organisme specializate pentru viaţa în ecoton. Ex: plantele de pe marginea bălţilor, amfibienii, organismele marine din zona de spargere a valurilor sau intertidală (flux – reflux). Structura verticală. Aceasta este constituită din mai multe straturi suprapuse. Un strat reprezintă o grupare de sinuzii situate la acelaşi nivel pe axa verticală. Caracteristicile unui strat sunt determinate de variaţia pe verticală a factorilor biotici, mai ales cei fizici. De exemplu, în pădurea de foioase se observa 2 etaje: subteran (hetrotrofic) şi suprateran (eutrofic), între care se găseşte patoma (strat taloid) ce reprezintă pelicula de viaţă de la interfaţa celor 2 etaje. Straturile solului sunt reprezentate de orizontul mineral peste care se suprapune cel organic. Straturile supraterane sunt stratul ierburilor, al arbuştilor (arbuşti şi subarbuşti) şi stratul arborilor reprezentat de tulpini si coronament. Stratificarea este complexă şi în cazul bazinelor acvatice cu adâncime relativ mare. În unele ecosisteme stratificarea este mai simplă, de exemplu în formaţiunile ierbose, tundra cu mesteceni, pădurile tropicale (aici, deşi dezvoltarea verticală a ecosistemului este considerabilă, viaţa este în mare parte concentrată în coronamentul arborilor). Structura trofică a ecosistemului este constituită din unităţi funcţionale ale transformării şi transmiterii nutrienţilor, denumite lanţuri trofice. Acestea, la rândul lor sunt formate din organisme ce aparţin unui anumit nivel trofic. Nivelul trofic grupează organisme cu poziţie sistematică diferită dar cu manifestări similare în planul fiziologiei nutriţiei. După natura hranei şi modul de obţinere al acesteia principalele niveluri trofice sunt: producătorii, consumatorii şi descompunătorii. Producătorii sunt organisme autotrofe care transformă substanţele minerale în substanţă organică. Aceste organisme pot fi fotoautotrofe (plante, bacterii) sau chemoautotrofe (bacterii). Consumatorii sunt organisme heterotrofe care preiau materia organică gata formată. Consumatorii pot fi împărţiţi în funcţie de materia organică consumată în consumatori biofagi (preiau substanţa organică vie) şi consumatori saprofagi sau detritivori (consumatori de substanţă organică nevie; categorii speciale de saprofagi sunt necrofagii şi coprofagii). Consumatorii pot fi de ranguri diferite: - consumatori primari (1) trăiesc pe seama producătorilor sau detritusului, deci pot fi în general fitofagi, bacterivori sau saprofagi. - consumatorii de secundari (2) se hrănesc cu consumatori I. - consumatorii terţiari (3) se hrănesc cu consumatori II. Descompunătorii sunt organisme care realizează mineralizarea substanţelor organice, adică o transformă în substanţe minerale. Descompunerea este realizată în general de bacterii şi ciuperci prin procese de fermentaţie şi putrefacţie.

2 Majoritatea organismelor aparţin la mai multe niveluri trofice, cei mai mulţi consumatori sunt omnivori. Fenomenul este evident la speciile cu stadii larvare: mormolocii sunt fitofagi, adulţii amfibienilor sunt preponderent carnivori. Cianobacteriile, considerate autotrofe, pot consuma şi aminoacizi dizolvaţi în apă. Algele din sol realizează fotosinteza când se găsesc, la suprafaţa solului, în contact cu lumina, însă în orizonturile mai profunde, în absenţa luminii, ele devin heterotrofe. Din aceste considerente, nivelurile trofice sunt abstractizări simpliste ale conexiunilor trofice multilaterale ale speciilor. Lanţurile trofice pot fi considerate subsisteme ale comunităţilor.

