Dinamica funcției de producție și a fluxurilor de bunuri în Delta Interioară a Dunării [309831]

[anonimizat]

2018

[anonimizat] a fluxurilor de bunuri în Delta Interioară a Dunării

Conducător științific:

C.S.I dr. Sergiu CRISTOFOR

Comisie de îndrumare:

[anonimizat],

Nicoleta Geamăna

Doctorand: [anonimizat]

2018

[anonimizat] – MA, [anonimizat] – SZUDI

Centrul de Cercetare în Ecologie Sistemică și Sustenabilitate (CCESS)

Departamentul de Ecologie Sistemică (DES)

Agenția Europeană de Mediu (EEA)

[anonimizat], a dezvoltării aglomerărilor urbane și a industriei, presiunea exercitată asupra componentelor capitalului natural a înregistrat în ultimul secol o [anonimizat] a [anonimizat].

[anonimizat] (citare) [anonimizat], [anonimizat], [anonimizat], [anonimizat]. Aceasta definiție largă include: [anonimizat], delte, [anonimizat], mlaștini, zone de luncă sau sisteme antropizate precum iazurile sau câmpurile de orez ca tipologii distincte de ecosisteme de zone umede.

Din punctul de vedere al ecologiei sistemice (Botnariuc și Vădineanu, 1982) sistemele de zone umede îndeplinesc anual toate cele 4 funcții ecologice fundamentale: [anonimizat], funcția de reglare și funcția informațională. Îndeplinirea acestora se traduce într-o gamă variată de bunuri ([anonimizat], [anonimizat], [anonimizat]) și servicii ([anonimizat], [anonimizat], [anonimizat].) (Mitsch & Gosselink 2000) [anonimizat] o integrează. [anonimizat] o diversitate biologică ridicată (Lieth, et al. 1975, Bassi et al. 2014) [anonimizat], pești și nevertebrate depinzând de existența acestor ecosisteme. [anonimizat].

[anonimizat], au dus la degradarea și reducerea zonelor umede la nivel global (Hu et al., 2017). În consecință se estimează că 50% din zonele umede la nivel global au fost degradate și distruse (Davidson 2014). Cele mai frecvente cauze antropice responsabile pentru degradarea și reducerea zonelor umede citate în literatură sunt: desecarea și conversia în terenuri agricole, conversia către bazine piscicole, îndiguirea și conversia terenurilor pentru destinații comerciale sau industriale (Asselen et al. 2013, Moser et al. 1998, Dahl 1990, MEA 2005).

Schimbarea configurației structurale a sistemelor naturale de zone umede și scenariile de creștere a temperaturilor, scăderea precipitațiilor, modificările sezoniere ale ciclului hidrologic, pot afecta negativ prin evapo-transpirație și reducerea debitelor de apa sistemele de zone umede și ar putea exacerba rata de distrugere a acestor sisteme (Mortsch, 1990, IPCC, 1990, 1995). Societatea umană, prețuiește în principal serviciile ecologice de producție, astfel că majoritatea suprafețelor de teren la nivel global sunt utilizate pentru agricultură (Power, 2010). În agricultură, serviciile de producție, cum ar fi producția de culturi agricole pentru alimente, colectarea lemnului, sau creșterea animalelor pot fi majorate cel mai adesea cu prețul serviciilor de reglare: sechestrarea carbonului sau purificarea apei (MEA 2005).

Cu toate acestea după cel de-al doilea război mondial, în România Sistemele de zone umede ale Dunării Inferioare (SZUDI) au fost privite ca terenuri „neproductive” și fără importanță economică fiind supuse lucrărilor de îndiguire, desecare și drenaj și au fost convertite în sisteme agricole, plantații forestiere, zone industriale și așezări umane (Vădineanu, 1998).

În componența sistemului de zone umede al Dunării Inferioare se găsesc tipuri de sisteme naturale și seminaturale, sisteme ecologice transformate (sisteme agricole) dependente de inputuri auxiliare de energie precum și sisteme construite (așezări umane). Dacă în trecut sistemele de zone umede ale Dunări Inferioare produceau o serie de resurse regenerabile (masă lemnoasă, stuf, capturi de pește) și aveau rol de tampon în controlul nutrienților și ofereau suportul fizic necesar diversității de specii prezente aici, conversia acestor naturale către sisteme agricole intensive precum și supra-exploatarea resurselor furnizate de capitalul natural a avut în primul rând un impact negativ prin eutrofizarea sistemelor acvatice datorită aportului mare de nutrienți (N și P) utilizați în exploatările agricole, eroziunea structurii biofizice, modificări ale regimului hidrologic, reducerea diversității de specii.

Astfel creșterea funcției de producție ca urmare a regimului de management adoptat a dus la diminuarea celorlalte funcții îndeplinite de ecosisteme și la modificări în structura rețelelor trofice (Vădineanu, 1998). Degradarea ecologică a sistemelor de zone umede este consecința efectelor directe și indirecte ale relațiilor din cadrul și dintre complexele socio-ecologice, marea lor majoritate proiectate, determinate și controlate de către oameni (Vădineanu, 2004).

Aflate sub presiunea exercitată de sistemul socio-economic, față de starea de referință, 1950, sistemele de zone umede din Bălțile Brăilei, considerate „neproductive” prin lucrări intensive de îndiguire și conversie, au înregistrat o reducere dramatică a suprafețelor naturale în favoarea sistemelor agricole ducând la formarea Insulei Mari a Brăilei. În prezent din întreaga suprafață de 2600 km2 a zonei de studiu abordat în prezenta lucrare doar 210 km2 păstrează încă caracteristicile funcționale ale sistemului aflat în regim hidrologic natural ducând la o scădere în ceea ce privește îndeplinirea funcțiilor ecologice.

Scopul lucrării este acela de a dezvolta o bază de date pentru o analiză integrată a modificărilor structurale și a dinamicii în timp a fluxurilor de bunuri și servicii oferite de către sistemele ecologice din Insulele Brăilei raportându-se la starea de referință. Astfel prezenta lucrare își aduce aportul în dezvoltarea cunoașterii și transferul acestei către factorii de decizie, oferind suport pentru dezvoltarea de politici și planuri de management adaptativ în vederea conservării și păstrării caracterului natural al ecosistemelor de zone umede și adaptarea la schimbările climatice în contextul unde dezvoltări sustenabile.

Analiza critică a stadiului actual de cunoaștere

Identificarea surselor bibliografice

Acest prim capitol, a vizat identificarea, analiza, integrarea și sinteza principalelor surse de informații și cunoștințe referitoare la sistemele de zone umede, funcțiile și serviciile furnizare de către acestea sistemului socio-economic și identificarea factorilor de comandă și presiunea care condiționează îndeplinirea acestora. Fundamentarea stadiului actual de cunoaștere cu privire la acest tip de sisteme ecologice naturale, și identificarea principalelor categorii de bunuri și servicii furnizate, reprezintă un prim pas în identificarea lacunelor din prezent și oferă suport în dezvoltarea și alegerea celor mai bune practici pentru caracterizarea stării ecologice a zonelor umede în scopul accesului într-un mod sustenabil la întreaga gamă de servicii oferite, reducând semnificativ „compromisurile” între diferitele tipuri de servicii (producție, reglare, culturale și biodiversitate).

În ciuda numărului tot mai mare de publicații ce au vizat evaluarea serviciilor ecosistemice în diferite tipuri de sisteme ecologice, în ceea ce privința zonelor umede, există încă nevoia de dezvoltare a cunoașterii. Multe dintre serviciile ecosistemice furnizate de zonele umede sunt adesea dificil de identificat, evaluat și/sau transferat în politicile de luare a deciziilor și de dezvoltare durabilă. Vedem că în ultimii ani există o preocupare comună pentru conservarea și restaurarea/refacerea sistemelor de zone umede, evidențiată de literatura științifică disponibilă (Chaikumbung et al., 2015), pentru a preveni degradarea ulterioară a acestora ca urmarea a presiunii antropice.

În acest context obiectivele acestui capitol sunt următoarele:

1. Identificarea celor mai frecvente servicii evaluate în ecosistemele de zone umede.

2. Identificarea și analizarea gamei largi de metode utilizate pentru a evalua serviciile ecosistemelor de zone umede.

3. De a identifica care sunt estimările serviciilor ecosistemelor umede la scară globală

4. De a propune un model holist pentru evaluarea serviciilor ecosistemice ca bază pentru politicile și planurile de management durabile pe termen lung.

Realizarea obiectivelor propuse a fost realizată în doi pași.

Pasul 1. în atingerea obiectivelor propuse, a constat în identificarea publicațiilor științifice, utilizând baza de date ScienceDirect, datorită faptului că reprezintă una dintre bazele de date științifice cele mai cuprinzătoare pentru domeniul științei mediului (Shoyama et al. 2017). O căutare avansată a fost efectuată utilizând următoarele cuvinte cheie: "wetlands (zone umede)" și "ecosystem services (servicii ecosistemice)" găsite numai în câmpurile: Rezumat, Titlu, Cuvinte cheie, pentru a obține cele mai relevante rezultate pentru această lucrare. Cu un accent sporit asupra serviciilor de producție, identificate ca fiind cele mai accesibile și ușor de evaluat servicii, de către factorii de decizie sau alți actori (stakeholderi), o a doua căutare a fost efectuată utilizând „wetlands” și „provisioning services (servicii de producție)”, urmând același protocol ". Intenția principală a fost de a evalua diferite studii de caz specifice, în scopul de a obține informații cu privire la specificitatea metodelor și a indicatorilor pentru evaluarea diferitelor servicii ecosistemice și de identifica valoarea acestor servicii la nivel global.

Pentru identificarea stadiului actual de cunoaștere privind abordările la nivel național a sistemelor de zone umede, la cuvintele cheie s-au adăugat: „Zone umede din România”, „Delta Dunării”, „Insulele Brăilei”, „Delta Interioară a Dunării”.

Pasul 2. Pe lângă publicațiile științifice identificate anterior, analiza de surselor bibliografice a cuprins de asemenea și articole conceptuale sau de sinteză (review-uri), precum și publicații din cadrul Departamentului reprezentate de cărți, rapoarte sau teze de doctorat ce au vizat studiul sistemelor de zone umede alea Dunării Inferioare, în vederea identificării cadrului conceptual în care prezenta lucrare se situează.

Strategia de analiză a publicațiilor științifice

Având în vedere primul pas descris anterior un număr de 297 de articole au identificate și introduse într-o bază de date pentru referințe ulterioare.

Trebuie precizat numarul și cate au ramas

Pentru atingerea obiectivelor propuse, în acest capitol, următorul pas a fost reprezentat de analiza critică studiilor de caz obținute, având în vedere următoarele întrebări:

Care sunt cele mai frecvent evaluate servicii ecosistemice?

Ce metode sunt cel mai frecvent utilizate în studiile de evaluare a serviciilor ecosistemice?

Există vreo metodă utilizată numai pentru evaluarea unui anumit serviciu ecosistemic sau sunt metodele de evaluare utilizate pentru întreaga gamă de servicii ecosistemice?

Care dintre serviciile de furnizate de către ecosisteme sunt cele mai des vizate în studiile luate în analiză

Care sunt metodele cele mai folosite pentru evaluarea serviciilor de producție

Care sunt valorile estimate pentru serviciile oferite de către ecosistemele de zone umede

Pentru a răspunde acestui set de întrebări au fost luate în calcul: localizarea studiului de caz, compartimentul studiat, tipul de acoperire al terenurilor, serviciile ecosistemice evaluate conform clasificării CICES (Haines-Young, 2013), scara spațio-temporală a studiului de caz, metoda de evaluare, valoarea estimată a serviciilor, date referitoare la autor și anul publicației pentru referințe ulterioare. Pentru a putea compara rezultatele din diferite studii, valorile monetare au fost convertite în dolari americani iar sistemul de măsură a suprafețelor a fost convertit în sistem metric.

