PREFAȚĂ ………………………….. ………………………….. ………………………….. 5 REZUMAT …………………………….. [629096]

1 Cuprins

PREFAȚĂ ………………………….. ………………………….. ………………………….. 5
REZUMAT ………………………….. ………………………….. ………………………… 7
BIOCLIMATOLOGIE
CAPITOLUL 1 ………………………….. ………………………….. …………………….. 9
1 ORIGINEA ȘI COMPOZIȚ IA ATMOSFEREI ………………………….. ….. 9
1.1 ATMOSFERA ȘI PĂMÂNTUL ………………………….. …………………………. 9
1.2 IMPACTUL COMPOZIȚIEI ATMOSFERICE ASUPRA P LANTELOR ………………. 15
1.3 IMPACTUL PLANTELOR AS UPRA COMPOZIȚIEI ATM OSFEREI ………………… 17
CAPITOLUL 2 ………………………….. ………………………….. …………………… 19
2 BILANȚUL ENERGETIC A L ATMOSFEREI ………………………….. ….. 19
2.1 RADIAȚIILE DIN ATMOSF ERĂ ………………………….. ………………………. 19
2.2 BILANȚUL ENERGETIC ………………………….. ………………………….. ….. 23
2.3 IMPACTUL RADIAȚIILOR ASUPRA PLANTELOR ………………………….. ……. 29
2.4 IMPACTUL PLANTELOR AS UPRA RADIAȚIILOR ………………………….. ……. 35
CAPITOLUL 3. ………………………….. ………………………….. ………………….. 38
3 TEMPERATURA SOLULUI ȘI A AERULUI ………………………….. ….. 38
3.1 CĂLDURA , PROPRIETĂȚILE TERMI CE ȘI TE MPERATURA ……………………… 38
3.2 ÎNCĂLZIREA ȘI RĂCIREA SOLULUI ………………………….. ………………….. 39
3.3 ÎNCĂLZIREA ȘI RĂCIREA AERULUI ………………………….. ………………….. 40
3.4 IMPACTUL TEMPERATURII SOLULUI ȘI AERULUI ASUPRA PLANTELOR ……… 41
3.5 IMPACTUL VEGETAȚIEI A SUPRA SOLULUI ȘI A T EMPERATURII AERULUI ……. 50

2 CAPITOLUL 4. ………………………….. ………………………….. ………………….. 54
4 UMIDITATEA AERULUI ………………………….. ………………………… 54
4.1 CUANTIFICAREA UMIDITĂ ȚII AERULUI ………………………….. ……………. 54
4.2 PROCESE FIZICE ALE AP EI ………………………….. ………………………….. 58
4.3 EVAPORAREA ȘI CONDENS UL ………………………….. ……………………… 61
4.4 IMPACTUL UMIDITĂȚII A ERULUI ASUPRA PLANTE LOR ……………………….. 64
4.5 IMPACTUL PLANTELOR AS UPRA UMIDITĂȚII AERU LUI ……………………….. 70
CAPITOLUL 5. ………………………….. ………………………….. ………………….. 76
5 NOR II ȘI PRECIPITAȚIILE ………………………….. ………………………. 76
5.1 NORII ȘI FORMAREA LOR ………………………….. ………………………….. . 76
5.2 FORMAREA PICĂTURILOR DE APĂ ÎN NORI ………………………….. ……….. 79
5.3 HIDROMETEORIȚI ………………………….. ………………………….. ………. 83
5.4 IMPACTUL NORILOR ȘI A PRECIPITAȚIILOR ASU PRA PLANTELOR ……………. 89
5.5 IMPACTUL PLANTELOR AS UPRA NORILOR ȘI A PREC IPITAȚIILOR ……………. 95
CAPITOLUL 6 ………………………….. ………………………….. …………………… 98
6 CIRCULAȚIA ATMOSFERE I ȘI VÂNTURILE ………………………….. … 98
6.1 SCĂRILE MIȘCĂRII ATMO SFERICE ………………………….. ………………… 100
6.2 IMPACTUL PLANTELOR AS UPRA VÂNTULUI ………………………….. …….. 102
CAPITOLUL 7 ………………………….. ………………………….. …………………. 104
7 SOLUL ȘI APA ………………………….. ………………………….. ………. 104
7.1 COMPONENTELE ECHILIBR ULUI CULTURĂ – SOL ………………………….. .. 104
7.2 EXTRAGEREA APEI DIN S OL DE RĂDĂCINILE PLANT ELOR …………………… 112
7.3 EVAPORAREA ȘI TRANSPI RAȚIA SOLULUI (EVAPOTRANSPIRAȚIA ) ………… 115

3 FENOLOGIE VEGETALĂ
CAPITOLUL 8 ………………………….. ………………………….. …………………. 116
8 FENOLOGIA PLANTELOR ………………………….. ……………………. 116
8.1 INTRODUCERE ………………………….. ………………………….. ………… 116
8.2 CONCEPTUL EUROPEAN DE MONITORIZARE FENOLO GICĂ ………………… 119
8.2.1 Baze de date si cercetări fenologice în Europa ………………. 119
8.2.2 Rețele internaționale ………………………….. …………………….. 120
8.2.3 Rețele naționale ………………………….. ………………………….. .. 122
8.2.4 Alte rețele fenologice ………………………….. …………………….. 128
8.2.5 Beneficii ale fenologiei ………………………….. …………………… 131
8.3 PERIOADA DE VEGETAȚIE ȘI FAZELE FENOLOGIC E ………………………….. 137
8.4 FENOLOGIA DĂUNĂTORILO R ȘI BOLILOR ………………………….. ……….. 144
8.5 EFECTELE TEMPERATURIL OR SCĂZUTE ASUPRA FA ZELOR FENOLOGICE ….. 146
8.6 MODELAREA FENOLOGICĂ ………………………….. ………………………. 147
8.7 MODELAREA REZISTENȚEI LA ÎNGHEȚ ………………………….. ………….. 157
8.8 FENOLOGIA CULTURILOR – O SURSĂ IMPORTANTĂ DE INFORMAȚII PENTRU
MANAGEMENTUL AGRICOL ………………………….. ……………………… 158
8.9 FENOLOGIA CA INDICATO R AGROCLIMATIC ………………………….. ……. 163
8.10 SCALA BBCH ………………………….. ………………………….. …………. 164
8.11 COMPARAȚIE ÎNTRE DIFE RITE SCĂRI UTILIZATE PT CEREALE ………………. 177
CAPITOLUL 9 ………………………….. ………………………….. …………………. 183
9 TELEDETECȚIA ÎN AGRI CULTURĂ ………………………….. …………. 183
9.1 INTRODUCERE ………………………….. ………………………….. ………… 183
9.2 TELEDETECȚIA FENOLOGI CĂ ȘI DINAMICA VEGET AȚIEI ……………………. 187
9.3 ALȚI INDICI DE VEGETA ȚIE ………………………….. ……………………….. 194

4 9.3.1 Sateliți cu microunde pentru estimarea umidității solului .. 198
9.3.2 Exemple de aplicare a teledetecției în agricultura practică 200
9.4 DETECTAREA IMPACTULUI SCHIMBĂRILOR CLIMAT ICE ……………………. 205
9.4.1 Considerații generale ………………………….. …………………….. 205
9.4.2 Observațiile fenologice – amp renta digitală ………………….. 206
9.4.3 Inconsistențe fenologice ………………………….. ………………… 211
9.4.4 Legăturile fenologie – mediu ………………………….. …………… 214
9.4.5 Comparații cu alte amprente ………………………….. ………….. 216
CAPITOLUL 10 ………………………….. ………………………….. ……………….. 219
10 AGRICULTURA CLIMATIC Ă INTELIGENTĂ: O MOD ALITATE DE A
GESTIONA SCHIMBĂRILE CL IMATICE ………………………….. ……. 219
11 BIBLIOGRAFIE ………………………….. ………………………….. ………. 222

5
PREFAȚĂ
Cred că apariția acestei cărți este extrem de oportună și totodată
foarte necesară având în vedere p reocupările la nivel mondial, atât a
savanților și specialiștilor în domeniu cât și a oamenilor de râ nd, pentru
schimbăril e climatice, iar fenologia vegetală este unul din cei mai importanți
bio-indicatori care pot surprinde aceste schimbări.
Cartea este o încercare de a consemna anii de experiență didactică și
studii , în timpul cărora au fost purtate discuții atât cu colegii , studenții, dar
si cu fermierii despre relațiile plant elor cu mediu ș i a relațiilor de cauzalitate
derivate .
Am înc ercat în această carte să ofer o prezentare echilibrată a
principalelor elemente și procese meteorologice de bază care afectează
plantel e, dar și răspunsurile lor la acțiunea acestora. Sper, cu toată
sincer itatea, că această carte îi va ajuta pe toți cei interesa ți/pasiona ți să
recunoască în vreme un partener și nu un adversar așa cum o fac de obicei
plantele .

Autorul

6

7 REZUMAT

„Bioclimatologie și fenologie vegetală ” se dorește a fi o sursă de
informații utile atât pentru studenții din domeniul științelor vieții cât și pentru
toți cei interesați sau pasionați de diferite le aspecte ale impactului climatic
asupra plantelor .
În perioad a în care cunoștințele științifice și experiența practică cresc
exponențial, nu este ușor să scrii o carte științifică . Pentru a exista o
cursivitate și o anumită logică am î mpărțit carte a în două secțiuni .
În prima parte , bioclimatologie , se definesc și discută structura și
procesele care au loc în atmosferă, cauzele și anumite consecințe ale
acestora. Compoziția atmosferică, caracter isticile suprafeței terestre și
radiațiile solare care determină încălzirea și răcirea suprafeței Pământului,
care, direct sau indirect, sunt forțele majore care guvernează toate procesele
atmosferice și care modelează clima. Acesta este motivul pentru car e a fost
acordată o atenție specială interacțiunilor solului, vegetației și atmosferei și
a inevitabilelor schimburi realizate între ele.
Climatul global se schimbă aceasta fiind o realitate la nivel mondial .
Consecințele schimbărilor climatice devin perce ptibile însă numai după ce
fenomenul a fost în acțiune de câteva decenii, dar cunoașterea efectelor sale
potențial dăunătoare, a măsurilor care pot atenua aceste efecte sau care ne
pot ajuta să ne adaptăm la aceste efecte sunt esențiale .
Secțiunea a doua, de fenologie vegetală a cărții , prezintă aspecte
diferite a acestei științe și explică în detaliu fenofazele de referință /vegetație
a plantelor , a scării BBCH și nu numai, a importanței bagajului fenologic pe

8 care trebuie să-l posede nu doar fermier ul și cei care lucrează în domeniul
producției vegetale, ci și cei care furnizează input -uri sau nu în ultimul rând
pentru cei pasionați de universul vegetal .
Această secțiune ar trebui să încurajeze cititorii să utilizeze
cunoștințele dobândite în timpul lectur ii prezentei cărți, pentru rezolvarea
problemelor practice legate de condițiile micro -meteorologice din zona lor
de reședință .

9 BIOCL IMATOLOGIE
CAPITOLUL 1
1 ORIGINEA ȘI COMPOZIȚ IA ATMOSFEREI

Acest capitol abordează atmosfera, cauzele și consecințele
comportamentului ei începând chiar de la formare . Împreună cu radiațiile
solare primite și caracteristicile suprafeței terestre , compoziția atmosferei
determină încălzirea și răcirea Pământului, forțele majore care stau în spatele
majorității proceselor atmo sferice.
1.1 Atmosfera și Pământul
Pământul, planeta noastră albastră , s-a „născut” acum aproximativ
4,5 miliarde de ani. V ulcanică și fierbinte, planeta se rotea și se răcea. În
erupțiile vulcanice prezente erau gaze precum CO 2, CO, NO x dar au fost
eliberați și vapori de apă . În plus, unele componente atmosferice, inclusiv
apa (vaporii) au provenit din bombardarea Pământului de către meteoriți și
comete. După ce s -a format o suprafață solidă a cărei temperatură s -a răcit
mult sub 100 oC, apa sub formă lichidă a rămas pe Pământ și a inițiat
formarea oceanelor lumii.
Primul ocean format a fost singurul loc de pe tânărul Pământ capabil
să suporte forme de viață. Pe fundul său, în urmă cu aproximativ 3,5 (nu mai
puțin de 2,7!) miliarde de ani, au apărut cianobacter iile sau alge le albastre –
verzi, primii producători de oxigen prin procesul de fotosinteză. Ca urmare
a diferitelor procese geologice și chimice, oxigenul dă tător de viață eliberat

10 în prima atmosferă a Terrei a redus simțitor radiațiile UV (ultraviolete) ca re
ajungeau la suprafața oceanului. A stfel, a ajutat primele forme de viață să
supraviețuiască în apă mai mică și în final să ajungă la suprafață. După mai
bine de 2 miliarde de ani de creștere foarte lentă prin apă, primele plante
terestre au evoluat pe P ământ acum 700 de milioane de ani.
Azi, atmosfera Pământului constă în esență din aceleași gaze ca în
timpurile îndepărtate, dar în proporții care s -au schimbat de -a lungul
timpului. Atmosfera este un amestec de gaze permanente, aerosoli și gaze,
urme și p articule solide și lichide. Constituenții permanenți ai atmosferei cu
concentrație constantă sunt: azotul (N), oxigenul (O 2) și argonul (Ar) (Tab
1.1), în timp ce vaporii de apă (H 2O), dioxidul de carbon (CO 2) și ozonul
(O) 3) sunt gaze cu concentrații vari abile ( Tab. 1.2).

Tabelul 1.1: Compoziția medie a atmosferei uscate sub 80 km
(Barry și Chorley, 2003 ).
Component Simbol % din
volume % din
greutate
Azot N2 78.08 75.51
Oxigen O2 20.95 23.15
Argon Ar 0.93 1.28
Subtotal 99.96 99.94
Neon Ne 0.0018
Helium He 0.0005
Krypton Kr 0.0011
Hydrogen H2 0.00005
Xenon Xe 0.00009

11 Trebuie subliniat faptul că vaporii de apă sunt o componentă
atmosferică al cărei conținut se schimbă cel mai mult în timp și spațiu. Un
alt gaz, ale cărui modificări nu sunt atât de mari, dar care ne deranjează și
mai mult datorită rolului său specific și foarte important, este ozonul. Ozonul
(O3) influențează absorbția intensă a radiațiilor UV dăunătoare biologic în
stratosferă, protejând astfel organismele vii. Pe de altă p arte, din cauza
proprietăților sale oxidante puternice, contactul direct cu O 3 dăunează atât
plantelor cât și oamenilor.

Tabelul 1.2: Gazele cu concentrație variabilă din atmosferă (Thompson, R.D., 1998)
Component Simbol % din
volum Concentrați a
(ppm)
Vapori de apă H2O 0 – 4
Dioxid de carbon CO 2 0.035 355
Metan CH 4 0.00017 1.7
Oxid de azot N2O 0.00003 0.3
Ozon O3 0.000004 0.04
Particule/Aerosoli 0.000001 0.01
Clorofluoruri de
carbon CFC’ 0.00000001 0.0001

Aceasta este așadar natura duală a O 3, de obicei descrisă ca fiind atât
„bun“ dar și „rău“. Ozonul rău este reprezentat de O3 din troposferă . În
apropierea suprafeței terestre , O 3 este creat în urma reacții lor fotochimice
complexe care implică NO 2 și hidrocarburi le, majoritatea fiind compuși
organici volatili (COV). Ozonul t roposferic are cel mai puternic impact
asupra plantelor. În aerul foarte poluat, O 3 va provoca mai multe daune
țesutului plantelor decât toți ceilalți poluanți la un loc . Împreună cu alte gaze,

12 ozonul intră în frunze prin osteolele stomatel or deschise, unde atacă celulele
ca un puternic oxidant. Simptomele expunerii includ leziuni vizibile pe
suprafața frunzelor, o creștere redusă și o presupusă reducere a alocării
carbohidraților în rădăcini.
Aceste simptome pot afecta semnifi cativ dezvoltarea plantelor și
randamentul culturilor. Partea din atmosferă în care concentrația de ozon
„bun” este redusă – adică atunci când stratul de ozon devine mai subțire în
raport cu valoarea normală – se numește gaură de ozon .
Aerosolii sunt cons tituenți importanți ai atmosferei care apar sub
formă de particule mici sau chiar picături. Chiar dacă concentrația lor este
foarte mică (0,01 ppm), aerosolii afectează semnificativ procesele fizice și
chimice ale atmosferei. Atunci când cresc în dimen siune și/sau concentrație,
aerosolii pot afecta transparența atmosfe rei prin producerea efectului de
tulburare ușoară sau ceață.
Densitatea și presiunea atmosferică . Datorită compoziției și
concentrați ei gazelor componente atmosfera se schimbă odată cu altitud inea.
Procesele fitochimice la altitudini mari ( de peste 10 km) conduc la
concentrații de ozon și oxigen monoatomic mai mari decât în atmosfera
inferioară. Peste 50% din mas a atmosferei este localizată în primii 5,5 km ai
atmosferei, în timp ce 99% din ea poate fi găsită la altitudini sub 30 km
deasupra solului (Fig. 1.1). Aceasta este în concordanță cu studiile și evoluția
experimentală care dovedește că densitatea atmosferei scade odată cu
altitudinea.

13
Figura 1. 1: Distribuția presiunii atmosferice în fu ncție de altitudine.
https://www.scientia.ro/images/A4_2019/4.evolutia -presiunii -atmosferice.jpg

Stratificarea atmosferică . Presiunea atmosferică și distribuția m asei
scad cu altitudinea destul de rapid în atmosfera inferioară, în timp ce la peste
20 km, scăderea este foarte lentă. Temperatura aerului ca o caracteristică
atmosferică foarte importantă nu variază uniform cu altitudinea (Fig. 1.2).
Măsurătorile efectu ate au arătat că pornind de la temperatura aerului de la
suprafață a Pământului aceasta scade odată cu creșterea altitudinii cu o
rată medie de 6,5° C / 1000m până la 11 km.

14
Figura 1. 2 Straturile atmosferice în raport cu variația verticală a temperaturi i aerului.
https://www.scientia.ro/images/A4_2019/5.evolutia -temperaturii -atmosferice.jpg

Această parte a atmosferei se numește troposferă . Desigur, acest
strat nu este constant distribuit pe suprafața globului și pe tot parcursul
anului. Acesta variază de la 7 km deasupra polilor în timpul iernii la 20 km
deasupra ecuatorului. Deoarece o sursă majoră de energie pentru troposferă
este căldura provenită de pe su prafața Pământului, îndepărtarea de aceasta

15 aduce o scădere a temperaturii. Troposfera conține 75 –80% din masa
atmosferei responsabile pentru aproape toate procesele care formează și
afectează vremea.

1.2 Impactul compoziției atmosferice asupra plantelor
Atmosfera împreună cu solul formează mediu l universului vegetal.
Conținutul și condițiile atmosfe rei afectează în mod crucial dezvoltarea
plantelor și condițiile de creștere. Echilibrul gazelor atmosferice determină
fiziologia, biochimia și creșterea plantelo r ca indivizi .
Impactul creșterii concentrației CO 2 a fost și continuă să fie un
subiect de mare îngrijorare, încă din ultimele decenii ale secolului XX,
deoarece are un impact major care se referă mai ales la intensitatea proceselor
de fotosinteză (Fig. 1.4) și transpirație. În condiții de hidratare optimă
(turgescență) răspunsul plantelor de tip C3 respectiv C4 la creșterea
concentrației de CO 2 diferă semnificativ . Pentru concentrații ale CO 2 care
variază de la 180 la 700 ppm, ratele fotosintezei au fost modificate cu 30%
și 142% pentru plantele C4 și, respectiv, C3 (Ward și colab., 1999).
Fotosinteza netă a grâul ui de exemplu este de aproximativ 15,9 mol m-2 h-1
(4.4167 x 10-3 mol m-2 s-1), în timp ce în cazul porumb ului este de
aproximativ 12,5 mol m-2 h-1 (3,47 x 10-3 mol m-2 s-1), pentru o valoare a
radiației fotosintetic activ e (PAR) de 279,12 W m-2 . În plus, pentru porumb,
o cultură C4, rata fotosinte zei devine constantă la concentrații mai mici de
CO 2 (450 ppm) comparativ cu grâul de exemplu, o cul tură de C3 la care
pragul de platou este atins la valoarea de 850 ppm. (Fig. 1.4) .

16
Figura 1.4: Răspuns pe termen scurt al ratei fotosintetice la modificările concentrației
de CO 2 pentru plantele. C 3 și C4 (Lalic, 2018)

Răspunsul transpirației ca proce s fiziologic la creșterea nivelului de
CO 2 are loc la nivelul stomatelor, rezultând în rezistență stomatală crescută
și, prin urmare, intensitate redusă a procesului de transpirație. Trebuie
remarcat faptul că plantele de același tip pot reacționa foarte d iferit la
schimbarea nivelului de CO 2, în funcție de alte condiții de mediu, cum ar fi
stresul, nutriția sau constituția genetică (cultivar). În plus, adaptarea pe
termen lung este incertă, ceea ce provoacă dificultăți în a face predicții și
necesită cerce tări suplimentare în acest domeniu.

17 SO 2 atmosferic a fost cel mai important poluant fitotoxic în secolul
trecut din Europa. În ultimele decenii ale secolului XX, emisia sa a fost mult
redusă, în timp ce NO x (NO + NO 2) și O 3 au devenit mai importante.
Conce ntrații le mari de SO 2 atmosferic pentru perioade scurte de timp pot
produce daune grave, în special în funcționalitatea stomatelor implicit a
proceselor de fotosinteză, respirație sau transpirație . Efectele cumulate ale
expunerii pe termen lung pot prin ur mare să afecteze în mod semnificativ
rezistența plantelor la factorii de stres și să reducă mult creșterea fără
simptome clare. În combinație cu ozon ul troposferic (O 3), care are efecte
dăunătoare similare, chiar la concentrații scăzute de SO 2 și NO x pot a fecta
foarte grav plante le.

1.3 Impactul plantelor asupra compoziției atmosferei
Compoziția atmosferei se schimbă permanent în timp și spațiu
datorită proceselor naturale și antropice. Acestea din urmă sunt cele
introduse de oameni și au devenit din ce în ce mai importante de la prima
revoluție industrială din secolul al XVIII -lea. Cu toate acestea, în acest
capitol mă voi focusa doar asupra proceselor fizice, chimice sau fiziologice
cauzate de prezența plantelor respectiv a solului.
Voi începe cu una dintre c ele mai importante și anume, echilibrul
dintre produc erea și consumul oxigenului și a azotului din atmosferă. Azotul
este produs și eliberat din soluri în atmosferă prin procesele de nitrificare
(oxidarea biologică a amoniacului la nitriți) și denitrificar e (procesul
microbian de reducere a nitraților), care eliberează N 2, N 2O, NO și NH 3. De
cealaltă parte , activitatea biologică a solului (în special fixarea N) este

18 responsabilă în principal de captarea azotului din atmosferă. Referitor la
oxigen, c ea mai i mportantă sursă de oxigen atmosferic este fotosinteza
plantelor, în timp ce procesul de oxidare a materiei organice ( de respirație
aerobă a vegetație i, respirație animală sau bacteriană) și a materiei
anorganice, precum și descompunerea aerobă a materiei o rganice reprezintă
consumatorii de oxigen.
Plantele afectează compoziția atmosferei atât la nivel mecanic să
spunem , cât și la nivel fiziologic. Etajul foliar al plantelor, coronamentul în
special în cazul pădurilor , crește rugozitatea suprafeței terestre , schimbă
fluxul de aer deasupra coronamentul și influențează major schimbul de gaze
dintre atmosferă și spațiul aerian al coroanei . Gazele atmosferice, cum ar fi
O2, CO 2 și H 2O sunt componente permanente ale proceselor fizice și
fiziologice importante lega te de creșterea plantelor și interacțiunile cu
mediul. Unele alte gaze pot fi asimilate de plante (O 3) sau depuse pe
suprafața frunzelor (NO X, SO X etc). Prezența aparatului foliar al plantelor
afectează echilibrul de carbon prin distribuția biomasei, respi rație, asimilarea
CO 2, descompunerea materiei organice sau mineralizarea nutrienților. În
cazul H 2O, vegetația crește întotdeauna umiditat ea atmosferică prin procesul
de transpirație și se reduce transferul de vapori de apă de pe suprafața solului.
Acesta este motivul pentru care covorul (baldachinul) vegetal form at de
plante este considerat la nive l global ca un adevărat filtru al majorității
componentelor atmosferice.

19 CAPITOLUL 2
2 BILANȚUL ENERGETIC A L ATMOSFEREI
Trei mecanisme majore de transfer energe tic sunt în natură :
cond ucția , convecția și radiațiile.
Energia este transferată prin conduc ție fie prin materiale solide, fie
între ele. Se produce atunci când atomii sau moleculele interacționează între
ele, transferând o parte a energiei cinetice sau v ibraționale de la particule cu
energie mai mare (partea mai caldă) la cele cu energie mai mică (partea mai
rece).
Convecția este tipică pentru transferul de energie în cazul fluide lor
sau prin interfața dintre o suprafață solidă și un fluid în flux.
Radi ația electromagnetică este mecanismul transferului de energie
prin unde electromagnetice care se pot propaga prin spațiul liber sau într-un
mediu material la viteza luminii.

2.1 Radiații le din atmosferă
Lungimea undei (l) și frecvența (n) sunt caracteristici frecvent
utilizate pentru a descrie radiația electromagnetică. Lungimea undelor (sau
frecvența) și spectrele electromagnetice sunt cele mai importante
caracteristici ale radiațiilor electromagnetice. Energia acestora este inversă
lungimii undelor, astfel termenul „undă scurtă” este utilizat pentru energie
mare și „undă lungă” pentru radiații cu energie scăzută. Specificația
electromagnetică a unui corp emitent reprezintă distribuția iradierii /

20 intensității monocromatice a radiației pe o gamă de lungimi de undă (Fig.
2.1). Conform lungimii de undă referindu -ne la un maxim în spectre
electromagnetice, radiația corpului este considerată ca undă scurtă sau undă
lungă. Cea mai importantă sursă de radiații cu unde scurte pentru Pământ
este Soarele (maxim 500 nm), în timp ce toate formele de radiații
electromagnetice originare de pe suprafețele mult mai reci ale Pământului
aparțin părții undelor lungi ale spectrelor. Soarele este o stea, o bilă de gaze
fierbinți și plasmă a cărei suprafață radiază ca un corp negru la o temperatură
de aproximativ 6000 oC. Funcție de condițiile cerului, componentele
atmosferice realizează doar o absorbție minoră a radiațiilor solare în partea
vizibilă a spectrelor (380 – 760 nm), permițând radiației cu energie mare să
ajungă la suprafa ța Pământului și să joace rolul celei mai importante forțe
motrice în întreaga atmosferă.

Figura 2.1: Radiațiile spectrului electromagnetic
https:/ /destepti.ro/wp -content/uploads/2012/08/Spectrul -electromagnetic -Foto1 -710×241.jpg

Cu toate acestea, absorbția nu este singurul mecanism de diminuare
a radiațiilor solare din atmosferă. Reflectarea difuză și absorbția selectivă

21 sunt procese care pot sch imba semnificativ calitatea și cantitatea radiațiilor
solare care ajung la suprafață (exprimate ca culori schimbătoare ale cerului,
de exemplu). Reflectarea difuză are loc atunci când radiația ajunge pe o
suprafață (picături, nori etc.) care nu este plană (Fig. 2.2). În atmosferă
aceasta este o situație obișnuită. O rază incidentă se reflectă în alte unghiuri
decât cea incidentă, schimbându -și astfel caracteristicile spectrale originale.

Figura 2.2 Reflectarea difuză a radiațiilor de o suprafață denivel ată (Lalic, 2018 )

Absorbția selectivă în schimb, se referă la intensități diferite de
absorbție în diferite le părți ale spectrelor. Spectrele de absorbție ale
componentelor atmosferice sunt responsabile de absorbția selectivă a
radiației solare în atmosfe ră. Prezența și concentrația anumitor componente
atmosferice determină intensitatea absorbției la anumite lungimi de undă.
Deoarece Pământul și atmosfera au temperaturi în interval ul 200–
300 K, radiațiile emise aparțin părții infraroșii, termice, spectre lor
electromagnetice (4 –100 μm) c u o intensitate maximă de 10 μm . În literatura
de specialitate, termenul utilizat frecvent pentru ambele fluxuri de radiații
sunt radiații terestre. Această radiație este cea mai puternică sursă de radiații

22 cu unde lungi din clima Pământului și este responsabilă pentru echilibrul
energetic de suprafață noaptea. În cazul unei umidități și/sau nebulozități
ridicate, radiațiile atmosferice sunt și mai mari. Prezența norilor crește în plus
încălzirea suprafeței prin reflectarea c rescută a radiațiilor provenite de la sol,
ceea ce face ca echilibrul energetic de suprafață să fie pozitiv chiar și
noaptea, în absența radiațiilor solare cu unde scurte.
O mare parte din componentele atmosfere i absorb radiațiile
electromagnetic e, dar la diferite lungimi de undă sau intervale de absorbție
ale spectrului electromagnetic. Cel mai puternic absorbant al radiației
electromagnetice sub 0,4 μm (radiație UV) în stratosferă este ozonul. Cu o
absorbție pentru radiații UV apropiate de 1, ozonul strat osferic este
„gardianul” vieții pe Pământ. În plus, atât azotul (N2) cât și oxigenul (O 2)
absorb radiați i electromagnetic e, dar la lungimi de undă sub 0,1 μm,
respectiv 0,245 μm.
La lungimi de undă cuprinse între 0,39 μm și 0,70 μm, spectrul de
absorbție al atmosferei are un decalaj, cu o capacitate de absorbție apropiată
de 0, numită „fereastră atmosferică” . Aceasta p ermite radiației solare, în așa –
numita parte vizibilă a spectrelor, să ajung ă pe suprafața Pământului. Cu
toate acestea, cu o anumită reduce re a intensității, suprafața Pământului
primește radiații solare cu o gamă mai largă de lungimi de undă (0,3-3 μm),
care le includ pe cele aprop iate (near) de ultraviolet (NUV) vizibil e și părți
apropiate (near) de infraroșu (NIR) ale spectrelor – cu alte cuvinte radiații le
de unde scurte. Absorbția acest or radiații este afectată în mare parte de
vaporii de apă și dioxid ul de carbon.
Radiația terestră emisă în schimb aparține s pectrelor de radiații cu
lungime mare de und ă, cu lungimi de undă peste 4 μm. În absorbția

23 atmosferică a radiațiilor de undă lungă, cel mai important rol îl joacă un grup
de gaze care au fost denumite „gaze cu efect de seră” (GES) : vapori i de apă,
dioxid ul de carbon, ozon ul, oxid ul de azot și metan ul.
Denumirea de „gaze cu efect de se ră” este păstrată din motive
istorice, chiar dacă acest termen este incorect științific. Mai exact, principalul
motiv pentru creșterea temperaturii în seră este lipsa conducției căldurii
datorită prezenței pereților și acoperișului de sticlă . În cazul încă lzirii legate
de GES, cauza creșterii temperaturii este absorbția crescută a radiațiilor de
unde lungi de către GES.
GES -urile din atmosferă sunt responsabile pentru absorbția
radiațiilor mai ales în intervalul infraroșu între 8 și 14 μm. Doar CO 2 are o
linie de absorbție excesivă peste 13 μm.

2.2 Bilanțul energetic
Radiația solară ajunge pe suprafața Pământului sub formă directă și
radiații difuze.
Radiația directă este o parte a radiației solare care cade pe o
suprafață orizontală împreună cu raz ele Soarelu i într -un unghi spațial îngust
(până la 5). După reflectare a difuză și împrăștiere a în atmosferă, radiația
solar ă cade la suprafață Pământului sub formă de radiație difuză .
Cantitatea de radiații solare totale care ajung pe suprafața
Pământului este așa -numită radiație globală și este definită ca suma atât a
radiațiilor directe, cât și difuze în interval ul de 0,3 –3 μm lungim e de undă.
Repartizarea radiațiilor globale între părțile directe și difuze se
realizează mai ales datorită prezenț ei norilor și incidenței solar e. În cazul

24 cerului senin, atât radiații directe, cât și difuze sunt prezen te. Cu toate
acestea, când nori groși acoperă cerul și Soarele este complet ecranat , radiația
globală este egală cu cea difuză. Aceeași situație apare la apusul soarelui ,
când Soarele este sub orizont și numai reflectarea radiației solare de la cer la
sol produce radiații difuze pe suprafața Pământului.
Pentru regiunea Europei Centrale și de Est , valorile tipice ale
radiațiilor globale zilnice cu cer senin variază de la aproximativ 5 la 30 MJ
m-2, în funcție de sezon și de latitudine.
La suprafață, radiați a global ă poate fi separat ă în două tipuri de
radiații de bază: absorbit ă (energia absorbită de suprafață și transferată mai
adânc în sol) și reflectată (energia reflect ată de suprafața înapoi în
atmosferă). Radiațiile de unde scurte absorbite variază în funcție de latitudine
și sezon (efectul dominant al unghiului razei de soare) și tipul supraf eței.
Radiați a reflectată este determinată de caracteristicile supraf eței și
poarta numele de albedo. Mărimea albed o-ului suprafețelor natural e variază
de la 0,13 pentru pădure tropicală la 0,8 pentru gheața acoperită cu zăpadă și
poate fi calculat ca raportul dintre radiațiile reflectate (R) și radiațiile globale
(G). Albedo -ul se schimbă odată cu culoarea, umezeala, structura sau modul
de acoperire a suprafeței . Pământul negru și umed, după o arătură adânc ă,
are un albedo scăzut din cauza creșterii radiațiilor solare absorbite. Cu alte
cuvinte, corpurile întunecate absorb mai bin e decât cele albe, în timp ce
prezența apei în sol mărește capacitatea pentru căldură, deoarece aerul (cu o
capacitate de căldură mai mică) este înlocuit de apă (cu una mai mare).
Arătura profundă crește reflectarea multiplă a radiației solare pe suprafața
solului înainte de reflectarea finală către atmosferă. De reținut în această
privință este faptul că o componentă a bugetului energetic al suprafeței

25 reflectate de suprafața Pământului este afectată de caracteristicile suprafeței,
care se schimbă din punc t de vedere dinamic.
Trebuie menționate î nsă câteva surse importante și respectiv pierderi
de energie, și anume căldura sensibilă și latentă , care sunt transferate prin
convecție și turbulență.
Căldura sensibilă este energia transferată de la locuri mai c alde la
cele mai reci în prezența unui gaz (aer) sau fluid, producând astfel o
schimbare de temperatură a tuturor corpurilor care vin în contact cu aceasta.
În 1884, Joule a descris -o ca fiind energia indicată de un termometru.
În schimb căldura latentă ( ascunsă) este energia implicată în
schimbările de fază la o temperatură constantă. La suprafața Pământului și în
atmosferă, această energie este asociată cu modificări ale stării apei de la
vaporii de apă la apă lichidă și gheață și viceversa . Fluxul de că ldură sensibil ă
este pozitiv dacă este direcționat de la suprafață spre atmosferă, în timp ce
fluxul de căldură latentă este pozitiv dacă apare evaporarea la nivelul
supraf eței. Această convenție este oarecum logică , deoarece în ambele cazuri
atmosfera dev ine mai caldă.
În acest moment, e bine să fie clare două aspecte ale analizei
radiațiilor solare primite, care produc uneori o mare confuzie. Unul este legat
de cantitatea de radiații solare care trece printr -un plan normal față de direcția
Soarelui. Cea m ai mare cantitate de energie solară care poate atinge 1 m2 de
suprafață deasupra atmosferei Pământului în o secundă se numește constantă
solară , iar în medie, valoarea sa este de 1367 W m-2. Al doilea aspect se
referă la cantitatea medie de radiații pe car e Pământul ( la extremitatea
atmosferei) o primește pe unitate a de suprafață. Diferă de definiția
anterioară, deoarece există întotdeauna o parte „lumin ată” și o alta

26 „întunecată” a Pământului. Cantitatea medie de radiații primite se referă la
energia pe ca re o primește fiecare parte a atmosferei , dacă energia primită
este distribuită uniform pe întreaga planetă la un moment dat. Un calcul rapid
dovedește că aceasta este egală cu un sfert din constanta solară, sau 342W m2.
Dacă separăm fluxul pentru radiațiil e de unde scurte, fluxurile de
radiații în undă lungă la suprafața Pământului și atmosferă sunt următoarele
(Fig. 2.3): din 117 unități de radiații terestre de unde lungi provenind de la
suprafața Pământului, 111 vor fi absorbite de gazele din atmosferă, î n timp
ce 6 unități vor fi pierdute în spațiul exterior. În plus, alte 30 de unități provin
în medie de la suprafața terenului sub formă de căldură latentă (23) respectiv
sensibilă (7). Prin urmare, atmosfera câștigă 19 unități din radiația solară,
111 din radiațiile terestre și 30 din fluxurile de căldură sensibilă și latentă,
oferindu -ne un total de 160 de unități. Dar atmosfera emite de asemenea. în
funcție de temperatura medie și conținutul curent, emisia descendentă
atmosferică care este de 96 de unită ți, în timp ce 64 de unități se pierd în
spațiu. Aceste 96 de unități de energie remise (adică 111 unități de radiații
terestre absorbite) produc așa -numitul efect de gaze cu efect de seră (GES).
Desigur, în cazul unei concentrații mai mari de gaze care ab sorb radiațiile de
undă lungă, absorbția emisiilor de suprafață va fi peste 111, ceea ce va crește
temperatura de echilibru și în consecință cantitatea de energie remisă de sol.

27
Figura 2.3 Bilanțul energetic la supraf ața Pământului respectiv a atmosfer ei (Lalic,
2018)
Echilibrul energetic al undelor scurte de la suprafața Pământului și
atmosferă, precum și partiționarea fluxurilor de radiații, este dat de radiațiile
solare captate (al căror total este setat la 100 de unități). Se exprimă cantitatea
fiecărui flux de radiații diferite ca o parte din această radiație totală. Pe
traseul lor prin atmosferă, radiațiile solare parcurg procesele de: absorbție în
stratosferă și troposferă, reflectare la nivelul norilor și a suprafeței solului,
inclusiv împrăștier ea lor în atmosferă și transmiterea sub formă de radiații
directe sau difuze (Fig. 2.3). Se produce astfel un efect general de 30 de
unități de radiație reflectată, ceea ce corespunde unui albedo planetar cu o

28 valoare de 0,3. Un alt calcul ne aduce la conc luzia că atmosfera absoarbe
doar 19% din radiațiile solare incidente, în timp ce aproximativ 51% din ele
ajung la suprafața Pământului.
Pentru a înțelege mai bine acest efect, ar trebui să luăm în
considerare impactul global al tuturor acestor procese. Unu l dintre cei mai
buni indicatori în această privință este radiația netă a Pământului, care
reprezintă diferența dintre energia de intrare și cea de ieșire la extremitatea
atmosferei (Fig. 2. 4). Pentru a menține temperatura aerului constantă la nivel
global , radiația netă a Pământului ar trebui să fie zero pe perioada unui an.

Figur a 2.4 Media lunară a radiației nete a Pământului
pentru 20 19 (Sursa: NASA Earth Observatory)
<https://ea rthobservatory.nasa.gov/Global -Maps/view.php?d1=CERES_NETFLUX_M>).

29 2.3 Impactul radiațiilor asupra plantelor
Radiația afectează plantele prin lungimea de undă, energie și durată.
Din punct de vedere fiziologic, cele mai importante intervale ale spectrelor
electromagnetice sunt cele vizibile, cunoscute și sub denumirile de lumin ă și
radiații UV–B. Lumina este responsabilă pentru formarea clorofilei,
funcționarea stomatelor, randamentul fotosintezei, creșterii și dezvoltării
respectiv fenologia acesteia în ansamblu, iar în cazul vegetației mixte, cum
ar fi pădurile și pășunile, pe ntru “stratificarea” speciilor respectiv
dimensiunea și structura frunzelor.
Pentru fotosinteză, intervalul de 400 –700 nm (radiația fotosintetică
activă – Photosynthetic Active Radiation PAR) este crucial. Variația zilnică
a intensității PAR și a raportul ui dintre componentele directe și difuze este
hotărâtoare (Fig. 2. 5). După ora 14, intensitatea PAR directă este neglijabilă,
iar fotosinteza se bazează strict pe radiații le difuze.
Radiația UV, în special radiația UV –B (280 –315 nm), are efecte
negative as upra fotosintezei, reducând dimensiunea plantelor și distrugând
enzimele și acidul dezoxiribonucleic (ADN), ceea ce duce la deteriorarea
țesuturilor plantelor și sensibilitate crescută la boli. În plus, radiațiile UV –B
afectează productivitatea fitoplancto nului, care este responsabil pentru
stocarea carbonului în ocean.
Radiația infraroșie (IR) este radiația electromagnetică cu o lungime
de undă cuprinsă între 700 nm și 1 mm. Radiația infraroșie este emisă de
fiecare corp „fierbinte” și odată absorbită de u n corp, aceasta dă naștere
fenomenului de căldură. Aceste proprietăți termice sunt comune tuturor
radiațiilor electromagnetice, dar apar mai ales în cazul radiațiilor infraroșii,

30 de aceea se numește și radiație termică. Emisia infraroșie este rezultatul
tranzițiilor între nivelurile de energie vibrațională ale moleculelor.

Figura 2.5 Distribuția PAR deasupra pădurii la 1 iunie 2012 la Prospect Hill Tract,
Harvard Forest, Petersham (Munger și Wofsy, 2017 , Lalic, 2018 )

Toate procesele fiziologice și bioc himice vitale pentru creșterea și
dezvoltarea plantelor sunt declanșate și/sau limitate de temperatură (prin
pragurile inferioare și superioare). Rata procesului este adesea proporțională
cu energia investită eficient, adică energia transferată între un or ganism și
mediul său la temperaturi între anumite praguri. Deși fotosinteza este cel mai
important proces fiziologic care necesită radiații, doar 50% din cantitatea
incidentă este dirijată de plantă pentru fotosinteză. De asemenea, merită să
amintim că din energia primită de frunză, doar 5% sunt transformate în
biomasă, în timp ce 60% din radiații se pierd pe lungimi de undă neabsorbite,

31 8% pe radiații reflectate și transmise, 8% pe disiparea căldurii și 19% pe
metabolism (Campillo și colab., 2012).
În fun cție de modul în care dioxidul de carbon este fixat în timpul
fotosintezei, plantele sunt împărțite în trei mari grupe: C 3, C 4 și CAM
(Metaboli smul Acidului Crassulacean). Plantele CAM sunt caracteristice
zonelor cu condiții aride. Tipic pentru aceste plan te este faptul că stomatele
frunzelor rămân închise în timpul zilei pentru a reduce evapotranspirația, dar
se deschid noaptea pentru a absorbi dioxid ul de carbon necesar fotosintezei .
Plantele C 3 sunt considerate, în general, mai puțin productive decât pla ntele
C4, datorită eficienței mai mici de asimilare a CO 2. De asemenea, diferă în
ceea ce privește temperaturile optime pentru derularea la nivele maxime ale
fotosintezei : culturile C 4 au temperaturi optime mai mari decât culturile C 3.
Leguminoasele au un metabolism diferențiat pentru asimilarea N, ceea ce
reprezintă o eficiență mai redusă a utilizării radiațiilor, cu excepția condițiilor
în care disponibilitatea de azot este un factor limitat iv de creștere.
Plantele ca sisteme fizice sunt întotdeauna într -o stare de echilibru
energetic cu mediul. Chiar dacă unele organisme își pot schimba în mod
autonom temperatu ra, pe termen lung temperaturile lor rămân stabile ca
rezultat al schimbului de energie cu mediul înconjurător. O presupunere
uzuală este că radiaț ia netă, R netă primită de o plantă este echilibrată de
fluxurile turb ulente ale temperaturii latente T L și căldurii sensibile CS,
împreună cu cea stoca tă în pământ QP și biomasă Q B.