PRODUCĂTORI

Substanţe minerale

DESCOMPUNĂTORI

CONSUMATORI 1

Substanţă organică nevie

SAPROFAGI

CONSUMATORI 2

CONSUMATORI 3

lanţul saprofagilor

lanţul descompunătorilor Clasificarea lanţurilor trofice Cele mai simple lanţuri trofice sunt formate din 2 verigi, producător Îconsumator Ex: alga Fucus Înematodul Holenchus fuciola (se pare că nu are prădători sau paraziţi) Majoritatea lanţurilor trofice au 3 – 4 verigi: producător Î consumator 1 Îconsumator 2. Lanţurile trofice nu se pot extinde prea mult datorită intrărilor limitate de substanţă şi energie care sunt realizate de producători. În general, tendinţa lanţurilor trofice este de scurtare, dar numărule verigilor creşte în caz de supraofertă a unei resurse. Mai multe lanţuri trofice dintr-o biocenoză, sau chiar din biocenoze diferite, pot fi reunite prin veriga finală. Ex: Strix aluco reuneşte aproximativ 30 de lanţuri trofice. Lanţurile trofice au fost clasificate în funcţie de primele verigi: 1. lanţuri trofice erbivore: plantă Î fitofag Î zoofag Ex: ierburi Î elefant Plante Î colibri Î păianjeni Avicularia (nivelurile trofice superioare nu trebuie să fie însoţită şi de o superioritate filogenetică) 2. lanţuri trofice detritivore: prima verigă este reprezentată de detritofagi Ex: detritus Î enchitreide Î Lithobius Î Sorex Detritus Î copepode Î salmonide 3. lanţuri trofice bacterivore: prima verigă este reprezentată de bacterii chemosintetizante Ex: în zonele abisale ale oceanelor în apropierea vent-urilor: Bacterii chemosintetizante Î pogonofore Î crustacee sau Bacterii chemosintetizante Î moluşte Î crustacee În apa din sol: bacterii chemosintetizante Î protozoare 4. lanţuri trofice parazite: sunt reprezentate de sisteme gazdă – parazit – hiperparazit Ex: grâu Î Puccinia graminis Î Xanthomonas uredovorus Î bacteriofag - lanţ parazitic erbivor: dud Î Bombyx mori Î Borellina bombycis (virus) - lanţ parazitic detritivor: în apa mărilor detritus Î bacterie Î bacteriofag 5. lanţuri trofice derivate (minore): - lanţuri granivore: seminţe Î păsări granivore - lanţuri nectarivore: nectar Î albine - lanţuri briovore: muşchi + licheni Î Rangifer tarandus - lanţuri micetofage: ciuperci Î anelide 6. Lanţuri trofice bazate pe organisme cu nutriţie mixtă: detritus Î nematod Î fungi nematofagi (Dactyella elipsospora, Arthrobotris oligospora) insecte Î plante insectivore (Drosera rotundifolia)

