Structura trofică a ecosistemului
Principalele circuite de elemente în natură
Yüklə 0,95 Mb.
|
Principalele circuite de elemente în natură CICLURI BIOGEOCHIMICE GLOBALE Generalităţi Elementele chimice antrenate în procesele metabolice au o mişcare ciclică, fiind mereu reutilizate, trecînd mereu din materia anorganică (mediul abiotic) în materie vie şi invers. în circuitul fiecărui element putem deosebi sau două categorii de componente : unul sau mai multe rezervoare, de obicei de natură nebiologică, situate în atmosferă, hidrosferă sau litosferă şi un compartiment de ciclare — cel biologic. Dată fiind specificitatea însuşirilor chimice ale fiecărui element, precum şi specificitatea metabolică a populaţiilor ce alcătuiesc biocenozele, fiecare element are un circuit caracteristic. Se pot distinge două mari categorii de circuite biogeochimice globale : circuite gazoase, în care rezervorul principal al elementelor este atmosfera (ex. C, N, O) şi circuite sedimentare, în care rezervorul principal al elementelor îl reprezintă litosferă. Ciclurile gazoase se mai numesc şi cicluri închise sau perfecte, deoarece ieşirile din rezervor sînt aproximativ echilibrate prin intrări în timp ce pierderile din ciclurile sedimentare nu sînt echilibrate şi de aceea ele se mai numesc deschise sau imperfecte. CIRCUITUL BIOGEOCHIMIC AL CARBONULUI Rolul biologic al carbonului, ca şi rolul lui în ecologia globală a eco-sferei este de prim rang. Structura atomului de C este de aşa natură încît permite îndeplinirea a două funcţii esenţiale : în primul rînd această structură face posibilă legarea atomilor de C între ei, prin legături simple sau duble, putînd forma lanţuri sau cicluri de atomi care constituie „scheletul" tuturor moleculelor şi macromoleculelor organice. Majoritatea.substraturilor oraganice sunt alcătuite din C şi H; C, H, O; C, H, O, N.La unele + Mg (clorofilă) sau + Fe (Hg). Toate subst. organice sunt compuşi ai C dar nu toti compuşii ai C sunt subst. organice(CO2,CO etc). În al doilea rînd, această structură îi permite să reacţioneze cu alte elemente atît prin cedare de electroni (forma oxidată, de pildă, prin unirea cu O, care tinde să capteze electroni), cît şi prin acceptare de electroni (forma redusă, de pildă, prin unirea cu H, care pierde mai uşor electronul său), ceea ce conferă carbonului un esenţial rol energetic. Compuşii carbonului (combustibili fosili) reprezintă pînă în prezent, principala sursă de energie pentru nevoile omenirii. Rolul ecologic global al carbonului este ,de asemenea important. Carbonul din atmosferă sub formă de CO2, reprezintă un ecran care opreşte radiaţiile termice, infraroşii, emise de suprafaţa Pămîntului, determinînd aşa numitul „efect de seră" al cărui intensitate depinde de concentraţia CO2 din atmosferă. Pe această cale, CO2 influenţează condiţiile climaterice globale. In hidrosferă, CO2 dizolvat formează acidul carbonic, care combinat cu Ca dă carbonat şi bicarbonat. Transformarea reversibilă CaCO3**Ca(HCO3)2 devine mecanismul principal de tamponare a variaţiilor pH-ului din mediul acvatic. În ciclul biogeochimic al C există cîteva rezervoare. Atmosfera conţine carbon, sub formă de CO2 care se află în permanent schimb cu biosfera şi cu hidrosfera. Biosfera conţine ceva mai mult C decît atmosfera. Humusul şi turba reprezintă un uriaş rezervor de carbon. Apa oceanelor conţine şi mai mari cantităţi de carbon. Schema circuitului global al carbonului. Transferul carbonului de la un rezervor la altul se datorează atît unor procese biologice cît şi interacţiunii lor cu procese fizico-chimice. Două procese biologice au rol esenţial în acest transfer : fotosinteza, prin care CO2 din atmosferă sau din apă este încorporat în plante, transformat în substanţe organice şi respiraţia prin care acelaşi compus este restituit atmosferei sau hidrosferei. In linii mari, în condiţiile naturale normale, aceste două procese se echilibrează reciproc constituind un sistem tampon esenţial care menţine relativ constantă concentraţia de CO2 din atmosferă. Fixarea carbonului prin fotosinteza depăşeşte cantitatea de carbon eliberată în procesul respiraţiei, diferenţa reprezentînd producţia netă a plantelor. Echilibrarea se datorează faptului că producţia primară netă este parţial consumată, direct sau indirect de consumatori de diferite ordine şi oxidată pînă la CO2 şi H2O, iar partea neconsumată — cadavrele atît ale producătorilor primari cît şi ale celor secundari — este degradată treptat de grupul descompunătorilor, cu eliminarea CO2 în apă sau în atmosferă. În mod natural tendinţele de schimbare a concentraţiei de CO2 din atmosferă sînt autoreglate. Dacă apare o tendinţă de creştere a CO2 din atmosferă intervine conexiunea inversă negativă frînînd această tendinţă pe două căi : pe de o parte creşte consumul de CO2 în procesul fotosintezei plantelor terestre, pe de altă parte, creşterea tensiunii CO2 din atmosferă duce la sporirea cantităţii gazului solvit în apă, unde o mai mare cantitate de carbonaţi se transformă în bicarbonaţi. CO2 solvit în apă, ca şi cel din bicarbonaţi, poate fi folosit de plantele acvatice. Imperfecţiunea acestui circuit constă în faptul că din el se produc „scurgeri" de C şi aceasta pe două căi mai importante : depunerea carbonului în sedimente, sub formă de carbonaţi provenind din formaţiuni schp-letice şi formarea zăcămintelor de combustibili fosili (turbă, cărbuni de pămînt, petrol). Pe cale naturală, revenirea în circuit a carbonului din aceste formaţiuni geologice este doar parţială şi se produce în timp îndelungat, chiar din punct de vedere geologic, prin procese de orogeneză, cînd formaţiunile respective ajung la suprafaţă şi sînt supuse proceselor de dezagregare chimică (oxidare) şi eroziune. Orogeneza = proces de fracturare şi de ridicare a scoarţei terestre, are ca rezultat formarea de lanţuri muntoase. Bilanţul circuitului global al carbonului, deşi serveşte drept model al circuitelor biogeochimice echilibrate, pare a fi destul de instabil, mai ales pe perioade mari de timp. In prezent (d.p.d.v cantitativ) încă nu este pe deplin lămurit) rolul diferiţilor factori în desfăşurarea ciclului carbonului. Astfel, nu se cunoaşte valoarea reală a schimburilor de CO2 dintre apa oceanului şi atmosferă. Această valoare depinde de numeroşi factori : tensiunea parţială a CO2 din aer şi din apă, la rîndul ei tensiunea CO2 din apă depinde de intensitatea fotosintezei fitoplanctonului care şi ea este influenţată de lumina incidenţă respectiv(transparenţa atmosferei şi a apei), de temperatură, de cantitatea de nutrienţi din apă, de cantitatea şi activitatea zooplanctonului. De asemenea, concentraţia CO2 din păturile superficiale depinde de intensitatea activităţii descompunătorilor (bacterii). Proporţia de CO2 din atmosfera diferitelor regiuni ale globului variază puţin, ca şi în troposferă. Există o uşoară creştere a CO2 în zona ecuatorială şi o scădere (cu aprox. 0,005%) la latitudinile mari. Explicaţia acestui gradient constă în solubilitatea mai mare a CO2 în apele polare reci decît în apa caldă, fapt care determină o scădere a CO2 din atmosferă. Excesul de CO2 din apele reci e transportat treptat spre sud prin curenţi de adîncime, spre zonele mai calde unde este degajat apoi în atmosferă. Rolul vegetaţiei terestre nu este nici el constant în circuitul global al C .În mod normal, vegetaţia terestră, este un aspirator de CO2 din atmosferă. Dar, în cursul evoluţiei geologice diversele fenomene, schimbările de climă, activitatea vulcanică,dacă duceau la restrîngerea pădurilor puteau determina creşteri ale concentraţiei de CO2 din atmosferă. Din contră, extinderea pădurilor putea avea un efect invers. Modificarea proporţiei de CO2 din atmosferă avea, la rîndul său, consecinţe complexe asupra climei şi vegetaţiei pămîntului. In etapa antropogenă şi mai ales de cînd a început perioada industrializării, deci de acum aproximativ 200 ani, influenţa activităţii umane se face resimţită tot mai mult asupra circuitului global al carbonului.
