Первичная биомасса это в экологии кратко
Обновлено: 07.07.2024
Биомасса представляет собой массу живых биологических организмов в данной области или эко- в данный момент времени. Биомасс может относиться к видовой биомассе, которая является массой одного или нескольких видов, или к биомассе сообщества, которая является массой всех видов в сообществе. Он может включать микроорганизмы, растения или животных. Масса может быть выражена как средняя масса на единицу площади или как общая масса в сообществе.
То, как измеряется биомасса, зависит от того, почему она измеряется. Иногда биомасса рассматривается как естественная масса организмов in situ, как и они. Например, в лососевой траве биомасса лосося может рассматриваться как общая масса влаги, которую лосось имел бы, если бы ее вынули из воды. В других смыслах биомасса может быть измерена в пересыхающей органической массе, так что, возможно, только 30% от фактического веса может считаться, остальное - вода. Для других целей считают только биологические сиськи, а зубы, боны и раковины - . В некоторых применениях биомасса измеряется как масса присутствующего органического борда углерода (С).
Общий объем живой биомассы на Земле составляет примерно 550-560 млрд. тонн С, а общий объем ежегодного первичного производства биомассы составляет чуть более 100 млрд. тонн С/год. Общая живая биомасса терий может быть такой же, как у растений и животных, или может быть намного меньше. Общее количество пар оснований ДНК на Земле, как возможное приближение глобального биоразнообразия, оценивается в, и гс 50 млрд. тонн. По состоянию на 2020 год антропогенная масса (материалы человеческого производства) превышает весь живой биомас на земле.
Экологические пирамиды
Энергетическая пирамида оценивает, сколько энергии нужно, когда она течет вверх, чтобы поддержать следующий трофический уровень. Только около 10% энергии, передаваемой между каждым трофическим уровнем, преобразуется в биомассу.
Экологическая пирамида - это графическое представление, которое показывает для данной экосекции взаимосвязь между биомассой или биологической продуктивностью и трофическими уровнями.
- Пирамида биомаса показывает количество биомассы на каждом трофическом уровне.
- Пирамида продуктивности показывает производство или переворачивание биомассы на каждом трофическом уровне.
Экологическая пирамида обеспечивает огранку во время экологического сообщества.
Дно пирамиды представляет первичных производителей (автотрофы). Первичные производители берут энергию из окружающей среды в виде солнечного света или неорганических химических веществ и используют ее для создания богатых энергией молекул, таких как карбогидраты. Этот механизм называется первичным производством. Затем пирамида проходит через различные трофические уровни к верхушечным хищникам наверху.
Когда энергия передается от одного трофического уровня к следующему, обычно только десять процентов используется для построения новой биомассы. Остальные девяносто процентов идут на процессы metaboc или рассеиваются как тепло. Эта потеря энергии означает, что продуктивные пирамиды никогда не инвертируются и обычно ограничивает пищевые цепочки примерно шестью уровнями. Однако в океанах пирамиды биомаса могут быть полностью или частично инвертированы, с большим количеством биомаса на более высоких уровнях.
Террестриальная биомасса
Террестриальная биомасса обычно заметно уменьшается на каждом более высоком трофическом уровне (растения, гербиворы, карниворы). Примерами производителей террестриала являются грассы, деревья и кустарники. У них биомасса намного выше, чем у животных, которые их потребляют, таких как олени, зеби и насекомые. Уровень с наименьшим биомасом являются самыми высокими хищниками в пищевой цепи, такими как лисы и орлы.
В темперированной пастбищной местности основными производителями на дне пирамиды являются грассы и другие растения. Затем идут первичные потребители, такие как grasshoppers, полы и bison, а затем вторичные потребители, строптивые, ястребы и маленькие котлеты. Наконец, третичные потребители, большие кэты и волки. Пирамида биомаса заметно уменьшается на каждом более высоком уровне.