3 Unităţile funcţionale concrete dintr-un anumit nivel trofic sau dintr-o reţea trofică sunt ghildele. Ghilda reuneşte speciile înrudite sau nu, dintr-o comunitate care exploatează aceeaşi resursă într-o manieră similară (ghilda păsărilor insectivore sau ghilda păsărilor granivore). Unele specii pot fi comune mai multor lanţuri trofice din aceeaşi biocenoză şi astfel aceste se interconectează formând o reţea trofică. Reţelele trofice a 2 biocenoze adiacente pot fi legate prin aşanumitele conexiuni trofice interbiocenotice. Aceste sunt realizate de speciile caracteristice zonei de ecoton care transferă energie dintr-o biocenoză în alta. Sensul transferului energetic este dinspre biocenoza mai tânără către cea matură. Piramide ecologice Piramidele ecologice sunt reprezentări cantitative, stilizate, ale nivelurilor trofice ale unei comunităţi. Acestea pot fi de mai multe categorii: piramida numerelor, piramida biomasei şi piramida energiei. Piramida numerelor. Se mai numeşte şi eltoniană (Elton 1927). Reflectă relaţiile numerice dintre indivizii nivelurilor trofice. Talia, longevitatea şi eficienţa metabolismului cresc 3 către vârful piramidei, în timp ce numărul indivizilor şi ritmul reproducerii scade în acelaşi sens. Ex: sunt necesare numeroase grăunţe pentru hrana unui singur Consumatori porumbe şi în continuare mai mulţi porumbei pot constitui hrana pe parcursul 2 vieţii unui şoim călător. În unele comunităţi terestre şi acvatice cu adâncime mică şi macrofite, Consumatori 1 raportul numeric producători / fitofagi se inversează (Ex: un mesteacăn poate furniza hrană pentru 680.000 insecte fitofage; un stejar poate suporta 1.000.000 insecte). Producători Din aceste considerente s-a abordat reprezentarea piramidală a funcţiunilor trofice din perspectiva biomasei. Piramida biomasei. În ecosistemele terestre, biomasa scade spre vârful piramidei. Această reprezentare consideră şi descompunătorii care au un rol principal în Consumatori reciclarea nutrienţilor în ecosistem. 2 Şi în cazul piramidei Peşti pelagici 1,8g su/m2 biomasei s-au observat excepţii în Consumatori 1 sensul că aceasta se prezenta inversată. Ex: studiul comunităţii Zooplankton 1,5g planctonice din Canalul Mânecii a su/m2 Producători 2 relevat că biomasa (g su/m ) acestuia este considerabil mai mică Fitoplnankton decât a consumatorilor acestuia. Descompunători 0,4g su/m2 Această situaţie se explică prin faptul că fitoplanctonul Peşti pelagici compensează biomasa mică momentană printr-o rată (viteză) de 0,0016 g su/m2/zi producere a biomasei (g su/m2/zi) mult mai mare decât a consumatorilor (o diatomee are o viaţă de câteva zile, în timp ce larvele planctonice ale unor nevertebrate pot supravieţui câteva luni). Zooplankton Piramida energiei. Fiecare nivel trofic este reprezentat prin 0,15 g su/m2/zi producţie de energie (ex: kcal/m2/an). Producţia scade către vârful piramidei. Energia care se transferă la o treaptă superioară a piramidei Fitoplankton 0,4 g su/m2/zi este de 1/10 din cea a nivelului trofic inferior. Ca urmare energia pierdută prin cheltuieli necesare întreţinerii vieţii (în special respiraţie) creşte către vârful piramidei şi, consecutiv, creşte şi eficienţa utilizării energiei. Odum a urmărit fiecare puterea de reprezentare a fiecărui tip de piramidă pentru o comunitate de pe un hectar de lucernă. Piramida numerelor era dezechilibrată pentru primele 2 nivele, cea a biomasei a fost ceva mai echilibrată, iar cea a energiei a fost cea mai echilibrată. Piramidele energiei reflectă cel mai bine realitatea deoarece nu sunt niciodată inversate. Nişa ecologică Nişa ecologică este considerată piatra unghiulară (unitatea cheie) a structurii biocenotice. Iniţial, noţiunea de nişa era limita la nişa spaţială, adică fragmentul de spaţiu în care un organism îşi găseşte adăpost. Ulterior a fost introdusă noţiunea de nişă trofică. Aceasta nu este un punct fizic în spaţiu ci totalitatea relaţiilor trofice ale unei populaţii, a relaţiilor sale cu hrana şi cu duşmanii săi. Ex: nişa trofică la Microtus agrestis reprezintă ansamblul de activităţi realizate pentru culegerea unor părţi ale plantelor bogate în energie şi pentru consumarea unor nevertebrate. Pentru plante, nişa era înţeleasă ca având 2 componente: nişa fenologică (perioada de vegetaţie) şi nişa spaţială (orizontul de sol explorat de rădăcini).

