Biomassa (biologie)

Zie Biomassa voor de betekenis van biomassa in de energievoorziening

Biomassa is het stoffelijke biologische resultaat van fotosynthese door producenten. Deze biologische primaire productie ligt ten grondslag aan de koolstofkringloop in de levensgemeenschappen en varieert sterk per bioom. De producenten op het land zijn vooral landplanten, in de oceanen zijn het vooral algen. Onder de biomassa van een levensgemeenschap valt zowel de fytomassa (plantaardig materiaal) als de zoömassa (dierlijk materiaal). Vergeleken met de fytomassa levert de zoömassa slechts een fractie van de totale biomassa. De consumenten in de levensgemeenschappen zijn vooral dieren. Door de lage temperaturen is de biomassa relatief het kleinst in arctische gebieden en in woestijnen (door de lage neerslaghoeveelheden) en het grootst in de tropen. Naarmate het milieu minder verstoord is en het klimaat minder extreem, is de biomassa van een ecosysteem groter.

Bepalen biomassa

Als maat voor biomassa in een levensgemeenschap van een ecosysteem wordt wel het totale drooggewicht van de planten (en dieren) bepaald. De biomassa wordt geproduceerd door de producenten, op het land voornamelijk bestaande uit planten, in het water uit algen.

De primaire productie is de snelheid van de vorming van fytomassa, de massa die in een bepaalde tijd in een ecosysteem door middel van fotosynthese geproduceerd wordt door producenten, met name planten, algen en bacteriën. Ook chemosynthese draagt bij aan de primaire productie. Een deel van de bij de chemo- en fotosynthese gevormde assimilaten worden weer door de producenten gebruikt voor de ademhaling van de niet groene delen van de plant.

primaire productie = netto assimilatie - verlies door ademhaling van de planten

Om de primaire productie op het land te bepalen wordt op een representatieve, niet te kleine oppervlakte van de levensgemeenschap de jaarlijkse boven- en ondergrondse toename bepaald, inclusief het jaarlijkse geproduceerde afval, zoals strooisel en afstervende wortels. Een relatief hoog aandeel van de energie van de plant wordt in oliehoudende en eiwithoudende weefsels opgeslagen. Een belangrijk deel van de primaire productie bij climaxvegetaties wordt weer gemineraliseerd, zodat de totale fytomassa in een levensgemeenschap over de jaren ongeveer gelijk blijft. Een toename van de fytomassa treedt meestal op in de vroege stadia van successie, totdat er met de climaxvegetatie een min of meer stabiele situatie is bereikt. Als er meer wordt geproduceerd dan wordt afgebroken, krijgt men 'biologische slakken', waarvan de hoogvenen, steenkool, aardgas goede voorbeelden vormen. Deze 'biologische slakken' werden en worden veelal gebruikt, onder andere als fossiele brandstof.

De hoogte van de primaire productie van stabiele plantengemeenschappen hangt samen met het klimaat. De groeivormen van de dominante soorten is daarbij doorslaggevend. Bij de kruidachtige vegetaties van de steppen wordt jaarlijks een belangrijk deel van de primaire productie als strooisel afgeworpen, maar bij houtige planten wordt juist een belangrijk deel van de primaire productie in de vorm van hout opgenomen in de totale fytomassa.

Zonering			Biomassa en primaire productie
Klimaatzone	subzone	Oppervlak 106 km2	Fytomassa		Primaire productie/jaar		%/jaar = Prim.prod./ Fytomassa	Zoömassa Gt
			totaal Gt	gem. t/ha	totaal Gt	gemiddeld t/ha
polair		8,05	13,8	17,1	1,33	1,60	9,6%
boreaal		23,2	439	189	15,2	6,5	3,4%
gematigd	humide	7,39	254	342	9,34	12,6	3,7%
	semiaride	8,10	16,8	20,8	6,64	8,2	39%
	aride	7,04	8,24	11,7	1,99	2,80	24%
subtropisch	humide	6,24	228	366	15,9	25,5	7,0%
	semiaride	8,29	81,9	98,7	11,5	13,8	14%
	aride	9,73	13,6	13,9	7,14	7,3	53%
tropisch	humide	26,5	1166	440	77,3	29,2	6,6%
	semiaride	16,0	172	107	22,6	14,1	13%
	aride	12,8	9,01	7,00	2,62	2,0	29%
land	landmassa	133	2400	180	172	12,8	7,2%	20
	meren en rivieren	2,00	0,04	0,2	1,0	5,0	2.500%
oceanen		361	0,17	0,05	60	1,7	35.000%	3,0
Biosfeer		510	2400	47	233	4,6	9,7%	23

