バイオマス：それは何ですか、それはどのように計算され、そしてそれはどのように分配されますか

生物元素は、その名前が示すように、地球上のさまざまな生物を構成する周期表の化学元素です。 生命は約30の要素で構成されているという事実にもかかわらず、ほとんどすべての分類群の細胞塊の96％ あなたが考えることができるのはそれらの6つだけで構成されています：炭素、酸素、窒素、水素、リンそして 硫黄。 これらの要素は、タンパク質、ビタミン、核酸、脂質、炭水化物、および他の多くの化合物を生成するため、それらなしで生命を想像することは不可能な作業です。

地球上に存在する有機物は固定されていませんが、エネルギーの使用によって変換されます。 たとえば、植物は土壌に存在する光エネルギーと無機化合物のおかげで成長し、ミネラルを炭素に変換します。 この塊は、草食動物、肉食動物、そして超捕食者によって、死ぬまで消費されます。 この時点で、蓄積された物質はすべて土壌中で分解し、サイクルを再開します。

生態系の食物連鎖は、このエネルギーの流れを調整します。 誰が」環境の機能、したがって、に存在するすべての生命の機能を調整します 環境。 とにかく、 さまざまな生物学的システムにおけるエネルギーの交換を理解するには、非常に興味深い用語であるバイオマスについて詳しく説明する必要があります。. 今日は彼女のことをすべてお話ししますので、読み続けてください。

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バイオマスとは？

バイオマスは 特定の時間に特定の生態系に存在する生きている生物の質量. 重量は、特定の分類群または個体群（種バイオマス）のレベルで、または環境内で共存するすべての生物要素（コミュニティまたはコミュニティバイオマス）を含むレベルで決定できます。 バイオマスは、基盤となる一次生産者から先端の超捕食者まで、栄養連鎖のピラミッド状に陸域生態系に分布しています。

バイオマスはすべての生態系レベルで100％使用されているわけではないことに注意してください。 私たちは自分自身を説明します。 生態学的レベルでは、牛が草の形で消費するすべてのバイオマス（エネルギーの100％）のうち、次の栄養段階に進むのはわずか10％です。 哺乳類は、それが消費する有機物を燃やして、採餌、再生、熱を発生させ、 確実に生きているので、バイオマスによって得られたエネルギーのごく一部だけがレベルからレベルへと通過します 鎖。 幸いなことに、太陽エネルギーは「無制限」であるため、光合成を行う植物が存在する限り、この損失は健全な生態系では気付かれるべきではありません。

バイオマスと相互に関連する用語はバイオエナジーです、これは、人間のセクターで再生可能な方法でエネルギーを取得することを指します。 有機物の使用（生態系で自然に扱われるか、 力学）。 バイオマスとバイオエナジーは同じコインの両面ですが、最初の用語は一般に自然現象を指し、2番目の用語は明確な人間原理の適用性を持っています。

生データにおける地球のバイオマス

2018年に、地球上のバイオマス分布に関する研究がPNAS科学ポータルに公開されました。 地球全体のバイオマスを炭素（C）の形で推定します。これは、生物の卓越した有機成分です。. 合計550ギガトンの炭素が計算され、次のようにさまざまな生きている分類群に分布しています。

• 植物は支配的な生産王国でした。 これらは450ギガトンの炭素、つまり全体の80％を貯蔵する責任があります。 彼らはすべての通常の生態系の主要な生産者です。
• その背後には、総炭素量の15％にあたる約70Gtを供給するバクテリアがいることに驚かれることでしょう。 私たちはそれらを見ることができませんが、これらの微生物はいたるところにあります。
• 菌類、古細菌、原生生物はそれぞれ3位、4位、5位で、合計12、7、4Gtです。
• 進化の頂点の恥ずべきことに、私たち動物は2ギガトンの炭素しか想定していません-ウイルスだけが私たちよりも貢献が少なく、0.2Gtです。

