Upload
syafiq-ubaidillah
View
82
Download
4
Embed Size (px)
Citation preview
Produktivitas
Apa yang dimaksud produksi dalam ekologi?
Produksi merupakan istilah umum bagi para ahli ekologi yang digunakan
dalam proses pemasukan dan penyimpanan energi didalam ekosistem.
Produktivitas dalam ekosistem terdapat dua macam yaitu produksi perimer dan
produksi sekunder (Irwan, 1997).
Apa yang dimaksud dengan produksi primer dan produksi sekunder?
Produksi primer adalah pemasukan-pemasukan yang mencakup pemindahan
energi cahaya mejadi energi kimia oleh produser. Produksi sekunder adalah
penggunaan energi pada binatang dan mikroba (Irwan, 1997).
Darimana asal produksi primer?
Produksi primer dari suatu ekositem berasal dari proses fotosintesis yang
dilakukan oleh tumbuhan hijau dengan pengikatan energi yang berasal dari sunar
matahari. Secara kimia proses fotosintesis merupakan reaksi oksida-reduksi,
meliputi penyimpanan bagian dari energi sinar matahari sebatas energi potensial
atau makanan (Irwan, 1997).
Bagaimman cara mengetahui tingkat produksivitas dalam ekosistem?
Produktivitas dari suatu ekosistem adalah kecepatan cahaya matahari yang
diikat oleh vegetasi menjadi produktivitas kotor, sesuai dengan kecepatan
fotosintesis. Sedangkan produksivitas netto dari vegetasi adalah produksi dalam
arti dapatdigunakan oleh organisme lain, yaitu sesuai degan kecepatan fotosintesis
(produksi bahan kering) dikurangi kecepatan respirasi. Oleh karena itu sihu dan
cahaya bervariasi selama 24 jam maka produksi tanaman dinyatakan dalam satuan
berat kering (gram/kilogram) per satuan luas permukaan tanah per musim atau
pertahun (Irwan, 1997).
Bagaimana rumus reaksi fotosintesis secara sederhana?
Bagaimana cara makhluk hidup heterotof memperoleh energi dalam suatu
ekosistem?
Makhluk hidup heterotof memaperoleh energi dengan cara melakukan
respirasi. Terdapat 3 macam respirasi yaitu :
a. Respirasi Aerobik-Oksigen
Respirasi ini merupakan kebalikan dari fotosintesis dan ini merupakan
cara tumbuhan tinggi atau binatang untuk memperoleh energi dala
perkembangnannya. Reaksinya adalah :
C6H12O6 ---------- 6CO2 + 6H2O + bahan
b. Respirasi anaerobik-Oksigen
Respirasi ini tidak memerlukan O2, senyawa anorganik merupakan aseptor
elektron (oksida). Respirasi ini terjadi pada makhluk saprophage (bakteri,
jamur, protozoa)
c. Fermentasi
Fermentasi termasuk respirasi aerobik, tetapi dengan bantuan senyawa
organik yang merupakan aseptor elektron (oksidan).
(Irwan, 1997).
Apa saja faktor-faktor yang mempengaruhi produktivitas ekosistem ?
Menurut Campbell (2002), terjadinya perbedaan produktivitas pada berbagai
ekosistem dalam biosfer disebabkan oleh adanya faktor pembatas dalam setiap
ekosistem. Faktor yang paling penting dalam pembatasan produktivitas
bergantung pada jenis ekosistem dan perubahan musim dalam lingkungan.
Produktivitas pada ekosistem dipengaruhi oleh beberapa faktor antara lain:
a. Suhu
Berdasarkan gradasi suhu rata-rata tahunan, maka produktivitas akan
meningkat dari wilayah kutub ke ekuator. Namun pada hutan hujan tropis, suhu
bukanlah menjadi faktor dominan yang menentukan produktivitas, tapi lamanya
musim tumbuh. Adanya suhu yang tinggi dan konstan hampir sepanjang tahun
dapat bermakna musim tumbuh bagi tumbuhan akan berlangsung lama, yang pada
gilirannya meningkatkan produktivitas.
Suhu secara langsung ataupun tidak langsung berpengaruh pada produktivitas.
Secara langsung suhu berperan dalam mengontrol reaksi enzimatik dalam proses
fotosintetis, sehingga tingginya suhu dapat meningkatkan laju maksimum
fotosintesis. Sedangkan secara tidak langsung, misalnya suhu berperan dalam
membentuk stratifikasi kolom perairan yang akibatnya dapat mempengaruhi
distribusi vertikal fitoplankton.
b. Cahaya
Cahaya merupakan sumber energi primer bagi ekosistem. Cahaya
memiliki peran yang sangat vital dalam produktivitas primer karena hanya dengan
energi cahaya tumbuhan dan fitoplankton dapat melakukan fotosintesis. Hal ini
berarti bahwa wilayah yang menerima lebih banyak dan lebih lama penyinaran
cahaya matahari tahunan akan memiliki kesempatan berfotosintesis yang lebih
panjang sehingga mendukung peningkatan produktivitas primer.