Rolul biologic al N este esenţial deoarece el intră în structura aminoacizilor şi deci a substanţelor proteice, ca şi în structura acizilor nucleici, a alcaloizilor, a ureei şi a altor substanţe. Rezervorul principal îl reprezintă atmosfera în care azotul intră în proporţie de 79% din volum, ceea ce reprezintă circa 80% din cantitatea totală de N a planetei. Restul de 20% este cuprins în structura humusului din sol, în substanţele organice cu azot din organismele vii, precum şi în unele sedimente de natură organică sau minerală. Circuitul biogeochimic al N este în cea mai mare parte determinat de activitatea organismelor deci este de natură biologică, pe care se suprapune influenţa crescîndă a activităţii omului. întregul circuit al N poate fi subîmpărţit în două subcicluri.1. Primul subciclu constă din două faze complementare: a)fixarea azotului liber prin care azotul atmosferic este introdus în circuit şi b)idenitrificarea prin care o parte a azotului din circuit este restituită atmosferei. 2. Al doilea subciclu, strîns legat de primul, constă şi el din două faze complementare din punct de vedere al funcţiei ecologice a)degradarea (mineralizarea) compuşilor organici cu N şi b)biosinteza compuşilor organici azotaţi.
Fixarea biologică a N atmosferic este cea mai importantă cale de intrare a acestui element în circuitul biosferei. Ea se datorează activităţii mai multor grupe de microorganisme (bacterii) libere sau simbionte. Se estimează că pe această cale anual sînt fixate 150—175 milioane tone N, în întreaga biosferă, ceea ce este de peste trei ori mai mult decît cantitatea de îngrăşăminte azotoase produse pe cale chimică. Toate microorganismele fixatoare de N cunoscute pînă în prezent o fac cu ajutorul enzimei nitrogenaza. care este foarte sensibilă la oxigen, neputînd funcţiona decît în izolare de acest element. Din această cauză microorganismele fixatoare de azot fie sînt anaerobe, fie pot fixa N numai, în condiţii anaerobe, fie au elaborat diferite mecanisme care izolează nitrogeneza de contact cu O2. Unele microorganisme fixatoare de N sînt libere altele sînt simbionte. .a)Fixatori liberi. Bacteriile din această categorie ecologică, unele sînt aerobe altele anaerobe. Dintre cele. aerobe, rolul cel mai important în fixarea N în sol, în apele dulci şi marine îl au speciile genului Azotobacter. Nitrogeneza este ferită de contact cu oxigenul datorită respiraţiei foarte intense în care oxigenul pătruns în celulă este în întregime consumat. b)Fixatorii simbionţi au rolul cel mai important în viaţa ecosistemelor terestre. Dintre fixatorii simbionţi speciile genului Rhizobium sînt cele mai importante. Ele sînt simbionte cu rădăcinile leguminoaselor în care pătrund prin peri radiculari. Simbioza este specifică : fiecare specie de plantă leguminoasă acceptă, ca simbiontă, o anumită specie de Rhizobium. Recunoaşterea bacteriei de către planta gazdă se produce prin intermediul unei proteine specifice, produse de către plantă — de pildă, trifolin în cazul trifoiului. Aceste proteine permit pătrunderea numai a bacteriei respective şi totodată opresc alte bacterii care pot fi şi patogene. Pătrunzînd în celulele corticale (partea exterioară) ale rădăcinilor, bacteriile stimulează formarea nodulilor radiculari prin producere de secreţii ce conţin auxine. Amoniul produs de bacterii împreună cu hidrocarbonaţi rezultaţi din fctosinteză duc la formarea aminoacizilor , folosiţi de plante în sinteza substanţelor proteice. Fixarea N se produce prin acţiunea nitrogenazei, care, poate funcţiona numai în lipsa completă a oxigenului. în cazul simbiozei dintre Rhizobium şi leguminoase izolarea de oxigen se produce cu ajutorul unei substanţe speciale leghemoglobina ,o formă vegetală de hemoglobina care, leagă oxigenul izolînd nitrogenaza de acest gaz. Există şi alte asociaţii simbionte fixatoare de N în care sunt incluse:ferigi, gimnosperme, numeroase angiosperme. Numărul total de specii de angiosperme care fixează azotul pe această cale se ridică la circa 160. Actinomicetele (microorg. între bacterii şi ciuperci) induc formarea de nodozităţi pe rădăcinile angiospermelor, nodozităţi cu o morfologie caracteristică, deosebită de a leguminoaselor.Unele bacterii fixatoare de azot liber trăiesc în intestinele unor aminale (termite, moluşte etc. Principala cale de creştere a cantităţii de azot în circuitul biogeochi-mic o reprezintă în prezent fixarea industrială a N liber, prin fabricarea de îngrăşăminte azotoase. Cantitatea de N fixat pe această cale reprezintă cam 1/3 din cantitatea totală de N fixat pe cale biologică. Aceasta arată că activitatea umană afectează profund circuitul N pe scară planetară. În fabricarea azotatul de amoniu ca îngrăşămînt, N atmosferic este combinat cu H la temperatură şi presiune ridicată. Sursa de H este gazul metan sau hidrocarburile din petrol. Este evident că în actuala criză de energie, costul îngrăşămintelor fabricate devine şi el tot mai ridicat. Astefel apare firească nevoia de a găsi alte căi mai ales biologice, de fixare a N atmosferic, sau de utilizare a asociaţiilor simbionte, fixatoare de N. Există cercetări privind transferul al complexului de gene ce controlează fixarea de N, de la bacterii în celulele plantelor superioare, la grâu, porumb şi alte plante de cultură.Astfel aceste plante ar deveni capabile să fixeze N liber Problema transferului acestor gene este însă foarte complexă.deoarece implică nu numai transferul genelor ce determină producerea nitrogenezei dar şi a celor ce controlează mecanismele prin care nitrogeneza este ferită de contact cu oxigenul. Din această cauză, deşi s-a reuşit transferul genelor ce induc producerea de nitrogeneza la Agrobacterium, enzima produsă a fost inactivă deoarece aceste bacterii sînt strict aerobe. 