Биомасса океана
Океаническая или морская биомасса, в обратном варианте береговой биомассы, может увеличиваться на более высоких трофических уровнях. В океане пищевая цепь обычно начинается с фитопланктона и следует курсу: Phytoplankton zooplankton хищный zooplankton filter fe s хищная рыба
Фитопланктон являются основными первичными производителями на дне морской пищевой цепи. Фитопланктон использует фотосинтез для превращения неорганического углерода в протоплазму. Затем их потребляют с помощью зоопланктона, размер которого варьируется от нескольких микрон в диаметре в случае протистана микрозоооплантона до макроскопического желатинового и крустяного зоопланктона.
Zooplankton се второй уровень в пищевой цепи, и включает в себя небольшие крустацианы, такие как копеподы и , и личинку рыб, кальмаров, лоби и крэбов.
В свою очередь, небольшой зоопланктон потребляют как более крупные хищные зооопланктеры, такие как ll, так и фуражные рыбы, которые являются мелкими, шулерными, питающимися фильтром рыбами. Это составляет третий уровень в пищевой цепочке.
Четвертый трофический уровень может среди хищных рыб, морских маммалов и морских птиц, которые потребляют кормовую рыбу. Примерами являются меч-рыба, seals и gannets.
Верхушечные хищники, такие как орхидеи, которые могут потреблять seals, и акулы-шортфины mako, которые могут потреблять меч-рыбу, составляют пятый трофический уровень. Усатые киты могут потреблять зоопланктон и lll непосредственно, что приводит к пищевой цепи только с тремя или четырьмя трофическими уровнями.
Морская среда может иметь инвертированные пирамиды биомаса. В частности, биомасса потребителей (копеподы, ll, креветки, кормовая рыба) больше, чем биомасса первичных производителей. Это происходит потому, что основными производителями океана являются крошечные фитопланктоны, которые являются r-стратегами, которые быстро растут и размножаются, так что небольшая масса может иметь быстрый темп первичного производства. Напротив, наземные первичные производители, такие как forests, являются K-стратегами, которые растут и размножаются медленно, поэтому для достижения такой же скорости первичного производства необходима гораздо большая масса.
Среди фитопланктона в основании морской пищевой паутины - члены из филума teria, называемого cyanobacteria. Морские цианобактерии включают самые мелкие известные фотосинтетические организмы. Самый тонкий из всех, Prochlorococcus, всего от 0,5 до 0,8 микрометров в поперечнике. С точки зрения индивидуальных чисел "Prochlorococcus", возможно, является самым обильным видом на Земле: один литр поверхностной морской воды может содержать 100 000 клеток или более. По оценкам, во всем мире насчитывается несколько особей octil (1027). Прохлорококк убиквитус между 40 ° N и 40 ° S и доминирует в олиготрофных (риентовых бедных) областях океанов. По оценкам, terium составляет 20% кислорода в атмосфере Земли и является частью основы океанской пищевой цепи.
Итериальная биомасса
В грунте обычно содержится 50 миллионов териальных клеток, а в литре пресной воды - миллион териальных клеток. В ходе столь цитируемого исследования, проведенного в 1998 году, было ошибочно подсчитано, что объем мировой тепловой биомассы составляет от 350 до 550 тонн углерода, что составляет от 60 до 100% углерода в растениях. Более поздние исследования микробов морского дна вызвали значительные сомнения; одно исследование в 2012 году снизило расчетную микробиальную биомассу на морском дне с первоначальных 303 тонн C до всего 4,1 тонн C, уменьшив глобальную биомассу прокариот до 50 до 250 тонн C. Далее, если средняя клеточная биомасса прокариот сократилась с 86% до 14
По состоянию на 2018 год продолжает существовать некоторый контроль над тем, что такое глобальная териальная биомасса. Перепись, опубликованная PNAS в мае 2018 года, дает для terial biomass ~ 70 тонн углерода, что составляет 15% от всей биомассы. Перепись по проекту Deep Carbon Observatory, опубликованному в декабре 2018 года, дает меньшую цифру до 23 миллиардов тонн углерода.
