Biyokütle (ekoloji)
Biyokütle (de terimdir ekoloji özellikle a) 'da, toplam yaşam organizmaların miktarı (kütle) anlamına gelir yaşam bitkilerinin (dan olup, bir noktada belirlenen ya da bir yer bitki biyo ), hayvanlar ( zoomasse ), mantar ya da mikroplar ( microbiomass ). İnsanlık, özellikle tüm besinlerini ve günlük gerekli kaynakların (özellikle lifler ve ilaçlar) büyük bir bölümünü ondan alır. Aşırı istismar edilmediği sürece bu kaynağın yenilenebilir olduğu söyleniyor . Petrol ve doğal gaz ( fosil kaynaklar ) da biyokütleden gelir.
Biyokütle bazen belirli bir takson için hesaplanır . Karasal bir ortam ise birim alan başına veya birim hacim başına (özellikle su ortamı için ) tahmin edilebilir . Canlı organizmalar ( özellikle bitkiler ) genellikle büyük ölçüde sudan oluşur. Bazı hesaplamalarda, biyokütle bu nedenle " kuru madde içeriği " olarak ölçülür . Kütle biriminin yanı sıra bazen kişi sayısı, kalori olarak da ifade edilir.
Tanımlar
Biyokütle, ekolojistler tarafından bir popülasyonda, alanda veya başka bir birimde ölçülen toplam canlı organizma kütlesi olarak tanımlanır .
Biyologlar bazen dengesini temsil daha kısıtlayıcı, ya da tek tek hücre biyokütle tanımlayan sentez ve degradasyon ve organik madde bir de hücre ya da tek tek .
Bazı şekiller ve özellikler
- Suda, havada ve yerde yaşayan tüm organizmaların küresel kütlesinin esas olarak gezegenin “görünür” varlıkları tarafından temsil edilmesini isteyen yaygın bir fikrin aksine, çoğunluğu oluşturan “görünmez” varlıklardır. . Topraktaki mikroskobik mantarlardan, yüzeyde "görülebilen" köklerden ve bitkilerden oluşan bitki biyokütlesi, karasal biyokütlenin% 50'sini ve karasal biyokütlenin% 75'ini topraktadır (mikroskobik mantarlar ve bakteriler toprak biyoçeşitliliğinin büyük bir kısmını oluşturur. ). Bakteri sayısı tahmin edilmesi zor olsa da okyanuslarda, toprakta, okyanus alt yüzeyinde (toprağın doğrudan alt katmanlarında) ve karasal yeraltında sırasıyla 1.2 × 10 29 , 2, 6 × 10 29 , 2.9 × 10 29 ve 0.25–2.5 × 10 30 hücre ( evrendeki 10 24 yıldızdan bir milyon kat daha fazla ). Bu mikrobiyal biyolojik çeşitliliğe rağmen , mikroplar gezegenin toplam biyokütlesinin% 20'sinden daha azını temsil ediyor. Bitki biyokütlesinin "görünür" hayvan biyokütlesinden yüz kat daha büyük olduğunu ve karbonlu organik maddenin birincil kaynağını oluşturduğunu bilerek, "görünür" bitkilerin toplam kütlesi, bugün dünya yüzeyindeki toplam biyokütlenin% 80'ini temsil etmektedir. gezegen (500 milyar ton kuru madde ). Dikkate okyanuslarda organik karbon oranı% 90 temsil eder, viral biyokütle almaz Bu çeşitlilik, yeryüzündeki virüslerinin sayısı 10 olarak tahmin edilen 31 .
- Mikrobiyal biyokütle, endüstri ve tıp için önemli bir ilgi molekülü kaynağıdır (örneğin, tıpta kullanılan çoğu antibiyotik, bilinen bakterilerin% 1'inden daha azından gelir), özellikle de toprak mikroorganizmalarından, en doğrudan sömürülenlerden. Bununla birlikte, toprak biyoçeşitliliği , hem taksonomik olarak (bu mikropların çoğu mevcut yetiştirme ortamında yetiştirilemez) hem de ekolojik (özellikle trofik ağların yapısı) büyük ölçüde bilinmemektedir.