2)Denitrificarea reprezintă o altă fază a subciclului examinat şi constă în transformări care duc la formare de oxizi de N — nitriţi (NO2) şi în final pot duce la NH3 sau la eliberare de azot molecular care se degajă în atmosferă. Diferite faze ale denitrificării sînt determinate de diferite grupe de bacterii. O serie de bacterii ca, Pseudomonas (aerob), Clostridium (anae-rob) reduc nitraţii (NO3) la nitriţi (NO2). Alte bacterii reduc mai departe nitriţii pînă la NH3, iar altele determină eliberarea N molecular (bacterii din genurile Bacillus, Thiobacillus,etc). Denitrificarea, fiind proces reducător, se produce mai intens în soluri, ape, sedimente, slab aerate, cu multă substanţă organică, şi depinde de pH-ul mediului, de temperatură şi alţi factori. Subciclul II 1)Mineralizarea compuşilor organici constă în descompunerea lor treptată, pînă la starea de nitraţi, care pot fi din nou utilizaţi de către plante. Acest proces se desfăşoară în două etape mai importante : amonificarea şi nitrificarea. a)Amonificarea constă în faptul că o serie de bacterii (ca specii din genul Pseudomonas şi altele, ca şi unele ciuperci şi actinomicete, metabolizează substanţele organice azotate aducîn-du-le la amoniac. Procesul continuă prin nitrificare. b)Nitrificarea constă în transformarea amoniacului în nitriţi (nitritarea) şi apoi în nitraţi (nitratarea). Fiecare din aceste transformări este determinată de alte grupe de bacterii care acţionează succesiv şi a căror activitate depinde de condiţiile mediului (pH, t°, umiditate). Astfel, oxidarea sărurilor amoniacale pînă la nitriţi (nitritarea) poate fi efectuată de specii din genul Nitrosomonas şi altele. Toate bacteriile care îndeplinesc funcţie de nitritare, poartă numele de nitrosobacterii. Următoarea etapă — oxidarea nitriţilor în nitraţi (nitratarea) este efectuată de nitrobacterii, dintre care cele mai importante sînt din g. Nitrobacter. 2)Faza a doua a subciclului constă în procesul de utilizare a azotului din azotaţi pentru sinteza substanţelor organice azotoase , proces efectuat de plante şi care implică un consum de energie făcut în esenţă pe seama energiei solare captate de către producătorii primari fotosintetizatori. Bilanţul global al circuitului biogeochimic al azotului este un bilanţ pozitiv pentru biosferă, deşi există scurgeri din circuit atît prin denitrifi-care cît şi prin depozitarea unei părţi de substanţe organice în sedimente. Caracterul pozitiv al bilanţului, adică a faptului că se fixează mai mult azot decît se pierde, este foarte important deoarece face posibilă creşterea biomasei întregii biosfere. Ponderea activităţii umane în acest proces este substanţială şi este concentrată în cîteva direcţii principale :
CIRCUITUL BIOGEOCHIMIC AL FOSFORULUI Rolul biologic al fosforului este de prim ordin. El este un component major al acizilor nucleici de la toate vieţuitoarele şi ca atare, este important în procesul de stocare şi transmitere a informaţiei genetice. Intră în alcătuirea fosfoproteînelor, a fosfolipidelor, în alcătuirea scheletului vertebratelor (oa fosfat de Ca). Îndeplineşte un rol esenţial în procesele metabolice , în fotosinteza şi în procesele de transfer al energiei, atît la plante cît şi la animaie prin compuşii săi macroergici — ca ATP. ATP (Adenozintrifosfatul) = coeziuni care participă la numeroase în sistemele biologice. Are rolul de a stoca energia chimică. Transferul fosfatului terminal de la ATP în procesele de fosforilare oxidativă reprezintă mecanismul prin care organismul îşi asigură principala sursă de energie pentru desfăţurarea metabolismului şi funcţiile celulare ( contracţie musculară, osmoză etc) Resinteza ATP se realizează prin adezindifosfat (ADP + P + Energie= ATP) Din această cauză, conţinutul în P din mediu (sol, apă), ca şi cel de N, reprezintă o măsură a fertilităţii şi a capacităţii productive a ecosistemului respectiv. Rezervorul principal îl reprezintă apatitul, un fosfat natural de Ca, care conţine şi F şi CI.. Importante cantităţi de fosfor se găsesc şi în rocile magmatice. Guano ,depozite de excremente, mai ales ale păsărilor acvatice — în zonele de coastă ale unor continente sau din insule oceanice, reprezintă, de asemenea un rezervor important de fosfor. Circuitul P,care nu are componenţi gazoşi, este indisolubil legat de circuitul hidrologic. P din rocile sedimentare şi eruptive de pe uscat, este eliberat prin dezagregare chimică, este spălat de ape de precipitaţie şi transportat treptat, prin rîuri spre mări şi oceane unde se depune în sedimente de pe platforma continentală sau de mare adîncime. Reîntoarcerea acestui P în circuit se produce doar parţial, în procesul de orogeneză, cînd rocile sedimentare, mai ales de pe platformele con tinentale, ajung la suprafaţă şi sînt din nou supuse dezagregării. P de la mare adîncime, practic rămîne pierdut pentru biosferă. Estimarea cantităţii de P transportat anual către ocean este dificilă. Pe fondul acestui circuit geochimic global, se grefează cirtuîtele biologice.
O dată ajunşi aceşti componenţi în mediul acvatic, fosforul anorganic dizolvat este preluat foarte repede de fitoplancton şi intră în circuitul biologic. O parte a fitoplanctonului este consumată de zooplancton care, la rîndul său, este consumat parţial de către alţi consumatori. Cadavrele şi excrementele sînt mineralizate permiţînd reintroducerea în circuit a P, dar numai parţială, deoarece o parte importantă din cadavre se depun în sedimente, împreună cu P pe care-1 conţin. P organic dizolvat, ca şi cel sub formă de detritus, parţial e folosit de bacterii dar treptat, sub formă de detritus ajunge şi el în sediment. În acest fel se produc permanente pierderi din păturile superficiale ale apei şi pe seama lor se îmbogăţesc în fosfor sedimentele şi păturile de apă de la adîncime. De aici P poate reveni la suprafaţă doar prin curenţi de convecţie. Întoarcerea fosforului din mediul acvatic în cel terestru nu compensează nici pe departe scurgerile de P. Sînt două căi mai importante de întoarcere : depunerea excrementelor păsărilor marine care este estimată la 10 000 t P/an şi pescuitul efectuat de om, prin care se readuc pe ascat cam 60 000 t P/an. Dat fiind acest caracter al circuitului P, avînd drept trăsătură particulară permanente pierderi, este firesc ca acest element să devină un factor limitant al productivităţii biologice. Carenţa fosforului este compensată prin activitatea umană. Exploatarea rocilor fosfatice şi fabricarea de îngrăşăminte cu P, introduce în. circuit 5-6 milioane t P mineral şi această cantitate esce în permanentă creştere. Alte cantităţi importante sînt introduse în circuit datorită detergenţilor care conţin polifosfaţi, precum şi datorită deşeurilor organice. Cantităţile excesive de fosfor, urmare mai ales a activităţii umane, ajunse în apele lacurilor, determină înmulţirea masivă, explozivă a algelor (înflorirea fitoplanctonului) şi reprezintă un factor important al eutrofizării apelor, o formă importantă â poluării.