De dezvoltat

Cadrul conceptual

Dezvoltarea in plan teoretic și analitic din domeniul ecologiei sistemice, economiei neo-clasice moderne și organizării sociale a permis tranziția de la modul de abordare sectorial, care a generat planuri și acțiuni de „protecție a mediului” care s-au dovedit în majoritatea cazurilor performante pe termen scurt, dar neviabile sau generatoare de surprize pe termen lung, la dezvoltarea unui mod de abordare sistemic, integrator. În acest context s-a făcut în domeniul ecologiei saltul de la ecologia clasică, biologică, la cea sistemică (Botnariuc și Vădineanu 1982, Holling 1973, Vădineanu 1998, 2004)

Teoria sistemică (Odum 1960, Botnariuc și Vădineanu, 1982), a furnizat cadrul conceptual, conform căruia „mediul” în sens larg este interpretat ca o ierarhie de sisteme ecologice, mari, complexe, organizate la scară spațială și temporală și care integrează în componența lor și factorul social/uman, altfel spus complexele socio-economice. Sistemele ecologice sunt așadar unități productive, ierarhizate și dinamice, dinamica acestora fiind însă de fiind un proces de lungă durată de ordinul deceniilor sau secolelor și în care productivitatea depinde de variabilitatea și stabilitatea ecosistemului.

Un ecosistem reprezintă unitatea elementara de organizare având ca însușiri de baza capacitatea productiva și capacitatea de suport, conferite de procesul ecologic fundamental al productivității biologice. Acesta presupune desfășurarea a trei principale procese ecologice interdependente: fluxul de energie, circuitul de substanțe și autoreglarea (Botnariuc și Vădineanu 1982). Sistemele ecologice naturale, seminaturale și antropizate (transformate sau controlate de om), împreuna cu gama de bunuri și servicii pe care acestea le generează constituie „capitalul natural” (CN), reprezentând astfel fundația sistemelor socio-economice (Vădineanu, 2004) (Figura 1.).

Figura 1. Ierarhia sistemelor ecologice (după Vădineanu et al. 1998)(de modificat)

Conceptul de capital natural a evoluat în anii 90, datorită dezvoltărilor teoretice care au permis umplerea golurilor dintre științe precum ecologia și/sau științele economice (Voora și Venema, 2008). Cu toate acestea conceptul de capital natural și importanța acestuia în furnizarea de bunuri și servicii, a fost recunoscută de economiști încă de la jumătatea secolului XX (Voora și Venema, 2008) Alfred Marshall, părintele economiei neoclasice, a fost conștient de contribuția naturii în producerea de bunuri și servicii și a privit distincțiile dintre termenii pământ și capital ca fiind triviale (El Serafy, 1991). John Hicks, laureat al premiului Nobel pentru Economie din 1972, descrie un factor de producție ca fiind "o contribuție la producție, în sensul că, dacă factorul ar fi eliminat, producția (sau produsul rezultat) ar fi diminuată" și ca factorii de producție nu trebuie să fie neapărat însușiți de către sistemele socio-economice, comercializați sau pentru care să existe o piață de schimb. Georgescu-Roegen a contribuit direct la dezvoltarea conceptului NC dezvoltând o nouă abordare a înțelegerii constrângerilor economice, sociale și biofizice pe care le-a numit "bioeconomie". El a subliniat necesitatea ca economiștii să înțeleagă aspectele interdependente dintre constrângerile resurselor, stabilitatea socială și organizarea și activitatea economică (Gowdy și Mesner, 1998). Kenneth Boulding a contribuit, de asemenea, la intercalarea disciplinelor ecologice și economice, subliniind limitele creșterii exponențiale într-un sistem finit (Boulding, 1966). Meadows a explorat în continuare aceste inter-relații dezvoltând modelul World 3 pentru a prognoza creșterea și ratele asociate de epuizare a resurselor (Costanza, 2003, Meadows, Meadows, & Randers, 1992). Toate aceste evoluții în plan teoretic, au determinat la sfârșitul anilor 80 apariția unei noi discipline, „economia ecologică” (Costanza, 2003) care repoziționează mediul natural de la factor de producție la a fi fundamentul producției, al bunăstării și al existenței. Mai mult decât atât, afirmă că mediul natural nu poate fi înlocuit ci trebuie menținut și consolidat. La scurt timp, Pearce și Turner au popularizat termenul "capital natural" în cartea lor "Economia resurselor naturale și a mediului" publicată în 1990 (Smith & Smith, 2006).

Capitalul natural reprezintă fundația pentru bunurile și serviciile care susțin viața (Envisioning a Sustainable and Desirable America Network, 2001). Mai exact, este baza activității și bunăstării umane (Brown & Ulgiati, 1999; Carpenter și colab., 2006; Fenech, Foster, Hamilton și Hansell, 2003; Institutul Gund, 2006; Hawken, Lovins & Lovins , 1999; Markandya, Mason, Perelet, și Taylor, 2002; Naidoo, 2004). Prin urmare, activitatea umană și bunăstarea sunt strâns legate de starea CN și serviciile furnizate de acesta (Carpenter et al., 2006). CN poate fi descris în general ca fiind regenerabil sau neregenerabil (Costanza & Daly, 1992). CN regenerabil sau activ este auto-întreținut datorită capacității sale de a valorifica energia solară. CN neregenerabil sau inactiv se formează pe perioade geologice lungi și este pasiv. "CN include atât materii prime minerale și biologice, energie regenerabilă (energia solară și maree) și combustibili fosili; capacitatea de asimilare a deșeurilor și funcții vitale pentru susținerea vieții (cum ar fi reglarea climatică la nivel global) oferite de ecosisteme funcționale (Envisioning a America Sustainable and Desirable Network, 2001). Costanza și Daly (1992) compară CN regenerabil cu mașinile care sunt supuse degradării, în timp ce CN neregenerabil este analog cu stocurile care pot fi terminate.

Publicațiile recente privind serviciile ecosistemice pun bazele dezvoltării unor noi instrumente economice care atrag atenția asupra conservării CN (Banzhaf și Boyd, 2005, 2006; J. Boyd, 2006). Millenium Ecosystem Assessment (MA), un studiu de referință lansat în 2003, realizat de 1300 de experți din 95 de țări, a arătat că aproximativ 60% din serviciile ecosistemelor care susțin viața pe pământ sunt degradate sau utilizate ne-sustenabil (MA, 2005). Pentru a preveni astfel procesul de eroziune la nivelul sistemelor ecologice, MA a recomandat ca investițiile semnificative, să fie direcționate spre conservarea și refacerea CN. Tot mai mult, resursele ecologice sunt considerate ca fiind esențiale pentru capacitatea productivă actuală și viitoare a sistemelor economice de a fi sustenabile necesitând menținerea ecosistemelor în anumite stări de sănătate și funcționalitate (Straton, 2006).

Un ecosistem este definit de Convenția privind diversitatea biologică din 1992, ca fiind: "un complex dinamic al comunităților de plante, animale și microorganisme și mediul lor abiotic, (Markandya et al., 2002) iar funcționarea acestuia rezultă din interacțiunea populațiilor care îl compun și din interacțiunea acestora cu factorii abiotici (Botnariuc și Vădineanu 1982). Capacitatea funcțională și de suport a CN se referă la reziliența și stabilitatea în timp a sistemelor ecologice precum și la capacitatea acestora de a asigura suportul fizic, resursele naturale și serviciile pentru sistemele socio-economice (Costanza 1997, Ring 1997, Musters et al. 1998, Vădineanu A. 1998, 2001, 2004, Vădineanu R. 2004, 2008, Cosor 2012)

Teoria ecosistemică caracterizează sistemele ecologice naturale economice și sociale ca sisteme reziliente. Conceptul de reziliență a fost introdus în anii 1970 (Holling, 1973) și se referă la capacitatea sistemelor ecologice de a rezista la acțiunea factorilor de comandă (naturali sau antropici). Există două moduri de interpretare a rezilienței ecosistemice. Holling în 1995 interpreta reziliența ca rezistența unui sistem ecologic la presiunea factorilor de comandă și viteza cu care acesta revine la starea de echilibru după o perturbare sau o îndepărtare de la starea de echilibru. Acest mod de interpretare poarta numele de rezistenta manipulată sau tehnică.

Al doilea mod de interpretare – reziliența ecosistemică (Holling și Gunderson 2002) definește reziliența drept capacitatea sistemului de a absorbi presiunea factorilor de comandă și de a-și menține integritatea structurală și funcțională (Vădineanu 2004, Walker et al. 2004). Acest mod de interpretare exprima de fapt capacitatea de suport a unui sistem ecologic în raport cu presiunea exercitata din exterior asupra sa (Vădineanu 2004).

Una din direcțiile cel mai des abordate în evaluarea funcțională a CN o reprezintă caracterizarea dinamicii sistemelor socio-ecologice și a serviciilor oferite de către acestea, luând în considerare factorii de comandă (D), presiuni (P), stare (S), impact (I) și răspunsuri (R) (EEA 2007) putându-se astfel stabili impactul pe care îl are sistemul socio-economic asupra sistemelor ecologice.

Abordarea DPSIR, dezvoltată de OECD (1993), sub forma PSR (Presiune, Stare, Răspuns), a fost folosită pentru a evidenția relațiile dintre activitatea umană/antropică și degradarea CN. Ea se bazează pe un concept de cauzalitate: activitățile antropice exercită presiuni asupra CN provocând modificării ale stării sistemelor ecologice cu impact atât asupra cantității cât și asupra calității resurselor naturale și a serviciilor oferite. Răspunsul sistemului socio-economic la aceste schimbări se traduce prin politici de mediu, politici economice și sectoriale.

În cadrul conceptual al modelului DPSIR, factorii de comandă (Drivers) sunt reprezentați de dezvoltarea socială, economică sau demografică, și de modificările stilului de viață, creșterii nivelului de consum sau modificarea nivelului de producție. Aceste mecanisme de comandă de natură antropică pot proveni și acționa la nivel global, regional sau local. Factorii de comandă prin activitățile umane pot exercita presiune (Pressures) asupra componentelor capitalului natural. Presiunile pot fi caracterizate prin: modificări ale configurației terenurilor, creșterea exploatărilor de resurse, poluare cu nutrienți și pesticide provenite din exploatări agricole, degradarea fizică a capitalului natural, etc. Exercitarea presiunilor poate conduce la modificări intenționate sau neintenționate in starea (State) ecosistemelor. În general aceste modificări sunt considerate negative de către sistemul socio-economic (degradare, distrugere, conversie, etc). Starea ecosistemelor este condiționată de componenta biotică și abiotică a ecosistemelor în termeni de variabile fizice (temperatură, energie radiantă), variabile chimice (concentrații de azot sau fosfor), variabile biologice (habitat, specii, biodiversitate, etc).

Modificările în funcționarea ecosistemelor și a calității acestora poate avea un impact (Impact) asupra bunăstării sistemului socio-economic prin îndeplinirea serviciilor ecosistemice. Bunurile și serviciile ecosistemice sunt funcții și procese de care depinde direct sau indirect sistemul socio-economic (furnizarea de alimente, cherestea, apa potabilă, calitatea aerului, valori estetice sau culturale, procese indirecte care asigura funcționarea ecosistemului). Valoarea serviciilor ecosistemice este stabilită în funcție de nevoia sistemului socio-economic (ex: prețul pieței).

Sistemul socio-economic adoptă decizii ca răspuns (Response) la impactul asupra serviciilor ecosistemice. Acest răspuns este reprezentat de acțiuni pentru prevenirea, ameliorarea, compensarea sau adaptarea la schimbările survenite în funcționarea ecosistemică încercând să: controleze factorii de comandă și presiunile exercitate prin măsuri, mențină sau să restaureze starea mediului, etc. Acest proces de răspuns poate fi luat la nivel de individ, plan de management local, național, etc.

Utilizarea unei astfel de abordări permite caracterizarea interacțiunilor dintre componentele sociale și economice și componentele capitalului natural. Astfel alegerea unor indicatori potriviți poate permite prin programe de cercetare, identificarea și cuantificarea factorilor de comandă care stau la baza exercitării unui serviciu ecosistemic, si oferă un cadru pentru dezvoltarea de modele sau instrumente suport pentru procesele decizionale, care pot fi folosite pentru evaluarea și compararea rezultatelor (figura 2).

