ekologi tumbuhan

MAKALAH

EKOLOGI TUMBUHAN

KAJIAN FUNGSI KOMUNITAS : KONSEP PRODUKTIFITAS DAN METODE PENGUKURANNYA

Disusun Untuk memenuhi tugas mata kuliah Ekologi Tumbuhan

Yang dibimbing oleh Varizha Risa.

Disusun oleh oleh kelompok: V

FAKULTAS PENDIDIKAN ILMU EKSAKTA DAN KEOLAHRAGAAN

INSTITUT KEGURUAN DAN ILMU PENDIDIKAN

IKIP BUDI UTOMO MALANG

2013

Anderias Matti Nunu :2111000220041.

Yuliati :2111000220090.

Serliyati Gadi Rara :2111000220016

KATA PENGANTAR

Kami panjatkan puji dan syukur kehadirat Tuhan yang Maha Esa, yang telah melimpahkan

rahmat dan hidayah-Nya, kami dapat menyelesaikan makalah ini tepat pada waktunya. Makalah

ini dibuat dari hasil pembelajaran kami terhadap referensi-referensi yang kami dapatkan, baik

berupa buku dan sumber-sumber lainnya. Yang berjudul “KAJIAN FUNGSI KOMUNITAS”.

Penulisan makalah ini merupakan salah satu tugas yang harus diselesaikan untuk memenuhi

tugas Ekologi Tumbuhan,yang di bimbing oleh ibu Varizha Risa ,dan mohon maaf apabila

dalam penulisan makalah ini masih banyak kekurangannya.

Oleh karena itu,dengan hati yang tulus menerima segala saran dan kritikan yang

membangun dan bermanfaat,untuk menyempurnakan makalah ini.

Semoga makalah ini dapat bermanfaat dan menambah pengetahuan bagi pembaca.

DAFTAR ISI

Cover

Kata pengantar................................................................................................................. i

Daftar isi........................................................................................................................... ii

BAB I PENDAHULUAN................................................................................... 1

Latar belakang.................................................................................................................. 1

1.1 Rumusan masalah.............................................................................. 2

1.2 Tujuan................................................................................................ 2

BAB II PEMBAHASAN......................................................................................

2.1 Pengertian Produktivitas.................................................................. 3

2.2 Proses-proses dasar Produktivitas................................................... 4

2.3 Metode Pengukuran Produktivitas Primer......................................... 10

2.4 Produktivitas Primer dalam Ekosistem Alami................................... 13

2.5 Produktivitas dalam pertanian............................................................ 15

BAB III PENUTUP................................................................................................ 16

3.1 Kesimpulan........................................................................................ 16

3.2 Saran ................................................................................................. 17

DAFTAR PUSTAKA

BAB IPENDAHULUAN

1.1 Latar belakang

kajian fungsi komonitas: konsep produktifitas dan metode pengukuran. Produktivitas

merupakan laju pemasukan dan penyimpanan energi di dalam ekosistem. Produktivitas dapat

dibedakan menjadi 2, yaitu:

1. Produktivitas primer adalah pengubahan energi cahaya oleh produsen atau autotrof.

Produktivitas primer merupakan laju penambatan energi yang dilakukan oleh produsen.

Produktivitas primer dibedakan atas produktivitas primer kasar (bruto) yang merupakan hasil

asimilasi total, dan produktivitas primer bersih (neto) yang merupakan penyimpanan energi

di dalam jaringan tubuh tumbuhan. Produktivitas primer bersih ini juga adalah produktivitas

kasar dikurangi dengan energi yang digunakan untuk respirasi.

2. Produktivitas sekunder adalah penggunaan energi pada hewan dan mikroba (heterotrof).

Produktivitas sekunder merupakan laju penambatan energi yang dilakukan oleh konsumen.

Pada produktivitas sekunder ini tidak dibedakan atas produktivitas kasar dan bersih.

Produktivitas sekunder pada dasamya adalah asimilasi pada aras atau tingkatan konsumen.

1.2 Rumusan masalah

1. Pengertian Produktivitas2. Proses-Proses Dasar Produktivitas3. Metode untuk Penentuan Produktivitas Primer4. Produktivitas Primer dalam Ekosistem Alami dan Gambaran Umum Produktivitas

Ekosistem5. Produktivitas dalam pertanian dan Implikasi Bagi Nutrisi Manusia

1.3Tujuan1. Untuk mengetahui Pengertian Produktivitas2. Untuk mengetahui Proses-Proses Dasar Produktivitas3. Untuk mengetahui Metode untuk Penentuan Produktivitas Primer4. Untuk mengetahui Produktivitas Primer dalam Ekosistem Alami dan Gambaran Umum

Produktivitas Ekosistem5. Untuk mengetahui Produktivitas dalam pertanian dan Implikasi Bagi Nutrisi Manusia

BAB IIPEMBAHASAN

2.1 Pengertian Produktivitas

Produktivitas merupakan laju pemasukan dan penyimpanan energi di dalam ekosistem.