Impactul diverselor sisiteme de agricultură 1)Agricultura industrializată Revoluţia industrială, tehnică şi ştiinţifică a produs, mai ales în a două jumătate a secolului XX, profunde schimbări în agricultură (folosirea combustibililor fosili pe scara largă, mecanizarea, chimizarea) care au determinat creşteri substanţiale ale producţiilor agricole, dar şi efecte negative asupra mediului. Aceste noi sisteme de cultură a plantelor aparţin agriculturii moderne, industrializate, în care suprafaţa arabilă de alimentaţie se reduce la 0,2-0,6 ha/individ/an. Menţionăm că, în momentul de faţă suprafaţa medie de teren arabil per locuitor al planetei este de 0,325 ha. În cadrul acestor sisteme de agricultură omul a reuşit să controleze într-o mare masură productivitatea ecosistemelor agricole şi să elimine controlul carnivorelor mari asupra populaţiilor de erbivore domestice. Agricultura ultimelor trei-patru decenii a înregistrat schimbări radicale. În afara de energia solară, a cărei curgere constantă întreţinea întregul sistem, omul a introdus în agricultură energia concentrată (culturală), în ultima analiză tot de provenienţă solară, a combustibililor fosili folosiţi direct (tracţiunea mecanică) sau indirect (ingrăşăminte chimice, pesticide etc.). În această agricultură industrializată s-a separat cultivarea plantelor de creşterea animalelor domestice. Aceasta despărţire arbitrară s-a soldat cu perturbarea ciclurilor biogeochimice seculare urmată de o scădere a fer-tilităţii solului. Astfel, lipsa îngrăşămintelor naturale a trebuit să fie suplinită de industrie prin introducerea într-o proportie crescândă a îngrăşămintelor chimice. Aceasta a condus la o artificializare tot mai pronunţată a unor tipuri de agroecosisteme. Posibilitatea atragerii în agroecosisteme, prin mecanizare-chimizare şi alte îmbunătăţiri tehnice, a unei energii suplimentare a condus în final la inventarea unor agroecosisteme, reduse ca întindere (culturile din sere, complexele industriale zootehnice) dar cu o eficienţă foarte mare în producţie. Agroecosistemele industriale, cum se mai numesc, depind de energia suplimentară investită de om şi măresc posibilitatea controlului aproape a tuturor factorilor care contribuie la realizarea recoltelor. Agricultura industrializată (convenţională) a oferit omului posibilitatea îndepărtării sau reducerii diverşilor dăunători prin utilizarea pesticidelor. Acest sistem de agricultură industrializată se înregistrează o serie de efecte adverse asupra naturii şi sănătăţii oamenilor. Dintre acestea amintim: - favorizarea eroziunii solului prin aplicarea îngrăşămintelor minerale,irigaţii etc.; - toxicitatea cauzată de pesticide şi îngrăşăminte. Printre consecinţele directe se inscriu incidenta sporită a methemoglobinei (datorată prezenţei în exces a nitraţilor în furaje, în alimente şi în apa potabilă) şi eutrofizării (îmbogăţirea apelor continentale cu nutrienţi). Se mai adaugă: volatilizarea amoniacului din îngrăşămintele organice şi minerale; oxizii de azot degajaţi în atmosferă ce contribuie la manifestarea efectului de seră; - scăderea calităţii produselor alimentare datorită tehnolo-giilor moderne de prelucrare. Printre altele, cauzează îngrijorare aditivii alimentari (coloranţi sintetici, conservanţi, condimente etc.) şi substanţe care contaminează alimentele (reziduurile de îngrăşăminte, pesticide, hormoni, antibiotice, metale grele etc.). - multiplicarea numărului de boli şi dăunători prin practicarea monoculturii şi scă-derea rezistenţei fiziologice naturale a plantelor şi anima-lelor prin folosirea abundentă a substanţelor chimice; - etologia animalelor (ramură a zoologiei care studiază modul de viaţă a animalelor sub aspectul obiceiurilor legate de hrănire, reproducere, depunerea ouălor etc). Marile complexe industriale de creştere a animalelor reprezintă de fapt izolarea şi hipertrofierea unor verigi ale lanţurilor trofice naturale în care animalele sunt scoase din sistemul constituit prin evolutia biologică şi ecologică sol-plantă-animal, care constituie nucleul agroecosistemului.Creşterea sterilităţii în fermele zootehnice ca ur-mare a stresului; - restrângerea biodiversităţii ca urmare a procesului de extincţie (dispariţie) a unor specii cauzat de concentrarea productiei agricole şi extinderea arealului unor specii cultivate. In strânsă corelaţie cu restrângerea biodiversităţii este creşterea vulnerabilităţii genetice şi ecologice a cultivarurilor; - despăduriri şi desţeleniri abuzive pentru extinderea suprafetelor cultivate care, corelată cu eroziunea eoliană şi hidrică conduc la extinderea deşerturilor şi la extincţia unor specii şi pe această cale; - coborârea nivelului apelor freatice (în cazul desecărilor) sau ridicarea lui în cazul irigaţiilor sau constituirii acumulărilor de apă. În figura 15 este prezentată o schiţă a evoluţiei agroecosistemelor în care sunt marcate etapele principale ale dezvoltării agriculturii. F 2) Sisteme de agricultură durabilă Durabilitatea desemnează acea dezvoltare în care sunt satisfăcute necesităţile prezentului, fără a compromite necesităţile generaţiile viitoare. Conceptul de durabil (sustainable) a apărut în ecologie, în sintagma biosferă durabilă, apoi s-a răspândit în agronomie, etică şi alte domenii. În momentul de faţă există o multitudine de clasificări legate de agricultura durabilă. În spiritul acestui curs, în sistemele de agricultură durabilă includem: sistemele agricultură integrată şi sistemele de agricultura organică (ecologică, biologică). 9.3.3.1. Sisteme de agricultură integrată Aceste sisteme se fundamentează pe stimularea proceselor naturale, care să conducă la menţinerea fertilităţii solului la un nivel ridicat şi la un control riguros al paraziţilor, cu cheltuieli moderate de energie, în condiţiile menţinerii producţiei la un nivel ridicat, fără a deranja mediul încon-jurător. Foarte mulţi oameni de ştiinţă socotesc deja agricultura convenţională drept o agricultură tradiţională, insuficient de rentabilă şi dăunătoare în general biosferei (vezi cap. 9.3.2.) şi doresc ca ea să fie înlocuită. Elemente componente ale agriculturii integrate a.) Chimizare-fertilizare Anual sunt folosite în agricultura lumii aproximativ 100 milioane tone de îngrăşăminte, care aduc un spor de producţie echivalent cu 40% din producţia mondială de cereale şi alte multe milioane tone de substanţe chimice destinate protecţiei plantelor care salvează cea.30% din recoltele obţinute. Prin intermediul acestor mijloace jumă-tate din populaţia lumii are asigurată hrana cotidiană necesară pentru subzistenţă. Cifrele acestea sumare şi aproximative ilustrează cu elocvenţă importanţa capitală pe care pro-cesul de chimizare-fertilizare al agriculturii îl are pentru întreaga planetă, pentru dezvoltarea societăţii. Dezavantajele utilizării substanţelor chimice în agricultură constau in epuizarea fertilităţii naturale a solului, determinând un grav dezechilibru în compoziţia aces-tuia, în influenţa negativă asupra calităţii alimentelor şi în modificări nefavorabile în biocenoze şi în mediul înconjurător. Cu toate acestea, disproporţia dintre avantajele pe care chimizarea-fertilizarea le-a adus omenirii fac suficient de neînsemnate deficienţele reale ale agriculturii contemporane. În acest domeniu, agricultura integrată pleacă de la con-vingerea că fertilizarea şi chimizarea sunt absolut necesare pentru o agricultură modernă de mare randament dar că aceste mijloace sunt numai o componentă a fertilităţii solului şi a protecţiei plantelor împotriva bolilor şi dăunătorilor. Alături de îngrăşăminte chimice, pe care le considerăm in-dispensabile într-o agricultură durabilă de mare randament, este necesară utilizarea din plin şi a altor mijloace care asi-gură fertilitatea solului. In primul rând trebuie intensificată fertilizarea organică a solului care să se realizeze cu materii organice compostate, în special cu acele materii organice rezultate de la marile cres-cătorii de animale. Folosirea composturilor provenite din nămolurile de la sta-ţiile de epurare şi din resturile menajere a început de altfel să fie larg răspândită în acest sistem de reciclare a tuturor reziduurilor rezultate în procesele tehnologice. Nămolurile şi resturilor provenite din staţiile de epurare reprezintă o cale extrem de larg deschisă poluării, infecţiilor şi infestărilor, de aceea, pentru obţinerea lor se aplică tehnologii adecvate de compostare si poluare. Gunoiul de grajd si îngrăşămintele verzi trebuie folosite intens în agricultura ecologică. Utilizarea leguminoaselor este, de asemenea, un mijloc important de fertilizare şi de menţi-nere a echilibrului biologic în natură. O cultura de leguminoase poate fixa în cursul unui an până la 200 kg de azot, ceea ce constituie o bază mai mult decât satisfăcătoare pentru orice cul-tură care ar urma. In ceea ce priveşte folosirea pesticidelor, se recomandă o mai mare prudenţă.Distrugerea bolilor şi dăunătorilor prin produse chimice trebuie înlocuită cu aşa numita "luptă integrată", mijloc care înglobează pesticidele dar care recomandă utilizarea lor numai în cazuri absolut necesare .
