Biogeografie

Biogeografie

Biogeografia sau geografia vietii a aparut ca stiinta limitrofa intre biologie si geografie.Cel care i-a pus bazele a fost Charles Darwin.

Biogeografia tinde sa stabileasca raporturile care exista intre populatiile vegetale si animale cu celelalte fenomene si procese care au loc in cadrul celorlalte invelisuri terestre.

Biogeografia imbratiseaza un domeniu vast de probleme din care se pot desprinde 3 marii directii de cercetare in domeniul lumii vegetale si animale :

ecologia

corologia

biocenologia

Ecologia studiaza relatiile care se stabilesc intre organismele vii si mediul inconjurator al acestora respectiv raporturile de interactiune si de influenta reciproca existente intre organisme si mediu.

Corologia se ocupa cu studiul raspandirii diferitelor specii, genuri sau familii de organisme animale si vegetale, cu spatiul pe care il ocupa si cu modul in care pamantul este regionat floristic si faunistic.

Biocenologia este partea biogeografiei care se ocupa cu studiul asociatiilor vegetale si animale privite sub diferite aspecte : organizare, componenta taxonomica, dinamica si repartitie pe suprafata globului.

Biogeografia dupa R.Calinescu) este ramura geografiei care studiaza arile de repartitie a organismelor vii, modul in care organismele isi extind/restrang aceste arii, de asemenea studiaza factorii mediului ambiant si felul in care acestia actioneaza asupra organismelor si mai studiaza modul in care se asociaza fiintele vii pe suprafata terestra generand regionarea floristica si faunistica a globului.

Taxonomia este ramura biologiei care are ca obiect de studiu clasificarea ierarhica a organismelor vii in functie de originea lor si de gradul de inrudire dintre acestea.

Unitatile de clasifica 121j97b re se numesc unitati taxonomice sau sistematice sau taxoni.Aceste unitati sunt :

v  specia - cea mai mica unitate de clasificare

v  genul

v  familia

v  ordinul

v  clasa

v  increngatura

Biocenoza este ansamblul format din totalitatea populatiilor vegetale si animale care traiesc intr-un mediu cu caractere relativ omogene.Este formata din :

fitocenoza - totalitatea speciilor vegetale dintr-un teritoriu

zoocenoza - totalitatea speciilor animale dintr-un teritoriu

Mediul de viata al unei biocenoze este biotopul.

Ansamblul dintre biotop si biocenoza formeaza ecosistemul.

Flora este totalitatea speciilor de planta dpv taxonomic.

Vegetatia este totalitatea speciilor de plante care prezinta adaptari fata de aceleasi conditii de mediu.

Limitele biosferei

Materia vie este inegal distribuita pe suprafata terestra, astfel ca regiuni intinse ale ale continentelor sunt sarace in organisme vii : largul marii sau oceanelor, adancimile oceanului planetar, domeniile aride.

Dar exista regiuni ale globului in care viata are mare concentrare : in oceane in zona recifurilor coraligene, in delte, in estuare, platforma continentala, in padurile ecuatoriale.

Limitele biosferei in atmosfera

Frontiera superioara a biosferei in atmosfera este conditionata de intensitatea critica a radiatiei solare dincolo de care nu mai poate exista viata.Intensitatea corespunde cu inaltimea de 25-30 km.Densitatea cea mai mare a organismelor vii este instratul inferior al acesteia in troposfera inferioara(50-70 m).

Limitele biosferei in hidrosfera

Aici viata ajunge pana la cele mai mari adancimi oceanice adica peste 11 000 m.Limita regnului vegetal este pana la 400 m, exceptie facand bacteriile anaerobe.Limita regnului animal este pana la peste 1000 m adancime.

Limitele biosferei in litosfera

Aici se pare ca frontiera inferioara a biosferei ajunge pana la cea mai profunda zona a paturii sedimentare.Este o limita teoretica intrucat din cauza absentei fisurilor deschise si hranei este rar atinsa.In principiu microorganismele pot patrunde in adancurile litosferei pana unde patrund si capilarele acvifere(resursele de apa).