Produktivitas dapat dibedakan menjadi 2, yaitu:



Produktivitas primer dibedakan atas produktivitas primer kasar (bruto) yang merupakan hasil

asimilasi total, dan produktivitas primer bersih (neto) yang merupakan penyimpanan energi

di dalam jaringan tubuh tumbuhan. Produktivitas primer bersih ini juga adalah produktivitas

kasar dikurangi dengan energi yang digunakan untuk respirasi.


Produktivitas sekunder merupakan laju penambatan energi yang dilakukan oleh konsumen.

Pada produktivitas sekunder ini tidak dibedakan atas produktivitas kasar dan bersih.

Produktivitas sekunder pada dasamya adalah asimilasi pada aras atau tingkatan konsumen.


Menurut Campbell (2002), Produktivitas primer menunjukkan Jumlah energi cahaya yang

diubah menjadi energi kimia oleh autotrof suatu ekosistem selama suatu periode waktu

tertentu. Total produktivitas primer dikenal sebagai produktivitas primer kotor (gross primary

productivity, GPP). Tidak semua hasil produktivitas ini disimpan sebagai bahan organik pada

tubuh organisme produsen atau pada tumbuhan yang sedang tumbuh, karena organisme

tersebut menggunakan sebagian molekul tersebut sebagai bahan bakar organik dalam

respirasinya. Dengan demikian, Produktivitas primer bersih (net primary productivity, NPP)

sama dengan produktivitas primer kotor dikurangi energi yang digunakan oleh produsen

untuk respirasi (Rs): Dalam sebuah ekosistem, produktivitas primer menunjukkan simpanan

energi kimia yang tersedia bagi konsumen. Pada sebagian besar produsen primer,

produktivitas primer bersih dapat mencapai 50% – 90% dari produktivitas primer kotor.

Menurut Campbell et al (2002), Rasio NPP terhadap GPP umumnya lebih kecil bagi

produsen besar dengan struktur nonfotosintetik yang rumit, seperti pohon yang mendukung

sistem batang dan akar yang besar dan secara metabolik aktif. Produktivitas primer dapat

dinyatakan dalam energi persatuan luas persatuan waktu (J/m2/tahun), atau sebagai biomassa

(berat kering organik) vegetasi yang ditambahkan ke ekosistem persatuan luasan per satuan

waktu (g/m2/tahun). Namun demikian, produktivitas primer suatu ekosistem hendaknya tidak

dikelirukan dengan total biomassa dari autotrof fotosintetik yang terdapat pada suatu waktu

tertentu, yang disebut biomassa tanaman tegakan (standing crop biomass). Produktivitas

primer menunjukkan laju di mana organisme-organisme mensintesis biomassa baru.

Meskipun sebuah hutan memiliki biomassa tanaman tegakan yang sangat besar, produktivitas

primernya mungkin sesungguhnya kurang dari produktivitas primer beberapa padang rumput

yang tidak mengakumulasi vegetasi.

Karena produktivitas merupakan laju penambahan materi organik baru, maka satuan yang

digunakan adalah:

a) satuan energi (kkal) atau satuan biomasa(gram)

b) satuan luas (persegi)

c) satuan waktu (hari, minggu, bulan, tahun)

contoh satuan produktivitas : gram/m²/hari. Dalam kajian ekologi tumbuhan yang dibahas hanya

produktivitas primer

.

2.2 Proses-Proses Dasar Produktivitas

Produktivitas primer bersih ditentukan oleh perbedaan relatif dari hasil fotosintesis dengan

materi yang dimanfaatkan dalam proses respirasi. Faktor-faktor yang mempengaruhi produksi

primer:

a. Proses Fotosintesis

Proses ini hanya memanfaatkan sebagian kecil energi cahaya yaitu sekitar 1-5% yang

diubah menjadi energi kimia dan sebagian besar dipantulkan kembali atau berubah menjadi

panas. Gula yang dihasilkan dalam fotosintesis dapat dimanfaatkan dalam proses respirasi untuk

menghasilkan ATP dan dapat dikonpersi menjadi senyawa organik lain seperti lignin, selulosa,

lemak, dan protein. Estimasi potensi produktivitas primer maksimum dapat diperoleh dari

efisiensi potensial fotosintetis. Energi cahaya yang dipancarkan matahari ke bumi ± 7.000

kkal/m2/hari pada musim panas atau daerah tropis dalam keadaan tidak mendung. Dari jumlah

tersebut, sebanyak ± 2.735 kkal dapat dimanfaatkan secara potensial untuk fotosintetis bagi

tumbuhan. Sekitar 70% energi yang tersedia berperan dalam perantara pembentukan pemindahan

energi secara fotokhemis ke fotosintesis. Dari total energy tersebut, hanya sekitar 28% diabsorbsi

ke dalam bentuk yang menjadi bagian dari pemasukan energy ke dalam ekosistem. Prinsipnya

dibutuhkan minimum 8 Einstein (mol quanta) cahaya untuk menggerakkan 1 mol karbohidrat.