Глобальная биомасса
Биомасса по форме жизни
Оценки глобальной биомассы видов и групп более высокого уровня не всегда согласуются в литературе. По оценкам, общая глобальная биомасса составляет около 550 млрд. тонн C. Большая часть этой биомассы находится на суше, а всего 5-10 млрд. тонн C - в океанах. На суше растительная биомасса (фитомасса) примерно в 1 000 раз больше, чем животная биомасса (зоомасса). Около 18% этой растительной биомассы поглощается наземными животными. Однако в океане биомасса животных почти в 30 раз больше биомассы растений. Большая часть биомассы океанских растений поглощена океанскими животными.
Человек около 100 миллионов тонн сухой биомассы Земли, одомашненные животные - около 700 миллионов тонн, земные черви - более 1100 миллионов тонн и годовые посевы черепа - около 3 миллиардов тонн.
Наиболее успешным видом животных, с точки зрения биомассы, вполне может быть Antarctic ll, Euphausia superba, со свежим биомасом, достигающим 500 миллионов тонн, хотя отечественный c также может достичь этих огромных показателей. Однако, как группа, малые водные крустаки, называемые копеподами, могут образовывать самую большую биомассу животных на земле. В статье журнала Science за 2009 год впервые отмечается, что общий объем мирового биомасса рыбы составляет от 0,8 до 0 млрд. тонн. Было подсчитано, что около 1% глобальной биомассы обусловлено фитопланктоном, а 25% - i.
Согласно исследованию 2020 года, опубликованному в Nature, антропогенные материалы, или антропогенная масса, превосходят все живые биомассы на земле, с одним только пластиком, массу всех наземных и морских животных вместе взятых.
Глобальные темпы производства
В глобальном масштабе террестриальные и океанические местообитания ежегодно производят одинаковое количество новой биомассы (56,4 млрд. т C террестральной и 48,5 млрд. т C океанической).
Чистое первичное производство - это скорость, с которой генерируется новая биомасса, главным образом за счет фотосинтеза. Глобальное первичное производство можно оценить с помощью спутниковых наблюдений. Satellites сканируют нормированный индекс различия растительности (NDVI) над террестриальными местообитаниями, и сканируют уровни хлорфилла морской поверхности над океанами. Это приводит к 56,4 млрд т C/год (53,8%) для наземной первичной добычи и 48,5 млрд т C/год для океанической первичной добычи. Таким образом, общий объем первичного фотоавтотрофного производства на Земле составляет около 104,9 млрд. тонн С/год. Это соответствует примерно 426 гКц/м2/год для производства земли (участки вырубки с постоянным ледяным покровом) и 140 гКц/м2/год для океанов.
Тем не менее, существует гораздо более существенная разница в стоячей , в то время как на долю океанических автотрофов приходится почти половина общего годового производства, на их долю приходится лишь около 0,2% общей биомассы. Аутотрофы могут иметь самую высокую глобальную пропорцию биомассы, но они очень высоко или превосходят микробы.
Terrestrial freshwater ecos генерирует около 5% мирового чистого первичного производства.
Некоторые мировые производители биомассы в порядке производительности являются
Глава 6. БИОЦЕНОТИЧЕСКИЙ УРОВЕНЬ ОРГАНИЗАЦИИ ЖИВОГО
6.1. ЭКОЛОГИЯ
6.1.5. ПОНЯТИЕ О БИОМАССЕ, БИОЛОГИЧЕСКОЙ ПЕРВИЧНОЙ И ВТОРИЧНОЙ ПРОДУКЦИИ
Биомасса - это общая, или суммарная масса (сырого или сухого вещества) особей одного вида, группы видов, сообщества в целом, приходящаяся на единицу поверхности (г/м 2 , кг/га) или объема местообитания (г/м 3 и т.д.). Биомассу растений называют фитомассой, биомассу животных - зоомассой, бактерий - биомассой бактерий, грибов - биомассой грибов. Органическую массу, созданную растениями и некоторыми бактериями за единицу времени, называют первичной продукцией экосистемы. Основными создателями первичной продукции на Земле являются зеленые растения. Часть этой продукции (до 40% и даже 70%) идет на поддержание жизнедеятельности самих продуцентов. Оставшуюся часть созданной ими органической массы называют чистой первичной продукцией. Она характеризует величину прироста фитомассы. Чистая первичная продукция - это резерв пищи (и энергии) для гетеротрофных организмов - консументов и редуцентов. В результате ее утилизации консументами возрастает их биомасса. Прирост за единицу времени биомассы консументов составляет вторичную продукцию экосистемы.
