Ecosisteme artificiale. Agroecosistemul, ecosistemul urban si tehno-industrial. Caracteristici biologice-ecologice si comportamentale ale speciilor (exemplificati).

Ecosisteme artificiale. Agroecosistemul, ecosistemul urban si tehno-industrial. Caracteristici biologice-ecologice si comportamentale ale speciilor (exemplificati).

Agroecosistemul (ecosistemul agrar)

Ecosistemul agricol sau agroecosistemul este un ecosistem artificial caracterizat cel mai frecvent de predominanta aproape exclusiva doar a unei singure specii, iar acestea sunt cultivate de catre om. In acest fel acestea sunt in prezent ecosisteme aproape totalmente artificializate si uneori cu perturbari asupra mediului. O caracteristica a agroecosistemelor estea acea ca nu sunt alimentate numai cu energia solara necesara fotosintezei ci si indirect prin energia fosila a masinilor agricole. Exloatarea nerationala a acestor ecosisteme (masini prea grele, irigare abuziva, ingrasaminte si pesticide peste masura, exces in selectia genetica, dominanta r-strategistilor -danatorii) perturba in permanenta acest tip de ecosistem

Tipologia formelor de agroecosisteme este diversa. Cele mai monotone sunt agroecosistemele cu monoculturi (Fig. 7-58). In cazul acestora biodiversitatea florei si faunei este redusa. Dinstre plante se intalnesc specii ruderale si buruieni (palamida, troscotul, volbura, spini, scaiet, albastreua, macul etc).

Fauna este reprezentata in special de rozatoare si insecte (mai ales cele daunatoare).

Agroecosistemele au fost create artificial de catre om si ele asigura hrana acestuia. Din pacate relatia aceasta se moidifica fundamental in ultimii ani corelat cu cresterea exponentiala aproape a populatiei umane (Fig. 5-58, dreapta).

In alte forme traditionale de agroecosisteme (ex. orezariile) (Fig. 7-59, stg.) existenta unei diversificari a factorilor abiotici determina si creerea unor conditii mai favorabile pentru afirmarea biodiversitatii.

Uneori mediul este artificializat totalmente de catre om in folosul sau iar configuratia poate lua cele mai neasteptate forme, dependent in special de natura reliefului. Acestea sunt rizierele

Un model interesant de agroecosistem este tipul bocage (din Bretania - Franta) (Fig. 7-60, stg.), caracterizat de suprafete extinse, mari, cultivate, dispuse aparent 'la intamplare" si despartite de haturi cu vegetatie lemnoasa si tufarisuri. Anterior am prezentat unele consideratii referitoare la coridoarele ecologice si semnificatia lor pentru asigurarea unei biodiveristati pronuntate.

Interesante sunt de asemenea modelul Canadian "in parcele" (Fig. 7-60, dr.) sau modelul "in panglica" din Franta (Fig. 7-61, stg.). Interesante sunt si modele, american (naturalitate si spatialitate) (Fig. 7-61, dr.) sau forme mai primitive - modelul circular din Kenya

Daca se ia in considerare compozitia floristico-faunistica, agroecosistemele pot fi considerate niste ecosisteme naturale simplificate, dar calitativ si cantitativ intre cele doua tipuri existe diferente mari:

☻ - pe langa biodiversitatea redusa (Fig. 7-63) productia primara totala neta (PPN) a agroecosistemului nu va depasi niciodata productiaecosistemului natural din care a provenit prin defrisare in timp (de ex. in zona temperata intr-o padure de foioase PPN = 1000 g/m^-2 x an^-1 pe cand cea a unui agroecosistem foarte bun nu depaseste 650 g/m^-2 x an^-1; PPN pentru un faget este de cca. 2500 g/m^-2 x an^-1, iar pentru un agroecosistem este de 500 g/m^-2 x an^-1;

☻ - durata de viata a unui agroecosistem este scurta (durata plantei de cultura care este de 1 an;