Rnetă = TL + CS + QB + QP

32 Plantele depozitează energie care este utiliza tă ulterior pentru unele
reglări autonome mici de temperatură și diferite procese fiziologice și nu
depășește 20 -30 Wm-2. Prin urmare, se crede că primii trei termeni din partea
dreaptă a ecuației bilanțului radiative reprezintă mai mult de 95% din
radiați ile nete.
Fluxul de căldură latentă de pe suprafața frunzelor, LE l, este
proporțional cu intensitatea evapotranspirației El. Coeficientul de
proporționalitate este căldura latentă de evaporare L , care depinde de
temperatura lichidului care se evaporă. În cazul frunzelor, temperatura apei
din interiorul frunzelor și de pe suprafața acestora este egală cu temperatura
acesteia, iar L poate fi considerată ca funcție a temperaturii frunzelor T l. Este
util de reținut că pentru apă, L are valoarea 2,43*106 J kg-1 la 300C respectiv
2,501*106 J kg-1 la 00C.
Evapotranspirația este un proces complex care include procesul
fizic de evaporare de pe suprafața solului și a frunzelor și de asemenea,
procesul fiziologic de transpirație care se realizează la nivelul osteolel or
stomatel or plantei (Fig. 2. 6). Deoarece apa se evaporă de pe suprafața
frunzelor numai pentru perioade scurte de timp , cum ar fi după precipitații
sau rouă, includem în echilibrul energetic al frunzelor doar transpirația.
Parametrizarea folosită frecven t pentru calculul transpirației se bazează pe
legea difuziei și a reprezentării rezistenței vegetației a lui Fick, cu referire
prin analogie la legea lui Ohm. În conformitate cu legea lui Fick, schimbul
de vapori de apă din interiorul frunzelor și a tmosfer ă este direct proporțional
cu diferența d e concentrația a acestora și invers proporțional ă cu rezistența
de transfer. Un concept similar poate fi aplicat și CO 2 folosind diferența de
concentrație a CO 2 în interiorul și exteriorul stomatelor frunzelor și

33 conductivitatea acest ora de transfer. Acesta este motivul pentru care
absorbția de CO 2 și eliberarea de vapori de apă de la nivelul plantei sunt
foarte strâns corelate. Ca atare c oeficien tul de transpirație este foarte strâns
de rata fotosintez ei.

Figura 2.6 Secțiune mezofil foliar
https://www.quora.com/In -plants -where -is-the-stomata -located

Considerând că vaporii de apă din interiorul unei frunze sunt saturați
la temperatura frun zelor și prin urmare concentrația de vapori de apă poate
fi exprimată folosind presiunea de vapori de saturație la temperatura
frunzelor, e s (Tf). Dacă umiditatea relativă a aerului, ρ este cunoscută, atunci
presiunea vaporilor din aerul din jur poate fi e xprimată ca r . es (Ta), unde T a
este temperatura aerului. Deoarece vaporii de apă sunt transferați prin
stomate și aer, două rezistențe ar trebui să fie luate în considerare – respectiv
rs și r a . Vaporii de apă pot fi apoi exprimați sub formă de căldură latent ă.

L (T f) El = ρ.cP / γ *e s(Tf)-res(Ta) / rs+ ra

unde ρ este densitatea aerului, c p este căldura specifică la presiune
constantă, ρ este umiditatea relativă, e s este presiunea de vapori de apă

34 saturată și γ este constanta psihometrică. Deoarece dif erența de concentrații
la marginea stomatelor /între stomate și aer nu este egal ă, apoi conform legii
lui Ohm rezistența stomatală rs și cea aerodinamic ă ra trebuie tratat ă ca indici
cu rezistență echivalentă , respectiv egală cu suma rezistențelor (rs + ra) .
În stratul de aer, foarte aproape de suprafața frunzei și pe interfața
dintre plantă și sol, conducerea moleculară este un mecanism important de
transfer de energie. Această energie, însă, este foarte greu de calculat și este
o practică obișnuită să o e xprimăm ca procent din radiația netă R net.
Durata radiațiilor este în mod obișnuit legată de perioada din timpul
zilei în care radiația solară poate fi măsurată, adică perioada dintre răsărit și
apus. Fotoperioada este definită ca perioadă din ziua în care a planta este
expusă la lumină. Durata zilei diferă la diferite latitudini din cauza înclinării
axei Pământului. La Ecuator, fotoperioada este constantă (lungimea zilei este
de 12 ore și lungimea nopții este de 12 ore), dar pe mă sură ce ne apropie m
de pol i ziua și noaptea devin mai lungi (până la o zi de 24 de ore sau o noapte
de 24 de ore la poli). Multe specii de plante sunt fotoperiodice, ceea ce
înseamnă că vor intra în anteză doar în anumite condiții de ilumin are.
Conform cerințelor fotoperiod ice, plantele sunt clasificate în trei
grupe: plante de zi scurt ă, plante de zi lungă și plante indiferente . Plantele de
zi scurtă răspund atunci când ziua este mai scurtă decât noaptea prin trecerea
la stadiul de dezvolt are, la fel ca cele de zi lungă când ziua este mai lungă
decât noaptea, în timp ce plantele indiferente trec la saltul calitativ din viața
lor indiferent de lungimea zilei. Când plantele reacționează la echilibrul
dintre lungimea zilei și cea a nopții , ele își programează de fapt dezvoltarea
pe etape pentru a fi in deplină concordanță cu condiții le de mediu .

35 Plantele s-au adaptat de-a lungul evoluției lor la acest ciclu anual de
lumină și temperatură, deoarece este previzibil și aproximativ consta nt de la
un an la altul. Plantele detectează semnal ul luminos la nivelul frunzelor
(absorbția fotonilor se face de fitocrom – o cromatoproteină) și produce
semnale care declanșează anumite procese care duc la următoarea etapă și
anume cea de dezvoltare. Cele mai importante etape de dezvoltare în viața
plantelor declanșate de fotoperioadă la plantele sensibile la lumină sunt
înflorirea (anteza) , tuberizare a și formarea muguri lor.

2.4 Impactul plantelor asupra radiațiilor
Prezența covorului vegetal , morfologia și fiziologia acestuia
poate produce schimbări semni ficativ e în spectrele de radiații și echilibrul
energetic la suprafa ța Pământului. Spectrele de absorbție, reflec tare și
transmi tere ale vegetației sunt afectate de aceste caracteristici morfo –
fiziologice care se schimbă – uneori mai mult, alteori mai puți n – pe parcursul
unui an . Absorbția radiațiilor fotosintetic activ e a spectr ului (Photosynthetic
Active Radiation – PAR ) (0,4 – 0,7 μm) este de aproximativ 90%, pe când
radiațiile din apropierea celor infraroșii (Nearby Infra Red – NIR) (0,7 – 2,5
μm) este de15-20%. Reflectarea radiațiilor de frunzele plantelor este afectată
în mare parte de prezența apei atmosferice (0,7 – 1,9 μm) și de apa prezentă
în structura frunzelor și a coronamentului (0,7 – 1,5 μm). Schimbări le în
spectrele de absorbție și reflec tare ale plantelor sunt indicatori fideli ai
conținutul ui de apă și a diferite lor grade de stres sau sănătate a plantelor, care
găsesc utilizare practică în domeniul teledetecției, de exemplu. Proprietăți le

36 optice ale frunzelor verzi compilate pentru PAR, respective aproape de IR și
radiațiile solare de unde scurte sunt prezentate în tabelul 2. 1.

Tabelul 2. 1 Proprietăți optice tip ice pentru frunzele verzi (vii) (Lalic, 2018
Proprietate PAR NIR Unde solare
de lungime scurtă
Reflectanță 0,09 0,51 0,30
Transm itență 0,06 0,34 0,20
Absorbție 0,85 0,15 0,50

Trecerea de la nivelul frunzei la nivelul coronamentului deschide
posibilitatea de a analiz a impactul vegetației asupra bilanțului energetic la
supraf ața Pământului. De exemplu, în aceleași condiții atmosfe rice,
emisivitatea și temperatura solului lipsit de vegetație diferă considerabil de
cele ale solului acoperit de vegetație, afectând radiațiile de unde lungi
terestre. Intensitatea radiațiilor reflectate de o suprafață se schimbă în
prezența vegetației di n cauza albed o-ului de suprafață modificat. Spre
deosebire de multe alte suprafețe naturale, vegetația își schimbă albedo -ul în
mod autonom în timpul anotimpuril or, producând diferențe în radiațiile PAR ,
reflectat e și cele globale și în consecință, în albe doul supraf eței. Cel mai
important indice al foliajului folosit frecvent pentru a descrie această
caracteristică este indicele suprafeței foliare (Leaf Area Index – LAI), care
este definit ca suprafața totală a tuturor frunzelor pe unitatea de suprafață
raportată la suprafa ța solului acoperit de plante. Monitorizarea modificărilor
LAI permite urmărirea evoluției vegetației și în special a modificărilor
albedo -ului suprafeței respective pe parcursul anului.

37 Frunzișul plantelor absoarbe foarte eficient radia țiile. Din radiații le
care intră în coronament , după ce o parte a radiațiilor incidente este reflectată,
mai puțin de 10% ajunge la sol. Ace st procent , depinde desigur tip de
foliaj/frunze , densitate a și structur a acestora , dar și de suprafața și orientare a
frunzelor. Intensitatea radiației PAR absorbit e se schimbă foarte mult pe
parcursul perioadei de vegetație . Când foliajul plantei este complet (LAI
maxim), absorbția PAR prin coroana copac ilor poate ajunge la 80% (Fig.
2.7). În pădurea Harvard, apariția frunzelor începe de obicei în aprilie.
Extensia suprafeței foliare a plantei crește absorbția PAR. Acesta este
motivul pentru care intensitatea PAR în cadrul pădurii atinge nivelul maxim
în aprilie și apoi scade până în octombrie când cad toate frunzele.

Figura 2.7 Media lunară a radiațiilor PAR măsurate la 12,7 și 29 metri în interiorul
pădurii Prospect Hill Tract, Harvard, Petersham (MA, SUA)
(Munger și Wofsy, 2017 , Lalic, 2018 ).

38 CAPITOLUL 3.
3 TEMPERATURA SOLULUI ȘI A AERULUI

Temperatura unui obiect este o măsură a energiei cinetice medii a
moleculelor sale. Încălzirea și răcirea sunt rezultatele unui schimb de energie
care determină o creștere sau o scădere a temperaturii. Viteza și mărimea
schimbării temperaturii depind nu numai de cantitatea de en ergie absorbită
sau emisă, ci și de proprietățile termice ale obiectului.
Solul și atmosfera constituie mediul de creștere și dezvoltare a
plantelor și care determină ciclul de viață a acestora. Temperatura plantei
este rezultatul echilibrului de radiații la suprafața plantei și a schimbului de
energie cu aerul din jur – în mare parte prin convecție , și cu solul – prin
conducție.

3.1 Căldura, proprietățile termice și temperatura
Căldura este o formă de energie. Poate fi absorbită sau emisă de un
corp, rezultân d o schimbare de temperatură.
Proprietățile termice sunt legate în mare parte de cantitățile fizice
care descriu capacitatea unui organism de a trata căldura: atunci când un corp
stochează căldură, vorbim despre capacitatea sa de căldură; atunci când
trans feră căldură, avem de -a face cu conductivitatea sa termică, iar atunci
când transferă schimbările de temperatură, suntem preocupați de
difuzivitatea sa termică.

39 Solul este un mediu complex , format din solide, aer și umiditate. În
stare uscată, solul nisipo s are cea mai mare conductivitate termică. In orice
caz, apa are o capacitate termică mult mai mare decât solidele solului sau
aerul. Din această cauză, proprietățile termice generale ale solului variază cu
umiditatea acestuia. Conductibilitatea termică tr ebuie raportată întotdeauna
împreună cu conținutul de umiditate.

3.2 Încălzirea și răcirea solului
Încălzirea și răcirea solului este rezultatul echilibrului energetic la
suprafața Pământului. Deoarece radiațiile electromagnetice nu pot pătrunde
prin sol, o cantitate de energie rămasă la suprafață după reflectare se
transform ă în căldură. Încălzire a intensă a suprafeței sol ului și conduc ția
guvernează profilul temperaturii solului. Absorbția și conduc ția energiei sunt
foarte afectate de suprafaț a și caracteris ticile solului, cum ar fi : culoarea și
rugozitatea, capacitatea specifică de căldură și conductivitatea termică.
• Culoarea și rugozitatea : o suprafață întunecată are o mare
capacitate de absorbție, care îi reduce albedo -ul. O suprafață denivelată are
un albedo mai mic decât o suprafață netedă a aceluiași sol datorită absorbției
intense de radiații cauzate de reflexii le multiple și de absorbția de radiații
asupra elementelor de rugozitate.
• Capacitate termică specifică : în comparație cu apa, solul are o
capacitate mai mică de căldură, rezultând astfel încălzirea și răcirea mai
rapidă a suprafeței solului . Cu toate acestea, umezirea solului îi crește
acestuia capacitatea de căldură.

40 • Conductibilitate termică : Umiditatea solului afectează puternic
conductivi tatea termică. Transferul de energie de la suprafața solului în
straturile de profunzime și viceversa, este mai eficientă în soluri umede decât
în soluri le uscate. Temperatura suprafeței solului este un factor esențial care
afect ează temperatur a stratulu i superficial al atmosferei, care este
responsabil de formarea fenomenului de rouă și îngheț. Temperatura solului
la adâncime depinde de încălzirea stratului de la suprafață și de
caracteristicile solului afectând transferul de energie. Încălzirea și
caracteristicile sol ului se modifică atât în timpul zilei cât și a anului și
produc e ciclurile diurne și anuale ale temperaturii profilului de sol.

3.3 Încălzirea și răcirea aerului
Mecanismele care guvernează încălzirea și răcirea aerului sunt:
• conducția – procesul de schimb de energie efectuat de moleculele
de la suprafața solului și atmosferă într -un strat subțire de aer (de obicei doar
de câțiva mm);
• amestecare turbulentă – schimbul de energie (și substanță) între
suprafața solului și atmosfera și între dif erite straturi atmosferice;
• convecție – ridicarea aerului cald și coborârea celui rece, guvernat
de forța de flotabilitate;
• radiație – transfer de energie prin unde electromagnetice, care în
cazul atmosferei este dominat ă de absorbția radiațiilor solar e și terestre .
Conținutul atmosferei poate afecta semnificativ încălzirea atmosferică prin
radiații;

41 • advecție – în atmosferă, aceasta este guvernată de transferul de
energie prin vântul care sufl ă dintr -o regiune în alta , aducând aer de o
temperatura dif erită;
• evaporarea și condensarea – schimbări le stării apei în atmosfer ă,
urmat ă de eliberarea sau implicarea energiei in forma fluxului de căldură
latent ă.

3.4 Impactul temperaturii solului și aerului asupra plantelor
Creșterea t emperatur ii solului. De la însămânțare până la recoltare,
căldură/temperatura sunt catalizatori ai multor procese fiziologice care
guvernează dezvoltarea plantelor. Temperatura solului afectează direct și
indirect creșterea plantelor. În cazul culturilor, impactul direct are loc pri n
efectele temperaturii mediului în procesul de germinare și apariția culturilor.
Pentru fiecare specie există o temperatură optimă a solului pentru germinarea
semințelor. La această temperatură, numărul maxim de semințe va germina
în cel mai scurt timp. T emperatura minimă pentru germinarea unei culturi de
cereale este de 4 °C și temperatura optimă este de 20° C (Tabelul 3.1) . Efectul
indirect este rezultatul impactului temperaturii solului asupra creșterii
rădăcinilor și a absorbției de apă și nutrienți din sol. Răcirea solului scade
rata proceselor fiziologice, aceasta ducând la creșterea riscului ca viitoarele
plante să fie lipsite de vigoare. Acționând împreună , temperatura solului si
umiditatea inițiază si controlează viața plantelor de la germinare și pâ nă la
recoltare.

42 Tabelul 3. 1 Temperatura de germinare a principalelor culturi agricole
(Muntean si colab., 2014)
Cultura Minimum
(°C) Optimum
(°C) Maximum
(°C)
Orz 3–4 20 28–30
Secară 1–2 25 30
Grâu 3–4 25 30–32
Floarea soarelui 3 28 35
Porumb 8–10 32–35 40–44

Creșterea t emperatur ii aerului. În conformitate cu procesele
fiziologice majore care guvernează creșterea și dezvoltarea lor, ciclul de
viață al organismelor vii este împărțit în stadii de creștere sau fenologice. În
general, începutul ac estor fenofaze și durata lor este declanșată/limitată de
temperatură. Temperaturile tipice, care sunt de obicei asociate cu producția
plantelor, sunt temperaturile prag (de bază, de optim și plafon) și letale
(minime și maxime). Diferența dintre aceste dou ă game se referă la
potențialul de re facere al unei plante. În ceea ce privește intervalul de
temperaturi prag, o plantă se poate re face chiar dacă este în afara intervalului
de optim. În schimb, dacă temperatura depășește limitele letale, recuperarea
ei nu mai este posibilă. Atât temperaturile prag cât și cele letale sunt specifice
speciilor, fenofazei de creștere și loca ției.
Temperaturile prag ( cardinale ) (Tabelul 3.2) sunt definite după cum
urmează:
a. temperatura de bază este cea mai scăzută temperatu ră la care
procesele metabolice care se derulează în plante au ca rezultat un
câștig net de substanță produsă;

43 b. temperatura optimă se referă la intervalul de temperaturi cuprins
între pragul superior și pragul inferior. Temperatura optimă oferă
condiții favorabile pentru creșterea și dezvoltarea plantei. Pragul de
minim este temperatura minim ă necesară pentru inițierea stadiului
de creștere. La t emperatura sub valoarea pragului inferior, creșterea
plantelor este întreruptă. Dacă temperatura crește însă peste acest
minim, plantă continuă să crească fără daune sau pierderi de
randament .
c. temperatura punctului de plafon este așa -numita temperatură de
avarie, la care randamentul cerealelor scade la zero. Această
temperatură este peste optim, dar sub temperat ura maximă letală.
Temperaturile minime și minime letale (Tabelul 3.2) se referă la
temperaturile critice peste care o anumită plantă nu se mai poate reface. Dacă
temperatura aerului – adică, temperatura plantei – traversează pragul letal,
planta se va dis truge sau va suferi pagube semnificative. Stresul datorat
temperaturilor scăzute, 0 -15 °C sau înghețul (sub 0 °C) este unul dintre
factorii majori de mediu care afectează creșterea și productivitatea culturilor.
Pentru toate plantele, temperaturile sub 0 ° C sunt critice din cauza înghețării
apei în țesuturile vegetale. Deoarece gheața are un volum mai mare decât apa
în stare lichidă, pe măsură ce se formează această gheață, dăunează plantelor
din interior inclusiv la nivel celular.
În situația temperaturil or peste pragul superior, dezvoltarea plantelor
este întreruptă și, în unele cazuri, este posibilă vătămarea lor. Stresul
provocat de temperatură este definit ca fiind creșterea temperaturii peste un
prag critic pentru o perioadă de timp suficient de lungă pentru a provoca
daune ireversibile creșterii și dezvoltării plantelor. Nivelul de daune depinde

44 foarte mult de stadiul de creștere a plantelor, de durata temperaturilor
ridicate, de variația temperaturii zilnice și viteza de schimbare a temperaturii.

Tabelul 3. 2 Pragurile de temperatură ale aerului (°C) pentru grâu. Cu suprascript „b”
se indică valorile temperaturii solului (Porter și Gawith, 1999)
Componente Fenofaza Temperatura
Limita letală
Inițierea frunzelor
Creșterea mugurilor
Creșterea rădăcinii
De la semănat la răsărire
Vernalizare
înspicare
Anteză
Umplerea bobului
Letală
minimă -17,2 -20
Letală
maximă 47,5
Cardinală -1 3 20b 3.5 -1.3 1.5 9.5 9.2
Optimă 22 20,3 <16.3b 22.0 4.9 10.6 21 20.7
Punc tul de
eșec T max. 24 >20.
9 >25,0b 32.7 15.7 >20 31 35.4

O serie de studii experimentale au descoperit că efectele
temperaturilor ridicate sunt mai mari dacă planta este expusă la variații
zilnice bruște de temperatură ridicată comparative cu creșt erea treptată a
temperaturii (6 °C h-1 de exemplu). Efectul temperaturile ridicate în raport cu
stadiul de creștere sunt specifice plantei. În cazul grâului, de exemplu, efectul

45 expunerii la temperaturi ridicate în pre-anteză este mai mare decât la cel post –
anteză asupra producți ei de cereale.
În cazuri extreme, până la 97% din diferența de producție poate fi
atribuită diferențelor de densitate (număr de plante pe metru pătrat), care sunt
strâns legat e de temperatura maximă care apare timp de 4 zile suprapusă cu
perioada când 50% din plan te sunt în anteză . Temperaturile aerului peste
30°C sunt deosebit de periculoase pentru porumb la 8 -10 zile după anteză,
reducând drastic vigoarea plantelor și producția . Creștere a plantelor de soia
la temperaturi ridicate (30 –38°C) în comparație cu o temp eratură mai scăzută
(22-30°C) poate duce la reducerea cu 34% a producției de polen, cu 56% a
germinării polenului și cu 33% la alungirea tubului polinic .
Dacă roșiile sunt supuse la temperaturi ridicate (26 –32 °C) în timpul
sezonul ui lor de creștere inten să, numărul de fructe pe plantă poate fi redus
cu 90% comparativ cu creșterea la temperaturi moderate (22 –28 °C).
Zilele cu grade de acumulare (DD) sau zilele cu grad de creștere
(GDD) sunt utilizate în mod obișnuit pentru a descrie cerințele unui organism
viu pentru temperatură, dar și pentru a evalua rata de dezvoltare a
organismului în anumite condiții termice.
Pentru o anumită plantă și stadiu de creștere, DD sunt echivalente cu
energia necesară pentru atingerea „pachetului complet” de procese tipice
pentru o fenofază specifică. Această mărime reprezintă suma diferențelor de
temperatură între temperatura medie zilnică și temperatura de bază (Tb)
(Tabelul 3.3). În producția și protecția plantelor, DD -urile sunt un instrument
comun pentru evaluarea dinami cii de creștere și dezvoltare a plantelor și
organismelor dăunătoare, pentru programarea activităților tehnologice

46 necesare, cum ar fi irigarea, fertilizarea, erbicidarea sau prelevarea de probe
de boli/buruieni/dăunători.

Tabelul 3. 3. Suma gradelor zilni ce pe perioada de creștere la diferite culturi
(Ahrens, 2010, Lalic,2018 ).
Cultura
(varietatea , loca ția) Temperatura
de bază 0C Suma gradelor
zilnice până la
maturit ate
Fasole (Snap, S . Carolina) 10.0 650–705
Porumb (Sweet, Indiana) 10.0 1200 –1500
Bumba c (Delta Arkansas) 15.5 1040 –1380
Mazăre (Early, Indiana) 4.4 600–650
Orez (Vegold, Arkansas) 15.5 930–1150
Grâu (Indiana) 4.4 1150 –1320

Temperatura și creșterea plantelor. Echilibrul energetic al
covorului vegetal și temperatura plantelor rezultat ă este afectat ă de tipul
plantelor și stadiul lor de creștere precum și de caracteristicile morfologice
și aerodinamice ale foliajului (LAI, acoperire a cu vegetație, denivelările
solului , înălțimea foliajului ).
Tipul plantelor și stadiul lor de creștere afe ctează mai ales
temperatura plantelor prin fluxuri le de căldură sensibil ă și latent ă (rata de
evapotranspirație). Prin a daptarea la mediul de viață , o plantă își dezvoltă
mărimea și unghiul frunzelor (care afectează radiațiile solare primite și fluxul
de căldură sensibil ă de ieșire) precum și rezistența s tomatală (afectând astfel
transpirația). Toate a ceste caracteristici afectează semnificativ echilibrul
energetic al foliajului . În plus, în timpul fazei de creștere intensă și producție
de biomasă, o plantă tinde să -și crească rata tuturor proceselor de schimb, în
special transpirația și fotosinteza .

47 Caracteristicile morfologice și aerodinamice ale foliajului, cum ar fi
indicele suprafeței foliare (LAI) și gradul de acoperire cu vegetație
(porțiunea de teren acoperită de plante), afectează bilanțul energetic prin
creșterea fluxurilor în cazul solului neacoperit de vegetație sau pentru
valorile LAI mici. Pe de altă parte, valorile mari ale LAI cresc fluxul de
căldură latentă în ecuația echilibrului energetic.
Pentru coronamentele și structurile diferite ale plantei se
înregistrează temperaturi diferite la aceeași valoare a radiație i. Mai
important, temperatura plantelor poate diferi semnificativ de temperatura
aerului, chiar dacă aceasta crește . Pe parcursul z ilei, diferențele de
temperatură ale aerului din interiorul și deasupra coronamentului pot fi, de
asemenea, semnificative.
Evoluția suprafeței foliare de-a lungul anotimpurilor joacă un rol
important de asemenea în accentuarea acestei diferențe . În timpul iernii, când
copacii sunt fără frunze, diferența de temperatură este rezultatul variației
comune a profilului vertical al temperaturii aerului. În iulie, când o pădure
este complet înfrunzi tă și coroana arborilor se comportă ca o barieră între
atmosfera l iberă și atmosfera baldachinul forestier, cursurile zilnice ale
temperaturii aerului sunt aproape paralele, ceea ce indică o amestecare
neglijabilă între aceste două medii.
Procesele fiziologice ale plantelor și temperatura . Potrivit legii lui
van Hoff, ra ta proceselor chimice se dublează cu fiecare creștere a
temperaturii de 10°C. În cazul plantelor, această regulă se menține până la
atingerea temperaturii pragului superior. Dincolo de această temperatură,
unele procese sunt diminuate sau stopate. Cele mai importante procese

48 fiziologice ale plantelor guvernate de temperatură sunt fotosinteza,
respirația , transpirația si nutriția.
Fotosintez a. Se realizează la nivelul cloroplast elor la plantele
autotrofe. Folosind apa și nutrienți i din sol și CO 2 din aer, în prezența
clorofilei și a radiației solare (PAR), o plantă produce zaharuri, amidon,
carbohidrați sau proteine și eliberează O 2. Intensitatea fotosintez ei este foarte
legată (dependentă) de temperatură și intensitatea luminoasă ( PAR ). O
caracteristică impo rtantă a acestui proces este saturația. La o anumită
intensitate a PAR, se atinge temperatura prag corespunzătoare unei pauze a
vitezei creștere. O creștere a temperaturii aerului dincolo de prag provoacă o
scădere a ritmului fotosintetic.
Respirația . Folo sind O 2 din aer, plantele la nivelul mitocondriilor
transformă zaharurile în energie, eliberând CO 2 și apă. Respirația are loc atât
la întuneric cât și la lumină, iar intensitatea acesteia crește odată cu
temperatura. Consumul de produși ai fotosintezei în timpul respirației reduce
potențialul de creștere a plantelor. În timpul zilei, intensitatea fotosintezei
depășește intensitatea respirației dacă temperatura este sub pragul critic (Fig.
3.1). Peste acest nivel de temperatură, fotosinteza este deficitară aspect ce
duce la întreruperea creșterii și reducerea biomasei plantelor.
Asimilația substanțelor nutritive . Temperatura solului poate
influența semnificativ circulația apei și a substanțelor nutritive din sol prin
sistemul radicular, afectând conductanța hidraulică a solului și
permeabilitatea rădăcinii. Cele mai importante funcții ale rădăcinii, absorbția
apei și a substanțelor nutritive sunt mediate de temperatură.

49
Figura 3. 1 Exemplu de impact al temperaturii asupra vitezei de derulare a
fotosintezei și respirației (Lalic, 2018)

Temperatura afectează absorbția apei atât în mod pasiv cât și
absorbția activ ă a acesteia, prin creșterea permeabilității membranelor
celulare și a activității metabolice. O creștere a temperaturii de la 13°C la
28°C face ca absorbția apei de către rădăcină să se dubleze, iar creșterea a
temperaturii de la 5°C la 22°C este însoțită de o creștere de șapte ori a
absorbției apei de către mazăre.
Creșterea rădăcinilor plantelor de cultură determină scăderea
rezistenț ei hidraulic e a solului și crește, de asemenea, absorbția apei dar și
exudarea și extrudarea substanțelor osmotic active. Studiile privind influența
temperaturii asupra absorbției de azot sugerează că amoniul este absorbit mai
ușor la temperaturi scăzute. O creștere a conținutului de K se constată odată

50 cu creșterea temperaturii. Același lucru este valabil și pentru fosfor și pentru
alți nutrienți.
Transpirația . Guvernează procesul de eliminare a apei din interiorul
plantei în atmosferă prin intermediul stomatelor, pro ces care controlează
absorbția și transportul mineralelor, presiunea de turgescență dar și răcirea
plantei. Fiecare etapă în acest proces este puternic afectată de temperatura
solului sau a aerului. Cu toate acestea, cel mai profund impact este legat de
rezistența stomatelor și deficiența de apă a aerului din jur ul plantelor . La
temperaturi ridicate ale plantelor și în condiții de aer uscat, stomatele
plantelor tind să rămână închise și să -și crească rezistența pentru a reduce
pierderile de apă din plante.

3.5 Impactul vegetației asupra solului și a temperaturii aerului
Vegetația afectează structura atmosferei de la stratul de suprafață și
a solului, precum și echilibrul energetic al suprafeței solului. Prin urmare,
afectează atât solul cât și temperatura aeru lui. Sistemele radiculare ale
vegetației modifică structura solului și prin urmare, caracteristicile sale
termice și hidraulice.
Aspectul și creșterea vegetației în timpul perioadei de vegetație
introduc o nouă entitate în stratul de suprafață atmosferic – spațiul aerian al
etajului foliar . Modificându -și zilnic caracteristicile morfologice și
aerodinamice, spațiul aerian din coronament este limita inferioară a
atmosferei, cu caracteristici de transfer de energie și turbulen țe care diferă
mult de atmosfera superioară a coronamentului plantelor . Este o sursă

51 semnificativă de căldură, apă și impuls, a cărei prezență afectează echilibrul
de energie și apă din atmosferă și crește frecarea și flotabilitatea.
Din punct de vedere al solului și al temperaturii aeru lui, cel mai
important impact al spațiului aerului la nivelul coronamentului este cel
asupra echilibrului energetic , iar acest lucru se produce prin:
• schimbarea partiționării componentelor energetice prin reducerea
fluxului de căldură a solului și a radi ațiilor reflectate (albedo -ul depinde de
sezonul de vegetație) și
• introducerea radiațiilor cu unde scurte și lungi, care este reflectat e
și absorbit e de plante, schimbul fluxului de căldură sensibilă și latentă între
suprafața plantei și aerul din jur, p recum și emisia de radiații cu unde lungi
de către plante.
Temperaturile aerului din sol, din plante și din interiorul frunzișului
sunt rezultatul echilibrului energetic din partea superioară a coronamentului ,
a spațiului de aer al etajului foliar și al su prafeței solului.
În contrast cu solul, radiațiile electromagnetice pot pătrunde prin
partea superioară a coronamentului. Atenuate intens de etajul foliar, radiațiile
solare care ajung pe suprafața solului în proporție de 2 -10% încălzesc solul .
În mod sem nificativ, reducerea fluxului de căldură al solului (în comparație
cu solul fără vegetație /gol), în combinație cu schimbarea permanentă a
structurii solului și a condițiilor de vegetație pe suprafața solului, scade
temperatura solului și variația sa zilnic ă respectiv anuală.
În interiorul coronamentului , cea mai mare parte a radiațiilor solare
este absorbită de elemente le de vegetație (frunze, ramuri, muguri) și folosită
pentru încălzirea plantelor și proces ul fotosintezei . Această absorbție

52 produce o scăd ere a profilului vertical al temperaturii aerului pentru
coronament de sus în jos (Fig. 3. 2).

Figura 3.2 Profilul vertical al temperaturii medii a aerului din coronament în timpul
zilei (06:00 -18:00) și noaptea (21:00 -04:00) în iunie (1991 -2015) la Prosp ect Hill,
Harvard Forest, Petersham (MA, SUA) (Munger și Wofsy, 2017 , Lalic, 2018 )

Noaptea, când numai radiațiile de unde lungi contribuie la echilibrul
energetic, radiațiile de unde lungi ale Pământului depășesc în mod obișnuit
radiațiile atmosferice, pr oducând un profil de temperatură opus cursului său
zilnic. Temperaturi mai ridicate pot fi găsite ma i aproape de sol, în timp ce
in interiorul etajului foliar temperatura aerului atinge valoarea minimă, din
cauza radiațiilor intense.
Prezența vegetației r educe variațiile zilnice și anuale ale temperaturii
aerului. O reducere a densității și înălțimii vegetației crește variația anuală a

53 temperaturii solului, producând în același timp un impact mult mai mic
asupra amplitudinii temperaturii aerului. Cu toate acestea, mici diferențe ale
temperaturilor de aer extrem pot fi încă observate. De exemplu, de -a lungul
anilor, este destul de comun ca variațiile mai ridicate ale temperaturilor
zilnice să fie măsurate în etajul foliar al pomilor din livadă decât în foliajul
plantelor de cultură .

54 CAPITOLUL 4.
4 UMIDITATEA AERULUI

Umiditatea aerului este rezultatul circuitului apei în natură. Ca o
consecință din numeroasele procese de schimbare a fazelor, apa se
transformă din gheață în lichid, din lichid în vapori de ap ă și invers, aceasta
se regăsește sub toate formele în atmosferă. Rolul plantelor în circuitul apei
în atmosfe ră este la fel de important ca rolul apei în ciclul de viață al
plantelor.

4.1 Cuantificarea umidității aerului
Variabilele utilizate frecvent pentru a descrie umiditatea aerului
sunt:
 presiunea vapori lor de apă ,
 presiunea de saturație cu vapori de apă,
 deficitul presiun ii de vapori (VPD – Vapour Presure
Deficit),
 temperatura punctului de rouă,
 umiditatea relativă,
 umiditatea specifică și
 umidit atea absolută.
Presiunea vaporilor de apă (e). Într -un amestec de gaz e cum este
atmosferă, presiunea vaporilor de apă este presiunea parțială a vaporilor de

55 apă în echilibru indiferent de starea lor (gheață sau apă lichidă ). Acest lucru
depinde de cantitat ea de vapori de apă din atmosferă, temperatur ă și
presiunea atmosferică.
Presiunea de saturație cu vapori de apă . Dacă cantitatea de vapori
de apă în aer este suficient ă pentru a iniția condensarea la o temperatură dată,
atunci aerul este saturat și presiu nea vaporilor de apă din aer atinge valoarea
de saturație. Aceasta depinde doar de temperatură.
Deficitul presiun ii de vapori (VPD). Diferența dintre presiunea
vaporilor saturați și presiunea de vapori de apă nesaturați la o temperatură
dată este frecvent folosit pentru a descrie uscăciunea aerului, de exemplu de
ce cantitate de vapori suplimentară (exprimați în unități de presiune) avem
nevoie în aer pentru a deven i saturat.
Temperatura punctului de rouă (Td-Dew point temperature ). Dacă
aerul este saturat, temperatura lui este numită temperatura punctului de rouă
deoarece orice scădere suplimentară a temperaturii provoacă condensarea și
formarea de rouă. Această temperatură variază în funcție de presiunea
atmosferică și umiditate.
Umiditatea relativă (r). Folosit ă în mod obișnuit pentru a descrie
umiditatea aerului în raport cu saturația, este definit ă ca raportul dintre
presiunea vaporilor de apă și valoarea sa saturată la o temperatură dată.
Umiditatea specifică (q) și umiditatea absolută (a). Masa de vapo ri
de apă dintr -o unitate de masă sau unitate de volum de aer umed este utilizată
pentru a defini umiditatea specifică (g kg-1) respectiv umiditatea absolută (kg
m-3).
Variațiile anuale și diurne ale bilanțului energetic, precum și
temperatura aerului și a solului afectează ciclul apei și prin urmare variațiile

56 umidității aerului. În mod obișnuit, variațiile de presiune a vaporilor de apă
și umiditate relativă sunt analizate la scări spațiale diferite de timp.
Locația – maritimă sau continentală – determină variația diurnă a
presiunii vaporilor. Deasupra unei suprafețe deschise de apă, care este o sursă
nelimitată de vapori de apă, este în conformitate cu variația temperaturii de
aer care guvernează furnizarea de vapori de apă prin evaporare. În
consecință, în condiții maritime (și în condiții continentale pe timpul iernii)
presiunea de vapori de apă maximă este la 2 pm și minimul la răsărit. În
timpul verii, în interior ul continentelor , la latitudine medie, variația diurnă a
presiunii vaporilor de apă are do uă minime (4:00 și 3 pm) și două maxime
(9:00 și 21:00). Ce sau cine provoacă acest fenomen? Dimineața, chiar
înainte de răsăritul soarelui (ora 4 dimineața), echilibrul energetic al
suprafeței Pământului și temperatura aerului sunt la minimul lor zilnic, ceea
ce duce la un minim de evaporare și un minim de alimentare cu vapori de
apă în atmosferă. Pe măsură ce energia de intrare crește, intensitatea
evaporării și cantitatea de vapori de apă din aer de deasupra suprafeței de
evaporare cresc. În primele ore după răsărit, când transferul vertical este încă
destul de slab, are loc acumularea vapori lor de apă, crescând presiunea
acestora până la valoarea maximă, de obicei la 9 dimineața. La amiază,
suprafața și aerul se încălzește semnificativ, îmbunătățind astf el transferul
vertical (turbulent) al vaporilor de apă și reducându -l la nivelul minim, care
coincide cu maximul transferului de turbulență atmosferică de după -amiază
(15:00). Pe măsură ce transferul vertical crește spre apusul soarelui,
acumularea de vapo ri de apă are loc din nou, producând al doilea maxim de
presiune a vaporilor de apă ( 9 pm), chiar dacă intensitatea evaporării scade
din cauza scăderii radiațiilor de intrare și a temperaturilor de suprafață și aer.

57 La scară anuală, presiunea vaporilor de apă este în conformitate cu variația
temperaturii aerului.
Variația diurnă a umidității relative este o consecință directă a
definirii umidității relative și a faptului că presiunea de saturație a vaporilor
de apă depinde doar de temperatura aerului. Din a cest motiv, variațiile diurne
(Fig. 4.1) și anuale ale umidității relative sunt invers proporționale cu variația
temperaturii.

Figura 4.1. Variația zilnică a temperaturii aerului și umidității relative în cazul
gazonului mai 2011 la Groß Enzersdorf (Au stria) (Sursa: BOKU -Met, Lalic, 2018 ).

Figura 4.1 ilustrează câteva dintre punctele discutate în paragraful
anterior privind modificările zilnice ale umidității aerului. Noaptea,
diferențele dintre umiditatea aerului din interior ul și deasupra foliajului
plantelor nu sunt semnificative. După răsărit, umiditatea relativă a aerului la
o înălțime de 2 m începe să scadă din cauza creșterii temperaturii aerului. În

58 schimb, la 20 cm umiditatea continuă să crească chiar și atunci când
temperatura aerului la acest nivel începe să crească. Acesta este rezultatul
unei evaporări intense a solului (și potențial formare de rouă), care poate
crește foarte mult umiditatea aerului în foliajul plantei, depășind astfel
efectul temperaturii asupra umidității relative.
Distrib uția globală a umidității aerului este determinată de distribuția
zonelor de căldură a Pământului și de circulația atmosferică globală. Datorită
intensității mari de evaporare la latitudini scăzute, aproape de Ecuator,
umiditatea relativă este mare pe parc ursul anului, scăzând spre nord și sud
până la 30° latitudine. La poli, din cauza temperaturilor scăzute, presiunea
maximă a vaporilor de apă este foarte scăzută și prin urmare umiditatea
relativă este ridicată.

4.2 Procese fizice ale apei
Apa este o moleculă polară triatomică. Indiferent dacă se găsește sub
formă de gheață, stare lichidă sau vapori este determinată de echilibrul de
atracție dintre molecule și energia lor cinetică. Atracția forțelor
intermoleculare acționează pentru a menține moleculele aproap e una de
cealaltă, așa cum apare în faza de gheață a apei. Cu toate acestea, o creștere
a energiei cinetice (direct proporțional cu temperatura) permite moleculelor
să se deplaseze mai liber, iar faza de apă se schimbă în lichid sau vapori.
Evaporarea este procesul fizic în care moleculele depășesc forțele
intermoleculare din lichide și încep să se miște liber în spațiul de deasupra
suprafeței lichidului. La temperaturi peste zero absolut (00 K = -273,15 °C),
există întotdeauna o evaporare continuă. În func ție de energia cinetică

59 disponibilă, adică temperatura lichidului, acest proces va fi mai mult sau mai
puțin intens. Energia necesară pentru evaporarea a 1 kg de apă la o
temperatură constantă se numește căldură latentă de vaporizare ; aceasta
variază de la 2264,76 kJ kg-1 (la 100°C) la 2500 kJ kg-1 (la 0°C).
Intensitatea evaporării apei este adesea legată de deficitul de
presiune a vaporilor ( Vapour Pressure Deficit – VPD), adică capacitatea aerului
înconjurător de a „accepta” molecule suplimentare de apă. Concluzia
obișnuită este că atunci când aerul este saturat și VPD este zero, evaporarea
nu poate avea loc – dar acest lucru nu este tocmai corect. Mai exact, când
aerul de deasupra unei suprafețe lichide este saturat, moleculele pot părăsi
această suprafa ță și se evaporă, însă o altă moleculă, cu energie mai mică și
aproape de suprafața lichidului, va fi capturată de molecule de suprafață și
transformată în lichid, dând naștere condensului. Aceasta înseamnă că
evaporarea și condensul sunt procese continue: diferența dintre numărul de
molecule care pleacă și cele care se întorc la lichid determină dacă avem de –
a face cu un proces de evaporare sau condens.
Sub presiune constantă și într -un volum specific, probabilitatea de
agregare cu alte molecule de gaz cre ște pe măsură ce energia cinetică medie
(temperatura) scade. Aceasta explică de ce presiunea maximă de vapori,
adică numărul de molecule necesare condensării la o anumită temperatură,
scade odată cu temperatura și depinde doar de temperatură. În schimb, su b
temperatură constantă, o creștere a presiunii atmosferice reduce calea medie
liberă a moleculelor și crește probabilitatea de coliziune, adică intensitatea
condensului. Desigur, același efect are loc dacă, sub temperatura constantă a
aerului și presiunea atmosferică, se adaugă vapori de apă.

60 În funcție de mecanismul transformării apă -lichid implicată,
condensul poate apărea ca omogen sau heterogen. Condensarea omogenă are
loc în aer pur, suprasaturat, fără prezența unor particule solide. Condensarea
heter ogenă, întâlnită în mod obișnuit în atmosferă, începe pe particule mici
(de obicei în diametru de 0,2 mm) numite nuclee de condensare. Nucle ele de
condensare, cum ar fi praful, sarea de mare, produsele vulcanice și
fitoplanctonul, au o compoziție diferită, dar sunt întotdeauna higroscopice,
ceea ce înseamnă că pot prelua apa la nivel e de umiditate mult sub saturație.
Picăturile formate pe nucleele de condensare joacă un rol major în formarea
de ceață la o umiditate relativă de până la 70%.
Topirea. Starea s olidă a materiei se caracterizează prin prezența
forțelor intermoleculare mult mai puternice decât energia cinetică
disponibilă a moleculelor . Solidele își păstrează forma și volumul fixe.
Topirea este un proces fizic care apare atunci când energia adăugat ă la un
sistem cu stare solidă este suficientă pentru a rupe forțele intermoleculare și
a forma o stare lichidă. Procesul invers este înghețarea: ca urmare a eliminării
energiei din lichid, energia cinetică a moleculelor este redusă și forțele
intermolecul are de atracție devin dominante formând o stare solidă. Cu toate
acestea, când o stare solidă se transformă direct în gaz, acest proces fizic se
numește sublimare . În literatura de specialitate se folosește același termen
pentru a descrie procesul opus.