Teoria sistemică permite abordarea unor modele dinamice ce permit delimitarea spațială a sistemelor ecologice, precum și explicarea și modelarea componentelor acestora în timp în funcție de factori de comandă și presiune externi, în vederea unei mai bune înțelegeri a stări sistemului. Atunci când un astfel de model cuprinde totalitatea componentelor ecosistemului precum și interacțiunile dintre acestea, avem de-a face un cu model izomorf. Datorită faptului ca este necesară o cantitate mare de informație pentru caracterizarea unui sistem ecologic pe de-a întregul, complex și dinamic la scări de timp și spațiu realizarea unui model simplificat, homomorf, concentrat doar asupra unui anumit compartiment sau asupra unor relații specifice din cadrul sistemului poate fi justificată.

Figura 2 Abordarea DPSIR (după, http://www.grida.no/resources/8124) de modificat

Astfel în prezenta lucrare identificarea poziției ocupate de către sistemele de zone umede precum și modelarea interacțiunilor dintre componentele acestui având ca rezultat o gamă de bunuri și servicii furnizate sistemelor socio-economice a fost realizată cu ajutorul unui model homomorf general (figura 3.). Se considera că pentru îndeplinirea oricărei funcții/servicii ecosistemice, sunt necesare o serie de procese. Procesele ecologice fundamentale conform ecologiei clasice sunt: ciclarea apei, circuitele biogeochimice, acumularea fluxului de energie/materie organică, dinamica comunității.

Procesele ecologice sunt definite de Tirri et al. (1998) ca o serie de evenimente, reacții sau operațiuni, care ating un anumit rezultat definit. Procesele ecosistemului sunt, prin urmare, definite aici ca interacțiuni complexe (evenimente, reacții sau operațiuni) între componenta biotică și componenta abiotică a unui ecosistem, care duce la un rezultat cert. În termeni generali, aceste procese implică transferul de energie și materie (Lyons et al., 2005).

Procesele cheie includ fluxuri de energie, nutrienți, oxigen și apă. Este important de remarcat faptul că aceste procese apar atât în interiorul cât și în afara organismelor, și implică procese bio-geo-chimice (cum ar fi vulcanism și mișcarea plăcilor tectonice) și procese cosmice (lumina soarelui), procese care au loc cel puțin parțial, în afara biosferei. De asemenea, această definiție a proceselor include și procesele social-culturale (Ken J. Wallace, 2007). În acest context cantitatea elementelor biotice și abiotice dintr-un ecosistem este descrisă în termeni de cantitate, iar procesele interpretate ca reacții sau operațiuni sunt în general descrise în termeni de rate (ex: valoarea producției/unitate de timp) (Ken J. Wallace, 2007).

Figura 2. Modelul homomorf simplificat (de refacut acest cacat)

Conceptul de servicii ecosistemice

Ecologia sistemică clasică utiliza termenul de funcții ecologice pentru a descrie rolul structurilor și proceselor ecologice ce au loc în componența capitalului natural pentru dinamica sistemelor ecologice. O dată cu evoluția în timp a ecologiei ca știință acest termen a fost utilizat pentru a descrie rolul acestor structuri și al proceselor ecologice pentru bunăstarea societății umane, prin activități economice sau sociale.

În prezent conform ecologiei sistemice sunt larg acceptate următoarele 4 funcții care reflecta fluxul de bunuri și servicii generate de componentele structurii capitalului natural:

i) funcția de producție și de furnizor de resurse pentru metabolismul sistemelor socio-economice – organismele autotrofe prin fotosinteză și preluarea nutrienților convertesc energia, dioxidul de carbon, apa și nutrienți într-o mare varietate de structuri de carbohidrați care sunt apoi utilizate de către producătorii secundari pentru producerea unei cantități și mai mari de biomasa. Aceasta diversitate in structurile de carbohidrați conferă o gamă variată de bunuri pentru complexele socio-ecologice variind de la alimente și materie prima până la resurse energetice.

ii) funcția de reglare și control – aceasta funcție se referă la capacitatea ecosistemelor naturale și semi-naturale de a regla procesele ecologice esențiale și sistemele suport ale vieții prin cicluri bio-geochimice. În plus față de menținerea „stării de sănătate” a ecosistemului aceasta funcție oferă servicii cu beneficii directe sau indirecte pentru societățile umane (calitatea aerului, apei, solului etc.) (de Groot et al. 2002).

iii) funcția informațională/culturală – deoarece evoluția societăților umane a avut loc in mare parte în ecosisteme urbane, ecosistemele naturale oferă funcția esențială de referință și contribuie la menținerea sănătății umane prin oferirea oportunităților de recreere, reflecție, îmbogățire spirituala, dezvoltare cognitivă si experiență estetica (de Groot et al. 2002).

iv) funcția de menținere și suport – ecosistemele naturale, asigură refugiu și habitat pentru reproducere și conservare pentru plante și animale sălbatice contribuind astfel la conservarea (in situ) a diversității biologice și genetice precum și la diversitatea proceselor evolutive (de Groot et al. 2002).

Pentru cantitatea de energie concentrată și acumulată sub formă de resurse sau pentru serviciile furnizate, orice sistem ecologic natural sau seminatural din structura capitalului natural absoarbe de sute, mii sau chiar zeci de mii de ori mai multă energie diluată și poate să consume 50-100% din energia absorbită și concentrată de producătorii primari. Pentru maximizarea funcției de producție a componentelor transformate și controlate de către om (exemplu agrosisteme) este necesar un input ridicat de energie concentrată auxiliară, nutrienți, pesticide, etc. Se poate constata astfel o creștere a dependenței sistemelor ecologice naturale și seminaturale față de intervenția complexelor socio-economice cu inputuri auxiliare de energie (Vădineanu, 1998).

Acumularea de materie organică se desfășoară cu o anumită viteză/rată reprezentată de productivitatea primară.

Energia solară fixată în producția netă a plantelor reprezintă sursa de energie pentru consumatorii primari ai ecosistemului dat, fie direct, fie trecând prin faza de detritus. La rândul lor consumatorii primari reprezintă sursa de energie pentru nivelele trofice superioare. La fiecare transfer de energie de la un nivel trofic la altul se produc însă și pierderi de energie. Funcționarea ecosistemului devine astfel dependentă de intrări continue de energie solară determinând astfel fluxul de energie în ecosistem (Botnariuc și Vădineanu, 1982). Studiul fluxurilor de energie dintr-un ecosistem permit înțelegerea legilor productivității biologice, a factorilor de care aceasta depinde și poate permite studierea dinamicii resurselor biologice și amenajarea și protecția ecosistemelor (Botnariuc și Vădineanu, 1982).

Procesele ecologice influențează gradul, distribuția, precum și biodiversitatea sistemelor ecologice. În cazul în care scad valorile de producție primară, fluxul de energie la niveluri trofice superioare este diminuat și compromite potențial durabilitatea populațiilor de animale dependente de plante pentru hrană. Producția primară este influențată de disponibilitatea de elemente nutritive. Scăderi și creșteri ale nutrienților pot afecta valorile de producție primară, precum și tipurile de plante care cresc, cu efecte ulterioare asupra animalelor. Reproducerea cu succes a plantelor și animalelor depinde de regimurile fizice și chimice ale mediului lor.

Producția primară și ciclul carbonului asociat acesteia, ciclul azotului, ciclul nutrienților sunt procese fundamentale în cadrul sistemelor ecologice. Procesele legate de producție, de transfer, precum acumularea și pierderea de biomasă, reproducerea și ratele de deces ale indivizilor din cadrul diferitelor populații din structura unui sistem ecologic se reflecta în rezultatele proceselor ecologice.

Producția primară netă reprezintă valoarea netă de biomasă produsă în fiecare an de către plante, reprezentând un indicator important pentru fluxurile de energie din cadrul ecosistemelor (Haberl et al, 2007). Cu alte cuvinte, procesele ecosistemelor (fotosinteza, respirația, evapotranspirația, etc), utilizează și degradează energia solară, în scopul de a construi biomasă (Doka et al. 2002).

În oricare ecosistem având la baza structurii trofice plantele verzi, desfășurarea fluxului de energie începe prin captarea energiei solare cu ajutorul clorofilei. Energia radiațiilor este transformată în energia legăturilor chimice a substanțelor organice sintetizate de către plante și acumulate în procesul lor de creștere. Astfel energia acumulată în masa plantelor sub forma de substanță organica se numește producție primară (Botnariuc si Vădineanu 1982).

Producția primară brută reprezintă cantitatea totala de energie asimilată de către plante în procesul de fotosinteza. Din aceasta cantitate totala, o parte este utilizata de către plante în procesele metabolice proprii (respirație, sinteză, etc.). Diferența de energie rămasă este asimilată de către celulele și țesuturile plantelor și acumulată sub formă de substanță organică și reprezintă producția primară netă. Producția primară netă devine astfel substanța organică (energia) pentru nivelul trofic următor cel al fitofagilor (Botnariuc si Vădineanu, 1982). Cantitatea de substanță organică acumulată, producția primară netă, pentru o anumita perioada de timp poarta numele de biomasă. Aceasta biomasa se acumulează cu o anumita viteză. Viteza cu care se acumulează biomasa ca urmare a procesului de fotosinteză se numește productivitate primară și reprezintă măsura fluxului de energie raportat la unitatea de timp și suprafață intrat în ecosistem (Botnariuc si Vădineanu, 1982). În acest context aceasta productivitate primară este procesul ce are ca rezultat producția primară netă. Biomasa acumulată de către plante nu are o valoare constantă în decursul unui an, ea diferă în decursul sezoanelor, sau chiar pentru perioade mai scurte. Unele părți ale plantelor mor și intră în componenta detritusului (ex: frunzele), iar biomasa concentrată în părțile rămase vii ale plantelor poarta numele recoltă pe picioare (Botnariuc si Vădineanu 1982). Valorile acestei biomase pot fi exprimate în greutate uscată raportată la o unitate de spațiu (ex: kg/ha) și timp în cazul productivității.

Valori ale producției primare pot varia în limite largi, de la un tip de ecosistem la altul, arătând dependenta de factori precum lumina, temperatura, umiditatea, precipitațiile, sau cantitatea de nutrienți din sol (N, K, P, etc), precum și de activitatea descompunătorilor.

Producția primară sub aspect calitativ și cantitativ arată starea unui ecosistem și gradul său de organizare și se modifică o dată cu schimbarea structurii biocenozei fără vreo schimbare semnificativa a condițiilor climaterice (Botnariuc si Vădineanu, 1982).

Producția primară netă realizată de plantele unui sistem ecologic reprezintă sursa de energie disponibilă pentru nivelele trofice următoare ale consumatorilor de diferite ordine: direct pentru fitofagi, indirect pentru consumatori de ordine mai înalte (Botnariuc si Vădineanu, 1982, Odum, 1971)

Energia consumata de către animale prin hrana, la fel ca și în cazul plantelor are destinații diferite. O parte din hrana este digerată și asimilată în timp ce alta parte este eliminată. Din hrana asimilată, o parte din energia ei este utilizată în desfășurarea proceselor metabolice, în timp ce restul este utilizată în procesul de creștere a greutății (producere de biomasă) într-o perioada de timp (Benke & Huryn 2006) și producere de noi indivizi. Producția secundara este deci energia acumulata în biomasa animalelor și care reprezintă o parte a energiei asimilate. Comparând cu plantele producția secundară este echivalentă cu producția primară netă a plantelor, folosindu-se astfel și termenul de producție secundara netă. Echivalentul producției primare brute la animale este energia asimilată care reprezintă energia producției secundare + energia risipita in respirație (Botnariuc si Vădineanu, 1982).

Producția animală, este aproape întotdeauna măsurată la nivelul populației, indiferent dacă se are în vedere o singură populație, un grup de populații, sau un întreg nivel trofic. Dacă cineva încearcă să măsoare producția unui întreg nivel trofic, producția tuturor populațiilor din acel nivel, sau cel puțin cele mai importante, trebuie însumate (Benke, A. 2012).

