CUPRINS:

 

 

 

MAREA DINTRE MUNȚI

„Cea mai mare recompensă este fiorul descoperirii.” (W. I. Beveridge)

Noul ecosistem–lacul Bicaz se caracterizează prin următoarele trăsături morfologice, în funcție de nivelul minim și maxim de exploatare:

  • altitudine: 470 - 513 m;
  • adâncime maximă: 55,2 - 90,2 m;
  • lungime: 20,3 - 33,3 km;
  • suprafață: 16 - 31,25 km²;
  • volum: 339,5 - 1200 x 106 m³;
  • suprafața bazinului versant: 4025 km²;
  • raport Ad/Ao: 130, corespunzător tipului fluvio-lacustru.


Barajul și lacul de acumulare Bicaz.

Adâncimea mare a determinat o stratificare termică specifică lacurilor dimictice, cu o zonă euritermă la suprafață, o zonă stenotermă de 4 °C sub 4 metri adâncime și o zonă intermediară de salt termic care s-a menținut și în deceniile următoare, așa cum o exprimă figura de mai jos.

Profilele verticale ale temperaturii în Lacul Bicaz (2009-2010) (după Miron et al., 2010).

Condițiile de oxigenare a apei s-au modificat în sensul apariției unei hipoxii pe fundul lacului, cu valori apropiate de 0 mg OD/l, care s-au menținut în timp.Tot datorită adâncimii maxime de 92 m, în noul ecosistem s-a instalat o presiune hidrostatică de 9 atm, cu o variație de o atmosferă la fiecare 10 metri, având un rol selectiv în constituirea noilor biocenoze. 
Această succesiune a factorilor abiotici a determinat și o succesiune biotică. În această fază, inventarul macronevertebratelor acvatice din zona inundabilă a râului Bistrița a constituit situația martor pe fondul căreia să se urmărească selecția în structura comunităților bentonice și căile de formare a noilor biocenoze. În acest scop, de la bordul unei șalupe închiriate utilizam un troliu pentru imersarea la diferite orizonturi de adâncime a batometrului de colectare a probelor de apă pentru analize hidrochimice și a unei drăgi bentonice, pentru extragerea sedimentelor cu faună bentonică.
Condițiile de lucru nu erau în deplină siguranță sau prea confortabile, atât ca spațiu pentru cercetători, cât și pentru materialele necesare colectării și conservării probelor. Deplasarea cu o șalupă descoperită era mai accesibilă vara, dar toamna și primăvara trebuia să înfruntăm vântul, ploaia, lapovița și ninsoarea, iar resursele financiare pentru echipamente de protecție adecvate erau limitate sau, pentru unii dintre noi, lipseau cu desăvârșire. În condiții de iarnă, când suprafața lacului era acoperită cu pod de gheață, continuam cercetările pentru a surprinde condițiile hidrochimice specifice acestui anotimp, concomitent cu determinarea distribuției spațiale și a ciclurilor de dezvoltare a populațiilor planctonice și bentonice. De la șoseaua de centură a lacului, coboram la o stație centrală din mijlocul lacului, transportând materialele necesare prelevării probelor și recipientelor de transfer ale acestora la laborator. Practicam, în acest scop, o copcă în gheață, de circa 1 metru pătrat.
În fiecare din aceste confruntări îmi aminteam de condițiile excelente de lucru de pe nava „Emil Racoviță” a Stațiunii „Agigea”. Dar, când cunoscusem eu această navă?
Era în vara anului 1960, la începutul formării lacului Bicaz, când urmare a unei adrese oficiale a directorului Stațiunii „Stejarul” (Argument 5), Profesorul Ion Boișteanu, am fost acceptat de Profesorul Sergiu Cărăușu, Director al Stațiunii „Agigea”, să particip la un stagiu de plonjare cu scafandrul autonom în Marea Neagră, sub îndrumarea biologului acvanaut Dietrich Kühlmann, de la Muzeul de Istorie Naturală din Berlin, invitat special în acest scop. Realizam, pentru prima dată, că pot observa direct comportamentul atât de fascinant al hidrobionților în mediul lor natural. Bogăția și diversitatea culorilor în legănatul ușor al algelor provocat de valuri, zvâcnirile guvizilor printre pietre, bancurile de hamsii și stavrizi care adeseori ne cuprindeau, pe mine și pe Dietrich care pluteam în imponderabilitate, m-au marcat pentru toată viața. La aceste cursuri de plonjare au participat și colegii Octavian Șerbănescu și Paul Ionescu de la Stațiunea Agigea. După această „beție” a adâncurilor, am pătruns în alt univers, acela al utilizării navei de cercetări „Emil Racoviță” în explorările hidrobiologice. Vasul fusese conceput și construit sub coordonarea Profesorului Cărăușu. Era în 9 august 1960, când nava „Emil Racoviță” a plecat din portul Constanța până la limita apelor teritoriale ale Mării Negre, iar printre cei 25 de pasageri îmbarcați eram și eu, alături de invitați de la Ministerul Învățământului, Universitatea „Alexandru Ioan Cuza”, Dietrich Kühlmann și cercetători de la Stațiunea Agigea.

