Biomassa (ekologi)

Halaman ini berisi artikel tentang massa makhluk hidup di suatu area pada waktu tertentu. Untuk biomassa sebagai sumber energi, lihat biomassa.

Dalam ekologi, biomassa adalah massa organisme biologis hidup di suatu area atau ekosistem pada suatu waktu tertentu. Biomassa pada ekologi dapat mengacu pada biomassa spesies, yang merupakan massa dari satu atau lebih spesies, atau biomassa komunitas yang merupakan massa dari seluruh spesies pada suatu komunitas. Massa dapat mencakup mikroorganisme, tumbuhan, dan hewan hidup. Nilai massa ini dapat diekspresikan sebagai massa rata-rata per unit luas, atau total massa dari suatu komunitas.

Total biomassa hidup dunia diperkirakan mencapai 560 miliar ton karbon, (belum termasuk biomassa dari bakteri) di mana sebagian besar ditemukan di hutan

Lingkungan akuatik dangkap seperti estuari, rawa, dan terumbu karang dapat menjadi seproduktif hutan dalam menghasilkan biomassa setiap tahunnya.

Bagaimana biomassa diukur bergantung pada mengapa biomassa tersebut diukur. Terkadang biomassa dipertimbangkan sebagai massa alami dari suatu organisme pada kawasan tersebut (in situ) sebagaimana mestinya. Seperti contoh pada perikanan salmon, biomassa salmon dapat dikatakan sebagai total berat salmon yang terukur ketika salmon diangkat dari air. Pada konteks lain, biomassa dapat diukur sebagai massa organik kering, sehingga hanya 30% dari total berat sebenarnya yang mungkin, dan sisanya adalah air. Untuk tujuan lain, hanya jaringan biologis hidup yang dihitung sehingga tulang, gigi, dan cangkang tidak termasuk.

Pada aplikasi yang lebih sempit, biomassa diukur sebagai massa dari karbon yang terikat secara organik yang ada pada makhluk hidup. Terlepas dari keberadaan bakteri, total biomassa hidup yang ada di bumi diperkirakan mencapai 560 miliar ton karbon, dengan total produksi primer dari biomassa hanya sekitar 100 miliar ton karbon per tahun. Namun total biomassa bakteri mungkin melebihi nilai tersebut.

Piramida ekologi

Artikel utama: Piramida ekologi

Sebuah piramida ekologi

Piramida ekologis adalah penggambaran yang menunjukan hubungan antara biomassa dan tingkatan trofik pada suatu ekosistem.

• Piramida biomassa adalah piramida yang menunjukan jumlah biomassa pada tingkatan trofik.
• Piramida produktivitas adalah piramida yang menunjukan produksi atau pemindahan biomassa pada tingkatan trofik.

Dasar dari sebuah piramida merupakan produsen primer (organisme autotrof). Produsen primer mengambil energi dari lingkungan dalam bentuk cahaya matahari atau bahan kimia anorganik dan menggunakannya untuk membuat molekul kaya energi seperti karbohidrat. Mekanisme ini disebut dengan produksi primer. Piramida lalu bergerak melalui berbagai tingkatan trofik menuju predator tingkat tinggi.

Ketika energi dipindahkan dari satu tingkatan trofik ke tingkatan berikutnya, umumnya hanya sepuluh persen yang digunakan untuk membangun biomassa baru. Sisanya yang berupa 90% menuju proses metabolik dan dilepaskan sebagai panas. Energi yang hilang ini berarti produktivitas piramida tidak pernah terbalik dan umumnya membatasi rantai makanan hanya sampai enam tingkat. Namun di lautan, piramida biomassa dapat terbalik sebagian atau seluruhnya dengan jumlah biomassa yang lebih banyak pada tingkatan yang lebih tinggi.

Biomassa daratan

Biomassa daratan umumnya dicirikan dengan semakin berkurangnya biomassa seiring dengan pergerakan menuju tingkatan trofik yang lebih tinggi. Organisme autotrof yang berperan sebagai produsen seperti rerumputan, pohon, dan semak memiliki biomassa yang lebih tinggi dibandingkan organisme heterotrof seperti rusa, zebra, dan serangga yang memakan mereka. Tingkatan dengan kadar biomassa terendah adalah predator tertinggi dalam rantai makanan seperti singa dan elang.