4 La speciile cu metamorfoză apare o segregare (separare) a nişelor. Ex: la odonate (libelule) larvele sunt acvatice, în timp ce adulţii sunt zburători, hrana larvelor este reprezentată de organisme acvatice în timp ce cea a adulţilor de insecte zburătore. Din punct de vedere sintetic, nişa ecologică reprezintă unitatea funcţională ce se circumscrie nişelor spaţiale şi trofice şi descrie poziţia unei populaţii în raport cu factorii ecologici cu care interacţionează. La plante aceasta poate avea cel puţin 4 componente: nişa spaţială, trofică, fenologică şi regenerativă. Nişa ecologică nu este o structură preexistentă a unui ecosistem, ci se edifică prin interacţiunea dintre populaţie şi mediu. Spaţiul nişei ecologice este o formaţiune topologică n-dimensională, un hipervolum, dimensiunile căruia sunt reprezentate de totalitatea resurselor şi factorilor de mediu. Diferitele zone ale acestui hipervolum, conform legii toleranţei, au probabilităţi diferite pentru supravieţuirea unei populaţii. Dacă se consideră toleranţa populaţiei faţă de fiecare dimensiune a nişei se obţine nişa fundamentală sau preinteractivă. În realitate, datorită interacţiunii factorilor (dimensiunilor nişei), nişa fundamentală este doar parţial ocupată, această parte a ei numindu-se nişă realizată. Nişa optimă este dată de alăturarea domeniilor optime ale fiecărei dimensiuni şi permite existenţa permanentă a populaţiei. Nişele populaţiilor componente ale unei biocenoze sunt integrate într-un continuu care reprezintă hiperspaţiu întregului ecosistem. Delimitarea nişelor. Nişele fundamentale nu sunt net delimitate între ele ci se prezintă parţial suprapuse. Ca urmare se pun următoarele probleme: lărgimea nişelor, suprapunerea şi discriminarea lor. Lărgimea nişelor reprezintă extinderea activităţii de exploatare a mediului. Ea depinde de capacitatea speciilor de a explora mediul. Speciile euribionte au nişe largi, în timp ce speciile stenobionte au nişele înguste. Suprapunerea nişelor este dată de exploatarea parţială a aceloraşi resurse de către 2 sau mai multe specii. Orice nişă are un domeniu propriu şi unul suprapus. Discriminarea nişelor se realizează prin implicarea unor mecanisme de reducere a domeniilor de suprapunere, adică de reducere sau evitare a competiţiei interspecifice directe. Mecanismele coexistenţei nişelor Când resursele pot fi scindate pe mai multe specii cu cerinţe similare apare discriminarea totală a nişelor. Aceasta este însă ipotetică, deoarece întotdeauna apar suprapuneri ale nişelor, mai ales în cadrul ghildelor. Dacă apare suprapunere între nişe, tensiunile competitive dintre cele 2 populaţii nu se resimt în centrul nişelor respective. În biocenoză, suprapunerea generală a nişelor depinde de numărul de specii şi se dispune conform legii toleranţei (sub formă de clopot). Principalele mecanisme care sunt răspunzătoare de coexistenţa nişelor sunt exploatarea spaţiotemporală diferită a resurselor şi densitate redusă a indivizilor în zona de intergradare (suprapunere) a nişelor. Aceste idei sunt redate de 2 principii. Principiul acţiunii (Tischler): câmpurile de acţiune ale diferitelor specii suferă restrângeri astfel încât speciile cu tendinţe ecologice similare pot edifica în acelaşi biotop nişe ecologice (parţial) discriminate. Principiul excluziunii (Gause) a fost formulat în urma experimentelor de competiţie realizate cu Pramecium caudatum şi P. aurelia. Conform acestuia, în aceeaşi nişă nu pot exista 2 specii cu cerinţe ecologice similare. Acest principiu nu poate fi nici confirmat nici infirmat în totalitate. Importanţa structurală şi funcţională a nişelor în ecosisteme este surprinsă de principiul echivalenţei de poziţie a nişelor sau de aşa-numitele nişe paralele. Conform acestui principiu, în condiţii analoge ale mediului fizic, în regiuni geografice distincte, se edifică funcţii ecologice identice şi părţi structurale similare, deci nişe similare sau echivalente. Biocenozele care au un număr mare de nişe echivalente se numesc izocenoze (pădurile de Fagus din Europa şi cele de Notofagus din Chile au structură ecologică şi ornitofaună echivalentă). Echivalenţa nu este deplină deoarece apar mici deosebiri dictate de natura biotopului (Tyto alba ocupă în Europa, Chile şi California nişe echivalente, dar aceste diferă prin compoziţia cantitativă a prăzii). Fluxul energiei şi nutrienţilor Prima lege termodinamică arată că energia nu poate fi nici creată nici distrusă, ci doar transformată. A doua lege termodinamică susţine că în orice transformare energetică, energia potenţială se reduce prin degajarea căldurii din sistem. Transferul energetic de la un nivel trofic la altul presupune o pierdere de 90%, deci în sistem rămâne doar 10%. Probabil din această cauză, lanţurile trofice au un număr limitat de verigi. Nutrienţii, spre deosebire de energie, sunt recirculaţi în sistem, fiind mai concentraţi în nivelurile trofice superioare. Echivalentul energetic fixat prin fotosinteză reprezintă producţia primară brută. Din aceasta o parte se pierde prin respiraţia producătorilor fototrofi, iar ceea ce rămâne reprezintă producţia primară netă. Producţia primară netă reprezintă în general cam 1% din echivalentul energetic al radiaţiilor solare. Producţia secundară este cea realizată de consumatori şi detritivori (prelucrează 80 – 90% din materia organică). Eficienţa producţiei (producţia netă/cantitate asimilată) este de 10% la ectoterme şi 1 – 2% la