Максимальные значения фитомассы имеют влажные тропические леса - 6500 ц/га (в бассейне Амазонки более 10000 ц/га).
Максимум зоомассы (зоопланктона) приходится на единицу площади океана в субтропическом и северном умеренном поясах, которые дают 2/3 мирового улова рыбы.
С развитием биоценоза возрастает его биомасса и видовое разнообразие, усложняется трофическая и пространственная структура. Биоценоз, сложившийся в данной местности при отсутствии вмешательств извне, остающийся неизменным до тех пор, пока не возникают внешние нарушения, называют климаксом.
Любой биоценоз динамичен. В нем постоянно происходят изменения в состоянии и жизнедеятельности его членов и соотношении популяций.
Последовательную смену во времени одних биоценозов другими на определенном участке земной поверхности называют сукцессией (от лат. successio - преемственность, наследование). Различают первичные и вторичные сукцессии (рис. 286, 287).
Рис. 286. Изменения в структуре пруда и образование новых биогеоценозов.
Рис. 287. Постепенное превращение озера в низинное болото.
Первичные сукцессии начинаются на местах, лишенных жизни: скалах, обрывах, сыпучих песках и т.д. При заселении таких участков живые организмы необратимо меняют свое местообитание и сменяют друг друга. Например, на участке суши, обнажившейся после отступления ледника на юге Аляски, вначале поселяются мхи, затем осоки, сменяющиеся стелющимися кустарниковыми ивами. На смену им приходят заросли ольхи, ели и формируются еловые леса. Данное местообитание через 100 лет покрыто высоким еловым лесом.
Восстановление биоценозов на месте когда - то существовавших после их нарушения (в результате вулканический извержении, пожаров, вырубки леса и т.д.) называют вторичной сукцессией. Вследствие различных воздействий нарушаются установленные взаимосвязи между организмами.
Например, на месте заброшенных сельскохозяйственных угодий, где произрастала кукуруза, слагается вторичная сукцессия. Сначала появляются сорняки, затем злаки, сменяющиеся соснами с примесью лиственных пород, существующие долгое время (до 100 лет). В нижнем ярусе развиваются дубы. Молодые сосны не могут расти в тени взрослых деревьев, поэтому они гибнут так же, как и старые больные сосны. Начинают преобладать дубы, и через 100 - 150 лет здесь сформируется устойчивое сообщество - климаксный лес (рис. 288).
Рис. 288. Вторичная суксессия. Восстановление леса на заброшенном поле происходит в несколько стадий.
Биологическая библиотека - материалы для студентов, учителей, учеников и их родителей.
Наш сайт не претендует на авторство размещенных материалов. Мы только конвертируем в удобный формат материалы, которые находятся в открытом доступе и присланные нашими посетителями.
Если вы являетесь обладателем авторского права на любой размещенный у нас материал и намерены удалить его или получить ссылки на место коммерческого размещения материалов, обратитесь для согласования к администратору сайта.
Разрешается копировать материалы с обязательной гипертекстовой ссылкой на сайт, будьте благодарными мы затратили много усилий чтобы привести информацию в удобный вид.
3 первичная биомасса: Неископаемый органический материал, прямо или косвенно произведенный путем фотосинтеза.