Di padang rumput subtropis, rerumputan menjadi produsen utama pada dasar piramida ekologi. Lalu mereka dikonsumsi herbivora seperti belalang dan bison, diikuti konsumen kedua seperti tikus yang memakan belalang, dan singa yang memakan bison. Singa dalam hal ini menduduki posisi predator tertinggi, tetapi tikus tidak karena masih memiliki kemungkinan untuk dimakan oleh predator yang lebih tinggi seperti ular. Dan ular lalu dimakan oleh elang.

Biomassa lautan

Biomassa lautan berbeda dengan biomassa daratan. Biomassa lautan dapat meningkat seiring dengan pergerakannya menuju tingkatan trofik yang lebih tinggi. Hal ini disebabkan produsen utama lautan yang berupa fitoplankton berukuran sangat kecil dan mampu tumbuh dan berkembangbiak dengan cepat. Berbeda dengan produsen di daratan yang tumbuh dan berkembang biak relatif lebih lambat.

Di lautan, rantai makanan umumnya dimulai dengan fitoplankton dan mengikuti pola sebagai berikut:

Fitoplankton → zooplankton → zooplankton predator → hewan penyaring → ikan predator

Fitoplankton adalah produsen primer pada tingkat rantai makanan terendah. Fitoplankton melakukan fotosintesis untuk mengubah karbon anorganik menjadi protoplasma. Mereka lalu dikonsumsi oleh hewan mikroskopik yang disebut dengan zooplankton.

Biomassa bakteri

Terdapat 40 juta sel bakteri pada satu gram tanah, dan jutaan sel bakteri dalam satu mililiter air tawar. Sehingga kesemuanya diperkirakan terdapat 5×10³⁰ (5 nonilion) bakteri di bumi dengan total biomassa setara dengan biomassa total tanaman. Beberapa peneliti percaya bahwa total biomassa mungkin melebihi total biomassa gabungan tanaman dan hewan.

Biomassa global

Perkiraan untuk total biomassa global dari suatu spesies dan kelompok spesies tidak konsisten di berbagai publikasi ilmiah. Terpisah dari bakteria, total biomassa global diperkirakan sekitar 560 miliar ton karbon. Sebagian besar biomassa ini ditemukan di daratan, dengan hanya 5 hingga 10 miliar ton karbon ditemukan di lautan. Di daratan, terdapat sekitar 1000 kali biomassa tanaman autotrof dibandingkan biomassa hewan. Sekitar 18% dari nilai ini merupakan biomassa yang dimakan oleh hewan. Namun di lautan, total biomassa hewan dapat mencapai sekitar 30 kali lebih besar dibandingkan biomassa autotrof. Kebanyakan biomassa autotrof lautan dimakan oleh hewan laut.

	nama	jumlah spesies	waktu perkiraan	jumlah individu	rata-rata berat individu	persen biomassa (kering)	total jumlah atom karbon	total biomassa kering global dalam juta ton	total biomassa basah global dalam juta ton
Daratan	Manusia	1	2012	7.0 miliar	50 kg (termasuk anak-anak)	30%	3.5 x 10^36	105	350
			2005	4.63 billion	62 kg (tidak termasuk anak-anak)	287
	Sapi	1	1.3 miliar	400 kg	30%	156	520
	Domba dan kambing	2	2002	1.75 miliar	60 kg	30%	31.5	105
	Ayam	1	24 miliar	2 kg	30%	14.4	48
	Semut	12,649	10^7 - 10^8 billion	3 x 10^−6kg (0.003 grams)	30%	10-100	30-300
	Rayap	>2,800	1996	445
Lautan	Paus biru	1	Sebelum perburuan paus dimulai	340,000	40%	4.7 x 10^35	36
			2001	4700	40%	0.5
	Ikan laut	>10,000	2009	800-2,000
	Krill antartika	1	1924–2004	7.8 x 10^14	0.486 g	379
	Copepods (zooplankton)	13,000	10^-6 - 10^−9 kg	1x10^37
	Cyanobacteria (picoplankton)	?	2003	1,000
Global	Prokaryota (bakteri)	?	1998	4–6 x 10^30 cells	1.76-2.76 x 10^40	350,000-550,000

