Biomassa: pengertian, bagaimana cara menghitungnya, dan bagaimana distribusinya

Biounsurts, seperti namanya, adalah unsur kimia dari tabel periodik yang membentuk makhluk hidup yang berbeda di planet ini. Meskipun kehidupan terdiri dari sekitar 30 unsur, 96% massa sel dari hampir setiap taksa yang dapat Anda pikirkan hanya terdiri dari enam unsur: karbon, oksigen, nitrogen, hidrogen, fosfor, dan belerang.

Unsur-unsur ini menghasilkan protein, vitamin, asam nukleat, lipid, karbohidrat, dan banyak senyawa lainnya, jadi membayangkan kehidupan tanpa mereka adalah tugas yang mustahil. Bahan organik yang ada di Bumi tidak tetap, tetapi diubah melalui penggunaan energi.

Misalnya, tanaman tumbuh berkat energi cahaya dan senyawa anorganik yang ada di tanah, mengubah mineral menjadi karbon. Massa ini dikonsumsi oleh hewan herbivora, kemudian hewan karnivora, dan kemudian predator puncak, sampai mati.

Pada titik ini, semua materi yang terakumulasi terurai di tanah dan kita memulai kembali siklus itu. Rantai makanan dalam ekosistem memodulasi aliran energi ini, yaitu, “siapa makan siapa” mengkondisikan fungsi lingkungan dan, oleh karena itu, semua kehidupan yang ada di lingkungan.

Bagaimanapun, untuk memahami pertukaran energi dalam sistem biologis yang berbeda, perlu dijelaskan secara ekstensif istilah yang sangat menarik: biomassa. Hari ini kami memberi tahu Anda segalanya tentang dia, jadi teruslah membaca.

  • Artikel terkait: “10 cabang Biologi: tujuan dan karakteristiknya”

Apa itu biomassa?

Biomassa adalah massa organisme biologis hidup yang ada dalam ekosistem tertentu pada waktu tertentu. Bobotnya dapat ditentukan pada tingkat takson atau populasi tertentu (biomassa spesies) atau termasuk semua unsur hidup yang hidup bersama di lingkungan (biomassa komunitas atau komunitas).

Biomassa didistribusikan di ekosistem terestrial secara piramidal dalam rantai makanan, dari produsen primer yang menjadi basis, hingga predator puncak. Perlu dicatat bahwa biomassa tidak digunakan 100% di semua tingkat ekosistem.

Kami menjelaskan diri kami sendiri. Pada tingkat ekologi, dari semua biomassa yang dikonsumsi oleh seekor sapi dalam bentuk rumput (100% dari energi), hanya 10% yang akan lolos ke tingkat trofik berikutnya.

Mamalia harus membakar bahan organik yang dikonsumsinya untuk mencari makan, bereproduksi, menghasilkan panas, dan akhirnya hidup, jadi hanya sebagian kecil energi yang diperoleh biomassa yang berpindah dari tingkat ke tingkat dalam rantai. Untungnya, energi matahari “tidak terbatas”, sehingga kerugian ini tidak harus diperhatikan dalam ekosistem yang sehat selama ada tanaman yang melakukan fotosintesis.

Sebuah istilah yang terkait dengan biomassa adalah bioenergi, karena mengacu pada memperoleh energi dengan cara terbarukan di sektor manusia, melalui penggunaan bahan organik (baik diolah secara alami dalam ekosistem atau mekanis). Biomassa dan bioenergi adalah dua sisi mata uang yang sama, tetapi istilah pertama umumnya mengacu pada peristiwa alam, sedangkan yang kedua memiliki penerapan antropik yang jelas.

Biomassa Bumi, dalam data mentah

Pada tahun 2018, penelitian Distribusi biomassa di Bumi diterbitkan di portal ilmiah PNAS, yang mencoba memperkirakan biomassa di seluruh Bumi dalam bentuk karbon (C), komponen organik klasik makhluk hidup. Total 550 gigaton karbon dihitung, yang didistribusikan di antara taksa hidup yang berbeda sebagai berikut:

  • Tumbuhan adalah kerajaan penghasil yang dominan.

    Ini bertanggung jawab untuk menyimpan 450 gigaton karbon, yaitu 80% dari total. Mereka adalah produsen utama dari setiap ekosistem normal.

  • Di belakang mereka, Anda akan terkejut mengetahui bahwa ada bakteri, yang menyediakan sekitar 70 Gt, 15% dari total karbon.

    Meskipun kita tidak dapat melihatnya, mikroorganisme ini ada di mana-mana.

  • Jamur, archaea, dan protista menempati urutan ketiga, keempat, dan kelima, masing-masing, dengan total 12, 7, dan 4 Gt.
  • Yang memalukan dari puncak evolusi, kita sebagai hewan hanya mengasumsikan 2 gigaton karbon: hanya virus yang menyumbang lebih sedikit dari kita, dengan 0,2 Gt.

Selain itu, studi ini menghitung bahwa jumlah biomassa terestrial dua orde lebih besar dari biomassa laut, tetapi diperkirakan bahwa biota di lingkungan perairan menyumbang total sekitar 6 gigaton karbon, angka yang tidak dapat diabaikan. Seperti yang Anda lihat, sebagian besar bahan organik di Bumi ditemukan sebagai bagian dari mikroorganisme dan tumbuhan.

Perhitungan biomassa

Menghitung total biomassa yang dihasilkan dalam suatu ekosistem adalah tugas yang sangat sulit, meskipun teknologi baru (seperti Sensor Pencitraan Vegetasi Laser ) membantu para peneliti membuat perkiraan yang cukup andal, setidaknya dalam hal mengukur karbon tumbuhan di suatu lingkungan. Karena kompleksitas intrinsik dalam memperhitungkan semua unsur hidup bioma, maka perlu menggunakan persamaan dan metode regresi, yaitu menghitung biomassa yang dihasilkan oleh individu dan kemudian mengekstrapolasi nilai ini ke total populasi.