Смотреть что такое "первичная биомасса" в других словарях:
первичная биомасса — Неископаемый органический материал, прямо или косвенно произведенный путем фотосинтеза. [ГОСТ Р 52808 2007] Тематики энергетика биоотходов EN primary biomass … Справочник технического переводчика
первичная — Стадия разложения молекул, соответствующая нарушению их первичной структуры и обусловленной этим потере ими поверхностно активных свойств Источник: ГОСТ Р 50595 93: Вещества поверхностно активные. Метод определения биоразлагаемости в водной среде … Словарь-справочник терминов нормативно-технической документации
ПЕРВИЧНАЯ ПРОДУКЦИЯ — продукция автотрофных организмов, в осн. зелёных растений, а также хемосинтезирующих бактерий. Различают валовую П. п., равную общему кол ву продуктов фотосинтеза за определённый отрезок времени, и чистую П. п., равную разности между валовой П. п … Биологический энциклопедический словарь
ПЕРВИЧНАЯ ПРОДУКТИВНОСТЬ — биомасса надземных и подземных органов, а также энергия и биогенные летучие вещества, производимые продуцентами на единицу площади за единицу времени … Словарь ботанических терминов
ПРОДУКЦИЯ ПЕРВИЧНАЯ — биомасса или энергия, накопленная продуцентами за единицу времени на единицу пространства. Различают валовую первичную продукцию (равную общему количеству продуктов фотосинтеза за определенный отрезок времени) и чистую первичную продукцию (равную … Экологический словарь
БИОЛОГИЧЕСКАЯ ПРОДУКТИВНОСТЬ — способность природных сообществ или отдельных их компонентов поддерживать определённую скорость воспроизводства входящих в их состав живых организмов. Мерой Б. п. служит величина продукции (биомассы), создаваемой за единицу времени. Материально… … Биологический энциклопедический словарь
БИОЛОГИЧЕСКАЯ ПРОДУКЦИЯ — (Б.п.) способность организмов производить органическое вещество в процессе своей жизнедеятельности. Б.п. измеряется количеством органического вещества, создаваемого за единицу времени на единицу площади (т/га/год, г/м2/день и т. д.). Различают… … Экологический словарь
Экосистема — Экосистема, или экологическая система (от др. греч. οἶκος жилище, местопребывание и σύστημα система) биологическая система, состоящая из сообщества живых организмов (биоценоз), среды их обитания (биотоп), системы связей,… … Википедия
Биосфера — сложная наружная оболочка Земли, населенная организмами, составляющими в совокупности живое вещество планеты. Масса живого вещества в Б. приближается к n•1014 2•1016 т. Б. состоит из тропосферы нижней части воздушной оболочки Земли (атмосферы),… … Геологическая энциклопедия
Биомасса - это термин, который используется для характеристики любого органического вещества, созданного при фотосинтезе. Данное определение подразумевает наземную и водную растительность и кустарники, а также водные растения и микроорганизмы.
Особенности
Биомасса - это остатки жизнедеятельности животных (навоз), промышленные и сельскохозяйственные отходы. Данный продукт имеет промышленное значение, он востребован в энергетике. Биомасса - это естественный продукт, в котором содержание углерода настолько высоко, что его можно использовать в качестве альтернативного вида топлива.
Состав
Биомасса - это смесь зеленых растений, микроорганизмов, животных. Для того чтобы восстановить ее, необходим незначительный временной промежуток. Биомасса живых организмов является единственным источником энергии, способным выделять в процессе переработки углекислый газ. Основаная ее часть сосредоточена в лесах. На суше в нее входят зеленые кустарники, деревья, а объем их оценивается примерно в 2 400 миллиардов тонн. В океанах биомасса организмов образуется гораздо быстрее, здесь она представлена микроорганизмами и животными.
В настоящее время рассматривают такое понятие, как прирост количества зеленых растений. На долю древесной растительности приходится примерно два процента. Большую часть (около семидесяти процентов) от общего состава вносят пашни, зеленые луга, мелкая растительность.
Около пятнадцати процентов всей биомассы приходится на морской фитопланктон. Благодаря тому, что процесс его деления происходит за короткий временной промежуток, можно вести речь о существенном обороте растительности мирового океана. Ученые приводят интересные факты, согласно которым достаточно трех суток для того, чтобы полностью обновить зеленую часть океана.