Manusia mencakup 100 juta ton biomassa kering yang ada di bumi, hewan domestikasi mencakup 700 juta ton, dan tanaman pertanian mencapai 2 miliar ton. Hewan yang paling sukses dalam hal biomassa kemungkinan adalah Krill antartika, Euphausia superba, dengan biomassa basah mencapai 500 juta ton. Namun sebagai sebuah kelompok, crustacea akuatik copepod dapat menjadi hewan dengan biomassa terbesar di bumi. Sebuah karya ilmiah yang diterbitkan oleh jurnal Science memperkirakan untuk pertama kalinya total biomassa ikan dunia yang berada di antara 0.8-0.2 miliar ton. Telah diperkirakan bahwa sekitar 1% biomassa global adalah fitoplankton, dan 25% adalah fungi.

Laju produksi global

Produksi primer bersih adalah laju di mana biomassa baru dihasilkan terutama melalui fotosintesis. Produksi primer global dapat diperkirakan melalui pengamatan satelit. Satelit memindai normalised difference vegetation index (NDVI) di atas habitat daratan dan memindai kadar klorofil permukaan laut. Cara ini menghasilkan nilai 56.4 miliar ton karbon organik per tahun untuk produksi primer daratan, dan 48.5 miliar ton karbon organik per tahun untuk lautan. Sehingga total produksi primer fotoautotrof di bumi mencapai 104.9 miliar ton karbon. Dapat juga dituliskan sebagai 426 gram C/m²/yr untuk produksi di daratan dan 140 gram C/m²/yr untuk lautan.

Namun terdapat perbedaan yang signifikan jika dibandingkan dengan kepadatan populasi karena walau mampu memproduksi biomassa hampir setengah produksi global, jumlah biomassa autotrof lautan hanya 0.2% dari total biomassa. Hal ini diperkirakan karena begitu cepatnya pertumbuhan dan reproduksi autotrof lautan. Biomassa autotrof mungkin memiliki total biomassa global tertinggi dalam hal proporsi, tetapi hampir disetarakan dengan total biomassa mikrob. Ekosistem air tawar di daratan menghasilkan sekitar 1.5% dari produksi primer global.

Peringkat beberapa produsen biomassa global dalam hal produktivitas

Produsen	Produktivitas (gC/m²/yr)	Referensi	Total area (juta km²)	Referensi	Total produksi (miliar ton C/yr)
Ekosistem rawa	2,500
Hutan hujan tropis	2,000	8	16
Terumbu karangs	2,000	0.28	0.56
Alga	2,000
Estuari	1,800
Hutan iklim sedang	1,250	19	24
Lahan pertanian	650	17	11
Tundra	140
Lautan	125	311	39
Gurun	3	50	0.15

Lihat pula

• Biomassa
• Materi organik alami
• Produktivitas (ekologi)
• Kelompok nutrisi primer
• Kepadatan populasi

