Padurea si efectele poluarii asupra speciilor forestiere

Argument

Este un fapt demonstrat ca padurea reprezinta un factor de echilibru de neinlocuit in cadrul biosferei,acumuland si schimband permanent energie cu mediul fizic in care se afla, contribuind in acest fel la transformarea si perfectionarea ecosistemelor. Se poate afirma fara exagerare ca de existenta padurii este strans legata dezvoltarea societatii si civilizatiei omenesti, asa dupa cum se poate spune ca despaduririle au contribuit in mare masura la decaderea si disparitia unor popoare si civilizatii. Daca la inceputul istoriei acest proces negativ se manifesta pe spatii relativ mici, treptat, pe masura cresterii populatiei pe Terra, a cresterii presiunii exercitata de catre om asupra mediului natural, suprafetele devastate de "scutul verde" s-au extins pe zone largi aproape in fiecare continent, zone in care desertul si eroziunea s-au instalat cu drepturi depline amenintand existenta popoarelor respective.

Este unanim recunoscut rolul pozitiv pe care il are vegetatia forestiera in improspatarea aerului, reglarea debitului de apa, stavilirea calamitatilor provocate de uragane si nori de praf in protectia solului si in crearea unor microclimate favorabile dezvoltarii umane. Padurea reprezinta un scut impotriva vantului, in oprirea si reducerea zgomotului. Astazi sunt de neconceput asezari umane moderne fara parcuri, zone verzi si paduri, care reprezinta adevarate bariere impotriva poluarii aerului cu pulberi si gaze, a poluarii radioactive si fonice.

Eu am ales sa descriu aceasta tema deoarece in zilele noastre, padurile sunt supuse din ce in ce mai mult impactelor antropice, numarul lor scazand drastic.

Datorita fenomenului de poluare aflat intr-o continua ascendenta, pamantul isi pierde cu repeziciune padurile de care are atata nevoie, astfel incat in 70 de ani suprafata forestiera a Terrei s-a redus de la 52 la 32 de milioane de kilometri patrati.

In aceasta lucrare voi descrie impactul pe care il poate avea poluarea, din ce in ce mai agresiva, asupra ecosistemelor de padure si anume: micsorarea suprafetei forestiere, efectul de sera, ploile acide, alunecarile de teren, scaderea cantitatii de oxigen si cresterea cantitatii de dioxid de carbon si multe altele acestea fiind unele dintre cele mai importante.

Omul trebuie sa invete sa pastreze permanent un echilibru intre valorificarea si conservarea naturii, in special a ecosistemelor silvice, ele reprezentand cel mai important factor stabilizator al mediului inconjurator ce asigura conservarea resurselor de apa si echilibrarea regimului de scurgere. Ele aduc mari servicii societatii omenesti, contribuind la cresterea calitatii vietii prin functiile multiple de protectie si productie pe care le indeplineste. Prezenta si infatisarea lor imprima o nota particulara in multe zone climatice; acolo de unde au disparut s-au produs schimbari ale caracteristicilor termice si hidrice ale teritoriilor respective, ale solurilor si, in final, modificari pronuntate ale mediului in ansamblu. Toate acestea exprima interactiunile existente in natura intre vegetatie, ape, soluri, fiind strins legate de rolul important pe care il are padurea in evolutia reliefului, in formarea insusirilor stratului de aer de langa sol, a solului insusi, precum si conservarea acestora de-a lungul unor mari perioade de timp.

Padurile contribuie la formarea si protectia mediului, avand insa si ele nevoie de ocrotire permanenta din partea omului. Faptul se explica prin pluriifunctionalitatea ecosistemelor forestiere, padurea nefiind numai element component al mediului, ci si producatoare de multiple si valoroase bunuri si servicii indispensabile comunitatilor umane.

Padurile produc bunuri precum: materiale deosebit de utile, cum ar fi: lemn pentru constructii, pentru industria mobilei, a instrumentelor muzicale, celulozei, hartiei, lemn pentru foc. Fauna padurii ofera vanat pentru carne si blanuri, dar si variate fructe, ciuperci si plante, apreciate pentru valoarea lor nutritiva.

In procesul de fotosinteza, padurea are o contributie deosebit de importanta in regenerarea rezervei de oxigen la nivel global. Un hectar de padure produce anual aproximativ 30 tone oxigen, din care, aceasta consuma circa 13 tone in procesul de respiratie a arborilor sai. Vegetatia arboriscenta a padurii pe supafata de un hectar consuma in procesul de fotosinteza circa 16 tone dioxid de carbon avand un rol relevant antipoluant. Arborii si arbustii din padure contribuie de asemenea, la atenuarea zgomotului de intensitati diferite, au o influenta pozitiva pe care o exercita asupra regimului eolian, a umiditatii si temperaturii aerului, precum si a vibratiilor aerului.

In acest sens, in literatura de specialitate se mentioneaza ca perdelele forestiere au capacitatea de a reduce zgomotul pana la 10 decibeli; in SUA s-a consemnat ca o fasie de padure lata de aprozimativ 30 metri trasata de-a lungul soselei, reduce zgomotul produs de circulatia autovehiculelor cu 8-11%.

Ansamblul conditiilor fravorabile vietii create in padure determina ca frecventa pulsului sa se reduca cu 4-8 pulsatii pe minut, sa se tinda spre optimizarea tensiunii arteriale si sa favorizeze starea de buna dispozitie. Pentru bolnavii cu unele afectiuni respiratorii, padurile de rasinoase sau amestec de rasinoase si fag din zonele montane sunt benefice.

Privit in ansamblu, contributia padurii la mentinerea echilibrelor in biosfera, prezinta o importanta deosebita fie sub forma de masiv, fie ca perdele de protectie. Din aceasta cauza, exploatarea padurilor, la nivel mondial, trebuie rationalizata nu numai ca volum lemnos, dar si ca metode folosite pentru a se evita, pe cat posibil reducerea fondului forestier.

Lucrarea "Infuenta poluarii asupra ecosistemului de padure", atrage atentia asupra exploatarilor nerationale din ultimul secol si al poluarii intense, ceea ce a facut ca numeroase paduri sa fie eliminate practic instantaneu.

Cele mai importante pagube sunt provocate padurilor de catre gazele acide, de combinatiile fluorului, de emanatiile de plumb si zinc, precum si de praful provenit de la fabricile de ciment.