Funcțiile ecosistemului reprezintă așadar capacitatea componentelor capitalului natural prin îndeplinirea proceselor ecologice naturale de a furniza bunuri și servicii care satisfac nevoile umane fie direct, fie indirect (de Groot et al 2002). Acestea au capacitatea de a susține biodiversitatea, producția de bunuri: cherestea, furaje, combustibili, biomasă, pește, fibre naturale, produse farmaceutice, de a asigura capacitatea de retenție a apei, circuitul nutrienților, etc. reprezentând servicii pentru populația umană.. Prin urmare funcțiile ecosistemului sunt percepute ca un subset de procese ecologice îndeplinite de diferitele componente din structura ecosistemului.

În termeni simpliști serviciile ecosistemice sunt entitățile și funcțiile naturale care permit existența (Millennium Ecosystem Assessment, 2003). Termenul de servicii se referă deci la procesele prin care ecosistemele naturale susțin și îndeplinesc nivelul de trai al populațiilor umane.

Serviciile ecosistemice au fost definite de Daily (1997) drept "condițiile și procesele prin care ecosistemele naturale și speciile care le compun susțin și îndeplinesc viața umană", în timp ce. Harrington și colab. (2010) le-au definit drept "beneficii pe care oamenii le recunosc ca fiind obținute din sistemele ecologice și care susțin, direct sau indirect, supraviețuirea și calitatea vieții". TEEB (2009) a definit serviciile ecosistemice drept "contribuțiile directe și indirecte ale ecosistemelor la bunăstarea umană". Jenkins și colab. (2010) le definește ca fiind "un termen colectiv pentru bunurile și serviciile produse de ecosistemele care sunt în beneficiul omenirii". De Groot și colab. (2002) le-au definit ca fiind "capacitatea proceselor și a componentelor naturale de a furniza bunuri și servicii care satisfac nevoile umane, direct sau indirect". Costanza și colab. (1997) le definește ca fiind "beneficiile pe care populațiile umane le derivă, direct sau indirect, din funcțiile ecosistemice". MEA (2005) le definește ca fiind "beneficiile pe care oamenii le obțin din ecosisteme". Boyd și Banzhaf (2007) au declarat că serviciile ecosistemice sunt "componente ale naturii, se bucură direct, se consumă sau se folosesc pentru a da bunăstare umană". Fisher și colab. (2009) le-au definit ca fiind "aspectele ecosistemelor utilizate (activ sau pasiv) pentru a produce bunăstarea umană". Nelson și colab. (2009) au declarat că serviciile ecosistemice reprezintă "o gamă de bunuri și servicii generate de ecosisteme importante pentru bunăstarea umană".

Astfel totalitatea acestor definiții din literatura de specialitate, fie leagă serviciile ecosistemice de beneficiile pe care sistemul socio-economic le derivă, fie afirmă că serviciile ecosistemice sunt egale cu beneficiile pe care oamenii le derivă din natură. Numitorul comun al acestor definiții îl reprezintă faptul ca populația umană beneficiază direct sau indirect de serviciile ecosistemice.

Urmărind istoricul studiilor asupra serviciilor ecosistemice, sa constatat că în anii 1970 funcțiile ecosistemului au fost legate de serviciile de care societatea umană a beneficiat și, prin urmare, care au generat interes pentru conservarea biodiversității (Westman, 1977, Ehrlich și Ehrlich, 1981, de Groot, 1987 ). În anii 1990, oamenii de știință au început să utilizeze termenul "servicii ecosistemice" în literatură (Costanza și Daily, 1992; Perrings et al., 1992; Daily, 1997), fapt care a condus la colaborarea dintre comunitatea științifică cu economiști pentru a estima economică a serviciilor ecosistemice (Costanza et al., 1997).

Numărul de studii de specialitate ce au abordat conceptul de servicii în detrimentul funcțiilor și proceselor ecologice, a luat amploare o data cu lansarea raportului Millennium Ecosystem Assessment (MEA, 2003), ce a oferit o evaluare cuprinzătoare a ecosistemelor la nivel mondial, pentru a atrage atenția la nivel de politici (Fisher et al., 2009; Power, 2010; Bateman et al., 2011; Garbach și colab., 2012; și Johnson și colab., 2012). Jurnalul Nature a afirmat că termenul servicii ecosistemice a luat atâta amploare încât a intrat acum în comunitatea științifică și gândirea politică (Nature Editorial Board, 2009).

Serviciile ecosistemice au fost clasificate în patru categorii (MEA, 2005; Braat and ten Brink, 2008; Hanson et al., 2012) ce respectă cele patru denumirea celor patru funcții și sunt: servicii de producție, de reglare, culturale și se suport (figura 4). Serviciile de producție includ bunuri sau produse obținute din ecosisteme (de exemplu, culturi agricole, apă, pește, lemn), în timp ce serviciile de reglare includ servicii precum controlul ecosistemelor asupra proceselor naturale precum reglarea climei; menținerea calității aerului, a solului și a apei; reglarea fluxului de apă de către zonele umede; și controlul eroziunii. Serviciile culturale implică recreere oferită prin activități turistice, valori educaționale cum ar fi design-ul inspirat de natură a noilor produse și tehnologii. Serviciile de suport servicii naturale cu rol în menținerea altor serviciu: circuitul nutrienților și al apei, habitat pentru specii, etc.

Fig. 4. Legătura dintre serviciile ecosistemice și bunăstarea umană după MEA (2005)

Cea mai recentă clasificare a serviciilor ecosistemice a fost elaborată de Agenția Europeană de Mediu (EEA), în cadrul Clasificării Internaționale Comune a Serviciilor Ecosistemice (CICES ) (Haines-Young, 2013) în care sunt prezentate doar trei categorii de servicii: de producție, de reglare, și culturale. Serviciile de suport au fost eliminate pe considerentul că reprezintă o bază pentru realizarea celorlalte servicii și caracterizează sistemul ecologic în sine, ele nefiind tangibile pentru societatea umana. Cu alte cuvinte, cadrul conceptual oferit de CICES încearcă să maximizeze simplicitatea definiției serviciilor ecosistemice: "contribuția pe care ecosistemele o au pentru bunăstarea umană".

Figura 5. Relația dintre clasificarea CICES și serviciile ES conform clasificări MA (de refăcut)(după Staub et al., 2011)

Rolul zonelor umede în furnizarea de servicii ecosistemice

Zonele umede au reprezentat în decursul timpului: „suprafețe de teren saturat cu apă fie permanent fie sezonier, astfel încât să preia caracteristicile funcționale ale unui ecosistem” ("Department of Environmental Protection State of Florida Glossary". State of Florida. Retrieved 2011-09-25.)”, „un ecosistem care apare atunci când se produce o inundație și produce procese anaerobe în sol care la rândul lor forțează biota și în special plantele înrădăcinate să se adapteze la regimul de inundare” (Keddy (2010), „zonele umede sunt terenuri de tranziție între ecosistemele terestre și cele acvatice în care apa este la nivelul solului sau aproape de suprafața acestuia, sau unde terenul este acoperit de apă de mică adâncime” (Cowardin et al., 1979).

Cea mai acceptata definiție a zonelor umede este însă cea furnizată de către conferința RAMSAR asupra zonelor umede: „zone de mlaștini, turbării sau de apă, fie naturale sau artificiale, permanente sau temporare, cu apă, care este statică sau curgătoare, dulce, zone cu apă salmastră sau sărată, și cu un nivel de adâncime care, la reflux nu depășește șase metri și care includ lacuri și râuri, mlaștini, pajiști umede și turbării, oaze, estuare, delte și aluviuni, zone marine în apropierea țărmului, mangrovele si recifurile de corali, și situri antropizate precum iazurile, câmpurile de orez, etc” (articolul 1.1 din textul Convenției).

Acestea se numără printre cele mai productive și mai valoroase ecosisteme din lume. oferind o gamă largă de servicii economice, sociale, de mediu și culturale. Aceste servicii includ furnizarea de apă potabilă și menținerea calității acesteia, furnizarea de hrană și masă lemnoasă, reglarea climatului, sechestrarea carbonului, protecție costieră, suport pentru biodiversitate și asigurarea resurselor culturale, recreaționale și educaționale (Dise 2009). În ciuda faptului că acoperă numai 1,5% din suprafața Pământului, zonele umede asigură un procent de 40% din serviciile ecosistemice la nivel global (Zedler și Kercher 2005). Ele joacă un rol fundamental în circuitul apei la nivel local și global și se află în centrul legăturii dintre apă, furnizarea resurselor de hrană și energie; ceea ce reprezintă o provocare pentru societate în contextul dezvoltării durabile (Clarkson et al. 2014). Conform studiului efectuat de TEEB în 2013 valoarea economică totală a zonelor umede interioare, este de aproximativ 44 mii de dolari/ha/an în timp ce valoarea economică totală a serviciilor furnizate estimată de către Constanza (1997) se ridica în jurul valorii de aproximativ 18 mii de dolari/ha/an.

În cazul sistemelor de zone umede ale Bălților Brăilei, analiza literaturii, a arătat ca acestea furnizau anual o gamă larga de bunuri și servicii asigurând servicii precum: aprovizionarea cu apă potabilă, circuitul nutrienților, protecția împotriva inundațiilor, habitat pentru specii, controlul eroziunii, reglarea climatului local, servicii educaționale și culturale (Vădineanu et al, 2004).

La jumătatea secolului trecut, pe fondul unui management orientat către maximizarea serviciilor de producție și a beneficiilor economice ce pot fi obținute zonele umede din România au suferit modificările ale configurației structurale a capitalului natural și au fost îndiguite, desecate și convertite în sisteme agricole intensive fără a ține cont „beneficiile” oferite (Vădineanu, 2004). Concentrarea asupra creșterii funcției de producție rivalizează așadar cu furnizarea de habitate pentru specii (un serviciu de suport), calitatea și cantitatea apei (un serviciu de reglare) și cu diferite activități de agrement sau aprecierea valorilor estetice (un serviciu cultural) (Triviño et al. 2015, Garrido et al. 2017, Angelstam et al. 2018, Naumov et al. 2018). O provocare cheie este de a determina eficacitatea diferitelor ideologii pentru realizarea peisajelor multifuncționale. Există o dihotomie între utilizarea terenurilor, combinând suprafețe pentru producția de lemn / fibră / biomasă / produse alimentare cu suprafețe pentru conservarea biodiversității la nivel de landscape; și modul de abordare, în care utilizarea intensivă a terenurilor este strict separată de zonele cu rețele de arii zonele protejate ce funcționează ca infrastructură ecologică.

Capacitatea unui serviciu și output-ul acelui serviciu sunt strâns legate de noțiunea valabilă a stocurilor și fluxurilor. Layke (2009) definește stocurile de servicii ecosistemice, drept capacitatea unui ecosistem de a furniza un serviciu în timp ce fluxul corespunde cu beneficiile primite de complexele socio-economice. Stocurile pot fi exprimate în mărimea totală a zonei sau biomasa totală, întrucât fluxului de servicii ecosistemice asociat sau de ieșire trebuie să aibă unități pe perioada de timp.

Capacitatea unui ecosistem de a oferi un flux de bunuri nu este neapărat măsurată în hectare sau tone, deoarece capacitatea nu conține numai un aspect cantitativ, dar, de asemenea, un aspect de calitate. Pentru o cantitate dată, un ecosistem poate furniza un output mai mare în cazul în care este într-o stare bună de sănătate, sau cel puțin să fie în măsură să ofere un flux susținut de servicii. Ca urmare, capacitatea unui astfel de sistem pentru a produce servicii va fi mai mare. Ecosistemele într-o stare de sănătate sunt considerate sisteme elastice, care sunt în măsură să se refacă după perturbări și sunt caracterizate de o mare diversitate de specii și o comunitate trofic echilibrată.

(Tabel 2 – Indicatori ai capacității și ai fluxului de bunuri pentru serviciul de producție după, Joachim Maes, Maria Luisa Paracchini, Grazia Zulian, A European assessment of the provision of ecosystem services, 2011)

Zona de studiu din Delta Interioară a Dunării este de interes pentru aceste sisteme ecologice datorită faptului că are în componență Balta Mică a Brăilei aflată în regim natural de inundare și care oferă tipuri de ecosisteme naturale cu niveluri ridicate ale valorilor de producție, precum și ecosisteme în regim semi-natural/antropizate și cu mare diversitate de specii de valoare pentru sistemele socio-economice.