Secara teoritis produktivitas primer bruto ekosistem dapat dihasilkan 635 kkal/m2/hari dan

sebanyak 165 g/m2/hari berubah ke massa bahan organik. Untuk keperluan respirasi harian,

tumbuhan menggunakan ± 25% dari produk organik. Dengan demikian produksi netto yang

diperoleh ekosistem ± 124 g/m2/hari. Estimasi hasil itu dapat diperoleh jika cahaya maksimal,

efisiensi maksimal dalam perubahan cahaya menjadi karbohidrat dan respirasi minimum. Salah

satu bukti catatan produktivitas bersih harian adalah sebesar 54 g/m2/hari pada ekosistem padang

rumput tropis dengan radiasi cahaya yang tinggi.

b. Proses Respirasi

Pada kondisi optimum kecepatan fotosintesis dapat mencapai 30x dari respirasi terutama

pada tempat terendah cahaya matahari. Umumnya karbohidrat yang digunakan antara 10-75%

tergantung jenis dan usia tumbuhan.

c. Faktor Lingkungan

Faktor lingkungan ada 2 yaitu faktor eksternal dan faktor internal. Faktor internal meliputi

struktur dan komposisi komunitas, jenis dan usia tumbuhan, serta peneduhan. Faktor eksternal

cahaya, karbohidrat, air, nutrisi, suhu, dan tanah.

1) Cahaya

Cahaya merupakan sumber energi primer bagi ekosistem. Cahaya memiliki peran yang

sangat vital dalam produktivitas primer. Oleh karena hanya dengan energi cahaya tumbuhan dan

fitoplankton dapat menggerakkan mesin fotosintesis dalam tubuhnya. 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.

Panjang gelombang dan intensitas cahaya sangat berperan terhadap proses fotosintesis. Pada

tumbuhan berklorofil gelombang cahaya merah dan biru diserap , sedangkan gelombang cahaya

hijau dipantulkan. Atau tidak dapat dimanfaatkan dalam proses fotosintesis. Beda halnya pada

tumbuhan yang menyerap energi cahaya oleh pigmen coklat dan pigmen biru seperti pada

ganggang, maka cahaya hijau dapat diserap. Intensitas cahaya dapat menentukan jumlah energi

yang dapat menyerap energi cahaya dan mengubahnya menjadi gula dengan efisiensi 20%

sedangkan pada cahaya terang hanya 8%. Pada intensitas cahaya yang tinggi dapat merusak

klorofil. Apabila faktor yang diperlukan berada dalam keadan optimal, jumlah cahaya yang

dipakai sebanding dengan jumlah cahaya yang diserap (dengan jumlah klorofil yang ada).

Tumbuhan yang hidup pada habitat dengan intensitas cahaya tinggi akan teradaptasi dengan

mempunyai jaringan aktif untuk fotosintesis dengan proporsi tinggi. Sebaliknya pada tumbuhan

yang teradaptasi dengan cahaya lemah, jumlah jaringan aktif untuk fotosintesis rendah atau

jumlah klorofil rendah. Pengaruh intensitas cahaya pada tumbuhan jenis C3 dan C4 berbeda,

yang mana tanaman C3 merupakan tanaman yang jenuh cahay pada intensitas yang jauh di

bawah penyinaran matahari penuh sedangkan tanaman C4 intensitas cahaya mendekati

penyinaran penuh. Tanman C3 merupakan tanaman yang produk awal yang stabil berasal dari

pengikatan atau fiksasi karbon yaitu 3-karbon asam organik yang berasal dari proses karboksilasi

dan pemecahan dari molekul aseptor 5-karbon. Contoh tanaman C3 adalah tanaman pada

umumnya. Tanaman C4 merupakan tanaman yang produk awal yang stabil dari fotosintesis

adalah 4-karbon asam organik yang berasal dari proses karbosilaksi molekul aseptor 3-karbon.

Contoh tanaman C4 adalah tanaman berpembuluh seperti rumput-rumputan. Laju produktivitas

neto/bersih pada tanaman C4 biasanya tinggi diatas tanaman C3.