- En büyük hayvan biyokütlesine sahip tür , özellikle balinaların temel besini olan Antarktika krili Euphausia superba'dır .
- Alan başına ve yılda en fazla biyokütleyi üreten ekolojik bölgeler bataklıklar , tropikal ormanlar ve mercan resifleri olacaktır .
Belirli kilit türler , mühendis türler veya kolaylaştırıcı türler , etkinlikleri yoluyla, bir çevrenin biyokütlesini ve ekolojik zenginliğini (ör. Solucanlar , kunduzlar, vb.) Büyük ölçüde artırabilir .
Biyokütle kendi başına ekolojik kalitenin bir göstergesi değildir ; hatta bazen ekolojik bir dengesizliği yansıtabilir (ör. ötrofikasyon , fitoplankton çoğalmaları , vb.).
Biyokütle piramidi
Biyokütlenin bir besin zincirinde her trofik seviyede temsili olan biyokütle piramidi diyoruz . 1942'de Raymond Lindeman , ekosistemlerde , belirli bir trofik zincir seviyesindeki enerjinin yalnızca bir kısmının (tahmini% 10) daha yüksek trofik seviyelerde organizmalara iletildiğini tespit etti. Lindeman yasası olarak da adlandırılan bu% 10 yasası, bir tüketicinin ekolojik verimliliğini ölçer (tüketicinin net üretiminin, tükettiği net biyokütle üretimine oranı). Bu yaklaşık yasa (tipik olarak% 5 ile% 20 arasındadır) genellikle biyokütle için geçerlidir.
Hava ortamında, birincil üreticilerin biyokütlesi, özellikle biyokütlenin büyük bir kısmının ahşaptan oluştuğu ormanlarda, genellikle tüketicilerin biyokütlesinden çok daha büyüktür . Su ortamlarında ve özellikle okyanus ortamlarında, birincil üreticilerin biyokütlesi ( fitoplankton ) genellikle tüketicilerin biyokütlesinden daha düşüktür, ancak bu biyokütle hızla yenilenir.
Biyokütle haritalama
Bu, başlıca biyojeokimyasal döngüleri ve özellikle iklim , antropizasyon ve biyoçeşitlilik arasındaki bağlantıları anlamak için çok önemli bir konudur . Bunun nedeni, tüm oksijenimiz ve yiyeceğimiz, birçok kaynağımız ve termal enerjinin büyük bir kısmının doğrudan biyokütleden geliyor olmasıdır. İklim istikrarı da buna bağlı. Bu nedenle kapsamlı, dinamik, sürekli ve güvenilir bir şekilde değerlendirebilmek faydalıdır.
Tarımsal biyokütlenin yerel-bölgesel ölçeklerde modellenmesi ve değerlendirilmesi oldukça kolaydır, ancak nehirlerin, göllerin ve okyanusların biyokütlesi, çok hareketli ve dalgalanmanın yanı sıra toprakların, ormanların ve doğal ortamların biyokütlesini bilmek çok daha zordur. takip etmek.
Şu anda büyük ölçekte kesin bir harita mümkün değildir, ancak uydu görüntüleri son zamanlarda ilerleme kaydetmiştir:
- 2013 yılında, kuzey yarımküredeki orman bitki biyokütlesi, bu nedenle, hala mükemmel olmayan bir hassasiyetle (yerde 1 piksel = 1 km) haritalandı, ancak karbon döngüsü ve iklimin daha iyi anlaşılması için geçmişe kıyasla çok daha iyi hale getirildi . biyolojik çeşitlilik geri bildirimleri.