Impactul activităților umane asupra ecosistemelor de zone umede

Efectul activităților antropice, al dezvoltării industriale, creșterea gradului de urbanizare au consecințe asupra modului de utilizare a terenurilor având consecințe asupra furnizării de servicii ecosistemice la nivel global (Tianhong et al., 2010, Feng et al., 2012; Kreuter et al., 2001; Monavari et al., 2010). În cazul sistemelor de zone umede cele mai frecvente modificări ale configurației structurale a capitalului natural, includ desecarea și conversia către sisteme agricole intensive, creșterea zonelor urbane etc toate bazate pe un tip de management orientat către maximizarea „câștigurilor” din punct de vedere economic.

În ciuda legislației în vigoare în statele lumii sau la nivelul Uniunii Europene de protecție a ecosistemelor de zone umede, acestea continuă să fie degradate și supuse unei presiuni asupra componentelor capitalului natural de către sistemele socio-economice (Turner et al. 2000). Studiile de specialitate arată că acest lucru se datorează faptului că rolul ecologic al acestor sisteme precum și importanta de conservare a biodiversității lor reprezentând habitat pentru o multitudine de specii de păsări, pești sau plante sunt puțin înțelese de către sistemele socio-economice, fapt ce conduce la politici de management slabe și neperformante în acest domeniu (Adaya et al. 1997, Smit and Wiseman 2001, Terer et al. 2004, Lannas, K. S. M., and J. K. Turpie 2009).

Identificarea lacunelor rezultate din analiza literaturii de specialitate

Acest prim capitol al tezei încearcă să identifice achizițiile în plan teoretic cu privire la procesele ecologice care stau la baza exercitării funcțiilor ecosistemice care se concretizează în flux de bunuri și servicii oferite de către sistemele de zone umede. Analiza literaturii subliniază faptul că interpretarea funcțiilor ecosistemice și a proceselor care le condiționează, precum și concretizarea lor în bunuri este greu înțeleasă chiar și la nivel academic.

Există numeroase studii care indică necesitatea unei înțelegeri aprofundate a serviciilor ecosistemice în vederea unui management sustenabil datorită dependenței societății umane față de acestea (Becker, 1999, Ricketts et al., 2004, Russ et al., 2004, Carpenter et al., 2006; Naidoo et al, 2008).

Deși conceptul de servicii ecosistemice se bucură de popularitate în rândul comunității academice, acesta rămâne în mare parte la un nivel teoretic, iar punerea în practică în planificarea modificărilor în utilizarea terenurilor și luarea deciziilor la nivel local a fost lentă (Naidoo et al., 2008, Daily et al., 2009 , Elmqvist et al., 2011). Mai mult decât atât, termenii, definițiile și clasificările incoerente împiedică progresul studiului și utilizării conceptului de servicii ecosistemice (Nahlik et al., 2012). O abordare integrantă implicând cercetători din domenii precum urbanism, inginerie, științele sociale, economie, ecologie, etc., împreună cu diferiți stakeholderi, în vederea identificării și validării serviciilor ecosistemice relevante pentru aceștia este crucială (Nahlik et al., 2012).

Există numeroase studii care subliniază faptul că zonele umede reprezintă o categorie de sisteme ecologice valoroase pentru societate umană (Costanza et al. 1997, 2014; Mitsch & Gosselink 2000; De Groot et al. 2012; McInnes 2013) acestea având o importanță deosebită în furnizarea de resurse pentru sistemele socio-economice, reprezintă habitat pentru diferite specii, reglează calitatea apei și a solului și sunt de interes în conservarea biodiversității și asigură servicii de recreere.

Pentru a lua decizii corecte în ceea ce privește un tip de management ecosistemic și adaptativ și pentru a putea analiza diferitele planuri de management existente în prezent este necesară o evaluare a costurilor și beneficiilor atât din perspectiva economică cât și ecologică și socio-culturală (De Groot et al. 2010). Majoritatea lucrărilor de specialitate analizate abordează funcțiile ecosistemice din perspectiva cadrului conceptual oferit de MA și TEEB care raportează funcțiile la bunăstarea sistemului socio-economic interpretându-le ca servicii și reușind astfel să atribuie valori monetare acestora facilitând astfel înțelegerea la nivelul diferitelor categorii de utilizatori. La nivel global, cercetările au arătat că datorită faptului că abordarea conceptului de servicii ecosistemice integrează atât elemente de mediu cât și componenta socială sunt necesare abordări transdisciplinare pentru evaluarea capitalului natural (Carpenter et al., 2009; Niu et al., 2012, Nahlik et al., 2012, Siew și Doll, 2012).

Se atrage atenția că transformarea zonelor naturale în sisteme controlate/antropizate și sub influența unor practici slabe de management, poate aduce numeroase deservicii, inclusiv pierderea habitatului faunei sălbatice, scurgerea de nutrienți, sedimentarea cursurilor de apă, emisiile de gaze cu efect de seră, și otrăvirii cu pesticide. Compromisurile care pot apărea între serviciile de producție și alte servicii ecosistemice și deservicii ar trebui să fie evaluate în ceea ce privește amploarea spațială, la scară temporală precum și din punct de vedere al reversibilității.

Din analiza literaturii se observă că există o diferență clară între studiile efectuate asupra unor zone umede la nivel local și transpunerea acestora la scări mai mari. Această diferență împiedică de multe ori implementarea unui management sustenabil, și dezvoltarea de politici și soluții fezabile necesare pentru limitarea deteriorării zonelor umede la nivel globale și pierderea asociată a serviciilor ecosistemice (Thorslund et al., 2017).

Documentarea schimbărilor în configurația structurală a sistemelor de zone umede ale Dunării Inferioare la scară spațială și de timp are rolul de a îmbunătății cunoașterea în ceea ce privește dinamica sistemului și abordarea conceptuală furnizează un cadru de referință pentru evaluarea funcțiilor: de suport, de producție, de reglare și culturale.

Această lucrare se axează doar asupra dinamicii în timp a serviciilor de producție furnizate de sistemele de zone umede ale Bălților Brăilei, în contextul transformărilor suferite în anii 60, ca urmare a unui tip de management orientate către maximizarea beneficiilor directe pentru societatea umană. De asemenea va analiza factorii de comandă și presiune care au stat la baza furnizării serviciilor de producție și va analiza modul în care lucrările de îndiguire și conversie au condiționat furnizarea acestora. O privire de ansamblu, ținând cont de faptul că maximizarea serviciilor de producție influențează negativ furnizarea celorlalte servicii, este necesară însă, pentru a oferi suport în dezvoltarea de politici pentru conservare și dezvoltare sustenabilă.

Programul individual de cercetare

Programul individual de cercetare derulat în cadrul Școlii Doctorale de Ecologie, este parte a programului inter- și transdisciplinar, desfășurat de către echipa Centrului de Cercetare în Ecologie Sistemică și Sustenabilitate (CCESS) și a Departamentului de Ecologie Sistemică (DES) din cadrul Universității din București. Programul de cercetare se desfășoară în cadrul rețelei de Cercetări Socio-Ecologice pe Termen Lung (Long-Term Socio-Ecological Research – LTSER) din care sit-ul Bălțile Brăilei face parte și își propune dezvoltarea unei baze de date pentru analiza dinamicii serviciilor de producție sub aspectul diferitelor tipuri de management ale zonei. Trebuie menționat că în România au fost identificate până în acest moment 6 zone de cercetare socio-ecologică de lungă durată (Delta Dunării, Bălțile Brăilei, Bazinul Neajlov, Bucegi/Piatra Craiului, Retezat/Hațeg și Rodnei/Călimani) având ca scop asigurarea cadrului derulării programelor de cercetare inter- și transdiciplinară, cât și spațiul în care infrastructura operațională, politicile și planurile adaptative de management pentru asigurarea durabilității dezvoltării socio-economice pot fi proiectate, dezvoltate și testate.

Trebuie menționat faptul ca această lucrare de cercetare se axează doar asupra dinamicii serviciilor de producție, serviciile de reglare și culturale putând reprezenta arii tematice pentru cercetări viitoare

Atât zona de studiu cât și programul de cercetare și monitorizare a complexelor de sisteme ecologice de zone umede și antropizate din cadrul sit-ului LTSER Bălțile Brăilei, a fost subiectul mai multor proiecte în care atât CCESS cât și DES au fost implicate în decursul timpului asigurându-se astfel suportul necesar realizării obiectivelor propuse:

OpenNESS (Operationalisation Of Natural Capital And Ecosystem Services), ce a avut ca scop traducerea conceptelor de Capital Natural (NC) și Servicii Ecosistemice (ES) în concepte operaționale care oferă soluții testate, și adaptate pentru integrarea ES în managementul terenurilor, apelor și management urban și suport pentru luarea deciziilor. Acesta examinează modul în care conceptele vizează și sprijină inițiativele economice, sociale și de mediu mai largi ale UE și analizează potențialul și limitele conceptelor ES și NC.

RISE (Integrated platform for land/water monitoring based on remote and in situ measurements), ce are ca scop dezvoltarea unei platforme integrate pentru studiile ecosistemelor acvatice și terestre. O astfel de platformă ar integra măsurătorile in situ (de la senzori automați și programe de monitorizare) cu analiza de imagini satelitare pentru a furniza servicii de datelor de calitate către multiple aplicații.

Organizarea programului de cercetare la scară spațio-temporală

Scopul programului individual de cercetare este de a dezvolta o bază de date și cunoștințe necesară înțelegerii dinamicii funcției de producție și a fluxurilor de bunuri oferite de ecosistemele din Sistemul de Zone Umede din Delta Interioară a Dunării (sit-ul LTSER Bălțile Brăilei) sub presiunea factorilor de comandă, în vederea fundamentării planurilor pentru o dezvoltare durabilă

În vederea atingerii scopului propus, au fost formulate un număr de trei obiective și nouă activității:

O1. Analiza, sinteza si integrarea cunoștințelor asupra proceselor care conferă capacitatea de exercitare a funcției de producție și determină dinamica fluxurilor de bunuri asociate în sistemele de zone umede ripariene

A1.1. Identificarea și selectarea surselor de informații;

A1.2. Stabilirea criteriilor de grupare a informațiilor;

A1.3. Analiza si organizarea informațiilor și cunoștințelor cu evidențierea realizărilor, lipsurilor și incertitudinilor.

În cadrul primului obiectiv se urmărește identificarea și să selectarea surselor de informații necesare pentru realizarea cadrului conceptual pornind de la termenii cheie stabiliți, gruparea informației pe baza unor criterii (cuvinte cheie, cadrul conceptual abordat în lucrare, compartimentele abordate, metodologia de lucru, etc), pentru a permite integrarea informațiilor în vederea realizării unui capitol introductiv justificând astfel importanța temei de cercetare propuse, argumentarea alegerii zonei de studiu, și definirea mijloacelor metodologice pentru caracterizarea dinamicii serviciilor de producție și a fluxurilor de bunuri accesibile sistemelor socio-economice.

O2. Caracterizarea dinamicii principalelor fluxuri de bunuri oferite de ecosistemele din Delta Interioară a Dunării

A2.1. Determinarea / evaluarea capacității de producție a principalelor tipuri de ecosisteme pentru principalele bunuri oferite sistemelor socio-economice;

A2.2. Analiza comparativa a capacității de producție și realizării fluxurilor de bunuri cu evidențierea presiunilor antropice care le condiționează.

A2.3. Determinarea tendințelor în dinamica fluxurilor de bunuri în sistemele de zone umede.

Pe baza realizării obiectivului anterior și având o bază de date realizată precum și o caracterizare a factorilor de comandă ce stau la baza realizării funcției de producție lucrarea își propune să determine capacitatea de producție potențială pentru principalele tipuri de sisteme, să analizeze comparativ diferitele fluxuri de bunuri oferite de către sisteme naturale și antropice și să determine tendința pentru viitor în dinamica fluxurilor de bunuri.

