La biomasse: qu'est-ce que c'est, comment est-elle calculée et comment elle est distribuée

Les bioéléments, comme leur nom l'indique, sont les éléments chimiques du tableau périodique qui composent les différents êtres vivants de la planète. Malgré le fait que la vie est composée d'environ 30 éléments, 96% de la masse cellulaire de presque tous les taxons auquel vous pouvez penser est composé de seulement six d'entre eux: carbone, oxygène, azote, hydrogène, phosphore et soufre. Ces éléments donnent naissance à des protéines, des vitamines, des acides nucléiques, des lipides, des glucides et de nombreux autres composés, donc concevoir la vie sans eux est une tâche impossible.

La matière organique présente sur Terre n'est pas figée, mais se transforme grâce à l'utilisation de l'énergie. Par exemple, une plante pousse grâce à l'énergie lumineuse et aux composés inorganiques présents dans le sol, transformant les minéraux en carbone. Cette masse est consommée par un animal herbivore, puis par un carnivore puis par un super prédateur, jusqu'à ce qu'il meure. À ce stade, toute la matière accumulée se décompose dans les sols et nous recommençons le cycle.

Les chaînes alimentaires des écosystèmes modulent ce flux d'énergie, c'est-à-dire « qui mange qui « conditionnent le fonctionnement des milieux et, par conséquent, de toute vie présente dans le environnement. De toute façon, Pour comprendre l'échange d'énergie dans différents systèmes biologiques, il est nécessaire de décrire en détail un terme de grand intérêt: la biomasse. Aujourd'hui, nous vous disons tout sur elle, alors continuez à lire.

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Qu'est-ce que la biomasse ?

La biomasse est la masse d'organismes biologiques vivants présents dans un écosystème donné à un moment donné. Le poids peut être déterminé au niveau d'un taxon ou d'une population spécifique (biomasse de l'espèce) ou comprenant tous les éléments vivants qui coexistent dans l'environnement (biomasse communautaire ou communautaire). La biomasse est distribuée dans les écosystèmes terrestres de manière pyramidale dans la chaîne trophique, depuis les producteurs primaires que sont la base, jusqu'aux super prédateurs de la pointe.

Il convient de noter que la biomasse n'est pas utilisée à 100 % à tous les niveaux de l'écosystème. On s'explique. Sur le plan écologique, de toute la biomasse consommée par une vache sous forme d'herbe (100% de l'énergie), seulement 10% ira au niveau trophique suivant. Le mammifère doit brûler la matière organique qu'il consomme pour se nourrir, se reproduire, produire de la chaleur et en vivre définitivement, si bien qu'une infime partie de l'énergie obtenue par la biomasse passe de niveau en niveau dans le chaîne. Heureusement, l'énergie solaire est "illimitée", donc cette perte ne doit pas être constatée dans un écosystème sain tant qu'il y a des plantes qui effectuent la photosynthèse.

Un terme interdépendant avec la biomasse est la bioénergie, car il s'agit d'obtenir de l'énergie d'une manière renouvelable dans le secteur humain, à travers l'utilisation de matière organique (traitée naturellement dans l'écosystème ou mécanique). La biomasse et la bioénergie sont les deux faces d'une même pièce, mais le premier terme fait généralement référence à un événement naturel, tandis que le second a une applicabilité anthropique claire.

La biomasse de la Terre, en données brutes

En 2018, la recherche La répartition de la biomasse sur Terre a été publiée sur le portail scientifique du PNAS, qui traitait estimer la biomasse à travers la Terre sous forme de carbone (C), le composant organique par excellence des êtres vivants. Au total, 550 gigatonnes de carbone ont été calculées, qui se répartissent entre les différents taxons vivants comme suit :

• Les plantes étaient le règne producteur dominant. Celles-ci sont chargées de stocker 450 gigatonnes de carbone, soit 80% du total. Ils sont les principaux producteurs de tous les écosystèmes normaux.
• Derrière eux, vous serez surpris de savoir qu'il y a des bactéries, qui fournissent environ 70 Gt, soit 15 % du carbone total. Bien que nous ne puissions pas les voir, ces micro-organismes sont partout.
• Les champignons, les archées et les protistes se classent respectivement troisième, quatrième et cinquième, avec un total de 12, 7 et 4 Gt.
• À la honte du summum de l'évolution, nous, les animaux, n'assumons que 2 gigatonnes de carbone - seuls les virus contribuent moins que nous, à 0,2 Gt.

De plus, cette étude a calculé que la quantité de biomasse terrestre est de deux ordres plus grande que la biomasse marineMais on estime que le biote du milieu aquatique contribue au total à 6 gigatonnes de carbone, un chiffre non négligeable. Comme vous pouvez le voir, la majeure partie de la matière organique sur Terre se trouve dans les micro-organismes et les plantes.