61 4.3 Evaporarea și condensul
Suprafața Pământului este o sursă permanentă și în același timp un
consumator de energie și umiditate pentru atmosferă.
Evaporarea de pe o suprafață deschisă a apei este cauzată de radiații
nete, temperatura aerului, umiditate. De a semenea, este influențat ă de vânt,
care reduce umiditatea aerului și crește eliminarea moleculelor de apă de la
suprafață, adică crește intensitatea evaporării.
Evaporarea din solul fără vegetație este afectată de aceleași condiții
meteorologice ca și evap orarea de pe o suprafață a apei deschise, dar și de
caracteristicile solului precum: umiditatea, tipul și structura solului,
salinitatea și prezența și nivelul apei subterane. Dacă solul este saturat de
apă, intensitatea evaporării atinge valoarea maximă î n condiții meteorologice
date, aceasta numindu -se evaporare potențială.
Vegetația emite apă în atmosferă ca urmare a două procese: procesul
fizic de evaporare de pe suprafața vegetației și procesul fiziologic de
transpirație, care este de fapt difuzarea va porilor de apă din interiorul plantei
în spațiul ei extern prin stomate. Un nume comun pentru evaporarea de pe
suprafața plantei și transpirația din interiorul său este evapotranspirația .
Dacă suprafața solului este acoperită complet de plante și dacă nu e xistă un
deficit de apă în sol, evapotranspirația atinge intensitatea maximă în raport
cu condițiile meteorologice reale: aceasta se numește evapotranspirație
potențială .
Condensarea, urmată de eliberarea căldurii latente a condensului,
este o sursă putern ică de energie pentru atmosferă. Condensarea apei în aer
are loc atunci când:

62 a. aerul umed curge pe o suprafață mai rece, răcindu -se semnificativ,
deoarece intră în contact cu obiectele reci;
b. temperatura aerului scade din cauza iradierii intense a unei
suprafețe subiacente;
c. are loc amestecarea maselor de aer cald și rece;
d. aerul este forțat în sus, reducându -și foarte mult temperatura din
cauza scăderii presiunii, păstrând în același timp cantitatea inițială de vapori
de apă nesaturați. La un momen t dat, aerul se va răci suficient pentru a atinge
temperatura punctului de rouă pentru o cantitate dată de vapori de apă.
Fenomene p roduse de condensare – ceața. Ceața este rezultatul
condensăr ii vaporilor de apă în aerul din apropierea supraf eței solului . Când
picăturile de apă mici sau cristale de gheață sunt suspendate în aer,
vizibilitatea este redusă la 1000 m în cazul ceței de aviație, la 180 m în cazul
ceței groase și la 50 m în cazul ceței dense. Cea ța este de obicei numită un
nor (strat) pe suprafa ța Pământului, deoarece mecanismul produc erii sale
este foarte aprop iat de cel al formării nori lor.
În funcție de faptul dacă un proces duce la condiții de condensare
sau aproape de condensare (o diferență între temperaturile aerului și ale
punctului de ro uă mai mici de 2,5 ° C), se produc diferite tipuri de ceață.
Ceața de advecție este rezultatul transferului orizontal al aerului
umed cald pe un teren sau o suprafață de apă mult mai răcoroasă, ceea ce îl
determină să se răcească sub temperatura punctului de rouă. Acest tip de
ceață se găsește adesea deasupra unei suprafețe de apă rece. În plus, atunci
când aerul rece se deplasează pe o suprafață caldă și umedă, se poate forma
ceață de aburi. În unele zone ale lumii, ceața de advecție este în special o

63 sursă semnificativă de apă, ceea ce a dat naștere unei noi tehnici numită
recoltarea /captarea ceței.
Ceața de evaporare apare atunci când aerul rece se află deasupra
unei suprafețe mai calde a apei. În acest caz, apa se evaporă în aer ul rece și
își crește conț inutul de vapori de apă, ducând la condiții de condensare mai
pronunțate.
Ceața de radiație este rezultatul condensului care are loc în aer
aproape de suprafață datorită răcirii nocturne a Pământului . Aceasta apare de
obicei sub un cer senin și în nopțile calde de iarnă. Această ceață se disipează
după răsărit, când pământul se încălzește suficient, dar prezența inversării
prelungește durata ceții.
Ceața frontală este legată de modificările condițiilor de condensare
atmosferică datorate prezenței zonelor fr ontale sau a unei treceri frontale.
Ceata care apare înaintea unui front cald și după un front rece și poartă
numele de precipitație sau ceață de ploaie. Este asociată cu precipitațiile
ușoare care cad în tr-un aer rece stabil într -o zonă frontală, crescând
conținutul de vapori de apă și, prin urmare, punctul de rouă al aerului. În
timpul deplasării unui front are loc amestecarea maselor de aer cald cu cel
rece fapt ce duce la crearea condiții lor de condensare.
Ceața de înălțime se form ează atunci când aerul umed este forțat să
se ridice de un deal sau de o creastă abruptă. Drept urmare, aerul se răcește
până la temperatura punctului de rouă, producând ceață și nori pe partea de
sus a muntelui.

64 4.4 Impactul umidității aerului asupra plantelor
Plantele sunt foart e sensibile la variațiile de temperatură și umiditate
ale aerului. Umiditatea aerului ridicată sau scăzută afectează creșterea și
dezvoltarea plantelor, polenizarea, rezistența la boli și în final randamentul
acestora.
Umiditatea relativă mare reduce inten sitatea transpirației și uneori o
poate stopa. Desigur, cea mai mică reducere a umidității produse de un vânt
ușor, de exemplu, inițiază procesul din nou.
Transpirația scăzută aduce o presiune de turgescență mai mare in
celulele plantelor, ceea ce cre ște presiunea asupra pere ților celulari elastici,
determin ând expansiunea în volum a celulelor. Acesta este unul dintre
motivele pentru creșterea intensă a frunzelor la plante le tropicale.
Polenizarea este foarte sensibilă la umiditatea aerului. Umiditatea
relativă ridicată poate reduce dispersia polenului pe distanțe mari .
Condițiile calde și umede sunt mediul ideal pentru dezvoltarea
diferitelor boli ale plantelor, precum și ale unor dăunători (insecte termofile)
sau buruieni (plante le concurente din cultur i).
Umiditatea relativă scăzută crește rezist ivitatea stomatelor și prin
urmare scade schimbul de gaze dintre plante și mediu, scăzând astfel
intensitatea unor a dintre cele mai importante procese fiziologice, precum
fotosinteza și transpirația.
În cazul u midității scăzute, chiar efectel e irigării sunt reduse. Mai
exact, la aceeași temperatură a aerului și intensitate a radiației fotosintetice
active (PAR), se obține un randament mai mic dacă apa necesară plantelor
este asigurată prin irigare, și nu de prec ipitații. Motivul este umiditatea

65 aerului. Impactul irigării asupra umidității aerului este mult mai puțin
pronunțat decât în cazul precipitațiilor. Prin urmare, chiar dacă irigarea oferă
suficientă apă pentru creșterea normală a plantelor, efectele negati ve ale
aerului uscat sunt încă prezente.
Seceta este fenomenul cauzat/ legat de o lipsă de apă (vapori sau
lichid) în aer și/ sau în sol. A re cel mai profund impact asupra creșterii
plantelor.
Seceta este un eveniment (nu doar vreme), după o perioadă de
precipitații inadecvate sau inexistente pe o perioadă extinsă de timp, care
creează un deficit de umiditate al solului și aerului și o perturbare severă a
echilibrului apei. Seceta nu este a celași lucru cu deficitul de apă, adică un
exces al cererii de apă fa ță de oferta disponibilă (Donald A. Wilhite, 2000).
Gravitatea secetei este, de asemenea, dificil de determinat, deoarece depinde
nu numai de durata, intensitatea, sincronizarea și întinderea geografică a unui
episod de secetă specifică, ci și de cerințele create de activitățil e umane și de
vegetație pentru aprovizionarea cu apă a unei regiuni /zone (Blain, 2012).
Seceta diferă de alte pericole /calamități naturale (de exemplu,
inundații, cicloni tropicali și cutremure) în multe feluri. În primul rând , este
un fenomen perfid care se instaleaz ă încet și afectează multe sectoare ale
economiei, funcționând pe mai multe scări diferite. Se caracterizează în acest
fel pentru că efectele sale se acumulează lent pe o perioadă lungă de timp și
pentru că este dificil de determinat debutul respectiv sfârșitul unui episod de
secetă (acesta fiind un obiectiv al sistemelor de monitorizare a secetei (DMS –
Drought Monitoring Systems ).
În mod firesc, seceta ar putea avea o definiție specifică în raport cu
o anumită regiune și u n anumit tip de activitate umană. În primul caz, fiecare

66 regiune are caracteristici climatice specifice, în timp ce în al doilea,
agricultura de exemplu, ar putea fi principalul sector economic care ar fi
afectat de secetă, deoarece aprovizionarea cu umidi tate a solului este de
obicei epuizată rapid. Impactul secetei asupra producției culturilor poate
varia de la cultură la cultură – de la porumb la grâu, de exemplu – din cauza
diferitelor perioade de semănat și creștere.
Există numeroase clasificări ale se cetei bazate pe:
a) sistemul și sursa de apă disponibilă;
b) timpul său de apariție și durata;
c) mediul cauzei sale.
În funcție de sistem ul unde apare și sursa de apă disponibilă
clasificarea cea mai obișnuită a secet ei poate fi meteorologică, hidrolog ică,
agricolă sau socio -economică (Wilhite și Glantz, 1987).
Seceta meteorologică este legată de o abatere a temperaturii aerului
și a precipitațiilor de la valorile normale (medii de 30 de ani) în timpul unei
perioade specifice (lună, sezon sau an). Cu to ate acestea, parametrii selectați
și criteriile alese pentru definirea secetei meteorologice depind de
caracteristicile climatice ale unei anumite regiuni.
Dacă un climat este caracterizat de modele de precipitații sezoniere,
atunci abaterile în cantitate , intensitate și distribuție a precipitațiilor sunt
măsuri ale deficitului de precipitații și secetei. Cu toate acestea, în regiunile
caracterizate în mod regulat de precipitații, precum coasta de vest a Scoției,
care are precipitații medii anuale de 3000 mm în 250 de zile ploioase, o
creștere a numărului de zile consecutive fără precipitații este o măsură a
secetei.

67 În ceea ce privește severitatea, seceta meteorologică este clasificată
în funcție de precipitațiile înregistrate în perioada respectivă, după cum
urmează: ușoară (cu 11 – 25% mai puțin decât media pe termen lung),
moderat ă (25 – 50% mai puțin) și sever ă (mai mult de 50%).
Seceta hidrologică este determinată de propagarea secetei
meteorologice în ciclul hidrologic terestru , prin urmare, este inf luențată de
proprietățile ciclului hidrologic (Vidal și colab., 2010). Acest tip de secetă
este exprimat ca reducerea cantității de apă din râuri, pârâuri și lacuri și de
asemenea, ca epuizare a apelor subterane.
Apare după un anumit interval de timp după seceta meteorologică și
afectează atât industria energetică, cât și agricultura. Impactul secetei
hidrologice nu este foarte ușor de determinat în comparație cu cel al secetei
agricole . De exemplu, un deficit de precipitații este vizibil rapid într-un
sistem de culturi, în timp ce impactul acestei deficiențe asupra nivelului apei
subterane sau a acumulărilor de apă poate afecta producția de energie
hidroelectrică sau utilizări le recreative timp de mai multe luni.
Seceta agricolă are loc atunci când umidita tea aerului și a solului
este inadecvată pentru a satisface cererea curentă de apă a plantelor. Cererea
de apă a plantelor depinde de condițiile meteorologice, tipul plantelor,
stadi ile de creștere și caracteristicile solului (fizice, chimice și
microbiolo gice). Prin urmare, seceta agricolă este considerată un eveniment
specific culturilor .
Seceta socio -economică este rezultatul secetei meteorologice,
hidrologice și agricole (una dintre acestea sau combinația lor) și apare atunci

68 când cererea pentru un bun economic depășește oferta ca urmare a unei
deficiențe legate de condițiile meteorologice în aprovizionarea cu apă
(Wilhite, 2005).
Potrivit Thornthwaite, în ceea ce privește timpul apariției și durata
acesteia, seceta poate fi clasificată ca fiind :
• perma nentă – apare în regiunile cu un climat arid, unde cantitate a
inadecvată de precipitații condiționează înființarea și producerea
culturil or agricole de irigații;
• sezonieră – cauzată de obicei de circulația sezonieră pe scară largă
în regiunile cu perioad e umede și uscate clar definite pe parcursul
anului (ex. zone de muson);
• accidentală – rezultatul unei variabilități mari a cantității și
intensității precipitațiilor, tipică pentru regiunile cu climă umedă și
subumedă. Dacă aceasta se suprapune peste se zonul de creștere al
plantelor, poate produce o reducere semnificativă a randamentului și
producției acestora.
Seceta mai poate fi clasificată și ca secetă atmosferică sau a solului.
Seceta atmosferică apare atunci când umiditatea aerului este foarte scăzu tă.
Este de obicei rezultatul temperaturilor ridicate și a unei cantități reduse de
precipitații, dar nu neapărat. Când cantitatea de precipitații este normală,
acest tip de secetă poate fi cauzat de vânturi calde puternice, care cresc
deficitul de presiun e de vapori de apă în aer.
Un exemplu elocvent este vântul Sukhovey, care de obicei bate în
regiunea Caspică și în Kazahstan. Acesta este un vânt cu viteză moderată (5-
20 ms-1), însoțit de temperaturi ridicate (20 -25°C) și umiditate relativă

69 scăzută (sub 30%). În timpul sezonului de creștere poate declanșa
evapotranspirația excesivă și stresul hidric la plante. Dacă seceta atmosferică
durează destul de mult, produce o reducere semnificativă a conținutului în
umiditate a solului, inițial în stratul de la suprafață al solului, dar apoi se
propagă tot mai adânc în sol, afectând zona de absorbție a rădăcin ilor
culturilor – aceasta fiind seceta solului .
Umiditatea frunzelor se referă la prezența apei lichide pe suprafața
frunzelor. Există trei surse de apă pentr u suprafața frunzelor: (i) precipitații
(interceptare), (ii) irigații prin aspersiune și (iii) rouă.
Trei aspecte sunt utiliza te în mod obișnuit pentru a descrie umezeala
frunzelor . Acestea sunt: cantitatea de apă reținută pe unitatea de suprafață a
frunzelor, porțiunea frunzei acoperite de apa lichidă și durata umezelii
frunzelor. Aceste proprietăți de umeze ală a frunzelor depind în mare parte de
caracteristicile specifice ale plantei (zona și unghiul frunzelor,
umectabilitatea suprafeței) și condițiile meteorologice și pot afecta
semnificativ echilibrul individual de apă al plantelor .
Cantitatea maximă de apă care poate fi reținută pe unitatea de
suprafață -frunz ă înainte de a începe să se scurgă variază de la speci e la
specie , variind între 0,1 și 500 m l m-2. Plantele beneficiază de această apă
reținută de frunză la valori mai mici sau mai mari .
De exemplu, retenția redusă a apei la nivelul frunzei îmbunătățește
echilibrul apei în condiții de secetă , permițând apei să ajungă cu ușurință la
sol înainte d e a se evapora de pe suprafața plantei. Pe de altă parte, în cazul
ploilor excesive, reținerea apei pe frunze poate întârzia fluxul de precipitații
să ajungă în sol și să asigure o repartizare optimă a apei. Pentru mulți agenți

70 patogeni ( rugină, mană, făi nare etc.), durata umezelii frunzelor joacă un rol
crucial în dezvoltarea ratei infecției patogene.
Deoarece apa se evaporă de pe suprafața frunzelor la fel ca de pe
orice altă suprafață de apă sau acoperită de apă, temperatura și umiditatea
aerului, precu m și viteza vântului afectează major și evaporarea apei de pe
suprafața frunzelor. Trebuie menționat însă că o parte din suprafața plantei
acoperită cu apă nu este disponibilă pentru transpirație, deoarece apa reținută
acoperă stomatele și afectează schimb ul de gaze între plante și mediul lor.

4.5 Impactul plantelor asupra umidității aerului
Plantele pot afecta umiditatea aerului direct și indirect. În mod
direct, plantele acționează ca o sursă de vapori de apă care provin din
interiorul plantei din procesul d e transpirație sau de la suprafața plantei
(evaporarea apei reținute de suprafață, frunze în special). Prin urmare,
umiditatea relativă măsurată în etajul foliar al plantelor este de obicei mai
mare decât deasupra solului sau a adăpostului meteorologic, în special în
timpul verii.
Procesele de transpirație și evapotranspirație sunt extrem de
importante atât pentru plante cât și pentru atmosferă, încât merită o atenție
deosebită . Deoarece este destul de dificil să separăm fluxul de vapori de apă
eliberat prin transpirație de cel prin evaporare vom vorbi doar de
evapotranspirație (ET) care înglobează ambele fluxuri .
Condițiile meteorologice, caracteristicile culturilor și solului,
condițiile de mediu și tehnologia aplicată culturilor afectează intensitatea
evapotranspirației. În funcție de nivelul de complexitate, adică de numărul

71 de parametri implicați, sunt considerate frecvent trei tipuri de
evapotranspirație ET (Allen și colab., 1998):
a. ET de referință,
b. ET în condiții standard și
c. ET adiacentă coresp unzătoare ET efective de pe suprafața
vegetală.
Evapotranspirație de referință ET 0 este evapotranspirația de pe o
suprafață de sol umed la nivel optim acoperită complet de vegetația de
referință (iarbă de talie mică) . Intensitatea ET de referință depinde d oar de
condițiile meteorologice.
Evapotranspirația în condiții standard , ET c adesea numită și
evapotranspirație potențială , este un proces care apare în cazul un sol umed
la nivel optim de hidrat are acoperit complet de cultura aleasă , cultură care nu
este bolnavă și este fe rtilizată optim ( foliaj normal ). Pe lângă condițiile
meteorologice, intensitatea acestui tip de evapotranspirație este puternic
afectat de caracteristicile solului (tip, structură, salinitate, fertilitate) și
evident de cultur a luată în d iscuție (soi, stadiu de creștere, număr și
distribuția stomate lor, gradul de deschidere a acestora ). Calculul ET c se face
în mod obișnuit prin abordarea coeficientului de cultură (K c), presupunând
că evapotranspirația potențială de pe orice suprafață vegeta tă poate fi
exprimată în raport cu ET de referință (ET c = K c ET 0). Coeficientul de cultură
(Kc) este o variabilă dependentă de timp (Fig. 4. 2), care introduce
caracteristici le specifice ale culturii în calculul evapotranspirației potențiale
și ar trebui să fie determinat experimental pentru cel puțin trei dintre cele mai
importante perioade din perioada de creștere: fenofaz ă incipientă , mijloc ul
sezonului de vegetație și sfârșitul acestui a.

72

Figura 4. 2 Variația coeficientului de cultură a grâului de iarnă în perioada de creștere
(Lalic, 2018 după Jacimovic, 2012 ).

ET actuală este cantitatea reală de vapori de apă obținuți dintr -un
anumit coronament în condițiile meteorologice, ale solului și plantelor la un
moment dat.
Intensitatea ET efectivă (ET p) este determinată f olosind coeficientul
de cultură și luând u-se în considerare efectele abaterii de la condițiile de
foliaj de referință prin utilizarea factorul ui de ajustare (K adj). În cazul unui
deficit mare de vapori de apă sau a unei cantități reduse de ap ă disponibil ă în
sol, plantele își pot închide stomatele (crește rezist ivitatea acestora ) reduc ând
ET p.
Pe toate scările de timp sau spațiale, vegetația este o sursă importantă
de vapori de apă pentru atmosferă (Fig. 4.3.) . Vegetația c rește umiditatea

73 specifică a aerului, dar impactul său asupra umidității relative depinde atât
de temperatura aerului cât și de capacitatea acestuia de a reține apa.

Figura 4. 3 Distribuția globală a umidității relative anuale și a evapotranspirației
(Sursa Atlasul Biosfe rei) https://nelson.wisc.edu/sage/data –and–
models/atlas/maps.php?Catnum=3&type=Ecosystems

74 Măsurătorile presiunii vaporilor de apă efectuate în diferite st udii
arată două aspecte interesante legate de umiditatea aerului și impactul
temperaturii aerului asupra umidității. În primul rând, la aceeași temperatură,
presiunea vaporilor de apă este mai mare pe terenurile joase comparativ cu
partea de sus a unui dea l să zicem, care este evident mai bine ventilată. În al
doilea rând, există clar o limită superioară a presiunii vaporilor de apă la o
temperatură dată. Aceasta este într -adevăr, definiția presiunii de saturație a
vaporilor de apă și susține în favoarea af irmației de mai sus că E depinde
doar de temperatura aerului. Dacă urmărirea valorilor de prag cu privire la
temperatură produce o curbă exponențială, aceasta descrie dependența
presiunii de saturație a vaporilor de apă de temperatură. Formularea
matematic ă este cunoscută ca relația Clausius -Clapeyron.
Când vegetația are o extindere spațială mare, ca în cazul pădurilor
ecuatoriale din Brazilia aceasta are un impact major ( 50 – 75%) asupra
umidității relative anuale și evapotranspirației ( Fig. 4.4a ), dar și a formării
norilor de precipitații ( Fig. 4.4b ).

Figura 4. 4 Distribuția globală a acoperirii cu vegetație (a)
și a fracției de nori ( b) pentru luna februarie 2020
(Sursa: NASA Earth Observatory ), https://earthobservatory.nasa.gov/GlobalMaps

75
Diferite tipuri de plante au un impact semnificativ diferit asupra
umidității aerului. În condiții suficiente de apă a solului, intensitatea
transpirației nocturne afectează umiditatea aerului și punctul de rouă al
foliajului dar și a aerului din jur acestuia.
Exemple concludente sunt plantele din zonele temperate de tip C 3
precum grâul și plantele C 4 cu origini tropicale precum porumbul. În cazul
grâului, este tipic ca stomatele să se închidă noaptea pentr u a reduce
transpirația. Fără advecția aerului umed noaptea, punctul de rouă va scădea
cu câteva grade °C. Roua apare pe foliajul grâului numai dacă temperatura
aerului înconjurător scade sub această temperatură. În schimb, porumbul
fiind o plantă cu origi ne tropicală care continuă transpirația și noaptea , prin
crește rea umidit ății aerului în etajul foliar modifică pragul de rouă dimineața
cu doar 1 -2°C sub valoarea pragului de rouă a apusului. Acest lucru creează
condiții pentru apariția frecventă în lanul de porumb a fenomenului de rouă .

76 CAPITOLUL 5.
5 NORII ȘI PRECIPITAȚI ILE
Fie că sunt subțiri ca pânza de păianjen și înalți pe cer, sau cenușii –
întunecați și apro ape creându -ți senzația că -i poți atinge , norii sunt cel mai
impresionant produs vizibil al c ondensului de vapori de apă, precum și a
multor alte procese care le definesc tipul, conținutul, înălțimea sau scară.
Prezența oricărui nor afectează echilibrul energetic al atmosferei și
al suprafeței Pământului. Ca și zăpada, norii albi Cumulus provoacă multiple
reflexii ale radiației solare, producând intensități solare mult mai mari
comparativ cu exteriorul atmosferei.
Precipitațiile nu sunt altceva decât căderi de apă, gheață sau zăpadă
din atmosferă la suprafața Pământului.

5.1 Norii și formarea lor
Norii sunt rezultatul vizibil de condensare și înghețare a vaporilor de
apă în atmosferă. Ei pot fi formați aproape de sol sau la altitudini extrem de
mari; pot fi subțiri cu o extensie orizontală mare sau groși până la stratul de
delimitare a troposferei, dar cu o scara orizontală de „mărimea unui lan de
porumb”.
Condensarea vaporilor de apă și formarea norului în atmosferă apar
în general atunci când:
a) aerul urcă din cauza convecției,

77 b) aerul este forțat să se ridice de munți sau fronturi meteorologic e
și
c) aerul cald și rece se ciocnesc și se amestecă în atmosfera.
Apariția norilor și tipul de pre cipitații care se formează în ei depind e
de modul lor de formare; dacă norii sunt formați printr -o creștere lentă într –
o atmosferă stabilă sau prin con vecție rapidă într -o atmosferă instabilă.
Nori complet stratificați tind să se formeze în condiții de subsidență
la scară largă și stabilitate statică accentuată . Norii convectivi sunt de obicei
produși prin încălzirea atmosfer ei și convecția aerului umed de la sol la vârful
atmosferei sau prin fronturi reci cu mișcare rapidă care forțează mișcarea
ascensională .
Tipurile mixte de nori sunt de asemenea posibile, cu nori strat ificați
care au anumite elemente convective dacă apare instabilitatea locală. Spre
deosebire de marea extensie orizontală a norilor stratifica ți, norii convectivi
sunt caracterizați de scara lor verticală. Cu cât convecția este mai rapidă și și
conține cantități mari de vapori de apă, cu atât mai accentuată va fi grosimea
verticală a norulu i.
Deoarece se schimbă permanent, norii apar sub multe forme, dând
naștere astfel la nevoia de clasificare. Prima clasificare a nor ilor a fost făcută
în 1803.
Clasificarea actuală acceptată de Organizația Meteorologică
Mondială (OMM) cuprinde următorii no ri: Cirrus (Ci), Cirrostratus (Cs),
Cirrocumulus (Cc), Cumulonimbus (Cb) , Altocumulus (Ac), Altostratus
(As), Nimbostratus (Ns), Stratocumulus (Sc), Stratus (St) și Cumulus (Cu).

78 Clasificarea suplimentară a norilor se face în funcție de zona din
atmosfer ă (troposferă) în care apar frecvent nori mici, medii și înalți (Fig.
5.1).
Numele norilor provin de obicei din cuvinte latine care descriu
aspectul lor. Pentru a descrie mai exact caracteristicile norului, s -au adăugat
prefixele alto pentru nori înalți și nimbo pentru norii ploioși.
Conținutul norilor depinde de înălțimea, locul și mecanismele
formării lor și se poate caracteriza prin cristale individuale de gheață, zăpadă
și picături de apă de diferite dimensiuni, precum și diferite amestecuri din
toate a cestea.

Figura 5.1 Clasificarea norilor pe grup, nivel și înălțime
https://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/f/fb/Clasificare_nori.jpg

79 În funcție de temperatur ă și conținut, norii pot fi identificați ca fiind
calzi sau reci. Dacă temperatura unui nor pe întregul său profil este peste 0°C
și dacă este format din picături de lichid, atunci este considerat un nor cald
și este tipic pentru regiunile tropicale. Cu to ate acestea, dacă vârful norului
atinge înălțimi cu temperaturi mult sub 0°C, conținutul său este determinat
de un amestec de cristale de gheață și picături de lichid. Această formațiune,
tipică pentru latitudinile medii și mari, este numită nor rece.
Important de menționat este „semănatul” în nori, care este dispersia
diferitelor substanțe (AgI – iodură de argint, KI – iodură de potasiu și gheață
uscată) care pot acționa ca nuclee de condensare sau cristale de gheață în
nori, pentru a schimba aspectul, ti pul sau intensitatea precipitațiilor.
Obiectivul din spatele “semănăturii ” de nori este de obicei reducerea
grindinei sau provocarea precipitațiilor. Eficacitatea acestei acțiuni în
modificarea vremii nu a fost niciodată dovedită riguros , într-adevăr, a fo st un
subiect controversat în comunitatea științifică timp de mai mulți ani.

5.2 Formarea picăturilor de apă în nori
Formarea picăturilor de apă în nori pornește de la nucleele de
condensare a norului (de obicei în diametru de 0,2 μm) și se termină fie ca
picătură de nori (tipic = 20 μm, mare = 100 μm), picătură de ploaie (2000
μm) sau cristal de gheață (fulg de zăpadă). Formarea picăturilor mai mari de
20 μm implică procese de difuzie și coliziune – coalescență, precum și
procese de cristal izare a apei .
Rata de creșter e a picăturilor de apă în nori prin condensare într -un
mediu suprasaturat este un proces lent – fiind nevoie de câteva zile pentru a

80 produce o picătură de ploaie – care scade odată cu creșterea razei. Evident,
picăturile mai mici cresc mai repede . Prin urmare, condensul este un
mecanism predominant de creștere în cazul picăturilor mai mici de 0,1 mm,
când viteza de cădere a picăturii este foarte lentă (datorită greutății aproape
echilibrate, a forței de frecare și a flotabilit ății). Creșterea supl imentară a unei
picături de apă în nori într -o formă lichidă suficient de mare pentru a cădea
și a ajunge la sol depinde de temperatura norului. La norii calzi (Fig. 5. 2),
adică nor ii cu o temperatură maximă peste -15 °C, este determinată de
procesele de c oliziune și de coalescență, în timp ce la norii reci sunt implicate
suplimentar și procesele cristalizare/ înghețare (Fig. 5. 3).

Figura 5.2 Creșterea picăturii într -un nor cald ( Lalic, 2018 )

Rata căderii apei din nori prin coliziune și coalescență este
îmbunătățită de: conținutul ridicat de apă lichidă (care crește eficacitatea
coliziunii), dimensiunea picăturilor (ceea ce crește eficacitatea coliziunii și
șansele ca picăturile să se coaguleze după coliziune) și viteza de formare și
grosimea norului (car e crește spațiul de coliziune a picăturilor și timpul
petrecut în nor).

81 Prin urmare, norii in straturi relativ subțiri cu o formare înceată pot
produce doar o ploaie foarte ușoară, în timp ce norii mari, cu o dezvoltare pe
verticală intensă pot produce cu ușurință picături de 5 mm.
Procesele de înghețare/cristalizare apar în norii reci, unde o parte a
norului este la temperaturi cu mult sub 0°C. În partea caldă a unui nor rece,
coliziunea și coalescența picăturilor de apă sunt mecanismele dominante de
creștere a picăturilor.

Figura 5.3 Formarea picături lor într-un nor rece (Lalic, 2018 )

82 În aer, chiar peste nivelul de îngheț, picăturile de apă din nori
supraîncălzite sunt încă lichide. Ele predomină în amestecul existent cu
cristale de gheață și sunt înc ă prezente în porțiuni mari ale nor ului cu
temperaturi cuprinse între îngheț și -40°C. Cauza acestui fenomen
surprinzător se explică prin faptul că temperatura de îngheț a picăturilor de
apă scade odată cu dimensiunea. Nucleii de condensare sunt de obicei
higroscopici și se dizolvă la formarea picăturilor. Când se produce această
dizolvare , cu cât picăturile sunt mai mici, cu atât soluția rezultată este mai
concentrată. De obicei, soluțiile concentrate au temperaturi mai scăzute ale
punctului de îngheț comp arativ cu apa pură. Prin urmare, picăturile chiar
dacă sunt mai mici, cu atât pot fi mai reci înainte de a îngheța spontan la -48
°C.
Picăturile de apă pot conține, de asemenea, nuclee de gheață,
substanțe cu structuri moleculare similare cu cele ale apei . Ele pot face parte
din nucleele compuse de condensare pe care se formează picăturile sau pot
fi „măturate” din aer pe măsură ce picăturile cad. Când se întâmplă acest
lucru , picăturile conțin un fel de „nucleu de gheață” și pot îngheța destul de
repede.
Pe de altă parte, se pot forma cristale de gheață la temperaturi ale
aerului sub temperatura de îngheț dacă sunt prezenți acești nuclei de gheață.
Deoarece presiunea de saturație a vapori lor deasupra unei suprafețe de apă
este mai mare decât cea de deasupr a unei suprafețe de gheață, concentrația
moleculelor chiar deasupra suprafețe i picătur ii de apă este mai mare decât la
cea compusă din gheață. Această diferență de concentrație produce fluxul de
molecule de vapori de apă de la picătur a de la suprafața gheț ii, determinând

83 o evaporare suplimentară a picăturilor și creșterea cristalelor de gheață în
timpul procesului de formare a cristal ului de gheață.
În timp ce cad, cristalele de gheață se ciocnesc cu picăturile de lichid
supra răcite care îngheață pe suprafa ța lor, îmbunătățind astfel creșterea
cristalelor de gheață în procesul de acumulare. Aceste p rocese tipice de
cristalizare/înghețare, formare a ploii se regăsesc în nori i Cumulonimbus. În
cele din urmă, remarcăm că principala sursă de gheață din nori rezu ltă din
înghețarea picăturilor pe nucleele de gheață și nu prin înghețarea omogenă a
picăturilor sau sublimarea directă a acestora pe nucleele de gheață.

5.3 Hidrometeori ți
Conform Glosarului American Meteorological Society, un
hidrometeor este orice produs d e condensare/depunere a vaporilor de apă
atmosferici, fie formați în atmosfera liberă, fie la suprafața Pământului,
precum și orice particulă de apă suflată de vânt de pe suprafața Pământului.
Precipitațiile
Precipitațiile constau din particule de apă lic hidă sau solidă care cad
din nori prin atmosferă și ajung pe sol. În funcție de originea și mecanismul
de producere, acestea pot fi:
a) precipit ații stratiforme și convective,
b) precipitații ciclonice (frontale) și
c) precip itații orografice.
Viteza căderii particulelor în raport cu mișcarea verticală a aerului
afectează mecanismul creșterii picăturilor, gheții și zăpezii în nori.
Precipitațiile stratiforme apar atunci când viteza căderii cristalelor de gheață

84 și a zăpezii es te de obicei mare în comparație cu cea a mișcării verticale a
aerului. În cazul precipitațiilor convective este opus. Afectează timpul de
creștere a precipitațiilor: 1 -3h în nori stratiformi și 0,5h în cazul
precipitațiilor convective.
Norii Nimbostratus sunt o sursă comună de precipitații stratiforme
(ploaie sau ninsoare ușoară până la moderată), dar uneori și norii Stratus și
Stratocumulu s pot produce ploi ușoar e. Norii convectivi (precum
Cumulonimbus) produc averse și grindină. În ambele situații , nori i mai groși
produc mai multe precipitații.
Precipitațiile frontale (cicl onice) sunt de obicei produse de norii
Nimbostrat us într-o zonă frontală dintre o masă caldă, umedă de aer și una
rece, uscată. Cu toate acestea, fronturile de aer cu mișcare rapidă pot produce
și nori Cumulonimbus.
Când aerul umed este forțat să se ridice, întâlnind munți sau dealuri,
începe condensul în această masă de aer și apar precipitațiile orografice care
apar în mod frecvent pe versantul dealului sau muntelui în sus.
Precipitați ile mai pot fi clasificate și în funcție de forma, caracterul,
intensitatea sau tipul acestora.
Forma precipitațiilor este clasificată ca lichidă (ploaie, burniță),
mixtă (ploaie înghețată, lapoviță, chiciura, virga ) sau solidă (zăpadă,
măzăriche, grindin ă).
Caracterul precipitațiilor poate fi intermitent sau continuu. Indică nu
numai durata precipitațiilor, ci și zona acoperită.
Intensitatea precipitațiilor este dată de raportul dintre cantitate
(volumul precipitațiilor care se transformă în lichid pe m2) și durata lor. Trei
termeni sunt folosiți pentru a descrie intensitatea precipitațiilor:

85 – ușoare (mai puțin de 2,5 mm h-1),
– moderat e (2,5–7,6 mm h-1) și
– mari (mai mult de 7,6 cm h-1) (Glosar AMS, 2018).
Un „duș” (de ploaie sau zăpadă) este precipitaț ia cu un anumit
caracter și intensitate produsă frecvent de nori i convectivi. De obicei, începe
și se oprește brusc intensitatea manifest ându -se gradual (creștere –
descreștere) .
Ploaia este definită ca picături de apă (cu un diametru mai mare de
0,5 mm) car e cad dintr -un nor și a căror distribuție a densității și dimensiunii
(diametrul) variază considerabil cu originea și intensitatea precipitațiilor
(stratiform e ușoare: 0,5-2,0 mm; stratiform e moderat e: 1,0-2,6 mm; furtună
puternică: 1,2 –4,0 mm).
Norii car e produc în mod regulat ploaie sunt Nimbostratus și
Cumulonimbus. Intensitatea ploii variază de la 1 mm ora-1 pentru o ploaie
ușoară până la 25 mm oră-1 în cazul ploilor puternic e.
Zăpada este formată din cristale de gheață (singure sau lipite între
ele), care cad dintr -un nor și a căror formă, concentrație și distribuție a
mărimii variază semnificativ cu condițiile de temperatură și suprasaturare la
care se dezvoltă . La temperaturi peste -5°C, cristalele, picăturile înghețate și
părțile topite ale cristale lor se lipesc și formează fulgi de zăpadă tipici. La
latitudini mai mari, zăpada nu cade decât sub formă de cristale de gheață.
Ninsoarea este produsă de regulă în s traturile mai înalte ale
atmosferei , de exemplu de norii N imbostratus, nori cu o porțiune
predominantă de peste 0°C (cei cu temperaturi mai mici produc ploaie).
Definiția intensității precipitațiilor pe care am dat -o se aplică în mod
normal și în cazul ninsorilor. Există totuși o definiție suplimentară a

86 intensității zăpezii, bazată pe impactu l acesteia asupra vizibilității. Prin
urmare, intensitatea zăpezii este descrisă ca ușoară, moderată sau grea dacă
vizibilitatea este de 1 km sau mai mult, între 0,5 km și 1 km, respectiv mai
puțin de 0,5 km.
Grindina este formată din particule de gheață t ransparente, parțial
opace sau complet opace, cu un diametru de obicei între 5 mm și 50 mm.
Fiecare bucată de grindină este formată dintr -un nucleu central (o particulă
de gheață cu diametrul de până la 1 cm), de obicei înconjurat de mai multe
straturi de gheață opacă și/sau transparentă.
Mediul necesar formării grindinei este reprezentat de norii
Cumulonimbus, cu dezvoltare pe verticală intensă și conținut ridicat de apă
lichidă. Capturat de un curent ascendent nucleul se ridică, crescând prin
condensarea produsă pe suprafața sa și prin coliziunea cu norii și picăturile
de ploaie (sub izoterma de 0°C) și zăpad ă/gheaț ă (peste 0° C izoterma). Când
greutatea sa depășește forța ascendentă a curentului ascendent bucata de
grindină rezultată se deplasează în jos și începe să se topească atunci când
traversează izoterma de 0 °C. (Figura 5.4)
Grindina este asociată cu intensități mari de precipitații și, dacă
apare, este întotdeauna în timpul ploilor furtunoase. Distribuția spațială a
grindinei este adesea sub forma unei centuri alungite. Întrucât este asociată
cu convecția norilor Cumulus, grindina apare de obicei după -amiaza (în 20%
din cazuri, între orele 12 -13; în 50% din cazuri, 3 -8 pm), în timp ce se
observă mai rar dimineața sau seara (în 13% din cazuri, 8 pm -1 am).
Particulele de apă care cad de la baza norului sub formă de valuri sau
benzi de precipitații fără a ajunge la suprafața solului se numește virga. Virga

87 este frecventă în zilele de vară, când picăturile de ploaie care cad prin medii
calde și uscate s e evaporă rapid și dispar în atmosferă.

Figura 5.4 Formarea grindinei
http://www.anti -grele.fr/wp -content/uploads/2016/07/grindina_formarea.png

88 Roua este rezultatu l condensării directe a vaporilor de apă
atmosferici pe suprafețele și obiectele subiacente a căror temperatură este
peste 0 ° C (Fig. 5.5). Chiar și o cantitate colectată de rouă depășește rar 0,5
mm, deși teoretic poate măsura până la 0,8 mm.
La tempera turi scăzute, roua îngheață, producând bruma (Fig. 5.6) .

Figura 5.5 Rouă
https://cdn.pixabay.com/photo/2018/04/23/20/56/grass -3345482_1280.jpg

Figur a 5.6 Brumă
https://cdn.pixabay.com/photo/2015/02/13/11/17/branch -635002__340.jpg

89 5.4 Impactul norilor și a precipitațiilor asupra plantelor
Norii și precipitațiile afectează puternic echi librul de energie și apă
al solului, aerului și etajului foliar al plantelor. Norii Stratocumulus acoperă
20% din suprafața Pământului în medi e anual, mai mult peste oceane (23%)
decât deasupra pământului (12%) (Figura 5.7) . În cazul norilor Stratus,
media anuală este de aproximativ 10%. Chiar dacă scara orizontal ă a norilor
Cumulus este de obicei mult mai mic ă decât c ea a norilor Stratus, aceștia pot
afecta echilibrul energetic și al apei la nivel local, cu un impact direct a
zonelor prin absorbție intensi vă și reflectivitate ridicată a radiațiilor solare.

Figura 5.7 Distribuția schemati că a precipitațiilor la nivel planetar ( GPPC ,
2017 )

90 Norii și echilibrul energetic . Impactul norilor asupra echilibrului
energetic este dublu:
a) scad cantitatea de radiații solare primite prin absorbția și
reflectarea acest ora în timp ce trec prin atmosferă ,
b) cresc nivelul radiați ei terestr e prin creșterea radiației de undă
lungă emisă de atmosferă și reflectată de Pământ. Chiar și impactul norilor
subțiri de tip C irrus și Cirrostratus asupra temperaturii solului este vizibil. În
plus, poate fi de așteptat o schimbare semnificativă a temperaturii solului și
a aerului în prezența norilor S tratus și a Stratocumulu s, din cauza extensiei
lor orizontale, a adâncimii și a tim pului mediu de retenție.
În zilele de vară, prezența acestor nori va scădea temperatura,
întrucât o scădere a radiațiilor solare primite prevalează asupra efectelor
creșterii radiațiilor terestre. În timpul iernii și în special la începutul
primăverii însă când intensitatea radiațiilor solare primite este redusă, o
creștere a radiației terestre poate crește semnificativ bilanțul energetic al
suprafeței Pământului.
Este binecunoscut faptul că prezența norilor în timpul unei nopți
friguroase /geroase poate c rește temperatura aerului cu câteva grade și poate
diminua pierderile agricole cauzate de frig.
Prezența nori lor Cumulus, în special Stratocumulus și
Nimbocumulus, poate produce scăderi semnificative ale temperaturilor
solului și aerului. Nu trebuie subest imate efectele reflectării datorate acestor
nori, în special în cazul norilor C umulu s albi ca zăpad a și distribui ți pe tot
cerul.
Funcționând ca suprafețe reflectorizante perfecte, acești nori pot
provoca o creștere semnificativă a intensității radiației s olare în locul unde

91 aceștia se găsesc , care poate depăși constanta solară (intensitatea radiației
solare în vârful atmosferei). Acest „reflector” de scurtă durată, dar de
intensitate ridicată, poate produce arsuri solare și daune severe plantelor.
Norii și echilibrul apei . Chiar și atunci când nu cad precipitații,
prezența norilor poate afecta umiditatea aerului și a solului. Acest impact se
vede prin efectul lor asupra evaporării și evapotranspirației, care se produce
prin schimbarea temperaturii solului ș i a aerului, producând umbră la
suprafața solului și cre scând umiditatea stratului atmosferic de suprafață,
care este cauzat de reducerea transferului vertical al vaporilor de apă din
pământ în atmosfera liberă.
Precipita țiile și echilibrul energetic . Impa ctul precipitațiilor asupra
echilibrului energetic se manifestă prin: a) modificări le termice ale
caracteristicilor solului ,
b) o creștere a evaporării și evapotranspirației de la sol și de la etajul
foliar și
c) rolul său de izolator termic atunci când acoperă solul și plantele.
Umiditatea crescută a solului, cauzată de precipitații, crește
capacitatea de căldură și conductivitatea solului, afectând astfel echilibrul
energetic. O scădere a temperaturii după un episod de ploaie este mai
semnificativă și m ai accentuată pentru aer decât pentru sol. Acest efect este
deosebit de important toamna, când solul umed acumulează mai multă
energie decât solul uscat, energie ce ajunge mai adânc în sol.
În timpul iernii și la începutul primăverii, când temperatura sol ului
crește cu adâncimea, conductivitatea crescută a solului stimulează transferul
de energie către partea de sus a solului, crescând astfel temperaturile solului

92 și ale suprafeței și reducând deteriorarea plantelor datorat ă temperaturi lor
scăzute.
Rămâner ea precipitațiilor, în principal lichide, pe suprafața plantei
determină același grad de evaporare ca d e la nivelul unui corp umed . Energia
investită în evaporare este preluată de la plantă , care, în consecință, își scade
temperatura. O creștere a umidităț ii solului crește de obicei evaporarea din
solul fără vegetație și evapotranspirația de pe o suprafață cu vegeta ție,
scăzând temperatura acestora .
Când este prezent pe sol sau pe o suprafață a plantei, zăpada poate
juca rolul de izolator în zilele de îngh eț, în special la începutul primăverii,
împiedicând răcirea plantei sub 0°C. Când pe timpul iernii solul este fără
vegetație , stratul de zăpadă reduce pierderile de radiații și variația zilnică a
temperaturii solului. Dacă solul nu este înghețat înainte de ninso are,
temperatura solului în apropierea suprafeței de sub strat ul de zăpadă rămâne
la aproximativ 0°C, ceea ce este important pentru prote jarea culturilor de
iarnă de îngheț ( Fig. 5. 8).

