Biomasa neboli „živá hmota“ planety. Vědci provádějí globální sčítání biomasy

Materiál z Wikipedie – svobodné encyklopedie

Biomasa(biohmota) - celková hmota rostlinných a živočišných organismů přítomných v biogeocenóze určité velikosti nebo úrovně.

Biomasa Země je 2423 miliard tun. Lidé poskytují asi 350 milionů tun biomasy v živé hmotnosti nebo asi 100 milionů tun, pokud jde o suchou biomasu - zanedbatelné množství ve srovnání s celou biomasou planety

Složení zemské biomasy

Organismy kontinentální části

• Zelené rostliny – 2400 miliard tun (99,2 %)
• Zvířata a mikroorganismy – 20 miliard tun (0,8 %)

Oceánské organismy

• Zelené rostliny – 0,2 miliardy tun (6,3 %)
• Zvířata a mikroorganismy – 3 miliardy tun (93,7 %)

Většina zemské biomasy je tedy soustředěna v pozemských lesích. Na souši převládá množství rostlin, v oceánech je množství zvířat a mikroorganismů. Rychlost růstu biomasy (obrat) je však mnohem větší v oceánech.

Obrat biomasy

Pokud vezmeme v úvahu nárůst biomasy ke stávající hmotě, získáme následující ukazatele:

• dřevinná vegetace lesů - 1,8 %
• Vegetace luk, stepí, orné půdy - 67 %
• Komplex rostlin jezer a řek - 14%
• Mořský fytoplankton – 15 %

Intenzivní dělení mikroskopických buněk fytoplanktonu, jejich rychlý růst a krátkodobá existence přispívají k rychlému obratu oceánské fytomasy, který nastává v průměru za 1-3 dny, zatímco úplná obnova suchozemské vegetace trvá 50 a více let. Proto i přes malé množství oceánské fytomasy je její roční celková produkce srovnatelná s produkcí suchozemských rostlin. Nízká hmotnost oceánských rostlin je způsobena tím, že je zvířata a mikroorganismy sežerou během několika dní, ale během několika dní jsou také obnoveny.

Každý rok se v biosféře procesem fotosyntézy vytvoří asi 150 miliard tun suché organické hmoty. V kontinentální části biosféry jsou nejproduktivnější tropické a subtropické lesy, v oceánské části - ústí řek (ústí řek rozšiřující se směrem k moři) a útesy, stejně jako zóny stoupajících hlubokých vod - vzlínání. Nízká produktivita rostlin je typická pro otevřený oceán, pouště a tundru.

Aplikace biomasy v energetice

Biomasa je šestým největším dostupným zdrojem na světě. v současné době zdroje energie po ropné břidlice, uranu, uhlí, ropě a zemním plynu. Přibližná celková biologická hmota Země se odhaduje na 2,4·10 12 tun.

Biomasa je po přímé sluneční, větrné, vodní a geotermální energii pátým nejproduktivnějším obnovitelným zdrojem energie. Každý rok se na Zemi vytvoří asi 170 miliard tun primární biologické hmoty a přibližně stejný objem je zničen.

Biomasa je největší obnovitelný zdroj využívaný ve světové ekonomice (více než 500 milionů tun ekvivalentu paliva ročně)

Biomasa se využívá k výrobě tepla, elektřiny, biopaliva, bioplynu (metan, vodík).

Převážná část palivové biomasy (až 80 %), především dřevo, se v rozvojových zemích používá k vytápění domácností a vaření.

Příklady

V roce 2002 instaloval energetický průmysl USA 9 733 MW kapacity na výrobu biomasy. Z toho bylo 5886 MW napájeno lesním odpadem a Zemědělství, 3308 MW provozováno na tuhém komunálním odpadu, 539 MW na ostatních zdrojích.

Zplyňování biomasy

Z 1 kilogramu biomasy lze získat cca 2,5 m 3 generátorového plynu, jehož hlavními hořlavými složkami jsou oxid uhelnatý (CO) a vodík (H 2). V závislosti na způsobu provádění zplyňovacího procesu a surovině lze získat nízkokalorický (silně balastní) nebo středně kalorický generátorový plyn.

Bioplyn se vyrábí ze zvířecího hnoje pomocí metanové fermentace. Bioplyn se skládá z 55-75% metanu a 25-45% CO2. Z tuny hovězího hnoje (v sušině) se získá 250-350 kubíků bioplynu. Světovým lídrem v počtu provozovaných zařízení na výrobu bioplynu je Čína.