Biomassa per regio

Bossen vormen de zonale vegetatie ("climaxvegetatie") in de humide subzones en in de boreale zone. Door de aanwezigheid van bomen wordt de naar verhouding hoge waarden voor de fytomassa verklaard, die daarbij door de gunstigere temperaturen van de boreale zone (ongeveer 190 t/ha) naar de tropische zone (440 t/ha) toeneemt.

De primaire productie in de humide en semiaride subzones is in dezelfde orde van grootte, waarbij deze naar de tropen toeneemt met eerst een verdubbeling van de gematigde zone naar de subtropen, maar een relatief kleiner verschil tussen subtropen en tropen. In de aride gebieden van de tropen is de productie het laagste door een combinatie van droogte en hoge temperaturen.

De jaarlijkse primaire productie op het land (172 Gt) is ongeveer 7% van de totale fytomassa (2400 Gt), de producenten). In oceanen is deze echter 350 maal hoger dan de totale fytomassa. De fytomassa in oceanen bestaat voornamelijk uit planktonische algen, die zich voortdurend delen en daardoor een zeer hoge productie hebben in vergelijking met een lage fytomassa. Ook in meren en rivieren is de relatieve jaarlijkse primaire productie veel groter dan op het land; daar is ze 25 maal groter dan de fytomassa.

De totale potentiële primaire productie van de biosfeer wordt geschat op 233 Gt. De hoogste van de productie hangt af van de milieufactoren. De voor de plantengroei en de primaire productie bepalende abiotische factoren worden gezamenlijk standplaats of oecotoop genoemd. Bij de meetbare primaire standplaatsfactoren denkt men aan temperatuur, water, licht, chemische en mechanische factoren. De samengestelde (complexe) factorgroepen zijn klimaat, bodem, reliëf en biotische factoren, die uiteengerafeld kunnen worden in de primaire factoren. De organismen hebben weer invloed op de primaire factoren.

Over grotere gebieden gerekend is de fytomassa in climaxvegetaties betrekkelijk constant, omdat de primaire productie gewoonlijk volledig wordt gemineraliseerd door de reducenten (of destruenten). Een toename van de fytomassa kan optreden in verschillende stadia van successie. Bij de door de mens gebruikte levensgemeenschappen wordt een deel aan de primaire productie onttrokken.

Op het land vormt de zoömassa (consumenten) ongeveer 1% van de fytomassa, waar in oceanen de zoömassa 15 tot 20 maal groter is dan de fytomassa. De zoömassa bestaat in oceanen voor een belangrijk deel uit grote dieren, met daaronder de walvissen.

In de humide subzones wordt de hoge fytomassa (op het land) verklaard door de aanwezigheid van bomen. Omdat de fytomassa afhankelijk is van de overheersende levensvorm, is er geen directe relatie tussen de primaire productie en de fytomassa van de diverse vegetatiezones, omdat de fytomassa afhangt van de levensvorm van de dominante soorten. Bij kruidachtige soorten, de dominante levensvorm van de steppen, wordt vrijwel de gehele primaire productie afgestoten in de vorm van strooisel die langzaam weer verteert. Bij houtige planten, zoals struiken en vooral bomen, wordt het grootste deel van de primaire productie als hout opgeslagen in de stammen. Na het afsterven wordt de boomstam weer opgenomen in de fytomassa. Hoe groter het aandeel bomen in een gemeenschap, hoe groter dan ook de fytomassa is.

Aantekeningen en bronnen

Noten

Bronnen

Literatuur

• (de) Thomas, F. (2018) Grundzüge der Pflanzenökologie. Lehrbuch. Springer Spektrum. ISBN 978-3-662-54138-8
• (de) Walter, H. (1973) Allgemeine Geobotanik. Uni-Taschebücher 284. UTB Ulmer ISBN 3-8001-2424-6

· ·

Vegetatiekunde