Descopeream astfel troliile automate de la bordul navei, necesare pentru prelevarea probelor din adâncul mării, condițiile de lucru și de odihnă asigurate cercetătorilor în cabinele luxoase, o bucătărie mică cu veselă aurie, dar și un cuptoraș cu nisip pentru prepararea cafelei turcești. Profesorul Cărăușu, văzându-mi mirarea mi-a spus: „Ioane, dacă tot vrei să bei o cafea, aceasta trebuie să aibă trei calități: fierbinte ca prima dragoste, dulce ca primul sărut și amară ca prima despărțire”. Era un sfat pe care, la rândul meu, l-am transmis de multe ori după aceea.
Întorcându-mă pe lacul Bicaz am rămas mereu cu speranța că vom avea și noi o ambarcațiune corespunzătoare cercetărilor pe „marea dintre munți”. Eram, de asemenea, mereu cu gândul de a aplica metoda observațiilor și cercetărilor directe subacvatice cu scafandrul autonom. Cu atât mai mult cu cât, într-un catalog al institutelor de cercetări hidrobiologice din lume, aflat în biblioteca Stațiunii „Stejarul”, se menționa faptul că majoritatea acestora erau dotate cu nave proprii de cercetare.
Revenind la constituirea inventarului macrofaunei bentonice din lac, am efectuat colectări de probe atât din zonele exondate în fazele de scădere a nivelului lacului sau la alternanța biotopului lentic cu cel lotic pe pârâul Izvorul Alb, cât și prin colectări multianuale de bentofaună din sedimentele lacului (1968a, 1968b, 1969). S-a constatat astfel desfășurarea unei selecții profunde și rapide în compoziția bentofaunei, astfel încât, din totalul de 198 specii inventariate în zona inundabilă, 180 (91 %) de specii au dispărut odată cu formarea lacului și numai 18 (9 %) specii au supraviețuit.
Modul de desfășurare a unei succesiuni ecologice de tip râu-lac (figura următoare) conduce la o regulă în comportamentul biocenozelor bentice sub influența formării unui lac: cu cât reofilia a fost mai pronunțată anterior, cu atât selecția este mai amplă și mai rapidă în succesiunea ecologică secundară de regenerare (Miron, 196815).

A. Profunzimea și ritmul selecției bentofaunei reofile și stagnofile la bararea unui râu de munte (a) și a unui fluviu
(b) (după Miron, 196815);
B. zonarea ecologică a apelor curgătoare (după Illies și Botoșăneanu, 196311).

