Определение биомассы Биомасса — это совокупная масса растительных и животных организмов, присутствующих в биогеоценозе или в биосфере в целом на определенный момент времени. Она выражается в единицах массы (кг, т), приходящихся на единицу площади (г/м², т/га) или объема (г/м³ — для планктона). Биомассу обычно разделяют на две основные категории:
- Биомасса продуцентов (фитомасса) — масса автотрофных организмов (преимущественно зеленых растений).
- Биомасса консументов и редуцентов (зоомасса) — масса гетеротрофных организмов (животных, грибов, микроорганизмов).
Классификация и источники В современном научном и экономическом контексте понятие биомассы рассматривается в двух ключевых аспектах:
- Экологический аспект: Биомасса является мерой накопленного органического вещества в экосистеме. Она характеризует биологическую продуктивность территории. Большая часть биомассы Земли (около 90%) сосредоточена в лесах.
- Энергетический аспект: Биомасса рассматривается как возобновляемый источник энергии. К ней относятся органические вещества растительного и животного происхождения, а также отходы их переработки.
Основные источники биомассы для энергетики:
- Древесина и древесные отходы (опилки, щепа, кора).
- Сельскохозяйственные культуры и их остатки (солома, лузга, кукурузные стебли).
- Энергетические культуры (рапс, мискантус, быстрорастущая ива).
- Органические отходы животноводства (навоз, помет).
- Органическая фракция твердых коммунальных отходов.
Энергетический потенциал Биомасса считается «углеродно-нейтральным» топливом, так как количество углекислого газа ( ), выделяемого при ее сгорании или разложении, эквивалентно количеству , поглощенному растением в процессе фотосинтеза. Процесс накопления энергии в биомассе описывается упрощенным уравнением фотосинтеза: Методы переработки биомассы Биомасса может быть преобразована в тепловую, электрическую энергию или биотопливо следующими методами:
| Метод | Процесс | Конечный продукт |
|---|---|---|
| Термохимический | Прямое сжигание, пиролиз, газификация | Тепло, синтез-газ, древесный уголь |
| Биохимический | Анаэробное брожение, ферментация | Биометан (биогаз), биоэтанол |
| Физико-химический | Экстракция и переэтерификация | Биодизель |
Значение в биосфере Распределение биомассы на планете крайне неравномерно. На суше преобладает биомасса растений (фитомасса), которая значительно превышает биомассу животных. В океане же наблюдается обратная ситуация: из-за быстрого цикла воспроизводства планктона биомасса консументов (животных) часто превышает текущую биомассу продуцентов в конкретный момент времени, что формирует так называемую «перевернутую пирамиду биомасс». Могу подготовить для вас сравнительный анализ различных видов биотоплива или подробнее разобрать цикл углерода в экосистемах.