Pada ekosistem terestrial seperti hutan hujan tropis memiliki produktivitas
primer yang paling tinggi karena wilayah hutan hujan tropis menerima lebih
banyak sinar matahari tahunan yang tersedia bagi fotosintesis dibanding dengan
iklim sedang (Wiharto, 2007). Sedangkan pada eksosistem perairan, laju
pertumbuhan fitoplankton sangat tergantung pada ketersediaan cahaya dalam
perairan. Laju pertumbuhan maksimum fitoplankton akan mengalami penurunan
jika perairan berada pada kondisi ketersediaan cahaya yang rendah.
c. Air, curah hujan, dan kelembaban
Produktivitas pada ekosistem terestrial berkorelasi dengan ketersediaan air. Air
merupakan bahan dasar dalam proses fotosintesis, sehingga ketersediaan air
merupakan faktor pembatas terhadap aktivitas fotosintetik. Secara kimiawi air
berperan sebagai pelarut universal, keberadaan air memungkinkan membawa serta
nutrient yang dibutuhkan oleh tumbuhan.
Air memiliki siklus dalam ekosistem. Keberadaan air dalam ekosistem
dalam bentuk air tanah, perairan, dan air di atmosfer dalam bentuk uap. Uap di
atmosfer dapat mengalami kondensasi lalu jatuh sebagai air hujan. Interaksi antara
suhu dan air hujan yang banyak yang berlangsung sepanjang tahun menghasilkan
kondisi kelembaban yang sangat ideal tumbuhan terutama pada hutan hujan tropis
untuk meningkatkan produktivitas.
Menurut Jordan (1995) dalam Wiharto (2007), tingginya kelembaban pada
gilirannya akan meningkatkan produktivitas mikroorganisme. Selain itu, proses
lain yang sangat dipengaruhi proses ini adalah pelapukan tanah yang berlangsung
cepat yang menyebabkan lepasnya unsur hara yang dibutuhkan oleh tumbuhan.
Terjadinya petir dan badai selama hujan menyebabkan banyaknya nitrogen yang
terfiksasi di udara, dan turun ke bumi bersama air hujan. Namun demikian, air
yang jatuh sebagai hujan akan menyebabkan tanah-tanah yang tidak tertutupi
vegetasi rentan mengalami pencucian yang akan mengurangi kesuburan tanah.
Pencucian adalah penyebab utama hilangnya zat hara dalam ekosistem.
d. Nutrien
Tumbuhan membutuhkan beragam nutrient anorganik, beberapa dalam
jumlah yang relatif besar dan yang lainnya dalam jumlah sedikit, akan tetapi
semuanya penting. Pada beberapa ekosistem terestrial, nutrient organik
merupakan faktor pembatas yang penting bagi produktivitas. Produktivitas dapat
menurun bahkan berhenti jika suatu nutrient spesifik atau nutrient tunggal tidak
lagi terdapat dalam jumlah yang mencukupi. Nutrient spesifik yang demikian
disebut nutrient pembatas (limiting nutrient). Pada banyak ekosistem nitrogen dan
fosfor merupakan nutrient pembatas utama, beberapa bukti juga menyatakan
bahwa CO2 kadang-kadang membatasi produktivitas.
e. Tanah
Potensi ketersedian hidrogen yang tinggi pada tanah-tanah tropis disebabkan oleh
diproduksinya asam organik secara kontinu melalui respirasi yang dilangsungkan
oleh mikroorganisme tanah dan akar (respirasi tanah). Jika tanah dalam keadaan
basah, maka karbon dioksida (CO2) dari respirasi tanah beserta air (H2O) akan
membentuk asam karbonat (H2CO3 ) yang kemudian akan mengalami disosiasi
menjadi bikarbonat (HCO3-) dan sebuah ion hidrogen bermuatan positif (H+). Ion
hidrogen selanjutnya dapat menggantikan kation hara yang ada pada koloid tanah,
kemudian bikarbonat bereaksi dengan kation yang dilepaskan oleh koloid, dan
hasil reaksi ini dapat tercuci ke bawah melalui profil tanah (Wiharto, 2007).
Hidrogen yang dibebaskan ke tanah sebagai hasil aktivitas biologi, akan bereaksi
dengan liat silikat dan membebaskan aluminium. Karena aluminium merupakan
unsur yang terdapat dimana-mana di daerah hutan hujan tropis, maka
aluminiumlah yang lebih dominan berasosiasi dengan tanah asam di daerah ini.