Pada ekosistem terestrial seperti hutan hujan tropis memilik 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.

2) Karbondioksida

Karbondioksida diambil secara pasif dan dipengaruhi terutama oleh kadar karbondioksida yang

ada diluar dan dalam tumbuhan.

3) Air

Jumlah air yang tidak memadai menghambat semua proses metabolisme termasuk fotosintesis

karena stomata tertutup dan tumbuhan menjadi layu. Air merupakan bahan dasar dalam proses

fotosintesis, sehingga ketersediaan air merupakan faktor pembatas terhadap aktivitas fotosintetik.

Secara kimiwi air berperan sebagai pelarut universal, keberadaan air memungkinkan membawa

serta nutrien yang dibutuhkan oleh tumbuhan. Air memiliki siklus dalam ekosistem. Keberadaan

air dalam ekosistem dalam bentuk air tanah, air sungai/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 unsure 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.

4) Nutrisi

Nutrien entuk sejumlah klorofil dan enzim yang berperan aktif dalam proses fotosintesis.

Misalnya magnesium yang merupakan bagian utama dari molekul klorofil. Tumbuhan

membutuhkan berbagai ragam nutrien anorganik, beberapa dalam jumlah yang relatif besar dan

yang lainnya dalam jumlah sedikit, akan tetapi semuanya penting. Pada beberapa ekosistem

terestrial, nutrien organik merupakan faktor pembatas yang penting bagi produktivitas.

Produktivitas dapat menurun bahkan berhenti jika suatu nutrien spesifik atau nutrien tunggal

tidak lagi terdapat dalam jumlah yang mencukupi. Nutrien spesifik yang demikian disebut

nutrien pembatas (limiting nutrient). Pada banyak ekosistem nitrogen dan fosfor merupakan

nutrien pembatas utama, beberapa bukti juga menyatakan bahwa CO2 kadang-kadang membatasi

produktivitas.

5) Suhu

Laju proses kimia sangat ditentukan oleh keadaan suhu yang mana laju akan maksimal pada

temperature optimum. 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.

6) Tanah

Tanah merupakan tempat sebagian besar tumbuhan untuk hidup terutama tumbuhan darat. Di

dalam tanah mengandung berbagai macam zatatau senyawa yang dibutuhkan oleh tumbuhan.

Salah satunya kandungan hidrogen. 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 alminiumlah 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

7) Struktur dan Komposisi Komunitas

Struktur dan komposisi komunitas sangat menentukan produktivitas. Bentuk pohon,

perdu dan herba yang hidup pada habitat yang sama, akan menghasilkan produktivitas yang

berbeda.

8) Jenis dan Umur Tumbuhan

Perbedaan laju pertumbuhan diantara jenis-jenis yang berkompetisi dalam suatu

ekosistem merupakan kejadian yang alami, dengan demikian akan terjadi pula perbedaan

produktivitas pada fase pertumbuhan yang berbeda atau pada umur yang berbeda dari suatu

jenis yang sama. Tumbuhan akan mencapai produktivitas maksimal pada fase muda. Ketika

tubuh tumbuhan meningkat energi yang difiksasi lebih banyak digunakan untuk mengelola

tubuhnya. Produktivitas yang berlebih digunakan untuk membentuk produktivitas bersih

yang secara teratur menurun dalam masa pemasakan.

9) Peneduhan

Bentuk-bentuk geometri tumbuhan dan kerapatannya sangat berperan dalam menentukan

efisiensi ekosistemnya. Tumbuhan yang memiliki daun yang relatif lebar dan vertikal dapat

menghasilkan area aktif fotosintesis maksimum dan total peneduhannya rendah. Informasi

tentang faktor-faktor yang mempengaruhi produktivitas primer pada setiap tanaman terjadi

pada tingkatan yang spesifik, keadaan yang sama juga terjadi pada daun-daun yang terisolasi.

Dalam hal ini hanya memperhatikan salah satu faktor yang kompleks yang mempengaruhi

produktivitas primer yaitu struktur 3 dimensi dari suatu kanopi vegetasi. Faktor struktural ini

mempengaruhi efisiensi kanopi sebagai suatu penangkap cahaya. Pada kanopi berdaun lebar

sebagian cahaya tidak di serapdekat permukaan dan tingkat kanopi yang lebih rendah

terlindungi lebih banyak. Akibatnya fotosintesis bersih cenderung terkonsentrasi di lapisan

atas pada tipe kanopi berdaun lebar dan terkonsentrasi dilapisan tengah pada tipe kanopi

berdaun sempit. Posisi sudut daun mempengaruhi juga kedalaman penetrasi cahaya ke dalam

kanopi. Penetrasi cahaya akan lebih dalam bila daunnya tegak. Tanaman padi yang memiliki

geometri sudut daun atau kanopi vertikal dan tipe berdaun sempit akan lebih efektif pada

intensitas cahaya yang kuat dan ketika posisi matahari rendah. Kanopi horizontal dari tipe

berdaun lebar akan lebih efektif pada intensitas cahaya rendah dan ketika matahari berada di

atas kepala.

