Biomassa (ekologi)

Dari Wikipedia bahasa Indonesia, ensiklopedia bebas
Langsung ke: navigasi, cari
Total biomassa hidup dunia diperkirakan mencapai 560 miliar ton karbon,[1] (belum termasuk biomassa dari bakteri) di mana sebagian besar ditemukan di hutan[2]
Lingkungan akuatik dangkap seperti estuari, rawa, dan terumbu karang dapat menjadi seproduktif hutan dalam menghasilkan biomassa setiap tahunnya.[3]

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.[4] 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 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 sepit, biomassa diukur sebagai massa dari karbon yang terikat secara organik yang ada pada makhluk hidup. Terlepa dari keberadaan bakteri, total biomassa hidup yang ada di bumi diperkirakan mencapai 560 miliar ton karbon,[1] dengan total produksi primer dari biomassa hanya sekitar 100 miliar ton karbon per tahun.[5] Namun total biomassa bakteri mungkin melebihi nilai tersebut.[6][7]

Piramida ekologi[sunting | sunting sumber]

Sebuah piramida ekologi

Piramida ekologis adalah penggambaran yang meunjukan 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, piramodai biomassa dapat terbalik sebagian atau seluruhnya dengan jumlah biomassa yang lebih banyak pada tingkatan yang lebih tinggi.

Biomassa daratan[sunting | sunting sumber]

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, namun tikus tidak karena masih memiliki kemungkinan untuk dimakan oleh predator yang lebih tinggi seperti ular. Dan ular lalu dimakan oleh elang.

Biomassa lautan[sunting | sunting sumber]

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[sunting | sunting sumber]

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.[8] Beberapa peneliti percaya bahwa total biomassa mungkin melebihi total biomassa gabungan tanaman dan hewan.[6][7]

Biomassa global[sunting | sunting sumber]

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.[9] Namun di lautan, total biomassa hewan dapat mencapai sekitar 30 kali lebih besar dibandingkan biomassa autotrof.[10] Kebanyakan biomassa autotrof lautan dimakan oleh hewan laut.[9]

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[11]
7.0 miliar
50 kg
(termasuk anak-anak)
30%
3.5 x 1036 [12]
105
350
2005
4.63 billion
62 kg
(tidak termasuk anak-anak)[13]
287[13]
1
1.3 miliar[14]
400 kg
30%
156
520
2
2002
1.75 miliar[15]
60 kg
30%
31.5
105
1
24 miliar
2 kg
30%
14.4
48
12,649[16]
107 - 108 billion [17]
3 x 10−6kg
(0.003 grams)
30%
10-100
30-300
>2,800
1996
445[18]
Lautan
1
Sebelum perburuan paus dimulai
340,000
40%[20]
4.7 x 1035[21]
36
2001
4700
40%[20]
0.5
>10,000
2009
800-2,000[22]
1
1924–2004
7.8 x 1014
0.486 g
379[23]
13,000
10-6 - 10−9 kg
1x1037 [24]
?
2003
1,000[25]
Global
Prokaryota
(bakteri)
?
1998
4–6 x 1030 cells[8]
1.76-2.76 x 1040 [8]
350,000-550,000[8]

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.[23][26][27] Namun sebagai sebuah kelompok, crustacea akuatik copepod dapat menjadi hewan dengan biomassa terbesar di bumi.[28] 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.[29][30] Telah diperkirakan bahwa sekitar 1% biomassa global adalah fitoplankton,[31] dan 25% adalah fungi.[32][33]

Laju produksi global[sunting | sunting sumber]

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.[5] 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, namun hampir disetarakan dengan total biomassa mikroba.[34][35] Ekosistem air tawar di daratan menghasilkan sekitar 1.5% dari produksi primer global.[36]

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 [3]
Hutan hujan tropis 2,000 [37] 8 16
Terumbu karangs 2,000 [3] 0.28 [38] 0.56
Alga 2,000 [3]
Estuari 1,800 [3]
Hutan iklim sedang 1,250 [3] 19 24
Lahan pertanian 650 [3][39] 17 11
Tundra 140 [3][39]
Lautan 125 [3][39] 311 39
Gurun 3 [39] 50 0.15

Lihat pula[sunting | sunting sumber]

Referensi[sunting | sunting sumber]

  1. ^ a b c d 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. ^ "Biomass". 
  3. ^ a b c d e f g h i Ricklefs, Robert E.; Miller, Gary Leon (2,000). Ecology (ed. 4th). Macmillan. hlm. 192. ISBN 978-0-7167-2829-0. 
  4. ^ International Union of Pure and Applied Chemistry. "biomass". Compendium of Chemical Terminology Internet edition.
  5. ^ a b Field, C.B.; Behrenfeld, M.J., Randerson, J.T. and Falkowski, P. (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. 
  6. ^ a b 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. ^ a b 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. ^ a b c d Whitman WB, Coleman DC, Wiebe WJ (1998). "Prokaryotes: the unseen majority". 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. 
  9. ^ a b 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 Foresight Institute, 1998
  13. ^ a b 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". 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 2013-10-15. 
  15. ^ World's Rangelands Deteriorating Under Mounting Pressure Earth Policy Institute 2002
  16. ^ http://osuc.biosci.ohio-state.edu/hymenoptera/tsa.sppcount?the_taxon=Formicidae
  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). "The Impact of Whaling on the Ocean Carbon Cycle: Why Bigger Was Better". In Humphries, Stuart. PLoS ONE 5 (8): e12444. doi:10.1371/journal.pone.0012444. PMC 2928761. PMID 20865156.  (Table 1)
  20. ^ a b c 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%,[20] 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. ^ a b 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". 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. 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). Fisheries Technical Paper 367: Krill Fisheries of the World. FAO. 
  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 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. 
  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". 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 (ed. 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. ^ a b c d Park, Chris C. (2001). The environment: principles and applications (ed. 2nd). Routledge. hlm. 564. ISBN 978-0-415-21770-5. 

Bahan bacaan terkait[sunting | sunting sumber]

Pranala luar[sunting | sunting sumber]