Desfășurarea în acest sens a succesiunii ecologice prin formarea lacului Bicaz pe râul Bistrița a fost confirmată ulterior și în cazul altor amenajări lacustre, așa cum am menționat noi în Monografia limnologică II (Miron et al., 201012).
Se arată că macronevertebratele bentice sunt unele dintre cele mai afectate organisme acvatice în cazul formării lacurilor de acumulare, structura comunităților bentice modificându-se drastic în noul ecosistem. Aceeași autori arată insuficiența la nivel mondial a studiilor axate pe analiza efectelor ecologice pe termen lung ale barajelor asupra comunităților de macronevertebrate bentice, subliniind necesitatea studierii succesiunii secundare a bentosului în noile lacuri de acumulare.
Analizând succesiunea zoobentică râu-lac, unii autori arată că după bararea unui râu abundența larvelor reofile ale plecopterelor, efemeropterelor și trichopterelor scade, iar chironomidele sunt primele organisme colonizatoare ale teritoriilor inundate. Prolificitatea ridicată a acestora și posibilitatea de răspândire prin zborul adulților face ca abundența și densitatea lor să crească rapid după formarea lacului. Nimfele chironomidelor tolerează bine concentrațiile reduse ale oxigenului dizolvat care apar uneori în lacurile de acumulare. În alte cazuri, oligochetele sunt primele organisme colonizatoare ale teritoriilor inundate, după care larvele de chironomide devin dominante. Dintre chironomide, cele mai multe Chironominae sunt adaptate la stagnofilie și sunt capabile să tolereze concentrații reduse ale oxigenului dizolvat. În afară de chironomide și oligochetele prezintă adaptări morfologice la condițiile specifice lacurilor de acumulare.  În regiunile temperate, unele teritorii din zonele inundabile restrânse sunt mai întâi colonizate de către oligochete din râu. În cazul zonelor inundabile extinse, primele organisme colonizatoare sunt chironomidele, în timp ce oligochetele și alte organisme apar mai târziu. Analizând această succesiune în Barrier Lake (Canada), se observă concomitent o înlocuire a speciilor eutrofe cu altele iubitoare de condiții oligotrofe. În general, modelul de succesiune este de tip chironomide-oligochete-moluște. Analizându-se succesiunea bentofaunei în două lacuri de acumulare africane mari, Volta (Ghana) și Kariba (Zambezi), s-a observat o colonizare inițială asigurată de larvele de chironomide, ca și în lacurile de acumulare temperate. În ambele cazuri, s-a observat o migrare a bentofaunei spre zona litorală, cauzată de absența oxigenului în zona profundală. Pe măsură ce oxigenarea a crescut, organismele bentonice au migrat spre zonele mai adânci. În schimb, oligochetele nu au devenit niciodată dominante, spre deosebire de situațiile descrise pentru lacurile temperate, din cauza ratei ridicate de descompunere a materiei organice la tropice, care nu se mai acumulează la interfața apă-sediment, puțină hrană fiind disponibilă pentru aceste organisme care trăiesc în galerii săpate în substrat.
S-a descris în literatură existența unei evidente zonări longitudinale la nivelul bentofaunei lacurilor de acumulare. În Barrier Lake, populații abundente au fost identificate în zona superioară a lacului, unde sedimentele sunt bogate în materie organică. În lacul Volta, după ce biomasa bentică la nivel global a început să scadă, populații reprezentative s-au menținut în zonele de afluență.
În literatură se definesc două două tipuri de organisme bentice în lacurile de acumulare: herpobentosul, prezent în zonele adânci, cuprinde macronevertebrate prezente în substrat și haptobentosul, prezent în zonele permanente de adâncime redusă, și care cuprinde macronevertebrate prezente la interfața apă-sediment. Alți autori, analizând colonizarea și succesiunea macronevertebratelor bentice în lacuri, împart aceste organisme în colonizatoare primare, abundente în primul an de succesiune și intrate apoi în declin, și organisme colonizatoare secundare, abundente în următorii ani ai succesiunii.
Cei mai mulți colonizatori primari sunt specii facultative din ecosistemul lotic anterior, specii lentice din bălțile zonei inundabile sau insecte cosmopolite cu ample capacități de dispersie aeriană.
Colonizatorii secundari cuprind organisme puțin abundente în primul an de succesiune, specii limnofile, unele ajunse pe cale aeriană de la mari distanțe de lac, care înlocuiesc total sau parțial speciile colonizatoare primare a căror abundență descrește.
În cursul succesiunii ecologice care definește trecerea de la un ecosistem lotic la unul lentic, sunt descrise mai multe etape caracterizate prin modificări ale habitatelor însoțite de schimbări ale structurii comunităților bentice:

  • în primul an al succesiunii ecologice, inundarea vegetației terestre și a materiei organice particulare este urmată de colonizarea și descompunerea acestora sub acțiunea biofilmului, cu constituirea unor importante și valoroase resurse de hrană pentru macronevertebratele bentice detritivore. Totodată, vegetația terestră și resturile organice formează microhabitate specifice pentru organismele haptobentice. Componentele organice și anorganice ale substratului au un aspect grosier comparativ cu sedimentele fine identificate de obicei în habitatele lentice.
  • începând cu al doilea an al succesiunii, cele mai multe componente ale ecosistemului terestru inundat dispar, lacul maturizându-se într-un ecosistem nou, marcat de trecerea de la aportul alohton la producerea autohtonă de materie organică. Modificările fizice ale habitatului sunt implicate în declinul primelor organisme colonizatoare, în paralel cu asigurarea succesului colonizatorilor secundari, comunitățile de macronevertebrate bentice caracterizându-se printr-o diversitate mai ridicată. Procesele de hrănire ale organismelor bentice în primul an de succesiune schimbă calitatea materiei organice din sedimente, stimulând totodată colonizarea microbiană a acesteia. Apariția oligochetelor în al doilea an al succesiunii este o consecință a modificărilor fizice și a calității sedimentelor ca hrană. Oligochetele sunt capabile să se reproducă și să se disperseze, colonizând lacul. Acestea sapă galerii, consumând substrat prin ingestie și digestia componentei organice a acestuia. Calitatea materiei organice din sediment, conferită de prezența microflorei asociate, pare a fi mai importantă decât cantitatea acesteia, fapt valabil și pentru unele specii de chironomide. În afară de creșterea calității alimentare a sedimentelor, cantitatea și compoziția fitoplanctonului favorizează creșterea abundenței chironomidelor filtratoare, în timp ce creșterea populațiilor zooplanctonice contribuie la mărirea abundenței insectelor prădătoare (de exemplu, Odonata). Un alt factor care contribuie la creșterea diversității în cel de-al doilea an de succesiune, în unele lacuri puțin adânci sau care nu se caracterizează prin mari variații de nivel, constă în dezvoltarea unei centuri de macrofite care permite creșterea diversității la nivelul comunităților de macronevertebrate. 