Referensi

1. Groombridge B, Jenkins MD (2000) Global biodiversity: Earth’s living resources in the 21st century Page 11. World Conservation Monitoring Centre, World Conservation Press, Cambridge
2. . Diarsipkan dari versi asli tanggal 2010-06-14. Diakses tanggal 2013-11-06. 
3. Ricklefs, Robert E.; Miller, Gary Leon (2,000). Ecology (edisi ke-4th). Macmillan. hlm. 192. ISBN 978-0-7167-2829-0.  Periksa nilai tanggal di: |year= (bantuan)
4. IUPAC, Compendium of Chemical Terminology, edisi ke-2 ("Buku Emas") (1997). Versi koreksi daring:  (2006–) "biomass".
5. Field, C.B. (1998). "Primary production of the Biosphere: Integrating Terrestrial and Oceanic Components". Science. 281 (5374): 237–240. doi:10.1126/science.281.5374.237. PMID 9657713.  Parameter |coauthors= yang tidak diketahui mengabaikan (|author= yang disarankan) (bantuan)
6. C.Michael Hogan. 2010. Bacteria. Encyclopedia of Earth. eds. Sidney Draggan and C.J.Cleveland, National Council for Science and the Environment, Washington DC
7. Gould, Stephen Jay (1996) "Planet of the Bacteria" Washington Post Horizon, 119 (344): H1. Adapted from Full House: The Spread of Excellence From Plato to Darwin, New York: Harmony Books, ISBN 0-517-70394-7 
8. Whitman WB, Coleman DC, Wiebe WJ (1998). "Prokaryotes: the unseen majority" (PDF). Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America. 95 (12): 6578–83. doi:10.1073/pnas.95.12.6578. PMC 33863 . PMID 9618454. Pemeliharaan CS1: Banyak nama: authors list (link)
9. Hartley, Sue (2010) The 300 Million Years War: Plant Biomass v Herbivores Royal Institution Christmas Lecture.
10. Darlington, P (1966) http://encyclopedia2.thefreedictionary.com/Terrestrial+Fauna "Biogeografia". Published in The Great Soviet Encyclopedia, 3rd Edition (1970-1979).
11. US world population clock
12. Freitas, Robert A. Jr.Nanomedicine 3.1 Human Body Chemical Composition 2018-04-16 di Wayback Machine. Foresight Institute, 1998
13. Walpole, S.C.; Prieto-Merino, D.; Edwards, P.; Cleland, J.; Stevens, G.; Roberts, I. (2012). "The weight of nations: an estimation of adult human biomass" (PDF). BMC Public Health. 12: 439. doi:10.1186/1471-2458-12-439. 
14. Cattle Today. "Breeds of Cattle at CATTLE TODAY". Cattle-today.com. Diakses tanggal 2013-10-15. 
15. World's Rangelands Deteriorating Under Mounting Pressure 2008-03-11 di Wayback Machine. Earth Policy Institute 2002
16. . Diarsipkan dari versi asli tanggal 2009-02-15. Diakses tanggal 2013-11-07. 
17. Embery, Joan and Lucaire, Ed (1983) Collection of Amazing Animal Facts.
18. Sanderson, M.G. 1996 Biomass of termites and their emissions of methane and carbon dioxide: A global database Global Biochemical Cycles, Vol 10:4 543-557
19. Pershing, A.J.; Christensen, L.B.; Record, N.R.; Sherwood, G.D.; Stetson, P.B.; Humphries, Stuart (2010). Humphries, Stuart, ed. "The Impact of Whaling on the Ocean Carbon Cycle: Why Bigger Was Better". PLoS ONE. 5 (8): e12444. doi:10.1371/journal.pone.0012444. PMC 2928761 . PMID 20865156.  (Table 1)
20. Jelmert, A.; Oppen-Berntsen, D.O. (1996). "Whaling and Deep-Sea Biodiversity". Conservation Biology. 10 (2): 653–654. doi:10.1046/j.1523-1739.1996.10020653.x. 
21. Assuming half the dry biomass is protein and half fat, with respective carbon contents of 54% and 77%, hence 35.7 x (0.2 x 0.54 + 0.2 x 0.77) = 9.35 Mt carbon, or 9.35e12 / 12.011 * 6.0221415e23 atoms
22. Wilson RW, Millero FJ, Taylor JR, Walsh PJ, Christensen V, Jennings S and Grosell M (2009) "Contribution of Fish to the Marine Inorganic Carbon Cycle" Science, 323 (5912) 359-362. (This article provides a first estimate of global fish biomass)
