Biomasse bezeichnet die Gesamtheit der organischen Substanz, die in lebenden Organismen und ihren Abbauprodukten enthalten ist. Sie umfasst alle pflanzlichen, tierischen und mikrobiellen Materialien, die durch biologische Prozesse produziert werden, sowie die Überreste von Organismen, die durch Zersetzungsprozesse in der Umwelt zurückgelassen werden. Biomasse ist somit ein wichtiger Bestandteil des Kohlenstoffkreislaufs und spielt eine zentrale Rolle in den ökologischen Systemen der Erde.

In der Ökologie bezieht sich der Begriff „Biomasse“ auf die Masse aller lebenden Organismen in einem bestimmten Ökosystem oder Lebensraum. Sie ist ein Maß für die Produktivität eines Ökosystems und kann in verschiedenen Einheiten wie Gramm pro Quadratmeter (g/m²) oder Kilogramm pro Hektar (kg/ha) ausgedrückt werden. Biomasse kann sowohl als Gesamtbiomasse (die Summe aller lebenden Organismen in einem Gebiet) als auch in Bezug auf bestimmte Organismengruppen wie Pflanzen-, Tier- oder Mikrobienbiomasse gemessen werden.

Pflanzenbiomasse ist oft der größte Bestandteil der Gesamtbiomasse eines Ökosystems. Pflanzen sind die primären Produzenten in den meisten Nahrungsnetzen, da sie durch Photosynthese Sonnenenergie in chemische Energie umwandeln und so die Basis für die Ernährung der meisten anderen Organismen bilden. Die Masse der Pflanzen umfasst sowohl die oberirdischen Teile wie Blätter, Stängel und Früchte als auch die unterirdischen Teile wie Wurzeln. Diese Biomasse ist die Grundlage für den Energiefluss und den Kohlenstoffkreislauf in einem Ökosystem.

Tiere sind in der Regel weniger zahlreich als Pflanzen, aber ihre Biomasse kann in bestimmten Ökosystemen, wie z.B. in den Meeren oder in den Tropenwäldern, ebenfalls eine bedeutende Rolle spielen. In terrestrischen Ökosystemen wie Wäldern oder Grasländern macht die tierische Biomasse oft nur einen kleinen Teil der Gesamtbiomasse aus, aber Tiere sind entscheidend für die Aufrechterhaltung von Nahrungsnetz- und Energieflüssen. Ihre Aktivitäten, wie das Fressen von Pflanzen oder anderen Tieren, beeinflussen direkt die Biomasseproduktion und den Kohlenstoffkreislauf.

Mikroorganismen, einschließlich Bakterien, Pilzen und Protisten, bilden einen weiteren wichtigen Teil der Biomasse, insbesondere in Böden und Gewässern. Auch wenn sie aufgrund ihrer winzigen Größe oft nur eine geringe Masse haben, sind sie in ihrer Zahl und Vielfalt unglaublich wichtig für ökologische Prozesse wie den Abbau von organischen Materialien, die Umwandlung von Nährstoffen und die Unterstützung von Pflanzenwachstum. Mikroben spielen eine Schlüsselrolle im Recycling von Nährstoffen und im Auf- und Abbau von Biomasse.

In Bezug auf den globalen Kohlenstoffkreislauf ist Biomasse von großer Bedeutung, da sie einen wichtigen Teil des Kohlenstoffpools darstellt. Pflanzen nehmen während der Photosynthese Kohlenstoffdioxid (CO₂) aus der Atmosphäre auf und speichern den Kohlenstoff in ihrer Biomasse. Dieser Kohlenstoff kann über Nahrungsnetze an Tiere und Mikroben weitergegeben werden, oder er kann durch Zersetzung oder Verbrennung wieder in die Atmosphäre abgegeben werden. Wenn Pflanzen oder andere Biomassequellen verfallen oder verbrannt werden, wird der gespeicherte Kohlenstoff in Form von CO₂ freigesetzt. Die Umwandlung von Biomasse in Energie, sei es durch Verbrennung als Brennstoff oder durch den Einsatz in Biokraftstoffen, ist daher ein wichtiger Aspekt in der Diskussion um Klimawandel und erneuerbare Energiequellen.

