Functiile ecosistemului

Functiile ecosistemului

Functionarea unui ecosistem se bazeaza pe interactiunile ce se stabilesc intre speciile biocenotice si intre acestea si biotop.

1. functia energetica

2. functia de circulatie a materiei prin ecosistem

3. functia de autoreglare a starilor ecosistemului (homeostazie).

Functia energetica ecosistemului

Viata este posibila pe Terra datorita faptului ca un flux continuu de energie solara intra zilnic in ecosistem, iar in acelasi timp, cantitati mari de energie termica (de pe

Pamant) intra in cosmos.

Transformarile energetice din ecosistem se desfasoara conform principiilor termodinamicii.

Primul principiu al termodinamicii stabileste ca energia unui sistem poate trece dintr-o forma in alta, dar nu se creeaza din nou si nu dispare, acesta se numeste principiul conservarii energiei.

Astfel, energia radianta care ajunge la plante este transformata, in prezenta clorofilei, in energie chimica pe care plantele o depoziteaza in molecule de glucide, lipide, protide etc., iar prin consumarea lor de catre animale energia trece in corpul acestora din urma. Atat in plante cat si in animale energia chimica continuta in molecule este eliberata in procesul respiratiei si utilizata in toate procesele vitale. O parte din aceasta energie se transforma in caldura, iar in final, dupa moartea organismelor, toata energia chimica a

moleculelor organice este transformata de catre descompunatori in energie calorica.

Din primul principiu al termodinamicii reiese faptul ca intrarile de energie intr-un sistem trebuie sa fie egalate de iesiri, deci printr-un ecosistem energia se scurge intr-un flux continuu.

Al doilea principiu al termodinamicii este acela al degradarii energiei, care arata ca in orice proces de transformare a energiei, o parte din energia potentiala se degradeaza sub forma de caldura si este dispersata. De aici rezulta ca randamentul transformarii este <1.

Energia degradata sub forma de caldura nu mai poate fi reutilizata de catre ecosistem, ceea ce impune intrarea de noi cantitati de energie potentiala - deci fluxul de energie ce se scurge prin ecosistem este unidirectional.

Din energia radianta absorbita de plante 7/8 sunt eliberate sub forma de caldura in timpul fotosintezei si numai 1/8 este incorporata in energia potentiala a alimentelor. Tot restul lumii primeste energie chimica potentiala de la plante, de aceea, din punct de vedere energetic plantele sunt denumite organisme fixatoare de energie, iar descompunatorii, eliberatori de energie.

Sursa principala de energie pentru ecosisteme este radiatia solara, la care se adauga intr-o proportie foarte mica, energia chimica a unor substante abiotice utilizata de catre microorganismele capabile de chemosinteza.

ANALIZA: Geomorfologia climatica – caracteristici generale ANALIZA: Masivul gilau-muntele mare - elemente fizico-geografice

Energia radianta emisa de Soare, ajunsa in straturile superioare ale atmosferei (incidenta pe Terra), este de 1,98 cal/cm2/min., cantitate de energie cunoscuta sub numele de constanta solara.

Componenta spectrala a acestei energii radiante este urmatoarea:

- 10% radiatii ultraviolete (cu lungimea de unda 0,1-0,4 μ

- 45% radiatii din spectrul vizibil (λ = 0,4-0,7 μ

- 45% radiatii infrarosii (λ = 0,7-10 μ

Un rol esential pentru fotosinteza il au radiatiile albastre (λ = 0,4- 0,5 μ) si rosii (λ = 0,4- 0,7 μ) din spectrul vizual, care sunt absorbite usor de clorofila. insa, nu toata cantitatea de energie ce reprezinta constanta solara ajunge pana la sol.

Din totalul energiei incidente pe terra, circa 42% (radiatii infrarosii si ultraviolete) este absorbita de ozon, vaporii de apa, particulele de praf etc. si apoi radiata in spatiu sub forma de caldura, iar 58% ajunge la suprafata solului.

Din aceasta 80% este reflectata in spatiu si numai 20% este absorbita in sol, apa, vegetatie. Vegetatia absoarbe circa 1300 kcal/m²/zi. Din aceasta cantitate se utilizeaza in sinteza substantelor organice doar 1-5%, iar restul 95-99% se pierde prin procesele de transpiratie si respiratie. Circa ½ din energia fixata se pierde sub forma e caldura in timpul respiratiei, incat eficienta fotosintetica pentru ansamblul biosferei este 0,1% (Duvigneaud).

Se considera ca 80-90% din energia primita de organismele unui nivel trofic este folosita inainte de a fi transferata la nivelul trofic urmator. Deci, continutul energetic al unui nivel trofic dat reprezinta 1/10 din continutul energetic al nivelului trofic precedent.

Aceasta este asa numita lege a celor zece procente, care arata ca doar 10% din energia unui nivel trofic poate fi captata de organismele nivelului trofic imediat superior.

Functia de circulatie a materiei prin ecosistem

Biocenoza, in baza structurii ei trofice, in procesul de hranire, realizeaza circulatia materiei in ecosistem.

Circulatia substantei se face intr-un permanent circuit, in care diversele elemente chimice sunt constant reciclate. Substanta patrunde in biocenoza din biotop sub forma unor combinatii de atomi ai elementelor chimice.