O3. Caracterizarea dinamicii în timp a funcției de producție a capitalului natural din Bălțile Brăilei și identificarea factorilor de comandă și căilor de exercitare a presiunii asupra realizării funcției de producție de către ecosistemele Deltei Interioare a Dunării

A3.1. Colectarea si organizarea datelor istorice / existente asupra structurii si nivelului de realizare a fluxurilor de bunuri pe principalele categorii de ecosisteme;

A3.2. Identificarea factorilor de comanda și a căilor de exercitare a presiunii asupra funcției de producție in DID;

A3.3. Caracterizarea căilor de exercitare a presiunii asupra funcției de producție și fluxurilor de bunuri asociate.

Obiectivul 3 propune cartarea tipurilor de ecosisteme reprezentative pentru zona de studiu. Capacitatea ecosistemelor de a furniza bunuri și servicii este legată de tipul de acoperire a terenurilor, hidrologie, tipul de sol, clima, etc. La începutul lanțului de servicii îndeplinite, se află serviciul de suport (MA, 2005, TEEB 2010) și care sta la baza îndeplinirii serviciilor de producție, de reglare și culturale. Folosind informații de acoperire a terenurilor de la e. g. teledetecție, modele de simulare, GIS și date statistice, starea ecosistemelor și capacitatea lor de a furniza servicii ecosistemice poate fi evaluată și transferată în hărți de diferite scări spațiale și temporale. Rezultatele relevă modele de condiții naturale și/sau sub presiunea activităților umane în timp și capacitățile diferitelor tipuri de ecosisteme de a oferi servicii ecosistemice. entru realizarea obiectivului 2 îmi propun realizarea unei baze de date istorice cu privire la structura și fluxul de bunuri realizate de către principalele tipuri de ecosisteme din zona de studiu. Alcătuirea unei liste a factorilor de comanda care determina valori ale fluxurilor de bunuri, precum și caracterizarea mecanismelor prin care acești factori de comanda își exercita influenta sunt necesare pentru realizarea următorului obiectiv

Organizarea temporală a programului de cercetare a fost rezultatul, condițiilor specifice de desfășurare a programului de studii doctorale, fiind de asemenea influențat de condițiile de desfășurare a diverselor programe de cercetare derulate de către Centrul de Cercetare în Ecologie Sistemică și Sustenabilitate, al Universității din București ce au avut strânsă legătură cu programul individual de cercetare. Programul de studii doctorale s-a derulat în perioada octombrie 2012 – mai 2018, primul an fiind cel de pregătire universitară avansată în domeniul Științei Mediului – Ecologie, iar în perioada octombrie 2013– mai 2018 s-a desfășurat programul individual de cercetare (figura 6. diagrama GANTT).

Figura 6 Diagrama Gantt

Realizarea activităților enumerate mai sus a necesitat atât consultarea literaturii de specialitate relevantă pentru problematica abordată, cât și deplasări în teren în zona de studiu, pentru colectarea de date și discuții cu membrii ai comunității locale, factori de decizie, sau alți stakeholderi relevanți.

Caracterizarea generală a zonei de studiu

Zonele umede au fost definite ca fiind întinderile de bălți, mlaștini, ape naturale sau artificiale, permanente sau temporare, unde apa este stătătoare sau curgătoare, dulce sau sărată, inclusiv întinderi de apă marină a căror adâncime la reflux nu depășește șase metri. Data de 2 februarie a fost stabilită ca Zi Mondială a Zonelor Umede prin semnarea la Ramsar, în Iran, în 1971, a Convenției asupra zonelor umede de importanță internațională, în special ca habitat al păsărilor acvatice. Convenția de la Ramsar stabilește un cadru de acțiune la nivel național și cooperare internațională în vederea conservării și utilizării rațională a zonelor umede și a resurselor furnizate de către acestea.

La nivelul anului 2008, România deține 5 situri Ramsar: Delta Dunării, Insula Mică a Brăilei, Lunca Mureșului, Complexul Piscicol Dumbrăvița, Lacul Techirghiol. Insula Mică a Brăilei este o rezervație complexă, situată în vestul și sud – vestul Bălții Brăilei, între Dunăre la vest și brațul Vâlciu la est, fiind parte integrantă a Sistemului Dunării Inferioare. Acest sit este un complex regional de sisteme ecologice ce include: două ecoregiuni, 16 tipuri majore de componente (complexe locale), cel puțin 67 tipuri de ecosisteme și 35 compartimente abiotice și module trofodinamice în structura ecosistemelor, ce asigură menținerea a peste 1.688 specii de plante și 3.735 specii de animale. Parcul integrează toate cele 10 ostroave situate între brațele Dunării: Vărsătura, Popa, Crăcănel (Chiciul), Orbul, Calia (Lupului), Fundu Mare, Arapu, precum și brațele adiacente ale Dunării. Se poate spune că este o deltă interioară pe traseul inferior al Dunării de Jos. Conform legislației în vigoare, această arie protejată (Insula Mică a Brăilei) este menționată cu o suprafață de 17.529 ha. Conform ultimelor evaluări realizate prin proiectul LIFE 99 NAT/RO/006400, suprafața Parcului Natural Balta Mică a Brăilei este de 21.074 ha (inclusiv brațele Dunării), în diverse forme de proprietate. În ciuda modificărilor survenite, atât în structura sistemelor ecologice integratoare, cât și la nivelul ei, Balta Mică a Brăilei conservă importante valori ecologice, fiind o importantă componentă a Sistemului Dunării Inferioare, situată în amonte de Rezervația Biosferei Delta Dunării.

Este singura zonă rămasă în regim hidrologic natural (zonă inundabilă), după îndiguirea, în proporție de circa 75%, a fostei Bălți a Brăilei și crearea incintei agricole Insula Mare a Brăilei. Datorită atributelor sale, de zonă umedă în regim hidrologic natural, complex de ecosisteme în diferite stadii succesionale și zona tampon, Balta Mică a Brăilei reprezintă un sistem de referință a fostei delte interioare și baza pentru reconstrucția ecologică în Sistemul Dunării Inferioare. Din suprafața totală, circa 53,6% o ocupă pădurile aluviale, 6% pășunile, 12,84% zonele umede și 27,5% lacurile (iezere, bălți). Această zonă este bine cunoscută pentru importanța ei ornitologică, deoarece se situează pe cel mai important culoar de migrație a păsărilor din bazinul inferior al Dunării de Jos, la jumătatea rutelor de migrație, între locurile de cuibărit din nordul Europei și refugiile de iernat din Africa. Au fost observate un mare număr de păsări, dintre care 169 specii protejate pe plan internațional, prin Convențiile de la Berna, Bonn și Ramsar, acestea reprezentând jumătate din speciile de păsări migratoare caracteristice României. Pentru că reprezintă o zonă umedă de importanță națională din punct de vedere al bogăției de, în anul 2001 Balta Mică a fost declarată sit Ramsar (poziția 1.074 pe lista Ramsar), al doilea după Delta Dunării și sit Natura 2000 în anul 2007.

Parcul Natural Balta Mică a Brăilei reprezintă astfel un ultim eșantion din fostele bălți Dunărene. Pe o suprafață de numai 241 km2, parcul conservă 10% din fosta Deltă Interioară, respectiv fostele Bălți ale Brăilei și Ialomiței, care ocupau până în deceniul 6 al secolului trecut 2.413 km2 de zonă umedă compactă pe Cursul Inferior al Dunării, între Silistra și Brăila. Parcul Natural Balta Mică a Brăilei ocupă un segment de 62 km din Cursul Inferior al Dunării, între podul Giurgeni – Vadu Oii, km 237 în amonte și municipiul Brăila, km 175 în aval, la cota maximă de inundație, adică la nivelul digului dinspre Câmpia Bărăganului, limita vestică și a digului ce protejează IMB, limita estică. (Plan de management Parcul Natural Balta Mică a Brăilei) (figura. 7.)

Metodologia abordată în rezolvarea problemei de cercetare

Selectarea metodologiei abordate în lucrarea de cercetare este rezultatul analizei critice a literaturii de specialitate. Conceptul de servicii ecosistemice (ES) oferă cadrul conceptual pentru o imagine holistică a bunurilor accesibile și a beneficiilor oferite de către componentele capitalul natural sistemului socio-economic. Pentru evaluarea acestora au fost dezvoltate o gamă largă de metode și concepte (Bagstad et al., 2013, La Notte et al., 2017) (tabel x) care pot fi clasificate în:

metode biofizice pentru cartarea serviciilor ecosistemice, cum ar fi abordarea de tip matrice și/sau tabele de calcul (de exemplu Burkhard et al., 2012; Kopperoinen et al., 2014); modelarea serviciilor ecosistemice precum InVEST (Sharp et al., 2016); E- Tree (Baró și colab., 2015) sau ESTIMAP (Zulian și colab., În presă);

metode socio-culturale pentru înțelegerea preferințelor sau valorilor sociale pentru diferitele servicii ecosistemice cum ar fi: metodele de evaluare deliberativă (de ex., Kelemen et al., 2013, Pereira et al. , 2012), metode de analiză multicriterială (de exemplu, Proctor și Drechsler, 2006, Randhir și Shriver, 2009, Saarikoski et al., 2016) și analiză foto (Garcia-Llorente et al., 2012);

metode monetare pentru estimarea valorilor economice pentru servicii, cum ar fi: preferința pentru un anumit serviciu (Bateman et al., 2002) evaluarea contingentă (de exemplu Gürlük 2006) și modelarea alegerilor (García-Llorente et al. (Langemayer et al., 2016; Martín-López et al., 2009; McConnell, 1985) sau metodele hedonice de stabilire a prețurilor (de exemplu, Gibbons et al., 2014).

Alegerea unei metode specifice de aplicat într-un anumit caz poate depinde de mai mulți factori, inclusiv contextul decizional, serviciile ecosistemului în cauză, punctele forte și limitările diferitelor metode și motivele pragmatice, cum ar fi datele disponibile, resursele și expertiza disponibilă, etc.

Metodele de evaluare monetară, vizează estimarea și monetizarea beneficiilor pe care sistemele ecologice le furnizează ale societății. Cu toate acestea, metodele de evaluare monetară au primit adesea critici datorită faptului că analizele economice se concentrează foarte des pe un număr mic de servicii, și deseori valorile atribuite acestora rămân doar simple aproximări în funcție de diferitele concepte folosite (Didier, 2015).

Metodele de evaluare socio-culturală, cum ar fi cartografierea/cartarea, sondajele sociale etc., au o tradiție îndelungată în implicarea părților interesate/stakeholderi și vin în sprijinul elaborării politicilor (Kukkala & Moilanen 2013). De asemenea rolul acestora în evaluarea serviciilor ecosistemice a fost recunoscut și în diferite inițiative internaționale (Kelemen et al., 2013). Există deci studii care au indicat necesitatea vizualizării serviciilor ecosistemice la scară locală pentru a ajuta la luarea deciziilor și la planificare (Troy și Wilson, 2006; de Groot et al., 2010). Hărți ale serviciilor ecosistemice reprezintă un instrument puternic pentru a furniza informații spațiale cu privire la locurile în care există hotspot-uri în landscape, ajutând astfel la managementul resurselor și al mediului (Crossman et al., 2012). Aceste hărți contribuie la identificarea unor hotspot-uri importante ale serviciilor ecosistemice, contribuind astfel la conservare și contribuind astfel la contribuția la bunăstarea umană (Crossman et al., 2012). Cu toate acestea, există unele provocări în cartarea serviciilor ecosistemice, deoarece o hartă poate reprezenta doar o cantitate limitată de informații. Prin urmare majoritatea studiilor de cartare se concentrează asupra unui singur serviciu sau a unui număr limitat de servicii, de exemplu, stocarea de carbon (Milne și Brown, 1997), zone prioritare de biodiversitate (Chan et al., 2006) și servicii de recreere (Eigenbrod et al., 2010). Cartarea serviciilor ecosistemice poate fi făcută fie utilizând date primare fie diferiți indicatori/indici substituenți (proxy). Diferite lucrări de cercetare au arătat că există mai puține hărți produse utilizând date primare decât cele în care se utilizează diferiți proxy (Sutton și Costanza, 2002, Chan și alții, 2006, Troy și Wilson, 2006, Turner et al., 2007, Egoh et al. ). Conceptul de cartare este tot mai des folosit la nivel european pentru evaluarea și reprezentarea serviciilor ecosistemice (Müller 2005, de Groot 2006, Müller și Burkhard 2007, Burkhard 2009, Maes et al., 2011).