Turbalıklar (büyük ölçüde kunduzların bin yıllık çalışmasının bir sonucudur ) ve kuzey yarımküredeki orman toprakları muazzam miktarda karbon depolar (ılıman veya kuzey ormanda hektar başına 1/3 daha fazla karbon rezervi, ormandaki tropikal ormandan 1/3 daha fazla karbon rezervi olmasını sağlar, bu da onu temel bir karbon rezervuarı yapar. , ancak özellikle yangınlara ve hastalıklara veya zararlılara karşı savunmasız). Kuzey yarımküreye neredeyse özel olan boreal orman, Rusya'dan Alaska'ya, kuzey Avrupa ve Kanada'ya kadar çeşitli ülkeler tarafından paylaşılan bir mirastır. Bu harita, orman örtüsünün altına gizlenmiş biyokütleyi değerlendirmek için uydu radar görüntülerinden çok sayıda veri setini birleştirmeyi mümkün kılan yeni bir algoritma (2010'da geliştirilen) sayesinde yapıldı . Biomasar-II projesi sayesinde , yaklaşık 70.000 Envisat görüntüsü (2009 - 2011'de çekilmiş) ilk “tüm boreal orman biyokütle haritasını” (2010'da) sağlamış ve ESA'nın himayesi altında Envisat arşivleri üretmeyi mümkün kılmıştır. birkaç bölgesel harita (durum 2005). Bir Sentinel-1 görevi bu çalışmaya devam edecek.
- 2022 için Biomass adlı yeni bir uydu planlanıyor (ESA'nın yedinci Dünya Gezgini görevi). Orman bitkisi biyokütlesinin haritalanması işini, birincil tropikal ormanların kalın örtüsüne daha iyi nüfuz etmek için , yaklaşık 70 cm dalga boylarını kullanarak tropikal bölgeye kadar uzatacak ., İkincil veya plantasyon ve rahatsızlıkları izleyecek ve bu doğal veya yarı doğal ortamların yeniden büyümesi. Bu veriler 2010 yılında açık verilerde mevcut olacaktır .
Bakteriyel biyokütle
Tipik olarak, bir gram toprak başına yaklaşık 50 milyon bakteri hücresi ve her mililitre tatlı su için yaklaşık bir milyon bakteri hücresi bulunur; bu, ortamın türüne ve geçmişine bağlı olarak değişiklik gösterir.
1998'den çokça alıntılanan bir çalışmada, küresel bakteri biyokütlesinin 350 ila 550 milyar ton karbon (bitkilerde bulunan karbonun% 60 ila% 100'üne eşdeğer) bir kütleye sahip olduğu yanlış tahmin edildi.
Deniz tabanının mikrobiyal yaşamına ilişkin yeni çalışmalar, bu rakamları güçlü bir şekilde yeniden değerlendiriyor. 2012 yılında yapılan bir çalışma, deniz tabanındaki mikrobiyal biyokütlenin evrimini 303 milyar ton C'den 4.1 milyar tona düşürdü. Prokaryotların küresel biyokütlesi "yalnızca" 50 ila 250 milyar ton C'dir.
Ek olarak, her bir prokaryotik hücrenin içerdiği karbon fazla tahmin edilmiş olabilirdi: prokaryotik hücre başına ortalama biyokütle 86'dan 14 femtogram karbona yükselirse, genel prokaryotik biyokütle 13 ila 44,5 milyar ton C'ye düşürülür, bu da eşdeğerdir. bitkilerde bulunan karbonun% 2.4 ila% 8.1'i.
Bu tür bir değerlendirme hala tartışmalıdır. Mayıs 2018'de, yeni bir değerlendirme (PNAS, Mayıs 2018), bakteriyel biyokütlenin yaklaşık 70 milyar ton karbon (toplam biyokütlenin% 15'i) olduğunu tahmin ediyor. Aralık 2018'deki Derin Karbon Gözlemevi projesi çok daha düşük bir rakam verdi (23 milyar tondan fazla karbon).