Napište recenzi na článek "Biomasa"

Poznámky

Úryvek charakterizující biomasu

V tomto relativně pomalém probuzení nebylo nic děsivého ani náhlého.
Jeho poslední dny a hodiny ubíhaly jako obvykle a jednoduše. A princezna Marya a Natasha, které neopustily jeho stranu, to pocítily. Neplakali, netřásli se a Nedávno Když to sami cítili, už nekráčeli za ním (už tam nebyl, opustil je), ale po nejbližší vzpomínce na něj - jeho těle. Pocity obou byly tak silné, že je vnější, strašná stránka smrti neovlivnila a nepovažovali za nutné oddávat se svému smutku. Neplakali ani před ním, ani bez něj, ale nikdy o něm mezi sebou nemluvili. Měli pocit, že nedokážou vyjádřit slovy to, čemu rozuměli.
Oba ho viděli klesat hlouběji a hlouběji, pomalu a klidně, někam pryč od nich a oba věděli, že to tak má být a že je to dobře.
Byl vyzpovídán a bylo mu uděleno přijímání; všichni se s ním přišli rozloučit. Když k němu přivedli jejich syna, přiložil k němu rty a odvrátil se, ne proto, že by se cítil tvrdě nebo litoval (princezna Marya a Nataša to pochopily), ale pouze proto, že věřil, že to je vše, co se od něj vyžaduje; ale když mu řekli, aby mu požehnal, udělal, co bylo požadováno, a rozhlédl se, jako by se ptal, zda je třeba ještě něco udělat.
Když došlo k posledním křečím těla, opuštěného duchem, byly tu princezna Marya a Nataša.
- Je konec?! - řekla princezna Marya poté, co jeho tělo před nimi několik minut leželo nehybně a chladně. Natasha přišla, podívala se do mrtvých očí a spěchala je zavřít. Zavřela je a nepolíbila je, ale políbila to, co bylo její nejbližší vzpomínkou na něj.
"Kam šel? Kde je teď?.."

Když oblečené umyté tělo leželo v rakvi na stole, všichni se k němu přišli rozloučit a všichni plakali.
Nikolushka plakala bolestným zmatkem, který mu trhal srdce. Hraběnka a Sonya plakaly z lítosti nad Natašou a nad tím, že už není. Starý hrabě plakal, že brzy, cítil, bude muset udělat stejně hrozný krok.
Natasha a princezna Marya teď také plakaly, ale neplakaly kvůli svým vlastním osobní smutek; plakali z uctivého dojetí, které sevřelo jejich duše před vědomím prostého a vážného tajemství smrti, které se před nimi odehrálo.

Souhrn příčin jevů je lidské mysli nedostupný. Ale potřeba hledat důvody je zakořeněna v lidské duši. A lidská mysl, aniž by se nořila do nesčetnosti a složitosti podmínek jevů, z nichž každý samostatně může být reprezentován jako příčina, se chopí první, nejsrozumitelnější konvergence a říká: toto je příčina. V historických událostech (kde je předmětem pozorování jednání lidí) se zdá být nejprimitivnějším sbližováním vůle bohů, poté vůle těch lidí, kteří stojí na nejvýraznějším místě. historické místo, – historičtí hrdinové. Ale stačí se ponořit do podstaty každého z nich historická událost, tedy v činnosti celé masy lidí účastnících se akce, dbát na to, aby vůle historický hrdina Nejenže neřídí činy mas, ale sama je neustále vedena. Zdálo by se, že pochopit význam historické události tak či onak je jedno. Ale mezi mužem, který říká, že národy Západu šly na Východ, protože to chtěl Napoleon, a mužem, který říká, že se to stalo, protože se to stát muselo, je stejný rozdíl, jaký existoval mezi lidmi, kteří tvrdili, že Země stojí pevně a planety se kolem něj pohybují, a ti, kteří říkali, že nevědí, na čem Země spočívá, ale vědí, že existují zákony, které řídí pohyb její a ostatních planet. Neexistují a nemohou existovat důvody pro historickou událost, kromě jediné příčiny ze všech důvodů. Ale existují zákony, které řídí události, zčásti neznámé, zčásti námi tápající. Odhalení těchto zákonů je možné pouze tehdy, když se zcela zřekneme hledání příčin ve vůli jedné osoby, stejně jako se objevení zákonů planetárního pohybu stalo možným pouze tehdy, když se lidé zřekli myšlenky na potvrzení Země.

Biomasa je termín používaný k charakterizaci jakékoli organické hmoty vytvořené fotosyntézou. Tato definice zahrnuje suchozemskou a vodní vegetaci a keře, stejně jako vodní rostliny a mikroorganismy.

Zvláštnosti

Biomasa je pozůstatek živočišné činnosti (hnůj), průmyslový a zemědělský odpad. Tento produkt má průmyslový význam a je žádaný v energetickém sektoru. Biomasa je přírodní produkt, jehož obsah uhlíku je tak vysoký, že jej lze použít jako alternativní palivo.

Sloučenina

Biomasa je směs zelených rostlin, mikroorganismů a živočichů. K jeho obnovení je zapotřebí krátký čas. Biomasa živých organismů je jediným zdrojem energie, který může při zpracování uvolňovat oxid uhličitý. Jeho hlavní část je soustředěna v lesích. Na souši zahrnuje zelené keře a stromy a jejich objem se odhaduje na asi 2 400 miliard tun. V oceánech se biomasa organismů tvoří mnohem rychleji, zde ji zastupují mikroorganismy a živočichové.

V současné době se uvažuje o takovém konceptu, jako je zvýšení počtu zelených rostlin. Dřeviny tvoří přibližně dvě procenta. Většinu (asi sedmdesát procent) celkové skladby tvoří orná půda, zelené louky a drobná vegetace.