Calcul de la biomasse

Le calcul de la biomasse totale produite dans un écosystème est une tâche extrêmement difficile, bien que les nouvelles technologies (telles que Capteur laser d'imagerie de la végétation) aident les chercheurs à faire des estimations assez fiables, du moins lorsqu'il s'agit de quantifier le carbone végétal dans un environnement. En raison de la complexité intrinsèque de la prise en compte de tous les éléments vivants du biome, Il faut recourir à des équations et à des méthodes de régression, c'est-à-dire calculer la biomasse produite par un individu puis extrapoler cette valeur à la population totale.

Pour vous donner une idée de la façon dont la biomasse peut être calculée, nous allons prendre une boîte de Pétri avec des micro-organismes, la plus petite échelle à laquelle nous puissions penser. Pour estimer le carbone, l'équation suivante est suivie :

Biomasse (en microgrammes de carbone / millilitre d'échantillon): N x Bv X F

Dans cette équation, N représente le nombre de micro-organismes comptés dans un millilitre d'échantillon, Bv est le le biovolume est ce que chaque micro-organisme occupe (en µm ^ 3 échelle) et F est le facteur de conversion du carbone, en µg de C par µm ^ 3. Comme vous pouvez le voir, quantifier la biomasse dans un échantillon n'est pas facile, même quand on se déplace à des échelles microscopiques.

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Productivité et biomasse

Un terme complètement lié à la biomasse est la productivité écologique. Ce paramètre est défini comme la production de matière organique dans une zone déterminée par unité de le temps, c'est-à-dire la quantité de biomasse générée dans un écosystème naturel ou un système artificiel Humain.

L'unité la plus couramment utilisée pour quantifier la productivité dans un écosystème est le kilogramme / hectare par an, bien qu'elle puisse être utilisée autres échelles de poids (tonnes, gigatonnes) de surface (mètres carrés, centimètres carrés, etc.) et même de temps (jours, heures, décennies). Tout dépend de l'utilité et de l'orientation de l'étude en question qui tente d'obtenir des paramètres spécifiques.

Prenons un exemple. Supposons que nous ayons une superficie de 40 hectares qui était vide au début, mais qui a été repeuplée avec des plantes qui pèsent en moyenne 1 kilogramme. Au total nous comptons environ 1 000 plantes de l'espèce d'intérêt à la fin de l'année, ce qui nous donne par conséquent 1 000 kilogrammes de masse totale (biomasse de l'espèce). Si on fait les calculs pertinents (1 000 kg / 40 Ha), on obtiendra qu'au total, la productivité a été de 25 kg / Ha / an.

Ce modèle hypothétique présente un taux de productivité élevé, mais les choses changent beaucoup si on parle d'animaux. Pensez maintenant à une population de vaches qui, par exemple, ont besoin d'une superficie de 20 000 hectares pour prospérer. Quel que soit le poids de ces mammifères d'élevage, ils seront moins nombreux que les plantes et, De plus, l'aire d'alimentation est plus grande, ce qui nous donne une biomasse totale produite beaucoup moins.

En plus de cela, il faut prendre en compte le point précédent: l'énergie qui saute de maillon en maillon de la chaîne n'est que de 10 %. Les vaches utilisent 90 % de leur énergie pour vivre, donc un écosystème principalement végétal est toujours plus productif qu'un écosystème avec des animaux abondants. Cependant, la sélection naturelle ne "cherche" pas à maximiser la productivité, mais plutôt à maintenir un équilibre stable à long terme entre tous les composants. Par conséquent, lorsque des espèces exotiques sont introduites dans un écosystème, le résultat est souvent désastreux.

résumé

Pour mettre en perspective tout ce que vous avez appris, nous comparons deux cas particuliers: la productivité de la plante (primaire) dans un le désert est inférieur à 0,5 grammes/mètre carré/jour, tandis que dans un champ cultivé la valeur oscille à 10 grammes/mètre carré / jour. Plus il y a de plantes présentes dans un écosystème, plus il y aura de biomasse et donc plus le taux de productivité sera élevé.

En résumé, la biomasse reflète la quantité de matière organique dans un endroit et un site particuliers, tandis que la La productivité fait référence à la rapidité et à l'efficacité avec lesquelles cette matière organique est produit. Ces paramètres nous aident à comprendre le fonctionnement des écosystèmes naturels, mais ils nous aident aussi permettre de maximiser les avantages matériels et économiques lors de l'exploitation des terres à des fins humains.

Références bibliographiques:

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