5 endoterme. Organismele de talie mică (nevertebrate, protozoare) pot avea o eficienţă de 30 – 40%. Eficienţa consumului sau digestiei (cantitatea preluată de nivelul trofic n / producţia netă a nivelului trofic n-1) la erbivore este de până la 15% (deci 85% sau mai mult este preluat de detritivori), fitofagii acvatici sunt mai eficienţi (30 – 40%). Aceasta depinde de mijloacele de apărare a producătorilor. La carnivore eficienţa consumului este de 50 – 100%. Eficienţa transferului de la un nivel trofic la altul (asimilarea la nivelul trofic n / asimilarea la nivelul trofic n-1) este în medie de 10% (de aceea lanţurile trofice au nu mai mult de4 – 5 verigi) Asimilaţie En. Digerabilă

En. metabolizabilă

Energia plantelor (Consum)

producţie

reproducere

Respiraţie

defecaţie

excreţie

creştere

activitate

Întreţinerea funcţiilor vitale

Nutrienţii pot limita producţia primară şi implicit pe cea secundară. Populaţiile unui ecosistem funcţionează ca rezervoare de nutrienţi. Fluxul nutrienţilor se realizează de la un compartiment la altul prin mecanisme de transport meteorologice, geologice şi biologice. Cantitatea acestora este limitată şi se impune recircularea acestora. Dacă nutrienţii liberi din sistem sunt în cantitate mare, atunci sistemul va funcţiona fără să depindă de viteza de reciclare a acestora. În biocenoze, circulaţia nutrienţilor în reţeaua trofică nu este uniformă ci pulsatoare deoarece organismele acumulează nutrienţii, aceştia fiind eliberaţi prin defecaţie, excreţie şi moarte. Ecosistemele cu biocenoze simple au o cantitate mare de nutrienţi liberi. Pe măsură ce biocenoza se complică nutrienţii sunt încorporaţi la nivelul acesteia şi funcţionarea optimă a acesteia va depinde de eficienţa recirculării acestora, deci rolul descompunătorilor este foarte important deoarece ei asigură închiderea ciclurilor ecosistemice. Aceste cicluri ale tuturor ecosistemelor sunt interconectate, astfel că la scară planetară se formează ciclurile biogeochimice. Cele mai importante cicluri se referă la apă, oxigen, carbon, azot, potasiu, fosfor, calciu, fier, magneziu şi sulf, la care se adaogă o serie de microelemente. Fără aceşti nutrienţi, viaţa nu poate exista. Succesiunea Este procesul prin care speciile unei biocenoze sunt înlocuite în conexiune de transformările condiţiilor de existenţă, în timp. Din punct de vedere sistemic, succesiunea reprezintă seria de stări în care sistemul creşte şi se dezvoltă în plan structural şi funcţional în sensul maximalizării fluxului de energie şi a vitezei de circulaţie a mcro- şi microelementelor, adică în sensul domeniului de stabilitate. Asupra desfăşurării succesiunii există 2 teorii: Teoria clasică deterministă consideră succesiunea un fenomen determinist care se desfăşoară legic. Cealaltă teorie, este ce stocastică sau probabilistică care susţine că succesiunea se realizează printr-un proces continuu de imigrare a speciilor. Conform teoriei clasice, succesiunea se desfăşoară printr-un mecanism de facilitare ce cuprinde 6 stadii: 1. denudarea biotopului reprezintă îndepărtarea totală sau parţială a biocenozei de pe o anumită suprafaţă, sau apariţia unui nou substrat; 2. imigrarea înseamnă pătrunderea speciilor din alte ecosisteme, acestea populând treptat habitatele nude. Interacţiunile dintre imigranţi sunt slabe. Primii imigranţi mai sunt numiţi şi pionieri; 3. eceza (colonizarea) – constă în selecţia naturală a imigranţilor, selecţie realizată de mediul abiotic; 4. concurenţa interspecifică are loc între coloniştii cu preferinţe comune pentru anumite resurse de mediu, mai ales trofice. În această etapă se decide compoziţia calitativă şi cantitativă a comunităţii; 5. reacţia biocenotică reprezintă modificarea biotopului sub acţiunea biocenozei. Ca urmare apar noi resurse neexploatate ajungându-se într-o situaţie asemănătoare cu faza1. Ca urmare fazle2 – 5 se reiau până când se ajunge la valorificarea cvasitotală a mediului respectiv şi se ajunge în faza următoare;

6 6. stabilizarea (climax) constă în definitivarea structurii şi funcţionalităţii biocenozei. Aceasta persistă în continuare fără transformări esenţiale. În esenţă fiecare specie facilitează pătrunderea alteia în sistem până la atingerea stadiului de climax. Comunitatea de climax poate fi prevăzută pentru o anumită regiune pe baza factorilor climatici şi pedologici. Mecanismul facilitării este acceptat şi de teoria probabilistică, cu următoarea menţiune: imigrarea reprezintă un fenomen probabilistic, iar coloniştii ulteriori se pot stabili prin competiţie. Astfel, alcătuirea comunităţii de climax nu poate fi predeterminată ci este supusă hazardului. Un alt mecanism este cel de inhibiţie. Conform acestuia, unii colonişti împiedică prin diferite mijloace stabilirea imigranţilor, iar succesiune poate continua doar dacă speciile inhibitoare dispar. Deoarece compoziţia comunităţii de climax nu poate fi prevăzută, acest mecanism este unul probabilistic. Mecanismul toleranţei susţine că orice specie poate iniţia succesiunea, iar climaxul este atins într-o manieră oarecum ordonată. Ultimul mecanism se numeşte mecanismul colonizării aleatoare. Succesiunea debutează cu speciile care se întâmplă să ajungă primele şi să găsească condiţii favorabile. În realitate s-a observat că toate aceste mecanisme pot fi implicate în succesiune Succesiune ciclică în perturbaţie continuă succesiune II

succesiune I suprafaţă nudă

Succesiune ciclică în lipsa perturbaţiei

pionierat

serii

climax

Perturbaţiile pot aduce ecosistemul în orice alt stadii succesionale Diagrama diferitelor stadii ale succesiunii

Succesiune I A

B

C

D Facilitare

Succesiune II ABCD

BCD

CD

D

A

B

C

D

A

B

C

D

A

B

C

D

Inhibiţie

Toleranţă

Colonizare aleatoare

Mecanismele succesiunii O comunitate ajunsă într-o fază stabilă începe să evolueze. Evoluţia unui ecosistem constă în dezvoltarea trăsăturilor emergente rezultate din interacţiunile ce se stabilesc între componentele ecosistemului respectiv.

7 Clasificarea succesiunilor: După natura substratului: - primară (ecogeneza): începe într-un mediu lipsit de viaţă; este rară în prezent. Ex: insule vulcanice noi, suprafeţe devastate de erupţii vulcanice, suprafeţe rămase în urma retragerii gheţarilor, depozite de steril, exploatări de suprafaţă, etc. - secundară: răspândită, se declanşează după acţiunea unei forţe perturbatoare obişnuite (incendii, uragane, inundaţii, secetă etc.). După forţa declanşatoare: - abiogene: provocate de factori abiotici; - biogene: provocate de factori biotici: Ex: recifii coralieri sunt sfredeliţi de spongieri, polichete, bivalve, sipunculide şi ciripede care facilitează instalarea în scobituri a algelor şi fanerogamelor - tehnogene (antropogene): Ex: terenuri agricole părăsite, bararea râurilor, exploatări miniere etc. După amploarea succesiunii: - macrosuccesiuni: afectează întreaga biocenoză - microsuccesiuni: transformări biogene, reversibile ale părţilor structurale ale ecosistemului ce nu cuprind întreaga biocenoză. Ex: înlocuirea sinuziilor de artropode din pălăria ciupercilor, prăbuşirea unui arbore dintr-o pădure etc. După ariditatea substratului: - xeroserie: un substrat arid se transformă în unul mezofil. Ex: un câmp poate deveni o pădure - hidroserie: un substrat hidrofil se transformă în unul mai arid. Ex: un iaz poate deveni o pajişte

Biomasa

Importanţa cunoaşterii succesiunii: Cunoaşterea succesiunii are importanţă în manipularea unui ecosistem, de obicei degradat, în sensul creşterii: - biomasei acestuia, dacă se urmăreşte obţinerea unui produs agricol, - al numărului de specii, când se obţine un ecosistem stabil care sporeşte calitatea mediului prin ciclurile sale, - pentru reconstrucţia ecologică

Restaurare

Înlocuire Ameliorare

? Neglijare ?

Diversitate

Ecosistem degradat

8 CARACTERISTICILE ECOSISTEMULUI ENERGETICA ECOSISTEMULUI PPb/R PPb/B B/E PSn lanţuri trofice STRUCTURA COMUNITĂŢII materia organică totală nutrienţi anorganici diversitatea diversitatea biochimică stratificarea şi heterogenitatea spaţială BIOLOGIA SPECIILOR nişe talia organismelor ciclurile de viaţă CICLURILE NUTRIENŢILOR ciclurile minerale rata de schimb a nutrienţilor dintre organisme şi mediu rolul detritusului în regenerarea nutrienţilor PRESIUNEA SELECTIVĂ forma de creştere favorizată strategia de supravieţuire favorizată HOMEOSTAZIA GENERALĂ simbioza interna conservarea nutrienţilor rezistenţa la perturbaţii externe entropia informaţia

STADII SUCCESIONALE

STADII MATURE

>1 mare mică mare liniare, preponderent ierbivor

=1 mic mare mică reţea, preponderent detritivore

mică extrabiotici mică mică slabă

mare intrabiotici mare mare puternică

largi mică scurte, simple

înguste mare lungi, complexe

deschise rapidă neimportant

închise lentă important

creştere rapidă r

creştere controlată K

nedezvoltată slabă slabă mare mică

dezvoltată puternică mare mică mare