Biomassa: o que é, como é calculada e como é distribuída

Bioelementos, como o nome sugere, são os elementos químicos da tabela periódica que compõem os diferentes seres vivos do planeta. Apesar do fato de a vida ser composta por cerca de 30 elementos, 96% da massa celular de quase todos os taxa que você pode imaginar é composto de apenas seis deles: carbono, oxigênio, nitrogênio, hidrogênio, fósforo e enxofre. Esses elementos dão origem a proteínas, vitaminas, ácidos nucléicos, lipídios, carboidratos e muitos outros compostos, portanto, conceber a vida sem eles é uma tarefa impossível.

A matéria orgânica presente na Terra não é fixa, mas se transforma com o uso de energia. Por exemplo, uma planta cresce graças à energia da luz e a compostos inorgânicos presentes no solo, transformando minerais em carbono. Essa massa é consumida por um animal herbívoro, depois por um carnívoro e depois por um superpredador, até morrer. Nesse ponto, toda a matéria acumulada se decompõe no solo e iniciamos o ciclo novamente.

As cadeias alimentares nos ecossistemas modulam esse fluxo de energia, ou seja, "quem come quem ”condiciona o funcionamento dos ambientes e, portanto, de toda a vida presente no meio Ambiente. De todas as formas,

Para compreender a troca de energia em diferentes sistemas biológicos, é necessário descrever extensivamente um termo de grande interesse: biomassa. Hoje vamos contar tudo sobre ela, então continue lendo.

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O que é biomassa?

Biomassa é a massa de organismos biológicos vivos presentes em um determinado ecossistema em um determinado momento. O peso pode ser determinado no nível de um táxon ou população específica (biomassa da espécie) ou compreendendo todos os elementos vivos que coexistem no meio ambiente (comunidade ou biomassa da comunidade). A biomassa é distribuída nos ecossistemas terrestres de forma piramidal na cadeia trófica, desde os produtores primários que são a base, até os superpredadores da ponta.

Deve-se notar que a biomassa não é usada 100% em todos os níveis do ecossistema. Nós nos explicamos. Em um nível ecológico, de toda a biomassa consumida por uma vaca na forma de grama (100% da energia), apenas 10% irá para o próximo nível trófico. O mamífero deve queimar a matéria orgânica que consome para se alimentar, se reproduzir, produzir calor e em definitivamente viver, então apenas uma pequena parte da energia obtida pela biomassa passa de nível a nível no corrente. Felizmente, a energia solar é "ilimitada", portanto essa perda não deve ser percebida em um ecossistema saudável enquanto houver plantas que realizem a fotossíntese.

Um termo inter-relacionado com biomassa é bioenergia, pois se refere à obtenção de energia de forma renovável no setor humano, através o uso de matéria orgânica (tratada naturalmente no ecossistema ou mecânica). Biomassa e bioenergia são as duas faces da mesma moeda, mas o primeiro termo geralmente se refere a um evento natural, enquanto o segundo tem uma aplicabilidade antrópica clara.

A biomassa da Terra, em dados brutos

Em 2018, foi publicada no portal científico PNAS a pesquisa A distribuição da biomassa na Terra, que tratava do estimar a biomassa em toda a Terra na forma de carbono (C), o componente orgânico por excelência dos seres vivos. Um total de 550 gigatoneladas de carbono foram calculados, os quais são distribuídos entre os diferentes taxa vivos da seguinte forma:

• As plantas eram o reino produtor dominante. São responsáveis ​​pelo armazenamento de 450 gigatoneladas de carbono, ou seja, 80% do total. Eles são os produtores primários de todos os ecossistemas normais.
• Atrás deles, você ficará surpreso ao saber que existem bactérias, que fornecem cerca de 70 Gt, 15% do carbono total. Embora não possamos vê-los, esses microrganismos estão por toda parte.
• Fungos, archaea e protistas estão em terceiro, quarto e quinto lugar, respectivamente, com 12, 7 e 4 Gt no total.
• Para a vergonha do auge da evolução, nós, animais, presumimos apenas 2 gigatoneladas de carbono - apenas os vírus contribuem com menos do que nós, a 0,2 Gt.

Além disso, este estudo calculou que a quantidade de biomassa terrestre é duas ordens maior do que a marinhaMas estima-se que a biota no meio aquático contribua com um total de 6 gigatoneladas de carbono, um número que não é desprezível. Como você pode ver, a maior parte da matéria orgânica da Terra é encontrada em microorganismos e plantas.

