生物質定義 生態學

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簡介

生物質是指任何和所有可以從植物中提取的有機物質，包括樹木、農作物和藻類。自古以來，它一直是重要的能源來源，並且與不可再生能源相比，它具有多種優勢。在印度，約32%的能源需求是由某種形式的生物質滿足的。

定義生物質

生物質是賦予生物量的簡稱。它指的是特定環境或生態系統中動植物的總量（SI單位kg/m²）。它包括陸地和水生生物。它包括微生物、動物和植物。生物質的研究對於商業用途至關重要，可促進國家發展（纖維、燃料等）。它還有助於涉及生態系統生產力、養分和能量平衡以及每個組成部分對全球碳迴圈影響的科學研究。

生物群落的各個部分

我們生物群落的六大主要部分是：

• 沙漠生物群落——它們是炎熱乾燥的地區，約佔地球總陸地面積的20%。它們進一步細分為半乾旱、炎熱乾燥、寒冷和沿海沙漠。

• 森林生物群落——主要由樹木和植被種植園組成，能夠儲存碳，約佔地球總陸地面積的30%。它們進一步細分為溫帶森林、熱帶森林和北方森林。

• 水生生物群落——它們是地球表面存在的水體，約佔地球總面積的75%。它們細分為淡水生物群落和海洋生物群落。

• 苔原生物群落——它們是最冷的陸地生物群落，生物多樣性非常低。它們細分為高山苔原和北極苔原生物群落。

• 草原生物群落——它們指的是廣闊的草地，可能有或可能沒有少量分散的樹木。它們細分為溫帶草原和熱帶稀樹草原。

• 灌木叢或灌木林生物群落——它們主要指的是灌木，夏季乾燥炎熱，冬季潮溼涼爽。它們僅存在於世界少數地區。

生物量金字塔

生物量金字塔指的是不同營養級單位面積上不同型別生物量的圖形表示。兩種主要的生物量金字塔是倒金字塔和正金字塔。生物量金字塔對於在每個營養級進行可用生物量量化非常重要。

圖片即將推出

生物質的例子（陸地和海洋）

陸地生物質是指存在於陸地上的生態系統。植物和植被是陸地生物質的主要物種，充當生產者。食草動物，例如水牛、奶牛、長頸鹿、斑馬、鹿、小型昆蟲等，是主要消費者，以生產者為食。次級消費者，例如獅子、老虎、蛇、熊等，主要以主要消費者為食。生物量的數量遵循以下模式：植物>初級消費者>次級消費者。

海洋（或水生）生物質是指發生在水體中的動植物。在這裡，浮游植物是主要的生產者。浮游動物（例如蟎蟲、輪蟲等）是主要的消費者，而食人魚、鯊魚等是水生生物群落中的次級消費者。

生物質的可用性

根據印度政府新能源和可再生能源部 (MNRE) 最近進行的一項研究，印度目前的生物質總量估計為每年約 7.5 億公噸，每年約有 2.3 億公噸的剩餘量。

從生物質中獲取能量

植物將太陽能轉化為化學能以備後用。這種化學能（碳化合物）可以用來轉化為熱能或電能，也可以轉化為生物燃料作為能源。可以從生物質中獲得的各種形式的能量包括：

• 木材——木材的全部或任何部分（鋸末、原木、木顆粒和木片以及樹皮）都可以透過燃燒、熱電聯產或氣化來獲取能量。

• 農業產品——植物性材料，包括能源作物及其殘留物，都可以加熱以產生能量來驅動鍋爐。大多數情況下，這種能量在相同的農業過程中被重複使用，從而降低了整個過程的總成本。它們還可以用來生產生物肥料或堆肥。

• 沼氣——沼氣或甲烷可以透過死生物質的微生物作用產生，為烹飪和取暖提供能量。

• 垃圾填埋場——廢物通常傾倒在指定的場所，在那裡長期堆積成大堆。它們會釋放各種氣體，這些氣體可以收集起來用於加熱。

• 生物燃料——生物乙醇和生物柴油可以透過生化途徑由廢棄生物質生產。這些燃料比化石燃料汙染少。

生物質的優點和侷限性

生物質提供多種優勢，例如：

• 生物質提供一種可再生能源，這種能源相對清潔、免費、可靠且持續。
• 它有助於減少廢物。
• 它不會向環境額外排放碳，從而減輕汙染。

與生物質相關的侷限性包括：

• 它需要較高的初始設定成本。
• 它需要較大的操作空間。
• 與化石燃料相比，它的效率較低。

對環境的影響

生物質能源有助於保護我們的環境，因為燃燒生物質衍生燃料釋放的二氧化碳量與植物在光合作用過程中捕獲的量相似。因此，它可以被認為是一個碳中和過程。然而，在生物質轉化為生物能源的過程中會釋放一些汙染物。

生物質轉化為能源的過程

將生物質轉化為能源的各種方法包括：

• 直接燃燒——這是從生物質中獲取能量最廣泛使用的方法。生物質可以直接燃燒產生熱量，用於加熱水、建築物、工業過程以及透過蒸汽輪機發電。

• 熱化學過程——包括生物質的熱解或氣化。熱解是在無空氣條件下較低溫度（400-500℃）下生物質的熱分解，而氣化是在更高溫度（800-900℃）下進行的。

• 生化過程——是指利用微生物酶透過發酵、厭氧消化或堆肥等各種過程分解生物質的碳水化合物部分，從而獲得糖。這些糖可以進一步透過微生物或化學方法加工，以生產液體或氣體燃料。

結論

生物質是一種可再生能源，涉及燃燒動植物廢物。幾乎所有工業廢物都含有可以轉化為有用能源的成分。考慮到使用不可再生能源的缺點，人們正在大力發展用於將生物質轉化為生物能源的高效技術。

常見問題

Q1. 如何測量生物質？

答：透過測量生物體的乾重並將其除以收穫該生物體的面積來計算生物質。

Q2. 你對生物群落這個詞有什麼理解？

答：生物群落是指具有相同特徵並已適應周圍非生物因素的一組相似的生態系統。