2.3 Metode untuk Penentuan Produktivitas Primer

Cara-cara untuk menentukan produktivitas primer adalah sangat penting mengingat

proses ini memiliki arti ekologi yang sangat nyata. Sebagian besar pengukurannya di lakukan

secara tidak langsung , berdasarkan pada : jumlah substansi yang di hasilkan, atau jumlah matrial

yang di pakai, atau jumlah hasil sampingannya. Satu hal yang perlu di ingat bahwa proses

fotosintesis berada dalam keseimbangan dengan respirasi. Produktivitas harus diukur selama

waktu yang tepat , karena terdapat perbedaan metabolisme selama siang dan malam hari.

Perbedaan metabolisme juga terjadi antar musim, oleh sebab itu disarankan pengukuran energi

ini dalam skala tahunan. Beberapa cara penentuan produktivitas primer adalah sebagai berikut :

a) Metode penuaian

Cara ini di tentukan berdasarkan berat pertumbuhan dari tumbuhan. Dapat dinyatakan

secara langsung berat keringnya atau kalori yang terkandung, tetapi keduanya dinyatakan dalam

luas dan priode waktu tertentu. Metode ini mengukur produktivitas primer bersih. Metode

penuaian ini sangat cocok dan baik pada ekosistem daratan, dan biasanya untuk vegetasi yang

sederhana. Tetapi dapat pula di gunakan untuk ekosistem lainya dengan syarat tumbuhan

tahunan predominan dan tidak terdapat rerumputan. Untuk ini paling baik mencuplik

produktivitas pada satu seri percontohan(cuplikan)selama satu musim tumbuh. Metode ini

merupakan metode paling awal dalam mengukur produktivitas primer. Caranya adalah dengan

memotong bagian tanaman yang berada diatas permukaan tanah, baik pada tumbuhan yang

tumbuh di tanah maupun yang didalam air. Bagian yang di potong selanjutnya dipanaskan

sampai seluruh airnya hilang atau beratnya konstan. Materi tersebut ditimbang, dan prodiktivitas

primer di nyatakan dalam biomassa per unit area per unit waktu, misalnya sebagai gram berat

kering/ m2 /tahun.metode ini menunjukkan perubahan berat kering selama priode waktu tertentu.

Metode penuian memeng tidak cocok untuk mengukur produktivitas primer fitoplankton, karena

ada beberapa kesalahan misalnya perubahan biomasa yang terjadi tidak hanya diakibatkan oleh

produktivitas tetapi juga berkurangnya fitoplankton oleh hewan – hewan pada tropik diatasnya,

atau mungkin jumlah fitoplankton berubah karena gerakan air dan pengadukan.

Metode penuaian ini sangat sederhana, meskipun memiliki potensi – potensi kesalahan-

kesalahan : sistim akar harus termasuk dalam perhitungan, dan adanya hewan herbivora.

b) Metode penentuan oksigen

Oksigen merupakan hasil sampingan dari fotosintesis, sehingga ada hubungan erat antara

produktifvitas dengan oksigan yang di hasilkan oleh tumbuhan. Tetapi harus di ingat sebagian

oksigen di manfaatkan oleh tumbuhan tersebut dalam proses respirasi, dan harus di perhitungkan

dalam penentuan produktivitas.

Metode ini sangat cocok dalam menentukan produktivitas primer ekosistem perairan, dengan

fitoplankton sebagai produsennya. Dua contoh air yang mengandung ganggang di ambil pada

kedalaman yang relatif sama. Satu contoh di simpan di dalam botol bening dan satunya lagi pada

botol yang di cat hitam. Kandungan oksigen dari kedua botol tadi sebelumnya ditentukan,

kemudian di simpan dalam air yang sesuai dengan kedalaman dan tempat pengambilan air tadi.

Kedua botol tadi di biarkan selama satu sampai 12 jam. Selama itu akan terjadi perubahan

kandungan oksigen di kedua botol tadi. Pada botol yang hitam terjadi proses respirasi yang

menggunakan oksigen, sedangkan pada botol yang bening akan terjadi baik fotosintesis maupun

respirasi. Diasumsikan respirasi pada kedua botol relatif sama. Dengan demikian produktivitas

pada ganggang dapat di tentukan.