Prin aceasta lucrare sper sa atrag atentia tuturor, sa fie un semnal de alarma ca padurea constituie un important factor al mediului inconjurator si o sursa imensa de bogatii naturale, de la lemnul splenzilor mahoni la miraculosii arbori de cauciuc, de chinina, de cafea sau de faina, producatoare de fructe dintre cele mai ciudate, rezervor al unei faune imense si locul unei intense si neobisnuite desfasurari a vietii

Capitolul 1: Efectele poluarii asupra speciilor forestiere

Sub influenta poluantilor vegetatia forestiera reactioneaza prin modificari morfopatologice, ireversibile la arbori ca : atrofierea cresterilor si a organelor, cloroze, necroze, rarirea frunzisului si, in final, moartea arborilor. Aceste modificari reprezinta reactia directa a plantelor la stresul de poluare, care actionand continuu si cumulativ creeaza adevarate situatii de criza fiziologica. In general, reactiile nu apar intr-un singur domeniu sau structura biologica. Ele au caracter global si afecteaza intregul sistem (frunze, flori, tulpina etc.).

S-a constatat ca cele mai grav afectate, sunt zonele paduroase din apropierea combinatelor metalochimice si in mica masura de cele siderurgice, care prin emisii extrem de puternice in ultimii ani ameninta existenta padurii pe suprafete apreciabile. Efectele toxice ale noxelor se manifesta la plante sub forma de vatamari acute si cronice. Vatamarile acute sunt provocate de noxe cu o concentratie relativ mare, dar de scurta durata, pe cand cele cronice se datoresc concentratiilor mici si continui. Gazul in concentratii mici produce in principal inhibarea cresterilor, fara a produce distrugeri, iar dupa intensificarea poluarii apar si alte simptome, sub forma unor leziuni grave si ireversibile, cum sunt tesuturile moarte denumite necroze. Limita dintre vatamarile cronice si acute este de multe ori greu de stabilit, fiindca simultan pot sa apara ambele forme. In urma cercetarilor efectuate s-a constatat ca in multe situatii nu exista o corelatie intre sensibilitatea organului foliar si sensibilitatea intregii plante.

Dupa cum se stie, vatamarile provocate de gaze sunt mult mai periculoase decat cele provocate de substantele solide. Ele se caracterizeaza prin dereglari de metabolism si modificari ale proceselor fiziologice. De exemplu, cresterile in inaltime, diametru si volum scad inregistrandu-se pierderi economice mari.

1.1. Vatamari provocate de noxe in stare gazoasa

1.1.1. Vatamari provocate de compusii sulfului (SO2 si SO3)

Bioxidul de sulf, datorita fortei sale distrugatoare, produce cele mai grave vatamari vegetatiei si este principalul poluant din centrele industriale. Aproape toate studiile, la care se alatura si cercetarile silvice din tara noastra, arata ca acestea se manifesta prin distrugerea clorofilei, precipitarea taninurilor si plasmoliza celulelor, fenomene insotite si de paralizarea sistemului de inchidere si deschidere a stomatelor.

In general, gazul sulfuros provoaca leziuni localizate. Inca nu a fost observat nici un efect general. Partile lezate sunt ireversibil pierdute, pe cind cele intacte, la incetarea agentului stresant isi reiau integral functiile, frunzele noi devenind normale.

Actiunea asupra frunzelor se manifesta prin : arsuri directe (necroze) provocate de SO2 si SO3, care datorita umezelii din atmosfera se transforma in acid sulfuros si sulfuric ; vatamari asupra clorofilei, datorate patrunderii gazelor in interiorul celulei, prin stomate. Aceste vatamari sunt mai slabe, apar sub forma de cloroze de culoare galbena-verzuie si galbena, iar la concentratii mai mari sub forma de necroze de diferite culori, de la galben pronuntat la rosu-brun. 

1.1.2. Vatamari provocate de compusii fluorurati

Dintre compusii fluorurati cei mai cunoscuti sunt acidul fluorhidric. El se intalneste sub forma de gaz si fluoruri ca aerosoli. Chiar in concentratii foarte mici poate dauna padurilor. Necrozele pe care le provoaca, persista timp indelungat fara sa prezinte aspecte aparte fata de vatamarile provocate de celelalte gaze. Primele simptome corespund stadiului aparitiei de zone vestede si moi, apoi se formeaza necroze care inainteaza paralel cu nervurile sau marginal si nu devin niciodata internervurale. Necrozele laterale provoaca deformarea frunzei la foioase, dandu-i aspect de lingura. In cazul rasinoaselor, in locul necrozelor laterale, apar varfuri uscate la ace. Acestea, intr-o faza avansata, se usuca in intregime si cad.

Patrunderea fluorului sub forma de gaz in frunze se face prin stomate. Se reduce fotosinteza, provocandu-se o tulburare a metabolismului bazal determinat de activitatea enzimatica. Peroxidazele in tesuturile imbatranite au o activitate mai intensa si cauzeaza decolorarea si caderea prematura a frunzelor. Acest fenomen se intalneste in zonele poluate ceea ce presupune o imbatranire accelerata a organelor.

1.1.3. Vatamari provocate de oxizii de azot

Cele mai serioase efecte de poluare cu oxizii de azot se datoreaza rolului pe care acestia il joaca in formarea oxidantilor fotochimici. Din cercetarile efectuate rezulta ca oxizii de azot din atmosfera produc vatamari importante asupra vegetatiei. O expunere timp de o ora la o concentratie relativ ridicata, a produs caderea frunzelor. Daca creste timpul de expunere , 35 de zile de exemplu, produce caderea frunzelor si cloroze fara formare de leziuni cangrenoase. Este insa foarte greu de stabilit care sunt efectele directe din actiunea oxizilor de azot si care se datoreaza actiunii poluantilor secundari produsi in ciclul fotolitic al oxizilor de azot.