Pentru obţinerea unor mari cantităţi de produse alimenta-re agricultura contemporană a sporit conştient consumul de energie realizând tehnologii mecanizate care au cuprins toate operaţiunile: lucrările solului, întreţinerea culturilor, aplicarea de pesticide, recoltarea şi transportul produselor. Acest consum este determinat de consumul de combustibil implicat în lucră-rile cu tractorul şi de energie umană (energie activa directă); de consumul de materie şi materiale, cum ar fi sămânţa, îngrăşămintele, erbicidele, insecto-fungicidele (energia activă indirectă) şi de uzura maşinilor agricole, amortismente, reparaţii etc o (energia pasivă.). Agricultura integrată preconizează: - o redu-cere importantă a consumului de carburanţi şi implicit o mecanizare mai efici-entă; - îmbunătă-ţirea tehnologiei de cultură a plantelor irigate, în sensul economiei de apă; - alegerea celei mai bune plante premergătoare; - introducerea de plante ameliorate în rotaţia culturii; - executarea fără întârziere şi de calitate a arăturilor în vederea acumulării nitraţilor; - administrarea ra-ţională, fazială, a îngrăşămintelor, pe măsura asimilării lor de către plante. c.) Lupta integrată Lupta integrată este ansamblul de mijloace si metode (fizice, chimice si biologice) folosite pentru distrugerea paraziţilor agricoli atunci când valoarea atacului depăşeste pragul economic de dăunare (PED). a.) Necesitatea folosirii pesticidelor In agroecosisteme produc pagube: 500 de specii de ciuperci; 200 specii de buruieni, 10.000 specii de insecte si acarieni. Pentru asigurarea alimentelor necesare omenirii, societatea internatională a acceptat folosirea pesticidelor cu un rău necesar. Poluarea cu pesticide se produce pe două direcţii. - direcţia impusă de necesitatea contracarării poluării biologice care poate fi: - verde: produsă de buruieni - brună: produsă de boli si dăunători - direcţia impusă de folosirea neratională a pesticidelor b.) Principii ecologice în utilizarea pesticidelor - la acelasi efect biologic să se utilizeze produsele cele mai putin toxice; - să se evite introducerea în ecosistem a pesticidelor greu degradabile biologic (ex. atrazin la grâu), a celor cu rezidualitate ridicată, uşor levigabile (ajung mai rapid în apa freatică), a celor care au efecte secundare nedorite, bioacumulări, distrugerea entomofaunei utile (în sol distrug microorganismele care au rol important în procesul de mineralizare), în general a celor care afectează echilibrele ecologice; - nu se mai acceptă produse care prin persistenţa lor pătrund uşor în lanţul trofic plante-animale-om; - protecţia chimică nu trebuie să fie singura măsură de protecţie a plantelor. c.) Locul pesticidelor in agricultura durabilă Pentru a diminua numărul intervenţiilor chimice, pentru a evita tratamentele avertizate si aplicate după fenologia plantelor trebuie utilizate cunostinţele privind biologia si ecologia organismelor dăunatoare şi unele criterii economice. Dintre metodele curente utilizate amintim: - prognoza si avertizarea; - raportul interspecific dintre zoofagi şi dăunători - pragul economic de dăunare Prin PED se înţelege nivelul de atac al paraziţilor care duce la pierderi de recoltă egale cu costul tratamentelor. PED permite renunţarea la o lucrare de combatere atunci când densitatea bolii sau dăunătorului nu atinge valoarea PED Utilizarea PED are două avantaje: - folosirea unei cantităţi reduse de pesticide şi implicit reducerea poluării; - păstrarea mai bună a diversităţii pentru că pragurile acceptă un număr de buruieni, boli şi dăunători.