Metode – metode ini memiliki kelemahan – kelemahan, yaitu hanya dapat di lakukan pada

produsen mikro dan asumsi respirasi pada kedua botol tadi sama adalah kurang tepat.

c) Metode pengukuran karbondioksida

Karbondioksida yang di pakai dalam fotosintesis oleh tumbuhan dapat di

pergunakansebagai indikasi untuk produktivitas primer. Dalam hal ini seperti juga pada metode

penentuan oksigen proses respirasi harus di perhitungkan. Metode ini cocok untuk tumbuhan

darat dan dapat di pakai pada suatu organ daun, seluruh bagian tumbuhan dan bahkan satu

komunitas tumbuhan. Ada dua tehnik atau metode utama yaitu :

Metode ruang tertutup, biasanya di gunakan untuk sebagian atau seluruh tumbuhan

kecil (herba,perdu pendek). Dua contoh di pilih dan di usahakan satu sama lainnya relatif

sama. Satu contoh di simpan dalam kontainer bening dan satunya lagi di simpan dalam

kontainer gelap(tertutup lapisan hitam). Udara dibiarkan keluar- masuk pada keedua

kontainer melalui pipa yang sudah di atur sedenikian rupa dan mempergunakan pengisapan

udara dengan kecepatan aliran udara tertentu. Konsentrasi karbondioksida yang masuk dan

keluar kontainer di pantau. Dengan cara ini karbondioksida yang di pakai dalam fotosintesis

dapat dihitung, yaitu sama dengan jumlah yang di hasilkan dalam kontainerr gelap di tambah

dengan jumlah yang di pakai dalam kontainer bening /terang. Dalam kontainer gelap terdapat

produksi karbondioksida sebagai hasil respirasi,dan pada kontainer bening karbondioksida di

pakai dalam proses fotosintesis daan juga adanya produksi akibat adanya respirasi. Metode

ini juga memiliki kelemahan seperti pada metode dengan penentuan oksigen dan

meningkatnya suhu dalam kontainer (seperti rumah kaca)sehingga mempengaruhi proses

fotosintesis dan respirasi.

Metode aerodinamika, metode ini maksudnya menutupi kelemahan – kelemahan pada

metode ruang tertutup. Karbondiaksida yang diukur diambil dari sensor yang di pasang pada

tabung tegak dalam komunitas, dan satunya lagi di pasang lebih tinggi dari tumbuhan.

Perubahan konsentrasi karbondioksida di atas dan didalam komunitas dapat di pakai sebagai

indikasi dari produktivitas. Pada malam hari konsentrasi karbondioksida akan meningkat

akibat terjadi respirasi, sedangkan pada siang hari konsentrasi akan menurun akibat proses

fotosintesis. Perbandingan konsentrasi ini merupakan indikasi berapa banyak karbon dioksida

yang di manfaatkan dalam fotosintesis.

d) Metode radioaktif

Materi aktif yang dapat di identifikasi radiasinya di masukkan dalam sistem. Misalnya

karbon aktif (C14) dapat di introduksi melalui suplai karbondioksida yang nantinya di

asimilasikan oleh tumbuhan dan di pantau untuk mendapatkan perkiraa produktivitas. Tehnik ini

sangat mahal dan memerlukan peralatan yang canggih, tetapi memiliki kelebihan dari metode

lainya, yaitu dapat di pakai dalam berbagai tipe ekosistem tanpa melakukan penghancuran

terhadap ekosistem.

e) Metode penentuan klorofil

Produktivitas berhubungan erat dengan jumlah klorofil yang ada. Rasio asimilasi untuk

tumbuhan atau ekosistem adalah laju dari produktivitas pergram klorofil. Konsentrasi klorofil

dapat ditentukan berdasarkan cara yang sederhana, yaitu dengan cara mengekstraksi pigmen

tumbuhan. Mula–mula dilakukan pencuplikan daun dengan ukuran tertentu. Untuk sampling

fitoplankton dilakukan dengan pengambilan sampel air dalam volume tertentu. Organisme selain

fitoplankton harus di pisahkan dari sampel. Samel selanjutnya di saring dengan menggunakan

filter khusus fitoplankton pada pompa vakum dengan tekanan rendah. Filter yang mengandung

klorofil dilarutkan pada aseton 85% , kemudian dibiarkan semalam, dan selanjutnya di

sentrifuse. Supernatannya dibuang dan pelet yang mengandung klorofil di keringkan dan di

timbang beratnya. Berat klorofil di ukur dalam mg klorofil/unit area. Pengukuran klorofil juga

bisa di lakukan dengan spektrofotometer dengan panjang gelombang 665 nm. Bila rasio

asimilasi, kadar klorofil, dan jumlah energi cahaya di ketahui, maka produktivitas primer kotor

dapat diketahui. Metode ini dapat di terapkan pada berbagai tipe ekosistem.