1.2. Vatamari provocate de substantele solide

Efectele pe care le au noxele sub forma de pulberi si funingini asupra vegetatiei forestiere pot fi directe si indirecte. In mod direct , substantele solide reprezentate de anumiti oxizi, praf de var, detergenti, care in contact cu vaporii de apa din atmosfera sau roua de pe plante formeaza acizi si baze toxice pentru celula vegetala. Praful de var in contact cu apa Ca(OH)2 produce arsuri puternice, iar detergentii distrug tesuturile vegetale. In mod pasiv sau indirect actioneaza asupra substantelor solide ca : praful de ciment sau de carbune, funinginea si cenusa. Acestea, prin depunerile acumulate pe organele plantelor si mai ales pe frunze, impiedica fotosinteza si respiratia. Indeosebi praful de ciment formeaza, de multe ori, cruste pe frunze care astupa stomatele si alte organe, distrugand in felul acesta planta. Praful de ciment prin depuneri groase de pulberi determina scaderea productivitatii, prin reducerea cresterii plantelor, in urma modificarilor fizice si chimice din sol, care duc si ele la inrautatirea posibilitatii de nutritie a plantelor.

Praful de ciment nu are o actiune toxica rapida si nu produce o vatamare pronuntata a tesuturilor vegetale precum dioxidul si trioxidul de sulf. Vatamari mult mai puternice produce praful de var care este foarte fin si are reactie bazica ridicata, depasind

actiunea negativa a prafului de ciment. Reactia bazica a varului produce modificari plasmolitice din cauza tendintei celulei vegetale de a echilibra concentratia lichidului celular cu mediul exterior.

Pulberile de superfosfati degajate in atmosfera si sedimentate pe frunze, ce seamana cu chiciura formeaza cruste groase si rigide, mata la temperaturi foarte scazute. Acestea provoaca defolieri, modificari morfoanatomice in special la nervurile frunzelor, uscari partiale, mai rar, chiar totale.

Praful in suspensie sub forma de aerosoli, care polueaza mediul ambiant, formaz din particule fine care se comporta in anumite cazuri asemanator gazelor, poate ajunge la distante mari fata de sursa de eliminare, circa 20 km si mai mult. Emisiile solide degajate de cosurile de dispersie ale combinatelor sunt formate din plumb, zinc, cupru, cadmiu etc., sub forma de oxizi si sulfati. In contact cu vaporii de apa din atmosfera, ei dau compusi toxici pentru celula vegetala. Particulele solide eliminate odata cu gazele, au propietatea de a absorbi SO2, functionand ca niste schimbatori de ioni. In acelasi timp au si efect catalizator asupra transformarii SO3 in particule de acid sulfuric si de saruri(prin hidroliza). La iesirea din cosul de dispersie particulele au dimensiuni de ordinul micronilor, iar dupa combinarea cu apa in urma depasirii punctului de roua ele devin mai mari, datorita condensarii si ajung la diametrul de 1-2mm, sunt colorate in alb si vizibile cu ochiul liber. Particulele ajung pe frunzele ude, se transforma prin hidroliza in acid sulfuric si hidroxizi, care necrozeaza tesuturile vegetale. In mod pasiv aceste pulberi, prin depuneri pe organele plantelor, in special pe frunze, impiedica desfasurarea normala a fotosintezei, respiratiei si transpiratiei.

Plumbul eliminat de vehicule sau de industriile prelucratoare de materii neferoase, sub forma de gaze, actioneaza prin incorporarea lui de catre planta mai alese in partile care contin cea mai mare cantitate de clorofila, producand blocarea procesului de fotosinteza si dereglarea reproducerii.

Referitor la rezistenta vegetatiei fata de poluanti solizi se precizeaza ca plantatiile tinere prezinta o vitalitate sporita comparativ cu cele in varsta. Acest aspect este foarte important pentru actiunea de impadurire a suprafetelor lipsite de vegetatie.

1.3. Vatamari provocate de oxidantii fotochimici

Efectul stresant al poluantilor este accentuat de eliminarea unor cantitati apreciabile de oxizi de sulf (gaze acide), oxidul de carbon, hidroclorurile gazoase, oxizii de azot, cenusa si funingine sub actiunea directa a luminii care le transforma intr-un amestec de fum si ceata denumit "smogul oxidant fotochimic".

Formarea smogului sub influenta razelor solare si efectele lui asupra vegetatiei forestiere din tara noastra nu a fost studiata. Din literatura straina rezulta ca reactia vegetatiei la smogul fotochimic este foarte puternica si se manifesta prin depresiuni de crestere , caderea timpurie a frunzelor, rarirea coronamentului, infloriri si fructificatii reduse. Frunzele prezinta patari si cloroze accentuate si devin mici, ingalbenite avand vitalitate redusa. In consecinta fotosinteza se modifica si ea. Acest poluant este mai otravitor decat poluantii primari, datorita efectului sau sinergetic(combinat).

Simptomele caracteristice ale intoxicatiilor suferite de planta datorita PAN(nitratul de peroxiacetil)sunt petele argintii, bronzate sau metalice, grupate pe suprafata inferioara a frunzelor. Ozonul fiind foarte agresiv, produce pagube grave, mai ales la arborii situati pe un sol umed cu conditii de nutritie buna si unde exista o mare umiditate atmosferica.

Mai exista un numar de alte gaze fototoxice care in prezent , datorita unor emanatii reduse, produc vatamari neglijabile si fara importanta pentru sectorul silvic.

1.4. Modificari asupra marimii frunzelor si a coroanelor

Din cercetarile morfoanatomice rezulta ca celulele din tesuturile vatamaze sunt mai mici ca dimensiuni si numar in comparatie cu cele sanataoase. S-a constatat ca sub influenta poluantilor, suprafata frunzelor este mult diminuata, cee ce are drept consecinta reducerea pronuntata a cresterii biomasei lemnoase. Reducerea marimiii frunzelor nu este totdeauna corelata cu intensitatea poluarii, ci variaza in functie de data si frecventa varfurilor cu concentratii mari de dioxid de sulf. Ea poate fi influentata si indirect prin saracirea solului in substante nutritive cauza a noxelor emanate in atmosfera, situatie ce impiedica aprovizionarea normala cu substante nutritive si mai ales cu azot. Dupa cum se stie azotul este determinant pentru sinteza clorofilei si are un rol important in functionarea stomatelor si dezvoltarea frunzelor. In zonele puternic poluate, suprafata se reduce si datorita necrozelor.

O alta reducere apare la productia de substante organice a aparatului foliar. Sub actiunea poluantilor frunzele cad prematur, incepand chiar din luna iulie.