O.B.A orizontul bioactiv) este un strat superficial bogat in substante organice in care se dezvolta sistemul radicular al plantelor.

Organizarea generala a biosferei

Sistemul biosferei este pe baza de feedback(preluare de substanta si producere de energie).Sunt 2 tipuri de ierarhie la nivelul biosferei :

individuala - care cuprinde toate sistemele din interiorul unui organism : celula, tesut, organe, organism

supraindividuala - care cuprinde : individul, populatia, biocenoza, biomul, biosfera

Factorii de mediu

Categorii de factori :

factori abiotici care pot fi : de natura climatica, geomorfologica sau edafici

factorii biotici care se concretizeaza in ansamblul relatiilor care se stabilesc intre organismele vii : relatii fitogene(planta-planta), relatii zoogene(animal-animal) si relatii biogene(planta-animal)

factorul antropic se concretizeaza prin actiuni voluntare, involuntare ale societatii omenesti cu impact asupra organismelor

Factorii abiotici

Influenta luminii asupra organismelor vii

Lumina influenteaza speciile vegetale si animale : influenteaza raspandirea, influenteaza procesele metabolice din viata plantelor si animalelor, influenteaza bioritmul speciilor si anumite functii(nutritie, reproducere).

Influenta luminii asupra plantelor

Cantitatea de lumina difera, variind in functie de procesele atmosferice.

Procese fiziologice influentate de lumina

procesul de asimilatie clorofiliana(fotosinteza)

Majoritatea plantelor verzi pt a realiza fotosinteza au nevoie de lumina, exceptiile fiind reprezentate de ciuperci, bacterii, unele plante superioare parazite sau carnivore

evacotranspiratia care asigura circulatia substantelor minerale nutritive de la radacina la frunza si se materializeaza prin eliminarea de catre planta a apei din sol si acest proces creste dp cu lumina

Adaptari ale speciilor vegetale fata de intensitatea luminii

cresterea si forma plantelor

coloramentul arborilor

competitia pt lumina

Dupa lumina sunt mai multe categorii de plante(plante indicatoare de lumina) :

o           plante fotofile(heliofile sau eurifote) adaptate la intensitatea mare a luminii si sunt specifice mediilor de tundra, stepa, preerie, pampas, deserturi, stratul superior al padurilor si versantilor cu expunere S, S-V, E

o           plante heliosciofile care suporta o usoara umbrire(semiumbra)

o           plante ombrofile(sciofile sau fotofobe) care sunt in stratul inferior al padurilor tropicale umede, versantii umbriti sau in pesteri

Influenta luminii asupra animalelor :

asupra coloritului

asupra ritmului activitatii

asupra bioritmurilor zilnice si sezoniere care duc la diapauza insectelor, reproducerea pasarilor, a mamiferelor, migratia, hibernarea

Adaptari ale animalelor in conditii diferite de iluminare :

homocromia permanenta care este capacitatea organosmelor de a copia culoarea mediului de viata

culoarea de avertizare care reprezinta schimbarea aspectului coloristic in functie de situatie

Dupa lumina sunt :

animale fotofile

animale ombrofile

Influenta temperaturii asupra organismelor vii

Limitele de toleranta ale organismelor fata de temperatura

Exista un ecart termic pe care majoritatea organismelor il suporta intre 0 si 50 grade Celsius.