さらに、この研究は次のように計算しました 陸上バイオマスの量は海洋より2桁多いしかし、水生環境の生物相は合計6ギガトンの炭素に寄与すると推定されており、この数字は無視できません。 ご覧のとおり、地球上の有機物のほとんどは微生物や植物に含まれています。

バイオマスの計算

生態系で生産された総バイオマスを計算することは非常に困難な作業ですが、新しい技術（ レーザー植生イメージングセンサー）少なくとも環境中の植物の炭素を定量化することに関しては、研究者がかなり信頼できる推定を行うのを助けます。 バイオームのすべての生きている要素を考慮に入れることの本質的な複雑さのために、 方程式と回帰法に頼る必要があります。つまり、個人が生産するバイオマスを計算し、この値を総人口に外挿する必要があります。.

バイオマスの計算方法を理解するために、考えられる最小のスケールである微生物を含むペトリ皿を用意します。 炭素を推定するには、次の式に従います。

バイオマス（炭素のマイクログラム/サンプルのミリリットル）：N x Bv X F

この式で、Nは1ミリリットルのサンプルでカウントされた微生物の数を表し、Bvは バイオボリュームは各微生物が占めるもの（µm ^ 3スケール）であり、Fは炭素換算係数（µg）です。 C per µm ^ 3。 ご覧のとおり、サンプル中のバイオマスの定量化は、微視的なスケールで移動した場合でも簡単ではありません。

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生産性とバイオマス

バイオマスに完全に関連する用語は、生態学的生産性です. このパラメータは、単位あたりの決定された面積での有機物の生産として定義されます。 時間、つまり、自然の生態系または人工システムで生成されるバイオマスの量 人間。

生態系の生産性を定量化するために使用される最も一般的な単位は、年間キログラム/ヘクタールですが、使用することもできます 他の体重計（トン、ギガトン）の表面（平方メートル、平方センチメートルなど）、さらには時間（日、時間、 数十年）。 それはすべて、特定のパラメータを取得しようとしている問題の研究の有用性と焦点に依存します。

例を見てみましょう. 最初は空だった40ヘクタールの面積がありますが、平均して1キログラムの植物が再び生息しているとします。 年末現在、対象種の植物を合計で約1,000植物と数えているため、総質量（バイオマス種）は1,000キログラムになります。 適切な計算（1,000 kg / 40 Ha）を行うと、合計で25 kg / Ha /年の生産性が得られます。

この架空のモデルは高い生産性を示していますが、動物について話すと状況は大きく変わります。 ここで、たとえば、繁殖するために20,000ヘクタールの土地を必要とする牛の集団について考えてみましょう。 これらの家畜哺乳類の体重がいくらであっても、植物よりも個体数は少なくなります。 また、採餌場が広く、総バイオマス生産量が多い もっと少なく。

これに加えて、前のポイントを考慮する必要があります。 チェーン内のリンクからリンクにジャンプするエネルギーはわずか10％です. 牛はエネルギーの90％を使って生活しているため、主に植物の生態系は、動物が豊富な生態系よりも常に生産性が高くなります。 ただし、自然淘汰は生産性を最大化するために「求める」のではなく、すべてのコンポーネント間の安定した長期的なバランスを維持するためです。 したがって、外来種が生態系に導入されると、その結果はしばしば悲惨なものになります。

履歴書

学んだことすべてを視野に入れるために、2つの特定のケースを比較します。 砂漠は0.5グラム/平方メートル/日未満ですが、耕作地では値は10グラム/メートルで振動します 平方根の日。 生態系に存在する植物が多いほど、バイオマスが多くなるため、生産性が高くなります。

要約すれば、 バイオマスは特定の場所や場所の有機物の量を反映しますが、 生産性とは、この有機物の速度と有効性を指します を生成します. これらのパラメータは、自然の生態系の機能を理解するのに役立ちますが、私たちにも役立ちます 目的のために土地を利用するときに、物質的および経済的利益を最大化することを可能にする 人間。

書誌参照：

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