На суше данный процесс протекает примерно за пятьдесят лет. Ежегодно происходит процесс фотосинтеза, благодаря которому получают около 150 миллиардов тонн сухого органического продукта. Суммарная биомасса, образуемая в мировом океане, несмотря на незначительные показатели, сравнима с продукцией, образующейся на суше.
Незначительность веса растений в мировом океане можно объснить тем, что они за короткий промежуток времени поедаются животными и микроорганизмами, но достаточно быстро здесь растительность полностью восстанавливается.
Самыми продуктивными в континентальной части земной биосферы считают субтропические и тропические леса. Океаническая биомасса представлена в основном рифами и эстуариями.
Из биоэнергетических технологий, применяемых в настоящее время, выделим: пиролиз, газификацию, ферментацию, анаэробное брожение, различные виды сжигания топлива.
Возобновление количества биомассы
В последнее время во многих европейских странах осуществляются разнообразные эксперименты, связанные с выращиванием энергетических лесов, из которых получается биомасса. Значение слова особенно актуально в наши дни, когда уделяется пристальное внимание вопросам экологии. Процесс получения биомассы, а также переработки в промышленности бытовых твердых отходов, древесной целлюлозы, сельскохозяйственных котлов, сопровождается выделением пара, приводящего в движение турбину. С экологической точки зрения он абсолютно безопасен для окружающей среды.
Благодаря этому наблюдается вращение ротора генератора, способного вырабатывать электрическую энергию. Постепенно происходит накапливание золы, снижающей эффективность выработки электроэнергии, поэтому периодически происходит ее выведение из реакционной смеси.
На огромных экспериментальных плантациях выращивают быстрорастущие деревья: акации, тополя, эвкалипты. Проведены испытания около двадцати видов растений.
Интересным вариантом были признаны комбинированные плантации, на которых помимо деревьев, выращивают иные сельскохозяйственные культуры. Например, между рядами тополей высаживают ячмень. Продолжительность ротации создаваемого энергетического леса составляет шесть-семь лет.
Переработка биомассы
Продолжим разговор о том, что такое биомасса. Определение данному термину дано разными учеными, но все они убеждены в том, что именно зеленые растения являются перспективным вариантом получения альтернативного топлива.
В первую очередь необходимо отметить, что основным продуктом газификации является углеводород - метан. Его можно использовать в качестве исходного сырья в химической промышленности, а также в виде эффективного вида топлива.
Пиролиз
При быстром пиролизе (термическом разложении веществ) получают бионефть, что является горючим топливом. Тепловая энергия, выделяемая в данном случае, применяется для химического превращения в синтетическую нефть зеленой биомассы. Ее гораздо легче транспортировать и хранить, нежели твердые материалы. Далее, бионефть сжигают, получая при этом электрическую энергию. Путем пиролиза можно осуществить преобразование биомассы в феноловое масло, применяемое для производства древесного клея, изоляционной пены, литьевых пластических масс.
Анаэробное брожение
Данный процесс осуществляется благодаря анаэробным бактериям. Микроорганизмы проживают в тех местах, где нет доступа кислорода. Они употребляют органическое вещество, образуя в ходе реакции водород и метан. При подаче навоза, сточных вод в специальные варочные чаны, внося в них анаэробные микроорганизмы, можно использовать образующийся газ в качестве источника топлива.
Бактерии способны разлагать органические вещества, содержащиеся в мусорных свалках, пищевых отходах, образуя метан. Для извлечения газа, его использования в виде топлива, можно применять специальные установки.
Заключение
Биотопливо не только является отличным источником получения энергии, но и способом извлечения ценных химических веществ. Так, при химической переработке метана можно получить разнообразные органические соединения: метанол, этанол, ацетальдегид, уксусную кислоту, полимерные материалы. К примеру, этанол является ценным веществом, применяемым в разных отраслях промышленности.
Читайте также: