Biomasse-Schätzer

Schätzen Sie Biomasse aus Messungen mit allometrischen Beziehungen

Organismustyp

Gesamtlänge (cm)

Koeffizient (a)

Artspezifische Konstante (typischerweise 0,005-0,02)

Exponent (b)

b = 3 für isometrisch, <3 für schlanke, >3 für robuste Fische

Biomasseschätzung verstehen

Biomasse ist die Gesamtmasse lebender Organismen in einem bestimmten Gebiet oder Ökosystem, typischerweise ausgedrückt pro Flächeneinheit (g/m² oder kg/ha). Genaue Biomasseschätzung ist wesentlich für das Verständnis von Ökosystemproduktivität, Energiefluss, Kohlenstoffspeicherung und Wildtiermanagement.

Allometrische Gleichungen

Längen-Gewichts-Beziehung bei Fischen

Formel: W = a × L^b

Wobei:

W = Gewicht (g)
L = Gesamtlänge (cm)
a = Artspezifischer Koeffizient (0,005-0,02)
b = Allometrischer Exponent (2,5-3,5)

Wachstumstypen: b = 3 (isometrisch), b < 3 (negative Allometrie - schlank), b > 3 (positive Allometrie - robust)

Körperlänge zu Masse bei Säugetieren

Allgemeine Formel: W = k × L^3

Koeffizienten variieren nach Körperform:

Kleine Nagetiere: k ≈ 0,0001-0,0002
Fleischfresser: k ≈ 0,0003-0,0005
Huftiere: k ≈ 0,0004-0,0006
Große Säugetiere: k ≈ 0,0005-0,0008

Flügellänge zu Masse bei Vögeln

Formel: W = c × WL^d

Flügellängenbeziehungen variieren nach Ordnung. Singvögel: d ≈ 2,7-2,9; Greifvögel: d ≈ 2,5-2,8. Koeffizienten spiegeln Flügelbelastung und Körperzusammensetzung wider.

Populationsbiomasse

Formel: Gesamtbiomasse = Populationsgröße × Durchschnittliche Individuenmasse

Biomassedichte: Biomasse / Fläche (kg/ha oder g/m²)

Verwendet für Bestandsbiomasseschätzungen und Produktivitätsvergleiche zwischen Ökosystemen.

Typische Biomassewerte

Ökosystem/Gruppe	Biomasse (kg/ha)	Anmerkungen
Tropischer Regenwald (gesamt)	400.000 - 600.000	Höchste terrestrische Biomasse
Gemäßigter Wald	200.000 - 400.000	Von Baumbiomasse dominiert
Grasland/Savanne	5.000 - 50.000	Stark variabel nach Niederschlag
Große Pflanzenfresser (Serengeti)	100 - 500	Tierbiomasse-Spitze
Kleine Säugetiere (Wald)	5 - 50	Mäuse, Wühlmäuse, Spitzmäuse
Fleischfresser (Spitzenprädatoren)	0,1 - 5	Niedrigste Wirbeltierbiomasse
Fische (produktiver See)	50 - 200	Alle Arten kombiniert
Bodeninvertebraten	100 - 1.000	Übersteigt oft Wirbeltiere

Biomassepyramiden und Trophiestufen

Energietransfer zwischen Trophiestufen ist typischerweise 10% effizient (10%-Regel). Dies erzeugt charakteristische Biomassepyramiden:

Produzenten:

10.000 kg/ha (100%)

Pflanzenfresser:

1.000 kg/ha (10%)

1° Fleischfresser:

100 kg/ha (1%)

2° Fleischfresser:

10 kg/ha (0,1%)

Anwendungen in Ökologie und Naturschutz

Fischereiwirtschaft: Schätzung der erntefähigen Biomasse und Festlegung von Fangquoten
Kohlenstoffsequestrierung: Berechnung der Kohlenstoffspeicherung in Wäldern und marinen Ökosystemen
Produktivitätsbewertung: Messung der Ökosystemgesundheit und des Energieflusses
Wildtiermanagement: Schätzung des Nahrungsbedarfs und der Tragfähigkeit
Naturschutzplanung: Identifizierung wertvoller Habitate und Priorisierung des Schutzes
Klimawandelstudien: Überwachung von Veränderungen in der Biomasseverteilung über Zeit
Habitatwiederherstellung: Verfolgung der Biomasseerholung des Ökosystems nach Störung
Nahrungsnetzanalyse: Verständnis von Energietransfer und trophischer Effizienz

Energiegehalt von Biomasse

Ungefährer Energiegehalt nach Gewebetyp:

Fische/Wassertiere: ~5-6 kJ/g Feuchtgewicht (20-24 kJ/g Trockengewicht)
Säugetiere: ~6-8 kJ/g Feuchtgewicht (variiert mit Fettgehalt)
Insekten: ~20-25 kJ/g Trockengewicht
Pflanzenmaterial: ~17-18 kJ/g Trockengewicht
Holz: ~18-20 kJ/g Trockengewicht

Messtechniken

Direkte Methoden

• Ernte und Wiegung (destruktiv)
• Schnittflächen für Vegetation
• Schleppnetzerhebungen für Fische
• Fangen und Wiegen von Tieren

Indirekte Methoden

• Allometrische Gleichungen aus Messungen
• Fernerkundung (LiDAR, Satellit)
• Akustische Erhebungen (Fischbiomasse)
• Populationsdichte × Durchschnittsmasse

Wichtige Überlegungen

Artspezifische Gleichungen: Verwenden Sie veröffentlichte Gleichungen für Ihre Art, wenn verfügbar; allgemeine Gleichungen sind weniger genau
Saisonale Variation: Biomasse fluktuiert mit Fortpflanzungszyklen, Migration und Nahrungsverfügbarkeit
Alters-/Geschlechtsstruktur: Verschiedene demografische Klassen haben unterschiedliche Masse; Populationsschätzungen sollten dies berücksichtigen
Messfehler: Längenmessungen einfacher als Masse; allometrische Gleichungen propagieren Messfehler
Feucht- vs. Trockengewicht: Trockengewicht eliminiert Wassergehaltsvariabilität; Umrechnung typischerweise 20-30% Trockengewicht für Tiere
Räumliche Heterogenität: Biomasse variiert stark über Landschaft; stratifizierte Probenahme verbessert Schätzungen
Trophische Kaskaden: Veränderungen auf einer Trophiestufe beeinflussen Biomasse auf anderen Stufen

Referenzen

Froese, R., & Pauly, D. (Hrsg.). (2023). "FishBase." www.fishbase.org - Umfassende Längen-Gewichts-Beziehungen für Fischarten.
Whittaker, R. H., & Likens, G. E. (1975). "The biosphere and man." Primary Productivity of the Biosphere, 14, 305-328.
Peters, R. H. (1983). "The Ecological Implications of Body Size." Cambridge University Press - Allometrische Beziehungen über Taxa.
Odum, E. P., & Barrett, G. W. (2005). "Fundamentals of Ecology." 5. Auflage, Thomson Brooks/Cole.
Hairston, N. G., & Hairston, N. G. Sr. (1993). "Cause-effect relationships in energy flow, trophic structure, and interspecific interactions." The American Naturalist, 142(3), 379-411.