Sulfat juga dapat menjadi sumber pembentuk asam di tanah. Sulfat ini dapat
masuk ke ekosistem melalui hujan maupun jatuhan kering, juga melalui aktivitas
organisme mikro yang melepaskan senyawa gas sulfur. Asam organik juga dapat
dilepaskan dari aktivitas penguraian serasah (Jordan, 1985 dalam Wiharto, 2007).
f. Herbivora
Herbivora adalah faktor biotik yang mempengaruhi produktivitas vegetasi.
Sekitar 10 % dari produktivitas vegetasi darat dunia dikonsumsi oleh herbivor
biofag. Persentase ini bervariasi menurut tipe ekosistem darat (Barbour at al.,
1987). Namun demikian, menurut McNaughton dan Wolf (1998) bahwa akibat
yang ditimbulkan oleh herbivora pada produktivitas primer sangat sedikit sekali
diketahui. Bahkan hubungan antara herbivora dan produktivitas primer bersih
kemungkinan bersifat kompleks, di mana konsumsi sering menstimulasi
produktivitas tumbuhan sehingga meningkat mencapai tingkat tertentu yang
kemudian dapat menurun jika intensitasnya optimum.
Jordan (1985) dalam Wiharto (2007) menyatakan, bahwa walaupun
defoliasi pada individu pohon secara menyeluruh sering sekali terjadi, hal ini
disebabkan oleh tingginya keanekaragaman di daerah hutan hujan tropis. Selain
itu, banyak pohon mengembangkan alat pelindung terhadap herbivora melalui
produksi bahan kimia tertentu yang jika dikonsumsi oleh herbivora memberi efek
yang kurang baik bagi herbivora.
Bagaimana cara mnegukur produktivitas ekositem?
Cara yang ideal untuk mengukur produktivitas adalah dengan jalan mengukur
arus energi yang melalui sistem, tetapi dalam kenyataannya cara ini sulit untuk
dilaksanakan. Pengukuran produktivitas yang sering dilakukan berdasarkan
kuantitas tidak langsung antara lain dengan mengukur :
1. Jumlah senyawa yang dihasilkan
2. Bahan mentah yang diperlukan
3. Hasil samping
Beberapa metode pengukuran produktivitas antara lain :
1. Metode panen
Dilakukan dengan menimbang hasil panen. Metode ini kurang teliti jika
sebagian hasil dimakan oleh herbivora. Metode ini digunakan pada tanaman
budidaya. Metode ini digunakan untuk mengukur produksi komunitas bersih.
2. Pengukuran oksigen
Oksigen yang dikeluarkan atau diproduksi dapat dipakai sebagai dasar
pengukuran produktivatas suatu komunitas. Metode ini biasanya dipakai untuk
mengukur produktivitas perairan.
3. Metode karbondioksida
Digunakan untuk tanaman atau organisme darat. Pada siang hari terdapat
fotosintesis dan respirasi, sedangkan pada malam hari hanya terjadi respirasi.
Produktivutas primer adalah jumlah karbondioksida pada siang hari ditambah
karbondioksida pada malam hari.
4. Metode pH
Metode ini digunakan pada ekosistem periaran. Pada ekosistem perairan,
pH air merupakan fungsi dari kadar karbodioksida terlarut. Metode ini baik
dilakukan di laboratorium karena mudah dikontrol.
5. Pengukuran berkurangnya bahan mentah
Berkurangnya kandungan bahan – bahan mentah yang tersedia
menggambarkan tingkat produktivitas. Metode ini baik dilakukan pada
ekosistem peraiaran. Metode ini mengukur produksi bersih komunitas.
6. Metode radioaktivitas
Dengan adanya unsur – unsur radioaktif dapat digunakan dalam
pengukuran produktivitas, yaitu dengan menggunakan C, O, atau P radioaktif.
Metode ini digunakan untuk mengukur produktivitas bersih,
7. Metode klorofil
Metode ini berdasar pada kandungan klorofil per area dalam suatu
komunitas. Metode ini digunakan untuk mengukur produktivitas kotor.
Berapa produktivitas primer biosfer?
DAFTAR PUSTAKA
Campbell, N. A., J. B. Reece, L. G. Mitchell. 2002. Biologi (terjemahan), Edisi
kelima Jilid 3. Penerbit Erlangga. Jakarta.
Irwan, Zoer’aini Djamal. 1997. Prinsip-Prinsip Ekologi dan Organisasi :
Ekosistem, Komunitas, dan Lingkungan. Bumi Aksara : Jakarta.
Jordan, C. F. 1995. Nutrient Cycling in Tropical Ecosystem. John Wiley and Sons,
New York.
Mcnaughton, S.J., L. L. Wolf. 1998. Ekologi Umum (terjemahan), Edisi kedua.
Gadjah Mada University Press. Yogyakarta.
Wiharto, M. 2007. Produktivitas Vegetasi Hutan Hujan Tropis. (pdf_file).