Asi patnáct procent celkové biomasy pochází z mořského fytoplanktonu. Vzhledem k tomu, že proces jeho dělení nastává v krátkém časovém úseku, můžeme hovořit o výrazném obratu vegetace ve světových oceánech. Vědci citují Zajímavosti, podle kterého stačí tři dny ke kompletní obnově zelené části oceánu.

Na souši trvá tento proces asi padesát let. Každý rok dochází k procesu fotosyntézy, díky kterému se získá asi 150 miliard tun suchého organického produktu. Celková biomasa vytvořená ve světových oceánech je i přes její nevýznamné ukazatele srovnatelná s produkcí vytvořenou na souši.

Nevýznamnost hmotnosti rostlin ve světových oceánech lze vysvětlit tím, že jsou během krátké doby sežrány zvířaty a mikroorganismy, ale vegetace je zde poměrně rychle zcela obnovena.

Subtropické a tropické lesy jsou považovány za nejproduktivnější v kontinentální části zemské biosféry. Oceánskou biomasu představují především útesy a ústí řek.

Mezi bioenergetické technologie, které se v současnosti používají, vyzdvihujeme: pyrolýzu, zplyňování, fermentaci, anaerobní fermentaci, různé druhy spalování paliva.

Obnova biomasy

V poslední době se v mnoha evropských zemích provádějí různé experimenty související s pěstováním energetických lesů, ze kterých se získává biomasa. Význam tohoto slova je obzvláště aktuální v dnešní době, kdy je věnována velká pozornost otázkám životního prostředí. Proces získávání biomasy, stejně jako průmyslové zpracování pevného odpadu z domácností, dřevní hmoty a zemědělských kotlů, je doprovázeno uvolňováním páry, která pohání turbínu. Z hlediska životního prostředí je absolutně bezpečný pro životní prostředí.

Díky tomu je pozorováno otáčení rotoru generátoru, schopného generování elektrická energie. Postupně se hromadí popel, což snižuje účinnost výroby energie, takže je periodicky odstraňován z reakční směsi.

Na obrovských pokusných plantážích se pěstují rychle rostoucí stromy: akácie, topoly, eukalypty. Bylo testováno asi dvacet druhů rostlin.

Za zajímavou variantu byly považovány kombinované plantáže, ve kterých se kromě stromů pěstují i ​​jiné plodiny. Ječmen se například vysazuje mezi řádky topolů. Doba rotace vytvořeného energetického lesa je šest až sedm let.

Zpracování biomasy

Pokračujme v rozhovoru o tom, co je biomasa. Definici tohoto pojmu poskytli různí vědci, ale všichni jsou přesvědčeni, že zelené rostliny jsou slibnou možností pro získávání alternativního paliva.

Předně je třeba poznamenat, že hlavním produktem zplyňování je uhlovodík – metan. Může být použit jako surovina v chemickém průmyslu a také ve formě efektivní typ palivo.

Pyrolýza

Rychlou pyrolýzou (tepelným rozkladem látek) vzniká bioolej, což je hořlavé palivo. Termální energie, přidělené v v tomto případě, se používá k chemické přeměně zelené biomasy na syntetický olej. Přeprava a skladování je mnohem jednodušší než pevné materiály. Dále se bioolej spaluje na výrobu elektrické energie. Pyrolýzou je možné přeměnit biomasu na fenolický olej, používaný k výrobě lepidla na dřevo, izolační pěny a vstřikovacích plastů.

Anaerobní fermentace

Tento proces se provádí díky anaerobním bakteriím. Mikroorganismy žijí v místech, kde není přístup kyslíku. Spotřebovávají organickou hmotu a během reakce produkují vodík a metan. Přiváděním hnoje a odpadních vod do speciálních fermentorů, zaváděním anaerobních mikroorganismů do nich lze výsledný plyn použít jako zdroj paliva.

Bakterie jsou schopny rozkládat organické látky obsažené na skládkách a potravinovém odpadu a produkovat metan. K těžbě plynu a jeho použití jako paliva lze použít speciální zařízení.

Závěr

Biopaliva jsou nejen vynikajícím zdrojem energie, ale také způsobem, jak získat cenné chemické substance. Při chemickém zpracování metanu tak lze získat různé organické sloučeniny: methanol, ethanol, acetaldehyd, kyselinu octovou, polymerní materiály. Například etanol je cenná látka používaná v různých průmyslových odvětvích.

Jedním z hlavních obecných biologických ukazatelů je hmotnost biosféry, neboli biomasa. Biomasa je Celková váha všechny druhy života na Zemi v daném časovém okamžiku. Na naší planetě se biomasa skládá ze tří hlavních typů: rostlin (99,75 % hmoty biosféry), živočichů (0,25 %) a mikroorganismů (10 - 6 %). Biomasa na Zemi se během procesu evoluce mění. Nejprve se pomalu zvyšoval během 3 340 milionů let a poté začal relativně rychle klesat během 263 milionů let. Pro přesnou orientaci v érách a obdobích je uvedena tabulka, kde je délka období uvedena v milionech let.

A diagram odráží fáze změny hmoty biosféry.

Změny v rostlinné a živočišné biomase Země za 6 miliard let existence planety

Vědci odhadují moderní biomasu na 10 14 kg (V.I. Vernadsky), což je 10 milionkrát méně hmotnosti, než je „teoretické maximum“ hmotnosti zemské biosféry.