Densimea coronamentelor, care depinde de cantitatea si marimea frunzelor, se reduce treptat incepand de la varf spre baza in functie de intensitatea poluarii. Inca de la infrunzire volumul frunzelor, datorita cantitati de substante nocive incorporate, este mult mai mic decat in situatiile normale.

1.5. Modificari privind ritmul de dezvoltare a plantelor in mediul poluat

Modificarile pe care emisiile din atmosfera le provoaca plantelor sunt diverse si afecteaza multe si uneori chiar toate mecanismele vietii celulei si organismului vegetal. Procesele fiziologice reprezinta posibilitati de testare ale interferentei poluarii cu organismul vegetal. Cresterea si dezvoltarea normala a plantelor precum si procesele esentiale metabolice, printre care, asimilatia clorofiliana, transpiratia si respiratia sunt primele afectate.

1.5.1.Modificarea asimilatiei clorofiliene

Actiunea stresanta a bioxidului de sulf si intr-o mica masura a trioxidului de sulf si a pulberilor asupra plantelor, se manifesta in procesul de fotosinteza, care se reduce mult ca intensitate si ritm. Modificarile se datoresc atat prezentei necrozelor de pe frunze, care contribuie la reducerea suprafetei foliere cat si reducerii cantitative a pigmentilor asimilatori(clorofile, caroteni). Sub influenta acestui gaz, scade foarte mult cantitatea de clorofila totala. Aceasta contribuie la diminuarea puternica a fotosintezei si in consecinta la reducerea substantiala a cresterii.

Gazele patrund in frunza prin stomate, ataca in primul rand cloroplastele si distrug partial sau total clorofila. Prin distrugerea clorofilei, se reduc organele de asimilare cu consecinte negative pentru intensitatea fotosintezei si producerea de substante organice.

In zona foarte puternic poluata, in care continutul de clorofila este diminuat pana la valorile minime, determinand o puternica reducere a fotosintezei , se inregistreaza cresteri minime reflectate in inele foarte inguste sau in lipsa totala a acestora, precum si uscari pronuntate la arbori; se ingusteaza sau dispar total cresterile de toamna.

Din reprezentarea grafica a spectrului de absorbtie a clorofilei, pe specii si zone cu diferite grade de poluare, rezulta ca in functie de intensitatea de poluare se produce o deviere treptata de la spectrul normal.

Poluantul bioxidul de sulf si intr-o masura mai mica trioxidul de sulf actioneza asupra cloroplastelor provocand modificari cantitative ale pigmentilor, ceea ce intr-o faza avansata duce la moartea frunzelor. Aceste modificari cantitative, care se datoresc propriatatilor oxidoreducatoare si acide ale poluantului, isi au originea in actiunea primara de distrugere a clorofilei.

In regiunile poluate, in care se inregistreaza in prezent o reducere cantitativa a clorfilei, pigmentii clorofilieni pot fi folositi ce test indicator pentru stabilirea gradului de vatamare a vegetatiei si de poluare a atmosferei.

In ceea ce priveste fluorul, cercetarile efctuate la plop au aratat ca acerst gaz contribuie la reducerea cantitativa pigmentilor asimilatori, ajungandu-se in cazul clorofilei la o scadere in continut de 34%. Spectru de absorbtie se modifica si in acest caz prezentand cunoscute devieri de la normal, devieri care se reflecta in diminuarea absorbtiei enegiei luminoase(vezi anexa..)

1.5.2.Modificari privind regimul hidric al plantelor

A Continutul de apa si substanta uscata din frunza

Plantele contin in frunze circa 55-98% apa din greutatea lor, cantitate de care depinde buna desfasurare a metabolismului si mentinerea protoplasmei in stare buna de functionare. Tulburarile care apar sub actiunea noxelor consta printre altele si in modificarea regimului hidric al plantelor, care se reflecta in grave dereglari metebolice.

Rezultatele cercetarilor efectuate asupra continutului de apa din frunze pe specii si diferite zone de vatamare cu bioxid si trioxid de sulf, sunt redate sub forma de valori medii ( vezi anexa..).

Reducerea continutului de apa din frunze la plantele poluate se face prin :

-blocarea sistemului de inchidere - deschidere a stomatelor, fapt care deregleaza transpirtia ;

- necroze formate din tesuturi moarte si uscate a caror marime variaza in raport cu intensitatea poluarii si care determina cresterea procentului de substanta uscata in raport cu greutatea totala a frunzelor ;

- paralizarea osteolelor care are loc mai ales in perioadele cu valuri intense de gaze toxice.

Prin blocarea sistemului de inchidere - deschidere a stomatelor transpiratia are loc in mod fortat, ajungadu-se repede la deficit hidric. Consecinta imediata a acestui fenomen este ofilirea frunzelor si vatamarea pigmentilor clorofilieni.

Necrozarea foliara scoate din activitatea vitala un numar important de stomate, ceea ce determina scaderea ganerala a potentialului metabolic al plantelor. Studiind acest fenomen A. Ionescu a aratat ca stomatele functionale sunt reduse numeric fata de martor ( vezi anexa)

Intre capacitatea speciilor de a rezista la stresul de poluare si scaderea umiditati din frunze nu este un raport de stricta dependenta. Este posibil ca speciile care pierd apa mai repede sa reziste mai bine decat cele la care scaderea apei se face mai lent.

Asa de exemplu, carpenul, cea mai sensibila specie dintre foioase cercetate inregistreaza diminuari procentuale mai mici decat fagul, specie mai putin sensibila, iar salcamul, specia cea mai rezistenta la poluanti, prezinta scaderi mai mari decat stejarul si pinul, specii mai putin rezistente.

Scaderea continutului de apa din frunze sub influenta poluantilor, schimba raportul de continut apa - substanta uscata in favoarea substantei uscate.

In urma cercetarilor efectuate supra continutului de apa si substanta uscata se pot afirma urmatoarele :

In toate zonele poluate, cu exceptia celei cu vatamari slbe, se semnaleaza la toate speciile o diminuare procentuala a continutului de apa din frunze, valorile medii fiind cu pana la 25% mai mici decat fata de cele de referinta. S-a constatat ca plantele poluate in comparatie cu cele de referinta (martor ) au o cantitate totala de apa mai mica.

Scaderea procentului de umiditate din frunze in regiunea poluata, nu poate constitui un indicator pentru stabilirea rezistentei speciilor fata de poluanti. Totusi se pare ca continutul mai mare de apa al frunzelor contribuie la rezistenta mai buna a plantelor la actiunile noxelor.