Există, de asemenea, câteva lucrări academice referitoare la orientările generale pentru alegerea metodelor privind evaluarea serviciilor ecosistemice (de exemplu, Gómez-Baggethun et al., 2016, Pascual et al., 2016, Seppelt et al., 2012) precum și documente care au fost dezvoltate prin inițiative internaționale importante, cum ar fi: The Economics of Ecosystems and Biodiversity (TEEB, 2011; 2013) și Comitetul interguvernamental pentru biodiversitate și servicii ecosistemice/The Intergovernmental Panel on Biodiversity and Ecosystem Services (IPBES) (IPBES, 2015). Clasificarea metodelor în categorii mari poate fi dificilă deoarece unele metode sunt integrative prin natura lor și pot fi clasificate în mai multe categorii. Unele metode pot fi clasificate relativ ușor, ca tehnică biofizică, cum ar fi modelele ecologice sau hidrologice, ca o tehnică socio-culturală, cum ar fi analiza narativă sau ca tehnică monetară, cum ar fi metodele bazate pe costuri. Cu toate acestea, pentru alte metode, această clasificare nu este simplă deoarece acestea utilizează diferite tipuri de valori pentru serviciile ecosistemice sau pot fi clasificate în mod diferit în funcție de scopul specific al evaluării.

Abordările de tip matrice, (Kopperoinen et al, 2014), implică mai multe seturi de date reprezentând diferite tipuri de valori care sunt legate de potențialul de furnizare al serviciilor ecosistemice prin intermediul unui proces de implicare al stakeholderilor. Mai mult, unele metode vizează integrarea diferitelor tipuri de date și valori pentru o evaluare mai cuprinzătoare, precum analiza multi-criterială și rețelele Bayesiene (BBN – Bayesian Belief Network).

Tabel x. Prezentare generală a metodelor de evaluare a serviciilor ecosistemice

Este de precizat faptul că metodele prezentate anterior nu sunt independente una de cealaltă astfel încât pot exista avantaje prin combinând metode similare într-un studiu de caz pentru a evidenția mai bine incertitudinile specifice unei dintre acestea. Astfel în lucrarea de față metode precum modelarea Bayesiană, modelarea de tip matrice, evaluarea monetară și analiza socială au fost adoptate pentru evaluarea serviciilor de producție furnizate de către sistemele de zone umede din Bălțile Brăilei (figura x) pornind de la trei principii: .

Datele obținute au fost prelucrare spațial și au afișate hărți ale fluxurilor ES pentru a analiza compromisurile și sinergiile între multiple ES (vezi Nelson et al., 2009, Raudsepp-Hearne, Peterson și Bennett 2010; Egoh et al., 2011). Motivele cheie pentru alegerea acestei abordări de evaluarea a serviciilor sunt prezentate in tabelul 4.

Tabel 4. Motive cheie pentru cartarea și evaluarea serviciiclor ecosistemice (ES)

Surse de date

Acoperirea terenurilor

Datele de acoperire și utilizare a terenului pentru starea de referință a sit-ului LTSER Bălțile Brăilei au fost derivate/digitalizate din hărți topografice istorice din 1900 (refxx). În ceea ce privește configurația actuală a capitalului natural, datele au fost obținute utilizând informațiile furnizate de seturile de date Corine Land Cover Classification (CLC) pentru 1990, 2000, 2006 și 2012 cu privire la acoperirea terenurilor. Datele digitalizate pentru starea de referință au fost armonizate pentru a fi comparabile cu clasele CLC în ceea ce privește unitatea minimă și nomenclatură.

Date de producție și socio-economice

Datele statistice oficiale, privind suprafața agricolă totală, suprafața culturilor cultivate, producția agricolă, producția de fructe, numărul animalelor, suprafața împădurită și extracția lemnului, capturile de pește, precum și date asupra valorilor monetare pentru principalele produse, au fost colectate de la biroul regional al Institutului Național de Statistică din județul Brăila pentru perioada 1960-2016 pentru fiecare municipalitate din zona de studiu în parte și salvate într-o bază de date în Excel pentru prelucrări ulterioare.

Datele colectate au fost analizate în vederea determinării dinamicii serviciilor oferite de zona de studiu. Pentru producția agricolă, începând cu anul 2004, datele statistice nu au mai fost colectate pentru fiecare municipalitate în parte și au fost raportate numai sub forma de producții medii/ha/județ. Pentru efectivele de animale, indicatorul nr. animale/100ha a fost colectat. Datele privind bovinele, ovinele și caprinele, porcinele și păsările de curte au fost agregate folosind coeficienți de conversie specifici (tabelul 3) într-o singură unitate de referință (UVM – Unitate Vită Mare) (http://ec.europa.eu/eurostat/statistics-explained/index. php / Glosar: Livestock_unit_ (LSU). Pentru producția de masă lemnoasă datele au fost colectate la nivel județean, începând cu prăbușirea comunismului din 1990 până în 2016. Pentru a calcula producția medie la hectar volumul total al extracției (metri cubi) a fost împărțit la suprafața totală împădurită. Pentru perioada de referință, volumul mediu de lemn extras la hectar a fost obținut din datele disponibile în literatură (Vădineanu 2004).

Tabel 3. Coeficienți conversie UVM (după: European Commission CE no. 1974/2006)

Producția de pește în tone/an pentru zona fluviului Dunărea a fost colectată de la Administrația Națională pentru Pescuit și Acvacultură (ANPA), regionala Brăila, pentru tronsoanele de Dunăre: 2A – trecere bac Smârdan (km 155-169), 2B – trecere bac Gropeni (km 169-197), 2C – Stăncuța (km 197-227), 5A – pod Giurgeni (km 227-238) pentru perioada 2009-2014, în timp ce pentru perioada de referință datele referitoare la producția de piscicultură au fost obținute din literatura de specialitate (Vădineanu 2004, Luiza Florea, Teza de doctorat x).

Datele astfel obținute au permis

Au fost analizate datele colectate de la fiecare municipalitate din zona de studiu pentru a investiga și cuantifica dinamica serviciilor de amenajare a zonei pentru perioada 1960-2015.

Land use and land cover mapping of Ecosystem Services

Payment for Ecosystems Services

Rezultate

Analiza modificărilor structurale ale configurației terenurilor

Land-use change from anthropogenic activities has transformed land cover globally. The demand for producing food has increased use of land for cultivation and livestock grazing. Urbanization with construction of human settlements has driven land cover change worldwide and this has escalated with the increasing population in the world (Lambin et al., 2001). These changes have implications for ecosystem services. Land use and land cover change influences ecosystem services provisioning (Daily, 1997; MEA, 2005) and therefore studying how land cover has changed historically becomes important, in order to make recommendations for sustainability of the ecosystem services. (pagina 65 din pullanikatil)

Identificarea factorilor de comandă ce au stat la baza modificărilor structurale

Tranzitia sistemelor (poveste cu politici, Ceausescu, etc)

Sistemele de zone umede din Insulele Brăilei produc anual într-o proporție mai mare sau mai mică un număr de 16 servicii de producție conform clasificării CICES v 4.3/5.1 (Haines-Young et al. 2013).

Nivelul de realizare a acestor servicii de producție, este strict dependent de factorii de comandă naturali sau antropici. În sens larg factorii de comandă au fost interpretați ca procese economice, sociale și politice, precum și factori naturali, regim hidrologic, precipitații, factori climatici; în timp ce presiunea exercitată a fost interpretată ca influența directă fizică asupra sistemului de zone umede.

Astfel în cazul sistemelor ecologice din Bălțile Brăilei, dezvoltarea socio-economică (dezvoltarea industrială, intensificarea agriculturii, dezvoltarea așezărilor urbane) reprezintă principalul mecanism de exercitare a presiunii asupra capitalului natural. Acest lucru se reflectă în principal în modificări ale structurii capitalului natural (conversia terenurilor, despăduriri, etc) influențând productivitatea pe termen lung a ecosistemelor și determinând modificări climatice.

Analiza indicatorilor selectați a arătat că reconfigurările majore ale sistemelor de zone umede din Bălțile Brăilei, pot fi explicate prin diferitele planuri de management realizate în perioadele de tranziție și dezvoltare socio-economică. Analiza datelor pe termen lung pentru funcția de producție pentru perioada de referință (1950) înaintea “revoluției industriale” și până în prezent, a permis identificarea a 2 tranziții socio-economice și 3 tipuri diferite de management a terenurilor (Vădineanu, 2014).

Prima tranziție socio-economică la sfârșitul celui de-al doilea Război Mondial a fost de la o societate capitalistă, către o societate de tip comunist. Potrivit constituției din 1948 construită pe ideologia comunistă terenurile aflate în proprietate privată (90% din terenul agricol și 100% teren împădurit) și întreaga infrastructură de producție au fost colectivizate și au fost trecute în proprietatea statului (Vădineanu 2014). Regimul de management care a dominat perioada de referință a fost de natură să creeze o societate urbanizată și o economie industriala completată de o agricultura intensivă, modernă cu input-uri de energie auxiliară ridicate și investiții în capitalul fizic. Astfel în perioada 1960-1980 ecosistemele de zone umede naturale din Bălțile Brăilei au suferit lucrări de îndiguire și drenare pentru a fi transformate în terenuri arabile pentru producție agricolă intensivă. În ceea ce privește producția piscicolă specifică, au fost amenajate incinte piscicole pentru producție semi-intensivă și intensivă folosindu-se specii străine cu potențial invaziv (Cosor, 2012).

Până la sfârșitul anilor 1980 zonele rurale dominate de terenuri arabile, constau în zone agricole omogene, cu habitate semi-naturale puține si fragmentate și cu un metabolism intens, dependente într-o mare măsură de intrări mari de energie auxiliara și materiale (de exemplu, combustibil, îngrășăminte, pesticide, semințe selecționate). O astfel de configurație structurală și un regim intensiv de utilizare a zonelor agricole modificate au fost însoțite de o gamă largă de externalități (de exemplu, eroziune și supra-exploatarea resurselor de sol (de exemplu, 20-30 tone de sol pierdere anuală pe hectar), poluarea cu nutrienți a apelor de suprafață și subterane, contribuție semnificativă la eutrofizarea Delta Dunării și a nord-vestului Mării Negre, pierderea diversității la nivel de specii, comunitate și landscape precum reducerea sau chiar pierderea expertizei și tradițiilor rurale).

După căderea blocului comunist perioada de tranziție la capitalism și democrație a fost caracterizată prin restabilirea dreptului de proprietate asupra terenurilor și dezvoltarea unei economii de piață libere.

Principali factori antropici care au stat la baza modificării modului de utilizare a terenului au fost reprezentați de măsurile legislative adoptate prin noua constituție din 1990. Reforma agrară, care viza redefinirea drepturilor de proprietate privată, a fost lansată în 1991 și a constat în fragmentarea fermelor de stat și a fermelor colective în ferme individuale.

• Legea nr 15/1990 prevedea dispoziții care au permis ca fermele de stat și stațiile de mecanizare să fie transformate în "societăți comerciale (SC)" al cărei capital a fost deținut in totalitate de către stat, sub formă de acțiuni. Foștii proprietari ai terenurilor utilizate de fermele de stat au devenit, potrivit Legii nr 18/1991, acționari ai societăților comerciale, numărul de acțiuni fiind condiționat de suprafața terenului lor.

• Legea fondului funciar nr 18/1991 a definit condițiile de desființare a cooperativelor și de redistribuire a terenurilor din fermele colective. Această lege prevedea distribuirea de 0,5 ha de teren pentru fiecare persoană și maxim 10 ha de teren/familie,

• Legea nr 36/1991, adoptată câteva luni mai târziu, a permis noilor proprietari de teren să formeze asociații de producție – "societăți agricole (SA)".

• Legea nr 16/1994 a asigurat prevederile privind arendarea terenurilor pe bază de contracte între societățile agricole și proprietarii de terenuri ce nu sunt membri ai unor societăți, dar cele mai multe contracte stabilite au rămas informale.