Figura 5. 8 Variația temperaturii solului în profil cu și fără stratul de zăpadă. (Lalic,
2018)

93 Precipitații le și echilibrul apei. Precipitațiile lichide care intră direct
în sol cresc umiditatea solului, evaporarea, drenajul și scurgerea. Cu toate
acestea, creșterea umidității solului nu este întotdeauna proporțională cu
cantitatea de apă care ajunge la suprafața acestuia . În cazul solului gol –
neacoperit de vegetație , tipul și structura solului, precum și intensitatea
precipitațiilor pot afecta semnificativ creșterea umidității acestuia . Chiar și
în cazul solului cu ca pacitate mare de reținere a apei, cum ar fi cernoz iomul,
precipitațiile de intensitate ridicată vor crește moderat umiditatea solului
atunci când solul este puternic com pactat și este uscat de mult timp, cu crustă
și fisuri la suprafață.
Se pare că din ca uza pierderilor de apă de la supraf ață, a scurgerii și
a drenajului până la straturile de adâncime ale solului, doar o parte din fluxul
de apă care intră este de fapt utilizat pentru hidratarea solului.
În cazul solului umed și optim structurat, tipul, st ructura și perioada
de creștere a vegetației prezente afect ează absorbția precipitațiilor.
De exemplu, în cazul ierburilor mici, după lăstărire , o ploaie ușoară
3,8 mm h-1 va absorbită în cantitate de 1,8 mm h-1, în timp ce o ploaie de
intensitate ridicat ă de 24,3 mm h-1 va fi absorbită în cantitate de 10,4 mm h-
1. Câteva luni mai târziu, după înflorire a covorului vegetal in discuție ,
aceleași intensități ale precipitațiilor vor fi absorbite în cantități de 0 mm h-1
și, respectiv, 16,6 mm h-1.
Stratul de zăpadă se topește lent pe suprafața solului și oferă o
hidratare îndelung ată acestuia .
Prezența vegetației poate perturba efectele precipitațiilor asupra
echilibrului de apă al solului prin acoperirea suprafeței cu vegeta ție în așa
măsur ă, în care ploaia nu mai poate ajunge la sol și rămâne pe suprafețele

94 plantelor: aces t proces este cunoscut sub denumirea de interceptare. Efectul
umbririi și distribuți a inegală a umidității solului în stratul superior al
acestuia depinde de tipul de vegetație, faza de creșt ere și de structura și
densitatea aparatului foliar (Fig. 5. 9).
Intercepția mai depinde în plus și de intensitatea precipitațiilor. În
caz de precipitații de 1 mm, toate apele de ploaie vor fi interceptate. Pe
măsură ce intensitatea crește, cantitatea de apă care ajunge la sol crește
proporțional.

Figura 5. 9 Impactul vegetației asupra distribuției precipitațiilor pe suprafața solului
(Lalic, 2018 )

95 În general, rata maximă de interceptare este de până la 50%.
Frunzele copacilor de foioase, de exemplu, p ot reține de la 20% până la 30%
din ploaia care cade. Totuși, un efect important de interceptare este nu numai
reducerea cantității apei care ajunge pe sol în timpul unui episod de
precipitații, ci și picurarea/scurgerea apei de pe frunze care mai continuă mult
după oprirea precipitațiilor, ceea ce uneori alterează măsurătorile
precipitațiilor din coronament. O parte din apa interceptată de plante se va
evapora, dar o cantitate semnificativă va ajunge în continuare în pământ; în
special în cazul intensități i mari a precipitațiilor și a solului uscat, când apa
va produce o hidratare și mai eficientă a solului comparativ cu solul gol
(neacoperit de vegetație).

5.5 Impactul plantelor asupra norilor și a precipitațiilor
Indiferent că sunt plante de cultură sau pădu re virgină, vegetați a
joacă un rol important în echilibrul de energie și apă al suprafeței Pământului,
pe o scală ce poate varia de la o parcelă la întreaga planetă.
În unele părți ale lumii, cum ar fi regiunea Sahel din Africa, ultimele
cercetări arată c ă prezența vegetației poate modifica cantitățile anuale de
precipitații cu până la 30%. Întrucât mai mult de 20% din suprafața
Pământului este acoperită de plante, rolul lor în modificarea climei este clar,
chiar dacă impactul direct asupra vremii este poa te mai mic.
Prezența plantelor modifică albedo -ul supraf eței, precum și
caracteristicile termice și hidrologice ale solului. Plantele afectează:
a) schimbul de energie între suprafața Pământului și atmosferă, care
este o forță importantă de guvernare a ci rculației atmosferice;

96 b) schimbul de umiditate între atmosferă și suprafaț a terenului ;
c) tiparel e de circulație ale maselor de aer și
d) transferul turbulent între suprafața vegetată și atmosferă.
Datorită acestor modificări ale temperaturii și umidi tății solului și
aerului, în intensitatea evaporării și transpirației, în viteza vântului și în
eficacitatea transferului de umiditate de la suprafață spre atmosferă, vegetația
afectează semnificativ procesele de condensare din atmosferă și, prin urmare,
formarea norilor (Fig. 5. 10) și precipitații ( Fig. 5.1 1).

Figura 5. 10 Distribuții globale ale fracției de nori
ianuarie, aprilie, iulie, octombri e 2015
(Sursa: NASA Earth Observatory ),
https://ea rthobservatory.nasa.gov/GlobalMaps/view.php?d1=MODAL2_M_CLD_FR

97

Figura 5.1 1 Distribuții globale de pr ecipitații pentru
ianuarie, aprilie, iulie, octombri e 2015
(Sursa: NASA Earth Observatory ),
https://eart hobservatory.nasa.gov/GlobalMaps/view.Php?D1=TRMM_3B43M

98 CAPITOLUL 6
6 CIRCULAȚIA ATMOSFERE I ȘI VÂNTURILE
Vânturile iau multe forme, de la aerul care circulă constant pe întreg
globul până la brize le locale care dispar odată cu primele raze ale soarelui.
Vânturile sunt guvernate de „forțele naturii” și sunt modificate de
natura suprafeței Pământului pe care o întâlnesc, aducând energie, umiditate
și impuls de la un continent la altul sau de la o solă de cultură la alt a.
Deși sunt invizibile, ni se aminteș te de prezența lor prin nenumărate
efecte, indiferent dacă este legănatul ușor al unei frunze care cade sau
dezrădăcinarea copacilor seculari din pământ.
Aerul este forțat să se miște de diferența de presiune atmosferică
între două zone . Mișcarea mai este afectată de forțele centrifuge și Coriolis
datorate mișcării de rotați e a Pământului.

6.1 Forțele care guvernează mișcarea atmosferică
Forța gradientului de presiune. Vântul este un curent de aer care se
deplasează aproape orizontal deasupra suprafeței P ământului, de la presiunea
atmosferică mai mare la presiune atmosferică mai mică. Să ne reamintim că
presiunea atmosferică este forța produsă de o anumită cantitate de aer pe
suprafețele din jur. Dacă această forță pe o suprafață imaginară verticală este
mai mare la un loc decât la altul, există o schimbare a forței și a presiunii
asociate într -o direcție orizontală, cu alte cuvinte, un gradient de presiune.
Forța netă, care afectează mișcarea aerului, menține direcția forței
de intensitate mai mare, care e ste opusă gradientului de pre siune . Indiferent

99 care este cauza diferenței de presiune (dezechilibru net de radiații, aer
ascendent sau descendent), aceasta este principala forță de guvernare care
face ca vântul să sufle /bată .
Forța de frecare . În atmosferă , forța de frecare se opune mișcării
relative a aerului pe suprafețele solide și în straturile atmosferice. Acționează
întotdeauna în direcția opusă mișcării aerului pentru a -l încetini. Întrucât
aerul nu este foarte vâscos, frecarea asociată cu mișcarea m oleculară este
importantă numai în stratul foarte subțire de aer, aprop iat de o suprafață
solidă, denumită în mod obișnuit stratul vâscos.
Forța centrifugă . Mișcarea de rotație a Pământului sau a unei
particule mici de aer este întotdeauna afectată de două forțe: centripetă –
îndreptată spre centrul în jurul căr eia se mișcă corpul – și centrifugă –
rezultată din inerția corpului și direcționată spre exterior (opus forței
centripete).
Toate obiectele de pe suprafața Pământului, inclusiv atmosfera, sunt
sub influența forței centrifuge care rezultă din rotația planetei. Intensitatea
acesteia depinde de viteza obiectului și distanța acestuia de axa de rotație.
În atmosferă, însă, apar destul de des depresiuni circulare de joasă
presiune asociate cu mișcarea ci rculară a curenților de aer (ca în cazul
tornadelor), care sunt rezultatul forței gradientului de presiune și a
echilibrului forței centrifuge.
Forța Coriolis . Fiind o forță aparentă rezultată din rotația
Pământului, forța Coriolis afectează mișcarea atmos ferică numai pe scări de
la sute de kilometri până la scara planetară. Din definiția forței Coriolis și
modul de calcul, putem concluziona că are valori maxime la poli și se

100 diminuează sp re ecuator , de aceea deviază particule de aer în mișcare spre
dreapta în emisfera nordică și spre stânga în emisfera sudică.
6.1 Scări le mișcării atmosferice
Ierarhia mișcării aerului de la scala globală la cea locală și a duratei
lor de viață aparentă se numesc scări ale mișcării atmosferice. În plus, unele
mișcări atmosferice sunt periodice prin apariția lor pe diferite nivel e spațiale
și temporale, afectând vremea și clima chiar și la nivel continental. (Fig. 6. 1)

Figura 6.1 Distribuția idealizată a presiunii de suprafață
și a vânturilor permanente (Lalic, 2018 )

101 Gradientu l de presiune este forța motrice a vremii. Acesta
guvernează circulația aerului pe emisfere, mută masele de aer de pe un
continent pe altul sau oferă pur și simplu brize ușoare de pe un munte după
o zi caldă de vară.

Paravanele de vânt și centurile de pr otecție
Efectele negative ale vântului asupra plantelor pot fi reduse
semnificativ prin paravanele de vânt, care sunt perdele de protecție formate
din copaci în creștere și /sau culturi de talie înaltă, așezate perpendicular pe
direcția vântului predominant .
Întrucât perdelele de vânt reduc viteza vântului în zona adăpostită,
ne putem aștepta ca evapotranspirația și pierderile de apă să fie în general
reduse în sol și etajul foliar al plantelor, în special în așa numită zonă liniștită.
Acest raționament est e susținut de experimentele care s -au efectuat.
Deși viteza scăzută a vântului reduce intensitatea evaporării solului
și a evapotranspirației plantelor, apar alți factori afectați de prezența perdelei
de protecție, de asemenea cu roluri importante:
a) scă derea radiațiilor solare recepționate din cauza umbririi;
b) creșteri ale temperaturii solului și a aerului în zona liniștită și
c) modificări ale rezistenței stomatelor, care sunt afectat e de
radiațiile solare, temperatura aerului și umiditatea care variază pentru diferite
plante.
Evident, perdelele de vânt afectează pierderea apei, dar procesul este
prea complex pentru a trage concluzii pripite .

102
Figura 6. 2 Fluxul vântului în prezența perdelelor (Lalic, 2018 )

6.2 Impactul plantelor asupra vântului
Bătaia vântului la suprafața solului întâlnește plantele , care se găsesc
adesea pe suprafața de bază. (Fig. 6. 3) Prezența lor afectează direct vântul
prin creșterea frecării între aer și sol și, indirect, prin schimbarea echilibrului
energetic la suprafața Pământ ului.
Tipul de vegetație, înălțimea și densitatea etajului foliar determină
impactul plantelor asupra fluxului eolian . În cazul unei suprafețe complet
acoperite, am putea aștepta ca vegetația mai înaltă cu indice foliar mai mare
să producă o asperitate mai mare. În perioada de vegetație, creșterea plantelor
și dezvoltarea LAI reduc rugozitatea suprafeței Pământului. Atunci când o
suprafață nu este acoperită în mod uniform de vegetație, înălțimea și distanța
dintre plante pot afecta semnificativ debitul și direcția vântului. (Fig. 6. 4).
Lungimea denivelărilor (asperităților) și înălțimea acestora sunt
caracteristici aerodinamice ale suprafeței de curgere a vântului, care în cazul
vegetației se pot schimba pe parcursul perioadei de vegetație din cauza
modificăr ilor înălțimii plantelor și a indicelui suprafeței foliare (LAI).
În unele studii, o estimare brută a acestor parametri este de 0,6 –0,8
din înălțimea plantei, pentru înălțimea de deplasare a vântului (d) și 0,1d

103 pentru lungimea denivelărilor. Cu toate ace stea, studiile recente arată că
acestea sunt doar niște ipoteze extrem de incerte și nesusținute matematic.

Figura 6.3 Forma coronamentului unui arbust supus în permanență unui
vânt dominant

Figura 6. 4 Scurgerea vântului pe diferite modele de etaje foliare
(Lalic, 2018 )

Sensul vântului dominant

104 CAPITOLUL 7
7 SOLUL ȘI APA
7.1 Componentele echilibrului cultură – sol
Forța motrice a circuitului apei pe Pământ este energia de la Soare.
Radiația solară transfer ată prin spațiu și aer se face cu ajutorul unde lor
electromagne tice. Vegetația absoarbe radiațiile solare pentru a -și genera și
crește biomasa. Balanța radiații lor de la suprafața Pământului determină
energia disponibilă pentru componentele bilanțului energetic, unde
evapotranspirația ( ET) este corelat ă direct cu cantitatea de apă a suprafeței
terestre.
O presupunere normală este că radiația netă ( Rnet) primită de etajul
foliar sau orice altă suprafață este echilibrată de fluxurile turbulente ale
căldurii latente (LE) și ale căldurii sensibile (H) împreună cu fluxul spre sau
din pământ (QG) (flux de căldură la sol) și transfer ul energie i în biomasă ( QS)
prin procesul de fotosinteză. QS este adesea neglijat în calculele bilanțului
energetic datorită cantității sale reduse de aproximativ 1% din R net primită de
vegetație. Relația dintre aceste componente echilibrului energetic este dată
de formula
Rnet = LE + H + Q G + Q S

Echilibrul apei este strâns legat de echilibrul energetic pentru care se
folosește energia radiațiilor. Termenul de evapotranspirație în echilibrul de
apă al oricărei suprafețe naturale este în legătur ă directă cu echilibrul
energetic.

105 Bilanțul de apă al unui volum de sol predefinit într -o formă de bază
poate fi scris ca:
P =LE + R + D – K+ Q SW
unde: P – precipitații sau orice altă intrare de apă în siste m, cum ar fi
irigarea,
LE – căldura latentă
R – scurgerea de suprafață,
D – drenarea solului considerat (de exemplu în pânza freatică),
K – capilaritatea solului din apa freatică sau fluxul lateral de
apă și
QSW – apa stocată de sol.

Unitățile din diferiții termeni pot fi date ca rate de flux reale de apă
pe unitatea de suprafață (de exemplu, l m-2) sau ca sumă a fluxului de apă pe
unitatea de suprafață pe o anumită perioadă de timp (de exemplu, mm d-1),
(1 l m-2 = 1 mm).
Precipitațiile asigură hidratarea naturală pentru plante și soluri,
uneori completate cu irigații. În prezența etajului foliar al plantelor,
precipitațiile ajung la sol doar parțial, deoarece sunt reținute într-o oarecare
măsură de frunzele plantelor și se evaporă din nou de pe aceste suprafețe
(interceptare). Ca și scurgerea apei de pe suprafața solului, nici această
cantitate de apă nu se va infiltra în sol.
Cantitatea de apă interceptată de frunze/plantă depinde în mare
măsură de fenofaza plantei, de structura etajului foliar și de caracteristicile
precipitațiilor. În medie, foliajul plantelor de cultură complet dezvoltat ating e
niveluri de interceptare de aproximativ 20% , în păduri putând ajunge până

106 la 80% – din precipitații le totale (cazul regimului pluviometric caracteristic
Europ ei Centrale) .
Prin urmare, pierderile de interceptare nu ar trebui să fie neglijate
când se fac calculele bilanțului de apă sol-cultură , mai ales dacă se utilizează
doar precipita țiile măsurate ca inputu ri.
Intercepția poate fi evaluată ca urmare a dezvoltării indicelui
suprafeței foliare (LAI) și a cantității de precipitații (Fig. 7.1), dar depinde și
de complexitatea structurii etajului foliar (de exemplu, păduri vs. culturi
omogene vs. culturi pe rânduri).

Figura 7.1 Intercepția apei în frunze în funcție de precipitații și indexul suprafeței
foliare ( Lalic, 2018 după Hoyningen -Huene, 1980).

107 În general, cu cât este mai mare cantitatea de precipitații căzută într-
o repriză de ploaie , cu atât este ma i mică cantitatea relativă de apă
interceptat ă de frunze din totalul precipitați ei. Cu toate acestea, cantitatea
absolută de apă interceptată pentru fiecare episod de ploaie (inclusiv retenția
la nivelul frunzei ) este mai mult sau mai puțin constantă pentr u un anumit tip
de vegetație. Aceasta înseamnă că modelul de precipitații al perioadelor de
ploaie, care sunt adesea caracteristice pentru climatele consacrate , determină
în mare măsură pierderile totale de apă intercepta tă pentru perioade mai
lungi.
Când apa provenită din precipitații ajunge la suprafața solului,
infiltrarea în sol și scurgere a ei depind de proprietățile solului
(caracteristicile fizice, biologice și chimice ). Pentru infiltrarea apei din sol,
porozitatea , precum și structura suprafeței sol ului joacă un rol crucial,
inclusiv aspecte precum porii biotici (în special râme ), conținutul de humus
și stabilitatea porilor în timpul ploilor. În plus, golurile de sol, cauzate în
principal de uscarea mineralelor de argilă, pot schimba semnificativ
cantitatea de apă care se poate infiltra în sol într -o anumită perioadă de timp
(rata de înfiltrare).
Balanța de apă a unei cultur i poate fi, legat ă de volumul și nivelul de
înrădăcinare (zona de înrădăcinare) a plantelor care formează cultura ,
introducând co mponente suplimentare în sol, cum ar fi fluxurile subterane,
care sunt adesea prezente în terenurile deluroase (Fig. 7.2).
Dintr -un anumit volum de sol (de exemplu, zona de înrădăcinare),
apa se poate scurge sau percolat ă în straturi de sol mai adânci putâ nd ajunge
la nivelul apei subterane sau se poate ridica prin capilaritate în zona de

108 înrădăcinare de la straturile de sol mai umede sau chiar de la nivelul pânzei
freatice .
Porozitatea solului determină hotărâtor la cantitatea de apă din sol.
În condiții n ormale de câmp însă, solul este umplut doar parțial cu apă.
Pentru un sol mineral tipic pentru uz agricol, se poate da următoarea
compoziție medie (în procente de volum): substanțe minerale 45%, volumul
aerului 25%, volumul apei 23%, materii organice 7% – din care humus 85%
și rădăcinile plantelor 15%.
Proporția volumului total de pori în raport cu volumul total al solului
depinde în principal de tipul de sol. Dacă un sol devine mai dens (de exemplu
prin compactare), va exista o scădere a volumului total de pori ai solului și
distribuția dimensiunii porilor solului.

Figura 7.2: Componentele balanței sol -cultură
(Sursa: BOKU -Met, Lalic, 2018 ).

109 Volumul total de pori ai solului determină cantitatea de apă pe care
o poate conține un sol. Totuși, acest lucr u depinde în mare măsură de
distribuția mărimii porilor, care determină forțele capilare și cât de puternic
poate solul să rețină apa de (ex. potențialul p entru apă a solului).
Acești factori, și în mod special distribuția mărimii porilor solului,
au cons ecințe directe asupra reținerii și mișcării apei în sol (direcție, viteză
și cantitate pe unitatea de timp), pentru absorbția apei din sol de către
rădăcini, pentru drenarea acesteia în profilul de sol și pentru infiltrare.
În funcție de potențialul pentru apă al solului, apa din sol poate fi
clasificată în:
• subteran ă: în straturile de profunzime ale solului, unde toți porii
sunt umpluți cu apă;
• de înfiltrație (scurgere): de sus în jos în sol, condusă de gravitație;
• disponibilă: pe care solul o poate reține împotriva gravitației și este
disponibilă pentru plante;
• higroscopică (legată chimic) : apa care este reținută ferm de sol și
poate părăsi solul doar prin vaporizare (de exemplu, prin încălzirea solului
într-o etuvă ).
Capacitatea solurile de reține re a apei disponibilă culturilor
Precipitațiile puternice sau dezghețarea zăpezii produc o cantitate de
apă care persistă până când excesul de apă s -a înfiltrat în sol.
Solul poate prelua și reține doar câtă apă rezistă împotriva
gravitației. Acest nivel de conținut de apă al solului la un potențial specific
de apă al solului (pF 1,8 – 2) se numește capacitate de câmp (CC) .

110 În schimb, o plantă poate absorbi apă din sol, atât timp cât există o
diferență de potențial între apa preluată de celulele radiculare și apa din jur
regăsită în porii solului.
Dacă nu mai există diferență de potențial sau dacă conținutul de apă
al solului a scăzut (pentru că un număr din ce în ce mai mare de pori sunt
ocupați cu aer), ap a nu mai are contact cu rădăcini le pentru a fi ab sorbită.
Acest fenomen se numește punctul de ofilire permanent ă (POP).
Rădăcinile pot pierde apa în defavoarea solului dacă tensiunea
soluției solului devine foarte mare. Plantele au dezvoltat însă anumite
mecanisme pentru a -și proteja rădăcinile împotriv a tensiunii crescute a apei
solului, de ex. scăderea diametrului rădăcinii și creșterea rezistenței la
pierderea apei.
Plantele pot absorbi apa în intervalul cuprins de la capacitatea de
câmp până la punctul de ofilire. Cantitatea de apă dintre aceste două limite
se numește apă disponibilă pentru plante (Fig. 7.3). Cu toate acestea, trebuie
avut în vedere faptul că conținutul de apă al solului atât la capacitatea de
câmp cât și la punctul de ofilire poate varia semnificativ între soluri,
depinzând în mare m ăsură de porozitatea solului.
Prin urmare, există o relație între tensiunea apei solului (cmWS –
presiunea sau potențialul apei) și conținutul de apă al solului, care este
exprimată prin curba pF (fig. 7.3) și este specifică tipului de sol.
Potențialul de a pă se schimbă de la sol la cultură și atmosferă dar și
în interiorul plantei. De exemplu, dacă punctul de ofilire a solului este la
1500 kPa și tensiunea apei la 200.000 kPa la o temperatură la 20°C și 50%
umiditate, se creează o imensă diferență de potenț ial de la sol la atmosferă,
astfel încât planta acționează ca intermediar de transfer. de apă.

111

Figura 7.3: Relația dintre potențialul de apă și conținutul de apă al solului pentru
diferite tipuri de sol;
FC – capacitatea de câmp (CC), PWP – punct de of ilire permanent (POP); cmWS –
centimetru de coloană de apă (unitate de presiune a apei sau potențial); pF – valoarea
logaritmică a cmWS
(Lalic, 2018 ).

Această diferență de potențial de la rădăcină la frunze respectiv
organele aeriene (Fig. 7.4) este de asemenea forța principală a fluxului de
sevă împotriva gravitației în xilem ul organelor vegetale, în care apa
transportă, de asemenea, substanțe nutritive și minerale către părțile în
creștere ale plantelor.

112
Figura 7.4: Dezvoltarea gradientului vertical al solului și potențialului pentru apă al
plantei de porumb în condiții de evapotranspirație maximă în timpul manifest ării
secetei după irigare ( Lalic, 2018 ).

7.2 Extragerea apei din sol de rădăcinile plantelor
Având în vedere transportul apei de la sol la a tmosferă, plantele
creează un „scurtcircuit” prin care apa este transportată mai eficient în
atmosferă din sol comparativ cu solul l iber, fără vegetație .
În acest sens, prezența plantelor reduce semnificativ rezistența
transportului de apă din sol spre atmosferă. Acest lucru duce, de asemenea,
la extragerea mai rapidă a apei din soluri, ceea ce are o relevanță practică în
cazul culturilor din regiunile aride.
De exemplu, rotațiile culturilor în regiunile aride fără posibilități de
irigare necesită adesea ani de refacere pentru solele fără vegetație (soluri
goale) pentru a recupera rezervele de apă din sol.

113 Asimilarea apei (și a nutrienților) de către rădăcini are loc în
principal la nivelul celulelor perișorilor absorbanți ai rădăcinilor, care sunt
localiz ate pe rădăcinile în creștere.
Trebuie menționat însă că absorbția de apă și nutrienți este un proces
extrem de dinamic și complex, influențat în continuare de o serie de alți
factori, inclusiv temperatura solului, arhitectura rădăcinilor, adâncimea și
tipul rădăcinii, densitatea și porozitatea solului și nu în ultimul rând bolile
rădăcinilor.
Dacă combinăm capacitatea solurilor de stocare a apei disponibilă
plantelor cu adâncimea tipică de înrădăcinare care depinde de sol, se poate
estima cantitatea absolu tă de apă disponibilă pentru plante (tab. 7. 1). De
exemplu, în nisip este dificil să pătrundă rădăcinile din cauza lipsei de
porozitate stabil ă, în comparație cu solurile mai bine structurate cu pori
stabili (adesea din activități biotice, cum ar fi de la râme ).
Cererea în creștere de apă a culturilor este cuprinsă între 200 și 600
kg apă pentru 1 kg de biomasă uscată. Astfel, pentru un randament optim al
plantelor de cultură este necesară o cantitate de precipitații (distribuite mai
mult sau mai puțin în m od regulat, de aproximativ 300 -500 mm) în diferite
fenofaze de creștere a culturilor.
Cerințele de apă pentru acumularea de biomasă a unei singure plante
este determinată de coeficientul său de transpirație. În schimb, consumul
total de apă al unui câmp de cultură (inclusiv evaporarea neproductivă)
aferent obținerii randamentului optim a culturilor este definit de termenul de
amprenta de apă a culturii sau de productivitatea apei (amprenta de apă
verde este apa provenită din precipitații și amprenta de apă albastră din
irigare).

114 Deoarece plantele extrag apa din sol prin sistemul lor radicular,
conținutul de apă din sol la adâncimea de înrădăcinare va scădea în general
în perioada de creștere intensă din vară. În funcție de capacitatea de stocare
a apei din s ol disponibilă plantelor, conținutul de apă al solului se va apropia
adesea de punctul de ofilire în perioadele uscate și va fi completat parțial în
timpul episoadelor de ploaie.

Tabelul 7.1 Adâncimea eficientă a rădăcinii și apa disponibilă pentru plante în funcție
de tipul solului (Lalic, 2018 )
Tip de sol Adâncimea
medie a
rădăcinii pentru
cereale (dm) Apa
disponibilă
pentru plante
în sol (mm)
Nisip de particule mari 5 30
Nisip mediu 6 55
Nisip de particule mici 7 80
Nisip argilos 7 115
Nisip lutos 8 140
Argilo lutos 11 220
Argilo nisipos 9 155
Luto argilos 10 190
Argilos 10 165
Lutos 10 140

Atunci când conținutul de apă din sol disponibil unei cultur i în
creștere se apropie de punct ul de ofilire absorbția apei la nivelul rădăcini lor
durează mai mult timp, d atorită creșterii rezistenței de reținere a apei de sol .

115 În acest caz, plantele sesizează stresul indus de secetă, prezentând reacții
tipice, cum ar fi închiderea stomatelor în timpul zilei sau ofilirea frunzelor.

7.3 Evaporarea și transpirați a solului (evapotranspirați a)
Echilibrul sol -apă al etajului foliar a unei cultur i în schimbare sau în
creștere este determinat prin evaporare și respectiv transpirație.
Ponderea de evaporare a apei l a nivelul solului în raport cu
transpirați a raportată la evapotranspirația totală a un ei culturi de câmp se
modifică în funcție de biomasa foliară responsabilă de transpir ație. (Fig. 7.5 ).

Figura 7.5 Fluctuațiile evapotranspirației (evaporare și transpirație) în perioada de
creștere pentru o cultură anuală de câmp (Allen și colab., 1998 , Lalic, 2018 ).

116 FENOLOGIE VEGETALĂ
CAPITOLUL 8
8 FENOLOGIA PLANTELOR
8.1 Introducere
„Fenologie” derivă din cuvântul grecesc phainesthai care înseamnă
să apară și descrie evenimentele ciclului de viață a plantelor și animalelor
influențate de schimbările periodice de mediu, în special durata zilei,
radiațiile solare, temperatura și precipitațiile, care pot interacționa în diferite
combinații.
Temperatura este cel mai important parametru al fenologiei plantelor
în clim atele tempera te, deoarece temperaturile crescute duc la o dezvoltare
mai rapidă a culturilor.
O corelație puternică între dezvoltarea plantelor și temperatura
aerului ( influențată probabil și de corelația strâns ă între temperatură și
radiații solare) a fost deja rapor tată de Reaumur (1735), care inițial a sugerat
metoda sumei de temperatură pentru calculul dezvoltării fenologice. De
atunci, această observație a constituit baza tuturor modelelor fenologice. Cu
toate acestea, observații fenologice existau din timpuri str ăvechi, cum ar fi
în China cu 2000 de ani în urmă, sau în Japonia, unde începutul înfloririi
cireșelor a fost înregistrat în mod tradițional de mai multe secole (Nejedlik
și Orlandini, 2008).

117 Condițiile meteorologice care se schimbă sezonier sunt principal ele
elemente declanșatoare ale fenologiei plantelor sau animalelor (în special a
insectelor).
Anotimpurile reproduc mai mult sau mai puțin variațiile climatice
anuale, care sunt cauzate în principal de variațiile anuale latitudinale ale
energiei solare ab sorbite de suprafața Pământului și de influența aferentă
asupra echilibrului energetic de suprafață. Alți factori, precum distanța față
de oceane, influența regimurilor eoliene regionale, curenții oceanici și
topografia generală influențează, de asemenea, climatul sezonier la nivel
regional.
Evenimentele fenologice și variațiile lor inter -sezoniere și inter –
anuale au un impact major asupra ecosistemelor terestre și a societăți i umane
prin modificarea ciclurilor globale ale carbon ului, apei și azot ului, prod ucția
culturilor, durata sezonului de polenizare sau apariția bolilor și dăunătorilor.
Prin urmare, fenologia plantelor de cultur ă este vitală pentru
înțelegerea variațiilor intra și inter -anuale ale proceselor agroecosistemelor.
În consecință, multe apli cații cum ar fi : avertizarea diferitelor riscuri la
culturi, avertizarea la atacul dăunătorilor și a bolilor, predicția randamentului
și mo delele de creștere a culturilor trebuie să implementeze modele
fenologice ca element e cheie.
Speciile de plante și an imale au răspuns la condițiile climatice din
mediul lor de viață de -a lungul istoriei lor evolutive. Prin urmare, fenologia
plantelor ca indicator climatic a fost folosită și în trecut în metodele de
cartografiere a climei (de exemplu, datorită coincidențe i unei clase de climă
cu un tip de vegetație tipic într -o regiune).

118 Cu toate acestea, în trecut, schimbările climatice au fost considerate
în mod obișnuit ca un proces relativ lent și treptat, ceea ce a permis un proces
lin de adaptare sau înlocuire evolu tivă. Astăzi însă, oamenii de știință sunt
preocupați de modul în care diferite specii și ecosisteme vor răspunde la
recentele rate rapide ale schimbărilor climatice.
Multe specii ale unui anumit ecosistem se adaptează la nișele
ecologice cu condiții clim atice care au predominat perioade îndelungate de
timp și pot fi destul de vulnerabile la actualele modificări climatice. Nu
numai că temperaturile în creștere combinate cu tendințele spațial diferite ale
precipitațiilor influențează plantele în evoluția lor naturală și mediul, dar
afectează și culturile ecosistemelor gestionate în mod direct și indirect.
Creșterea temperaturilor și a altor schimbări climatice au afectat deja
ecosistemele de pe toate continentele. Modificările observate includ
creșterea peri oadelor generale de vegetație și modificările condițiilor de
supraîncărcare în clim atele temperate. În combinație cu aceste schimbări
temporale ale condițiilor de creștere, schimbările spațiale ale climatului și
zonelor ecologice, cum ar fi schimbările lat itudinale și altitudinale, afectează
implicit și condițiile de producție din agricultură.
Observațiile fenologice ale diferitelor plante, cum ar fi strugurii,
confirmă dezvoltarea accelerată a plantelor din cauza încălzirii climatice.
Astfel, monitorizarea fenologiei servește ca un indicator al ciclului de viață
care reflectă impactul vremii asupra vegetației, și care se realizează în multe
țări prin observații permanente (de exemplu, în grădini fenologice sau în
situri natur ale).
Prin urmare, încălzirea c limatică a stimulat un interes crescut pentru
procesele fenologice ca indicatori pentru impactul schimbărilor climatice. Cu

119 toate acestea, calendarul evenimentelor fenologice este de asemenea
important pentru managementul cultur ilor agricole, cum ar fi pro gramarea
măsurilor de fertilizare, protecție a plantelor sau recoltare.
Pe de altă parte, evoluția fenologică a culturilor într -o anumită
locație poate fi influențată de diverși alți factori, cum ar fi semănatul, tăierile,
irigarea, lucrările solului, fert ilizarea și asolamentul culturilor.

8.2 Conceptul european de monitorizare fenologică
8.2.1 Baze de date si cercetări fenologice în Europa
Dacă cea mai lungă înregistrare fenologică scrisă își are originea în
Japonia la curtea regală din Kyoto (începutul înflori rii cireșelor începând cu
anul 705 d.Hr.), cea mai importantă și mai largă tradiție a monitorizării
fenologice se găsește în Europa (Menzel 2002). În multe țări există seturi de
date pe termen lung, astfel că Europa rămâne o regiune deosebit de potrivită
pentru investigarea schimbărilor fenologice, respectiv compararea
„adevărului de la sol” cu a datelor satelitare.
Cu toate acestea, informații fenologice există în numeroase țări la
nivel local, regional sau național, cu istorii și tradiții de observare de stul de
diferite. Astfel, mai este nevoie de timp pentru a avea un set de date
fenologice omogene la nivel continental necesare pentru diferite aplicații. În
mod similar, este imposibil să ofer o imagine de ansamblu completă asupra
fenologiei europene.
Rețelele naționale importante actuale sunt comparate cu noi scheme,
cum ar fi Calendarul naturii, și cu inițiative internaționale (Grădinile
Fenologice Internaționale, Pădurile ICP).

120 Una dintre cele mai vechi înregistrări fenologice europene este
celebrul re gistru al familiei Marsham din Norfolk 1736 –1947 (Sparks și
Carey 1995).
Urmărind privirea de ansamblu făcută de Schnelle (1955), prima
rețea fenologică a fost creată de Linné (1750 -1752) în Suedia. Prima rețea
fenologică internațională (europeană) a fost condusă de Societatea
Meteorologica Palatina la Mannheim , Germania (1781 -1792) și o a doua la
fel de celebră de Hoffmann și Ihne (1883 -1941).
Schnelle (1955) a rezumat dezvoltarea observațiilor fenologice în
Germania, dar a abordat și alte țări, cum ar f i (luând în considerare doar țările
europene) Austria, Polonia, Republica Cehă și Slovacia, Rusia, Finlanda,
Suedia, Norvegia, Regatul Unit, Olanda, Belgia, Franța, Elveț ia, Spania,
Italia, Grecia și f osta Republică Iugoslavă până la mijlocul secolului tre cut.
8.2.2 Rețele internaționale
Grădinile Fenologice Internaționale (IPG) sunt o rețea fenologică
unică în Europa, care a fost fondată în 1957 de F. Schn elle și E. Volkert. De
atunci, această rețea fost menținută în mod voluntar, coordonată de un
președinte ( Chmielewski 1999 ). Ghidurile și caietele cu observații anuale au
fost publicate în jurnalul IPG -urilor, Arboreta Phaenologica . În prezent
rețeaua este coordonată de Universitatea Humboldt din Berlin
(www.agrar.hu -berlin.de/pflanzenbau/agrarmet/ ipg.html ).
Ideea de bază a acestei rețele a fost obținerea de date fenologice
comparabile în întreaga Europă prin observarea plantelor (clonelor) identice
din punct de vedere genetic, care au crescut permanent în același loc. Astfel,
înregistrările nu sunt influențate de coduri genetice diferite ale plantelor, iar

121 variabilitatea și inexactitatea potențială a observațiilor sunt reduse, în
comparație cu datele din rețelele fenologice naționale (Baumgartner și
Schnelle 1976).
În 1959, prima IPG și -a început observațiile în Offenbach lângă
Frankfurt am Main, Germania. Ulterior, s -au stabilit IPG -uri suplimentare cu
specii de arbori și arbuști propagați vegetativ în diferite situri din Europa.
Astăzi, aproximativ 50 de IPG înregistrează până la șapte faze
fenologice ale 23 de specii de plante (~ 50 de clone). Rețeaua acoperă o
suprafață mare de la latitudinea 42 la 69 ° N (Macedonia până în
Scandinavia), respectiv de la longitudinea 10 ° W la 27 ° E (Irlanda / nordul
Portugaliei până în Finlanda), cuprinzând diferite regiuni climatice din
Europa.
Studiile recente care analizează în mod cuprinzător datele IPG -urilor
au arătat o prelungire a sezonului de vegetație în Europa, și au corelat datele
sateliților și înregistrărilor de CO 2 cu modificările temperaturilor de
primăvară menționate în Indexul Oscilației din Atlanticul de Nord (NAO)
(Menzel 1997; Menzel și Fabian 1999; Menzel 2000; Chmielewski și Rötzer
2001, 2002).
Observații fenologice se fac ș i la eșantioanele de nivel 2 din Pădurile
ICP. Pădurile ICP este programul internațional de cooperare pentru
evaluarea și monitorizarea efectelor poluării aerului asupra pădurilor, care a
fost lansat în 1985 în cadrul Convenției privind poluarea aerului
transfrontalier de lungă durată a Comisiei Economice pentru Europa a
Națiunilor Unite.
Pădurile ICP monitorizează starea pădurilor din Europa folosind
două nivele de intensitate în monitorizare. Al doilea nivel (așa -numitul nivel

122 2) funcționează din 1994 în ecosistemele forestiere selectate. Pe aceste arii
se determină indici de chimia solului și a soluțiilor solului, nivelul de
nutrienți foliari, creșterea, caracteristici meteorologice, vegetația la nivelul
solului și nivelul de poluanți atmosferici, pe lân gă evaluările anuale ale stării
coroanei.
În mod opțional, observațiile fenologice sunt făcute pentru a furniza
informații suplimentare despre starea și evoluția arborelui forestier pe
parcursul anului.
Din 1999, sunt înregistrate faze fenologice suplime ntare pentru a
determina trendul stărilor anuale de dezvoltare a arborilor forestieri, și pentru
a explica posibilele schimbări în raport cu factorii de mediu , dar și pentru a
utiliza aceste cunoștințe în interpretarea modificărilor observate în starea
arborilor.
Informații despre această rețea, inclusiv ghidul complet pentru
observații fenologice, sunt disponibile la http://www.icp -forests.org/ .
8.2.3 Rețele naționale
În Europa pot fi distinse două tipuri majore de r ețele fenologi ce
naționale . În mai multe țări, cum ar fi Albania, Austria, Republica Cehă,
Estonia, Germania, Polonia, Rusia, Slovacia, Slovenia, Spania și Elveția,
serviciile meteo naționale au derulat observații fenologice în a doua jumătate
a secolului XX, iar unele rețele existau deja la începutul secolului XX
(Schnelle 195 8). Spre deosebire de aceste rețele „tradiționale”, rețelele „mai
tinere” au fost (re)înființate recent.
Informații le de bază privind rețelele fenologice ale țărilor amintite,
cum ar fi site -ul web și numărul de observații sunt enumerate în tabelul 8.1

123 Informațiile fenologice înregistrate sunt utilizate de rețelele de monitorizare
sau de doritori extern i, în principal pentru cercetarea în agricultură,
horticultură (pomicultură /viticul tură), silvicultură, ecologie, sănătate umană,
precum și pentru diferite evaluări climatice sau evaluarea impactului
potențial al schimbărilor globale.
În cele mai multe cazuri, rețelele fenologice ale Serviciilor
Meteorologice Naționale sunt datoare să a dune informații climatice
suplimentare (integrate). Astfel, observațiile plantelor sălbatice au fost
folosite pentru a monitoriza anotimpurile fenologice; observațiile
agronomice ale diferitelor culturi și fructe, copacii au servit în principal
pentru a pr ezice evoluția creșterii, au furnizat date pentru modelare și au
facilitat consultanța agrometeorologică. Alte scopuri includ prognosticul
datelor de debut, prognozele polenului, gestionarea riscului de îngheț și
monitorizarea daunelor biotice.
Istoria rec entă (din 1950 în prezent) și caracteristicile rețelelor
prezentate sunt destul de similare: în Germania, Deutscher Wetterdienst în
1949 și Hydrometeorologische Dienst der DDR în 1951 au preluat rețeaua
fenologică, care a fost fondată de Reichswetterdienst în 1936 prin
combinarea diferitelor rețele fenologice regionale. Din 1991, aceste rețele
sunt din nou unificate, iar rețeaua fenologică este administrată de Deutscher
Wetterdienst. În același timp, programul de observații fenologice a fost
ajustat.
În ace lași timp, programele de observații au fost ajustate în mod
similar și în Austria și Elveția, fazele fenologice fiind înregistrate continuu
începând cu 1951 în rețelele conduse de serviciile meteo naționale. În
Austria, după cel de -al Doilea Război Mondial , a fost construită o nouă rețea

124 fenologică de Zentralanstalt für Meteorologie und Geodynamik din Viena,
pe scheletul unei rețele mai vechi începute în 1928. Din păcate, numărul
stațiilor a scăzut de la aproximativ 500 în anii '70 la 80 în prezent.