23. Atkinson, A.; Siegel, V.; Pakhomov, E.A.; Jessopp, M.J.; Loeb, V. (2009). "A re-appraisal of the total biomass and annual production of Antarctic krill" (PDF). Deep-Sea Research I. 56 (5): 727–740. doi:10.1016/j.dsr.2008.12.007. 
24. Buitenhuis, E. T., C. Le Quéré, O. Aumont, G. Beaugrand, A. Bunker, A. Hirst, T. Ikeda, T. O'Brien, S. Piontkovski, D. Straile (2006) Biogeochemical fluxes through mesozooplankton. 2011-08-15 di Wayback Machine. Global Biogeochemical Cycles 20, GB2003, DOI:10.1029/2005GB002511
25. Garcia-Pichel, F; Belnap, J; Neuer, S; Schanz, F (2003). "Estimates of global cyanobacterial biomass and its distribution" (PDF). Algological Studies. 109: 213–217. doi:10.1127/1864-1318/2003/0109-0213. 
26. Nicol, S., Endo, Y. (1997). . FAO. Diarsipkan dari versi asli tanggal 2006-05-14. Diakses tanggal 2022-01-12. Pemeliharaan CS1: Banyak nama: authors list (link)
27. Ross, R. M. and Quetin, L. B. (1988). Euphausia superba: a critical review of annual production. Comp. Biochem. Physiol. 90B, 499-505.
28. Biology of Copepods 2009-01-01 di Wayback Machine. at Carl von Ossietzky University of Oldenburg
29. Wilson, RW; Millero, FJ; Taylor, JR; Walsh, PJ; Christensen, V; Jennings, S; Grosell, M (2009). "Contribution of Fish to the Marine Inorganic Carbon Cycle". Science. 323 (5912): 359–362. doi:10.1126/science.1157972. PMID 19150840.  Parameter |author-separator= yang tidak diketahui akan diabaikan (bantuan)
30. Researcher gives first-ever estimate of worldwide fish biomass and impact on climate change PhysOrg.com, 15 January 2009.
31. Bidle1 KD and Falkowski PG (2004) "Cell death in planktonic, photosynthetic microorganisms" Nature Reviews: Microbiology, 2: 643–655. DOI:10.1038/nrmicro956
32. Miller JD (1992) "Fungi as contaminants in indoor air" Atmospheric Environment 26 (12): 2163–2172.
33. Sorenson WG (1999) "Fungal spores: Hazardous to health?" Environ Health Perspect, 107 (Suppl 3): 469–472.
34. Whitman, W. B.; Coleman, D. C.; Wieb, W. J. (1998). "Prokaryotes: The unseen majority" (PDF). Proc. Natl. Acad. Sci. USA. 95 (12): 6578–6583. doi:10.1073/pnas.95.12.6578. PMC 33863 . PMID 9618454. 
35. Groombridge, B.; Jenkins, M. (2002). World Atlas of Biodiversity: Earth's Living Resources in the 21st Century. World Conservation Monitoring Centre, United Nations Environment Programme. ISBN 0-520-23668-8. 
36. Alexander, David E. (1 May 1999). Encyclopedia of Environmental Science. Springer. ISBN 0-412-74050-8. 
37. Ricklefs, Robert E.; Miller, Gary Leon (2000). Ecology (edisi ke-4th). Macmillan. hlm. 197. ISBN 978-0-7167-2829-0. 
38. Spalding, Mark, Corinna Ravilious, and Edmund Green. 2001. World Atlas of Coral Reefs. Berkeley, CA: University of California Press and UNEP/WCMC.
39. Park, Chris C. (2001). The environment: principles and applications (edisi ke-2nd). Routledge. hlm. 564. ISBN 978-0-415-21770-5. 

Bahan bacaan terkait

• Foley, JA; Monfreda, C; Ramankutty, N and Zaks, D (2007) Our share of the planetary pie Proceedings of the National Academy of Sciences of the USA, 104(31): 12585–12586. Download
• Haberl, H; Erb, KH; Krausmann, F; Gaube, V; Bondeau, A; Plutzar, C; Gingrich, S; Lucht, W and Fischer-Kowalski, M (2007) Quantifying and mapping the human appropriation of net primary production in earth's terrestrial ecosystems Proceedings of the National Academy of Sciences of the USA, 104(31):12942-12947. Download
• Purves, William K and Orians, Gordon H (2007) Life: The Science of Biology, 8th Ed. W. H. Freeman. ISBN 978-1-4292-0877-2

Pranala luar

Lihat informasi mengenai biomass di Wiktionary.

• Counting bacteria 2013-12-12 di Wayback Machine.
• Trophic levels 2008-12-16 di Wayback Machine.
• Biomass distributions for high trophic-level fishes in the North Atlantic, 1900–2000 2009-02-04 di Wayback Machine.