• Legea nr 1/2000 prevedea că limita maximă a suprafeței de teren care poate fi restituită foștilor proprietari este de 50 ha teren.

• În perioada 2001-2007 au beneficiat de subvenții SAPARD și de stat fermele comerciale care erau ≥ 110 ha în zone plate sau ≥ 50 ha în zonele de deal. Cu toate acestea, societățile comerciale au fost nevoite să prezinte dovezi oficiale cu privire la suprafața pe care desfășurau activități agricole, în scopul de a obține statutul de "ferme comerciale" eligibile pentru a primi aceste subvenții.

• Din 2007 subvențiile agricole ale UE plătite în funcție de suprafață (SAPS), sunt puse în aplicare și în România. Beneficiarii sunt utilizatorii de terenuri (proprietarii sau chiriași), agricultorii și societățile agricole și comerciale.

Bayesian Belief Networks

Identificarea principalelor servicii de productie relevante pentru zona de studiu

NDVI

Normalised Difference Vegetation Index

The Normalised Difference Vegetation Index (NDVI) was used to assess the presence of live green vegetation. NDVI is computed using following formula:

𝑁𝐷𝑉𝐼=(𝑁𝐼𝑅−𝑅𝐸𝐷𝑁𝐼𝑅+𝑅𝐸𝐷) Equation I

RED = Red band

NIR = Near-infrared

ES delivery potential mapping

ES supply mapping

Evaluare monetară serviciilor ecosistemice

ES trade-offs si DPSIR

Discuții

Precizarea ca este usor de apreciat potentialul productiv precum si furnizare clara de servicii

Precizarea ca este foarte dificil de apreciat care este cererea foarta clara pentru anumite servicii din partea sistemelor socio-economice aflate in cadrul zonei de studiu

Precizarea faptului ca luata in calcul doar functia de productie, valoarea acesteia este mai mare in prezent decat in perioada pre-indiguire, dar tinand cont de reducerea celorlalte servicii datorita desecarilor se inregistreaza o scadere a valorii economice totale.

Concluzii

Această lucrare prezintă date originale referitoare la serviciile ecosistemice furnizate de către sistemele de zone umede din Bălțile Brăilei. Cadrul conceptual care a stat la baza acestei lucrări a avut la bază teoria ecosistemică, utilizând concepte precum capitalul natural ce stă la baza serviciilor ecosistemice, abordarea DPSIR cu rolul de a evidenția relațiile dintre activitatea umană/antropică și degradarea CN, etc.

În rezolvarea problematicii abordate în cadrul acestei lucrări o serie de metode au fost utilizate precum: evaluarea modificărilor în utilizarea terenului în decursul perioadelor identificate, inventarierea și cartografierea serviciilor de producție, evaluarea monetară, etc.

Recomandări

Pentru a avea un impact pozitiv, rezultatele cercetărilor științifice trebuie să fie accesibile și semnificative pentru factorii de decizie, fie ei factori politici, comunitate locală, comunitatea științifică sau alte categorii de stakeholderi.

Direcții viitoare de cercetare

Acest studiu completează lacunele identificate în literatura de nivel mondial și la nivel de țară. La nivel global a fost identificata necesitatea de a desfășura activități de cercetare și înțeleagerea modului în care oamenii beneficiază de servicii ecosistemice și în ce măsură acestea sunt gestionate în diferite peisaje (MEA, 2003; Carpenter și colab, 2006;.. Carpenter et al, 2009) .

În Malawi, au existat studii etno-botanice (Morris, 1991) la nivel de țară și un studiu de la Chisi Island (Kalanda-Sabola, 2007), dar nici unul la bazinul râului Likangala. Acest studiu a furnizat informații la nivelul bazinului hidrografic al plantelor medicinale printr-un inventar și a cartografiat prezența serviciilor de productie a ecosistemelor utilizând o metodă participativă. Jamu și colab. (2003) și Jamu și colab. (2005) au evaluat schimbarea land use în bazinul râului Likangala, însă hărțile lor de acoperire au fost limitatepentru perioada 1982 și 1995, ambele derivate din fotografii aeriene alb-negru. Acest studiu a folosit imagini satelitare și acoperire geograficăprin cartografiere pentru anii 1984, 1994, 2002 și 2013, oferind astfel informații spațiale actualizate.

În trecut, au fost realizate studii limnologice în zona de studiu (Chidya et al., 2011; Chavula și Mulwafu, 2007). Mulwafu și Nkhoma (2003) au studiat utilizarea și gestionarea apei în sistemul de irigații de orez Likangala, în timp ce Mulwafu (2000) a raportat despre conflictele în utilizarea apei; cu toate acestea, nu au existat studii care să vizeze furnizarea de servicii ecosistemice în bazinul râului Likangala. Acest studiu completează această diferență de cunoștințe.

Acest studiu oferă o metodă nouă de gestionare a serviciilor de productie a ecosistemelor utilizând o abordare holistică în care driverii, presiunile, stările și impacturile sunt abordate într-o manieră integrată folosind abordarea PHE. ESIRF propus asigură participarea comunității și implicarea sectoarelor relevante pentru a atinge sustenabilitate servicii ecosistemice de productie.

6.4 DOMENII DE CERCETARE SUPLIMENTARĂ

Acest studiu a identificat următoarele domenii de cercetare viitoare:

1. Trebuie reglementate serviciile de reglare, suport și cultural din zona de studiu deoarece acestea au și un impact asupra serviciilor de productie a ecosistemelor.

2. Extinderea și limitele diferitelor tipuri de servicii ecosistemice de productie trebuie să fie cartografiate pentru a studia modificările in timp și spatiu.

3. Trebuie valorificată evaluarea serviciilor ecosistemice de productie, pentru a da un impuls economic factorilor de decizie in scopul de a promova conservarea lor.

4. Trebuie realizate studii privind fluxul de apă din bazinul râului Likangala deoarece reprezintă un indicator al sănătății ecosistemului.

5. Este necesar să se studieze impactul indicatorilor privind schimbările climatice și variabilitatea climei asupra serviciilor ecosistemice.

LIMITARILE STUDIULUI

Studiul are o serie de limitări, iar domeniul său de aplicare este limitat de disponibilitatea resurselor si timpul necesar pentru realizarea studiului. Au fost identificate cateva limite cheie:

1. O parte a studiului a folosit date calitative, care este un instrument puternic pentru a scoate în evidență vocile comunităților. Cu toate acestea, nu este posibilă generalizarea constatărilor.

2. Evaluarea calității apei nu a acoperit parametri precum metalele grele, COD, BOD și oxigenul dizolvat din cauza limitării disponibilității resurselor și a echipamentelor;

3. Evaluarea calității apei au fost realizata doar pentru un sezon uscat și un sezon umed din 2013 și, prin urmare, reprezentative pentru starea calității apei doar la acel moment și nu pentru perioade lungi de timp;

4. În acest studiu nu au fost cartografiate granițele și extinderea serviciilor ecosistemice de productie deoarece unele servicii sunt mobile (animale sălbatice și păsări).

În ciuda limitărilor, acesta este un studiu de pionierat care a capturat mai multe elemente privind schimbăriile la nivelul ecosistemului în zona de studiu. Acest studiu completează o serie de lacune în materie de cunoaștere identificate în literatura internațională și națională și oferă recomandări la nivel comunitar sau la nivel politic. Acest studiu indică faptul că presiunea umană asupra mediului afectează abundența serviciilor ecosistemice de productie. Agricultura din bazinul râului Likangala a crescut în detrimentul biodiversității și a altor suprafețe de teren, inclusiv pădurile, afectând astfel serviciille de productie. În cele din urmă, acest studiu este de acord cu ecologia celor mai săraci și împinge comunitățile rurale să conserve ecosistemele pentru a apăra și asigura mijloacele de trai ale oamenilor săraci, sănătatea și securitatea alimentară, deoarece serviciille de productie au cea mai mare nevoie de el. Cei săraci sunt considerați mai degrabă soluția decât problematica gestionării sustenabile a ecosistemelor.

Bibliografie

Bibliografie

M. Moser‚ C. Prentice‚ S. Frazier (1998). A global overview of wetland loss and degradation. Wetlands International. Ede. URL: www.ramsar.org

Staub C., Ott W. et al. (2011): Indicators for Ecosystem Goods and Services: Framework, methodology and recommendations for a welfare-related environmental reporting. Federal Office for the Environment, Bern. Environmental studies no. 1102: 17 S.

Introducere

In introducere se va descrie cadrul general in care se situează sistemele de zone umede la nivel global, cu prezentarea amenințărilor si a beneficiilor acestora pentru sistemul socio-economic lucru ce reflecta importanta acestora si permite astfel justificarea alegerii temei de cercetare pentru lucrarea de doctorat.

Descrierea importantei zonelor umede ale Dunării Inferioare si sublinierea faptului ca acestea au fost insuficient studiate

Prezentarea stadiului pre-industrializare (1950) si post-industrializare prin îndiguire, desecare, transformare, etc.

Fundamentarea cadrului conceptual

Pornind de pe poziția integratoare a teoriei ecosistemice a sustenabilității (Botnariuc si Vadineanu, 1982, etc.) ce interpretează mediul ca un sistem complex ierarhizat cu dinamica neliniara, etc.

Metodologia de identificare a principalelor surse bibliografice de referință pentru subiectul ales ce permit astfel analiza stadiului actual de cunoaștere

Cum s-a făcut căutarea surselor bibliografice si reprezentarea acestora in timp si spațiu

Analiza stadiului actual de cunoaștere

Definirea sistemelor de zone umede, problemele cu eventualele contradicții in definiții, comparații la nivel global intre tipurile de sisteme

Evolutia conceptelor de functii ecologice, la conceptul de servicii (Constanza, 1997, De Groot, etc…, MA, TEEB, CICES v4.3)

Definirea si explicarea functiei de productie ca functie principala ce furnizeaza resurse sistemelor socio-economice

Comparatii intre dimensiunea zonelor umede analizate la nivel global (scara la care s-a desfasurat studiul

Compartimentul analizat (sistem acvatic, terestru, transformat, zona ripariana etc, – biom)

Analiza metodelor si practicilor (indicatori folositi, metdologie)

Clasificarea tipurilor de evaluari facute (economice, utilizarea indicatorilor ecologici/biologici, cartarea serviciilor oferite de sisteme)

Rezultate si discutii ale analizei surselor bibliografice

Prezentarea principalelor probleme, a lacunelor si viitoarele directii de cercetare relevante pentru subiectul ales.

Justificarea utilizarii in cadrul programului de cercetare a conceptului de servicii in locul celui de functii

Organizarea programului de cercetare la scara spatio-temporala

Prezentarea scopului tezei de doctorat

Descrierea obiectivelor si activitatiilor

Diagrama GANTT

Caracterizarea generala a zonei de studiu

Justificarea alegerii unei zone mai mici in detrimentul intregii lunci inundabile datorita complexitatii sistemelor ecologice, a numarului mare de probleme, etc….

Metodologia aleasa pentru rezolvarea problemei de cercetare

Rezultate

Identificarea serviciilor furnizate de Bălțile Brailei si presiunilor si mecanismelor de management care influenteaza realizarea acestor servicii

Prezentarea potențialului productiv al zonei prezent/trecut (Burkhard, MAES,)

Corectarea datelor cu date statistice colectate si descrierea procesului de colectare

Cartarea producției clare care exista in prezent/trecut

Diferențe intre potențialul productiv si ce se obține clar

Monetizarea valorilor productiei

Compararea peste vs cereale sau alt tip de servicii relevante pentru zona si pentru SSE

Discuții

Precizarea ca este usor de apreciat potentialul productiv precum si furnizare clara de servicii

Precizarea ca este foarte dificil de apreciat care este cererea foarta clara pentru anumite servicii din partea sistemelor socio-economice aflate in cadrul zonei de studiu

Precizarea faptului ca luata in calcul doar functia de productie, valoarea acesteia este mai mare in prezent decat in perioada pre-indiguire, dar tinand cont de reducerea celorlalte servicii datorita desecarilor se inregistreaza o scadere a valorii economice totale.

Concluzii

Recomandari

Ce a adus nou aceasta teza si care sunt directiile viitoare de studiu