2.4 Produktivitas Primer dalam Ekosistem Alami dan Gambaran Umum Produktivitas

Ekosistem

1. Produktivitas Primer dalam Ekosistem Alami

Produktivitas primer dapat dinyatakan dalam energi per satuan luas per satuan waktu

(J/mr/tahun), atau sebagai biomassa (berat) vegetasi yang ditambahkan ke ekosistem per satuan

luasan per satuan waktu (g/m2/tahun). Biomassa umumnya dinyatakan sebagai berat kering

bahan organik, karena molekul air tidak mengandung energi yang dapat digunakan, dan karena

kandungan air tumbuhan bervariasi dalam jangka waktu yg singkat. Produktivitas primer suatu

ekosistem hendaknya tidak dikelirukan dengan total biomassa dari autotrof fotosintetik yg

terdapat pada suatu waktu tertentu, yang disebut biomassa tanaman tegakan (standing crop

biomass).

Secara garis besar produktivitas primer ekosistem alami dapat dikelompokkan dalam tiga

kategori yaitu:

1. Relatif tidak produktif, termasuk di dalamnya: lautan terbuka dan padang pasir.

Produktivitasnya lebih rendah dari 0,1 gram/m²/hari.

2. Produktivitas medium, meliputi: padang rumput semi kering, pantai laut, danau dangkal,

dan hutan di tanah kering. Harga produktivitasnya berkisar antara 1-10 gram/m²/hari.

3. Sangat produktiv, meliputi: estuaria, sistem koral, hutan lembab, paparan aluvial, dan

daerah pertanian yang intensif. Produktivitasnya antara 10-20 gram/m²/hari.

Pengukuran produktivitas dapat dilakukan dengan beberapa metode seperti metode biomassa,

metode penandaan dan metode metabolisme. Penelitian produktivitas di Indonesia umumnya

menggunakan metode penandaan. Produktivitas yang diperoleh dari hasil pengukuran ini bisa

lebih kecil dari produktivitas yang sebenarnya karena tidak memperhitungkan kehilangan

seresah, pengaruh grazing hewan-hewan herbivore yang memakan tumbuhan. Beberapa peneliti

membagi biomassa atau produktivitas menurut letaknya terhadap substrat yaitu biomassa di atas

substrat (meliputi batang, helaian dan pelepah daun) dan biomassa di bawah substrat meliputi

akar, dan rhizome (Dedi, 2009).

Tunas-tunas fotosintetik pada tumbuhan merupakan organ penting untuk berproduksi.

Namun banyak hasil fotosintesis ditranslokasikan ke bawah tanah, di mana hasil fotosintesis

tersebut mendukung pertumbuhan akan dan disimpan. Menurut Mcnaughton dan Wolf (1998),

siklus tahunan biomassa tumbuhan di atas dan di bawah tanah mengarah kepada hubungan

terbalik. Selama musim pertumbuhan, ketika biomassa di atas tanah meningkat cepat, biomas di

bawah tanah umumnya cenderung menurun. Sedangkan pada akhir musim, biomassa di bawah

tanah umumnya meningkat kembali karena kelebihan produksi yang dihasilkan tunas-tunas

kemudian dipindahkan ke bawah.

2. Gambaran Umum Produktivitas Ekosistem

a. sebagian besar prosentase permukaan bumi berada dalam kategori produktivitas yang

rendah, akibat tidak adanya air seperti padang pasir atau kekurangan hara seperti lautan

dalam.

b. produktivitas lautan pada kenyataannya lebih rendah daripada produktivitas daratan. Hal ini

diakibatkan oleh beberapa penyebab, yang paling tinggi adalah tingginya prosentase energi

yang dipakai dalam respirasi oleh pitoplangton, dan akibat kekurangan har terutama pada

lapisan permukaan air.

c. ekosistem yang paling produktif adalah ekosistem terbuka, memiliki komunikasi yang

intensif terhadap ekosisitem lainnya (adanya masukan). Misalnya estuaria, rawa dan koral

dan kesemuanya, mendapatkan masukan nutrisi dari daerah sekitarnya. Sistem setengah

tertutup dengan siklus nutrisi yang mandiri umumnya kurang produktif.

2.5 Produktivitas dalam pertanian dan Implikasi Bagi Nutrisi Manusia

1. Produktivitas dalam Pertanian

a. Pemanfaatan rata-rata energi matahari oleh ekosistem alami adalah dua sampai tujuh kali

rata-rata yang dipakai oleh tananam pertanian. Hal ini memiliki implikasi yang sangat luas.