Tabel ul 8.1. Informații de bază despre identificarea rețelelor fenologice europene
selectate
Denumire rețea Site web Număr stații
de observare
Institutul Central
pentru
Meteorologie și
Geodinamică,
Austria www.zamg.ac.at 80
Institutul Hidro –
meteorologic
Cehia www.chmi.cz 158 (46
păduri,
84 culturi,
28 fructe)
Institutul Hidro –
meteorologic
Slovac ia www.shmu.sk 221 (61
păduri,
53 culturi,
15 fructe)
Serviciul
meteorologic
Germania https://www.dwd.de/DE/
fachnutzer/freizeitgaertner/2_
pflanzenentwicklung/_node.html Aproximativ
1700
Institutul Hidro –
meteorologic
Estonia www.emhi.ee 21
Agenția de Mediu
Slovenia http://www.arso.gov.si/projekti/feno/ 61
Oficiul federal de
meteorologie și
Climatologie
Elveția https://www.meteoschweiz.admin.ch/
home.html?tab=overview 160

125 Rețeaua de observații fenologice elvețiană a fost fondată în 1951 și
a fost inițial formată din 70 de posturi de observaț ie; programul de observare
fenologică a fost ușor modificat în 1996.
Prima înregistrare fenologică din Slovenia este lucrarea lui Scopoli
Calendarium Florae Carniolicae din 1761. Colecția de date fenologice
modernă a început în 1950/1951 odată cu înființa rea unei rețele fenologice
în cadrul serviciului Agrometeorologic, datele fiind în principal utilizate
pentru cercetare și în agricultură. Rețeaua recentă este formată din 61 de stații
fenologice, bine distribuite climatic la nivel regional pe întreg terit oriul
Sloveniei. Observațiile sunt efectuate pe specii de plante necultivate (plante
erbacee, copaci și tufișuri, trifoi sau ierburi), dar și pe plantele cultivate, cum
ar fi culturile de câmp și pomii fructiferi.
În unele regiuni din Slovacia și Cehia au fost de asemenea efectuate
observații fenologice pentru o perioadă scurtă de timp în ultima jumătate a
secolului al XIX -lea, dar observații fenologice regulate și gestionate unitar
nu au început decât în secolul XX. În perioada 1923 -1955, programul de
observați i a cuprins peste 80 de specii de plante (culturi, pomi fructiferi,
plante native), dar și câteva păsări migratoare, insecte, precum și date
agrotehnice. Din 1956 până în 1985 au fost făcute observații în urma
primului ghid de instrucțiuni editat de către Institutul Hidrometeorologic, cu
un program extins, care include a de exemplu, observații agrometeorologice
și a bolilor de cultură. În 1985/1986 a fost instituit un nou sistem de observare
fenologică (inclusiv ghiduri noi) cu trei sub -rețele speciale pentru culturi de
câmp, pomi fructiferi și plante forestiere cu stații repartizate în regiunile cu
producție agricolă intensivă, în livezi și regiuni viticole și în regiunile

126 forestiere. Acum se fac observații în trei etape de dezvoltare (10%, 50% și
100% ).
În Slovacia, unele stații istorice au fost menținute în (așa -numitele)
Rețele Fenologice „comune”. În această rețea, observațiile fenologice
generale (culturi, pomi fructiferi și viță -de-vie, plante forestiere, păsări
migratoare, unele date agro -meteoro logice și agrotehnice) sunt făcute de
voluntari, spre deosebire de rețelele „speciale”, unde experț ii (de ex. cu
educație agronomică) fac înregistrarea. În 1996, ghidurile pentru observațiile
comune sau speciale a plantelor forestiere au fost modificate. S peciile și
scala fenofazelor sunt acum foarte apropiate de cele utilizate înainte de 1985.
În Estonia, primul program de observație fenologică științifică (cu
mai mult de 30 de specii observate) a fost înființat în grădina botanică a
Universității din Tart u în 1869, de către Societatea Naturaliștilor din Estonia
(Oettingen 1882). Societatea Naturali știlor din Estonia a început să
organizeze studii fenologice în anii 1920/1930 și un larg program de
observație în 1951 (Eilart, 1959). Astăzi, societatea este c el mai activ
observator voluntar al plantelor, păsărilor, peștilor, fenologiei și fenomenelor
sezoniere din țară (ENS http://www.loodus.ee/lus/ ). Rețeaua agro –
fenologică a Institutul Meteorologic și Hidrometeorolog ic din Estonia
(fondat în 1948) a folosit metode de observare standard similare celor
utilizate în fosta URSS. Lista lor de observații era formată din plante
agricole, specii selectate de arbori și principalele caracteristici ale mediului
fizic. Până în an ii 90, 21 de stații erau încă în funcțiune (Ahas 2001), dar
acest număr s -a redus până la 10 în 2001 și șase în 2002.
În Polonia, Institutul Hidrometeorologic a funcționat ca o rețea
fenologică în perioada 1951 -1990 compusă din aproximativ 70 de stații. În

127 manualul de Sokolowska (1980), sunt descrise observații fenologice, iar
principalele rezultate sunt raportate de Tomsazewska și Rutkowski (1999).
În Spania, rețeaua fenologică organizată de Institutul Meteorologic
Spaniol se caracterizează printr -un numă r enorm de stații, specii și faze, dar
cu o continuitate mai mică a observațiilor pe site -uri unice.
Royal Meteorological Society a înființat o rețea fenologică națională
în Regatul Unit în 1857. Cu toate acestea, dezvoltarea ulterioară a fenologiei
britanice a fost destul de diferită de cea continentală a țărilor din Europa
Centrală, întrucât rapoartele anuale au fost publicate abia până în 1948. În
1998, Tim Sparks, biolog la Centrul pentru Ecologie și Hidrologie din
Cambridge, a început o schemă pilot d e revigorare a unei rețele de fenologie
în Marea Britanie, care cuprinde atât fazele plantelor, cât și a animalelor. În
toamna anului 2000, Woodland Trust s -a unit cu Centrul pentru Ecologie și
Hidrologie pentru a promova fenologia pentru un public mult ma i larg și mai
mare. În 2001, numărul observatorilor înregistrați în Marea Britanie a crescut
la peste 11.700, iar până în august 2002 era de 16.809 și continuă să crească,
aproximativ jumătate dintre aceștia fiind observatori online. Site -ul
Calendarului N aturii ( http://www.phenology.org.uk ) oferă informații
despre speciile observate, o listă online de observații și prezentări grafice ale
tendințelor.
În februarie 2001, Universitatea Wageningen și radioul național prin
programul VARA Vroege Vogels (păsări timpurii) a început o rețea de
monitorizare fenologică în Olanda, numită De Natuurkalender. Această rețea
își propunea să crească gradul de înțelegere a schimbărilor la debutul fazelor
fenologice, datorate și schi mbărilor climatice, pentru sănătatea umană,
agricultură sau silvicultură. Alte obiective au fost consolidarea implicării

128 publicului în mediul său natural și dezvoltarea interactivă de programe
educaționale pentru copii și adulți. Programul observațiilor in clude peste 100
de specii de plante, păsări și fluturi cu cel puțin o fenofază per specie.
Fenofazele sunt clar definite într -un ghid de observații. Peste 2000 de
voluntari abonați la program și -au trimis observațiile prin internet, sau pe
tipizate de hârt ie sau chiar telefonic pe linia dedicată (Fenolijn)
coordonatorilor rețelei. Observatorii și alte persoane potențial interesate sunt
informați despre rezultatele observațiilor realizate printr -un un raport
săptămânal în timpul programului radio, urmărit de 500.000 de oameni în
fiecare duminică dimineață. Mai mult, rețeaua folosește un site web
interactiv pentru a oferi feedback direct observatorilor.

8.2.4 Alte rețele fenologice
Această imagine de ansamblu a rețelelor fenologice lasă însă multe
regiuni din Europ a necompletate, din cauza lipsei rețelelor fenologice actuale
în aceste locuri (de exemplu, Portugalia, Grecia). Alte țări au doar rețele
locale datorită structurii regionale de cercetare organizate (de exemplu,
Italia), rețelele actuale care sunt administ rate de alte instituții (de exemplu,
Finlanda METLA, Norvegia) sau au în principal rețele istorice (de exemplu
Norvegia, Finlanda). Astfel, această imagine de ansamblu nu este una
exhaustivă și este destul de sigur că, în multe alte țări, inclusiv țara noa stră,
au existat sau există rețele naționale sau regionale care încă funcționează.
O evaluare a (OMM) Organ izației Meteorologice Mondiale
denumită RAVI (un chestionar agro -meteorologic privind observațiile
fenologice și rețelele meteo) a dezvăluit că din 2 8 de țări care au răspuns,

129 doar șase țări (Belgia, Bosnia – Herțegovina, Danemarca, Luxemburg,
Portugalia și Regatul Unit) nu au avut o rețea fenologică (agro –
meteorologică) coordonată, în timp ce 22 de țări (Armenia, Austria, Croația,
Republica Cehă, Esto nia, Franța, Germania, Ungaria, Irlanda, Italia, Israel,
Letoni a, Lituania, Macedonia, Moldova , România, Rusia, Slovacia,
Slovenia, Spania, Elveția, Republica Arabă Siriană) au rețele fenologice
(OMM 2000). Cu toate acestea, în urma acestei evaluări a OMM, s-a
constatat că observațiile fenologice, metodele de observație aplicate,
structura rețelelor, sistemele de codare și utilizarea practică a datelor sunt
extrem de diverse.
Rețeaua fenologică franceză care a început în 1880 sub patronajul
Meteo France poa te prezenta observații „căzute în uitare”. Observațiile
fenologice au fost raportate continuu până în 1960 pentru majoritatea stațiilor
adiacente stațiilor meteorologice, dar doar trei dintre ele și -au continuat
observațiile după această dată, ultima oprin du-se în 2002. Concepția acestei
rețele era similară cu cea a altor centre europene centrale în funcțiune,
întrucât programul de observație a cuprins specii sălbatice perene incluzând
copaci (25 specii), culturi (10) și pomi fructiferi (8) și un ghid de in strucțiuni
ce a fost furnizat observatorilor pentru a standardiza observațiile.
Observațiile sunt păstrate în arhive, dar nu au fost digitalizate. Aceste date
nu au fost analizate, decât la începutul funcționării rețelei de către Meteo
France (în câteva An nales du Bureau Central Météorologique) care a
cartografiat izolat apariția câtorva fenofaze pentru deceniul 1881 -1891.
Comunitatea științifică internațională are o listă lungă de cerințe
pentru monitorizare. Sunt necesare înregistrări de date continue pe termen

130 lung, de înaltă calitate, cu o documentare bună, multe date auxiliare și adesea
mult mai mult e.
În general, observațiile sunt făcute de voluntari interesați de natură,
în rețele speciale (Slovacia) sau stații speciale (Germania, IPG) sau de
experți . În IPG, observațiile sunt făcute pe trei exemplare din fiecare plantă
clonă, în timp ce regulile rețelelor naționale descriu modul în care este
definită zona de observare și modul în care specimenele/exemplarele trebuie
alese în împrejurimile unei stații fenologice.
Sunt dorite exemplare și locații constante, însă numai la arborii din
pădurile din Slovenia, arbuști, pomi fructiferi și viță de vie sunt marcați
permanent.
Toate rețelele au modele tipizate de hârtie pentru a nota observațiile
(chiar și noi le rețele consacrate din Marea Britanie și din Olanda nu doresc
excluderea înregistrărilor „offline” și a formularelor tipizate). Frecvența
solicitată de trimitere a formularelor diferă de la o dată pe an la săptămânal
iar informațiile bazate pe eveniment , imediat.
Coerența și calitatea datelor este dificil de evaluat. Majoritatea
rețelelor fenologice analizate au ghiduri de monitorizare, cu toate acestea,
sunt foarte diferite, de la instrucțiuni noi, disponibile și pe internet (cum ar fi
manualul com plet a l Pădurilor ICP, specii și /sau informații despre fenofază
din Calendarul naturii sau Germania Weather Service) sau manuale tipărite
substanțiale (Germania Weather Service), la descrierile utilizate de la
începutul rețelei (IPG).
Controlul calității datelo r constă în cea mai mare parte doar dintr -un
simplu control al plauzibilității. Însoțirea informațiilor despre dezastru nu
există în acest moment, dar ar putea fi disponibilă în viitor (de exemplu,

131 Pădurile ICP). Politica generală de furnizare a datelor di feră și ea de la țară
la țară, majoritatea datelor fiind furnizate numai pe baza unei cereri
individuale.
Două inițiative ale Rețelei Fenologice Europene (proiectul EPN) pot
facilita cercetarea fenologică în viitorul apropiat. Meta -baza de date va oferi
o imagine de ansamblu completă a tuturor rețelelor fenologice din Europa,
inclusiv informații despre extinderea spațială și temporală, speciile și clasele
monitorizate, coerența datelor, utilizarea datelor și date suplimentare.
Codificarea fenofazelor în fo rma codului BBCH poate ajuta la înțelegerea și
descrierea fenofazelor în diferite limbi și ar duce la observații comparabile
în toate statele.

8.2.5 Beneficii ale fenologiei
Relația strânsă dintre dezvoltarea plantelor, vreme și climat a
determinat Serviciile Meteorologice Naționale ale multor țări să facă și
observații fenologice în cadrul rețelelor lor de acoperire. Fenologia este ușor
de observat și este un instrument extrem de fiabil pentru detectarea timpurie
a modificărilor din biosferă și prin urmare com pletează măsurătorile
instrumentale ale Serviciilor Meteorologice Naționale. Există însă diferite
tipuri de rețele fenologice: rețele pur fenologice cu observarea plantelor
sălbatice, sisteme de observație agricolă și măsurători ale concentrației de
polen cu ajutorul capcanelor de polen etc.
Serviciile meteorologice naționale (NMHS) -urile austriece,
estoniene și slovace de exemplu și rețeaua de observații fenologice din Marea

132 Britanie includ, de asemenea, observații despre momentul migrării speciilor
de animale, dar și momentul reproducerii.
Observațiile actualizate se referă la mai multe produse generate la
SNM. Un exemplu sunt prognozele bolilor și dăunătorilor la culturile
agricole ale Serviciului Meteo German. Buletinele care raportează
concentrația ac tuală de polen, precum și evoluția acestora sunt un produs
extrem de apreciat de persoanele cu alergii. Mai mult, produsele pentru
alergiile induse de polen permit conexiuni importante de afaceri în sectorul
medical.
De la început, observațiile fenologice au fost folosite pentru a susține
programarea lucrărilor agricole. Rețelele de fenologie agricolă includ
observații intense în pomicultură și viticultură. Plantele diferă mult în
sensibilitatea lor la îngheț sau dăunători în funcție de starea lor de dezvol tare.
Informațiile privind starea reală a culturilor sunt indispensabile
pentru a oferi un sprijin important sub formă de avertismente de îngheț sau
recomandări pentru măsurile de combatere a dăunătorilor. Modele de
prognoză a atacului de boli și dăunători bazate pe datele meteorologice și
fenologice au fost dezvoltate în mai multe țări pentru a spori eficiența
costurilor în agricultură (de exemplu, prognozele agrometeorologice
furnizate de rețeaua Deutscher Wetterdienst, http://www.dwd.de ).
În prezent, fenologia și -a schimbat modul de colectare a
observațiilor. Metoda tradițională de preluare date la sol este suprapusă peste
datele oferite de sateliți. În acest context, seria lungă de date provenind din
rețelele de observar e a plantelor și animalelor a devenit foarte valoroasă, iar
întreținerea rețelelor de observație a devenit o prioritate mai mare în cadrul
serviciilor meteorologice naționale asociate.

133 Înregistrările fenologice lungi stau la baza mai multor proiecte de
cercetare privind schimbările climatice la unele servicii meteorologice
naționale. Datorită valorii științifice crescute a fenologiei, aceste proiecte
oferă posibilitatea SNM -urilor de a avea acces la finanțarea terților.
Fenologia este un bun instrument pent ru a comunica caracteristicile
climatice generale, precum și efectele schimbărilor climatice publicului larg.
Există un interes major al publicului pentru buletinele fenologice (de
exemplu, în Olanda, Vliet și colab., 2003) care indică starea reală a
dezvo ltării vegetației în timpul perioadei de vegetație. Informațiile
referitoare la caracteristicile anului curent (în special la începutul sau la
sfârșitul anului), pot crește conștientizarea publicului despre natură și
cronologia sa sezonieră și pot acționa ca motivație pentru ca oamenii să
observe activ procesele naturale.
Mai mult, fenologia este deja (și ar putea deveni) un subiect și mai
important pentru îmbunătățirea activităților de relații publice ale serviciilor
meteorologice. Mai multe articole de zi ar de -a lungul anului indică relevanța
acestui subiect pentru mass -media și interesul public.
Importanța fenologiei pentru studiile privind schimbările climatice
este imensă. Numeroase exemple – de la durata sezonului de creștere a
copacilor gingko din Jap onia până la înflorirea liliacului în SUA sau apariția
ghioceilor în Germania – arată că schimbările climatice modifică
semnificativ sezonul de primăvară, în special în latitudinile nordice și
superior nordice. IPCC (Grupul Interguvernamental privind Schim bările
Climatice) a concluzionat în raportul de evaluare din 2011 că multe sisteme
fizice și biologice, precum hidrologie, ghețari și zăpadă, vegetație, insecte,
păsări și mamifere, reacționează deja la schimbarea temperaturilor. De

134 departe majoritatea ace stor reacții se desfășoară în direcția așteptată, adică
reflectă relația cunoscută cu temperatura.
Importanța fenologiei constă în eficacitatea acesteia ca instrument
de monitorizare a impactului schimbărilor climatice asupra plantelor și
animalelor. Unele efecte iminente asupra vegetației includ: (1) schimbări ale
perioadei de vegetație spre regiunile polare și altitudini mai mari; (2)
modificări ale densității populației și compoziției speciilor; (3) sezoane de
creștere mai lungă; și (4) înflorirea timpur ie a plantelor, perioadele de
reproducere la animale etc. Ultimele două pot fi cele mai bine delimitate prin
fenologie. Intervalele la care au loc astfel de evenimente sunt foarte strâns
legate de climă și condițiile meteorologice, în special de temperatur ă
primăvara și vara.
Spre deosebire de modificarea schimbărilor de rază de acțiune sau
modificarea compoziției ecosistemelor, care pot fi confundate de alți factori,
cum ar fi schimbarea de utilizare a terenului sau fragmentarea habitatului,
temperatura es te factorul crucial de influență. Astfel, fenologia este probabil
cel mai simplu și mai eficient mod de a observa efectele schimbărilor de
temperatură și în consecință, fenologia a devenit un instrument important în
cercetarea globală a schimbărilor climat ice.
Utilizarea fenologiei ca indicator biologic al schimbărilor climatice
presupune: (1) analiza cantitativă precisă a modificărilor din seriile de timp
fenologice; (2) o relație cunoscută cu temperatura; sau (3) o schimbare
analogă a seriei de temperatu ră corespunzătoare în timp.
În cazurile în care seriile fenologice depășesc cu mult perioada de
măsurare meteorologică instrumentală, cum ar fi cele mai vechi serii
cunoscute, care provin din Kyoto în Japonia sau observațiile familiei

135 Marsham din Norfolk, Marea Britanie, descoperirile observate la plante pot
fi de asemenea luate. ca date înlocuitoare pentru temperaturi. Înregistrările
păstrate împreună cu recoltarea strugurilor în Franța, Elveția și Renania
Germană din 1480 sunt exemple elocvente, ceea ce p ermite o evaluare a
trendului temperaturii medii în perioada de vegetație. Modificările raportate
în fenologia plantelor sunt destul de uniforme, cu numeroase studii care
indică faptul că debutul creșterii plantelor în latitudinile medii și mai mari
ale em isferei nordice a devenit mai devreme în primăvară, sezonul de
creștere a devenit mai lung și sezonul de reproducere începe mai devreme.
Rețeaua Europeană de Fenologie a fost creată ca o platformă pentru
fenologi pentru schimbul de date, informații și acti vități de rețea
(http://www.dow.wau.nl/msa/epn/ ). Programul GLOBE (Global
Learning and Observations to Benefit the Environment, www.globe.gov )
fondat în 1998, a recunoscut valoarea observațiilor fenologice în educație și
încurajează studenții să ia măsurători științific valabile în domeniile
atmosferei, hidrologiei, solurilor și acoperirii cu vegetație în teren, fenologie
care combină cercetarea științifică cu educația. În Australia, Universitatea
Macquarie a dezvoltat un site web care, poate servi drept nucleu pentru o
rețea de colectare și colaborare, cu observații fenologice de înflorire și
fructificare a observatorilor din Australia
(http://www.bio.mq.edu.au/ecology/BioWatch ). Cu toate acestea,
trebuie să recunoaștem faptul că rețelele fenologice sunt mai bine dezvoltate
în țările din emisfera nordică în special, comparativ cu emisfera sudică unde
situația nu este la fel.

136 Fazele (evenimentele) fenologice reflectă, împreună cu alte condiții
de mediu și factori genetici, caracteristicile climatului. În consecință, o serie
lungă de observații fenologice pot fi utilizate pentru a detecta variabilitatea
climatică și/sau schimbările climatice. Răspunsul semnificativ al
evenimentelor ciclului de viață la schimbările globale a provocat o creștere
puternică a interesului pentru procesele fenologice ca bio -indicator al
impactului schimbărilor climatice. Cu toate acestea, calen darul propriu -zis
al evenimentelor fenologice este de asemenea important pentru alte aspecte
din educație, agricultură, sănătatea umană, turism și recreere, bio -diversitate
și ecologie.(Tabelul 8.2)
Tabelul 8.2. Aplicații ale fenologiei
Sursa Rețeaua Europ eană de Fenologie
Agricultură Furnizarea datelor fenologice ca input pentru
modele de cultură și pentru calendarul activităților
de management al culturilor
Biodiversitate/
Ecologie Evaluarea impactului evenimentelor extreme,
interacțiunea speciilor, migr ația comunităților de
plante/ animale în zone noi (de exemplu la
altitudine sau latitudine mai mare), nepotrivirea
sincronizării, de ex. în lanțurile alimentare sau
nepotrivirea climatului și a speciilor
Managementul
resurselor naturale Sincronizarea acti vităților de gestionarea resurselor
în cadrul schimbărilor climatice (de exemplu,
localizarea de noi rezerve, conectarea rezervelor)
Educație Implicarea tinerilor și a publicului în cercetarea
științifică printr -un mijloc foarte ieftin și ușor
accesibil ( plantele și animalele pot fi observate
aproape peste tot fără un instrument în afară de
interesul intens, unele cunoștințe despre
plante/animale identificarea și câteva reguli de
bază), aducând astfel oamenii mai aproape de
natură.

137 Grădinărit Furnizarea d e informații publicului cu privire la
planificarea activităților precum combaterea
dăunătorilor
Sănătatea umană Furnizarea de informații despre polen pentru
grupurile sensibile, evaluarea impactului climei,
modificarea bolilor purtate de vectori (de exemp lu
căpușe, țânțari)
Creșterea
interesului pentru
mediu Informarea publicului asupra problemelor de mediu
precum schimbările climatice și efectele acesteia
asupra vegetației/animalelor
Turism, recreere și
sport Furnizarea de informații despre fenomene sau
evenimente care pot interesa oamenii. (de exemplu,
în Austria, sunt organizate excursii cu bicicleta pe
perioada înfloririi cireșilor sau a caisului, tururi de
observație a păsărilor etc.)

8.3 Perioada de vegetație și fazele fenologice
La latitudini diferit e, durata perioadei de vegetație este strâns legată
de temperatură și radiații le solare. Când raportăm temperaturi medii lunare
> 10°C ca indicator pentru durata perioadei de vegetație la latitudine, se poate
observa cea mai puternică creștere a lungimii z ilei în perioada de vegetație ,
în special între 40° și 60° latitudine ( Fig. 8.1 ). În consecință, perioada de
vegetație de 12 luni la Ecuator scade la doar câteva luni, pe măsură ce ne
îndreptăm spre poli. De asemenea, temperatura medie pe perioada de
veget ație scade de la Ecuator spre latitudini mai mari.
Plantele naturale sunt în mod normal bine adaptate la climatele
locale datorită procesului evolutiv, prin care cerințele lor sezoniere pentru
condiții de creștere se potrivesc bine schimbărilor sezoniere medii ale
climatului local (de exemplu, radiațiile sezoniere și temperatură). Dacă
plantele sunt transferate în alte tipuri de climă și la latitudini cu alte

138 caracteristici sezoniere, această adaptare a lor s -ar putea pierde, ceea ce
înseamnă că condițiile locale de creștere nu mai pot fi utilizate într -un mod
optim. Prin urmare, planta își va pierde productivitatea și va fi mai puțin
competitivă în raport cu alte specii de plante locale.

Figura 8.1 Lungimea perioadei de vegetație
(3, definită ca > 10°C temperatura lunară medie), temperatura medie lunară (2) și
durata zilei în ore (1) în funcție de latitudine ( Lalic, 2018 ).

De exemplu, dacă o plantă adaptată la latitudinile medii calde este
transferată într -o locație mai răcoroasă la o latitudine mai ma re, limitarea
temperaturii ar putea determina ca acesta să -și înceapă dezvoltarea prea
târziu, iar sezonul de creștere mai scurt o va împiedica să -și termine ciclul de
dezvoltare (Fig. 8. 2 sus).

139 În schimb, plantele care sunt adaptate la temperaturi scăzut e își încep
perioada de vegetație în condiții mai calde la latitudini mai mici,
dezvoltându -se mai repede și prin urmare își finalizează perioada de
vegetație prea devreme (Fig. 8. 2 jos), ceea ce duce la pierderea productivității
plantelor deoarece au mai puțin timp pentru acumulare de biomas ă.
Acest efect este binecunoscut în cazul unor cereale, cum este grâul
de toamnă , care are cea mai mare productivitate în clim atele nord -europene,
productivitatea scăzând la latitudini mai mici, unde temperaturile medi i sunt
peste cele optime.
Pe de altă parte, plantele ( chiar și cultivarele ) a căror evoluție
fenologică este determinată suplimentar și de lungimea zilei (reacția
fotoperiodică, plantele de zi scurtă și lungă) ar putea să nu poată atinge etapa
generativă î n condiții le lungimii de zi modificat e de perioada de creștere
temperată.
Exemple de culturi agricole ar fi soia – plantă tipică zilelor scurte
care necesită zile scurte pentru a ajunge la faza generativă pentru înflorirea
și producerea semințelor) și dif erite legume, cum ar fi salata verde (care are
nevoie de zile lungi pentru a -și menține perioada vegetativă și a produce
frunze cât mai mari ca produs recoltat).
Alte plante precum stejarul, sfecla de zahăr și cartoful prezintă, de
asemenea, reacții simil are în raport cu durata zilei; totuși, acestea sunt
specifice cultivarului și sunt optimizate prin ameliorare pentru latitudinile
dorite.

140
Figura 8.2 Cerințele de temperatură sezonieră a ecotipului de cultură (WE, CE) în
comparație cu temperaturile sezon iere ale latitudinilor înalte și mijlocii.
În stânga sus: Ecotip cald (WE) neadaptat climatului rece de mare latitudine (CC); în
dreapta sus: Suntem bine adaptați la clima caldă de la latitudinea mijlocie (WC);
În stângă jos: Ecotip rece (CE) bine adapta t la CC la latitudini mari; partea dreaptă
jos: CE nu este adaptat la WC -ul latitudinii medii ( schematic, Bünning, 1953 ).

În concluzie, modificările sezoniere ale fenologiei sunt determinate
în principal de următoarele variabile de mediu:
• variații în lu ngimea zilei sau durata de iluminare;
• temperatura (inclusiv extremele);
• cantitatea de precipitații și perioadele de secetă (în special în ceea
ce privește distribuția lor);
• alți factori de control al vieții (stres de orice natură).

Clasificarea feno fazelor
Pentru a descrie fazele fenologice ale plantelor, au fost dezvoltate
mai multe scheme de clasificare, care sunt utilizate pentru observațiile

141 fenologice. Doar pe baza unei scări/ schem e de clasificare fenologică se pot
compara sistematic observaț iile fenologice din ani sau sit uri diferite și
seturile de date fenologice pot fi interpretate independent de orice observator.
În ultimele decenii, a fost recomandată utilizarea așa -numitului cod
BBCH extins (Meier, 1997; 2003, 2009). Pe baza codului cereale lor Zadok
(Zadok și colab., 1974), acest sistem poate fi utilizat pentru codificarea
uniformă a stadiilor de creștere fenologic similare ale tuturor speciilor de
plante mono și dicotiledonate.
Codul BBCH ( Tabelul 8.1) folosește o scară generală, astfel înc ât
poate fi aplicat și plantelor pentru care nu este disponibilă o scară specială.
Caracteristicile morfologice externe clare și ușor de recunoscut sunt utilizate
pentru a descrie principalele etape de dezvoltare fenologică (cu durată mai
lungă), numite st adiile principale de creștere. Etapele secundare de creștere
definesc stadii mai scurt e de dezvoltare.
Indicii agroclimatici sunt folosiți pentru a evalua cantitativ resursele
disponibile pentru diferitele nevoi agricole și pentru evaluarea riscurilor sau
instrumentelor de avertizare aferente. Aceste nevoi sunt determinate de
procesele fiziologice ale plantelor care depind puternic de respectivii factori
în etapele fenologice sau dezvoltare.
Așadar principalii factori climatici ai dezvoltării plantelor sunt
temperatura și durata zilei, în timp ce disponibilitatea radiațiilor active
fotosintetice, a apei și a substanțelor nutritive limitează acumularea de
biomasă a plantelor (creșterea).

142

Tabelul 8.1: Cod ul BBCH pentru cereale (Meier, 1997).
Stadiul Descr ierea etapei
0 Germinare / încolțire / dezvoltarea mugurilor
1 Dezvoltarea frunzei (lăstar principal)
2 Formarea de lăstari laterali / înfrățire
3 Alungirea tulpinii sau creșterea rozetei / dezvoltarea
mugurilor (lăstar principal)
4 Dezvoltarea unor p ărți vegetale recoltabile sau
propagarea organelor vegetative / startul (lăstarul
principal)
5 Apariția inflorescenței (lăstarul principală) /
îmbobocire
6 Înflorire (lăstar principal)
7 Dezvoltarea fructelor
8 Coacerea sau maturizarea fructelor și sem ințelor
9 Senescența, începutul dormanței

Indicii care caracterizează dezvoltarea plantelor pot furniza
informații indirecte despre impactul variabilității climatice și despre
condițiile pentru creșterea în continuare a plantelor. Dincolo de indicii
standard, indicii specifici se concentrează pe răspunsurile plantelor la
intemperii, obținute fie din modele statistice fie din simulare. Toate

143 principiile de bază ale indicilor și modelelor fenologice se bazează pe relația
strânsă dintre temperatură și creșt erea și dezvoltarea plantelor.
Evoluția fenologică a plantelor poate fi comparată atât pe scară
spațială cât și pe cea temporală.
Comparațiile pe sc ările spațiale din aceeași perioadă pot ajuta la
identificarea variațiilor climatelor regionale pe suprafeț e mai mari sau mai
mici.
Comparațiile pe scară temporală oferă informații importante cu
privire la răspunsurile plantelor , care ajută, de exemplu, amelioratorii să
identifice indivizii rezistenț i la stres abiotic.
Comparațiile dintre un singur an sau o p erioadă de mai mulți ani pot
oferi cunoștințe cu privire la răspunsurile importante ale culturilor, cum ar fi
producția și calitatea randamentului (de exemplu, cantitatea și calitatea
proteinelor din cereale sau calitatea anuală a vinului). De asemenea, po t
furniza informații despre tendințele în fazele fenologice, cu implicații
importante în managementul culturilor (de exemplu, momentul fertilizării,
combater ii buruienilor sau dăunătorilor sau recoltarea).
Variațiile inter -anuale ale climatului local și fe nologia culturilor pot
fi cauzate de mai mulți factori, inclusiv de cei induși de oameni, cum ar fi
manipularea microclimatică prin măsuri antropice (irigare, înființarea
perdelelor de vânt etc.).
Mai mult, monitorizarea duratei perioadei de vegetație prin
înregistrarea modificărilor fenologice îi ajută pe oamen ii de știință să se
documenteze și să înțeleagă mai bine vremurile noastre atât de schimbătoare
de la an la an sau schimbările climatice pe parcursul a numeroase decenii.

144 8.4 Fenologia dăunătorilor și bolilor
Bolile, cum ar fi cele cauzate de ciuperci, au cicluri de viață care sunt
adesea coordonate cu fazele fenologi ce ale gazdelor lor (de ex. culturi le
agricole ). Pe de altă pa rte, aceștia răspund în dezvoltarea lor la factori
meteorologici și climatic i, cum ar fi umezeala, lumina și temperatura. Așadar
este posibilă crearea a diferiți algoritmi și modele pentru dezvoltarea
dăunătorilor și bolilor, care pot fi utilizate pe scară largă pentru avertizarea
și gestionarea dăunătorilor în practica agricolă
Principala abordare utilizată pentru calculul dezvoltării culturilor
(fenologie) se bazează pe metoda sumei temperat urii aerului (numită și
gradele creșterii pe zile). În această abordare, temperatura medie zilnică
peste o anumită valoare a temperaturii de bază (la care începe activitatea de
creștere a plantelor în discuție ) se adaugă la perioada de creștere.
Pentru majoritatea culturilor, temperatura de bază este definită între
intervalul +5 ° C și +10 ° C. Apariția unor faze fenologice specifice (cum ar
fi începutul înfloririi sau maturitatea fiziologică) sunt determinate în
principal de sume de temperatură (dar pot contribui și alți factori, cum ar fi
durata zilei sau stresul indus de mediu).
Trebuie luat în considerare faptul că temperatura aerului poa te avea
efecte diferite asupra dezvoltării fenologice în diferite faze fenologice, în
special între fenofazele vegetative și cele generative. Există, de asemenea,
diferențe între ecotipurile plantelor și cultivare, ceea ce înseamnă că
modelele fenologice t rebuie riguros calibrate folosind observații fenologice
și măsurători ale temperaturii aerului pe mai mulți (> 10) ani înainte de a
putea fi aplicate.

145 Forma simplă a metodei sume de temperatur i, așa cum spuneam, are
așadar unele dezavantaje:
• temperatura biologică trebuie recalibrată pentru diferite plante,
culturi, medii;
• impactul temperaturilor ridicate este adesea supraestimat (scăderea
treptată a răspunsului la temperatur i mai ridicat e);
• nu are în vedere:
a. potențialele schimbări ale reacțiilor la temperatură ale
dezvoltării fenologice în perioada de creștere;
b. efectele temperaturilor maxime ș i minime zilnice și
amplitudinea zilnic ă a temperaturii;
c. efectele sezoniere, cum ar fi impactul episoadelor de frig și
căldur ă și diverse combinații d e anotimpuri reci/calde;
d. alte efecte asupra fenologiei culturilor p recum seceta sau
stresul nutrițional .
Având în vedere gradul ridicat de simplificare a ecuației de bază, au
fost dezvoltate câteva ecuații de temperatură mai complexe (cum ar fi cele
care includ efecte le temperatur ii extreme ) și ecuații specifice ale culturii
(cum ar fi pentru struguri de exemplu ). Un exemplu de indice binecunoscut
specific viței de vie este indicele HUGLIN (Huglin, 1986), care ia în
considerare suma temperaturii mediei zilnice și a temperaturilor maxime pe
perioada de creștere a strugurilor, folosin d o temperatură de bază de 10 °C.
Aceasta poate fi de exemplu ușor adaptat ă cerințelor diferitelor soiuri de
struguri. Totuși, acest indice nu are în vedere condițiile de supra încărcare cu
rod și riscul de îngheț pentru struguri.

146 8.5 Efectele temperaturilor scăzute asupra fazelor fenologice
În regiunile temperate cum este și cazul țării noastre , multe plante
sau culturi de toamnă au cerințe de temperatură scăzută în corespondență cu
mecanismele fiziologice complexe bazate pe genetică pentru reglarea stării
de repaus în perioada rece de iarnă, când nu este posibilă creșterea și este
necesară o anumită rezistență la îngheț.
Perioada de repaus/latență este o necesitate și cerință a culturilor și
plantel or care iernează pentru a supraviețui episoadelor de frig.
În funcție de tipul plantelor, cer ințele pentru temperatură scăzută se
numește fie necesarul de frig/răcire (utilizat pentru plante le permanente, cum
ar fi livezile), fie vernal izare/ iarovizare (utilizat pentru culturile anuale de
toamnă cum sunt cereale le).
Aceste cerințe de temperatură scăzută sunt necesare dormanței în
special pentru momentul din primăvară, când este inițiată creșterea activă –
fie sub formă de alungire a frunzelor/paiului în culturile anuale (cereale), fie
la înmulțirea semințelor sau formare a muguri lor în livezi – precum și pentru
inițierea înfloririi în perioada de creștere următoare. Durata zilei (prin
efecte le fotoperiodice) poate influența, de asemenea, aceste procese.
Cererea pentru temperatur i scăzute pozitive a culturilor în perioada
de iarnă se situează în principal în intervalul 0 °C – 10 °C pentru o anumită
perioadă de timp.
Există d iferențe mari de cerințe de temperatură în perioada de
creștere în tre tipurile de plante, ecotipuri și cultivare.
Cererea pentru temperatur i scăzut e poate fi de asemenea calculată
prin metode de sumă de temperatură, pentru livezi în ore (ore de frig) și

147 pentru alte culturi, cum ar fi cerealele (vernalizarea) în zile (fo losind
temperaturi medii zilnice sub 10 °C de exemplu).
Necesarul de răcire este estimat prin suma unităților de oră de răcire
pe timpul iernii, începând cu 1 septembrie (emisfera nordică) și pe baza
datelor de temperatură pe oră.
Dormanța sau repausul poate fi întrerupt de perioade le calde din
timpul iernii și reluată la revenirea temperaturilor mai scăzute.
Cu toate acestea, odată ce s -a produs explozia mugurilor (în livezi și
viță de vie) sau a început o creștere activă primăvara (în culturile de iarnă ),
nu poate fi reluată starea de repaus . Din acel moment, metoda sumei de
temperatură (sau metoda forțării) poate fi aplicată doar pentru a calcula
sincronizarea fazelor fenologice ulterioare, cum ar fi perioada de înflorire.

8.6 Modelarea fenologică
Modelar ea fenologică are o istorie lungă începând din 1735 cu o
primă publicare de Reaumur. Acesta a sugerat că diferențele dintre ani și
locații în producerea evenimentelor fenologice ar putea fi explicate prin
diferențele de temperaturi zilnice de la o dată arb itrară până la data
evenimentului fenologic considerat. Aceasta este și rămâne încă cea mai
importantă ipoteză în modelarea fenologiei vegetale.
Principalele progrese în modelarea fenologiei au avut loc la sfârșitul
secolului XX (tabelul 8.3.) din două mo tive principale:
revoluția în informatică și
preocupările cu privire la schimbările climatice globale.

148 Se preconizează că încălzirea globală va avea impact major asupra
funcțiilor plantelor și a stării de lor de sănătate, deoarece temperaturile
crescânde vor modifica calendarul evenimentelor fenologice.
Majoritatea modelelor de fenologie ale plantelor prezic înfrunzirea
(desfășurarea frunzelor), înflorirea sau maturizarea fructelor (tabelul 1), dar
niciun model nu poate prevedea colorația frunzelor până î n prezent. Apariția
frunzelor și înflorirea sunt cele mai răspândite fenofaze, deoarece timpul
acestor evenimente poate fi observat cu exactitate. Nu același lucru se
întâmplă însă pentru maturarea fructelor și schimbarea culorii frunzelor de
exemplu.
În plus, înfrunzirea sau desfășurarea frunzelor este importantă pentru
modelele de productivitate vegetală primară. Majoritatea modelelor de
fenologie au fost dezvoltate pentru specii de arbori, și mai puțin pentru
speciile ierboase (Tabelul 8.3.).
Multe stud ii de modelare fenologică se concentrează pe biota
temperată comparativ cu biota boreală, tropicală sau subtropicală (Kupias și
Mäkinen 1980; Phillipp et al. 1990; Reich 1994; Thorhallsdottir 1998).
Observațiile fenologice utilizate pentru dezvoltarea mode lelor de
fenologie au două origini principale: observații istorice în populațiile
sălbatice sau grădinile fenologice și rezultate experimentale (tabelul 8.3).
Ambele tipuri de date sunt utile pentru modelarea fenologiei, dar implică
metodologii diferite du pă cum spuneam anterior.

149

Tabelul 8.3. Clasificarea studiilor de modelare a fenologiei în funcție de fenofază,
speciile studiate și tipul de observații utilizate (După Schwarz, 2003)
Fenofaza
Înfrunzire
(Robertson 1968; Cannell and Smith 1983; Kobayas hi and Fuchigami
1883a, 1983b; Cannell and Smith 1986; Nizinski and Saugier 1988;
Murray , et al. 1989; Hänninen 1991; Hunter and Lechowicz 1992; Kramer
1994b; Hänninen 1995; Kramer 1995b; Häkkinen 1999)
Înflorire
(Boyer 1973; Kupias and Mäkinen 1980; Ell is, et al. 1988; Roberts et al .
1988; Frenguelli et al. 1989; Andersen 1991; Frenguelli et al. 1991;
Sinclair et al. 1991; Frenguelli et al. 1992; Marletto et al. 1992; Pipper et
al. 1996; Chuine et al. 1998; Frenguelli and Bricchi 1998; Oliveira 1998;
Chuine et al. 1999; Osborne et al. 2000)
Coacere/maturare fructe
(Pipper et al. 1996; Lescourret et al. 1999)
Specii
Lemnoase
(Boyer 1973; Landsberg 1974; Cannell and Smith 1983; Kobayashi and
Fuchigami 1983a, 1983b; Anderson; et al. 1986; Cannell and Sm ith 1986;
Winter 1986; Nizinski and Saugier 1988; Murray et al. 1989; Hänninen
1990a, 1990b; Andersen 1991; Hänninen 1991; Kikuzawa 1991; Hunter
and Lechowicz 1992; Hänninen et al. 1993; Kramer 1994a, 1994b;
Hänninen 1995; Kramer 1995b; Leinonen et al. 199 5; Kikuzawa 1996;
Chuine et al. 1998, 1999; Häkkinen 1999; Lescourret et al. 1999; Osborne
et al. 2000)
Ierboase
(Robertson 1968; Ellis et al. 1988; Roberts et al. 1988; Sinclair et al. 1991;
Pipper et al. 1996)

150 Observații
Rețele fenologice
Boyer 1973 ; Nizinski and Saugier 1988; Frenguelli et al. 1989; Frenguelli
et al. 1991; Frenguelli et al. 1992; Hunter and Lechowicz 1992; Marletto
et al. 1992; Kramer 1994a, 1994b, Häkkinen et al. 1995; Linkosalo et al.
1996; Chuine et al. 1998; Häkkinen et al. 1998 ; Chuine et al. 1999;
Häkkinen 1999; Linkosalo 1999; Menzel and Fabian 1999; Linkosalo et
al. 2000; Osborne et al. 2000)
Experimente
(Hänninen 1987; Ellis et al. 1988; Roberts et al. 1988; Cannell 1989;
Murray et al. 1989; Hänninen 1990b; Sinclair et al. 1991; Hänninen et al.
1993; Hänninen 1995)

DESCRIEREA MODELELOR FENOLOGICE A PLANTELOR
Reaumur (1735) a introdus pentru prima dată conceptul de suma
gradelor zilnice, adică temperaturile medii zilnice acumulate între o dată
arbitrară de debut și data un ui eveniment fenologic observat. Reaumur a
arătat că data de recoltare târzie a recoltelor și strugurilor în 1735 a avut o
sumă mai mică de grade zilnice în aprilie, mai și iunie decât în 1734, an care
a avut recoltele mai timpurii. El și -a dat seama că o plantă se dezvoltă mai
repede la o temperatură mai ridicată, reducând astfel intervalul dintre
semănatul și recoltarea culturilor, sau înflorirea și recoltarea viței de vie. El
a propus ca dezvoltarea plantelor să fie relaționată cu suma temperaturilor î n
timp și nu cu temperatura din timpul evenimentului fenologic în sine. În
multe studii efectuate de Reaumur, temperatura acumulată este recunoscută
drept principalul factor care influențează variația de la an la an a fenologiei
plantelor. Dovada rolului f otoperioadei în fenologia arborilor este
conflictuală, în funcție de specie și locația plantei (Heide 1993; Kramer

151 2000 ; Falusi și Calamassi 1996). Cu toate acestea, fotoperioda fără
interacțiunea cu temperatura nu poate explica variabilitatea anuală a
fenologiei într -o anumită locație, deoarece fotoperioada este aceeași în
fiecare an.
Există trei tipuri principale de modele fenologice: modelele
teoretice, statistice și mecanice. Modelele teoretice se bazează pe schimbul
cost/beneficiu al fazei vegetative p entru a optimiza achiziția de resurse
(Kikuzawa 1991, 1995a, 1995b, 1996; Kikuzawa și Kudo 1995), aceste
modele fiind concepute pentru a înțelege evoluția strategiilor de înfrunzire la
arbori, mai degrabă decât variația anuală a fenologiei vegetale. Modele le
statistice de fenologie raportează calendarul evenimentelor fenologice
corelate de factorii climatici. Parametrii modelului sunt estimați din date
empirice folosind diferite metode de prelucrare statistică. În timp ce aceste
modele pot să nu ia în consi derare anumite procese biologice specifice, unele
sunt mai “mecanice” decât altele.
Modelele statistice sunt foarte variate. Unele sunt corelații simple cu
temperatura medie în diferite perioade ale anului (Boyer 1973; Spieksma și
colab. 1995; Emberlin și colab., 1997), altele sunt mai complexe (Schwartz
și Marotz 1986, 1988; Schwartz 1997, 1998, 1999). În special modelul
Indexului de primăvară (Schwartz și Marotz 1986, 1988; Schwartz 1997) a
fost utilizat cu succes pentru a prezice începutul sezonului de c reștere în
Statele Unite.
Modelele mecanice descriu formal relațiile cauză -efect cunoscute
între procesele biologice și unii factori motori din mediul plantei. Noile
relații ar trebui permise într -un model mecanic doar dacă sunt disponibile
informații desp re impactul lor asupra procesului. Este important de

152 menționat că parametrii modelelor mecanice au dimensiuni fizice care, în
principiu, pot fi măsurate direct în loc să fie estimate prin prelucrare. Cu toate
acestea, acest lucru este rar posibil în modele le de fenologie. Deoarece
majoritatea modelelor descrise în literatura de specialitate sunt de acest tip,
alineatele următoare oferă o imagine de ansamblu detaliată a ipotezelor și
formulării acestora.
Dovezile experimentale arată că dormanța (repausul) es te întreruptă
înainte ca plantele să intre în faza de stare activă în timpul căreia rata
dezvoltării ontogenetice crește odată cu creșterea temperaturii (Lamb 1948;
Landsberg 1974; Campbell și Sugano 1975; Cannell și Smith 1983).
Temperatura este implicată de asemenea în întreruperea repausului,
deși într -o manieră diferită, adică sunt necesare temperaturi mai scăzute.
Acesta este motivul pentru care amin tim de „cerința de răcire/refrigerare”
(Sarvas 1974; Hänninen 1990b). Rata de dezvoltare în ambele situa ții este
legată de temperatură în multe moduri, de obicei numită fază de răcire sau
forțare.
Cinci modele mecanice de fenologie iau în considerare latența: (1)
modelul secvențial, (2) modelul paralel, (3) modelul alternativ, (4) modelul
Deepening Rest și ( 5) modelul Four Phases.
Modelul secvențial presupune că forțarea (temperaturilor) calde nu
este eficientă cu excepția cazului în care sunt îndeplinite cerințele de răcire,
deoarece plantele nu au competența de a răspunde la forțarea temperaturilor,
atât t imp cât nu sunt îndeplinite cerințele de răcire. Modelul paralel
presupune că forțarea temperaturilor este activă simultan cu temperaturile de
răcire. Modelul alternativ presupune o relație exponențială negativă între
suma unităților de forțare necesare pe ntru finalizarea repausului și suma

153 unităților de răcire primite. Modelul de patru faze presupune trei faze de
repaus (pre -repaus, repausul propriu zis și post -repaus) înainte de trecerea la
viață activă.
Acest lucru este exprimat printr -o creștere a pragu lui de temperatură
pentru forțare în timpul pre -repausului și un prag de temperatură în scădere
pentru forțarea în timpul post -repausului, iar mugurii nu vor răspunde deloc
la forțarea temperaturii din timpul repausului propriu zis.