Substanta uscata reflecta efectele degadante lae noxelor din aer. Determinarile comparative asupra frunzelor din mediul poluant si martor arata cresterea proportiei de substanta uscata, provocata de necroze si dereglarea proceselor metabolice ale plantelor.

Variatia umiditatii si a substantelor uscate din frunze poate indica in linii mari intensitatea raspandirii noxelor si gradul de vatamare a vegetatiei forestiere.

B Modificarea transpiratiei

Transpiratia ca forma de eliminare a apei la plantele vii reprezinta o legitate fizica a adaptarii la mediul inconjurator, mai ales ca de cele mai muolte ori aerul nu este saturat cu vapori de apa.

Acest proces fiziologic, este un indicator sensibil pentru definirea starii geneale a diferitelor specii din mediul poluant. La plantele poluate cu fluor exista o perioada scurta, de inceput, cand se inregistreaza o transpiratie cu mult mai intensa decat in conditii normale pentru ca apoi sa se manifeste o scadere neobisnuita a pierderii de apa.

Sub influenta noxelor au loc tulburari ale procesului de transpiratie determinate si de cantitatea mai mica de apa din frunze, care provoaca modificari patologice profunde in starea de vegetatie a arborilor. Transpiratia frunzelor se face in cea mai mare parte prin intermediul stomatelor si paralel, intr-o mica masura prin cuticula. Diminuarea transpiratiei se datoreste si necrozarii frunzelor datorita iesirii din functie a unui numar important de stomate.

In conditiile normale frunzele de fag, de exemplu, prezinta o curba diurna a transpiratiei cu doua maxime, intensitatea fiind cuprinsa intre 5 si 425 mg/g/ora. Maximul are loc in luna iulie si coincide, in linii mari, cu cel de temperatura (vezi anexa..)

Diferentele de transpiratie dintre arborii martori si cei poluati cresc in raport cu intensitateaconcentratiei noxelor din atmosfera si cu durata actiunii acestora asupra plantelor.

Consumul zilnic de apa la frunzele verzi, fiind in functie intensitatea diurna a transpira.iei, se reduce in conditii de poluare puternica aproape la jumatate din consumul normal (55 - 67% fata de martor) determinand prin acesta o reducere pronuntata a metabolismului plantelor.

Din modificarea transpiratiei sub actiunea bioxidului si trioxidului de sulf, rezulta urmatoarele concluzii mai importante :

Poluantii actioneaza asupra intensitatii transpiratiei provocand o reducerea pierderilor de apa, care este direct proportionala cu gradul de poluare.

Cu cat creste gradul de actiune anoxelor asupra aparatului foliaceu cu aat este mai intensa reducerea transpiratiei.

Cea mai mare reducere cantitativa a consumului de apa la plantele poluate are loc in luna iulie, luna in care temperatura aerului este mai mare, iar actiunea poluantilor de mai lunga durata

1.6. Cresterea si dezvoltarea arborilor si arboretelor in zonele poluate

In constitutia genetica a unei plante este fixat uh anumit comportament auxologic. Acesta se reflecta in modificarile pe care le sufera planta sub influenta temperaturii, luminii, aprovizionarii cu apa si substante nutritive, iar regiunile poluate si a prezentei noxelor. La arborii din zonele infestate de noxe se arata ca schimbarile cantitative (cresterile) sunt mai reduse, in timp ce schimbarile de deyvoltare sunt mai accelerate inregistrandu-se fenomenul de "imbatanire prematura" a plantelor.

Cercetarile efectuate de specialistii silvici referitoare la influenta negativa a substantelor toxice din atmosfera asupra cresterii celulei, confirma si completeaza constatarile facute de alti cerecetatori. Modificarile produse de noxe au diferite intensitati si apar la toate cele trei forme de crestere celulara : plasmatica, in lungime si in grosime. Investigatiile efectuate au demonstrat ca toate formele cresterii mentionate, sunt reduse cxaqntitativ , in functie de gradul de poluare a padurilor.

Din analizele microscopice efectuate pe numeroase sectiuni, s-a constatat ca cea dintai este afectata cresterea plasmatica datorita lipsei de proteine si reducerii progresive a cantitatii de acizi nucleici. Aceasta diminuare se datoreste, in primul rand, scoaterii din functie a unei parti din aparatul de asimilare. Ca urmare, fotosinteza scade, adata cu reducerea cantitatii si marimii frunzelor ca organe ale productiei de biomasa. Influenta noxelor se reflecta astfel in diminuarea cresterii arborilor in diametru, inaltime si volum.

In zonele puternic poluate arborii au o crestere redusa, iar in cazul unei intoxicari puternice arborii nu mai cresc deloc. Astfel se explica faptul ca unii arbori expusi foarte puternic emisiilor sunt piperniciti si au aspect de tufe. In acelasi timp, in mediul poluat arborii traiesc mult mai putin decat in suprafetele nepoluate, deoarece ritmul de dezvoltare este mai accelerat, fapt care provoaca o imbatranire prematura.

Diminuarea cresterilor si deprecierea calitativa a lemnului sub influenta noxelor se soldeaza cu pierderi apreciabile pentru economia forestiera. Prin poluare se inregistreaza o scadere a productivitatii arboretelor, o deteriorare a structurii lor orizontale si verticale, o neconcordanta pronuntata intre productivitatea potentiala a arboretelor si cea afectiva(vezi anexa)

Cercetarile afectuate au aratat ca reducerea cresterilor depinde de intensitatea emisiilor si de rezistenta apeciilor fata de poluanti. Cele mai mari pierderi se inregistreaza in zonele puternic vatamate. In cele cu vatamari slabe s-au produs numai necroze si cloroze si nu s-au constatat modificari de crestere semnificative

1.6.1.Modificarea ritmului de crestere in inaltime

Metoda analizei de arbori, aplicata in scopul determinarii modificarii ritmului de crestere in inaltime, a pus in evidenta existenta unor diferente importante intre cresterea in inaltime la arborii poluati si martori. La arboretele slab vatamate au rezultat diferente de cresteri nesemnificative in inaltime si diametru.