☻ - din punct de vedere ecologic agroecosistemul este in permanenta o faza de pionierat in succesiunea care se initiaza in fiecare an, dar mereu intrerupta la sfarsitul anului si reluata in urmatorul an;

☻ - la originea unui agroecosistem se afla un ecosistem natural iar din acesta a luat nastere prin retrogresiune ecologica;

☻ - in agroecosisteme se constituie o multitudine de nise ecologice false si mereu "libere" in a primi specii atipice (ex.daunatorii); din lupta pentru existenta rezulta un mozaic de buruieni si daunatori

☻ - ecologic, ca fiind constituit dominant din vegetatie, agroecosistemul lucreaza in pierdere deoarece lumina de la Soare, care cade pe sol nu este captata de o diversitate mare de     frunze care sa o foloseasca in fotosinteza (Larcker 1994);

☻ - raportul productie bruta/respiratie > 1 in agroecosisteme (AE) si este ≈ 1 in ecosisteme naturale;

☻ - raportul productie bruta/biomasa > in AE si este < in ecosistemele naturale (EN);

☻ - lanturile trofice sunt scurte in AE; in EN sunt lungi si domina detritivorele cu rol extrem de important;

☻ - stratificare slaba in AE; stratificare diferentisata in EN;

☻ - ca mecanism de reglare, omul inlocuieste feed back-ul in AE;

☻ - comparativ cu EN, fluctuatiile la nivelul populatiilor sunt mari in AE;

☻ - ciclurile biogeochimice sunt deschise, cu importuri mari in AE; in EN aceste cicluri sunt diverse si depind de spatiul ecologic;

☻ - stabilitatea in AE este redusa si controlata de om; in EN datorita numarului mare de retroactiuni se realizeaza o homeostazie cenotica.

☻ - in ceea ce priveste suprafata globala totala, padurile ocupa 47,7%; ecosistemele de pasuni si fanate ( in toate variantele) - 22,8%; ecosistemele artificializate - 10%;

☻ - biomasa ecosistemelor terestre variaza si ea: padurile dau 70,8%; pasunile si fanatele 16,9%; terenurile cultivater (agroecosisteme) - 9,8;

☻ - comparativ cu ecosistemele naturale biodiversitatea AE se prezinta astfel (Breckle 2002):

Din punct de vedere ecologic, la nivelul agroecosistemelor au loc modificari structurale fundamentale comparativ cu ecosistemele naturale, aparent neimportante dar cu urmari deosebite in timp.

a. In primul rand, una dintre ele este inlocuirea carnivorelor de varf (consumatori terari) cu omul (consumator cuaternar). El intervine in modificarea functiilor si structurii ecosistemului si foarte rar tin sub control piramida trofica similar cu consumatorii tertiari, Cel mai frecvent, interventia sa perturba functionarea normala a ecosistemului.

b. In al doilea rand, nevoia tot mai mare de produse, asociat cu cresterea excesiva a populatiei, a determinat o "suprasolicitare" a ecosistemelor si a intervenit in echilibrul lor, administrand pesticide, ingrasaminte chimice, desfintarea coridoarelor ecologice.

c. In al treilea rand actiunea omului asupra ecosistemelor agrare a determinat alterarea structurii si functionalitatii solului (pierdere de materie organica, acidifiere excesiva, eroziune, tasare etc).

Cu toate efectele negative mentionate mai sus se incearca azi o reorientare in tot ceea ce inseamna interventie in economia naturii. Omul devine constient ca agroecosistemul trebuie sa aiba o noua fata, ca trebuie puse bazele unei agriculturi de tip nou - agricultura ecologica (durabila) sau ecoagricultura. Desi aparent exista o sinonimie intre termeni, ecoagricultura apare ca o componenta a agriculturii durabile. In general diferentele dintre agricultura durabila si cea tehnologica sunt diferente:

- agricultura durabila (ecologica, ecoagricultura) este caracterizata de particularitati ecologice (hrana si factori abiotici naturali pentru organismele vii, solul nu este inlocuit cu alte tipuri de substrat, natura isi realizeaza echilibrele singura); pentru aceasta omul asigura si creaza ferme mixte, agricultura integrata, agricultura biologica si strategii moderne fito-si zoosanitare; agricultura durabila implica strategii noi cum ar fi: prevenirea, conservarea, reciclarea, reconditionarea, educarea, etica noua fata de mediu, incidenta economica si sociala, diminuarea dependentei de energia fosila, modele noi de valorificare a tehnicilor si resurselor, imbinarea conceptelor stiintifice moderne cu cele traditionale in crestere a plantelor si animalelor, realizarea de schimburi internationale de produse etc.

- agricultura tehnologica, actuala in cea mai mare parte are particularitatile ei: dependenta de prelucrarea tehnologica a solului si biotei, substratul (solul) incepe sa fie inlocuit cu substrate artificiale, animalele si plantele se dezvolta in conditii artificialer ale factorilor de mediu); etapele sunt caracterizate de existenta fermelor artificializate, dominanta monoculturilor, dezvoltare intensiva si fortata, artificializarea substratelor (culturile "in vitro"), folosirea stimulatorilor de crestere, dominanta masinilor perfectionate.

Ecosistemul urban

Vorbind de ecosistemul urban implicit vom face referire la o ecologie urbana. Ecosistemul urban implica un ansamblu dintre colectivitatea umana si biota (plante si animale) care sunt necesare activitatilor umane dar si biota salbatica din parcuri si gradini ori sisteme artificializate de om (gradini zoologice, spatii verzi etc). Ca si consumator cuaternar omul a inlocuit in ecosistemul urban rolul nivelelor trofice caracteristice unui ecosistem natural. In plus de aceasta, in ecosistemul urban omul modifica profund si biotopul si biocenoza. Parcurile, gradinile botanice si zoologice (Fig. 7-64), raman singurii reprezentanti care amintesc de biota ecosistemelor naturale, dar la acest nivel totul este "dirijat" si expus unei permanente deteriorari prin poluare sau alti agenti nocivi creati de catre om.

Formele biotice care amintesc de mediul natural si biota lui, sunt putine (Fig. 7-65). Multe specii de pasari sunt bioindicatori ai calitatii unor asemenea ecosisteme Realitatea este ca astazi se afirma tot mai mult tendinta de a artificializa. Uneori aceasta operatiune creaza senzatia de biodiversitate (Fig. 7-67) dar nu poate inlocui ecosistemul natural.

Ecologie urbana, curatenie ecologica, alimentatie ecologica, sunt termeni introdusi de om doar pentru ca sunt la moda. In rest, prima nepotrivire sare in ochi de la inceput. Singura specie a carei populatie creste anormal in progresie geometrica este cea a lui Homo sapiens sapiens. In al doilea rand, oricat s-ar stradui, omul ca si consumator cuaternar nu va putea controla o eventuala piramida trofica de tip urban.. Se vorbeste de ecosistem urban si de ecologie urbana pe considerentul existentei biotei din orase si mai ales a tendintei si necesitatii creerii unor verigi ale lantului trofic specific.

Prezenta omului ca veriga importanta la acest nivel incearca sa schimbe mult in fizionomia ecosistemului urban prin creerea unei armonii cu mediul inconjurator (Fig. 7-68).

Este interesant insa de subliniat ca in conceptul modern de ecosistem urban au aparut tendinte si orientari noi. Se vorbeste de un "metabolism" al marilor orase, incercand o similitudine cu ecosistemul natural. Astfel, s-a estimat, pe de o parte, volumul energiei naturale (energia solara, precipitatii, bioxid de carbon) care incidental ajunge intr-un asemenea ecosistem, asociat cu input-ul de materii si materiale, iar pe de alta parte, output-ul (oxigen, pierderi de energie, evaporare, exporturi, deseuri, materii reciclate etc).