A. Consideraţii generale Exploatarea intensă a pământului folosind produsele chimice de sinteză, a condus la intoxicarea permanentă a populaţiei tuturor ţărilor industriale, cu o creştere alarmantă a frecvenţei bolilor degenerative (cancer, alergii, boli de piele grave etc.), mai ales la fermierii care întrebuinţează aceste substanţe. In plus, au apărut epidernii şi chiar endemii la animalele crescute în sistem intensiv, cum ar fi salmoneloza si tuberculoza aviară, apariţia canibalismului, precum şi creşterea extremă a agresivităţii. Tot astfel, remarcăm apariţia unor noi virusuri şi bacterii datorită hranei nenaturale (pulberi din oase şi resturi organice din abatoare, în completarea furajelor „combinate"). Un astfel de virus este cel care produce boala vacilor nebune S-au făcut experienţe cu porci crescuţi în sistem intensiv: au fost lăsaţi în libertate, să moară de bătrâneţe. In afara fenomenului de agresivitate extremă, în scurt timp toţi s-au imbolnăvit de diferite boli infecţioase şi degenerative, cu preponderenţă cancer. La control, s-a constatat degenerarea sistemului imunitar. Aceste animale au devenit rezervorul multor boli infecţioase şi paraziţi, posibil de a fi transmise şi la om. Toţi mai mulţi oameni de ştiinţă cred că, atunci când pământul este îngrăşat chimic, omorând toată viaţa din el, iar plantele sunt stropite cu substanţe toxice contra dăunătorilor, o astfel de hrană nu poate să mai contribuie la sănătatea noastră. De aceea, agricultura organică nu utilizează produse organice de sinteză (pesticide, îngrăşăminte). De aceea majoritatea ţărilor vestice subvenţionează de la stat doar agricultura biologică, întelegând prin aceasta si creşterea naturală a animalelor. Au apărut legi drastice, institutii specializate, care asigură controlul permanent al calităţii produselor, al solului în care se cultivă plantele şi al adăposturilor unde se cresc animalele. Au luat fiinţă în domeniu multe asociaţii, uniuni, cooperative etc. Produsele agriculturii curate, biologice, se distribuie azi în toată lumea prin magazinele biologice. Preturile acestor produse sunt cu 140% - 200% mai mari decât cele ale produselor agriculturii convenţionale, ceea ce face ca întreprinderile agricole biologice să fie rentabile. La aceasta se mai adaugă subvenţiile de la stat. Producţiile obţinute în agricultura biologică sunt cu 10-15% mai mici decât in agricultura convenţională, ceea ce corespunde recomandărilor Consiliului Europei pentru extensivizarea agriculturii cu minimum 20%. Sondajele de opinie arată că, în Occident, consumatorii preferă aceste produse, iar suprafeţele cultivate în sistem biologic cresc în progresie geometrică. Tot mai mulţi medici susţin că nu se poate concepe sănătatea unei naţiuni în afara sistemului de agricultură biologică. Şcolile de agricultură biologică au apărut, pentru prima dată în lume, în Europa, la începutul secolului XX. Este demn de menţionat faptul că în ţările cu o agricultură biologică semnificativă s-a dezvoltat mai întâi agricultura integrată, care a functionat şi funcţionează ca o şcoală de pregătire a agricultorilor pentru trecerea la agricultura biologică. Agricultura integrată, aşa după cum a fost numită, integrează metodele şi procedeele agrotehnice blânde, ocrotitoare de mediu (combaterea biologică a bolilor şi dăunătorilor, folosirea intensivă a măsurilor preventive de combatere, folosirea pesticidelor cel mai putin toxice, fertilizarea organo-minerală etc.) cu metodele şi procedeele intensive, dar aplicate la nivelul minimului necesar (îngrăşăminte chimice, pesticide, erbicide, mecanizare, irigare). Agricultura integrată este un mare pas înainte spre ecologizarea agriculturii. Trecerea de la agricultura convenţională, intens chimizată, la agricultura organică se realizează într-o perioadă de timp mai lungă sau mai scurtă (2-5 ani), în funcţie de o serie de factori. Pentru aceasta, bioagricultorul trebuie să încheie contracte cu autoritatea specializată din cadrul Ministerului Agriculturii. Activitatea, în aceste unităţi de producţie se va face sub îndrumarea şi sub controlul permanent al consultanţilor şi controlorilor autorităţilor competente.
În zona de amplasare a întreprinderii, se va veghea la păstrarea curată a mediului înconjurător şi a biodiversităţii. Răzoarele şi tufărişurile se vor menţine în limite rezonabile, se vor planta perdele de protecţie, pomii şi arborii răzleţi se vor păstra sănatoşi, se vor construi cuiburi pentru păsari şi ascunzişuri pentru reptile şi arici, se va inventaria fauna folositoare din zonă etc. Agricultorul biolog va ţine cont de zonarea şi microzonarea producţiei agricole, cultivând numai acele specii şi soiuri de plante, crescând numai acele specii şi rase de animale, care sunt bine adaptate în zonă şi verificate pe un numar mare de ani.
Masurile de ameliorare a solului în agricultura biologică vizează doua obiective esenţiale: - sporirea fertilităţii naturale - creşterea activităţii biologice din sol. Solul este un organism viu, care se naşte, trăieşte şi poate muri. Solul este format din 45% substante minerale, 7% substanţe organice, 25% aer şi 23% apă. Substanţa organică a solului este izvorul vieţii şi fertilităţii, de aceea popoarele anglo-saxone au denumit sistemul de agricultură al cărui obiectiv principal este menţinerea sau creşterea cantităţii şi calităţii substanţei organice din sol, agricultură organică. Substanţa organică este formată din 85% humus, 10% rădăcini de plante şi 5% flora şi fauna solului („inima" care menţine viaţa). Din acest 5%, microflora (bacterii, actinomicete, alge şi ciuperci) reprezintă 4%, iar 1 % este micro-, mezo- şi macrofauna (protozoare, nematode, colembole, acarieni, miriapode, crustacei, cârtiţe, dar mai ales râme, principalul indicator al vieţii biologice din sol). Între flora şi fauna solului pe de o parte şi humusul din sol pe de altă parte, există o strânsă corelaţie pozitivă. De aceea, piatra unghiulară a agriculturii biologice este humusul solului. Un conţinut bogat în humus este prima şansă care ni se oferă pentru a renunţa la chimicale, păstrând rentabilitatea întreprinderii. Principalele măsuri de ameliorare a solului în direcţia celor spuse mai sus sunt: - administrarea sistematică de gunoi de grajd - cel mai important îngrăşământ şi ameliorator de sol din agricultura biologică. Gunoiul de grajd se va completa cu îngrăşăminte verzi. In asolament se vor introduce plante leguminoase în proporţie de 25-33%. - menţinerea solului acoperit cu vegetaţie tot anul prin: culturi intercalate, culturi succesive, îngrăşaminte verzi, mulcire; - evitarea compactării solului. Se vor folosi tractoare şi maşini agricole uşoare, cu treceri cât mai puţine peste teren. Solul se va lucra numai la umiditatea optimă; - mentinerea pH-ului solului in limite optime (6-7), condiţie care determină valorificarea integrală a macro- şi microelementelor de către plantele de cultură şi creşterea capacităţii de tamponare a solului. Pentru corectarea pH-ului se vor folosi amendamente admise de agricultura organică; - pentru completarea necesarului de microelemente, se administrează făină de rocă (bazalt, dolomit, granit, tuf vulcanic, o dată cu gunoiul de grajd; - lucrarea protectivă a solului. Aceasta înseamnă intervenţii blânde asupra solului.
Planul de asolament este o veriga tehnologică hotărâtoare în realizarea agriculturii biologice datorită avantajelor cunoscute: menţinerea fertilitatii solului, sporirea rezistenţei la boli şi dăunători a plantelor, concomitent cu reducerea surselor de infectare etc. De exemplu, la cultura mare, la întocmirea planului de asolament pentru agricultura biologică, se va ţine seama de câteva criterii: - se vor evita culturile ierboase perene cu o durată mai mare de 2-2,5 ani. Lucerna, ca şi trifoiul, se vor cultiva pe o durată de 17-29 de luni (în cultură succesivă) sau 20 de luni (în cultură ascunsă). - alternarea speciilor care îmbogăţesc solul în azot cu cele care îl sărăcesc; - ponderea speciilor leguminoase va fi de 25-33%, îndeosebi lucernă, trifoi şi bob furajer; - plantele cu înrădăcinare adâncă vor alterna cu cele cu înrădăcinare superficială; - alternarea gramineelor cu speciile dicotiledonate; - folosirea pe scara largă a culturilor intercalate şi succesive.