Lze rozlišit následující vývojová stádia kvantitativních změn biomasy.

1 . Žhavá Země bez života. Etapa trvala od vzniku planety po dobu 1500 milionů let až do začátku archejského eonu.

2 . Pomalý nárůst biomasy Země. Doba trvání 3000 milionů let; doba archejských, proterozoických eonů. Vznikl život a začal pomalu zvyšovat svou biomasu na 10 13 - 10 15 kg do konce prvohor byly živé organismy obsaženy výhradně v mořích a oceánech. Navzdory množství oxidu uhličitého v atmosféře (80 %), rozšířené teplo povrchu kontinentů planety (v průměru asi +250 °C) neumožnilo šíření rostlin po zemi. Rostliny existovaly pouze v oceánech.

3 . Rychlý nárůst biomasy nastal během paleozoické éry (přes 335 milionů let). Rostlinný a živočišný svět se vynořil z oceánů a rozšířil se po kontinentech. Množství oxidu uhličitého v atmosféře (20-65 %) a rozšířené teplo povrchu planety (v průměru asi +50 °C) vedly k extrémně vysoké saturaci rostlinného života v oceánech a kontinentech. Na konci této etapy se v uhlí a Permské období, nejmohutnější vrstvy organických fosilií - uhlí - vznikly z vegetace.

Během těchto období dochází k maximální hmotnosti flóra na Zemi v množství 10 2 0 kg, což je milionkrát více než moderní hmota biosféry. Moderní biomasa V.I. Vernadsky odhadl hmotnost na 10 14 kg.

4 . Pomalý pokles biomasy. Vyskytuje se v druhohorách (trvání 169 milionů let). S extrémně velkým množstvím rostlinné hmoty začala globální a intenzivní absorpce oxidu uhličitého z atmosféry. Procento oxidu uhličitého pomalu klesalo. Přestože jím byla atmosféra neustále doplňována z desítek tisíc sopek, sopečná činnost pomalu utichala. Během kenozoické éry (začalo před 70 miliony let - web) se procento oxidu uhličitého v atmosféře snížilo na 1-3 %, ochlazení povrchu planety a atmosféry dosáhlo pod 30° C. Rostlinná biomasa se proto začala pomalu pokles. Do konce druhohor se jeho hmotnost snížila 3-5krát a činila 5·10 19 kg. Životně důležitá aktivita rostlin vedla ke zvýšení množství kyslíku v zemské atmosféře z 5-10% na 15-20%. To přispělo k prudkému nárůstu biomasy ve světě zvířat, protože zvířata dýchají kyslík. Období triasu a jury této éry lze nazvat „zlatým věkem“ živočišné říše.

Kontinenty a oceány byly v té době naplněny největšími zvířaty - dinosaury. Byli býložravci a šelmy, hmotnost jednoho exempláře dosáhla desítek tun. Lze předpokládat, že v poměru k rostlinné hmotě zabírali živočichové v té době asi 1 %, což je 10 18 kg. Pokud je moderní hmotnost zvířat určena číslem 2,5 10 13 kg, pak v období jury byla 4000krát vyšší. Převážnou část biosféry (99 %) však tvořily rostliny. Největší hmota biosféry připadá na 5 období: poslední dvě období paleozoické éry (karbon a perm) a tři období druhohor (trias, jura a křída).

5 . Rychlý pokles biomasy. Tato etapa již trvá po celou kenozoickou éru (70 milionů let) a skončí úplným vymizením života na Zemi přibližně za 30 milionů let; celková doba trvání etapy je 100 milionů let. Důvodem velmi rychlého vymírání rostlin a živočichů v kenozoické éře je katastrofální pokles oxidu uhličitého na 0,03 % a výrazné ochlazení atmosféry na povrchu Země. Sopečná aktivita téměř utichla a nepřidává do atmosféry oxid uhličitý. Severní a jižní pól jsou obklopeny chladnými zónami ledu a sněhu, kde není téměř žádný rostlinný a živočišný život. Za milion let se procento oxidu uhličitého v atmosféře ještě sníží a planeta se mnohem ochladí. Za 30 milionů let život na Zemi přestane existovat.

6 . Chladná země bez života. Zbývající čas, než Slunce exploduje jako „supernova“, bude Země bez známek života. Proces ničení všech planet Sluneční Soustava, včetně planety Země, nastane asi za 3 miliardy let, kdy její stáří bude 8 miliard let. Během této doby planeta ztratí atmosféru a hydrosféru a litosféra se zcela ochladí. Všechna „živá prostředí“ zmizí: atmosféra, půda, hydrosféra. Země se stane jako Měsíc.

7 . Udělejme nějaké obecné biologické závěry.

Z 8 miliard let existence Země (minulé i budoucí) bude život na planetě přetrvávat asi 3,57 miliardy let, tedy 45 % existence planety. Maximální hmotnost biosféry (mezozoikum) ve výši 1020 kg existovala na planetě 0,1 miliardy let – 1,5 % celé existence života na planetě.