Dupa gradul de adaptabilitate la variatiile de temperatura organismele se clasifica in :

organisme euriterme - care suporta variatii de temperatura

organisme stenoterme - care nu suporta variatii

Dupa capacitatea de a regla temperatura corpului in functie de mediul ambiant sunt :

organisme poikiloterme

organisme homeoterme

Adaptari ale planteor fata de temperaturile scazute

dispunerea ramurilor pe sol rezultand formatiuni vegetale pitice pt a conserva energie

cresterea plantelor sub forma de pernite(covor)

formarea tulpinilor si ramurilor in sol, la suprafata aparand numai frunzele si florile

trecerea sezonului nefavorabil/calduros sub forma de seminte, bulbi sau tuberculi

piederea frunzelor

Adaptari ale animalelor 

dezvoltarea unui strat de blana gros

acumularea de tesut adipos sub piele

aglutinarea indivizilor unei specii

Adaptari comportamentale 

cautarea microhabitatelor cu temperaturi mai favorabile care se concretizeaza prin migratii

construirea de tuneluri sau galerii

ingroparea in nisip ziua

hipotermie adaptiva(hibernare) adica stare de latenta det de frig

estivarea generala de incalzire excesiva

Temperatura are rol in etajarea pe altitudine si definirea zonelor de vegetatie latitudinala(stratificare termica).

Plantele se pot grupa in categorii(plante indicatoare de temperatura) :

plante megaterme - in medii unde t.m.a=ct >20 grade C

plante mezoterme - in medii unde t.m.a intre 15 - 20 gr C

plante microterme - t.m.a intre 0 - 15 grade C

plante hechistoterme - t.m.a = 0 grade C

Influenta umiditatii asupra organismelor vii

Apa intra in alcatuirea organismelor vii.Este sursa de hrana pt viata deci este vitala.Apa este mediu de viata pt majoritatea speciilor de pe pamant.

Categorii de plante dupa umiditate :

plante hidrofile

plante higrofile

plante mezofile

plante xerofile

Influenta solului asupra organismelor vii

Prin calitatile sale, respectiv continutul in substante minerale, Ph textura si structura, solurile influenteaza dezvoltarea si raspandirea pe suprafata terestra a speciilor vegetale si animale.

In functie de dependenta fata de sol se disting 2 categorii principale de plante :

plante independente de sol

plante dependente de sol

Dupa componenta chimica a solurilor se disting :

plante nitratofile - concentratie mare de compusi ai azotului

plante halofile - soluri bogate in clorura de sodiu

plante calcifile - bogate in carbonat de calciu

plante glicofile - sol sarat in sare(soluri dulci)

Dupa Ph-ul solurilor se disting :

plante acidofile(oxifile) - soluri cu Ph scazut intre 5.5 - 6.2

plante neutrofile - Ph intre 6.2 - 7

plante bazifile - Ph > 7(soluri alcaline)

Dupa textura si structura solurilor :

plante psamofile - adaptate la soluri nisipoase

plante litofile - cresc pe prundisuri si bolovanisuri

plante casmofile - cresc pe stancarii

Factorii biotici

Acesti factori rezida in totalitatea relatiilor care se stabilesc atat intre indivizii aceleiasi specii -> relatii intraspecifice, cat si intre indivizi care apartin unor specii diferite -> relatii interspecifice.

Relatiile interspecifice reprezinta trasatura fundamentala a oricarei biocenoze care determina o anumita organizare la nivelul sistemului biocenotic, orienteaza actiunea selectiei naturale si determina ritmul acesteia.Anumite relatii interspecifice pot avea caracter permanenet fiind esentiale pt mentinerea biocenozei ca un intreg iar altele pot avea rol secundar, efemer si neesential.Aceste relatii se stabilesc atat intre reprezentantii aceluiasi regn cat si intre specii din regnuri diferite.

Dupa apartenenta la regn a indivizilor unei specii se disting 3 tipuri de relatii interspecifice :

relatii fitogene

relatii de simbioza

relatii zoogene

Mai exista relatia de mutualism(relatie tacita reciproc avantajoasa), competitia pt hrana, relatia de comensalism, relatii biogene(planta + animal).

Dupa functiile pe care le-au generat sau au stat la baza lor relatiile interspecifice sunt :

relatii legate de reproducere

relatii legate de diseminarea indivizilor(raspandirea)

relatii legate de protectia speciilor

relatii trofice(legate de nutritie)

Arealul biogeografic

Acesta reprezinta teritoriul pe care se afla raspanditi indivizii unei specii.Un rol important in formarea arealelor biogeografice revine centrului biogenetic care reprezinta punctul in care a aparut pt prima data o specie pe suprafata terestra.Din acest centru indivizii tind sa se extinda in teritoriu atat de mult cat le permit conditiile de mediu fata de care acestea prezinta anumite adaptari.Intre cauzele care pot influenta extinderea la distanta mai mare sau mai mica de acest centru a indivizilor unei specii pot fi mentionate : cauzele orografice, cauzele climatice, cauzele hidrologice, cauza antropica.

Caracteristici ale arealelor :

marimea arealelor

forma arealelor

densitatea indivizilor intr-un areal

vechimea arealelor

Marimea arealelor

Factori care influenteaza marimea :

adaptabilitatea indivizilor unei specii la variabilitatea cond de mediu :

specii cu valenta ecologica mare(specii euribionte,euritope,ubicviste)

stenobionte(stenotope)

capacitatea de prolificitate a speciilor

vechimea speciei

mijloacele de diseminare ale indivizilor unei specii :

diseminarea activa(autocorie) presupune raspandirea indivizilor unei specii prin mijloace proprii

diseminarea pasiva imbraca mai multe forme in functie de agentul care intermediaza raspandirea indivizilor :

o         anemocoria - cu aj vantului

o         hidrocoria - cu aj apei

o         zoocoria - cu aj altor specii faunistice

o         de om - voluntar sau involuntar

Forma arealelor

cvasicirculare

discontinue

Tipuri de areale

Dupa marime

cosmopolite(ubicviste) - areale mari

endemice - cu o raspandire limitata - dupa vechime :

paleoendemice

neoendemice

Dupa forma

circumterestre - care inconjoara globul intre anumite grade de latitudine corespunzatoare unor specii cu preferinte climatice diferite si au subtipuri :

circumpolar boreale

circumtemperat boreal

pantropical(circumtropical)

Cartarea si reprezentarea cartografica a arealelor poate pune in evidenta aspecte referitoare la marimea arealului, de raspandire a unei specii, forma arelului, valenta ecologica a speciei, orezenta unor obstacole pe care indivizii unei specii nu le pot depasi concentrandu-se in proximitatea acestora.Poate pune in evidenta dinamica sau evolutia in timp a arealului unei specii rezultat din analiza unor reprezentari cartografice la un anumit interval de timp.

Metodologia cartarii si reprezentarii cartografice a arealului unei specii

documentarea asupra preferintelor ecologice si asupra comportamentului speciei respective

identificarea si inventarierea punctelor sau statiunilor in care a fost semnalata prezenta cel putin a unui reprezentant al speciei respective

inscrierea pe harta a raspandirii speciei utilizand in acest scop metoda menita sa sugereze cel mai bine caracteristicile arealului de raspandire :

a punctelor sau semnelor conventionale indicatoare at cand statiunile de raspandire se afla la distante mari unele fata de altele

a limitelor este indicata at cand specia are o raspandire continua pe un anumit teritoriu iar in limitele acestui teritoriu statiunile de raspandire au o anumita constanta

metoda fondului calitativ at cand perimetrul arealului este foarte mare

Dpv stiintific si practic prezinta importanta deosebita reprezentarea cartografica a arealelor urmatoarelor categorii de elemente floristice si faunistice :

arealele unor specii endemice rare sau foarte rare sau noi pt stiinta

arealele unor specii floristice/faunistice care isi au centrele biogenetice in afara granitelor unei tari

arealele unor specii vulnerabile/periclitate/amenintate cu disparitia

arealele unor specii cu valoare economica

arealele unor specii cu valoare terapeutica

etc

Modelul arhitectural al formatiilor vegetale

Zonele de vegetatie sunt determinate latitudinal si reprezinta prelungiri ale vegetatiei la nivelul continentului european.