Ingrăşamintele organice constituie cheia de boltă a agriculturii biologice. Cea mai mare parte din îngrăşămintele organice trebuie să provină din resurse proprii. Ingrăşămintele minerale se vor folosi numai în completarea celor organice. Este vorba, desigur, numai de îngrăşăminte minerale naturale, greu solubile, admise în agricultura biologică. In agricultura biologică nu se admite achiziţionarea de urină sau gunoi de pasăre. Se interzice folosirea fecalelor, a nămolului de la staţiile de epurare şi a composturilor menajere. Gunoiul proaspăt se administrează toamna sau iarna. Paiele cumpărate de la alte întreprinderi, ca şi cele din producţie proprie, nu trebuie să fi fost tratate cu regulatori de creştere. Cele mai folosite îngrăşăminte în agricultura biologică sunt: - îngrăşăminte organice: - gunoiul de grajd, proaspăt sau fermentat; - urina de animale sau mustul de gunoi; - îngrăşămintele verzi Chiar şi prin utilizarea acestor îngrăşăminte organice se pot face erori de supradozaj a azotului. De aceea se vor calcula cu atenţie dozele optime. îngrăşăminte minerale: - făină de rocă (bazalt, granit, tufuri vulcanice) La aplicarea îngrăşămintelor se va respecta principiul conform căruia administrarea mai deasă şi în cantităţi mici a îngrăşămintelor este mai eficientă. Pregătirea îngrăşămintelor organice (gunoi de grajd, compost, urină, must de gunoi) se va face după reţete speciale. e.) Sămânţa şi materialul săditor În principiu, sămânţa şi materialul săditor trebuie să provină din întreprinderi biologice certificate. Unde nu există această posibilitate se poate folosi material biologic convenţional, dar netratat chimic. Preparatele naturale posibil de folosit la tratarea seminţelor, sunt menţionate în anexe cu produse fitofarmaceutice admise în agricultura biologică. Se interzice tratarea chimica a seminţelor, dar şi iradierea sau tratarea acestora cu microunde. Se interzice folosirea de seminţe sau material săditor obţinut prin manipulări genetice. Este admisă înmulţirea plantelor „in vitro". f.) Controlul bolilor şi dăunătorilor Pentru controlul bolilor şi dăunătorilor în agricultura biologică, se interzice utilizarea pesticidelor de sinteză chimică. Procedeele de combatere şi preparatele fitofarmaceutice admise în agricultura biologică sunt menţionate în anexe speciale acelor acte normative care reglementează acest sector de activitate. In agricultura biologică, bolile şi dăunătorii nu se „stârpesc", împotriva lor nu se „luptă" (nu se declara război), ci ele se controlează, cel mult se combat.
Sunt cele mai importante, ca şi in medicina umană sau veterinară. Le menţionăm pe pe cele mai importante: - ameliorarea solului: humus, structură, pH, activitate biologică intensă; - fertilizarea organo-minerală echilibrată; - asolament armonios, cu multe leguminoase; - alegerea celor mai rezistente specii şi soiuri, la boli, dăunători, ger şi secetă, bine adaptate in zonă; - practicarea culturilor asociate, succesive şi a celor acoperitoare de sol; - semănatul sau plantatul la epoca optimă; - igiena fitosanitară; - cunoaşterea faunei folositoare de pe cuprinsul întreprinderii şi protejarea acesteia (perdele de protecţie, cuiburi, adăposturi etc.);
Se vor folosi după epuizarea celor preventive, mai întâi cele „blânde" (cu impact minim asupra mediului), apoi cele cu efect de omorâre. Mijloace fizico-mecanice - strângerea unor dăunători şi opărirea acestora (limacşi, gândaci); - strivirea ouălor sau chiar a unor omizi; - scuturarea pomilor, dimineaţa şi strângerea gândacilor pe folii de polietilenă; - strângerea zilnică a fructelor căzute, opărirea sau destinarea acestora pentru distilat sau pentru consumul porcilor; - tăierea unor părţi de planta atacată (făinare, păduchi etc.); - răzuirea scoarţei pomilor deasupra unor folii; - strângerea cuiburilor de omizi; - strângerea fructelor mumifiate; - văruirea pomilor de două ori pe an, toamna şi primavara; - strângerea plantelor bolnave; - instalarea de curse mecanice pentru şoareci şi şobolani; - instalarea de benzi argintii, ca sperietori împotriva păsărilor, sau plase; - instalarea de inele cleioase sau brâie-capcană în pomicultură; - instalarea de capcane cleioase, de culoare galbenă, impotriva muştei cireşelor, muştei morcovului şi a musculitei albe; - preparate care protejează sau fortifică plantele împotriva atacului unor boli. Exemplu: permanganatul de potasiu, eficient în combaterea făinării la viţa de vie, trandafiri etc. - distrugerea virusurilor prin termoterapie etc.
- instalarea de capcane biologice: părţi de plante, fructe tuberculi ş.a., pe sol, în sol, în beciuri şi depozite. Capcanele se strâng şi se opăresc; - instalarea de capcane feromonale; - înmulţirea plantelor prin culturi de meristeme (previne sau elimină infecţia). Mijloace biologice („viu contra viu"), numită şi combatere biologică - semănarea sau plantarea de plante care îndepărtează sau reduc atacul unor boli sau dăunători (usturoi, crăiţe, conduraşi, levănţică, cimbru, pelin, salvie, ceapă pătrunjel, mentă, ţelină etc.); - atragerea animalelor şi insectelor folositoare prin crearea unor condiţii bune de hrană şi adăpost: buburuze, acarieni prădători, viespi parazite etc.; - folosirea faunei utile, de crescătorie: trichograme, viespi parazite etc.; - folosirea mijloacelor microbiologice de combatere.Sunt moderne, eficace, dar încă destul de scumpe. Constau în combaterea anumitor dăunători, cu preparate obţinute din anumite microorganisme vii (virusuri, bacterii, ciuperci), care parazitează şi omoară unii dăunători; - preparate care îndepărtează dăunătorii. Exemplu: alaunul (piatra acră) care diluată în apă fierbinte (0,4%) şi aplicată pe plante are efect repelent asupra păduchilor de frunză timp de 2-3 luni; - preparate care omoară dăunătorii (insecticide). Exemplu: piretrina – insecticid natural extras din anumite varietăţi de crizanteme; săpunul de potasiu (1-3%) utilizat în combaterea acarienilor, omizilor, păduchilor ţestoşi, păduchi lânoşi etc.
Se va face preventiv (asolament optim, folosirea îngrăşămintelor verzi, fertilizare echilibrată, mulcire etc.), mecanic (cultivator), termic, manual.