De asemenea, se observa un suflu nou in ecologia urbana. Daca studiul Theorie d'une structure de la communaute urbaine a revolutionat intr-un fel ecologia urbana (Hawley 1950), sugerand ca si la acest nivel este corect sa se abordeze o terminologie adecvata (ex. teoria sistemelor cu termeni ca mediu, populatii, organizare sociala, organizare tehnologica), in 1964 ecologia ecosistemelor urbane a devenit una "naturalista" iar noi concepte incepeau sa se afirme: metabolism urban (Wolman 1964), ecosistem urban (Duvigneaud 1964), energetica urbana (Odum 1965). Au inceput sa fie pusi in evidenta factorii implicati in reglarea acestui tip de ecosistem si diferitele tipuri de interactiuni (de ex. Proiectul MAB - Man and Biosphere - a analizat orasul HangKong dupa aceasta metoda (Boyden 1988).

Mai trebuie retinut faptul ca astazi sunt implicati in studiul acestor ecosisteme o multitudine de specialisti, de la biologi si ecologi la specialisti in arhitectura si urbanisti, de la geologi si geografi la sociologi si peisagisti, de la fizicieni si chimisti la politicieni si factori de decizie

Ecosistemul tehno-industrial

Am aratat si anterior,in cadrul ecosistemului urban, ca tendinta actuala de a "ecologiza" totul este deplasata si este rezultatul unei exacerbari a domeniului, "la moda" acum unde totul devine "ecologic" desi nu are de a face cu ecologia. La fel este si cazul ecosistemului tehno-industrial Pare chiar deplasat de a compara un sistem poluant, anarhic, aglomerat si stresant cu un ecosistem, inteles ca un echilibru si o armonie a componentelor sale.

Cu toate acestea, domeniul castiga tot mai mult teren si adepti (Esquissaud 1990).

Prin extrapolare si conexiune, ecosistemul tehno-industrial abordeaza studiul interelational dintre ecosistemele naturale si antropice in cadrul diferitelor tipuri de industrii, input-ul si output-ul la nivelul acestor relatii. Se pune accent pe efectul produselor nocive care rezulta din procesele industriale, modalitati de protectie a mediului, reciclare, reconversie, epurare etc, dupa o "metodologie" similara cu cea a ecosistemelor naturale.

Daca initial am vorbit de sfera cunoasterii (noosfera, antropogea) cu cele doua subramuri (logosfera si tehnosfera), mai recent se vorbeste de industriosfera (totalitatea, uneltelor, mecanismelor, dispozitivelor si masinilor create de om cu scopul de a modela mediul inconjuator in folosul sau si de a repune in circulatie elemente, compusi, subtante si produse). Omul si industriosfera constituie un subsistem al sistemului mare denumit ecosfera.

Unii autori considera ca ecosistemul tehno-industrial nu trebuie privit ca un dezastru (poate cu exceptia zonelor unde fenomenul este abordat nestiintific) deoarece relatiile omului cu natura nu vor fi neglijate, ba dimpotriva, industrioasfera fiind intercalata intre om si natura il face pe acesta tot mai dependent de produsele din natura iar in acest fel natura implicit isi subordoneaza omul mai subtil decat ar fi facut-o cu alte organisme

Ecosistemul tehno-industrial. Reprezentare schematica a partilor sale componente si a relatiilor dintre acestea.

Afirmatia este prozaica si romantata. Daca omul din neolitic era un participant la realizarea ciclurilor biogeochimice, omul modern, actual, a devenit un pericol pentru natura. El altereaza constant si din ce in ce mai mult ciclurile biogeochimice, modifica distributia elementelor chimice si chiar creaza noi cicluri de substante toxice sau radioactive.

Astfel, in ecosistemul tehno-industrial omul ocupa un loc central (Fig. 7-69) iar biota apare ca ceva secundar. Accentul se pune pe diminuarea poluarii, dar tarile avansate pun accent pe participarea biotei la realizarea echilibrelor si la acest nivel (fabrici si uzine inconjurate de spatii verzi, de specii rezistente la poluare