Biomasse als Energiequelle hat in den letzten Jahren zunehmend an Bedeutung gewonnen, da sie als erneuerbare Ressource zur Erzeugung von Energie genutzt wird. Biomasse kann direkt verbrannt werden, um Wärme oder Elektrizität zu erzeugen, oder sie kann in Biogas oder Biokraftstoffe umgewandelt werden. Dies umfasst unter anderem Holz, landwirtschaftliche Abfälle, Algen oder auch Abfälle aus der Lebensmittelindustrie. Die Nutzung von Biomasse zur Energieerzeugung ist eine Möglichkeit, die Abhängigkeit von fossilen Brennstoffen zu verringern und den CO₂-Ausstoß zu senken. Allerdings gibt es auch kontroverse Diskussionen über die Nachhaltigkeit der Biomassennutzung, insbesondere in Bezug auf den Flächenbedarf für die Produktion von Energiepflanzen und die Auswirkungen auf die Ernährungssicherheit.

Ein wichtiger Aspekt bei der Betrachtung von Biomasse als Energiequelle ist die sogenannte „Kohlenstoffbilanz“. Während die Verbrennung von Biomasse Kohlenstoff in Form von CO₂ freisetzt, wird dieser Kohlenstoff theoretisch wieder durch das Wachstum neuer Pflanzen aufgenommen, was zu einer "Kreisbewegung" des Kohlenstoffs führt, die im besten Fall den CO₂-Ausstoß neutralisieren kann. Dies setzt jedoch voraus, dass die Biomasse nachhaltig und effizient produziert wird und dass keine weiteren negativen Auswirkungen auf das Klima oder die Umwelt entstehen, etwa durch die Abholzung von Wäldern oder den Anbau von Biomasse auf Flächen, die eigentlich für die Lebensmittelproduktion genutzt werden sollten.

Biomasse ist auch ein wichtiger Bestandteil der sogenannten „primären Produktion“ in einem Ökosystem. Primäre Produktion bezeichnet die Gesamtmenge an Biomasse, die von den autotrophen Organismen eines Ökosystems (hauptsächlich Pflanzen und Algen) innerhalb eines bestimmten Zeitraums erzeugt wird. Sie umfasst sowohl die Brutto-Primärproduktion (BPP), die die gesamte von Pflanzen durch Photosynthese produzierte Biomasse darstellt, als auch die Netto-Primärproduktion (NPP), die den Teil der Biomasse beschreibt, der nach Abzug des für den Stoffwechsel benötigten Teils übrig bleibt und somit das Wachstum der Pflanzen oder die Bildung von Nahrungsressourcen für andere Organismen ermöglicht.

Die Messung von Biomasse, insbesondere der Pflanzenbiomasse, ist eine wichtige Methode in der ökologischen Forschung, um den Zustand und die Produktivität von Ökosystemen zu beurteilen. Sie hilft dabei, die Auswirkungen von Umweltveränderungen, wie z.B. Klimawandel oder menschliche Aktivitäten, auf die biologische Vielfalt und die Ökosystemfunktionen zu verstehen.

Zusammenfassend lässt sich sagen, dass Biomasse ein zentrales Konzept sowohl in der Ökologie als auch in der Energieproduktion darstellt. Sie ist die Grundlage für die Ernährung vieler Organismen und spielt eine Schlüsselrolle im globalen Kohlenstoffkreislauf. Darüber hinaus bietet sie als erneuerbare Ressource Potenzial für die Entwicklung nachhaltiger Energiesysteme, wobei ihre Nutzung jedoch sorgfältig im Hinblick auf Umweltverträglichkeit und Effizienz abgewogen werden muss.