Analizându-se structura comunității de macronevertebrate bentice din lacul de acumulare Three-Gorges (Yangtze, China) la trei ani de la formarea acestuia, s-au observat dominanța oligochetelor și chironomidelor, descriind totodată un ciclu sezonal al bentofaunei, în care comunitățile dominate în lunile reci de Nais (Oligochaeta) - Polypedilum (Chironomidae) sunt succedate în lunile de vară-toamnă de comunitățile de tip Limnodrilus (Oligochaeta), această specie fiind tolerantă la condiții de transparență redusă.
Comparând datele actuale cu structura comunităților bentice înainte de formarea lacului de acumulare, se observă că larvele reofile, deși comune înainte de barare, au dispărut (efemeroptere) sau au fost identificate numai ocazional (trichoptere) în noul ecosistem lentic. Oligochetele, dominante numeric în bentofauna ecosistemului anterior, au fost înlocuite de chironomide în primul an de succesiune, susținând ipoteza unor ample modificări la nivelul comunităților bentice. Densitățile medii ale macronevertebratelor bentice în anul al doilea și al treilea de succesiune secundară au fost mai ridicate decât înainte de construcția lacului de acumulare, cu valori mari iarna și primăvara, corelate pozitiv cu transparența apei.  Habitatele profundale din hipolimnionul lacurilor stratificate sunt relativ omogene din cauza unei heterogenități reduse a resurselor de hrană, precum și din cauza hipoxiei și anoxiei comune în lacurile moderat-înalt productive. Habitatele profundale sunt populate de oligochete și chironomide, adesea tolerante la concentrații reduse ale oxigenului dizolvat și dominante în lacurile cu hipoxie hipolimnică. În cazurile în care hipoxia devine severă, tubificidele devin dominante față de chironomide. În cazul unei anoxii prelungite, comunitățile profundale din sedimente pot să dispară complet.
Macronevertebratele bentice care populează sedimentele sunt expuse la diferiți contaminanți prezenți la acest nivel. Abundența, structura comunităților bentice și rolul lor ecologic sunt utilizate pentru evaluarea calității apei în ecosistemele acvatice. Genurile de chironomide prezintă diferite niveluri de toleranță la contaminanți. De exemplu, unele genuri ca Prodiamesa sp., au un grad de toleranță foarte redus, fiind eliminate chiar din stațiile cu un nivel scăzut de contaminare, în timp ce alte genuri ca Procladius sp., Chironomus sp., și Cryptochironomus sp. manifestă o toleranță mai ridicată și pot persista în stații mai contaminate. Distribuția spațio-temporală a organismelor rezidente în sedimente reflectă gradul de biodisponibilitate și toxicitate a contaminanților. Avantajele studiului macronevertebratelor bentice derivă din faptul că acestea sunt abundente, relativ sedentare și ușor de colectat, au un ciclu de viață care se desfășoară total sau parțial în mediul acvatic, conferindu-le calitatea de monitorizare continuă a calității sedimentelor.
Cercetărilor asupra rolului bioindicator al bentofaunei în succesiunea ecologică râul Bistrița-Lacul Bicaz li s-au adăugat și rezultatele obținute și publicate asupra căilor de constituire a populațiilor zooplanctonice, răspândirea pe orizontală, migrațiilor și importanței zooplanctonului în lanțul trofic al Lacului Bicaz, în colaborare cu Margareta Grasu. În decursul cercetărilor am continuat și aprofundarea cunoașterii taxonomice și ecologice a plecopterelor și parțial a efemeropterelor. Primele rezultate au fost publicate tot în 1960, în volumul jubiliar al Analelor științifice. Erau contribuții originale asupra taxonomiei, ecologiei și biogeografiei a 17 specii de plecoptere din Carpații Orientali, dintre care 7 specii erau citate pentru prima dată în fauna României. Extinzând aria cercetărilor până la izvoarele Bistriței din Munții Rodnei, am adunat un bogat material faunistic pentru prelucrarea căruia am beneficiat de o bogată literatură asupra plecopterelor din Europa, printr-un schimb de publicații cu plecopterologii din Elveția (Jacques Aubert), Suedia (Per Brink), Italia (Carlo Consiglio), Germania (Joachim Illies, Peter Zwick), și Cehoslovacia (Jaroslav Raušer). Mi-am căpătat astfel curajul de a elabora și trimite o lucrare de sinteză asupra plecopterelor Carpaților Orientali la al III-lea Simpozion asupra Plecopterelor, desfășurat în RFG (1964). Aveam speranța că voi primi aprobarea de la autorități (miliție și securitate) pentru a participa personal la susținerea lucrării.
La îndemnul Profesorului C. S. Antonescu, pregăteam limba germană ca a doua limbă străină alături de limba rusă obligatorie în cadrul stagiului de doctorat, cu argumentarea că lucrările fundamentale de limnologie erau publicate în limba germană de Thienemann, Liebmann ș.a., țară în care își avea sediul și Societatea Internațională de Limnologie teoretică și aplicată (SIL).
Pentru traducerea academică a lucrării am colaborat cu zoologul Ion Suciu, brașovean cu germana în sânge, pe care l-am avut și Asistent în timpul facultății. Am expediat lucrarea și am primit confirmarea acceptării și includerii ei în Programul simpozionului. Dar eliberarea pașaportului întârzia, mai ales că în acea perioadă România nu avea relații diplomatice cu RFG.
Cuprins de o oarecare disperare, văzând apropierea termenului, am sporit insistențele pentru a primi aprobarea deplasării, dar în cele din urmă autoritățile mi-au recomandat să transmit o telegramă organizatorilor simpozionului cu motivația că sunt bolnav. Este adevărat că de tristețe mi-au sporit crizele de ulcer duodenal, cu care „mă amuzam” încă din studenție și pe care l-am purtat mulți ani în continuare. Dar mare mi-a fost mirarea și bucuria când, după simpozion, am primit confirmarea prezentării lucrării mele de însăși Președintele Comitetului de organizare, Profesorul Joachim Illies, cu solicitarea de a accepta stilizarea textului, conform cerințelor redacției. Am transmis acordul și mulțumirile cuvenite și tot ca prin minune peste două luni am primit prin poștă un colet cu 200 de extrase după lucrarea publicată în revista Gewässer und Abwässer.

Această reușită a fost apreciată și de Profesorul Jitariu, în contextul în care se contura planul tezei de doctorat pe care acceptase să mi-o coordoneze. Multitudinea extraselor primite mi-a sporit considerabil șansa schimburilor de publicații cu majoritatea plecopterologilor, acumulând astfel în timp peste 600 de lucrări.
O altă valorificare a acestor rezultate, împreună cu inventarul macrofaunei de nevertebrate de pe râul Bistrița și afluenți, a fost includerea lor în monumentala monografie Limnofauna Europaea, editura Gustav Fischer Verlag (1967), sub coordonarea lui Joachim Illies. Era o abordare exhaustivă asupra biogeografiei și taxonomiei faunei de apă dulce din Europa.