| yer
|
Sayısı
hücreleri
(* 10 29 )
|
Milyarlarca ton
karbon
|
|---|
| okyanus tabanı
|
2,9 - 50 |
4,1 ila 303 |
| Tam okyanus
|
1.2 |
1,7 ila 10 |
| Karasal toprak
|
2.6 |
3,7 - 22 |
| Karasal yeraltı
|
2,5 - 25 |
3,5 - 215 |
Arazi verimliliği
Karasal ekosistemlerin ortalama özellikleri, hektar başına bitki biyokütlesi veya nekroması (taze ağırlık) ve hektar başına ton ve yıllık net birincil üretim
| Karasal biyom
|
Biyokütle
|
Necromass (yerde)
|
Net birincil üretim
|
|---|
| Arktik tundrası |
5 |
3.5 |
1
|
| Kuzey kutup taygası |
100 |
30
|
| Güney kutup taygası |
330 |
35 |
7
|
| Meşe ormanı |
400 |
15 |
9
|
| Çayırlar, bozkırlar |
25 |
12 |
14
|
| Kurak bozkır |
40 |
1.5 |
4
|
| Yarı çöl |
1.6 |
|
0.6
|
| Çimenli savana |
2.7 |
5 |
7
|
| Tropik orman |
4 |
10 |
25
|
| Ekvator ormanı |
600 |
2 |
33
|
| Kültürler |
4 - 100 |
ortalama: 6,6 |
Kayıt: 80
Şeker kamışı
|
Notlar ve referanslar
-
Bar-On YM, Phillips R, Milo R (Haziran 2018). " Dünyadaki biyokütle dağılımı " (PDF). Amerika Birleşik Devletleri Ulusal Bilimler Akademisi Bildirileri. 115 (25): 6506–6511. Bibcode: 1998PNAS ... 95.6578W. doi: 10.1073 / pnas.1711842115. PMC 6016768. PMID 29784790 .
-
" Biyokütle ". 4 Haziran 2010'da [1] ' e göre arşivlendi .
-
Ricklefs RE, Miller GL (2000). Ekoloji (4. baskı) . Macmillan. s. 192. ( ISBN 978-0-7167-2829-0 ) .
-
(inç) Alan CB, Behrenfeld MJ, Randerson JT, Falkowski P., " Biyosferin Birincil Üretimi: Karasal ve okyanus bileşenlerinin bütünleştirilmesi " , Science , cilt. 281, n o 5374,10 Temmuz 1998, s. 237-40.
-
Jean-Claude Duplessy, Gilles Ramstein, Paleoclimatology. İpuçlarını bulun, tarihlendirin ve yorumlayın , EDP Bilimleri,2014, s. 29.
-
Raven, Jhonson, Losos, Şarkıcı, Biyoloji, Ed. de Boeck , 1250 sayfa, sözlük
-
Lucien Laubier, Hidrotermal menfezlerin biyolojisi ve ekonomisi , CNRS,1988, s. 17
-
"Bir ormanda% 10 ila% 30 arasında, kök biyokütlesi çayırlarda, tundralarda veya kurak yüksek çimenliklerde toplam biyokütlenin% 75 ila 95'ine ulaşabilir" . Cf Claire Tirard, Luc Abbadie, David Laloi, Philippe Koubbi, Ekoloji , Dunod,2016( çevrimiçi okuyun ) , s. 423.
-
"Görünür" bitki biyokütlesinin, hayvan biyokütlesinden yüz kat daha büyük olduğunu bilmek. Cf (en) William B. Whitman, David C. Coleman ve William J. Wiebe, " Prokaryotlar: Görünmeyen çoğunluk " , PNAS , cilt. 95, n o 12,Haziran 1998, s. 6578-6583 ( DOI 10.1073 / pnas.95.12.6578 , çevrimiçi okuyun ).
-
(in) Walter Larcher, Fizyolojik Bitki Ekolojisi: Fonksiyonel Grupların Ekofizyolojisi ve Stres Fizyolojisi , Springer Science & Business Media,2003, s. 10.
-
(in) Garry Willgoose, Groundscape and landscape Evolution İlkeleri , Cambridge University Press,2018( çevrimiçi okuyun ) , s. 163.
-
Cynthia Graber (2015) Dünyanın bilinmeyen bakterilerinin gizli hazinesini çıkarmak Bilinen hemen her antibiyotik, bakterilerin yüzde 1'inden geldi. Şimdi bilinmeyen mikropları nasıl yetiştireceğimizi ve hangi zenginlikleri keşfedeceğimizi öğreniyoruz , 30 Aralık 2015'te The New Scientist tarafından yayınlandı.
-
(in) William B. Whitman, David C. Coleman & William J. Wiebe, " Prokaryotes: The Unseen Majorité " , PNAS , cilt. 95, n o 12,Haziran 1998, s. 6578-6583 ( DOI 10.1073 / pnas.95.12.6578 , çevrimiçi okuyun ).