Během 3340 milionů let probíhal proces zvyšování biomasy a za 263 milionů let bude biomasa klesat na minimum, až do úplného vymizení života na Zemi. K vymírání života tedy dochází 13krát rychleji než k procesu zvyšování biomasy.

Maximální hmotnost biosféry na Zemi nemůže být větší než 1,4 × 10 21 kg. Proč? Flóra a fauna se skládá z 60-90% vody. Na povrchu Země (v oceánech, mořích, jezerech, řekách, atmosféře) je 1,4×10 21 kg vody. V důsledku toho, i když rostliny a živočichové zahrnují do svého složení veškerou vodu oceánů, moří, řek, jezer (což je prakticky nemožné), pak jejich hmotnost nebude moci tuto hodnotu překročit (1,4 × 10 21 kg). Moderní biomasa 10 14 kg je 10 milionkrát menší hmotnost než „teoretické maximum“ hmotnosti zemské biosféry.

Existují dva hlavní trendy ve změnách biomasy planety Země. Za prvé: k nárůstu hmotnosti biosféry došlo během proterozoické a paleozoické éry. Za druhé: k poklesu biomasy došlo během druhohor a kenozoika. V důsledku toho byla v určitých obdobích paleozoika biomasa kvantitativně ekvivalentní biomase určitého období druhohor a kenozoika. Stanovme některá období jeho rovnosti. Biomasa v množství 10 17 kg odpovídá začátku devonského období paleozoika a začátku kenozoika (období paleogénu), v množství 10 19 kg - období karbonu (paleozoikum) a polovině r. období jury (mezozoikum). Biomasa 10–20 kg odpovídá začátku období permu (paleozoikum) a konci období triasu (mezozoikum).

Počítá se, že k úplnému zániku života na Země se stane za 30 milionů let. Je jasné, že jde o velmi přibližný údaj. Není možné určit přesný okamžik zmizení světa rostlin a zvířat, protože není možné předpovědět dobu úplného vymizení oxidu uhličitého z atmosféry a je obtížné předpovědět rychlost zalednění povrchu planety. .

Lidstvo vzniklo v období intenzivního vymírání života na Zemi – v antropogenním (kvartérním) období kenozoické éry. Chlad a hlad přiměl naše předky přemýšlet. Myšlení je jedním ze způsobů, jak bojovat za existenci určitých druhů zvířat, z nichž se vyklubaly prastaré opice. Silná vůle žít se proměnila v inteligenci. Je zajímavé, že Homo sapiens vznikl před 5 miliony let a současně se vytvořil led Arktidy a Antarktidy. Pokud astronomové objeví planetu s flórou a faunou (s kyslíkem a oxidem uhličitým v atmosféře), jejíž póly se začaly pokrývat sněhem a ledovými čepičkami, pak můžeme polemizovat o možnosti vzniku Inteligentních bytostí. planeta.

8 . Co je důvodem úbytku rostlinné a živočišné hmoty (biomasy) na Zemi? Existují pouze čtyři hlavní důvody, proč biomasa rychle ubývá a nakonec se úplně odstraní rovna nule. Tyto důvody jsou následující: neustálý pokles oxidu uhličitého v atmosféře, neustálé ochlazování zemského povrchu, prudký pokles odpařování vody do atmosféry v důsledku chladu a výskyt globálního sucha (neživé písečné pouště), stejně jako pomalé mizení atmosféry obklopující planetu. K největšímu rozvoji hromadného ničení rostlinného života došlo při koncentraci oxidu uhličitého 10 - 30 % během období permu a triasu. Další pokles oxidu uhličitého na 7 % v druhohorní éře vedl k pomalému snižování biomasy (stupeň 4) a pokles koncentrace oxidu uhličitého pod 3 % na začátku kenozoické éry (stupeň 5) nakonec podkopal adaptivní mechanismy suchozemské vegetace. Ochlazení planety spolu s „hladem po oxidu uhličitém“ přispělo k začátku rychlého poklesu biomasy planety (fáze 5).

Řada rostlinných druhů (kapradistiky, lepidodendrony, sigillaria) nedokázala ve svých enzymatických systémech vyvinout metody pro absorpci oxidu uhličitého CO 2 z atmosféry a vodných roztoků s výrazným poklesem koncentrace oxidu uhličitého v atmosféře na 0,03 %. Tyto druhy rostlin rychle vymřely. V období křídy (druhohor) se objevily první krytosemenné rostliny a rozšířily se listnaté a jehličnaté lesy. Ukázalo se, že jsou více přizpůsobené chladu a nízkému obsahu oxidu uhličitého v atmosféře, když v kenozoické éře jeho obsah klesl ze 3 na 0,03 %. Další snížení procenta oxidu uhličitého v atmosféře povede ke snížení v současnosti existující biomasy (nejprve rostlin a poté živočichů), a když koncentrace dosáhne 0,00003 % (za 10 milionů let), pouze jediné druhy rostlin zůstane na Zemi, biomasa se tisíckrát sníží. Pak budou na Zemi pravděpodobně existovat pouze mechy a trávy a ze světa zvířat - malý hmyz.