Perioadele deficitare pluviometric Printr-un termen mai general şi mai cunoscut publicului larg, un interval de timp caracterizat prin lipsa sau scăderea drastică a cantităţilor de precipitaţii este denumit secetă. Conform mai multor autori, Ia scara unui interval de timp mai îndelungat, secetele reprezintă fenomenele climatice de risc cu cel mai mare impact negativ asupra societăţii omeneşti. La scara sistemului reprezentat de mediul înconjurător, seceta înseamnă o manifestare a dezechilibrului care apare în circuitul apei în natură, circuit ce leagă toate învelişurile Pământului (Atmosfera, Hidrosfera, Litosfera, Biosfera). În acest context, seceta reprezintă insuficienţa apei disponibile pentru a satisface cerinţele de evaporaţie şi transpiraţie. Mai exact, seceta înseamnă un deficit important de umiditate al unui mediu natural în raport cu disponibilităţile sale mijlocii, pe o suprafaţă întinsă şi pe o perioadă suficient de îndelungată pentru a afecta economia regiunii respective. Clasificarea În funcţie de fazele evolutive ale fenomenului, respectiv conform derulării ciclului apei, se separă: seceta atmosferică, seceta pedologică, seceta freatică, seceta hidrologică (potamologică) şi seceta hidraulică. Este vorba de interpretarea agrometeorologică a secetei. Seceta atmosferică (interpretarea climatică a fenomenului) reprezintă o perioadă cu deficit important sau cu absenţa totală a precipitaţiilor în zone în care, în condiţii obişnuite, acest lucru nu este caracteristic. Pe lângă deficitul de precipitaţii, seceta atmosferică trebuie privită în corelaţie şi cu alţi factori: temperatura ridicată şi viteza mare a vântului, ambele intensificând evapotranspiraţia; caracteristicile suprafeţei active (relieful, adâncimea pânzei freatice, gradul de acoperire şi tipul vegetaţiei etc.). Seceta atmosferică apare atunci când cantitatea de precipitaţii nu mai poate compensa evaporaţia fizică şi transpiraţia plantelor. În România, dar şi în alte ţări, au fost definite două tipuri de situaţii cu deficit pluviometric, perioadele de uscăciune şi perioadele de secetă, primele precedându-le întotdeauna pe cele din urmă. O perioadă de uscăciune reprezintă un interval de cel puţin 5 zile consecutive în care nu au căzut precipitaţii. Perioada de secetă înseamnă cel puţin 14 zile consecutive în semestrul rece al anului (octombrie-martie) şi cel puţin 10 zile consecutive în semestrul cald (aprilie-septembrie) în care nu au căzut precipitaţii sau, în cazul în care acestea s-au înregistrat, cantităţile nu au depăşit valoarea de 0,1 mm. Seceta pedologică este un rezultat al prelungirii secetei atmosferice în învelişul pedosferic, rezerva utilă de apă din sol apropiindu-se de zero. Seceta freatică apare în condiţiile epuizării rezervei de apă subterană, ceea ce duce la afectarea pânzei freatice şi la secarea izvoarelor. Seceta hidrologică (potamologica) se referă la procesul secării pâraielor şi râurilor, debitul acestora tinzând spre zero. Ea depinde de cantităţile de precipitaţii căzute, de proprietăţile solului, de caracteristicile geologice şi morfologice ale bazinelor hidrografice etc. Seceta hidraulică presupune afectarea gravă a derulării ciclului apei în mediul geografic, aceasta determinând o scădere drastică a rezervei de apă utilă din lacurile de acumulare. În funcţie de durata lor, secetele pot fi episodice, cvasipermanente sau permanente, ele apărând în regiuni cu climate, respectiv cu peisaje specifice. Secetele pot fi clasificate şi în funcţie de perioada din an în care apar. Astfel, în climatele cu patru anotimpuri se pot diferenţia secete de iarnă, de primăvară, de vară şi de toamnă, fiecare categorie având inipacte negative caracteristice asupra culturilor. Seceta de iarnă provoacă diminuarea rezervei de apă din sol necesară declanşării procesului de vegetaţie la începutul primăverii. Seceta de primăvară întârzie ciclul vegetativ, ea putând fi asociată şi cu alte fenomene de risc (vânturi puternice, furtuni de praf etc.) Seceta de vară are efecte negative condiţionate de tipurile de culturi şi de fenofaza acestora. Seceta de toamnă are consecinţe negative majore în special pentru semănăturile de toamnă, care, în condiţiile unui deficit important de umiditate în sol, încolţesc mai încet şi vor avea o rezistenţă mai mică la temperaturile scăzute din timpul iernii care urmează, ceea ce poate conduce, în primăvară, Ia necesitatea reînsămânţării cu alte culturi.
Pentru studierea zonelor afectate de secetă şi pentru identificarea consecinţelor acesteia, de mare utilitate sunt imaginile satelitare, care permit o apreciere mai exactă şi la o scară spaţială mai extinsă a fenomenului, privit prin prisma consecinţelor sale asupra peisajului natural. Repartiţia geografică a zonelor afectate de secetă, în ultimele decenii, secetele au devenit un fenomen de risc maxim, în zonele semiaride şi subumede din vecinătatea multor deserturi luând chiar aspectul unor adevărate dezastre, în aceste situaţii, secetele naturale au o contribuţie importantă la generarea unui fenomen mai complex, cel al deşertificării. Printre regiunile cele mai afectate de secetă se numără Sahelul african. In secolul 20, seceta din această zonă a cunoscut mai multe episoade. Apariţia acestor perioade cu mare deficit pluviometric este explicată atât prin cauze naturale (de exemplu, unele anomalii ale circulaţiei atmosferice asociate variaţiei temperaturii apei de la suprafaţa Oceanului Atlantic), cât şi prin cauze antropice, legate de defrişări, suprapăşunat, practicarea monoculturii, agrotehnică necorespunzătoare, suprapopulare, restrângerea nomadismului etc. În Europa, perioadele secetoase reprezintă un fenomen relativ frecvent în ţările învecinate cu Marea Mediterană, îndeosebi în timpul verii. De asemenea, deficitul de precipitaţii poate apărea destul de des în Europa Centrală şi Europa Estică. In România, secetele apar din cauza extinderii peste teritoriul ţării a unor dorsale (ale Anticiclonului Est-European, Anticiclonului Azoric, Anticiclonului Scandinav sau Anticiclonului Nord- African), respectiv de existenţa unui câmp de presiune ridicată. În aceste condiţii, masele de aer predominante sunt cele puternic continentalizate, foarte sărace în umezeală (umezeala relativă între 10-20 %). Secetele sunt specifice regiunilor extracarp atice, din cauza blocării de către Carpaţi a maselor de aer vestice, mai bogate în umezeală. Conform studiilor climatologice, intervalele secetoase prezintă o periodicitate de aproximativ 5 ani, cu un maxim în anul al II-lea sau al III-lea, spre deosebire de perioadele excedentare pluviometric, care au o periodicitate de circa 3 ani. Frecvenţa secetelor în cursul produs la sfârşitul anilor '80 şi începutul anilor '90. Mai recent, vara anului 1998, aproape întreg anul 2000 (după unii autori, seceta din acest an este comparabilă cu cea din 1945-1946}anului este maximă în perioada august-septembrie, pericolul maxim apărând în cazul secetelor de primăvară care urmează unor ierni puţin umede. Vulnerabilitatea teritoriului României faţa de fenomenele de uscăciune şi secetă a fost determinată pe baza a două criterii principale: numărul mediu anual al lunilor cu fenomene de uscăciune (Nu) şi numărul mediu anual al lunilor cu fenomene de secetă Cea mai mică vulnerabilitate (Nu < 3 luni/an) caracterizează Câmpia Vestică, Dealurile Vestice, Podişul şi Subcarpaţii Getici, Subcarpaţii Curburii, Subcarpaţii Moldovei, Câmpia Moldovei şi partea centrală a Câmpiei Române. O vulnerabilitatea mare (Nu între 3 şi 5,5 luni/an, Ns > 3,5 luni/an) este specifică litoralului Mării Negre şi Deltei Dunării. La scara întregului teritoriu al României, în cursul secolului 20 cea mai lungă perioadă secetoasă s-a manifestat în intervalul 1945-1953, cu momentul intensităţii maxime în 1945-1946. Un alt interval secetos, tot de aproximativ 10 ani, dar cu urmări mai puţin grave, s-a produs la sfârşitul anilor 80 şi începutul anilor 90. Seceta din anul 2000 a fost, după unii, comparabilă cu cea din 1945-1946. Cele mai mari pagube s-au produs în agricultură şi în exploatarea lacurilor de acumulare, care, la data de l ianuarie 2001, aveau un coeficient de umplere cuprins între 6 şi 45 %. Gradul de risc creşte în cazul anilor consecutivi, respectiv al anotimpurilor consecutive deficitare pluviometric. Yüklə 0,95 Mb. Dostları ilə paylaş:
|