-
(tr) Jens Kallmeyer Robert Pockalny, Rişi Ram Adhikari David C. Smith ve Steven D'hont, “ subseafloor tortu mikrobiyal bolluk ve biyokütle küresel dağılımı ” , Proceedings of the Ulusal Bilimler Akademisi , cilt. 109, n o 40,Ekim 2012, s. 16213-16216 ( PMID 22927371 , PMCID 3479597 , DOI 10.1073 / pnas.1203849109 ).
-
Hassas ekoloji, R. Dajoz, ed. Dunod, 2006 ( ISBN 978-2100496273 )
-
(in) Curtis A. Suttle, " Virüsler: Dünyadaki en büyük biyolojik çeşitliliğin kilidini açmak " , Genome , cilt. 56, n o 10,2013, s. 542-544 ( DOI 10.1139 / gen-2013-0152 ).
-
Carole Hermon, Ekosistem hizmetleri ve toprak koruma , Quae,2018, s. 87.
-
Nicol, S., Endo, Y. (1997). Balıkçılık Teknik Raporu 367: Krill Fisheries of the World. FAO.
-
(in) Raymond L. Lindeman, " Ekolojinin Trofik-Dinamik Yönü " , Ekoloji , cilt. 23, n, o , 4,Ekim 1942, s. 399-417.
-
René Dumont , Man ve çevresi , Retz,1980, s. 171-172.
-
Ekoloji: Claude Faurie ve diğerlerinin bilimsel ve pratik yaklaşımı (ed. Tec ve Doc Lavoisier) ( ISBN 978-2743013103 )
-
ESA (2013), Dünya'nın kuzey biyokütlesi haritalandı ve ölçüldü , 26 Haziran 2013 tarihli basın bülteni
-
ESA (2010), Radar uydu verilerinden üretilen yeni boreal orman biyokütle haritaları , 25 Mart 2010 tarihli basın bülteni
-
ESA basın bülteni, 20 Şubat 2017, ESA resimler, videolar ve veriler için açık erişim politikasını onayladı
-
Whitman WB, Coleman DC, Wiebe WJ, " Prokaryotlar: görünmeyen çoğunluk ", Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America , cilt. 95, n o 12,Haziran 1998, s. 6578–83 ( PMID 9618454 , PMCID 33863 , DOI 10.1073 / pnas.95.12.6578 , Bibcode 1998PNAS ... 95.6578W , çevrimiçi okuyun )
-
" Biyokütle " [ arşivi14 Haziran 2010]
-
Derin Karbon Gözlemevi (10 Aralık 2018). "Derin Dünya'daki yaşam, 15 ila 23 milyar ton karbon toplamı - insanlardan yüzlerce kat daha fazla - Derin Karbon Gözlemevi işbirlikçileri, 'Derinlerin Galapago'larını' keşfederek, Dünya'nın en bozulmamış ekosistemi hakkında bilinen, bilinmeyen ve bilinemeyen şeylere katkıda bulunuyor" . EurekAlert!. Erişim tarihi 11 Aralık 2018.
-
Dockrill, Peter (11 Aralık 2018). "Bilim adamları, Dünya Yüzeyinin Altında Gizli Büyük Bir Yaşam Biyosferini Ortaya Çıkarıyor". Bilim Uyarısı. Erişim tarihi: Aralık 11, 2018
-
Gabbatiss, Josh (11 Aralık 2018). "Büyük 'derin yaşam' çalışması, Dünya yüzeyinin çok altında yaşayan milyarlarca ton mikrop ortaya çıkardı". Bağımsız. Erişim tarihi: Aralık 11, 2018.
-
Lipp JS, Morono Y, Inagaki M, KU Hinrichs, "Archaea'nın deniz altı yüzey çökeltilerindeki mevcut biyokütleye önemli katkısı ," Nature , Cilt. 454, n o 7207,Ağustos 2008, s. 991–994 ( PMID 18641632 , DOI 10.1038 / nature07174 , Bibcode 2008Natur.454..991L )
-
Ayrıca görün
İlgili Makaleler
Dış bağlantılar