CONSIDERAȚII METODOLOG ICE
Problema critică a modelelor de fenologie mecanică este că
biochimia de bază și biofizica în timpul dormanței nu sunt cunoscute în
prezent. Procesul de ieșire din dormanță/repaus rămâne o cutie neagră în
modelele de fenologie mecanică, deoarece nu avem o metodă de măsurare
directă a stării de dezvoltare în timpul dormanței. Astfel nu se pot face
măsurători directe ale valorilor parametrilor modelului. Pentru obținerea
valorilor estimate ale parametrilor sunt utilizate două abordări: abordarea
experiment ală, care analizează răspunsul la temperatură al creșterii și
dezvoltării mugurilor în condiții controlate; și abordarea statistică, care
estimează valorile parametrilor modelelor folosind tehnici statistice de
obținere a modelelor.

Abordarea experimental ă
Abordarea experimentală constă în efectuarea de experiențe pentru
a analiza mecanismele de bază ale răspunsurilor fenologice, un mecanism
odată. Sarvas (1972) a determinat experimental răspunsul la temperatură a
ritmului de dezvoltare în timpul repausulu i, folosind observarea meiozei în

154 celulele de polen de la mai multe specii de arbori forestieri. El a observat că
timpul de dezvoltare, adică timpul necesar în medie pentru a trece de la o
fază meiotică la alta, scade exponențial odată cu creșterea tempera turii de
incubație. Astfel, rata de dezvoltare crește sigmoidal cu temperatura. El a
testat modelul pe momentul înfloririi în zonele de observație forestieră. Deși
modelul timpului termic cu o temperatură de prag de + 5oC se apropie destul
de bine de răspu nsul temperaturii măsurate în laborator, Sarvas (1972) a
constatat că dezvoltarea ontogenetică poate avea loc între –3 °C și + 5oC.
Întrucât procesele fiziologice ale dormanței nu erau și încă nu sunt pe deplin
cunoscute, Sarvas (1974) a determinat progres ul dormanței în mod indirect
folosind teste de reglare în care s -au crescut răsaduri în condiții de forțare
care favorizează creșterea după o perioadă în condiții de răcire. Atât durata,
cât și temperaturile în timpul condițiilor de răcire au fost variate sistematic.
Sarvas a constatat că durata de răcire necesară pentru finalizarea repausului
a fost cea mai scurtă la + 3,5oC, deci rata de dezvoltare (rata de pauză a
dormanței) a fost cea mai mare la această temperatură. Aceste rezultate au
dus la răspunsul temperaturii în formă de clopot Gauss (maxim la 3,5 °C)
propus pentru rata de întrerupere a dormanței. O abordare experimentală a
fost utilizată și de Hänninen (1990b), care a dezvoltat o primă versiune a
modelului unificat pentru comparații diverse și ip oteze ale modelului,
referitoare la efectele frigului asupra răspunsului mugurilor la forțarea
temperaturilor. Conform rezultatelor lui Hänninen pe răsadurile de molid și
pin de Norvegia, efectele s -au încadrat între ipotezele modelului secvențial
și paral el.

155 Abordarea statistică
Abordarea statistică estimează valorile parametrilor cu tehnici de
„potrivire” a modelelor statistice. În această abordare, datele de câmp sau
experimentale privind calendarul evenimentului fenologic sunt legate de
datele de tem peratură ale aerului culese în aceeași locație înainte de
eveniment. Au fost utilizate două tehnici, ambele estimând parametrii
folosind metoda celor mai mici pătrate reziduale.
Cea mai ușoară metodă este să fixăm un singur parametru la o
valoare dată și s ă găsim valoarea parametrului liber care să minimizeze suma
pătratelor reziduale. Toți parametrii sunt variați în acest fel, unul după altul.
Această tehnică are mai multe limite, cel mai important
(i) un număr finit de valori ale parametrilor poate fi testat ,
(ii) valorile parametrilor sunt estimate independent unele față de
altele, deși de obicei nu sunt independente,
(iii) funcția cu cele mai mici pătrate poate avea mai multe optime
locale și este aproape imposibil să găsești optimul global
fără o căutare sistematic ă.
Metode mai eficiente constă în estimarea tuturor parametrilor
simultan folosind algoritmi de optimizare. Algoritmii tradiționali pentru
optimizare, de ex. metodele Downhill Simplex, Newton (Press și colab.,
1989) converg totuși spre optimul global (Kram er 1994b; Chuine și colab.,
1998, 1999). Metoda simulată de normalizare este mai eficientă în acest sens
(Chuine și colab., 1998, 1999), deoarece este special concepută pentru funcții
cu optime multiple.
Cu toate acestea, estimarea exactă a parametrilor nu este suficientă,
în special în cazul modelelor de fenologie, unde precizia predicției este

156 deosebit de importantă, deoarece aceste modele trebuie să prezică fenologia
viitoare în anul următor (de exemplu, pentru gestionarea livezilor) sau în
următoarele s ecole (de exemplu, pentru evaluarea impactului încălzirii
globale). O metodă de testare adecvată este validarea încrucișată (Chatfield
1988). În cazul validării încrucișate, modelul este testat comparând
predicțiile sale la observațiile care nu sunt utiliz ate la întocmirea modelului.
Cu toate acestea, această metodă mare consumatoare de date nu este
întotdeauna posibilă, împărțirea setului de date în două părți, una pentru a se
potrivi modelului, cealaltă pentru a testa exactitatea predicției sale nefiind
posibilă. Discuția arată că estimările parametrilor modelelor fenologice pot
fi dezvoltate cu două abordări destul de diferite. O abordare experimentală
utilizează detaliat atât datele unui laborator ecofiziologic sau experimente de
seră. Acesta este un pro ces care consumă timp. Deoarece parametrii
modelului pot fi sub control genetic, aceștia trebuie măsurați pentru diferite
populații. Abordarea statistică este mult mai rapidă, cu condiția să fie
disponibile înregistrări fenologice și de temperatură suficie nt de lungi ca
timp și dacă sunt utilizate metode statistice adecvate. Cu toate acestea, poate
fi o abordare prea dură și o combinație a celor două (experimentale și
statistice) este probabil cea mai bună soluție pentru a obține modele precise
și realiste.

APLICAȚIILE MODELELOR FENOLOGICE LA PLANTE
Modelele de fenologie vegetală sunt instrumente importante într -o
gamă largă de sfere p recum:
(1) prezicerea impactului încălzirii globale asupra fenologiei
speciilor sălbatice și cultivate,

157 (2) îmbunătățirea m odelelor de productivitate,
(3) prezicerea apariției polenului în atmosferă și, astfel, apariția
alergiilor la polen și
(4) sprijinul silvicultorilor și mai ales al fermierilor în deciziile de
gestionare, cum ar fi selectarea speciilor pentru reîmpădurir e și pentru a
preveni deteriorarea pomilor fructiferi prin îngheț. În continuare voi descrie
câteva dintre aceste aplicații.

8.7 Modelarea rezistenței la îngheț
Modelele fenologice ale înfrunzirii au fost frecvent aplicate pentru a
evalua riscul de deteriorar e a plantelor perene la îngheț (Linkosalo și colab.
2000). Dezvoltarea și creșterea mugurilor este puternic corelată cu dezghețul.
Rezistența la îngheț crește treptat în timp ce se instalează dormanța și se
pierde treptat odată ce starea de repaus este înt reruptă. Astfel, riscul de
deteriorare provocat de îngheț poate fi evaluat prin estimarea temperaturilor
minime ale aerului în jurul exploziei mugurilor.
Repetând simulările de -a lungul mai multor ani, se poate compila o
distribuție a frecvenței temperatur ilor minime care apar în jurul exploziei
mugurilor/înfrunzirii, iar din aceasta se poate calcula probabilitatea de
deteriorare a plantelor provocate de îngheț (proporția de ani în care
temperatura aerului scade sub pragul de dăunare specific genotipului
cultivat). Folosind această abordare, atât pretabilitatea diferitelor specii de
arbori sau cultivare pentru climatul actual, cât și efectele încălzirii climatice
asupra copacilor nativi zonei pot fi evaluate.

158 Au fost dezvoltate mai multe modele mecanice de duritate și daune
la îngheț care simulează rezistența plantelor la îngheț precum și vătămările
produse de îngheț pe parcursul întregului an și nu doar în fenofaza de
înfrunzire. Leinonen (1996) a dezvoltat cel mai complex și probabil cel mai
precis model d e acest tip. În acest model, starea zilnică de rezistență este
reglată de temperatura aerului și fotoperioadă, iar răspunsul rezistenței la
îngheț la acești factori de mediu depinde mult de starea lor actuală de
dezvoltare ontogenetică. Temperatura minimă care poate fi suportată fără
daune variază în timpul ciclului anual. În modelul său, Leinonen a introdus
un indice de vătămare care răspunde la temperatură în conformitate cu
duritatea actuală a înghețului.

8.8 Fenologia culturilor – o sursă importantă de inf ormații
pentru managementul agricol
Fazele fenologice ale culturilor, în special începutul și durata fazelor
importante precum repausul seminal/ dorm anța, germina ția, alungirea
tulpinii , înflorirea, umplerea bobului sau maturitatea fiziologică, determină
cu exactitate momentul optim al intervenției în gestionarea culturilor (pentru
lucrările solului, controlul bolilor și dăunătorilor, măsuri de protecția a
culturilor împotriva extremelor abiotice, fertilizare sau recoltare) pentru a
obține producții mari și de calitate.
Astfel cunoașterea fenologi ei culturilor în contextul condițiilor
meteorologice sezoniere are implicații economice foarte importante pentru
agricultură. De exemplu, calendarul și durata diferitelor faze fenologice ale
culturilor, precum și dă unătorii și bolile diferă de obicei de la an la altul din

159 cauza condițiilor meteorologice pe termen scurt. Adaptarea și gestionare a
culturilor la aceste condiții extrem de variabile în fiecare an pentru a reduce
riscurile de producție și a asigura un randa ment maxim al culturi i este o
provocare mare în producția agricolă și alimentară la nivel mondial.
Prognoza principalelor evenimente fenologice afectează
operațiunile tehnologice din câmp precum schemele de irigații, perioada de
semănat , planificarea ferti lizării și gestionarea dăunătorilor și perioada de
recoltare, toate cu implicații economice extrem de importante pentru
fermieri, având în vedere opțiunile de optimizare a resurselor (forța de muncă
în special ) și costurilor (input -uri, echipamente, utilaj e). Modelele fenologice
cu o precizi e acceptabilă (+/ – 3 zile) sunt prin urmare mai mult decât necesare
pentru a prognoza mult iplele lucrări tehnologice prevăzute în fișele culturilor
pe teren.
Evenimentele sau fazele fenologice pot fi afectate însă de fac tori
extremi și de stres. De aceea, modelele fenologice sunt de asemenea folosite
pentru aplicații specifice, luând în considerare aceste efecte în combinație cu
procesele fiziologice ale culturii.
De exemplu, temperaturile scă zute nocturne reduc respirați a plantei
și afectează factorii implicați în randamentul culturilor (de exemplu,
conținutul de zahăr și amidon în produsele recoltate), în special pentru
tomate, cartofi, ardei verde, tutun, sfeclă de zahăr sau multe altele.
Temperaturile din timpul zilei însă sunt cele care determină
activitatea fotosintezei și acumularea de biomasă în raport cu optimul
temperaturii proceselor fiziologice ale unei anumite culturi.
Fertilitatea culturilor în perioada de înflorire poate fi de asemenea
sensibilă la temperatu rile zilei și în special la cele extrem de calde . Acesta

160 este cazul de exemplu pentru mazăre, căpșuni, porumb sau cereale, când
temperaturile ridicate afectează negativ polenizarea.
Pe de altă parte însă, temperaturile scăzute din timpul zilei pot avea
un impact benefic asupra componentelor aromatice, afectând pozitiv gustul
căpșunilor de exemplu (la t <10 ° C ).
Temperatura în sine are așadar o influență majoră asupra proceselor
fiziologice ale culturilor, deși în acest caz există întotdeauna o anumită
corelație cu temperaturile aerului.
De exemplu, experiențele întreprinse în domeniu au relevat o
corelație strânsă între temperatur a solului și acumul area de substanță uscată
în procesul creșter ii la porumb.
Studiile au arătat de asemenea, că temperatura s olului are un efect
direct asupra fenologiei culturilor, cum ar fi cazul strugurilor de exemplu .
Experimentele au demonstrat că efectele temperaturii solului asupra
fenologiei și creșterii culturilor pot diferi în mod semnificativ între
cultivare /hibrizi , cum este cazul porumbului dulce .
Includerea temperaturii solului în modele le fenologice poate spori și
mai mult acuratețea predicțiilor fenologice însă acest aspect mai trebuie
totuși cercetat /aprofundat .
Interpolarea climatologiei , a combinațiilor de te mperatură zi /noapte
dintr -un anumit areal cu un răspuns optim al plantelor poate identifica cele
mai bune zone de creștere /favorabilitate (în sensul productivității maxime)
pentru o anumită plantă sau tipuri de culturi (Fig. 8.3 ).

161
Figura 8.3 Schema coi ncidenței potențiale a combinațiilor lunare de temperatură
zi/noapte la un anumit loc față de cerințele optime ale plantelor (di ferite tipuri de
plante indicate cu numere) ( Lalic, 2018 ).

Combinând toate efectele climatice principale : lungimea zilei,
cerin țele de temperatură de zi și de noapte etc. , asupra fenologiei culturilor
și a condițiilor de creștere aferente la scară globală, se poate schița o
clasificare latitudinală a zonelor de creștere ale principalelor culturi (Fig.
8.4).
Clasificări similare se pot face și pentru altitudine, însă doar în raport
cu tipul regional/zonal de climă. De exemplu, clasificarea condițiilor de
favorabilitate a culturilor în funcție de altitudine la tropice. (Manshard,
1968).
Referitor la fenologia culturilor și temperatur ile medii dependente
de latitudine, există deja relații de bază extrem de interesante între
randamentele culturilor uzuale/consacrate și cele ale unei culturi
unice/singulare.
De exemplu, din cauza perioadei mai lungi de vegetație într -un
mediu mai răcoro s (din cauza temperaturilor mai scăzute), randamentul

162 mediu de orez crește, de exemplu, odată cu creșterea latitudinii. Un
comportament similar poate fi observat pentru grâul de iarnă între latitudinile
medii și cele mari.

Figura 8. 4 Favorabilitatea l atitudinal ă a principale lor culturi (Lalic, 2018 ).

Totuși, la latitudini scăzute, orezul poate fi cultivat de 2 -4 ori pe an
(din cauza perioadei mai lungi de vegetație și a ciclului de cultivare a
orezului mai scurt), producând astfel un randament anual mai mare. Cu toate
acestea, această relație de bază poate fi dependentă de mulți alți factori de
creștere specific i zonei , cum ar fi : potențialul genetic al
cultivar elor/hibrizilor , răspunsul acestora la stresul abiotic, managementul
culturilor, condițiile so lului, tehnologia aplicată și multe altele.

163 8.9 Fenologia ca indicator agroclimatic
Dacă faze le fenologice ale acel eiași plante/culturi vegetal e (ecotip),
sunt observate spațial pot fi estimate variații le climatice la scară mică, cum
ar fi în regiunile cu top ografii complexe.
Modificările la scară redusă ale climatelor locale datorate efectelor
altitudinii, înclinării p antelor, lacurilor etc., pot fi prin urmare descrise
folosind observații le fenologice sistematice pe mai mulți ani.
În regiunile muntoase, de exemplu, se pot observa fenomene
specifice. La altitudini mai mari, temperatura scade în mod normal (cu aprox.
0,5 °C / 100 m), așadar scăderea sumelor de temperatură întârzie
apariția/derularea fazel or fenologice ale plantei pe aceeași perioadă de timp.
Cu toate acestea, fenomenul de scădere a temperaturii la altitudine
mai mare poate fi atenuat în timpul inversiunilor . În aceste situații , în special
primăvara, acest efect poate influența în mod direct fazele fenologice ale
plantelor.
De exemplu, plante le vor înflori mai devreme la cote mai mari decât
în vale, chiar dacă aici se observă în mod normal temperaturi medii anuale
mai mari (și sume de temperatură).
Pe o scară spațială mare, fenologia observată la același tip de plantă
poate indica, de asemene a, variații climatice, cum ar fi fenologia întârziată
la latitudini și altitudin i mai mari. Acest fenomen este monitorizat prin satelit
(observarea înverzirii vegetației principale pe arii mari în primăvară).

164 8.10 Scala BBCH
Ca toate ramurile științei și disciplinele individuale ale studierii
plantelor colaborează și, în plus, au devenit mai legate internațional.
Schimbul de noi descoperiri și munca în echipă pentru proiecte internaționale
presupune totuși că toți cei implicați au aceeași înțelegere a termenil or pe
care îi folosesc. Acest lucru necesită o descrier e standardizat ă pe scară largă
a etapelor dezvoltării plantelor în ordinea derulării lor, a caracteristicil or
fenologice a acestor etape și evident o codificare a acestora.
Etapele de dezvoltare fenolo gică (fenofaza) a plantelor sunt de vitală
importanță în practica agricolă, agrometeorologie sau asigurări agricole,
fiecare având propriile obiective individuale diferite. Mai mult, științele
botanice aplicate folosesc, de asemenea, stadii de dezvoltare f enologică.
Scara BBCH extinsă este de fapt un sistem pentru codificarea
uniformă a stadiilor de creștere fenologice similare ale tuturor speciilor de
plante mono – și dicotiledonate. Ea a fost r ezult atul muncii în echipă între
Centrul Federal German de Cer cetări Biologice pentru Agricultură și
Silvicultură (BBA), Oficiul Federal German de Soiuri de Plante (BSA),
Asociația Agrochimică Germană (IVA) și Institutul pentru Legume și
Ornamentale din Grossbeeren / Erfurt, Germania (IGZ).
O la fel de pertinentă explicație a originii numelui scării BBCH de
identificare a stad iilor de dezvoltare la plante este dată de colaborarea
specialiștilor principalelor mari concerne producătoare de pesticide din lume
Bayer (B), BASF(B), Ciba – Geigy (C) și Hoechst (H) – Shering , cu scopul
de a găsi o modalitate unitară, bazată pe un limbaj comun de identificare a
stadiului de dezvoltare în care se găsește planta.

165 Sistemul de codificare este unitar fiind valabil pentru toate speciile
de plante atât cultivate cât și spontane. Si stemul de codificare este zecimal
(bazat pe cifre) din acest punct de vedere fiind ușor utilizabil în orice parte a
globului, de către persoane ce nu au o pregătire specială în domeniul biologic
sau agricol. Ca și alcătuire generală sistemul de codificare zecimal utilizat
pentru identificarea stadiilor de dezvoltare la plante se bazează pe
identificarea celor două faze majore ale ciclului de dezvoltare al oricărei
specii: faza vegetativă și faza generativă, fiecare dintre ele prezentând 5 etape
de dezvolta re codificate cu numere de la zero la nouă, iar fiecare etapă
prezintă 10 fenofaze codificate de asemenea cu cifre de la zero la nouă.
Fenofazele sunt reprezentate în cod prin două cifre (ex: 12; 39; 45; etc.)
prima reprezentând codul etapei iar a doua cod ul fenofazei în care se găsește
planta (vezi schema generală).
Codul unitar zecimal BBCH are o deosebită importantă în
identificarea și exprimarea stadiului de dezvoltare în care se găsesc diferitele
specii de plante. Cunoașterea exactă a fenofazei este obligatorie atunci când
se realizează diverse tratamente în vegetație sau la sămânță , când se execută
observații fenologice sau pentru stabilirea momentelor optime în realizarea
unor măsuri tehnologice.
Codul zecimal al scării BBCH , care este împărțit în etape de creștere
principală și secundară, se bazează pe binecunoscutul cod al cereale lor
dezvoltat de ZADOKS și colab. (1974) pentru a evita schimbările majore ale
acestei chei fenologice utilizate pe scară largă.
Abrevierea BBCH derivă din Biologische Bundesanstalt și industria
CHimică.
Particularitățile de bază ale scării sunt următoarele:

166 – scara generală formează cadrul în care sunt cuprinse toate etapele
individuale de creștere și dezvolt are a plantelor. Poate fi utilizată pentru toate
specii le de plante pentru care nu există o scară consacrată ;
– etapele fenologice similare ale fiecărei specii de plante prime ște
același cod ;
– pentru fiecare cod, există o descriere, iar pentru unele etape
importante sunt incluse desene ;
– pentru descrierea etapelor fenologic e, se utilizează caracteristici
morfologice clare și ușor de recunoscut fenotipic;
– cu excepția cazului în care se prevede altfel, se ia în considerare
doar dezvoltarea tulpinii principale ;
– etapele de creștere se referă la plante individuale re prezentative
selectate din lanul de cultură. Caracteristicile lanului de cultură pot fi, de
asemenea, luate în considerare ;
– valorile relative referitoare la mărimi le finale specifice
speciilor/ varietății sunt utilizate pentru indicarea mărimilor ;
– etapele secundare de creștere de la 0 până la 8 corespund numerelor
de ordine respective sau valorilor procentuale. De exemplu, etapa a 3 -a ar
putea reprezenta: a treia frunză adevărată, a l 3-lea frate, al 3-lea nod sau 30%
din lungimea sau dimensiunea finală caracteristi că a speciei sau 30% din flori
deschise.
– tratamentele după recoltare sau depozitare sunt codificat e cu 99, iar
tratamentul semințelor înainte de plantare este codat 00.
Organizarea scării
Întregul ciclu de creștere și dezvoltare al plantelor e ste împărțit în
zece faze de dezvoltare ușor de recunoscut și distincte . Aceste etape

167 principale de creștere sunt descrise folosind numerele de la 0 la 9 în ordine
crescătoare (vezi figurile 8.5 a și b). Principalele etape de creștere sunt
descrise în tabe lul 8.5. Datorită numeroaselor specii de plante diferite, pot
exista diverse schimbări în cursul perioadei de vegetație sau anumite etape
pot fi chiar omise.

Figura 8.5. a și b:
Etapele ciclului de dezvoltare a plantelor principal e și secundare
(a) pri ncipale, (b)secundare. Mezo -stadiile sunt introduse între stadiile
principal e și secundar e
(Meier, 2001 după A. Witzenberger)

168 Principalele etape de creștere nu trebuie să se desfășoare în secvența
strictă definită de ordinea ascendentă a cifrelor, putând ocazional continua și
în paralel.
Dacă două sau mai multe etape principale de creștere se desfășoară
în paralel, ambele pot fi indicate folosind o linie în diagonală (exemplu
16/22). Dacă este indicată o singură etapă, trebuie să se aleagă fie stadiul de
creștere mai avansat, fie stadiul principal de creștere cel de interes deosebit,
în funcție de speciile de plante.
Doar etapele principale de creștere nu sunt suficiente uneori pentru
a defini exact fenofaza la evaluare, întrucât descriu întotdeauna perioad a de
timp în decursul dezvoltării unei plante.
Ca atare etapele secundare sunt utilizate dacă intervalele de timp sau
etapele din dezvoltarea plantelor trebuie indicate cu exactitate. Spre
deosebire de etapele principale de creștere, acestea sunt definite ca etape de
dezvoltare scurte, caracteristice speciilor plantelor respective, care sunt
trecute succesiv în timpul stadiului principal de creștere. De asemenea, sunt
codificate folosind cifrele 0 până la 9. Din combinația de cifre pentru etapele
principal e și secundare, rezultă codul format din două cifre.
Codul format din două cifre este modalitatea care oferă posibilitatea
de a defini cu precizie ridicată toate etapele fenologice de creștere pentru
majoritatea speciilor de plante.
Doar în cazul unor spec ii de plante legumicole sau agricole (de
exemplu, castravete, ceapă, cartof, soia, roșii) este necesară o subdiviziune
suplimentară în cadrul unei etape principale de creștere, dincolo de cea
posibilă, folosind etapele secundare de la 0 la 9. Pentru aceste cazuri, o sca ră
de trei cifre este prezentată alături de sca ra cu două cifre. Aceasta implică

169 includerea așa -numitului mezo -stagiu între stadiul principal și cel secundar,
care oferă o subdiviziune suplimentară care descri e dezvoltarea pe tulpina
principa lă respectiv pe cel al lăstarilor În acest fel, până la 19 frunze pot fi
numărate pe tulpina principală sau pot fi descrise ramific ațiile.
Scalele BBCH permit compararea codurilor individuale doar într -o
etapă de creștere principală: un cod numeric mai mar e indică o plantă într -o
etapă de creștere avansată . Prin urmare, sortarea codurilor în ordine numerică
permite vizualizarea în ordine a etape lor fenologice a plantelor.
Intervalul de timp al anumitor faze de dezvoltare a unei plante poate
fi definit și co dificat exact, indicând două etape. În acest scop, două coduri
sunt conectate cu o cratimă. Astfel, de exemplu, codul 51 –69 descrie faza de
dezvoltare de la apariția primei inflorescențe sau mugure floral până la
sfârșitul înfloririi. Aceasta permite astfe l monitorizarea efectuată de un
calculator a loturilor/câmpurilor de cultură.
Pentru o codificare uniformă care să acoper e numărul maxim de
specii de plante, este necesar să se utilizeze în primul rând criterii fenologice,
nu stadii omolo age sau analo age. Astfel, de exemplu, apariția plantelor din
semințe și încolțirea din muguri sunt clasificate într -o etapă principală de
creștere, și anume stadiul principal de creștere 0, chiar dacă sunt procese
biologice complet diferite.
În cazul scări i BBCH, descrieril e se bazează pe caracteristici le reale ,
tipice plantei respectiv e. Dacă scări le sunt utilizate pentru definirea
etapei /fenofazei de dezvoltare a unui lot de plante, descrierea ar trebui să se
aplice la cel puțin 50% din plante.
Diferențele mari pe parcursul fenofazelor diferitelor grupuri de
plante trebuie luate în considerare pentru descrierea scării generale. Această

170 problemă este rezolvată prin oferirea mai multor definiții pentru o etapă
specifică, acolo unde formularea unui text uniform este imposibilă .
Următoarele litere arată la ce grup de plante se referă definiția respectivă.

Scara BBCH extinsă, generală Hack et al., 1992
Explicații utilizate în prezentarea scării.
D = Dicotiledonate
G = Gramineae
M = monocotiledonate
P = plante perene
V = De zvoltare din părți vegetative sau organe propagate.

Nu se folosește nicio literă de cod dacă descrierea se aplică
tuturor grupurilor de plante.

171 Tabel 8.5 Principalele etape de creștere .
Etapa principală de creștere 0
Germinare, încolțire, înmugurire
00 Semințe uscate ( tratarea semințelor pt. semănat are
loc la etapa 00)
P, V Dormanță sau repaus vegetativ
01 Începutul îmbibării semințelor
P, V Începutul umfl ării mugurilor
03 Imbibiție semințială completă
P, V Sfârșitul umflării mugurilor
05 Radicula (rădăcin ița) apare din semințe
P, V Organe le vegetative ( perene ) formează rădăcini
06 Alungirea radiculei, formarea perișorilor radiculari
și / sau rădăcinilor laterale
07 G Apariția coleoptilului din cariopsie
D, M Apariția hipocotilul ui cu cotiledoane / tulpinița a
străbătut tegumentul
P, V Apariția lăstarului / creșterea mugurelui
08 D Hipocotilul cu cotiledoane / lăstărașul crește spre
suprafața solului
P, V Lăstărașul crește spre suprafața solului
09 G Răsărire: coleoptilul st răbate suprafața solului
D, M Cotiledoanele / străbat suprafața solului
(exceptând germinația hipogee)
D, V Lăstărașul / frunza străbate suprafața solului
P La muguri apar vârfurile verzi ale frunzelor

172 Etapa principală de creștere 1
Creșterea frun zelor / lăstarului
10 G Apariția primei frunze adevărate din coleoptil;
D, M Cotiledoane desfășurate/dezvoltate complet
P Apariția primelor frunze separate
11 Apariția primei frunze / perechi adevărate vertical
desfășurate
P Primele frunze desfăș urate
12 2 frunze / perechi de frunze desfășurate sau vârfuri
desfăcute
13 3 frunze / perechi de frunze desfășurate sau vârfuri
desfăcute
1. Etapele continue până la…
19 Nouă sau mai multe frunze / perechi desfășurate
Etapa principală de creșter e 2
Formarea lăstarilor laterali / înfrățirea
2.1 Primul lăstar lateral vizibil
G Primul lăstar de înfrățire vizibil
2.2 2 Al doilea lăstar vizibil
G Al doilea lăstar de înfrățire vizibil
2.3 Al treilea lăstar
G Al treilea lăstar de înfrățire vizibil
2. Etapele continue până la…
2.9 Nouă sau mai mulți lăstari sunt vizibili
G Nouă sau mai mulți frați sunt vizibili, de regulă
sfârșitul înfrățirii

173 Etapa principală de creștere 3
Creșterea în lungime a lăstarilor (rozetei) / împăierea
3.1 10% din lungimea lăstarilor / rozetei realizat
G Primul nod
3.2 20% din lungimea lăstarilor / rozetei realizat
G 2 noduri
3.3 30% din lungimea lăstarilor / rozetei realizat
G 3 noduri
3. Etapele continue până la…
3.9 Lăstarul / rozeta are lungimea / diametrul maxim
G Nouă sau mai multe noduri (stadiul de ligulă)
Etapa principală de creștere 4
Creșterea masei vegetale a plantelor / umflarea tecii ultimei
frunze
4.0 Începutul formării masei vegetative
4.1 G Teaca ultimei frunze (s tindard) se lungește
4.3 30% din masa verde realizată
G Teaca ultimei frunze (stindard) începe să se umfle
4.5 50% din masa verde realizată
G Teaca ultimei frunze (stindard) umflată
4.7 70% din masa verde realizată
G Teaca ultimei frunze se d eschide
4.9 Organele vegetative au realizat creșterea maximă
G Aristele sunt vizibile

174 Etapa principală de creștere 5
Apariția organelor florale / înspicare
5.1 Boboci florali / inflorescența vizibilă
G Începutul înspicării
5.5 Primele flori vi zibile (încă închise)
G 50% din spic vizibil (mijlocul înspicării)
5.9 Primele petale vizibile în cazul speciilor cu petale
G Sfârșitul înspicării
Etapa principală de creștere 6
Înfloritul (lăstarul principal)
6.0 Apariția sporadică a primelor f lori
6.1 Începutul înfloririi: 10% din flori / plante înflorite
(deschise)
6.2 20% din flori / plante înflorite
6.3 30% din flori / plante înflorite
6.4 40% din flori / plante înflorite
6.5 50% din flori / plante înflorite, primele petale cad
/ usucă
6.7 Majoritatea petalelor au căzut / s -au uscat
6.9 Sfârșitul înfloritului (primordiul fructului vizibil)

175 Etapa principală de creștere 7
Formarea fructului
7.1 10% din fructe au ajuns la mărimea finală sau
fructele au ajuns la 10% din dimen siunea finală
G Coacere apoasă (transparentă)
7.2 20% din fructe au ajuns la mărimea finală sau
fructele au ajuns la 20% din dimensiunea finală
7.3 30% din fructe au ajuns la mărimea finală sau
fructele au ajuns la 30% din dimensiunea finală
7.4 40% din fructe au ajuns la mărimea finală sau
fructele au ajuns la 40% din dimensiunea finală
7.5 50% din fructe au ajuns la mărimea finală sau
fructele au ajuns la 50% din dimensiunea finală
G Coacere în lapte
7.6 60% din fructe au ajuns la mărimea finală sau
fructele au ajuns la 60% din dimensiunea finală
7.7 70% din fructe au ajuns la mărimea finală sau
fructele au ajuns la 70% din dimensiunea finală
7.8 80% din fructe au ajuns la mărimea finală sau
fructele au ajuns la 80% din dimensiunea fin ală
7.9 Aproape toate fructele au ajuns la mărimea
specifică a fructului
8.0 Această etapă nu este utilizată, dacă creșterea
principală a fructelor se întâmplă în etapa de
creștere principală 8

176 Etapa principală de creștere 8
Coacerea / maturizarea fr uctului / seminței (culoarea tipică)
8.1 Începutul coacerii sau colorării fructelor
8.5 Continuarea coacerii, apariția culorii seminței /
fructului
G Coacerea în pârgă (ceară)
8.7 Fructele încep să se înmoaie (la speciile cu fructe
cărnoase)
8.9 Coacerea deplină a fructului / seminței; fructele
prezintă culoarea caracteristică, începutul
abscizării fructelor
Etapa principală de creștere 9
Senescență / u scarea / repaus de vegetație
9.1 P Creșterea activă încheiată, frunzele sunt încă verzi
9.3 Începutul de decolorare / cădere a frunzelor
9.5 50% din frunze decolorate / căzute
9.7 Sfârșitul căderii frunzelor, planta moartă sau în
repaus de vegetație
P Repaus de vegetație / dormanță pentru iernare
9.9 Produsul fruct / sămânță ce s e recoltează și se
depozitează (tratamente semințe în vederea
păstrării)

177 8.11 Comparație între diferite scări utilizate pt cereale
Producătorii de input -uri agricole dar mai ales agronomii au nevoie
de scări fenologice (creștere și dezvoltare ) a culturilor ușor de utilizat,
universal acceptate dar mai ales corecte.
Dezvoltarea unei astfel de scări necesită corelarea stadiilor/ etapelor
între scările fenologice utilizate în prezent și corelarea modelelor de evoluție
a culturi lor. Un program de calculator pen tru conversia între diferitele
sisteme le de stadializare /etapizare este un instrument util în dezvoltarea de
noi sisteme de înregistrare cu aplicabilitate extrem de largă.
Astfel încă di n 1994 în cadrul Simpozionul Managementul
Culturilor desfășurat la Se atle cei care formează Tri -Society (Asociatia
Agronomică Americană (ASA), Asociația pentru Cultura Plantelor din
America (CSSA) respectiv Asociația Științelor S olului din America (SSSA)
au discutat despre necesitatea identificării, dezvoltării și implement ării unui
program pentru calculator (SCALES) care să uniformizeze stadiile
diferitelor scări fenologice utilizate de fermierii americani.
Astfel s cara BBCH (BASF -Bayer -Ciba -Geigy -Hoechst) a
reprezentat prototip ul scării universale. Programul de conversie a scărilor
pentru grâu ( Triticum aestivum L.) și pentru porumb ( Zea mays L.) s-a bazat
pe corelațiile raportate în literatura de specialitate. Astfel softul SCALES
poate oferi un instrument deosebit de util de “traducere ” a mai mult or scări
utilizate pe sca ră mondială pentru porumb de exemplu.
Având în vedere aspectele prezentate am considerat mai mult decât
necesară comparația scărilor fenologice pentru cereale utilizate în momentul
actual la nivel mondial. (Tabelul 8.6.)

178 Tabelul 8.6. Corelația între scăril e BBCH (Lancashire și colab., 1991), Zadoks
Chang -Konzak (Zadoks și colab., 1974), Feekes (Large, 1954) și Haun (1973) pentru
cereale mici
Scara
BBCH Scara
Zadoks Scara
Feekes Scara
Hann Descrierea fenofazei
1 2 3 1 2 3
Germinația
0 0 0 0 0 0 0 0 Sămînța uscată
01 . . 01 . . . . Începutul imbibiției
03 . . 03 . . . . Imbibiție completă a
seminței
05 . . 05 . . . . Apariția radicelei din
sămânță
07 . . 07 . . . . Apariția coleoptilului
din cariopse
09 0 0 09 0 0 0.00 0.0 Răsărirea
Creșterea fru nzelor
(a tulpinii
principale)
10 20 0 10 20 0 1.00 0.x Apariția primei
frunze adevărate din
coleoptil
11 20 0 11 20 0 1.00 1.x Apariția primei
frunze vertical
desfășurate
1
N . . 1
N . . . N.x A n frunză
desfășurată (N mai
mic sau egal cu 9
pentru BBCH și
Zadoks)
19 20 0 19 20 0 1.0 N.x 9 sau mai multe
frunze desfășurate (n
frunze desfășurate)

179 Înfrățirea
. 21 0 . 21 0 2.0 N.x Primul lăstar de
înfrățire vizibil
. 22 0 . 22 0 . . Al doilea lăstar de
înfrățire vizibil
. . . . . . . . …
. 29 – . 29 . . . Al nouălea lăstar de
înfrățire vizibil
. 29 0 . 29 0 3.0 N.x Sfârșitul înfrățirii
Creșterea în
lungime a tulpinii
(Împăierea)
. . 30 . . 30 4.0 N.x Alungirea tecii
. . . . . . 5.0 . Pseudo -tulpina erectă
. . 31 . . 31 6.0 . Primul nod vizibil
. . 32 . . 32 7.0 . Al doilea nod vizibil.
Penultima frunză
vizibilă
. . . . . . . . …
. . 36 . . 36 . . Al șaselea nod vizibil
. . 37 . . 37 8.0 (F-1).x Frunza stindard
vizibilă
. . 39 . . 39 9.0 F.0 Ligulele frunzei
stindard vizibile
Creșterea frunzei
stindard
. . 41 . . 41 9.0 F<H<F+1 Teaca ultimei
frunze (stindard) se
lungește
. . 43 . . 43 10.00 F+l ≤ H <
F+1.25 Teaca ultimei
frunze (stindard)

180 începe să se umfle
ușor
. . 45 . . 45 . F+l,25 ≤
H <
F+1.5 Teaca ultimei
frunze (stindard)
este umflată
. . 47 . . 47 . F+l,5 ≤ H
< F+1.75 Teaca ultimei
frunze se deschide
. . 49 . . 49 . F+l,75 ≤
H < F+2 Frunza stindard
deschisă complet.
Aristele devin
vizibile
Înspicare
. . 51 . . 51 10.10 F+2 ≤ H
< F+2.3 Începutul înspicării.
Primele spi culețe
vizibile
. . 53 . . 53 10.20 F+2.3 ≤
H <
F+2.5 30% din spic vizibil
. . 55 . . 55 10.30 F+2.5 ≤
H <
F+2.7 50% din spic vizibil
. . 57 . . 57 10.40 F+2.7 ≤
H < F+3 70% din spic vizibil
Alungirea spicului
(extensia
pedunculului)
. . 59 . . 59 10.50 F+3 ≤ H
< F+4 Sfîrșitul înspicării

181 Anteza (înfloritul)
. . 61 . . 61 10.51 F+4 Începutul înfloririi:
10% din flori
înflorite (deschise)
. . 65 . . 65 10.52 . Milocul antezei.
50% din flori
înflorite
. . 69 . . 69 10.53 . Sfîrșitul înflo ririi
Formarea bobului
/ seminței
. . 71 . . 71 10.54 F+4 Coacere apoasă
(transparentă)
. . 73 . . 73 . . Început coacere în
lapte
. . 75 . . 75 11.10 . Coacere în lapte
. . 77 . . 77 . . Sfîrșitul coacerii în
lapte
Coacerea /
maturarea
seminței
. . 83 . . 83 . . Coacere timpurie
. . 85 . . 85 11.20 . Coacerea în pârgă
(ceară)
. . 87 . . 87 . . Coacere spre
finalizare
. . 89 . . 91 11.30 . Coacerea deplină a
bobului / seminței

182 Senescență /
uscarea
. . 92 . . 92 . . Semințe tari/uscate
. . 93 . . 93 11.40 . Semințe coapte
pentru recoltare, se
deshidreatază ziua
. . 97 . . 94 . . Paiele mor și cad
. . 99 . . 99 . . Produs recoltat

183 CAPITOLUL 9
9 TELEDETECȚIA ÎN AGRI CULTURĂ
9.1 Introducere
Teledetecția (fie la sol, aeronave, drone sau satel iți bazate pe
senzori) este o tehnică de a colecta informații despre o țintă fără a o atinge.
Poate fi împărțit în teledetecție activă și pasivă . Senzorii pasivi
receptează radiațiile care sunt emise sau reflectate de obiecte sau zonele
înconjurătoare, în timp ce senzorii activi utilizează propria sursă de energie
(electromagnetică) pentru a lumina/capta obiectele pe care le observă. Un
senzor activ emite radiații în direcția țintei de cercetat, apoi detectează și
măsoară radiația care este reflectată sau reținută de țintă.
Cu toate acestea, trebuie menționat faptul că pentru interpretarea și
mai ales calibrarea semnalului, în multe cazuri, sunt necesare date le reale de
nivelul solului (de exemplu, biomas a, conținut ul de apă din sol etc. , măsurate
direct p rin metode le convenționale aferente ).
Unele dintre aplicațiile de teledetecție pot include:
• desenarea și întocmirea hărților a regiunilor / lumii;
• cartografiere tematică;
• identificare a substanțelor, structurilor și interrelațiilor regionale;
• recun oaștere a proceselor și a tendințelor;
• monitorizare a evoluțiilor regionale și sezoniere;
• cartografiere agro-forestie ră;
• cartografiere a caracteristicilor solului, evaluarea stării culturilor și
monitorizarea secetei.