Biomasa a - Celková hmotnost jedinců druhu, skupiny druhů nebo společenstva organismů, obvykle vyjádřená v jednotkách hmotnosti sušiny nebo vlhké hmoty, vztažená na jednotky plochy nebo objemu jakéhokoli stanoviště (kg/ha, g/m2, g/m3, kg/m3 atd.).

Organizační kancelář kontrolní části: Zelená. závody - 2400 miliard tun (99,2 %) 0,2 6,3. Živé a mikroorganismy – 20 miliard tun (0,8 %) Org. oceány: Zelené rostliny – 0,2 miliardy tun (6,3 %) živočichové a mikroorganismy – 3 miliardy tun (93,7 %)

Člověk jako savci poskytuje asi 350 milionů tun biomasy v živé hmotnosti nebo asi 100 milionů tun v přepočtu na suchou biomasu – zanedbatelné množství ve srovnání s celou biomasou Země.

Tím pádem, Většina zemské biomasy je soustředěna v zemských lesích. Na souši převládá množství rostlin, v oceánech je množství zvířat a mikroorganismů. Rychlost růstu biomasy (obrat) je však mnohem větší v oceánech.

Povrchová biomasa půdy- to jsou všechny živé organismy, které žijí v prostředí země-vzduch na povrchu Země.

Hustota života na kontinentech je zonální, i když s četnými anomáliemi spojenými s místními přírodní podmínky(v pouštích nebo vysokých horách je to tedy mnohem méně a v místech s příznivými podmínkami více než v pásmu). Nejvyšší je na rovníku a s přibližováním k pólům klesá, což souvisí s nízkými teplotami. Největší hustotu a rozmanitost života lze pozorovat v tropických deštných pralesích. Rostlinné a živočišné organismy, které jsou ve vztahu s anorganickým prostředím, jsou součástí nepřetržitého koloběhu látek a energie. Biomasa lesů je nejvyšší (500 t/ha a více v tropických lesích, cca 300 t/ha v listnatých lesích mírného pásma). Mezi heterotrofními organismy, které se živí rostlinami, mají největší biomasu mikroorganismy - bakterie, houby, aktinomycety atd.; Jejich biomasa v produkčních lesích dosahuje několika t/ha.

Půdní biomasa je soubor živých organismů, které žijí v půdě. Hrají důležitou roli při tvorbě půdy. V půdě žije obrovské množství bakterií (až 500 tun na 1 ha), v jejích povrchových vrstvách jsou běžné zelené řasy a sinice (někdy nazývané modrozelené řasy). Tloušťka půdy je prostoupena kořeny rostlin a houbami. Je stanovištěm mnoha živočichů: nálevníků, hmyzu, savců aj. Většinu celkové biomasy živočichů v mírném klimatickém pásmu tvoří půdní fauna (žížaly, larvy hmyzu, háďátka, mnohonožky, roztoči aj.). V lesním pásmu se pohybuje ve stovkách kg/ha, především vlivem žížal (300-900 kg/ha). Průměrná biomasa obratlovců dosahuje 20 kg/ha a více, ale častěji zůstává v rozmezí 3–10 kg/ha.

Biomasa světového oceánu– souhrn všech živých organismů obývajících hlavní část hydrosféry Země. Jak bylo zmíněno, jeho biomasy je výrazně méně než biomasy půdy a poměr rostlinných a živočišných organismů je zde přesně opačný. Ve Světovém oceánu tvoří rostliny pouze 6,3 % a živočichové 93,7 %. Využití sluneční energie ve vodě je totiž pouze 0,04 %, zatímco na souši až 1 %.

Ve vodním prostředí jsou rostlinné organismy zastoupeny především jednobuněčnými řasami fytoplanktonu. Biomasa fytoplanktonu je malá, často menší než biomasa živočichů, kteří se jím živí. Důvodem je intenzivní metabolismus a fotosyntéza jednobuněčných řas, která zajišťuje vysokou rychlost růstu fytoplanktonu. Roční produkce fytoplanktonu v nejproduktivnějších vodách není nižší než roční produkce lesů, jejichž biomasa, vztažená na stejnou plochu, je tisíckrát větší.

V různých částech biosféry není hustota života stejná: největší počet organismů se nachází na povrchu litosféry a hydrosféry.

Vzorce distribuce biomasy v biosféře:

1) akumulace biomasy v zónách s nejpříznivějšími podmínkami prostředí (na rozhraní různých prostředí, např. atmosféry a litosféry, atmosféry a hydrosféry); 2) převaha rostlinné biomasy na Zemi (97 %) ve srovnání s biomasou živočichů a mikroorganismů (pouze 3 %); 3) nárůst biomasy, počet druhů od pólů k rovníku, její největší koncentrace v tropických deštných pralesích; 4) projev specifikovaného vzoru distribuce biomasy na souši, v půdě, ve Světovém oceánu. Výrazný přebytek zemské biomasy (tisíckrát) ve srovnání s biomasou světového oceánu.

Obrat biomasy

Intenzivní dělení mikroskopických buněk fytoplanktonu, jejich rychlý růst a krátkodobá existence přispívají k rychlému obratu oceánské fytomasy, který nastává v průměru za 1-3 dny, zatímco úplná obnova suchozemské vegetace trvá 50 a více let. Proto i přes malé množství oceánské fytomasy je její roční celková produkce srovnatelná s produkcí suchozemských rostlin.