Rezultatele din tabelul 32(vezi anexa) redate pe specii si zonele cu diferite grade de vatamare ca si reprezentarile grafice(vezi anexa..)pun in evidenta dependenta dintre intensitatea poluarii si reducerea cresterii in inaltime a arborilor. Energia de crestere a acestora scade si ea in zonele puternic poluate si se reduce treptat in timp. La fag pierderile variaza de la 27 la 72%, pana la o scadere pronuntata a curbei de crestere in inaltime(vezi anexa 64 a). La stejar se inregistreaza de la inceputul poluarii, o puternica reducere a cresterii in inaltime care se mentine si in continuare , ceea ce demonstreaza sensibilitatea foarte mare la poluanti(vezi anexa 65 b). Numai la pin se observa ca reducerile, la inceput mai mari, scad ulterior, datorita probabil reducerii concentratiei noxelor din zona ocupata de arboretele de pin studiate, imediat dupa suprainaltarea cosurilor de evacuare(vezi anexa67 b).

Cercetarile efectuate duc la concluzia ca reducerile pronuntate de crestere in inaltime , datorita poluarii sunt mult mai mari decat cele in diametru, ceea ce arata ca inaltimea este cea mai afectata dintre elementele biometrice.

Efectul provocat de poluanti asupra cresterii in inaltime, determina implicit trecerea arboretelor intr-o clasa de productie inferioara celei pe care au avut-o inainte de poluare. Frecvent se semnaleaza o uscare a varfurilor, care se accentueaza in ritm accelerat, determinand uscarea totala a arborilor si afectand negativ structura arboretelor.

1.6.2. Modificarea ritmului de crestere in diametru

Cresterea in diametru reprezinta valoarea fotometrica cea mai indicata pentru stabilirea pierderilor de crestere la arboretele vatamate de poluanti.

Cercetarile au aratat ca emisiile din atmosfera diminueaza si cresterea in diametru a arborilor, care, in cazul unei vatamari puternice, poate fi redusa la zero, ca si in cazul cresteri in inaltime.

Sub influenta noxelor formareaa proteinei este diminuata, aceasta substanta organica fiind indispensabila pentru formarea inelelor anuale. Din probele recoltate de la arborii vatamati din zonele puternic poluate s-a observat o indesire pronuntata a inelelor anuale, care de multe ori sunt sesizate numai cu ajutorul lupei. Datorita inelelor anuale foarte inguste diametrele au fost mai mici decat la arborii martor.

Din reprezentarile grafice (vezi anexa64 a, c 68 a, c)reiese evident diminuarea diametrelor si cresterea pierderilor respective in padurile poluate.

La arborii din zonele puternic poluate s-a constatat de multe ori o crestere asimetrica a inelelor anuale(vezi anexa 64 a 68 a), partea indreptata spre sursa de poluare fiind mai ingusta decat cea din paartea opusa. Aceasta se explica prin faptul ca partea de coroana corespunzatoare sectorului cu inele mai inguste a fost mult mai atacata de poluanti.

Coeficientul de forma in cele mai multe cazuri creste ca valoare in perioada poluata, datorita reducerii mai accentuate a cresterii in inaltime fata de cresterea in diametru(vezi anexa 64 a 68 a). Varful arborilor poluati apare mai turtit decat la arborii martor.

In zonele puternic afectate de poluare inelele anuale prezinta degadari structurale care contribuie la micsorarea calitatii lemnului. De cela mai multe ori cresterea de toamna a inelului nu se mai produce, iar cresterea realizata provenind numai din perioada de primavara-vara este poroasa si lipsita de consistenta. Densitatea lemnului scade, iar rezistenta la solicitarile mecanice se reduce simtitor.

1.6.3. Modificari cantitative privind productia de lemn

La arboretele vatamate de noxele industriale din atmosfera, cresterea in volum scade; cantitatea si calitatea lemnului sunt si ele diminuate si ca urmare se inregistreaza pierderi economice mari. Pierderile de masa lemnoasa provocate de emisii gaazoase sunt mult mai mari in comparatie cu cantitatea de lemn pierduta sub influenta noxelor solide. Reducerile de crestere au o importanta cifrica evaluabila la un moment dat; implicatiile poluarii sunt insa mai profunde si greu de exprimat, deoarece chiar in conditiile eliminarii sursei de poluare arboretele nu vor putea fi readuse la productivitatea lor normala, decat dupa o perioada lunga de timp, din cauza degradarii.

Ca element de determinare a pierderilor de biomasa lemnoasa s-au folosit latimile inelelor anuale ale arborilor medii aflati in diferite zone de poluare. S-au calculat indicii de crestere normala si crestere diminuaata sub influenta poluarii. Pierderile de crestere in volum s-au calculat pe baza valorilor relative ale cresterilor in diamertru la arboretele poluate.

Pierderile de masa lemnoasa, se vor accentua desigur cu timpul in toate egiunile poluate, deoarece dupa cum s-a mai aratat, poluarea se intensifica de la an la an si suprafete noi de padure intra in sfera poluarii. In acelasi timp, zonele slab sau mediu poluate se transforma in zone puternic si foarte puternic poluate, ceea ce duce la repercursiuni economice importante. La capitolul pierderi economice va trebui sa adaugam si cheltuielile suplimentare pe care trebuie sa la suporte administratia silvica pentru amendarea solului si lucrarile de impadurire, care in conditiile poluarii sunt foarte costisitoare.

Dar aspectul economic aratat mai sus nu este singurul aspect negativ al poluarii. Mult mai grave sunt influentele negative de natura ecologica, datorita carora au de suferit atat flora cat si fauna din regiunile afectate, inclusiv oamenii. S-a aratat ca datorita poluarii, scade rolul hidrologic al arborilor si de protectie a solului si apar dezechilibre de ordin ecologic si biologic practic ireversibile. Din vai frumoase, bogate, cu o clima sanatoasa si aer curat, cu verdele padurilor si al livezilor pe largi spatii geografice, s-a ajuns la zone aride, lipsite de verdele reconfortant al arborilor(vezi anexa..), In acelasi timp oamenii insasi au de suferit, fiind expusi bolilor, ca si altor neajunsuri si suferinte provocate de poluare. Putem spune ca efectele negative ecologice si sociale, depasesc cu mult pe cele economice si nu se stie daca, evaluand corect efectele asupra mediului ambiant, nu se va ajunge la pierderi de cel putin zece ori mai mari. In ultima instanta efectele de acest gen sunt tot economice si atarna in balanta din ce in ce mai mult, pe masura ce lumea contempotana intelege mai bine mecanismele profunde ale alterarii biosferei.