Circulatia substantei din mediul abiotic in plante. Plantele folosesc aceste combinatii sub forma de solutii apoase, iar cu ajutorul energiei solare atomii asimilati sunt inclusi in structurile substantei organice prin procesul de fotosinteza. Deci, plantele asigura intrarea selectiva a elementelor din biotop in biocenoza. Elementele mai pot patrunde in bicenoza, dar in proportie redusa si prin integrarea sau absorbtia lor directa de catre consumatori. Atat proportia cat si viteza de absorbtie a elementelor de catre biocenoza, constituie o caracteristica a fiecarui ecosistem.

De la producatorii primari atomii elementelor respective trec la consumatori prin reteaua trofica, spre nivelurile superioare. Ajunse in organismul consumatorilor, elementele sunt scindate in radicali mai simpli, dintre care unii sunt eliminati sub forma de deseuri metabolice, altii sunt retinuti pentru a fi utilizati in noi sinteze, iar altii sunt depozitati fara a putea fi eliminati. in procesul de eliminare-retinere, unele elemente realizeaza concentratii crescande spre nivelurile superioare ale piramidei trofice. Acest proces poarta denumirea de concentrare – acumulare sau amplificare biologica.

Exemplu: intr-un lant alimentar acvatic cu cinci verigi, concentratia de DDT creste de aproximativ de 10 milioane de ori, acumulandu-se in special in tesuturile grase ale organismelor (de la 0,000003 ppm DDT in apa, la 25 ppm in tesuturile pasarilor consumatoare de pesti carnivori).

Cunoasterea acestui proces are o importanta deosebita pentru ca unele substante toxice ce au in biotop concentratii reduse (pesticide,metale grele etc.) pot ajunge la unii consumatori din varful piramidei trofice (rapitoare, om) la concentratii foarte mari ce pot deveni letale.

Descompunatorii grefati la fiecare nivel trofic, mineralizeaza substantele organice din organismele moarte si asigura astfel transferul elementelor din biocenoza in biotop.

Acest ciclu trofic poate fi prezentat astfel:

Circulatia substantelor la nivelul biosferei formeaza cicluri sau circuite biogeochimice globale. Ele se pot imparti in doua tipuri fundamentale: tipul sedimentar (fosfor, sulf) si tipul gazos (azot, oxigen, carbon). De asemenea, un rol major la nivelul biosferei il reprezinta circuitul apei.

Functia de autoreglare a starilor ecosistemului (homeostazie).

Stabilitatea ecosistemului consta in capacitatea acestuia de a-si mentine relativ constanta structura si functiile.

Dupa G.H. Oriens (1975) stabilitatea se caracterizeaza prin

a. Constanta, lipsa unor modificari ale unuia sau mai multor parametri ai ecosistemului;

b. Persistenta, supravietuirea ecosistemului in timp, cu toate componentele sale;

c. Inertie, capacitatea ecosistemului de a rezista perturbarilor din exterior;

d. Elasticitate, viteza de revenire a ecosistemului la stareadinaintea perturbarii;

e. Amplitudine, considerata drept masura a indepartarii de starea

initiala pana la punctul de unde mai este permisa revenirea la starea

stabila;

f. Invariatie ciclica, proprietatea ecosistemului de a oscila, odata cu trecerea timpului, in jurul unei stari de echilibru;

g. Invariatia traiectoriei, insusirea ecosistemelor de a se orienta, indrepta si evolua in timp spre o stare de 'climax climatic';

Mentinerea stabilitatii ecosistemului se realizeaza prin autoreglare.

Rolul acesteia este de a pastra o stare de echilibru intre populatiile componente ale ecosistemului, de a nu permite oscilatii numerice prea mari a populatiilor, determinand o anumita stabilitate in structura si functionarea ecosistemului.

Stabilitatea este cunoscuta in ecologie prin conceptul de homeostazie. Acesta deriva de la cuvintele grecesti 'homoios' = asemanator si 'stasis' = stare.

A.A. Loginov (1979) afirma ca homeostazia ecologica trebuie inteleasa ca rezultanta conlucrarii tuturor mecanismelor, mai ales a celor interne, ce se manifesta in mentinerea stabilitatii ecosistemelor

In ecosisteme, homeostazia ecologica se prezinta ca un proces complex, cu mai multe laturi, dintre care se remarca: diversitatea, complexitatea si stabilitatea.

Diversitatea reprezinta numarul de elemente componente, in special vii (specii) si de procese diferite calitativ care caracterizeaza un ecosistem pe unitate de spatiu si timp.

Complexitatea ecosistemelor reprezinta numarul de legaturi ce se pot stabili intre diferite elemente ale unui ecosistem.

Aceste doua proprietati fundamentale, influenteaza si determina

stabilitatea ecosistemului.

Dupa G.H. Oriens (1975) stabilitatea in ecologie este o tendinta a ecosistemului de a ramane in apropierea unui punct de echilibru dupa ce a suferit o perturbare. Deci, sunt stabile acele ecosisteme care au o capacitate mare de rezistenta la factorii perturbabili (inclusiv omul) si se mentin invariate un timp indelungat.

Se poate conchide ca stabilitatea este una din proprietatile esentiale ale unui ecosistem, prin care acesta isi mentine in anumite limite, integralitatea structurala si functionala, revenind in urma oricaror perturbari, cu cea mai mare probabilitate la una din starile initiale posibile.