Nízká hmotnost oceánských rostlin je způsobena tím, že je zvířata a mikroorganismy sežerou během několika dní, ale během několika dní jsou také obnoveny.

Každý rok se v biosféře procesem fotosyntézy vytvoří asi 150 miliard tun suché organické hmoty. V kontinentální části biosféry jsou nejproduktivnější tropické a subtropické lesy, v oceánské části - ústí řek (ústí řek rozšiřující se směrem k moři) a útesy, stejně jako zóny stoupajících hlubokých vod - vzlínání. Nízká produktivita rostlin je typická pro otevřený oceán, pouště a tundru.

Luční stepi poskytují větší roční přírůstky Biomasa než jehličnaté lesy: s průměrnou fytomasou 23 t/ha roční produkce je 10 t/ha, a v jehličnatých lesích s fytomasou 200 t/ha roční produkce 6 t/ha. Populace drobných savců s vysokou mírou růstu a reprodukce, s rovnými Biomasa poskytují vyšší produkci než velcí savci.

Ústí(- rozvodněné ústí řeky) - jednoramenné, trychtýřovité ústí řeky, rozšiřující se směrem k moři.

V současné době jsou intenzivně studovány zákonitosti geografického rozšíření a produkce biomasy v souvislosti s řešením otázek racionálního využívání biologické produktivity a ochrany biosféry Země.

V biosféře však neexistují absolutně mrtvé prostory. I v těch nejdrsnějších životních podmínkách lze nalézt bakterie a další mikroorganismy. V A. Vernadsky vyjádřil myšlenku, že „všudypřítomnost života“ se může „šířit“ po povrchu planety; s obrovskou rychlostí zachycuje všechny neobsazené oblasti biosféry, což způsobuje „životní tlak“ na neživou přírodu.

Ve století vědecký a technologický pokrok Znalosti o životních procesech obecně, vyskytujících se po celé planetě, nabývají zvláštní důležitosti. Průzkum vesmíru umožnil pozorovat Zemi zvenčí a studovat sféry, které ji obklopují. Nárůst populace na Zemi vyžaduje hledání nových potravinových zdrojů. Škodlivý odpad z průmyslu a dopravy vyvolává problém ochrany nejen živých organismů, ale také čistoty vody a ovzduší.

Stažení:

Náhled:

Biosféra a vlastnosti biomasy planety Země

V době vědeckého a technologického pokroku nabývají znalosti o životních procesech obecně, probíhajících po celé planetě, zvláštní důležitosti. Průzkum vesmíru umožnil pozorovat Zemi zvenčí a studovat sféry, které ji obklopují. Nárůst populace na Zemi vyžaduje hledání nových potravinových zdrojů. Škodlivý odpad z průmyslu a dopravy vyvolává problém ochrany nejen živých organismů, ale také čistoty vody a ovzduší. V tomto ohledu je nutné pochopit roli živé přírody v koloběhu látek na Zemi. Hlavní je určit význam živé přírody jako nositele a transformátoru energie. Je nutné znát strukturu života na celé planetě a základ pro jeho udržitelnost. Při studiu rostlin, živočichů, člověka a obecné biologie v předchozích hodinách jste se seznámili s živou přírodou na všech úrovních její organizace: molekulární, buněčná, organismická, populačně-druhová i biogeocenotická. Při studiu tohoto tématu se s ním seznámíte nejvyšší úroveň organizace života na naší planetě – biosféra.

Biosféra a její hranice.Studium rozmanitosti forem organického světa a zákonitostí jeho vývoje se neobejde bez pochopení místa a role živých organismů obecně na celé planetě Zemi.Souhrn všech živých organismů tvoří živou hmotu neboli biomasu planety.

Životní aktivita organismů se měnila a mění zemskou kůru a atmosféru. Během miliard let rostlinná část biomasy vyčistila atmosféru od oxidu uhličitého, obohatila ji kyslíkem a vedla k ukládání uhlíku ve vápencích, uhlí a ropě. V procesu evoluce se na Zemi vytvořila zvláštní skořápka nebo koule obývaná živými organismy. Tato pozemská skořápka nebo oblast života se nazývá biosféra (Řecky "bios" - život, "koule" - míč). Toto jméno poprvé dal J. B. Lamarck. Doktrínu biosféry vytvořil akademik V.I. Vernadskij (1863 - 1945), zakladatel nová věda– biogeochemie, která propojuje chemii Země s chemií života a stanovila roli živé hmoty v přeměně zemského povrchu.

Na planetě Zemi existuje několik geosfér.

Rýže. 42. Litosféra (Řecký „lithos“ - kámen) - vnější tvrdá skořápka zeměkoule. Skládá se ze dvou vrstev: horní - sedimentární horniny se žulou a spodní - čedič. Vrstvy jsou rozmístěny nerovnoměrně. Místy vystupuje na povrch žula.

Všechny oceány, moře (jejich celek se nazývá Světový oceán), tvoří 70,8 % zemského povrchu, stejně jako jezera a řeky. hydrosféra . Hloubka oceánu je v průměru 3,8 km, v některých prohlubních až 11 034 km.