1.7. Efectele poluarii asupra biocenozelor forestiere

Din prezentarile anterioare au rezultat o serie de concluzii privind relatiile noxe - arbori individuali. Procesele care au loc la nivel individual nu raman si nu pot ramane singulare. Ele se transmit la nivel de populatie si afecteaza ca atare intrega biocenoza forestiera. Aceasta sufera modificari importante in toate componentele ei - flora, fauna, producatori primari, producatori secundari, lanturi trofice etc., transformandu-se treptat sub influenta poluarii in altceva decat ceea ce a fost initial. Modificarile pot merge pana la schimbarea tipului fundamental de padure in tipuri derivate care niu reprezinta faze de evolutie pozitiva, ci adevarate involutii sau evolutii regresive. Cele mai importante schimbari se produc in structura fitocenozei - atat pe verticala cat si pe orizontala. Ele sunt urmate indeaproape de ruperea lanturilor trofice si de alterarea intregului sistem de relatii ecosistemice. Unele grupe de plante si vietuitoare mai sensibile la poluanti sunt eliminate cu totul din ecosisteme, altele, mai rezistente sunt favorizate si cuceresc treptat proporsia dominanta. Se ajunge astfel, in urma unei evolutii relativ scurte si fortate la alte tipuri de relatii, care nu mai sunt in acord cu factorii de mediu, ci se manifesta haotic, in detrimentul intregului sistem. Pe scurt, o fitocenoza afectata de poluare este o fitocenoza dezorganizata, lipsita de posibilitatea de autoreglare si posedand o mare incertitudine entropica. Ea este o fitocenoza bolnava pentru a carei insanatosire, omul, cel care a contribuit la crearea starii de lucruri anormale, trebiue sa depuna eforturi uriase. Refacerea este insa mult mai grea decat a fost distrugerea echilibrului. De aceea asigurarea unei orientari juste in aceasta problema, este de a nu lasa ca lucrurile sa ajunga prea departe.

1.8. Influenta noxelor industriale asupra regenerarii padurilor

Unul dintre efectele cele mai grave ale poluarii in regiunile poluate este impiedicarea regenerarii si refaceri padurilor in zonele cele mai impurificate. La randul ei, regenerarea artificiala a acestor paduri este mult mai afectata, din cauza ca puietii sunt mai sensibili la poluare decat arborii maturi.

Cercetarile efectuate demonstreaza ca zona foarte puternic poluata in fagetele exploatabile, rarite nu exista deloc semintis natural, iar in zona puternic poluata se gasesc numai puieti de gorun, ceg, fag si carpen. Acestia apar in locurile mai ferite de poluare, dar si ei au leziuni provocate de poluanti.

In zona mikjlociu poluata se intalneste semintis natural numai in arboretele mai batrane. Acestea prezinta vatamari slabe si ocupa suprafete mai reduse decat in conditii normale.

In padurile poluate regenerarea arborilor nu se poate obtine din urmatoarele cauze :

distrugerea partiala sau completa a florilor si fructificatiei arborilor de catre poluanti, un numar mare de seminte devenind sterile sau prezentand mutatii genice generatoare de malformatii ;

actiunea brutala a gazelor asupra puietilor, foarte sensibili fata de substantele toxice, care le produc grave vatamari ;

lipsa insectelor polenizatoare in toate zonele puternic si mijlociu poluate, ceea ce impiedica fecundarea, deci reproducerea sexuala a speciilor ;

degradareaa avansata a solului sub actiunea poluantilor( bioxid si trioxid de sulf), acestia producand conditii nefavorabile instalarii semintisului, prin acidificarea foarte puternica, reducerea continutului de substante nutritive, mai ales a azotului.

Plantatiile efectuate cu rasinoase, mai alesin terenurile deschise, sufera foarte mult sub actiunea gazelor. Suferinta se manifesta prin rarirea accentuata si necrozarea acelor, cresteri atrofiate si pipernicite in forme tipice de nanism.

Rarirea arboretelor din zonele puternic poluate si imposibilatea regenerarii acestora pe cale naturala sau artificiala, fara reducerea nivelului poluarii, va aduce intr-un viitor apropiat la disparitia acestora.

Efectele noxelor asupra semintisurilor din zonele poluate, au fost puse in evidenta si prin experimentari speciale pe probe de sol de 0 - 10 cm grosime, din fagete, care inainte de poluare au aavut p productivitate mijlocie si ulterior a scazut cu 1,5 clase de productie. Solul a fost trnsferat intr-un mediu nepoluat, semanandu-se in el 3000 de seminte de pin negru, pin strob, pin silvestru, molid si duglas. Din fiecare specie s-au semanat cate 600 de seminte : 300 in sol poluat si 300 in sol nepoluat. Dupa o luna s-a stabilit procentul de rasarire, care este redat in tabel(vezi anexa.), de unde rezulta ca semintele insamantate in solul poluat au un procent de doua ori mai mic de rasarire decat cele insamantate in solul nepoluat.

In concluzie se poate afirma ca regenerarea naturala si cea artificiala a padurilor in regiunile poluate cu bioxid si trioxid de sulf sunt imposibile in zonele puternic poluate si mult reduse in celelalte zone. Acest fapt ar repercursiuni puternice asupra structurii si configuratiei biocenozelor, care intr-o stare avansata de poluare vor disparea. Se precizeaza, insa, ca in arboretele poluate cu pulberi(praf de ciment si var), vatamarile semnalate la puieti sunt mult mai reduse in comparatie cu cele datorita actiunii gazelor(bioxid si trioxid de sulf, fluor) care ameninta existenta padurii din zonele puternic poluate.