Untuk memberikan gambaran tentang bagaimana biomassa dapat dihitung, kami akan mengambil cawan petri dengan mikroorganisme, skala terkecil yang terlintas dalam pikiran. Untuk memperkirakan karbon, persamaan berikut diikuti:

Biomassa (dalam mikrogram karbon/mililiter sampel): N x Bv XF Dalam persamaan ini, N menyatakan jumlah mikroorganisme yang dihitung dalam satu mililiter sampel, Bv adalah biovolume yang ditempati setiap mikroorganisme (dalam skala m^3) dan F adalah faktor konversi karbon, dalam g C per m^3.

Seperti yang Anda lihat, mengukur biomassa dalam sampel tidak mudah, bahkan ketika kita bergerak pada skala mikroskopis.

  • Mungkin Anda tertarik: “8 jenis bioma yang ada di dunia”

Produktivitas dan biomassa

Istilah yang sepenuhnya terkait dengan biomassa adalah produktivitas ekologis. Parameter ini didefinisikan sebagai produksi bahan organik di area tertentu per satuan waktu, yaitu jumlah biomassa yang dihasilkan dalam ekosistem alami atau sistem buatan manusia.

Satuan yang paling umum digunakan untuk mengukur produktivitas dalam suatu ekosistem adalah kilogram/hektar per tahun, meskipun skala berat lainnya (ton, gigaton), luas (meter persegi, sentimeter persegi, dll.) dan bahkan waktu (hari) dapat digunakan., jam, dekade). Itu semua tergantung pada kegunaan dan fokus studi yang dimaksud yang Anda coba untuk mendapatkan parameter tertentu.

Mari kita ambil contoh. Misalkan kita memiliki lahan seluas 40 hektar yang awalnya kosong, tetapi telah terisi kembali dengan tanaman yang beratnya rata-rata 1 kilogram.

Secara total, kami menghitung sekitar 1.000 tanaman dari spesies yang menarik pada akhir tahun, yang memberi kami, akibatnya, 1.000 kilogram massa total (biomassa spesies). Jika kita melakukan perhitungan yang bersangkutan (1.000 kg/ 40 Ha), kita akan memperoleh bahwa, secara total, produktivitasnya adalah 25 kg/Ha/tahun.

Model hipotetis ini menyajikan tingkat produktivitas yang tinggi, tetapi banyak hal berubah jika kita berbicara tentang hewan. Sekarang pikirkan populasi sapi yang, misalnya, membutuhkan sebidang tanah seluas 20.000 hektar untuk berkembang.

Tidak peduli berapa berat mamalia ternak ini, jumlah individu mereka akan lebih sedikit daripada tanaman dan, lebih jauh lagi, area mencari makan lebih luas, yang memberi kita total biomassa yang dihasilkan jauh lebih rendah. Selain itu, perlu untuk mempertimbangkan poin sebelumnya: energi yang melompat dari mata rantai ke mata rantai hanya 10%.

Sapi menghabiskan 90% energinya untuk hidup, jadi ekosistem berbasis tumbuhan selalu lebih produktif daripada ekosistem dengan hewan berlimpah. Bagaimanapun, seleksi alam tidak “berusaha” untuk memaksimalkan produktivitas, melainkan untuk menjaga keseimbangan jangka panjang yang stabil antara semua komponen.

Oleh karena itu, ketika spesies eksotik dimasukkan ke dalam suatu ekosistem, hasilnya sering kali menjadi bencana.

Ringkasan

Untuk menempatkan semua yang telah Anda pelajari ke dalam perspektif, kami akan membandingkan dua kasus spesifik: produktivitas tanaman (primer) di padang pasir kurang dari 0,5 gram/meter persegi/hari, sedangkan di ladang tanaman nilainya berkisar antara 10 gram /meter persegi/ hari. Semakin banyak tanaman yang ada dalam suatu ekosistem, semakin banyak biomassa yang ada dan, oleh karena itu, semakin tinggi tingkat produktivitasnya.

Singkatnya, biomassa mencerminkan jumlah bahan organik di lokasi dan lokasi tertentu, sedangkan produktivitas mengacu pada seberapa cepat dan efektif bahan organik ini diproduksi. Parameter ini membantu kita memahami cara kerja ekosistem alami, tetapi juga memungkinkan kita memaksimalkan manfaat materi dan ekonomi saat mengeksploitasi lahan untuk tujuan manusia.

Referensi bibliografi:

  • Bar-On, YM, Phillips, R., & Milo, R.

    (2018). Distribusi biomassa di Bumi.

    Prosiding National Academy of Sciences, 115(25), 6506-6511.

  • Brown, S. (1997).

    Memperkirakan biomassa dan perubahan biomassa hutan tropis: primer (Vol. 134).

    Organisasi Pangan & Pertanian..

  • Cai, J., He, Y., Yu, X., Bank, SW, Yang, Y., Zhang, X.,; & Bridgwater, AV (2017). Tinjauan sifat fisikokimia dan karakterisasi analitik biomassa lignoselulosa.

    Ulasan Energi Terbarukan dan Berkelanjutan, 76, 309-322.

  • Macgregor, CJ, Williams, JH, Bell, JR, & Thomas, CD (2019). Biomassa ngengat meningkat dan menurun selama 50 tahun di Inggris.

    Ekologi & Evolusi Alam, 3(12), 1645-1649.

  • Parikka, M. (2004).

    Sumber daya bahan bakar biomassa global.

    Biomassa dan bioenergi, 27(6), 613-620.

Related Posts