Structura spatiala a ecosistemelor si circuitele trofice

Ecosistemul este omogen numai in general, iar in particular este heterogen. In interior exista un grad mare sau mic de neuniformitate. Substratul si elementele factorilor climatici apar in configuratie variata. Asemenea fragmente se numesc microhabitate ce au o dozare a segmentelor abiotice ce convin speciilor biotice care au valente ecologice diferite fata de aceeasi factori fizici.

Structura spatiala intr-o biocenoza se manifesta atat in plan orizontal, cat si vertical.

Structura orizontala a unei biocenoze consta in unitati functionale dispuse in plan orizontal in raport cu dimensiunile spatiului ocupat si de influenta factorilor de mediu.

Bioskena (consortiul) - unitatea structurala minima a biocenozei care consta dintr-un fragment minim de spatiu impreuna cu vietuitoarele care il populeaza. Termen introdus de zoologul A. Popovici-Baznosanu. Este cea mai mica subdiviziune spatiala a ecosistemului.

Exemplu: fetele unei frunze; consortii sunt de exemplu diverse segmente ale unei ciuperci cu palarie, alcatuite din mai multe grupari functionale (corpul ciupercii, lamelele de sub palarie, suprafata exterioara a palariei); in jurul unui arbore de stejar sew formeaza un consortiu alcatuit din mai multe cercuri de specii cu definite functii trofice in consortiu.

. Sinuzia - ansamblul format din mai multe biosckene. De exemplu muschii si lichenii pot forma mai multe sinuzii in cadrul aceleiasi paduri.

Microcenoza- microstructura juxtapusa mai mica decat sinuzia, formata dintr-o asociatie de specii determinata de prezenta unui adapost sau a unei surse de hrana (gramezi de balegar).

Merocenoza - parte repetabila a unei biocenoze si asociatiile de vietuitoare proprii acesteia (exemplu, frunze, flori, seminte, etc).

Habitatul - acea parte a unui ecosistem ocupata de indivizii unei specii, care ofera acestora toate conditiile de dezvoltare si evolutie. Marimea habitatelor variaza mult: de la habitate foarte mari (oceanul), la mari (campia), mici (resturi vegetale pe cale de descompunere) sau foarte mici (intestinul unei insecte).

Elementele structurii orizontale ale ecosistemului ne dau posibilitatea sa recunoastem faptul ca ele reprezinta o realitate obiectiva care reflecta nu numai eterogenitatea ci si integralitatea elementelor ecosistemului, deoarece fiecare componenta de grad inferior este integrata intr-un grad superior.

Structura verticala a biocenozei (stratificarea) este cauzata de variatiile pe verticala a factorilor fizici ai mediului si determina gruparea verticala a speciilor in conformitate cu reactiile lor fata de acesti factori.

Cuprinde notiunea de stratificare pentru plantele care ating aceeasi inaltime fata de suprafata solului; animalele si bacteriile sunt dispuse in straturi corespunzatoare stratificarii vegetatiei. Stratificare exista in orice tip de ecosistem din mediu terestu si acvatic.

Ecosistemul terestru are minim trei straturi: mineral, organic, patoma (pelicula subtire de la suprafata solului), la care se poate adauga si straturi epipatomice.

In mediul acvatic stratificarea apare in mod similar datorita variatiei in concentratie a factorilor fizico-chimici pe verticala. In functie de preferintele lor in temperatura, salinitate, presiune, lumina, speciile se distribuie in straturi (zone): zona epipelagica (0-300m adancime), mezopelagica (300-1.000 m), batipelagica (1.000-4.000 m), abisopelagica (peste 4.000 m).

In straturile superioare predomina procese de asimilatie a energisi, iar in straturile inferioare predomina fenomene de degradare finala a energiei.

Structura trofica a unei biocenoze reprezinta rezultatul relatiilor de hranire dintre populatiile componente, conectate intr-o retea trofica. Toate populatiile din cadrul biocenozei sunt parte a retelei trofice, niciuna neputand exista de sine statator timp indelungat. Din punct de vedere al functiilor pe care le indeplinesc biocenoza cuprinde urmatoarele grupuri de organizare:

Producatori: organisme autotrofe capabile sa-si sintetizeze substantele necesare vietii pornind de la elemente minerale, apa si energia luminoasa (de la alge unicelulare la plante superiare). O mica parte dintre organismele autotrofe utilizeaza energia rezultata din unele procese chimice fiind denumite chemosintetizatoare (unele bacterii).

Consumatori: organisme heterotrofe care nu pot sintetiza direct substantele organice proprii pornind de la componentele simple abiotice (apa, saruri minerale si energie . In functie de hrana folosita acestia se grupeaza in:

fitofage sau consumatori primari - care se hranesc cu plante;

carnivore sau consumatori secundari - care se hranesc cu alte animale;

detritivore sau consumatori micsti - care se hranesc cu resturi de natura vegetala si animala (viermi, unele protozoare, insecte). Tot in categoria consumatorilor micsti intra si animalele omnivore, care consuma atat plante, cat si animale. Acestea pregatesc actiunea descompunatoare a microorganismelor, fragmentand detritusul (resturi vegetale si animale in descompunere in elemente de dimensiuni mici; in aceasta categorie intra si animalele necrofage care se hranesc cu cadavrele altor animale; si saprofitele (ciupercile) care sunt plante ce se hranesc cu resturi de plante, uneori si de animale.

- descompunatorii sau consumatori tertiari (bacteriile si ciupercile)- sunt organisme care prin procese de oxidare sau reducere, transforma substanta organica moarta pe care o descompun pe cale enzimatica, in compusi anorganici si organici simplii.

La baza structurii trofice se afla intotdeauna producatorii primari, deoarece ei asigura intrarile de energie in biocenoza. Producatorii primari au capacitatea de de a transforma energia radianta solara (prin procesul de fotosinteza) sau energia chimica din unii compusi anorganici (chemosinteza) in energia chimica continuta in materia organica sintetizata. Cea mai mare cantitate de energie ce patrunde la nivelul biosferei provine din fotosinteza (peste 99%).

Din punct de vedere entropic, producatorii primari sunt generatori de entropie negativa (contribuie la scaderea entropiei), in timp ce celelalte nivele trofice (consumatorii si descompunatorii) genereaza entropie.

Biomasa reprezinta greutatea totala a organismelor de un anumit tip si/sau de pe o anumita unitate de suprafata sau volum.

Lantul trofic se refera la transferul de materie si energie de la producatorii primari, succesiv, prin diferite populatii care sunt un consumator pentru populatia precedenta si o prada pentru populatia imediat urmatoare. Astfel ca in structura lantului trofic poate intra un numar variabil de verigi. De exemplu, in padurile temperate: iarbaiepurevulpi; sau arbore afide coccinelide paianjeni pasari insectivore pasari rapitoare (sau mamifere rapitoare).

Nivelul trofic se refera la pozitia ocupata de indivizii unei populatii in cadrul unui lant trofic in raport cu producatorii primari.

Relatiile trofice se refera la tipurile de relatii care se stabilesc intre organisme care apartin unor nivele trofice diferite.

Reteaua trofica se refera la ansamblul lanturilor trofice, inclusiv descompunatorii si include totalitatea populatiilor dintr-o biocenoza.

Examinand structura trofica, apare clar ca pe masura ce inaintam spre varful lantului trofic, animalele dispun de resurse tot mai putine, astfel ca ele trebuie sa-si desfasoare o activitate tot mai intensa pentru a-si satisface necesitatile nutritive.

Raporturile dintre nivelele trofice pot fi reprezentate grafic sub forma unor piramide. In ecologie exista trei tipuri de piramide ecologice (trofice sau eltoniene), ca reprezentare grafica a relatiilor trofice, constituite dintr-o piramida in trepte care cuprinde numarul indivizilor, biomasa sau energia cuprinsa in fiecare nivel trofic.

Piramida numerelor indica dependenta numarului de indivizi de pe un nivel trofic, functie de numarul de indivizi de pe alt nivel trofic.

Piramida biomaselor exprima greutatea indivizilor de pe diferite nivele trofice.

Piramida energetica considera activitatea microorganismelor care nu pot fi reprezentate in piramidele numerice si de biomasa.

Figura 1. Exemplu de piramida trofica intr-un mediu acvatic

Cand se calculeaza momentan biomasa intr-un ecosistem acvatic, greutatea producatorilor poate fi mai mica fata de cea a consumatorilor, astfel incat piramida apare modificata

Figura 2. Piramida biomasei intr-un ecosistem acvatic