184 Apoi, este interesantă informați a parțial geometrică și parțial
radiometrică. În timp ce informațiile geometrice și de cartografiere sunt
furnizate de o fotografie alb -negru sau color, informațiile radiometrice sunt
cuprinse în:
• reflectare spectrală;
• variante de împrăștiere/risipire sau deflecție;
• emisivitate în funcție de materiale și substanțe;
• variații temporale;
• caracteristici structurale / texturale.
Teledetecția satelitară poate utiliza aceste benzi electromagnetice
pentru observații la suprafața terestră, doar în cazul în care atmosfera este
transparentă. Tipul de senzor este alcătuit din două componente în general:
un senzor optic și unul cu microunde. Senzorii optici observă spectrul vizibil
și razele infraroșii (vizibile / aproape de infraroșu, infraroșu termic), iar
senzorii cu microunde recepționează undele care sunt în afara spectrului
vizibil și a razel or infraroșii, observația în acest caz nefiind afectată de
zi/noapte sau de starea vrem ii.
Datele „brute” ale măsurătorilor satelit are trebuie prelucrate pentru
a obți ne informații specifice de pe suprafața Pământului, care sunt pregătite
pentru alte aplicații.
Cele mai relevante variabile care pot fi măsurate pe teren sunt:
radiația solară, albedo -ul global zilnic (fracția radiației solare reflectată
înapoi de suprafaț a Pământului și norilor), indici i de vegetație, LAI,
temperatura suprafeței terenului, umiditatea suprafeței solului, precipitații le,
stocare a apei terestr e, acoperire a cu nori, incendii le și zone le arse, acoperirea

185 cu zăpadă a ambelor emisfere, hărțile de ridicare digital ă a suprafețelor
acoperite de gheață, evoluția ghețar ilor și acoperirea terenului .
O cantitate din ce în ce mai mare de informații spectrale deosebit de
utile a fost furnizată geologilor de la senzori i spațiali sofisticați cu o
capacitate de detectare extrem de crescută. Prin urmare, aceste date sunt o
sursă foarte prețioasă de date geospa țiale, care necesită mai multă explorare,
în special pentru zonele cu măsurări reduse/absen te la nivelul solului.
Deoarece calitatea informațiilor spectr ale depinde de caracteristicile
senzorului, dezvoltarea continuă a acestor senzori este cheia tehnicilor de
teledetecție.
În acest context, noua generație de senzori satelit ari (de exemplu,
MODIS pe platforma TERRA, VEGETARE pe SPOT, SEVIRI pe MSG,
AVHRR – 3 pe EPS / NOAA și recent Sentinel 1 + 2) au adus un nivel
actualizat de informații de teledetecție comunității de utilizatori. Datorită
eșantionării spațiale , temporale, spectrale și unghiulare îmbunătățite a
câmpurilor radiative care descriu situația de pe suprafața Pământ ului,
aplicațiile devin tot mai bune și mai dorite de specialiști.
Rezoluția temporală și acoperirea globală oferite de noii
sateliți/instrumente, împreună cu eșantionarea extinsă atât în domeniile
spectrale cât și în cele unghiulare, a u deschis calea pentru o gamă largă de
aplicații noi, în special în domeniul proceselor de suprafață a terenului și a
interacțiunii sol – atmosfer ă.
De exemplu, mai mulți indici de vegetație, cum ar fi VCI, VHI și
TCI, sunt folosiți singuri sau în combinaț ie pentru a detecta condițiile de
secetă din agricultură (Tab. 9.1)

186 Tabelul 9.1. Variabilele meteorologice ș i biofizice examinate de sateliți
Variabile climatice (exemple) Variabile biofizice (exemple)
Temperatura suprafeței NDVI (vezi mai jos)
Precipi tații SAVI (Indici de vegetație ajustat
la sol)
Acoperirea cu zăpadă LAI (Indicele Suprafeței Foliare)
Radiația solară VCI (Indicele Condițiilor de
Vegetație)
Albedo VHI (Indicele de Sănătate a
Vegetației)
Acoperirea cu nori și alte
elemente similare TCI (Indicele de Condiții de
Temperatură)
Radar de date sintetice (SAR)
(precipitații, umiditatea solului,
zăpadă) EVI (Indice de Vegetație
Îmbunătățit)
Umiditatea solului
Acoperirea cu vegetație
Stabilitatea aerului Acoperirea terenului
Detectarea furtu nii Evapotranspirație
Conținut de ozon Gradele zilei
Aisberguri, vânt pe mare Zone arse

Mai mult, măsurătorile prin satelit sunt disponibile de la mai multe
sisteme de observare, apoi un pas logic este combinarea celor mai bune
caracteristici din fiec are abordare într -o singură estimare. Produsele de acest
tip sunt adesea numite multi -senzor, amestecate/fuzionate cu mai multe
surse.

187 9.2 Teledetecția fenologică și dinamica vegetației
Cele mai multe avantaje și beneficii ale utilizării datelor din satelit
sunt că acoperă porțiuni mari de teren în mod continuu. Prin urmare, seriile
de date obținute de la distanță sunt o sursă importantă de informații pentru
înțelegerea dinamicii acoperirii terestre.
Dinamica vegetației poate fi definită pe mai multe perioade de timp.
Pe termen scurt, comunitățile de plante au modific ări sezonier e ale fazelor
fenologice care, de obicei, urmează cicluri le anuale.
Între ani, markerii fenologici (de exemplu, debutul înfrunzirii , durata
perioadei de vegetație ) pot răspunde diferit ; aceste schimbări sunt afectate de
fluctuațiile climati ce pe termen scurt (temperatura, precipitațiile) și /sau
factorul antropic (de exemplu, extragerea apelor subterane, urbanizarea)
(Elmore și colab., 2000).
Pentru o perioadă mai lungă de timp, schimba rea anuală a
începutului fazelor fenologice poate fi rezultatul schimbărilor climatice și al
perturbațiilor antropice la scară largă.
Diferențierea modelelor fenologice anuale, inter -anuale și pe termen
lung sunt o componentă importantă a monitorizării și modelării
ecosistemelor globale și poate duce la o mai bună înțelegere a modului în
care și mai ales de ce se schimbă acoperirea terenului cu vegetație în timp.
Cea mai comună măsură și totodată cea mai utilizată derivată
biofizică din satelit rămâne înverzirea fotosintetic ă a terenuri lor acoperite de
vegetație, aceasta fiind utilizat ă și pentru a determina fazele fenologice cu
ajutorul indicel ui de vegetație cu diferență normalizată (NDVI) .

188 De exemplu, Leeuwen și colab., 2006; Peters și colab., 2002 , descriu
detaliat modul de calcul acest indice.

Figura 9.1: Schema de detectare a NDVI (schematică, bazată
pe:
https://earthobservatory.nasa.gov/Features /MeasuringVegetation/measuring_vegeta
tion_2.php

Indicele de vegetație cu diferențe normalizate NDVI este un indice
de „înverzire” a plantei, care este definit ca raportul dintre diferența dintre

189 reflectările radiațiilor aproape infraroșu și roșu față de suma lor (Fig. 14.1)
și se scrie ca:

NDVI = (aproape infraroșu – roșu)/(aproape infraroșu + roșu)

Indicele NDVI se numește normalizat, deoarece este împărțit la
suma radiațiilor și, astfel, se normalizează oarecum pentru diferențele de
iradieri spectra le solare.
Calculele NDVI pentru un pixel dat arată un număr care variază de
la minus unu ( -1) la plus unu (+1). Uneori, valorile negative sunt întâlnite
când reflectanța roșie este mai mare decât radiația aproape infraroșii, ca în
cazul anumitor tipuri de soluri uscate.
Valoarea NDVI este determinată în principal de diferența dintre
răspunsul radiațiilor aproape infraroșu (NR) – care crește odată cu creșterea
vegetației pe sol – și răspunsul radiațiilor roșii (R) – care scade odată cu
scăderea (dispariție i) vegetației.
Măsurătorile efectuate în teren au stabilit că există o relație între
biomasa verde și NDVI până la o anumită valoare a acoperirii de biomasă,
peste care NDVI rămâne constant acesta fiind nivelul de saturație. (Figura.
9.2.).
Indicii de vege tație cu diferențe normalizate (NDVI) la scară
globală au fost măsurați și colectați încă de la începutul anilor 1980 de
către sateliții Advanced Very High Resolution Radiometer (AVHRR).
Cu toate acestea, potențialul maxim al seriilor de timp NDVI pe
terme n lung este adesea alimentat cu de date de slabă calitate cauzate

190 de problemele de instrumente/senzori, schimbări în unghiul
senzorului, unghiul Soarelui, atmosferă (de exemplu, nori și ceață) dar
și de condițiile de la sol (de exemplu, acoperire de zăpadă ) sau
îmbătrânirea detectoarelor de satelit. Aceste probleme tind să creeze
abandonuri de date (valori anormale scăzute ale NDVI din seriile de
timp) sau lacune de date care fac markerii fenologici dificil de
identificat (Reed și colab., 1994).

Figura 9.2. Curba de dezvoltare a NDVI pentru sistemul de recoltare grâu -orez în
Punjab (India) (date GVI)
(Lalic, 2018 ).

La scară largă, este extrem de dificil să obținem observații
fenologice constante de pe de terenurile acoperirile cu vegetație care
reprezi ntă activitatea ecosistemului și nu fenologia la nivel de specie. Pentru
a depăși această dificultate, numeroase studii au utilizat datele de frecvență
înaltă de acoperire a biosferei terestre furnizate de către Administrația

191 Națională Oceanică și Atmosfer ică (NOAA) și Radiometru l Avansat de
Rezoluție Înaltă (AVHRR) pentru a cuantifica fenologia vegetației
ecosistemului.
Indicele de vegetație cu diferență normalizată ( NDVI ) a fost legat de
mai mulți parametri biofizici /fiziologici incluzând densitatea cloro filei,
procentul de acoperire al coronamentulu i, absorbția radiațiil or fotosintetic
active, indicele suprafeței foliare și productivitatea (de exemplu, Kogan și
colab., 2003). La începutul istoriei cercetărilor de fenologie satelitară, s-a
utilizat NDVI pe ntru a evalua calitativ dinamica fenologică globală a
numeroaselor tipuri de acoperir e funciare. S-a demonstrat că NDVI
corespunde sezonalității cunoscute în zona continentală a Statel or Unite.
Sateliții au fost ulterior folosiți ca indicator al modificări lor acoperirii
terenurilor din America de Sud și pentru a detecta dinamica fenologică.
Cantitativ, au fost utilizate o varietate de metode pentru a identifica datele de
debut și compensare din datele satelitului. Senzorii vizibili și a radiațiilor
aproape infraroș u (NR) sunt utilizați cel mai frecvent pentru a determina și
monitoriza starea reală a vegetați ei.
Cele mai multe avantaje și beneficii ale utilizării sateliților sunt că
aceștia pot acoperi la nivel aproape -global suprafața Pământului și atmosfer a
și că sunt echipați cu senzori de diferite tipuri. De asemenea, observațiile lor
sunt pe perioade de termen lung, cu măsurători frecvente. O altă soluție, care
în prezent este în curs de dezvoltare, este utilizarea de senzori cu microunde.
Mai jos sunt p rezentate cele mai utilizate serii de date.
Senzorii satelitari utilizați pentru studiile fenologice:
• AVHRR . 1981 – prezent; (8 km rezoluție) acoperire globală, iar din
1989 – prezent rezoluția este de 1 km);

192 • SPOT Vegetation . 1998 – prezent; 1 km rezo luție;
• MODIS . 2000 – prezent; rezoluție 250 m, 500 m, 1 km;
• TM / ETM Landsat . 1984 –2003 16 zile, rezoluție 10 –30 m;
• SMMR . Date din 1978 –1987 și date SSM/I din 1987 până în 2005;
• SENTINEL. Produse le 1 și 2 (din 2015), de înaltă rezoluție (mai
mare d e 10 m).
Au fost realizate numeroase studii pentru detectarea și estimarea
analogică a fenologiei vegetației la nivel continental sau chiar regional.
Acestea studii au inclu s:
• data începerii sezon ului de creștere (SGS);
• data sfârșitului sezon ului de creștere (EGS);
• durata sezon ului de creștere /perioadei de vegetație (LGS).
Analiza variabilității temporale a indicilor de vegetație permite
determinarea valorilor utilizate pentru a caracteriza ciclul fenologic și
componentele individuale ale acestuia.
Cei mai frecvent folosiți indici prelua ți din curbele temporale ale
NDVI sunt enumerate în Tab. 9.2. Sunt prezentate de asemenea și
semnificațiile lor biologic e și limitările recunoscute .

193 Tabelul 9.2. Indici preluați din variația temporală a NDVI și relaț ia acestora cu ciclul
de vegetație
(Pettorelli și colab., 2005).
Index Tip de
măsură Definiție Semnificație
biologică Comentarii
NDVI
Integrat Productivitate
și biomasă
per ansamblu Suma valorilor
NDVI pozitive
peste o
perioadă dată Producția
anuală a
vegetației Nu este
relevant atunci
când resursa
calitate este cel
puțin la fel de
important ă ca
resursa
cantitate (de
ex. Furajele
foarte selective
Maximul
anual
NDVI Productivitate
și biomasă
per ansamblu Valoarea
maximă a
NVDI peste an Producția
anuală a
vegetației Sensibil la
falsuri maxime
și zgomote de
corecție
Interval ul
relativ
anual al
NDVI Variabilitatea
interanuală a
productivității Valoarea
maximă NDVI
– Valoarea
minimă a
NDVI) /
INDVI Permite
comparații
inter-anuale
ale biomasei
vegetației Sensibilitatea
definirii
intervalului la
valori
superioare în
ambele direcții
Rata de
creștere /
scădere a
NDVI Fenologie Panta dintre
cele două
valori NDVI la
două date
definite; panta
curbelor
logistice la
seria de timp
NDVI Faza de
înverzire
(primăvara)
sau
senescența
(căderea
frunzelor) Sensibil la
falsuri maxime
și zgomote de
corecție

194 Data
începerii
sau
sfârșitului
sezonului
de
creștere Fenologie Datele estimate
din modelele
de prag sau din
procedurile
medii în
mișcare Începerea
înverzirii Precizia est e
legată de scara
temporală a
seriilor de timp
considerate (cu
problema că o
rezoluție
temporală mai
mare duce la
date mai
eronate)
Durata
sezonului
„verde” Fenologie Număr de zile
în care NDVI =
0; numărul de
zile între data
estimată a
creșterii
ecologic e și
sfârșitul
sezonului de
creștere În mediile
sezoniere,
numărul de
zile în care
nutrienții sunt
disponibili Sensibil la
falsuri maxime
și zgomote de
corecție
Crono –
metrarea
maximă
anuală a
NDVI
Fenologie Data la care
valoarea
maximă a
NDVI apare
într-un an Momentul
disponibilității
maxime a
vegetației Sensibil la
falsuri maxime
și zgomote de
corecție

9.3 Alți indici de vegetație
NDVI este un indice de vegetație care și -a demonstrat utilitatea în
multe studii ecologice și agronomice. Prin urmare, în unele situații, alți indici
de vegetație ar putea fi mai adecvați.

195 Relația dintre NDVI și vegetație poate fi părtinitoare în zonele cu o
vegetație slabă (de exemplu, aridă către zonele semi -aride din Australia) și
coronamente dense (de exemplu, pădurea amazoni ană).
În zonele cu o vegetație slabă, cu un indice de suprafață foliară (LAI)
mai mic de 3, NDVI este influențat în principal de reflectanța solului, în timp
ce în zonele cu vegetație luxuriantă (adică LAI mai mare decât 6), relația
dintre NDVI și NIR dev ine saturată (Asrar și colab., 1984; Xie și colab.,
2008).
Prin urmare, în zonele cu vegetație redusă, indicele de vegetație
ajustat al solului (SAVI Soil–Adjusted Vegetation Index ) este recomandat în
locul NDVI. Cu toate acestea, SAVI necesită o calibrare locală, deoarece este
dificil de prezis cum se manifestă efectele solului în zone mari cu soluri
agregate și vegetație diferită de multe tipuri, fiecare necesit ând în principiu
o calibrare separată.
Un alt indice care a apărut cu MODIS este Enhanced Veget ation
Index (EVI) (Huete și colab., 2002). Acest indice oferă informații
complementare despre variațiile spațiale și temporale ale vegetației,
reducând în același timp multe dintre problemele de eroare prezente în
NDVI, cum ar fi cele asociate cu fo rma de coronament și influențele
reziduale ale aerosolului.
În timp ce NDVI este sensibil la conținutul de clorofilă și răspunde
în mare parte la variațiile RED, EVI este mai sensibil la NIR și la variațiile
structurale ale frunzișului , inclusiv LAI, tip ul foliajului și arhitectură. Astfel,
acest indice este destinat să profite din plin de noile capabilități de măsurare
de ultimă generație ale MODIS și ale altor senzori sofisticați.

196 În plus, EVI nu se “saturează ” la fel de ușor ca NDVI atunci când
„vizionează ” pădurile ecuatoriale sau alte zone ale Pământului cu întinderi
mari de vegetație luxuriantă . Totuși, EVI a fost dezvoltat pe date MODIS,
astfel încât datele sunt disponibile numai începând cu anul 2000.
Indici disponibili pe baza de MODIS legați de ciclul f enologic sunt
enumerați în tab. 9.3.
Tabelul 9.3. Produse de date MODIS utile în studii le fenologice.
Produs
MODIS Rezoluție
spațială Descriere
MOD09GQK 250 m Calculator zilnic de reflectare a suprafeței
din benzile MODIS 1 (620 –670 nm) și 2
(841–876 nm)
MOD13Q1
NDVI 250 m Indicele de vegetație cu diferență
normalizată (NDVI) calculat din
MOD09GQK și compus din date pe16 zile
MOD13Q1
EVI 250 m Indicele de vegetație îmbunătățit (EVI)
calculat din MOD09GQK și compus din 16
zile de date.
MOD15A2
LAI 1000 m Indicele ariei frunzei (LAI, pe o parte)
calculat din reflecția suprafeței de 1 km și
definirea acoperirii terenului folosind
metode de transfer radiativ sau empirice (de
rezervă), compozite de 8 zile.
MOD15A2
FPAR 1000 m Fracția de radiații fotosintetic e active
(FPAR) absorbită de vegetația calculată de la
o reflecție de suprafață de 1 km și definirea
acoperirii terenului, folosind metode de
transfer radiativ sau metode empirice (de
rezervă), compozite de 8 zile.
MOD43B4 1000 m Reflectanță ajustată NDR BRDF compusă
din date pe16 zile

197 Seturile de date NDVI sunt, în general, surse de date bine
documentate, controlate, de calitate, care au fost prelucrate în prealabil
pentru a reduce multe dintre problemele menționate.
Cu toate acestea, unele erori sunt î ncă prezente în seturile de date
descărcabile, ceea ce înseamnă că în seriile de date pe o perioadă mai mare
de timp erorile din NDVI trebuie corectate înainte de a fi utilizate. O astfel
de eroare se datorează în principal acoperirii cerului cu nori, apei , zăpezii sau
umbrelor, surse de erori care tind să scadă acuratețea valorilor NDVI.
Utilizarea datelor satelitare în analiza fenologiei, beneficiile și
limitările acestora pot fi rezumate după cum urmează:
• variabilitate sezonieră și interanuală;
• monit orizare globală, 25+ ani;
• impactul integrat spațial al schimbărilor climatice;
• lacune în tulburările atmosferice;
• diagnostic: nu există informații despre viitor.
Un exemplu de observare a fenologiei culturilor sau a
managementului agricol este prez entat în Fig. 9.3., unde se observă zone de
culturi recoltate și / sau soluri goale din sud -estul Europei (Ungaria), folosind
NDVI.
Monitorizarea bazată pe NDVI este folosită în zilele noastre, de
exemplu, de către FAO și alte organizații pentru a prezice eșecurile
randamentului în întreaga lume și pentru a oferi avertizare timpurie pentru
crize de foame.

198
Figura 9.3. Harta NDVI corectată atmosferic a Ungariei. Imagine compusă de 10 zile
NOAA / AVHRR din
1-10 septembrie 1997 (Nejedlik și Orlandini, 2008) .

9.3.1 Sateliți cu microunde pentru estimarea umidității
solului
Alte informații importante și complementare pentru această aplicație
sunt furnizate de monitorizarea bazată pe sateliți a umidității solului de către
sateliții radar (folosind senzori cu micround e). În ultimele două decenii,
teledetecția cu microunde a realizat misiuni de succes pentru estimarea
proprietăților dielectrice ale solului bazate pe emisivitatea suprafeței terestre,
ceea ce duce la estimarea umidității solului. Mai multe produse de umid itate

199 a solului prin satelit sunt disponibile de la senzori cu microunde, optici și
termici (Brocca și colab. 2017).
În intervalul radiațiilor cu microunde, frecvențele joase (benzile X,
C și L) au fost utilizate în mod obișnuit pentru a detecta conținutul de
umiditate al suprafeței fără sau cu vegeta ție. Senzorii de bandă C și X (de
exemplu, AMSR – E, ASCAT, RADARSAT, WindSAT) de pe diferiți
sateliți au demonstrat o reală oportunitate pentru prelevarea datelor cu
estimările globale ale conținutului de apă de suprafață.
Cu toate acestea, rezoluția spațială a produselor disponibile prin
satelit disponibile în prezent este încă grosieră (25 km) atunci când este
aplicată în bazinele și regiunile locale și prezintă limite pentru aplicațiile
practice în agricult ură. De asemenea, trebuie avut în vedere faptul că
înregistrarea datelor de umiditate a solului detectate de la distanță oferă
informații doar pentru o adâncime de doar câțiva centimetri sub suprafață.
Deși mai multe incertitudini cu privire la preluarea d atelor, validarea
și interpretarea specifică a climei persistă, detectarea la distanță cu
microunde a umidității solului s -a îmbunătățit în ultimii ani (Mohanty et al.,
2017). Deși în trecut, apa disponibilă plantelor a fost estimată exclusiv prin
măsurăto ri in-situ sau simulări de model, în ultimii ani, teledetecția a jucat
un rol din ce în ce mai important în achiziția informațiilor spațiale privind
condițiile de suprafață ale solului (Wagner et al., 2013).
Datele obținute prin satelit și radar sunt aplic ate agriculturii în mai
multe moduri:
• gestionarea apei (planificarea irigațiilor), prin includerea stării de
umiditate a solului, detectată de la distanță, ca o condiție de delimitare a

200 hidrologiei solului și a modelelor de creștere a culturilor pe diver se scări
spațio -temporale (de exemplu, Thaler și colab., 2018);
• prognoza meteo și climă, prin asimilarea umidității solului la nivel
regional și global, în modelele meteorologice și climatice numerice;
• estimarea echilibrului apei terestre (evapotranspi rație, completarea
apelor subterane, scurgere a de suprafață) prin conectarea fluxurilor la
conținutul de apă la suprafața și zona rădăcin ilor, ceea ce duce la
îmbunătățirea prognozei secetei sau a inundațiilor și
• senzorii radar pot oferi o imagine de ans amblu exactă a suprafeței
cultivate, în același timp distingând tipurile de cultură și determinând
sănătatea și maturitatea acestora.
Mai multe exemple și informații privind monitorizarea umidității
solului pe bază de microunde și hărți globale reale ale u midității solului pot
fi găsite la: http://rs.geo.tuwien.ac.at/data –viewers/

9.3.2 Exemple de aplicar e a teledetecției în agricultura
practică
Utilizarea datelor de teledetecție este în continuă creștere pentru
aplicațiile agricole. Datele sunt colectate fie de sateliți, fie de drone sau chiar
tractoare echipate cu senzori, care sunt folosi te din ce în ce mai mult pentru
tehnici de cultivare de precizie. În continuare sunt prezentate d oar câteva
exemple d e astfel de aplicații din multitudinea de posibilități oferite .
Aplicații le bazate pe satelit. Senzorii din satelit asigură acoperirea
suprafețelor vaste și sunt utile în mod special pentru monitorizarea utilizării
și cartografierii terenurilor agricole, a mărimilor solelor și a stadiului

201 culturilor, pentru calcularea pierderilor cauzate de evenimentele meteo
severe și pentru efectuarea evaluărilor de randament.
În Europa, de exemplu, fermierii raportează utilizarea efectivă a
terenurilor pentru a primi su bvenții. Utilizarea terenurilor este controlată prin
satelit, iar fermierii au acces web pe fotografii aeriene de înaltă rezoluție sau
imagini prin satelit din zona și câmpurile lor agricole.
Datele NDVI sunt utilizate pentru sistemul european de prognoză a
producției culturilor agricole – Europa MARS (Monitoring Agricultural
Resources System https://ec.europa.eu/jrc/en/mars ), in combinație cu
modelarea fenologică a culturilor și date le statistice.
Datele p rin satelit precum NDVI sunt, de asemenea, utilizate pentru
sistemele de monitorizare a secetei agricole, pentru observarea fenologiei
vegetației sau a culturilor (Fig. 9.3. harta NVDI Ungaria ) dar și pentru
măsurarea temperaturii suprafeței solului.
Una d intre cele mai importante evoluții ale agriculturii din ultimii
ani a fost dezvoltarea agriculturii inteligente. Acest nou concept î nglobează
observarea, măsurarea și răspunsul la variabilitatea terenului și a culturilor,
cu scopul de a optimiza randamentu l producțiilor păstrând resursele.
Combinarea sistemelor spațiale și a resurselor terestre pentru
agricultură inteligentă are un potențial ridicat pentru aspecte precum
optimizarea randamentului culturilor, gestionarea irigațiilor și respectarea
reglement ărilor ( https://business.esa.int/projects/showcases/smart –
farming -satellites ). Astfel de exemplu, disponibilitatea datelor cu rezoluție
spațială ridicată permite ca aplica țiile din câmp, cum ar fi programarea

202 irigării culturilor (bazate pe datele MODIS și Sentinel 2) să fie efectuate
operațional (Vuolo și colab., 2015).
Cu toate acestea, multe alte potențiale aplicații pentru agricultura
practică sunt limitate în mare parte de rezoluția spațială sau temporală a
datelor de teledetecție prin satelit și de incapacitatea de a prezice direct
evoluțiile pentru luarea efectiv ă a deciziilor în gestionarea culturilor la
nivelul fermei.
Noii senzori de înaltă rezoluție (cum ar fi cei din sateliții
SENTINEL) sau metodele (de exemplu, Haboudane și colab., 2004) pot
depăși parțial aceste limitări, dar există probleme în ceea ce privește
gestionarea și stocarea eficientă a datelor prelevate , preluarea și prelucrarea
întârziată a datelor ș i costurile pentru aceste produse și servicii personalizate.
Astăzi, există multe aplicații agricole care ajută în luarea deciziilor
în timp real, d ar acestea se bazează tot mai mult pe tehnologii agricole
precise, care furnizează date în timp real și sun t foarte flexibile în schimbarea
zonei țintă.
Aplicații pentru agricultur a de preci zie. Senzorii de la nivelul
solului sunt fie de mână, montați pe tractoare și combine, sau fixați în câmp.
Utilizările obișnuite ale acestor senzori includ evaluarea nivelul ui de
nutrienți pentru o aplicare mai specifică a substanțelor chimice și de nutrienți
și măsurarea condițiilor meteorologice sau a umidității solului.
Fermierii găsesc foarte utile informații le legate de spectrul vizibil,
deoarece culoarea poate fi utili zată pentru a măsura nivelurile de clorofilă ale
unei plante și pentru a oferi o perspectivă asupra stării de sănătate și creștere
a unei plante. Senzorii simpli de roșu -verde -albastru pot furniza informații
despre culoare, dar sunt disponibili senzori mai sofisticați care analizează

203 benzile spectrale aproape în totalitate, inclusiv pe cele de undă scurtă
(inclusiv infraroș ii) (https://agfundernews.com/remote –sensing –
powers –precision –agriculture.html ).

Aplicațiile convenționale se bazează pe porțiunile vizibile și
aproape infraroșu ale spectrului. Lungimile de undă ale spectrului
electromagnetic sunt utilizate din ce în ce mai mult de la ultraviolete până la
microunde, permițând astfel utilizarea unor aplicații avansate, cum ar fi de
exemplu detectarea și analizarea spectrului luminii ( LIght Detection And
Ranging LIDAR), spectroscopi a fluorescentă și spectroscopie termică.
De asemenea, a scăzut lățimea de bandă spectra lă, ceea ce permite
senzorilor hiperspectrali o analiză amănunțită de la distanță analiza a
compușilor specifici , interacțiunilor moleculare, stresului culturilor și
caracteristicilor biofizice sau biochimice ale culturii. Achiziția acestor date
se face simultan în sute de benzi spectrale , iar o varietate de indici spectrali
sunt disponibili acum și pentru diverse aplicații ale agricultur ii de precizie
(Mulla, 2013).
Cu toate acestea, cu cât este mai sofisticat senzorul, cu atât costul
este mai mare. Fermie rii trebuie să decidă dacă creșterea randament ului
culturilor justifică investițiile făcute pentru achiziția diferitelor platforme de
detectare.
Tehnologiile de detectare evoluează extrem de rapid. Dronele
agricole de exemplu sunt sisteme de înaltă tehnol ogie care pot face lucruri
pe care un fermier nu are cum să le facă : efectuează scanări de sănătate și
umiditate a solului, monitorizează sănătatea culturilor, aplică îngrășăminte

204 sau insecto -fungicide și chiar urmărește vremea și estimează randamentele
de producție . După colectarea și analizarea datelor, aceste sisteme oferă
informații pentru o acțiune promptă. Pe scurt, drona poate mecaniza fiecare
etapă a agriculturii, eliminând costurile erorilor umane și permițând
fermierilor să reacționeze rapid la potențialele amenințări (cum ar fi
condițiile de secetă sau atacul de boli sau dăunători). Concluzionând, putem
afirma că d ronele ajută fermierii să -și maximizeze veniturile și randamentul
investițiilor lor ( http://www.businessinsider.de/commercial -drone –
uses-agriculture -business –military -2017 –8?r=US&IR=T ).
În unele state, d ronele încep să fie folosite și pentru aplicarea
nutrienților și a pesti cidelor pe plante, în loc să fie folos iți muncitori sau pe
tractoare. Pulverizarea aeriană este mult mai rapidă și mai ieftină decât
utilizarea metodelor tradiționale, cum ar fi tractoarele cu echipamentele
aferente . Dronele care administrează pulberi/praf peste cultur ile agricole
funcționează în Japonia de peste două decenii și încep în sfârșit să își facă
apariția în agricultura de precizie la nivel mondial
(http://www.droneomega.com/drones –in–agriculture/ ).
În prezent, cei mai utilizați senzori imagistici montați pe drone
pentru diferitele aplicații practice sunt:
• RGB (roșu, albastru verde): pentru numărarea plantelor, modelarea
pantei/ cotei și inspecția vizuală; ele pot detecta de asemen ea suprafața și
procentul daunelor produse recolte i de la dăunători, grindină, îngheț etc .;
• NIR (aproape infraroșu): pentru gestionarea apei, analiza eroziunii,
numărarea plantelor, analiza umidității solului și sănătatea culturilor;

205 • RE ( roșu margina l): pentru numărarea plantelor, gestionarea apei
(detectarea stării de stres provocată de apă) și sănătatea culturilor (de
exemplu aprovizionarea cu azot);
• infraroșu termic: pentru planificarea irigațiilor, fiziologia plantelor
și prognoza producției ; furnizează indici de stres ai cultur ii de înaltă rezoluție
etc.

9.4 Detectarea impactului schimbărilor climatice
9.4.1 Considerații generale
Observarea fazelor fenologice este probabil cea mai simplă
modalitate de a urmări schimbările ecologiei speciilor ca răspuns la
schimbările climatice.
Alte răspunsuri posibile, cum ar fi distribuția modificată a speciilor,
dimensiunea populației sau a compoziției comunității, ar fi mult mai scumpe
și mai dificil de detectat (Walther și colab., 2002).
Astfel, în ultimii ani, feno logia a devenit din ce în ce mai importantă
devenind un bio -indicator pentru schimbarea globală. Fenologia pare a fi un
indicator climatic ideal la nivel regional, național și internațional, deoarece
este ușor de înțeles de publicul larg, permite studiul s chimbărilor la o scară
mai mică, crește conștientizarea problemelor legate de schimbările climatice,
implică publicul în dezbaterea schimbărilor climatice și reconectează
oamenii cu lumea lor naturală (Sparks și Smithers 2002). Cu toate acestea,
comunitate a științifică salută, de asemenea, fenologia ca instrument pentru
cercetarea schimbărilor globale.

206 Printre altele, lungimea perioadei de vegetație și fazele fenologice
sunt propuse de Agenția Europeană de Mediu ca indicatori globali ai
schimbării.
Recenzi i recente despre modificările fenologice observate, de
exemplu Menzel și Estrella (2001), Walther și colab. (2002), Menzel (2002),
Sparks și Menzel (2002) și Root și colab. (2003) rezumă diverse indicații ale
schimbărilor în fenologia plantelor și animalel or care au fost raportate pentru
zonele boreale și temperate ale emisferei nordice. Abordarea de față însă, se
va limita strict la modifi cările fenologice ale plantelor .
9.4.2 Observațiile fenologice – amprenta digitală
Imaginea modificărilor fenologice observat e este consistentă: în
ultimele trei -cinci decenii, fazele fenologice de primăvară, cum ar fi
apariția/desfășurarea frunzelor și înflorirea, au avansat cu 0,12 până la 0,31
zile pe an în Europa și 0,08 până la 0,38 zile pe an în America de Nord. Există
mai puține date despre fazele de toamnă (în principal în Europa), iar toamna
este întârziată cu 0,03 la 0,26 zile pe an în Europa.
Pentru a compara corect rezultatele raportate recent, trebui e să
distingem între studiile care analizează o singură fenofază înt r-un singur loc,
mai multe fenofaze pe sezon într -un singur loc, o fenofază într -o rețea de
observație și mai multe fenofaze pe sezon într -o rețea. Toate înregistrările
însă sunt date ca o tendință medie a fenofazei / locului / rețelei în zile / an.
Progre sele medii ale primăverii în rețeaua Grădinilor Fenologice
Internaționale din Europa sunt de -0,20 zile / an (1959 -1993, Menzel și
Fabian 1999), -0,21 zile / an (1959 -1996, Menzel 2000) și -0,27 zile / an
(1969 -1998, Chmielewski și Rötzer 2001). Un avans d e -0,19 zile / an (1951 –

207 1998) este dat de Defila și Clot (2001) pentru rețeaua fenologică elvețiană, –
0,12 zile / an (1951 -1996) și -0,16 zile / an (1951 -2000) de Menzel și colab.
(2001) și Menzel (2003) pentru rețeaua fenologică germană. Înflorirea
liliac ului și a caprifoiului din vestul SUA (1957 / 1968 -1994, Cayan și colab.,
2001) a avansat până la -0.15 și -0.35 zile / an.
Înregistrările fenologice provenite dintr-o rețea cu mai multe locații
permit evaluarea reprezentativității spațiale a modificărilor . Aceste date arată
dovezi clare ale variabilității spațiale cu diferențe fie între locații, fie pe hărți
(Walkovszky , 1998; Schwartz și Reiter 2000; Menzel și Estrella 2001;
Menzel și colab., 2001) sau prin descrieri statistice.
În general, apar și tendi nțe pozitive care indică un debut întârziat al
primăverii, însă într -un număr clar mai mic. Doar o treime din stații le
fenologice au tendințe semnificative statistic. Astfel, analizele datelor din
rețele dezvăluie clar răspunsuri fenologice, deși acestea s unt uneori
neomogene datorită condițiilor locale de microclimat, variației naturale,
diferențelor genetice (nu pentru IPG sau alți factori non -climatici).
Pe scară continentală, diferențele geografice sunt evidente cu
întârziere mai degrabă decât la începu tul fazelor de primăvară , predominante
în sud -estul Europei (Menzel și Fabian 1999), avansuri în primăvara în
Europa de Vest și Centrală, comparativ cu întârzierile din Europa de Est
(Ahas et al. 2002), și diferențe notabile între statele din SUA (Schwartz și
Reiter 2000). Variabilitatea în interiorul țărilor nu este o regresie simplă pe
latitudine sau longitudine (Germania, Menzel și colab., 2001), iar diferențele
observate între regiunile din Elveția se pot datora și gradienților altitudinali
clari ai mod ificărilor (Defila și Clot 2001).

208 Multe studii care analizează datele /înregistrările fenologice cu mai
multe faze într -un anumit loc dezvăluie, de asemenea, progrese clare ale
evenimentelor de primăvară din ultimele decenii, deși cu diferențe între
specii. Din seria datelor a timpului de înflorire pentru 36 de specii de plante
din sudul Wisconsin (1936 -1998, incluzând un decalaj de 29 de ani, Bradley
și colab. 1999), 10 prezintă progrese semnificative, 10 tendințe
nesemnificative (opt mai devreme, două mai târziu) și 16 nu există tendințe,
în toate seriile timpurilor fenologice (inclusiv sosirea păsărilor) observate în
medie -0,12 zile / an mai devreme. În zona Washington, DC, tendința
primelor perioade de înflorire pe an arată un avans semnificativ de -0,08 zile
/ an, la 100 de angiosperme (89 au tendințe negative, 76 semnificative, 1970 –
1999, Abu-Asab și colab. 2001 ).
Înflorirea a 385 de specii în sud -centrul Angliei (1954 -2000, Fitter
și Fitter 2002 ) este în medie cu 4,5 zile mai devreme în anii 90 decât în
ultimele patru decenii, cu 16% din specii semnificative mai devreme și doar
3% semnificative mai târziu.
Peñuelas et al., (2002) raporte ază de asemenea, statistici similare.
pentru NE Spania, 1952 -2000, cu un avans mediu de înflorire de -0,12 zile /
an și desfășurarea frunzelor de -0,33 zile / an.
Alte studii dintr -o singură locație cu mai puține faze (Ahas 1999;
Beaubien și Freeland 2000; Jaagus și Ahas 2000; Sparks și Manning 2000)
raportează, avansarea fazelor de primăvară. Mai mult, există locuri d e studiu
în care niciuna dintre seriile de timp nu prezintă tendințe semnificative
(plesnirea /explozia mugurilor, înflorire și fructificarea la vița de vie în zona
Bordeaux (Jones și Davis 2000); desfășurarea frunzelor de mesteacăn de

209 munte și înflorirea c ăpșunului și murei în Peninsula Kola , Rusia (Kozlov și
Berlina 2002).
Tot mai multe studii raportează diferențele de timp cu cele mai mari
avansuri la începutul primăverii și progrese notabile ale fenofazelor
succesive (de exemplu, Bradley și colab. 1999; Defila și Clot 2001; Menzel
și colab., 2001). Sparks and Smithers (2002) sugerează schimbări mai
ridicate de temperatură în sezonul timpuriu drept motivul acestei diferențieri
sezoniere. Cu toate acestea, Peñuelas et al. (2002) nu au găsit diferențe de
sezon pe site -ul lor de studiu în NE Spaniei (regiunea mediteraneană).
În ciuda acestei variații sezoniere, reacțiile mari inter -specifice ale
plantelor sunt raportate, de Menzel și Fabian (1999), Abu -Asab și colab.
(2001), Defila și Clot (2001), Menzel și c olab. (2001), Fitter and Fitter
(2002), Kozlov și Berlina (2002) și Peñuelas et al. (2002). Fitter and Fitter
(2002) care notează că speciile anuale sunt mai susceptibile să înflorească
mai devreme decât plantele perene și speciile polenizate de insecte ma i mult
decât cele polenizate de vânt. Peñuelas și colab. (2002) nu a observat
diferențe între formele de viață ale lui Raunkiaer sau între plantele de origine
diferită. Acest răspuns în general distinct al diferitelor specii poate afecta
structura comunită ților de plante printr -o concurență alterată.
Studii r elativ puține au examinat schimbările de la sfârșitul
sezonului, cum ar fi culoarea frunzelor sau căderea acestora la plante, dar la
acest moment al anului, schimbările par a fi mai puțin pronunțate și arată un
model mai heterogen. Tendințele fenofazelor de toamnă ale arborilor de
foioase din stațiile fenologice prezintă adesea semnale contradictorii. În
medie, fazele de sfârșit de sezon au fost întârziate cu 0,03 până la 0,16 zile /
an (Menzel și Fabian 1999; Menzel 2000; Chmielewski și Rötzer 2001;

210 Defila și Clot 2001; Menzel și colab., 2003); Peñuelas și colab. (2002)
detectează o întârziere extremă într -o locație din nord -estul Spaniei, unde
căderea frunzelor a fost cu 13 zile mai târziu în 2000, comp arativ cu 1952,
ceea ce a dus la o schimbare medie de 0,26 zile / an. Studiul lui Kozlov și
Berlina (2002) reprezintă un exemplu contra avans al căderii de frunze la
mesteacăn (22 de zile) în comparație cu anii '30. Aceste descoperiri par să
contrasteze cu observația tipică a unui sezon de creștere mai lung în Europa
și America de Nord, tot din cauza unei toamne ulterioare. Deși autorii nu
raportează nicio dovadă a impactului direct al poluării asupra fazelor
fenologice în toamnă, rămâne sub semnul întrebăr ii dacă severitatea
crescândă (exclusivă sau predominantă) a poluării mediului din Peninsula
Kola este reflectată în acest avans extrem al căderii frunzelor de mesteacăn.
În acest caz, fenologia poate servi mai mult ca bio -indicator al schimbărilor
globale (inclusiv poluarea aerului) decât a schimbărilor climatice „pure”.
Maturarea fructelor ca faz ă de toamn ă timpurie se comporta diferit.
Există un răspuns clar la temperatură, primăvara și vara mai caldă avansând
această fază. Câteva exemple de maturare pre matură a fructelor sunt datele
de recoltare semnificativ mai timpurii la viț a de vie în zona Bordeaux (Jones
și Davis 2000), cu 9 zile mai devreme fructificarea în 2000 decât 1974 în NE
Spaniei ( -0,35 zile / an, Peñuelas et al. 2002), maturarea avansată a fructelor
Sambucus nigra și Aesculus hippocastanum în Germania ( -0,20 și -0,05 zile
/ an în ultimele cinci decenii, Menzel 2003). Din nou, modelul schimbărilor
observat este diferit în Peninsula Kola, cu 10 zile mai târziu, a avut loc
maturarea fructelor d e coacăz comparativ cu anii 1930 și nici o modificare a
maturizării murelor (Kozlov și Berlina 2002).

211 În total, durata sezonului de creștere a crescut cu până la 3,6 zile pe
deceniu în ultimii 50 de ani în Europa (Menzel și Fabian 1999; Menzel 2000;
Chmiel ewski și Rötzer 2001; Defila și Clot 2001; Menzel și colab. 2001;
Walther și colab., 2002; Menzel 2003). Peñuelas și colab. (2002) raportează
însă o prelungirea tipică de aproape de două ori, cu +0,67 zile / an pentru
perioada 1952 -2000.

9.4.3 Inconsistențe fenologice
Utilizarea fenologiei ca bio -indicator al schimbărilor climatice are
marele avantaj că aceste observații sunt foarte potrivite pentru a ilustra și
comunica impactul schimbărilor climatice.
Cu toate acestea, există și unele neconcordanțe care treb uie luate în
considerare la compararea rezultatelor raportate. Hughes (2000) a menționat
că natura publicării științifice este de o asemenea manieră încât lucrările care
arată primăvara datorită încălzirii globale sunt mai susceptibile să fie
prezentate și publicate în revistele științifice comparativ cu altele. În plus,
speciile și evenimentele observate în sine sunt subiect de selecție. Sparks and
Smithers (2002) propun ca alegerea speciilor cu răspuns puternic la
temperatură și distribuție comună pe scar ă largă, specii recunoscute și
îndrăgite de populație și care se găsesc în spațiile rurale și urbane să fie
preferate pentru observații, acestea fiind observate și în trecut.
În general, observațiile fenologice nu sunt o măsurătoare absolută.
Ele depind î ntotdeauna de eforturile și abilitățile observaționale ale celui care
le face și astfel sunt întotdeauna supuse unui anumit grad de inexactitate
subiectivă (Menzel 2002). În plus, înregistrările fenologice sunt adesea pline

212 de lacune, datorate schimbării o bservatorilor (Defila și Clot 2001). Când
aceste lacune sau erori de observație apar la începutul sau la sfârșitul
înregistrării observației, acestea pot implica unele probleme cu privire la
reprezentativitatea temporală a modificărilor observate.
Schimbă rile fazelor fenologice sunt determinate prin regresie liniară
în timp și sunt date ca schimbare absolută (zile) în perioada analizată sau ca
panta liniei de regresie (zile pe an).
Problema principală, apărută și pentru alți parametri meteorologici,
este că perioada de timp de bază, în special observațiile din anul de început
și de sfârșit, influențează puternic tendința rezultantă. De exemplu, creșterea
temperaturii și, respectiv, avansul fazelor de primăvară, sunt deosebit de
clare pentru seriile de timp care se încheie în anii calzi din anii 90 (1989 și
mai târziu, Rapp 2002; Scheifinger și colab., 2002). Figura 9.4 ilustrează
acest fapt examinând debutul înregistrat al înfloririi P. avium la Geisenheim
în ultimii 100 de ani.
Tendințele liniare din ulti mele cinci decenii, în special în ultimii 18
ani (perioadă compatibilă cu sateliții NOAA) sunt mult mai puternice decât
pentru întregul secol. Astfel, pentru a compara corect modificările, tendințele
ar trebui să fie prezentate în zile pe an, împreună cu p erioada de timp
analizată.
Sagarin (2001) a concluzionat că majoritatea studiilor ar supraestima
avansul raportat al primăverii, deoarece datele lor fenologice sunt date ca
date calendaristice (CD) și nu în raport cu echinocțiul vernal (VE). Mărimea
aceste i prejudecăți ar depinde de durata și perioada acoperită de înregistrare,
iar distribuția reală a datelor, a seturile de date cuprinse în secolul XX ar
arăta cea mai mare prejudecată. Cu toate acestea, impactul raportat la

213 schimbările climatice asupra feno logiei poate fi influențat doar în mică
măsură de această opinie. Reanaliza datelor de înflorire ale P. avium ,
corectată pentru data de după echinocțiul vernal VE, a relevat faptul că
această prejudecată implică o schimbare doar în a treia zecimală a tendi nței
și este într -o eroare standard a coeficientului de tendință.