Berarti semua atau setengah dari pola produksi makanan kurang efisien. Bila ekosistem alami

ini dikonversi menjadi ekosistem pertanian efisiensinya menurun. Rata-rata produktivitas

biji-bijian dunia sekitar 2 grm/m2/hari, ini merupakan angka rendah jika dibandingkan

dengan ekosistem alami

b. Dalam beberapa daerah iklim,sistem petanian yang memanfaatkan energi surya sepenuhnya

adalah tanaman yang selama setahun penuh mempunyai penutupan atau kanopi yang rapat.

Dalam hal ini pertanian tumpang sari adalah gambaran system pertanian yang efisien. Jumlah

klorofil per unit are adalah tinggi,sehingga energi lebih banyak yang dimanfaatkan.

c. Pada kenyataannya semua produktivitas yang diperkirakan untuk pertanian memerlukan

subsidi energi. Pertanian memerlukan subsidi energi bahan bakar untuk traktor atau untuk

mengolah tanah, memberikan pupuk, pestisida dan yang lainnya. Apabila kesemuanya

diperhitungkan maka efisiensi ekosistem sangat rendah.

2. Implikasi bagi Nutrisi Manusia

Selama system alami maupun pertanian produktivitasnya rendah maka haruslah dilakukan

usaha untuk meningkatkannya untuk memenuhi kebutuhan hidup manusia. Caranya adalah

dengan mengurangi faktor pembatas untuk kehidupan tanaman tumbuhan, seperti pembuatan

irigasi,penambahan pupuk, meningkatkan teknologi pertanian, pembuatan bibit unggul dan lain-

lainnya.

Pada umumnya hasil kombinasi usaha ini meragukan,apakah dapat meningkatkan produksi

makanan sepuluh kali lipat, sehingga dapat mengimbangi laju pertumbuhan penduduk manusia

dibumi ini. Ketika efisienan produktivitas primer pertanian ini berkaitan dengan kenyataan

bahwa sebagian besar populasi manusia menduduki tingkat tropic di atas herbivora. Dengan

demikian sangat besar energi yang hilang sebelum dimanfaatkn oleh manusia. Dengan demikian

usaha yang dilakukan adalah menanam tanaman yang langsung dapat dimakan oleh manusia.

BAB IIIPENUTUP

3.1 Kesimpulan

Produktivitas merupakan laju pemasukan dan penyimpanan energi di dalam ekosistem.

Produktivitas dapat dibedakan menjadi 2, yaitu:




Produktivitas sekunder merupakan laju penambatan energi yang dilakukan oleh

konsumen.

Cara–cara untuk menentukan produktivitas primer adalah sangat penting mengingat

proses ini memiliki arti ekologi yang sangat nyata. Sebagian besar pengukurannya di

lakukan secara tidak langsung , berdasarkan pada : jumlah substansi yang di hasilkan, atau

jumlah matrial yang di pakai, atau jumlah hasil sampingannya. Beberapa cara penentuan

produktivitas primer adalah sebagai berikut :

a. Metode penuaian

Cara ini di tentukan berdasarkan berat pertumbuhan dari tumbuhan.

b. Metode penentuan oksigen

Oksigen merupakan hasil sampingan dari fotosintesis, sehingga ada hubungan erat antara

produktifvitas dengan oksigan yang di hasilkan oleh tumbuhan.

c. Metode pengukuran karbondioksida

Karbondioksida yang di pakai dalam fotosintesis oleh tumbuhan dapat di pergunakansebagai

indikasi untuk produktivitas primer

d. Metode radioaktif

Materi aktif yang dapat di identifikasi radiasinya di masukkan dalam sistem.

e. Metode penentuan klorofil

Produktivitas berhubungan erat dengan jumlah klorofil yang ada. Rasio asimilasi untuk tumbuhan atau ekosistem adalah laju dari produktivitas pergram klorofil

3.2 Saran

Berdasarkan kesimpulan di atas dapat kami sarankan bahwa kajian fungsi komonitas:

konsep produktifitas dan metode pengukuran. Produktivitas merupakan laju pemasukan dan

penyimpanan energi di dalam ekosistem. Produktivitas untuk itu kita belajari lebih dalam lagi,

karena sangat penting dalam kehidupan.

DAFTAR PUSTAKA

Arnyana, I.B.P.1999.Buku Ajar Ekologi Tumbuhan.Singaraja:Program Study Pendidikan

Biologi Jurusan Pendidikan Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam STKIP Singaraja

Mahmuddin.1999.The 7 Habits of Highly Effective PeopleProduktivitas Ekosistem Hutan Hujan Tropis.di akses tanggal 6 November 2009

Campbell, N. A., J. B. Reece, L. G. Mitchell. 2002. Biologi (terjemahan), Edisi kelima

Jilid 3. Penerbit Erlangga. Jakarta

ekologi tumbuhan

Documents