Cálculo de biomassa

Calcular a biomassa total produzida em um ecossistema é uma tarefa extremamente difícil, embora novas tecnologias (como Sensor de imagem a laser de vegetação) ajudam os pesquisadores a fazer estimativas razoavelmente confiáveis, pelo menos quando se trata de quantificar o carbono vegetal em um ambiente. Devido à complexidade intrínseca de levar em consideração todos os elementos vivos do bioma, É necessário recorrer a equações e métodos de regressão, ou seja, calcular a biomassa produzida por um indivíduo e depois extrapolar esse valor para a população total..

Para se ter uma ideia de como a biomassa pode ser calculada, vamos pegar uma placa de Petri com microorganismos, a menor escala que podemos imaginar. Para estimar o carbono, a seguinte equação é seguida:

Biomassa (em microgramas de carbono / mililitro de amostra): N x Bv X F

Nesta equação, N representa o número de microrganismos contados em um mililitro de amostra, Bv é o biovolume é o que cada microrganismo ocupa (na escala µm ^ 3) e F é o fator de conversão de carbono, em µg de C por µm ^ 3. Como você pode ver, quantificar a biomassa em uma amostra não é fácil, nem mesmo quando passamos em escalas microscópicas.

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Produtividade e biomassa

Um termo totalmente ligado à biomassa é produtividade ecológica. Este parâmetro é definido como a produção de matéria orgânica em uma determinada área por unidade de tempo, ou seja, a quantidade de biomassa que é gerada em um ecossistema natural ou sistema artificial humano.

A unidade mais comum usada para quantificar a produtividade em um ecossistema é quilogramas / hectare por ano, embora possam ser usados outras escalas de peso (toneladas, gigatoneladas), superfície (metros quadrados, centímetros quadrados, etc.) e até mesmo tempo (dias, horas, décadas). Tudo depende da utilidade e do enfoque do estudo em questão que busca obter parâmetros específicos.

Vamos dar um exemplo. Suponha que tenhamos uma área de 40 hectares que estava vazia no início, mas foi repovoada com plantas que, em média, pesam 1 quilo. No total, contamos cerca de 1.000 plantas das espécies de interesse no final do ano, o que, consequentemente, nos dá 1.000 quilogramas de massa total (biomassa da espécie). Se fizermos os cálculos pertinentes (1.000 kg / 40 Ha), obteremos que, no total, a produtividade foi de 25 kg / Ha / ano.

Este modelo hipotético apresenta uma alta produtividade, mas as coisas mudam muito se falamos de animais. Agora pense em uma população de vacas que, por exemplo, precisa de uma área de 20.000 hectares de terra para prosperar. Por mais que esses mamíferos rebanhos pesem, eles terão menos indivíduos do que plantas e, Além disso, a área de forrageamento é maior, o que nos dá uma biomassa total produzida muito menos.

Além disso, é necessário levar em consideração o ponto anterior: a energia que salta de elo para elo na cadeia é de apenas 10%. As vacas usam 90% de sua energia para viver, portanto, um ecossistema principalmente vegetal é sempre mais produtivo do que um com animais abundantes. No entanto, a seleção natural não "busca" maximizar a produtividade, mas manter um equilíbrio estável de longo prazo entre todos os componentes. Portanto, quando espécies exóticas são introduzidas em um ecossistema, o resultado costuma ser desastroso.

Retomar

Para colocar tudo o que você aprendeu em perspectiva, comparamos dois casos específicos: produtividade da planta (primária) em um deserto é inferior a 0,5 gramas / metro quadrado / dia, enquanto em um campo cultivado o valor oscila 10 gramas / metro quadrado / dia. Quanto mais plantas estiverem presentes em um ecossistema, mais biomassa haverá e, portanto, maior será a taxa de produtividade.

Em resumo, biomassa reflete a quantidade de matéria orgânica em um determinado local e local, enquanto o produtividade refere-se à velocidade e eficácia com que esta matéria orgânica é produz. Esses parâmetros nos ajudam a entender o funcionamento dos ecossistemas naturais, mas também nos ajudam permitem maximizar os benefícios materiais e econômicos ao explorar a terra para fins humanos.

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