Pe teritoriul Romaniei se desfasoara urmatoarele zone de vegetatie :

zona de stepa - cu climat continental excesiv

zona de silvostepa

zona padurilor cu frunze cazatoare(foioasa sau zona nemorala)

Etajele de vegetatie din Romania sunt determinate de etajarea altitudinala a reliefului :

etajul padurilor de foioase(nemoral) cu subetaje :

al gorunului

gorun in amestec cu fag

al fagului

fagul in amestec cu rasinoase

etajul coniferelor(rasinoaselor sau boreal)

etajul subalpin

etajul alpin

Culori ecologice pe hartile de specialitate :

zona stepei - portocaliu

zona silvostepei - galben

zona nemorala - maroniu sepia

etajul nemoral - verde

etajul boreal - albastru

etajul subalpin - gri deschis

etajul alpin - gri inchis

Fisa biogeografica

Reprezinta un model de evaluare pe teren a modelului arhitectural al formatiilor vegetale(stratificare, componenta floristica a acesteia, abundenta si dominanta pe specii vegetale si straturi de vegetatie) precum si a potentialului ecologic al teritoriului pe care este localizata formatia vegetala analizata.

Este structurata pe 3 sectiuni :

Informatii referitoare la localizarea fizico-geografica si biogeografica a suprafetei de proba sau experimentale in cadrul careia vor fi efectuate observatiile

Alegerea suprafetei de proba trebuie sa tina cont de natura formatiei vegetale(ierboasa sau lemnoasa).Dimensiunile suprafetei de proba trebuie sa permita surprinderea unui nr cat mai mare de specii floristice si faunistice caracteristice formatiei vegetale pe care dorim sa o analizam.Dimensiunile standard pt formatii forestiere sunt intre 100 - 500 m patrati iar pt formatii de pajiste intre 1 - 10 m patrati

Informatii referitoare la caracteristici ale modelului arhitectural respectiv : straturile de vegetatie, componenta floristica a fiecarui strat de vegetatie, abundenta pe specii vegetale, dominanta pe straturi de vegetatie, speciile animale existente in cadrul formatiei vegetale si alte obs

Straturile de vegetatie se vor inscrie prin urmatoarele nr de cod :

5 - pt stratul arborilor mai mari de 7 m

4 - pt stratul arborescent intre 3.5-7 m

3 - pt stratul arbustiv intre 1.5-3.5 m

2 - pt stratul subarbustiv intre 0.5-1.5 m

1 - pt stratul erbaceu si muscinal sub 0.5 m

0 - litiera(continua sau discontinua)

Abundenta pe specii este gradul de prezenta sau nr de indivizi dintr-o specie care apare in cadrul unui strat de vegetatie.

Dominanta pe specii este ponderea detinuta de fiecare specie in cadrul unui strat de vegetatie.

Dominanta pe strat este gradul de acoperire in suprafata de proba realizat de catre fiecare strat de vegetatie.

Pe fisa dominanta pe specii/straturi de vegetatie se inscrie prin urmatoarele nr de cod :

5 - dominanta intre 75-100 %

4 - intre 50-75 %

3 - intre 25-50 %

2 - intre 10-25 %

1 - intre 1-10 %

+ sau p - sub 1 %

Informatii referitoare la potentialul ecologic pe care este suprafata de proba

Potentialul ecologic reprezinta ansamblul factorilor abiotici ai mediului care reprezinta suport si resurse pt existenta si dezvoltarea organismelor vegetale si animale.

Etapele intocmirii unei fise biogeografice

alegerea suprafetei de proba

realizarea inventariului cat mai complet al speciilor vegetale care caracterizeaza fiecare strat de vegetatie

aprecieri asupra abundentei si dominantei

informatii referitoare la potentialul ecologic

Metoda grafica

Piramida de vegetatie este o metoda grafica cu ajutorul careia se reprezinta modelul arhitectural al unei formatii vegetale.Pt realizarea ei se folosesc informatiile din sectiunea 2 a fisei biogeografice : nr de cod corespunzatoare stratelor de vegetatie si dominanta pe strat.