Figura 9.4.. Începutul înfloririi P. avium la Geisenheim (49°59”N, 7°58” E, date din
Deutscher Wetterdienst).
Pentru trei perioade diferite, rezultatele analizelor de tendințe pentru dat ele
calendaristice (CD), precum și corectate pentru data echinocțiunului de primăvară
vernală (VE) sunt date cu o eroare de pantă și standard a pantei (zile /an).

Mai mult decât atât, îngrijorările cu privire la impactul schimbărilor
climatice asupra natur ii prin schimbări fenologice se referă inevitabil la
relația a două sau mai multor evenimente și a interacțiunilor speciilor
modificate, cum ar fi modificarea concurenței cu date diferite de desfășurare

214 a frunzelor. Astfel, nu există prejudecăți datorate s chimbării datelor
echinocțiului de primăvară atunci când analiza implică compararea
evenimentelor interrelaționate. Alți factori perturbatori pot fi îmbătrânirea
clonelor sau copacilor sub observație pe termen lung (Menzel și Fabian
1999), efectele insulei de căldură urbană (Menzel și Fabian 1999; Rötzer et
al. 2000) sau utilizarea diferitelor cultivare și soiuri în observațiile culturilor
agricole (Menzel 1998).

9.4.4 Legăturile fenologie – mediu
Confirmarea relației strânse dintre fazele fenologice ale primăve rii
și temperatură nu este necesară pentru a utiliza datele fenologice ca „proxies”
pentru temperatura aerului, deoarece sunt disponibile doar câteva înregistrări
fenologice pre -instrumentale. De fapt, fenologia poate comunica publicului
impactul schimbări lor globale numai dacă se demonstrează relația dintre
schimbarea temperaturii și schimbarea calendarului evenimentelor
fenologice.
Spre deosebire de factorii climatici care controlează fenologia
toamna, semnalul climatic care controlează fenologia primăva ra este destul
de bine înțeles. Aproape toate fenofazele se corelează cu temperaturile de
primăvară din lunile precedente (de exemplu, Sparks și Carey 1995; Sparks
și colab. 2000; Abu -Asab și colab., 2001; Chmielewski și Rötzer 2001, 2002;
Menzel 2003). Un ele evenimente de primăvară, cum ar fi începutul sezonului
de creștere a plantelor în nordul și centrul Europei, se corelează, de
asemenea, cu indicele Oscilației Nord -Atlantice (NAO) corespunzător

215 condițiilor climatice de iarnă (Post and Stenseth 1999; Ot tersen 2001;
Chmielewski și Rötzer 2001; Menzel 2003).
Modelele disponibile pentru fazele de primăvară constituie o altă
posibilitate inteligentă de a demonstra relația strânsă dintre fazele de
primăvară și temperatură. Relația strânsă dintre fazele de pr imăvară și
temperatura aerului este, de asemenea, baza indicilor fenologici de primăvară
pentru înflorire și explozia mugurilor, care sunt folosiți obișnuit pentru a
descrie schimbările fenologice (de exemplu, Beaubien și Freeland 2000;
Schwartz și Reiter 2000; Schwartz și Chen 2002).
Colorarea frunzelor toamna este explicată considerabil mai puțin
prin temperatură. Sunt detectați doi factori de influență care se opun: verile
calde târzii care întârzie colorarea frunzelor și temperaturile mai ridicate în
lunile mai și iunie care favorizează colorarea acestora. Corespunzător
temperaturii, NAO influențează, de asemenea, anomaliile fazelor fenologice
(Menzel 2003).
Concluzia lui Sparks and Jeffree (2000) pentru Marea Britanie – că
până acum nu au fost detectate efecte semnificative ale precipitațiilor asupra
fenologiei – ar putea fi valabilă pentru întreaga Europă Centrală. Cu toate
acestea, în studiul lor asupra vegetației mediteraneene, Peñuelas et al. (2002)
a constatat că evenimentele fenologice ale speciilo r mai puțin tolerante la
secetă sau ale plantelor agricole neirigate s -au corelat cu precipitațiile. În
viitor, controlul fotoperiodic (suplimentar), efectele CO 2, irigarea,
fertilizarea și practicile agricole nu pot fi ignorate (Menzel 1998; Peñuelas și
colab., 2002).

216 9.4.5 Comparații cu alte amprente
Modificările observate pentru începutul sezonului nu se limitează
strict la plante. Acestea includ, de asemenea, schimbări în calendarul
activităților de primăvară, inclusiv reproducerea mai timpurie a primelor
păsări, sosirea mai devreme a păsărilor migratoare, apariția mai timpurie a
fluturilor sau reproducerea timpurie la amfibieni. Astfel, s -au observat deja
diverse aspecte privind schimbări în fenologia plantelor și animalelor în
zonele boreale și temperate ale emisferei nordice (Walther și colab. 2002).
Modificările fenologice la păsări și plante sunt adesea similare, așa
cum este descris în unele studii transversale ale sistemului (Ahas 1999;
Bradley et al. 1999; Peñuelas et al. 2002). Într -un articol de Walt her și colab.
(2002) se arată că anomaliile desfășurării frunzelor la copaci și
sosirea/eclozarea păsărilor prezintă tendințe paralele în Germania, ambele
având tendințe avansate încă din anii ’90; apoi temperatura aerului și indicele
de oscilare a nord -atlanticului (NAO) sunt corelate negativ cu aceste
fenofaze. Cu toate acestea, momentul schimbării în diferite grupuri
taxonomice nu este întotdeauna sincron și poate avea consecințe ecologice
profunde.
Preocupările majore cu privire la impactul schimbărilo r climatice,
așa cum este exprimat de fenologie, privesc această dezarmonizare a
relațiilor fine în cadrul ecosistemelor, ceea ce duce la decuplarea
interacțiunilor între unele specii (Walther și colab., 2002).
Prelungirea sezonului de vegetație din ultime le decenii, care rezultă
din înregistrările fenologi ce terestr e la latitudinile medii și superioare ale
emisferei nordice, se găsește și în alte seturi de date, cum ar fi imaginile din

217 satelit, înregistrările CO 2 și temperaturii etc. Asociată cu o creștere a
temperaturii medii globale cu aproximativ 0,6 ° C de la începutul secolului
XX, asimetrică, cu o încălzire mai puternică a temperaturii minime zilnice
comparativ cu maxima, este detectabilă în toate anotimpurile și în
majoritatea regiunilor studiate (Ka rl et al. 1993; IPCC 2001 ).
Cele mai multe dintre numeroasele definiții existente ale sezonului
de creștere climatologică folosesc datele când temperatura aerului depășește
un prag în primăvară și scade sub alt prag în toamnă. Aceste măsuri
meteorologice r elevă, de asemenea, prelungirea sezonului cald (de exemplu,
Rapp și Schönwiese 1994) sau a sezonului fără gheață (Magnuson și colab.
2000; Sagarin și Micheli 2001). Câteva studii au analizat în detaliu
prelungirea sezonului fără îngheț în mai multe țări di n emisfera nordică
(Robeson 2002; Schwartz și Chen 2002; Scheifinger și colab. 2003; Menzel
și colab.2001).
Cu toate acestea, diferențele geografice în ceea ce privește
schimbările climatice și răspunsurile corespunzătoare ale plantelor sunt
destul de com une. Kozlov și Berlina (2002) raportează o scădere a lungimii
perioadelor fără zăpadă și gheață, din cauza atât a primăverii întârziate, cât
și a toamnei / iernii avansate în Peninsula Kola, Rusia .
Astfel, studiile regionale asupra fenologiei vegetale sunt extrem de
importante, întrucât pot face lumină asupra particularităților regionale. În
același timp, aceste exemple arată că există diferențe între anotimpurile
climatologice și cele fenologice, deoarece o creștere semnificativă a
precipitațiilor de zăpad ă ar fi putut provoca întârzierea semnificativă a
primelor petice dezghețate , în timp ce fazele de primăvară ale plantelor
observate nu s -au modificat în timp. Cu toate acestea, datele multitemporale

218 ale sateliților, precum seria de timp NOAA, AVHRR, NDVI, permit și o
evaluare a prelungirii sezonului de creștere la latitudinile nordice medii și
superioare ale emisferei (Myneni și colab., 1997; Tucker et al. 2001).
Un studiu realizat de Zhou et al. (2001) a constatat o prelungire a
sezonului de creștere, at ât datorită unui început mai precoce, cât și a unui
sfârșit tardiv, de 18 ± 4 zile pentru Eurasia, și de 12 ± 5 zile pentru America
de Nord, pe baza estimărilor normalizate ale indicelui de vegetație între 1982
și 1999 pentru 40 -70 ° N. Această extindere a sezonului de creștere cu 1,0
și, respectiv, 0,66 zile / an, depășește rezultatele obținute din „adevărul”
fenologic la sol, în special datorită schimbărilor mai mari din toamnă. Atât
rezultatele de la sateliți cât și cele de la nivelul solului sunt, de a semenea, în
concordanță cu un avans al ciclului sezonier cu –0,2 până la –0,28 zile / an
pentru ultimele 2 – 3 decenii și o creștere a amplitudinii ciclului anual de CO 2
din anii ’60, derivat din măsurători la termen ale concentrației de CO 2
(Keeling și co lab. 1996).

219
CAPITOLUL 10
10 AGRICULTURA CLIMATIC Ă INTELIGENTĂ: O
MODALITATE DE A GEST IONA SCHIMBĂRILE
CLIMATICE
Climate Smart Agriculture (CSA) este un proiect dezvoltat pentru a
ajuta țările să mențină un nivel durabil și adecvat de producție și venit pentru
fermieri. Această abordare se bazează pe un punct de vedere durabil, în care
agro-ecosistemul este pilonul central în care evaluările privind utilizarea
resurselor și a energiei sunt extrem de importante pentru sistemele agricole
și alimentare.
În contextul schimbărilor climatice este extrem de important să știi
să-ți planifici investițiile, pe baza modului în care se vor evolua condițiile
climatice. Din acest motiv, este important să se facă modele de prognoză
fiabile care să ajute la luarea aleger ilor.
Partea finală a deciziilor bazate pe dovezi este axată pe identificarea
nevoilor instituționale și de finanțare pentru implementarea efectivă a
acțiunilor prioritare. Abordarea se bazează în principal pe dialogurile dintre
experți și non -experți pen tru a lua decizii, sub forma unor întâlniri sau
ateliere publice sau private.
Este imperios necesar ă să corelăm investițiile impuse de schimbările
climatice în direcția investițiile agricole și să avem o anumită posibilitate de

220 a măsura, semnaliza și ales de-a verifica dacă acțiunile generează beneficii
de adaptare și atenuare la schimbările de mediu (Asfaw și Lipper, 2016).

Figura xxx Agricultură climatică inteligentă (CSA)
(Sursa: www.fao.org/c limchange/climatesmart ).

Cele trei puncte majore ale CSA sunt productivitatea, adaptarea și
atenuarea. Într -adevăr, CSA menține servicii ecosistemice, inclusiv aer curat,
apă, alimente și materiale. CSA are mai multe puncte de intrare la diferite

221 nivelu ri: conectează sistemul alimentar, peisajul, lanțul valoric sau nivelurile
politice.
CSA este specifică contextului, de fapt managementul local diferă
datorită climatului diferit. În cele din urmă, în cadrul CSA se pot angaja
femei sau grupuri marginaliza te.
CSA se angajează să implice toți actorii locali, regionali și naționali
în procesul de luare a deciziilor, astfel încât să permită o operațiune mai largă
și mai durabilă (FAO, 2013).

222 11 BIBLIOGRAFIE
1. Abu-Asab, M.S., P. M. Peterson, S. G. Shelter, and S. S. Orli, 2001,
Earlier plant flowering in spring as a response to global warming in
the Washington, DC, area, Biodiversity and Conservation, 10, 597 –
612.
2. Ahas R., 2001, Estonian phenological calendar, Publicationes Instituti
Geographici Universitatis Tart uensis 90, 206 pp.
3. Ahas, R., Aasa A., 2001, Impact of landscape features on spring
phenological phases of maple and bird cherry in Estonia, Landscape
Ecology, 16(5), 437 -451.
4. Ahas, R., A. Aasa, A. Menzel, V. G. Fedotova, H. Scheifinger, 2002,
Changes in E uropean spring phenology, Int. J. Climatology, 22, 1727 –
1738.
5. Allen, R.G., Pereira, L.S., Raes, D. und Smith, M., 1998, Crop
evapotranspiration Guidelines for computing crop water requirements .
FAO Irrigation and Drainage Papers. Paper No 56, FAO, Rome, 32 6
S. http://www.fao.org/docrep/X0490E/X0490E00.htm
6. Allen, R.G., Pereira, L.S., Raes, D., Smith, M., 1998, Crop
evapotranspiration – Guidelines for computing crop water
requirements – FAO Irriga tion and drainage paper 56, FAO – Food
and Agriculture Organization of the United Nations, Rome, ISBN 92 –
5–104219 –5.
7. Asfaw, S., Lipper, L., 2016, Managing climate risk using climate –
smart agriculture – Food and Agriculture Organization of the United
Nation s.
8. Asrar, G., Fuch, M, Kanemasu, E.T., et al., 1984, Estimating absorbed
photosynthetic radiation and leaf area index from spectral reflectance
in wheat. Agron J, vol. 76, 300 –306.
9. Barry, R.G., Chorley, R.J., 2003, Atmosphere, Weather and Climate,
8th Ed.; Routledge Taylor & Francis Group, p. 421, ISBN 0 –203–
42823 –4.
10. Baumgartner, A. Schnelle F., 1976, International Phenological
Gardens (Purpose, results, and development), 16th IUFRO World
Congress Oslo Subject Group S1.03, 7 pp.,

223 11. Beaubien, E. G., H. J. Fre eland, 2000, Spring phenology trends in
Alberta, Canada: links to ocean temperature, Int. J. Biometeorol., 44,
53-59.
12. Binayak, P., Mohanty, M., Lakshmi, C.V., Montzka, C., 2017, Soil
Moisture Remote Sensing:State –of–the–Science. Vadose Zone J.,
doi:10.213 6/ vzj2016.10.0105
13. Blain G.C., 2012, Revisiting the probabilistic definition of drought:
strengths, limitations and an agrometeorological adaptation.
Bragantia, 71, 1, 132 –121.
14. Boyer, W. D., 1973, Air temperature, heat sums, and pollen shedding
phenology o f longleaf pine, Ecology, 54, 421 -425.
15. Bradley, N. L., A. C. Leopold, J. Ross, and W. Huffaker, 1999,
Phenological changes reflect climate change in Wisconsin, Proc. Natl.
Acad. Sci. (USA), 96, 9701 -9704.
16. Branislava Lalic, J. Eitzinger, Anna Dalla Marta, Simone Orlandini,
Ana Firanj Sremac, B. Pacher, 2018, Agricultural Meteorology and
Climatology, Firenze University Press, Italy
17. Brocca, L., Crow, W.T., Ciabatta, L., Massari, C, de Rosnay, P.,
Enenkel, M, Hahn, S., Amarnath, G, Camici, S, Tarpanelli, A.,
Wagner, W., 2017, A review of the applications of ASCAT soil
moisture products. IEEE Journal of Selected Topics in Applied Earth
Observations and Remote Sensing 10, 2285 –2306.
18. Campbell, R. K., Sugano A. I., 1975, Phenology of bud burst in
Douglas -fir relat ed to provenance, photoperiod, chilling and flushing
temperature, Bot. Gaz., 136, 290 -298.
19. Campillo, C., Fortes, R., del Henar Prieto, M., 2012, Solar Radiation
Effect on Crop Production, Solar Radiation, Babatunde, E.B. Ed.,
ISBN: 978 –953–51–0384 –4.
20. Canne ll, M. G. R., Smith R. I., 1983, Thermal time, chill days and
prediction of budburst in Picea sitchensis , J. Appl. Ecol., 20, 951 -963.
21. Cayan, D. R., S. A. Kammerdiener, M. D. Dettinger, J. M. Caprio, D.
H. Peterson, 2001, Changes in the Onset of Spring in the Western
United States, Bull. Amer. Met. Soc., 82, 399 -415.
22. Chatfield, C., 1988, Problem solving: a statistician guide, Chapman
and Hall, London, 261 pp.

224 23. Chmielewski F. M.l Rötzer T., 2002, Annual and spatial variability of
the beginning of growing sea son in Europe in relation to air
temperature changes, Clim. Res., 19, 257 -264,.
24. Chmielewski, F.M., Köhn W., 1999, Impact of weather on yield
components of spring cereals over 30 years, Agricult. Forest
Meteorol., 96, 49 -58,.
25. Chmielewski, F. -M., Köhn W., , 2000, Impact of weather on yield and
yield components of winter rye, Agricult. Forest Meteorol., 102, 253 –
261.
26. Chmielewski, F. M., Rötzer T., 2001, Response of tree phenology to
climate change across Europe, Agricult. Forest Meteorol., 108, 101 –
112,.
27. Chmielewski, F.M., T. Rötzer, 2002, Annual and spatial variability of
the beginning of growing season in Europe in relation to air
temperature changes, Clim. Res., 19, 257 -264.
28. Chuine, I., Cour P., Rousseau D. D., 1998, Fitting models predicting
dates of fl owering of temperate -zone trees using simulated annealing,
Plant, Cell and Env., 21, 455 -466.
29. Chuine, I., Cour P., Rousseau D. D., 1999, Selecting models to predict
the timing of flowering of temperate trees: implication for tree
phenology modelling, Plan t, Cell and Env., 22, 113.
30. Chuine, I., 2000, A unified model for the budburst of trees, J. Theor.
Biol., 207, 337 -347.
31. Chuine, I., Beaubien E., 2001, Phenology is a major determinant of
temperate tree distributions, Ecol. Letters, 4, 500 -510.
32. Defila, C., Clot B., 2001, Phytophenological trends in Switzerland,
Int. J. Biometeorol., 45, 203 -207.
33. Eilart, J., 1959, Phytophenological observation manual (in Estonian),
Estonian Naturalists Society, Tartu, 16 pp.
34. Eilart, J., 1968, Some aspects of history of pheno logy in Estonia,
edited by Ü. Lumiste (in Estonian with summary in German and
Russian), Tallinn, Academy of Sciences, 1, 169 -176,.
35. Elmore, A. J., J. F., Mustard, S., Manning J., Lobell, D.B., 2000,
Quantifying vegetation change in semiarid environments: Pr ecision

225 and accuracy of spectral mixture analysis and the normalized
difference vegetation index. Remote Sens. Environ.,73,87 –102.
36. Emberlin, J., Mullins J., Corden J., Millington W., Brooke M., Savage
M., Jones S., 1997, The trend to earlier Birch pollen s eason in the U.
K.: a biotic response to changes in weather conditions?, Grana, 36, 29 –
33.
37. Falusi, M., Calamassi R., 1996, Geographic variation and bud
dormancy in beech seedlings ( Fagus sylvatica L), Ann. Sci. For., 53,
967-979.
38. Fitter, A. H., Fitter R. S. R., 2002, Rapid changes in flowering time in
British plants, Science, 296, 1689 -1691,
39. Haboudane, D., Miller, J.R., Pattey, E., Zarco –Tejada, P.J., Strachan,
I., 2004, Hyperspectral vegetation indices and novel algorithms for
predicting green LAI of cro p canopies: modeling and validation in the
context of precision agriculture. Remote Sens. Environ., 90, pp. 337 –
352.
40. Hänninen, H., 1990, Modelling bud dormancy release in trees from
cool and temperate regions., Acta Forest. Fenn., 213, 1 -47, b.
41. Heide, O. M., 1993, Daylength and thermal time response of budburst
during dormancy release in some northern deciduous trees, Physiol.
Plant., 88, 531 -540.
42. Hoyningen –Huene, J. v., 1980, Mikrometeorologische
Untersuchungen zur Evapotranspiration von bewässerten
Pflan zenbeständen . Ber Inst Meteorol Klimatol Univ Hannover Nr.
19:1–168.
43. Huete, A., Didan, K., Miura, T., Rodriguez, E.P., Gao, X., Ferreira,
L.G., 2002, Overview of the radiometric and biophysical performance
of the MODIS vegetation indices. Remote Sensing of Environment 83
(2002) 195 –213.
44. Hughes, L., 2000, Biological consequences of global warming: is the
signal already apparent? Tree, 15, 56 – 61.
45. Huynen, M., B. Menne, H. Behrendt, R. Bertollini, S. Bonini, R.
Brandao, C. BrownFahrlaender, B. Clot, C. D'Ambr osio, P. de
Nuntiis, K.L. Ebi, J. Emberlin, E. Erdei Orbanne, C. Galan, S. Jaeger,
S. Kovats, P. Mandioli, P. Martens, A. Menzel, B. Nyenzi, A. Rantio –
Lehtimaeki, J. Ring, O. Rybnicek, C. Traidl -Hoffmann, A. vanVliet,

226 T. Voigt, S. Weiland, Wickman M., 2003 , Phenology and human
health: allergic disorders, Health and Global Environmental Change
Series No.1., EUR/o3/5036791, Rome, Italy, 55 pp.
46. Jaagus, J., R. Ahas, 2000, Space -time variations of climatic seasons
and their correlation with the phenological deve lopment of nature in
Estonia, Clim. Res., 15, 207 -219.
47. Jacimovic, G., 2012, Optimisation of mineral nutrition of wheat
depending on weather conditions during the year. University of Novi
Sad. PhD dissertation thesis,
48. Jones, G. V., R. E. Davis, 2000, Clima te influences on grapevine
phenology, grape composition, and wine production and quality for
Bordeaux, France, Amer. J. Enology and Viticulture, 51, 249 -261.
49. Karl, T. R., P. D. Jones, R. W. Knight, G. Kukla, N. Plummer, V.
Razuvayev, K. P. Gallo, J. Lindse ay, R. J. Charlson, T. C. Peterson,
1993, Asymmetric trends of daily maximum and minimum
temperature, Bull. Amer. Meteorol. Soc., 74, 1007 -1023.
50. Keeling, C. D., F. J. S. Chin, T. P. Whorf, 1996, Increased activity of
northern vegetation inferred from atmos pheric CO 2 measurements,
Nature, 382, 146 -149.
51. Kikuzawa, K., 1991, A cost -benefit analysis of leaf habit and leaf
longevity of trees and their geographical pattern., Am. Nat., 138,
1250 -126.
52. Kikuzawa, K., 1995, Leaf phenology as an optimal strategy for c arbon
gain in plants, Can. J. Bot., 73, 158 -163, b.
53. Kikuzawa, K., 1995, The basis for variation in leaf longevity of plants,
Vegetatio, 121, 89 -100, a.
54. Kikuzawa, K., Kudo G., 1995,Effects of the length of the snow -free
period on leaf longevity in alpine s hrubs: a cost -benefit model, Oikos,
73, 214 -220.
55. Kikuzawa, K., 1996, Geographical distribution of leaf life span and
species diversity of trees simulated by a leaf -longevity model.,
Vegetatio, 122, 61 -67.
56. Kogan, F. N., Gitelson, A., Edige, Z., Spivak, l. , Lebed L., 2003,
AVHRR –Based Spectral Vegetation Index for Quantitative
Assesment of Vegetation State and Productivity: Calibration and

227 Validation. Photogramm. Engg. & Remote Sensing, 69(8), pp. 899 –
906.
57. Kozlov, M., N. Berlina, 2002, Decline in the length of the summer
season on the Kola peninsula, Russia, Climatic Change, 54, 387 -398.
58. Kramer, K., Leinonen I., Loustau D., 2000, The importance of
phenology for the evaluation of impact of climate change on growth
of boreal, temperate and Mediterranean forest s ecosystems: an
overview, Int. J. Biometeorol., 44, 67 -75,
59. Kupias, R. Mäkinen Y., 1980, Correlations of Alder pollen occurrence
to climatic variables, First international conference on aerobiology,
Munich,
60. Lamb, R. C., 1948, Effects of temperature above and below freezing
on the breaking of rest in the Latham raspberry, J. Am. Soc. Hort. Sci.,
51, 313 -315.
61. Landsberg, J. J., 1974, Apple fruit bud development and growth;
analysis and an empirical model., Ann. Bot., 38, 1013 -1023.
62. Leeuwen, W., Orr, B. J., Marsh, S. E., Herrmann, S. M., 2006,
Multisensor NDVI data continuity: uncertainties and implications for
vegetation monitoring applications, Remote Sens. Environ., vol. 100,
pp. 67 –81.
63. Magnuson, J. J., D. M. Robertson, B. J. Benson, R. H. Wynne, D. M.
Livingstone, T. Arai, R.A. Assel, R. G. Barry, V. Card, E. Kuusisto,
N. G. Granin, T. D. Prowse, K. M. Stewart, V. S. Vuglinski, 2000,
Historical trends in lake and river ice cover in the northern
hemisphere, Science, 289, 1743 -1746.
64. Manshard, W., 1974, 1968. Agrargeographie der Tropen. English.
Tropical agriculture. London ; New York : Longman,
65. Menzel, A., 1997, Phänologie von Waldbäumen unter sich ändernden
Klimabedingungen, Dissertation at the Forest Faculty of the LMU
Munich, Forstlicher Forschungsbericht 164,.
66. Menzel, A., 1998, Zeitliche Trends ausgesuchter phänologischer
Phasen in Deutschland aus dem Zeitraum 1951 -1996, Unveröff,
Bericht an den Deutschen Wetterdienst, 17 pp.
67. Menzel, A., 2000, Trends in phenological phases in Europe between
1951 and 1996. Int. J. Biometeorol., 44, 76 -81,.

228 68. Menzel, A., 2002, Phenology, its importance to the global change
community, Climatic Change, 54, 379 -385,
69. Menzel, A., 2002, Phenology, its importance to the global change
community, Climatic Change, 54, 379 -385,.
70. Menzel , A., Estrella N., 2001, Plant phenological changes, in
“Fingerprints” of Climate Change – Adapted behaviour and shifting
species ranges, edited by G. -R. Walther, C. A. Burga, and P. J.
Edwards, pp. 123 -137, Kluwer Academic/Plenum Publishers, New
York and London.
71. Menzel, A., Fabian P., 1999, Growing season extended in Europe,
Nature, 397, 659.
72. Menzel, A., G. Jakobi, R. Ahas, H. Scheifinger, N. Estrella, 2003,
Variations of the Climatological Growing Season (1951 -2000) in
Germany Compared to Other Countries, Int. J. Climatology.
73. Menzel, A., N. Estrella, P. Fabian, 2001, Spatial and temporal
variability of the phenological seasons in Germany from 1951 -1996,
Global Change Biology, 7, 657 -666.
74. MeteoSchweiz (Editor), 2003, Pflanzen im Wandel der Jahreszeiten –
Anleitung für phänologische Beobachtungen, Geographica Bernensia,
287 pp.,
75. Mulla, D.J., 2013, Twenty five years of remote sensing in precision
agriculture: Key advances and remaining knowledge gaps. Bio –
systems Engineering 114/4, 358 –371
76. Munger, J.W. and Wo fsy, S.C, 2017, Canopy –atmosphere exchange
of Carbon, Water and Energy at Harvard Forest EMS tower since
1991 . Harvard Forest data archive: HF004.
77. Muntean, L.S., S. Cernea, G. Morar, M.M. Duda , D. Vârban, S.
Muntean, 2014, Fitotehnie , Ed. a IIIa, Ed. Risop rint, Cluj -Napoca.
78. Myneni, R. B., C. D. Keeling, C. J. Tucker, G. Asrar, R. R. Nemani,
1997, Increased plant growth in the northern high latitudes from 1981
to 1991, Nature, 386, 698 -702.
79. Nejedlik, P., Orlandini, S., 2008, Impact of Climate Change and
Variability on European Agriculture – Survey of agrometeorological
practices and application in Europe regarding climate change impacts.
Final report COST734. Online: http://www.cost734.eu/reports –and–
presentations/

229 80. Ottersen, G., B. Planque, A. Belgrano, E. Post, P. C. Reid, N. C.
Stenseth, 2001, Ecological effects of the North Atlantic Oscillation,
Oecologia, 128, 1 –14.
81. Peñuelas, J., I. Filella, P. Comas, 2002, Changed plant and animal life
cycle s from 1952 to 2000 in the Mediterranean region, Global Change
Biology, 8, 531 -544.
82. Peters, A. J., Walter –Shea, E. A., Ji, L., Vina, A., Hayes, M, Svoboda,
M.D., 2002, Drought Monitoring with NDVI –Based Standardized
Vegetation Index, Photogrammetric engin eering and remote sensing,
vol. 68(1), pp. 71 –76,
83. Pettorelli, N., Vik, J.O., Mysterud, A., Gaillard, J.M., Tucker, C.J.,
Stenseth, N.C., 2005, Using the satellite –derived NDVI to assess
ecological responses to environmental change. Trends EcolEvol. 2005
Sep;20(9):503 –10. Epub 2005 Jun 9. DOI:
10.1016/j.tree.2005.05.011.
84. Phillipp, M., J. Böcher, O. Mattson, Woodell S. L. J., 1990, A
quantitative approach to the sexual reproductive biology and
population structure in some Arctic flowering plants: Dryas
integr ifolia , Silene acaulis and Ranunculus nivalis , Medd Grönl
Biosciences, 34, 160.
85. Porter, J.R., Gawith, M., 1999, Temperatures and the growth and
development of wheat: a review. Eur. J. Agron. 10, 23 –36.
86. Post, E., N. C. Stenseth, 1999, Climatic variability, plant phenology,
and northern ungulates, Ecology, 80, 1322 –1339.
87. Press, W. H., Flannery B. P., Teukolsky S. A., Vetterling W. T., 1989,
Numerical recipes in Pascal, Cambridge University Press, Cambridge,
759 pp.
88. Rapp, J., C. D. Schönwiese,1994, "Thermisch e Jahreszeiten" als
anschauliche Charakteristik klimatischer Trends, Meteorologische
Zeitschrift, 3, 91 -94.
89. Rapp, J., 2002, Konzeption, Problematik and Ergebnisse
klimatologischer Trendanalysen für Europa und Deutschland,
Berichte des Deutschen Wetterdien stes 212.
90. Reaumur, R.A.F., 1735, Observations du thermomètre, faites à Paris
pendant l'année 1735, comparées avec celles qui ont été faites sous la

230 ligne, à l'isle de France, à Alger et quelques unes de nos isles de
l'Amérique., Memoires de l'Académie des Sciences de Paris.
91. Reed, B.C., Brown, J.F., Zee, D.V., Loveland, T.R., Merchant, J.W.,
Ohlen, D.O., 1994, Measuring phenological variability from satellite
imagery. Wiley Online Library; https://doi.org/10.23 07/3235884
92. Reich, P. B., 1994, Phenology of tropical forests: patterns, causes, and
consequences, Can. J. Bot., 73, 164 -174.
93. Robeson, S.M., 2002, Increasing growing -season length in Illinois
during the 20th century, Climatic Change, 52, 219 -238.
94. Root, T. L., J. T. Price, K. R. Hall, S. H. Schneider, C. Rosenzweig,
A. Pounds, 2003, Fingerprints of global warming on wild animals and
plants, Nature, 421, 57 -60.
95. Rötzer, T., M. Wittenzeller, H. Haeckel, J. Nekovar, 2000, Phenology
in central Europe – differen ces and trends of spring phenophases in
urban and rural areas, Int. J. Biometeorol., 44, 60 -66.
96. Sagarin, R., 2001, False estimates of the advance of spring, Nature,
414, 600.
97. Sagarin, R., F. Micheli, 2001, Climate Change in Nontraditional Data
Sets, Scien ce, 294, 811.
98. Sarvas, R., 1974, Investigations on the annual cycle of development
of forest trees: Autumn dormancy and winter dormancy,
Communicationes Instituti Forestalis Fenniae, 84, 1101,.
99. Scheifinger, H., A. Menzel, E. Koch, C. Peter, R. Ahas, 2002,
Atmospheric mechanisms governing the spatial and temporal
variability of phenological observations in central Europe, Int. J.
Climatology, 22, 1739 -1755.
100. Schnelle, F., 1958, Ergebnisse aus den Internationalen
Phänologischen Gärten in Europa – Mittel 1973 -82, Wetter und Leben,
38, 5 -17,
101. Schwartz, M. D., 1997, Spring index models: an approach to
connecting satellite and surface phenology, in Phenology in seasonal
climates I, edited by H. Lieth and M. D. Schwartz, pp. 23 -38,
Backhuys Publishers, Leiden.
102. Schw artz, M. D., 1998, Green -wave phenology, Nature, 394, 839 -840.

231 103. Schwartz, M. D., 1999, Advancing to full bloom: planning
phenological research for the 21st century, Int. J. Biometeorol., 42,
113-118.
104. Schwartz, M. D., Marotz G.A., 1986, An approach to exam ining
regional atmosphere -plant interactions with phenological data, J.
Biogeograph., 13, 551 -560.
105. Schwartz, M. D., Marotz G.A., 1988, Synoptic events and spring
phenology, Phys. Geog., 9, 151 -161.
106. Schwartz, M. D., Reiter B. E., 2000, Changes in North Ame rican
Spring, Int. J. Climatology, 20 (8), 929 -932.
107. Schwartz, M. D., X. Chen, 2002, Examining the onset of spring in
China, Clim. Res., 21, 157164.
108. Schwartz M. D., 2003, Phenology: an integrative environmental
science, Edited By Kluwer Academic Publishers Dordrecht / Boston /
London, ISBN 1 -4020 -1580 -1.
109. Sokolowska, J., 1980, Przewodnik fenologiczny, Instytut
Meteorologii i Gospodarki Wodnej, Wydawnictwa Komunikacji i
Lacznosci, Warszawa, 163 pp.
110. Sparks, T. H., Jeffree, E. P., C. E. Jeffree, 2000, An examin ation of
the relationship between flowering times and temperature at the
national scale using long -term phenological records from the UK, Int.
J. Biometeorol., 44, 82 -87.
111. Sparks, T. H., M. Manning, 2000, Recent phenological changes in
Norfolk, Trans. Norfo lk Norwich Nat. Soc, 33, 105 -110.
112. Sparks, T. H., Smithers R. J., 2002, Is spring getting earlier?, Weather,
57, 157 -166.
113. Sparks, T.H., Carey P.D., 1995, The responses of species to climate
over two centuries: an analysis of the Marsham phenological record ,
1936 -1947, J. Ecology, 83, 321 -329,.
114. Spieksma, F. T. Emberlin H., J., Hjelmroos M., Jäger S., Leuschner
R.M., 1995, Atmospheric birch ( Betula ) pollen in Europe: trends and
fluctuations in annual quantities and the starting dates of the seasons,
Grana, 3 4, 51 -57.
115. Thaler, S., Eitzinger, J., Trnka, M., Možný, M., Hahn, S., Wagner, W.,
Hlavinka, P., 2018, The performance of Metop Advanced

232 SCATterometer soil moisture data as a complementary source for the
estimation of crop –soil water balance in Central Europ e. The Journal
of Agricultural Science. https://doi.org/10.1017/S0021859618000011
116. Thompson, R.D., 1998, Atmospheric Processes and Systems .
Routlige, 11, New Fetter Lane, London, ISBN 978 –0415171465 .
117. Thorhallsdottir, T. E., 1998, Flowering phenology in the central
highland of Iceland and implications for climatic warming in the
Arctic, Oecologia, 114, 43 -49.
118. Tomsazewska, T., Rutkowski Z., 1999, Fenologiczne pory roku u uch
zmiennosc w wieloleciu 1951 -1990, Materialy Badawcze, Seris
Meteorlogia – 28, Instytut Meteorologii i Gospodarki Wodnej,
Warszawa, 39 pp.
119. Tucker, C. J., D. A. Slayback, J. E. Pinzon, S.O. Los, R. B. Myneni,
M. G. Taylor, 2001, Higher northern latitude normalized difference
vegetatio n index and growing season trends from 1982 -1999, Int. J.
Biometeorol., 45, 184 -190.
120. Vâtcă S., Ștefania Gâdea, Monica Zdremțan, 2007, Fiziologie vegetală
– lucrări practice, Ed. AcademicPress, Cluj Napoca
121. Vâtcă S., Micle Svetlana, 2018, Complemente de luc rări practice la
disciplina Climatologie, AcademicPres, Cluj -Napoca, E -ISBN 978 –
973-744-702-9
122. Vâtcă S., Elena Simina Lakatos, 2019, Ecologie urbană, Ed. Școala
Ardeleană, Cluj Napoca, ISBN 978 -606-797-469-0
123. Vidal, J.P., Martin, E., Franchistéguy, L., Habet s, F., Soubeyroux, J. –
M., Blanchard, M., Baillon; M., 2010, Multilevel and multiscale
drought reanalysis over France with the Safran –Isba–Modcou
hydrometeorological suite. Hydrol. Earth Syst. Sci. 14, 3, 459 –478,
doi: 10.5194/hess –14–459–2010.
124. Vuolo, F., U rso, D., De Michele, G., Bianchi, C., Cutting, B., 2015,
Satellite – based irrigation advisory services: A common tool for
different experiences from Europe to Australia. AGR WATER
MANAGE 147: 82 –95.
125. Wagner, W., Hahn, S., Kidd, R, Melzer,T., Bartalis, Z., H asenauer, S.,
Figa– Saldana, J., De Rosnay, P., Jann, A., Schneider, S., Komma, J.,
Kubu, G., Brugger, K., Aubrecht, C., Züge, J., Gangkofer, U.,
Kienberger, S., Brocca L., Wang, Y., Blöschl, G., Eitzinger, J.,

233 Steinnocher, K., Zeil, P., Rubel, F., 2013, T he ASCAT soil moisture
product: a review of its specifications, validation results, and emerging
applications. Meteorologische Zeitschrift 22, 5 –33.
126. Walkovszky, A., 1998, Changes in phenology of the locust tree
(Robinia pseudoacacia L.) in Hungary, Int. J . Biometeorol., 41, 155 –
160.
127. Walther, G. R., E. Post, P. Convey, A. Menzel, C. Parmesan, T. J. C.
Beebee, J. M. Frometin, O. Hoegh -Guldberg, Bairlein F., 2002,
Ecological responses to recent climate change, Nature, 416, 389 -395.
128. Walther, G. R., E. Post, P. Convey, A. Menzel, C. Parmesan, T. J. C.
Beebee, J. M. Frometin, O. Hoegh -Guldberg, F. Bairlein, 2002,
Ecological responses to recent climate change, Nature, 416, 389 -395.
129. Walther, G. -R., Eric Post, Peter Convey, Annette Menzel, Camille
Parmesan, Trevo r J. C. Beebee, Jean -Marc Fromentin, Ove Hoeg –
Guldberg, Franz Bairlein, 2002, Ecological responses to recent
climate change, Nature, 416, 389 -395,.
130. Ward, J.K., Tissue, D.T., Thomas, R.B., Strain, B.R., 1999,
Comparative responses of model C3 and C4 plants to drought in low
and elevated CO 2. Glob. Change Biol., 5, 857 –867, 10.1046/j.1365 –
2486.1999.00270.x.
131. Wilhite, D.A., Glantz, M.H., 1987, Understanding the Drought
Phenomenon: The Role of Definitions. Water Int. 10, 3, 111 –120.
132. Wilhite, D.A., 2000, Drought as a Natural Hazard: Concepts and
Definitions. In: Drought: A Global Assessment , Vol. I, D.A. Wilhite
Ed., Drought Mitigation Center Faculty Publications. 69.
133. Wilhite, D.A., 2005, The Role of Disaster Preparedness in National
Planning with Specific Referen ce to Droughts. In: Natural Disasters
and Extreme Events in Agriculture, Sivakumar, M.V., Motha, R.P.,
Das, H.P. Eds.; Springer, Berlin, Heidelberg, ISBN 978 –3–540–
22490 –7
134. WMO, 2008, Guide to Meteorological Instruments and Methods of
Observation. World Met eorological Organization, 2008, WMO -No. 8,
p.716, ISBN 978 -92-63-10008 -5
135. Xie, Y., Sha, Z., Yu, M., 2008, Remote sensing imagery in vegetation
mapping: a review. Journal of Plant Ecology, Volume 1, Issue 1, Pages
9–23, https://doi.org/10.1093/jpe/rtm005

234 136. Zhou, L., C. J. Tucker, R. K. Kaufmann, D. Slayback, N. V. Shabanov,
R. B. Myneni, 2001, Variations in northern vegetations activity
inferred from satellite data of vegetation index during 1981 to 1999, J.
Geophysical Research, 106(D17), 20,069 -20,083.

Resurse web:
http://glossary.ametsoc.org/wiki/Main_Page
http://rs.geo.tuwien.ac.at/data –viewer s/
http://rs.geo.tuwien.ac.at/data –viewers/
http://vegetation.cnes.fr
http://www.arso.gov.si/projekti /feno/
http://www.bio.mq.edu.au/ecology/BioWatch
http://www.businessinsider.de/comm ercial -drone -uses-agriculture -business –
military -2017 –8?r=US&IR=T
http://www.dow.wau.nl/msa/epn/
http://www.droneomega.com/drones –in–agriculture/
http://www.droneomega.com/drones –in–agriculture/
http://www.dwd.de
http://www.fao.org/publica tions/sofa/2013/en/
http://www.icp -forests.org/
http://www.loodus.ee/lus/
http://www.phenology.org.uk
https://agfundernews.com/4 –things –know –remote –sensing –agriculture.html
https://agfundernews.com/remote –sensing –powers –precision –agriculture.html
https://business.esa.int/projects/showcases/smart –farming -satellites
https: //cloudatlas.wmo.int/home.html
https://earthobservatory.nasa.gov/Features/MeasuringVegetation/
https://earthobservatory.nasa.gov/Features/MeasuringVegetation/measuring_ve
getation_2.php
https://earthobservatory.nasa.gov/GlobalMaps
https://earthobservatory.nasa.gov/GlobalMaps/view.php?d1=MODAL2_M_CL
D_FR
https://earthobservatory.nasa.gov/GlobalMaps/ view.Php?D1=TRMM_3B43M
https://ec.europa.eu/jrc/en/mars
https://glovis.usgs.gov/

Landsat

https://landsat.usgs.gov/
https://nelson.wisc.edu/sage/data –and
models/atlas/maps.php?Catnum=3&type=Ecosystems

235 https://www.dwd.de/DE/
fachnutzer/freizeitgaertner/2pflanzenentwicklung/node.html
https://www.ipcc.ch/report/ar 5/syr/
https://www.meteoschweiz.admin.ch/ home.html?tab=overview
www.agrar.hu -berlin.de/pflanzenbau/a grarmet/ ipg.html
www.ceos.org
www.ceos.org/pages/CEOSResponse_1010A.pdf
www.chmi.cz
www.cr.usgs.gov/pub/imswelcome/
www.emhi.ee
www.esa.int/eo
www.eumetsat.int
www.fao.org/climchange/climatesmart
www.globe.gov
www.ncdc.noaa.gov
www.nesdis.noaa.gov
www.orbit.nesdis.noaa.gov
www.shmu.sk
www.zamg.ac.at