Dalamekologi,biomassa adalah massa organisme biologis hidup di suatu area atauekosistem pada suatu waktu tertentu.[4] Biomassa pada ekologi dapat mengacu padabiomassa spesies, yang merupakan massa dari satu atau lebih spesies, ataubiomassa komunitas yang merupakan massa dari seluruh spesies pada suatu komunitas. Massa dapat mencakup mikroorganisme, tumbuhan, dan hewan hidup.[5] Nilai massa ini dapat diekspresikan sebagai massa rata-rata per unit luas, atau total massa dari suatu komunitas.
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 padaperikanansalmon, biomassa salmon dapat dikatakan sebagai totalberat 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 adalahair. Untuk tujuan lain, hanyajaringan biologis hidup yang dihitung sehinggatulang,gigi, dancangkang tidak termasuk.
Pada aplikasi yang lebih sempit, biomassa diukur sebagai massa darikarbon yang terikat secara organik yang ada pada makhluk hidup. Terlepas dari keberadaanbakteri, total biomassa hidup yang ada di bumi diperkirakan mencapai 560 miliar ton karbon,[1] dengan totalproduksi primer dari biomassa hanya sekitar 100 miliar ton karbon per tahun.[6] Namun total biomassa bakteri mungkin melebihi nilai tersebut.[7][8]
Piramida ekologis adalah penggambaran yang menunjukan hubungan antara biomassa dantingkatan trofik pada suatuekosistem.
Dasar dari sebuah piramida merupakan produsen primer (organismeautotrof). Produsen primer mengambil energi dari lingkungan dalam bentukcahaya matahari atau bahankimia anorganik dan menggunakannya untuk membuat molekul kaya energi sepertikarbohidrat. Mekanisme ini disebut denganproduksi primer. Piramida lalu bergerak melalui berbagai tingkatan trofik menujupredator 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 umumnya dicirikan dengan semakin berkurangnya biomassa seiring dengan pergerakan menujutingkatan trofik yang lebih tinggi.Organismeautotrof yang berperan sebagai produsen sepertirerumputan,pohon, dansemak memiliki biomassa yang lebih tinggi dibandingkan organismeheterotrof sepertirusa,zebra, danserangga yang memakan mereka. Tingkatan dengan kadar biomassa terendah adalahpredator tertinggi dalam rantai makanan sepertisinga danelang.
Di padang rumput subtropis, rerumputan menjadi produsen utama pada dasar piramida ekologi. Lalu mereka dikonsumsi herbivora sepertibelalang danbison, diikuti konsumen kedua sepertitikus yang memakan belalang, dansinga 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 sepertiular. Dan ular lalu dimakan olehelang.
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 denganfitoplankton dan mengikuti pola sebagai berikut:
Fitoplankton → zooplankton → zooplankton predator →hewan penyaring → ikan predator
Fitoplankton adalah produsen primer pada tingkat rantai makanan terendah. Fitoplankton melakukanfotosintesis untuk mengubah karbon anorganik menjadiprotoplasma. Mereka lalu dikonsumsi olehhewan mikroskopik yang disebut dengan zooplankton.
Terdapat 40 jutaselbakteri 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.[9] Beberapa peneliti percaya bahwa total biomassa mungkin melebihi total biomassa gabungan tanaman dan hewan.[7][8]
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.[1] Sebagian besar biomassa ini ditemukan di daratan, dengan hanya 5 hingga 10 miliar ton karbon ditemukan di lautan.[1] Di daratan, terdapat sekitar 1000 kali biomassa tanaman autotrof dibandingkan biomassa hewan. Sekitar 18% dari nilai ini merupakan biomassa yang dimakan oleh hewan.[10] Namun di lautan, total biomassa hewan dapat mencapai sekitar 30 kali lebih besar dibandingkan biomassa autotrof.[11] Kebanyakan biomassa autotrof lautan dimakan oleh hewan laut.[10]
| 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 | 1 | 2012[12] | 7.0 miliar | 50 kg (termasuk anak-anak) | 30% | 3.5 x 1036[13] | 105 | 350 | |
2005 | 4.63 billion | 287[14] | |||||||
1 | 1.3 miliar[15] | 400 kg | 30% | 156 | 520 | ||||
2 | 2002 | 1.75 miliar[16] | 60 kg | 30% | 31.5 | 105 | |||
1 | 24 miliar | 2 kg | 30% | 14.4 | 48 | ||||
12,649[17] | 107 - 108 billion[18] | 3 x 10−6kg (0.003 grams) | 30% | 10-100 | 30-300 | ||||
>2,800 | 1996 | 445[19] | |||||||
Lautan | 1 | Sebelum perburuan paus dimulai | 340,000 | 40%[21] | 4.7 x 1035[22] | 36 | |||
2001 | 4700 | 40%[21] | 0.5 | ||||||
>10,000 | 2009 | 800-2,000[23] | |||||||
1 | 1924–2004 | 7.8 x 1014 | 0.486 g | 379[24] | |||||
13,000 | 10-6 - 10−9 kg | 1x1037[25] | |||||||
? | 2003 | 1,000[26] | |||||||
| Global | Prokaryota (bakteri) | ? | 1998 | 4–6 x 1030 cells[9] | 1.76-2.76 x 1040[9] | 350,000-550,000[9] |
Manusia mencakup 100 juta ton biomassa kering yang ada di bumi, hewandomestikasi mencakup 700 juta ton, dan tanaman pertanian mencapai 2 miliar ton. Hewan yang paling sukses dalam hal biomassa kemungkinan adalahKrill antartika,Euphausia superba, dengan biomassa basah mencapai 500 juta ton.[24][27][28] Namun sebagai sebuah kelompok, crustacea akuatikcopepod dapat menjadi hewan dengan biomassa terbesar di bumi.[29] Sebuah karya ilmiah yang diterbitkan oleh jurnalScience memperkirakan untuk pertama kalinya total biomassa ikan dunia yang berada di antara 0.8-0.2 miliar ton.[30][31] Telah diperkirakan bahwa sekitar 1% biomassa global adalahfitoplankton,[32] dan 25% adalahfungi.[33][34]
Produksi primer bersih adalah laju di mana biomassa baru dihasilkan terutama melaluifotosintesis. Produksi primer global dapat diperkirakan melalui pengamatansatelit. Satelit memindainormalised difference vegetation index (NDVI) di atas habitat daratan dan memindai kadarklorofil 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.[6] 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 dengankepadatan 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.[35][36]Ekosistem air tawar di daratan menghasilkan sekitar 1.5% dari produksi primer global.[37]
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) |
|---|---|---|---|---|---|
| Ekosistemrawa | 2,500 | [3] | |||
| Hutan hujan tropis | 2,000 | [38] | 8 | 16 | |
| Terumbu karangs | 2,000 | [3] | 0.28 | [39] | 0.56 |
| Alga | 2,000 | [3] | |||
| Estuari | 1,800 | [3] | |||
| Hutan iklim sedang | 1,250 | [3] | 19 | 24 | |
| Lahan pertanian | 650 | [3][40] | 17 | 11 | |
| Tundra | 140 | [3][40] | |||
| Lautan | 125 | [3][40] | 311 | 39 | |
| Gurun | 3 | [40] | 50 | 0.15 |
| Umum | |||||
|---|---|---|---|---|---|
| Hierarki | |||||
| Interaksi biologis |
| ||||
| Jaring-jaring makanan |
| ||||
| Peran sebagai spesies |
| ||||
| Ekologi ruang | |||||