Rozprostírá se až 100 km nad povrchem litosféry a hydrosféry atmosféra . Spodní vrstva atmosféry s průměrnou výškou 15 km je tzv troposféra (Řecký „trop“ – změna). Troposféra zahrnuje vodní páru suspendovanou ve vzduchu, která se pohybuje, když je povrch Země nerovnoměrně zahříván. Nad troposférou jsou stratosféra (latinsky „vrstva“ - vrstva) až 100 km vysoká. Na hranici vzniká Severní polární záře. Ve stratosféře ve výšce 15–35 km se volný kyslík pod vlivem slunečního záření přeměňuje na ozón (O 2 → O 3 ), který tvoří clonu a odráží kosmické záření škodlivé pro živé organismy a částečně i ultrafialové paprsky Slunce.

Mezi všemi sférami Země zaujímá zvláštní místobiosféra - geologický obal obývaný živými organismy. Pokrývá povrch Země, horní část litosféry, celou hydrosféru a spodní část atmosféra troposféra. Biosféra projevuje činnost živé hmoty: rostlin, zvířat, mikroorganismů a lidstva. Hranice biosféry jsou určeny přítomností podmínek nezbytných pro život různých organismů. Horní hranice života biosféry je omezena intenzivní koncentrací ultrafialových paprsků; nižší vysoká teplota zemského nitra (přes 100° C). Pouze nižší organismy — bakterie — dosahují svých krajních mezí. Spory bakterií a hub létají do výšky 20 km a anaerobní bakterie se nacházejí v zemské kůře v hloubce přes 3 km, ve vodách ropných polí.

Rýže. 43.
Nejvyšší koncentrace živé hmoty v biosféře je pozorována na povrchu země a oceánu, na hranicích kontaktu mezi litosférou a atmosférou, hydrosférou a atmosférou, hydrosférou a litosférou. Tato místa mají nejpříznivější podmínky pro život – teplotu, vlhkost, obsah kyslíku a chemické prvky, důležité pro výživu organismů. Směrem k horním vrstvám atmosféry, hluboko do oceánu a hlubin litosféry, koncentrace života klesá. Akumulace biomasy je dána životně důležitou činností zelených rostlin.

Hmotnost živé hmoty je ve srovnání s hmotností zemské kůry zanedbatelná. Přesto je mnoho změn v zemské kůře způsobeno životně důležitou činností biomasy.

Vlastnosti živé hmoty.Organismy, které tvoří biomasu, mají obrovskou schopnost reprodukce – množení a šíření po celé planetě.

Energie biomasy se projevuje zejména při reprodukci. „Živá hmota – soubor organismů – jako masa plynu, se šíří po zemském povrchu a vyvíjí určitý tlak v životní prostředí, obchází překážky, které mu brání v postupu nebo je zvládá, kryje je. Tohoto pohybu je dosaženo tímrozmnožování organismů... Již K. Linné jasně viděl, že tato vlastnost by měla být považována za základní pro živé věci, ona neprůchodná čára, která je odděluje od mrtvé, inertní hmoty“ (Vernadsky).

V některých letech rozmnožování jednotlivé druhy vzplane s takovou silou, že s sebou nese invazi obrovského množství hmyzu (kobylky), hlodavců a dalších zvířat. Obsazení prostoru různými organismy je dáno intenzitou jejich rozmnožování.

Malé organismy, zejména ve vodním prostředí, se velmi rychle rozmnožují a šíří. Počet některých bakterií se každých 22 minut zdvojnásobí. Členovci, kteří tvoří většinu suchozemských zvířat, se rychle množí.

Reprodukce a rychlé šíření organismů, zejména jednobuněčných, určovaly „všudypřítomnost“ (Vernadsky) života - až k extrémním hranicím biosféry.

Hustota života závisí na velikosti organismů a oblasti potřebné pro jejich život. U okřehku a řasy chlorelly je určena plochou rovnající se jejich velikosti. Slon potřebuje plochu 30 km 2 , včela na sběr medu – 200m 2 , bylinné rostliny - v průměru 30 cm 2 . Tlak života vyvolává boj mezi organismy o prostor, potravu, vzduch a vodu.

Zvláštností každého živého organismu a veškeré biomasy je neustálá výměna látek s okolím.

Různé prvky vstupují do živého organismu, hromadí se v něm a opouštějí ho částečně během života a částečně po smrti. Jedná se především o kyslík, vodík, uhlík, sodík, vápník, fosfor, draslík, křemík a další – více než 20 prvků. Během procesu výživy se energie akumuluje a přenáší do jiných organismů v potravním řetězci a prostřednictvím reprodukce. Zvláštní význam v biosféře má uvolňování kyslíku a absorpce oxidu uhličitého během fotosyntézy zelených rostlin.

V biosféře je hmota rostlin mnohonásobně větší než hmota zvířat. Obecně biomasa tvoří jen asi 0,01 % hmoty celé biosféry, ale její role na planetě je obrovská.

V průměru je biomasa na Zemi podle moderních údajů přibližně 2,423 × 1012 tun, přičemž hmotnost zelených rostlin je 97 %, živočichů a mikroorganismů 3 %.