Capitolul 2 : Masuri de prevenire si ameliorare a efectelor provocate de noxe asupra vegetatiei forestiere

In paginile anterioare a rezultat ca fenomenul de poluare este foarte periculos si pune si in pericol vegetatia forestiera din apropierea centrelor industriale pe mari suprafete. Poluarea trebuie combatuta nu numai din motive economice pentru evitarea pierderilor apreciabile de masa lemnoasa care au loc, ci si din motive ecologice si sociale. Acolo unde se produc vatamari prin noxe industriale au loc o serie de fenomene negative care afecteaza toate formele de viata din regiune. Au de suferit nu numai arborii ci si pomii fructiferi, livezile, pasunile, fanetele, gradinile, parcurile, zonele de agrement etc. Sunt afectate, de asemenea, sanatatea oamenilor si a animalelor, zootehnia, agricultura si, in general, tot ce este viu si contribuie la intretinerea formelor de viata si la asigurarea circuitelor in ecositeme. Peisajul regiunilor intens poluate este dezolant si se aseamana in multe privinte cu deserturile cele mai aride. Aceasta influenteaza negativ calitatea vietii si creeaza intreruperi neplacute in armonia spatiului geografic de pe intinse suprafete de teren. Poate ca nici una din actiunile omului nu este mai periculoasa si mai in contradictie cu mediul vital, ca poluarea. Importanta acordata pe plan mondial conditiilor de mediu este explicabila prin cunoasterea mai aprofundata a biosferei si intelegerea urmarilor dezastruoase, posibile, prin activitatea umana necontrolata.

Poluarea si solutiile practice de rezolvat, constituie astazi sarcini importante ale unitatilor si unor persoane specializate acestei activitati. Combaterea acestui fenomen complex cere insa participarea si contributia tuturor membrilor societatii dar mai ales a specialistilor din numeroase domenii de activitate. Cercetarile intreprinse de specialistii silvici din tara noastra, in colaborare cu cercetarile efectuata in strainatate, permit sa se elaboreze o serie de masuri de prevenire a degradarii padurilor. Se impune luarea de masuri tehnico - organizatorice, amenajistice si silviculturale, care conform legii pentru protectia mediului inconjurator sa duca la scaderea poluarii sub limitele admise.

2.1.Masuri tehnice si organizatorice

Grija fata de poluarea industriala a aerului se recomanda sa inceapa in faza de proiectare a intrepinderilor. Amplasarea complexelor industriale in spatiu are o foarte mare importanta. Sunt cunoscute in multe tari nenumarate greseli care constau in amplasarea si concentrarea instalatiilor industriale in apropierea oraselor si in zone in care stagneaza gazele si din care nu este posibila o impastiere a lor de catre factorii meteorologici. Cerintele actuale de folosire a terenurilor pentru amplasarea complexelor industriale, impun alegerea unor statiuni corespunzatoare in asa fel incat sa permita protejarea asezarilor omenesti si culturilor mai sensibile la poluare. In domeniul luptei antipoluare se reflecta si in prevederea separarii zonelor industriale de ansamblurile de locuit si construirii de intrepinderi industriale nepoluante. Este indicat ca uzinele sa fie izolate prin benzi intinse de separare, prin numeroase alei si parcuri. Acestea, pe langa rolul lor economic sunt apreciate si pentru aspectul lor estetic.

Se considera ca masura cea mai importanta de reducerea emisiilor din atmosfera consta in inzestrarea instalatiilor combinatelor cu dispozitive de retinere la maximum a gazelor si pulberilor nocive. Alegerea aparaturii si metodelor de purificare se face in functie de : natura chimica, marimea,densitatea, solubilitatea, inflamabilitatea, proprietati electrice si magnetice, forma, debitul si alte caracteristici ale poluantilor. Purificarea aerului infestat de substante solide se face mult mai usor si eficace in comparatie cu gazele, care sunt mult mai greu de retinut.

Cele mai importante metode de purificare a gazelor sunt : purificarea prin retinere, adsorbtie, depunerea sub actiunea gravitatii, separarea prin centrifuga, ciocnirea inertiala, interceptie si difuzie, precipitare termica, electrostatica si magnetica.

Pentru retinerea oxizilor de sulf, cei mai periculosi poluanti, se folosesc sistemele de desulfurare a gazelor afluente. Clasificarea acestor metode folosite la retinerea sulfului este redata in literatura de specialitate dupa cum urmeaza : metoda alcalina regenerativa si neregenativa, injectarea directa in focar a unui agent, conversia catalitica si absorbtia solida regenerativa.

O alta masura de reducere a poluarii prevede evitarea varfurilor formate de concentratii de gaze foarte mari care produc cele mai mari vatamari vegetatiei. Din investigatiile facute a rezultat ca aceste varfuri se formeaza cand se produc avarii si defectiuni tehnice la instalatiile industriale. Aceste situatii critice trebiue evitate chiar daca intervine o diminuare pe un timp restrans a productiei, caci astfel se va ajunge la disparitia vegetatiei forestiere si agricole din acele zone.

Reducerea nivelului general de pluare se mai poate realiza prin aplicarea unor procese tehnologice mai putin poluante si supravegherea continua a concentratiilor emisiilor din padure prin elaborarea unui sistem de control de catre administratia silvica. Este necesara organizarea unor puncte fixe de control in care, pe baza metodologiei elaborata de cercetatorii silvice si verificata experimental, sa se execute urmatorul program de masuratori :

determinarea concentratiei de bioxid de sulf din atmosfera lunar, prin procedeul clasic de aspiratie a aerului in jurul combinatelor care elimina acest gaz si masurarea sedimentelor an jurul uzinelor care elimina pulberi ;

urmarirea evolutiei continutului de ologoelemente din frunze si sol, prin analize chimice ca acelea folosite in cercetarea forestiera ;

determinarea lunara a valorii de pH din precipitatii, indicatorul cel mai sensibil privind gradul de poluare cu bioxid si trioxid de sulf a atmosferei.

Pentru cunosterea si urmarirea dinamicii poluarii in scopul luarii unor masuri preventive si solicitarea unor despagubiri este necesara tinerea unor evidente de catre serviciul de protectie din cadrul inspectoratelor silvice in care sunt situate paduri vatamate de noxe.

Se mai resimte lipsa unor norme oficiale in care sa fie evidentiate limitele concentratiilor medii sii maxime de emisii pentru cele mai importante noxe care vatama vegetatia forestiera.

Pentru populatia din zonele periclitate de noxe este necesara crearea unor zone paduroase de agrement, amplasate in afara perimetrelor poluate, zone usor accesibile, cu o atmosfera curata si binefacatoare sanatatii oamenilor expusi la acest stres foarte daunator si periculos. Astazi sunt de neconceput asezari umane fara parcuri, zone verzi si paduri.

2.2. Masuri amenajistice