Importanta practica a piramidei de vegetatie

Poate oferi informatii referitoare la straturile de vegetatie care caracterizeaza o anumita formatie vegetala, gradul de acoperire in suprafata realizat de catre fiecare strat de vegetatie, tendintele evolutive ale stratelor de vegetatie, caracterizarea litierei, informatii referitoare la protectia suprafetei topografice in raport cu procesele de modelare actuala, natura formatiei vegetale.

Determinarea sezonului de vegetatie cu ajutorul histofenogramei

Sezonul de vegetatie reprezinta perioada fiziologica activa din viata plantelor in care acestea au aparat foliar(frunze) in diferite stadii de dezvoltare.Pe parcursul sezonului de vegetatie se succed mai multe etape evolutive in viata plantelor concretizate prin modificari sezoniere ale morfologiei acestora.Aceste etape se numesc faze fenologice sau fenofaze.Principalele fenofaze sunt :

inmugurirea

infrunzirea

inflorirea

fructificarea

coacerea

diseminarea

pierderea partiala/totala a frunzelor

Declansarea si sfarsitul sezonului de vegetatie sunt dependente de temperatura si sunt ip cu altitudinea si latitudinea.

Histofenograma este o metoda grafica cu ajutorul careia se determina durata sezonului de vegetatie si a fenofazelor care se succed pe parcursul acestuia intr-un anumit teritoriu.Pt relizarea ei se folosesc valorile t.m.l anuale sau mediile lunare multianuale.

Importanta practica a histofenogramei

ofera informatii asupra duratei medii si efective a sezonului de vegetatie si a fenofazelor acestuia intr-un anumit teritoriu

histofenogramele anuale releva variabilitatea de la an la an a sezonului de vegetatie si a fenofazelor acestuia

analiza lor atesta faptul ca durata sezonului de vegetatie scade cu altitudinea si latitudinea iar durata fenofazelor prezinta modificari legate de distributia altitudinala a invelisului vegetal

prezenta pe grafic a tuturor prgurilor termice si larga desfasurare in timp a intervalului cu t.m.l de peste 20 gr C explica prezenta in teritoriul analizat a unui potential termic favorabil dezvoltarii unor elemente floristice cu exigente diferite fata de temperatura si explica frecventa ridicata a elementelor termofile iar inexistenta pragurilor termice de 15 sau 20 gr C atesta conditii termice nefavorabile dezvoltarii plantelor termofile si explica frecventa mai ridicata in teritoriul analizat a speciilor microterme si hechistoterme

histofenograma ofera informatii asupra posibilitatii introducerii unor specii floristice in cadrul spatiilor verzi din mediul urban precum si introducerea unor plante de cultura in cadrul ecosistemelor agricole

Profilul biogeografic

Reprezinta o sectiune realizata in cadrul invelisului vegetal pe un anumit aliniament rezultata din intersectarea acestuia cu un plan vertical.Sunt 3 metode de realizare :

metoda hartilor la aceeasi scara(superpozabile)

metoda fiselor biogeografice

direct pe teren

Realizarea profilului prin prima metoda :

construirea profilului morfologic(topografic) pe baza hartii hispometrice sau topografice

reprezentarea sub linia profilului morfologic prin metoda benzilor colorate a succesiunii tipurilor genetice de soluri preluate de pe harta solurilor la aceeasi scara cu harta hipsometrica sau transformate la scara acesteia

pe profil vor fi inscrise prin metoda benzilor colorate cu culori ecologice domeniile biogeografice traversate de aliniamentul de profil

pe aliniament : categoriile de ecosisteme, tot ce este padure=ecosistem forestier

pot fi inscrise ariile protejate traversate de aliniamentul de profil