Definisi : Kemampuan untuk melakukan kerja/pekerjaan

HK Termodinamika I :

Energi dapat diubah menjadi bentuk energi yang lain tetapi tidak dapat diciptakan dan tidak dapat dimusnahkan

HK Termodinamika II : Setiap terjadi perubahan bentuk energi, pasti

terjadi degradasi energi dari bentuk energi yang terpusat menjadi bentuk yang terpencar

ENERGI DALAM EKOSISTIM

• Contoh bentuk energi : • energi cahaya, energi panas, energi

gerak/kinetik, energi potensial, energi kimia, energi listrik dll.

• Energi kimia pada dasarnya adalah energi potensial yang terkunci dalam molekul

RANTAI PAKAN

Pengertian Rantai Pakan ditinjau dari energi : Pengalihan energi dari sumbernya dalam tumbuhan melalui sederetan organisme yang makan dan dimakan

Contoh Rantai Pakan1. Rantai pakan perumputan (dimulai dari rumput)

2. Rantai pakan detritus (dimulai dari limbah organic/cairan dan bahan-bahan mati dari rantai pakan perumputan). Rantai pakan detritus dimulai dari detritus.

Rantai-rantai pakan itu saling berkaitan yang satu dengan yang lainnya kemudian membentuk jaring-jaring makanan

Rantai Makanan Perumput & Rantai Makanan Detritus

Jaring-jaring makanan

• Peristiwa perpindahan energi terjadi melalui proses makan dan dimakan di dalam suatu rantai makanan.

• Interaksi antara rantai-rantai makanan dan hubungan metabolisme dengan ukuran organisme menyebabkan berbagai komunitas mempunyai struktur tropik tetentu dengan karakteristik yang tertentu pula.

• Struktur tropik dapat diukur dan digambarkan dengan biomassa persatuan luas maupun dengan banyaknya energi persatuan luas persatuan waktu pada tingkat tropik yang berurutan.

• Tingkat trofik pertama ditempati oleh produsen atau organisme autotrof. Pada tingkat ini, produsen ekosistem darat adalah tumbuhan, sedangkan pada ekosistem perairan adalah ganggang dan fitoplankton.

• Tingkat trofik kedua ditempati oleh organisme heterotrof atau konsumen. Konsumen adalah organisme yang bergantung kepada organisme lain sebagai sumber makanannya. Konsumen pada tingkat trofik kedua ini adalah herbivora. Konsumen juga terdiri atas tingkat trofik ketiga, keempat, dan seterusnya.

• Tumbuhan hijau :tingkat trofikpertama• Herbivora :tingkat trofik kedua• Karnivora :tingkat trofik ketiga • Karnivora sekunder :tingkat trofik keempat

• Berbagai organisme yang memperoleh sumber makanan melalui langkah yang sama, dianggap termasuk pada tingkat trofik yang sama

• Aliran energi terjadi pada rantai makanan dan jaring-jaring makanan

• Umumnya tingkat trofik pada suatu habitat hanya terdiri atas empat sampai lima tingkatan. Produsen selalu menempati tingkat trofik yang pertama, herbivora menempati tingkat trofik yang kedua, karnivora primer menempati tingkat tropik ketiga dan seterusnya.

• Pada rantai makanan yang panjang, energi yang tersedia untuk tingkat tropik paling tinggi adalah makin sedikit sehingga dapat digambarkan dalam suatu piramida. Piramida ini dikenal dengan istilah piramida ekologi.

• Piramida ekologi adalah sebuah diagram yang menunjukkan jumlah relatif dari energi atau bahan yang terkandung dalam setiap tingkat trofik dalam rantai makanan atau jaring makanan.

Piramida ekologi dibedakan menjadi tiga macam, yaitu• Piramida jumlah individu/angka• Piramida biomassa• Piramida energi

Piramida jumlah individu :Hanya berdasarkan jumlah/kuantitas/kerapatan

Piramida biomassa :Pengukuran yang dipakai adalah bobot kering jasad bukan jumlahnya (gram/m²)

Piramida energi :

Dibuat berdasarkan banyaknya energi yang dihasilkan persatuan luas selama jangka waktu tertentu (kal/m²/th)

Piramida jumlah• Piramida jumlah dilukiskan dengan jumlah

individu yang membangunnya. Elton (1972) yang menemukan teori ini mengatakan bahwa binatang yang menempati tingkat trofik yang lebih rendah, jumlahnya lebih banyak dibanding dengan binatang yang menempati tingkat trofik yang lebih tinggi. Dasar piramida ini digambarkan oleh produsen yang sangat banyak dan jumlah organisme menurun cepat sampai tinggal beberapa individu karnivora puncak.

• Organisme di tingkat trofik pertama biasanya paling melimpah, sedangkan organisme di tingkat trofik kedua, ketiga, dan selanjutnya makin berkurang. Dapat dikatakan bahwa pada kebanyakan komunitas normal, jumlah tumbuhan selalu lebih banyak daripada organisme herbivora. Demikian pula jumlah herbivora selalu lebih banyak daripada jumlah karnivora tingkat 1. Karnivora tingkat 1 juga selalu lebih banyak daripada karnivora tingkat 2.

• Piramida jumlah dibuat berdasarkan jumlah organisme di tiap tingkat trofik.

Piramida Biomassa• Penggunaan piramida jumlah sering menemui

kesulitan, di antaranya jika kita membandingkan dua ekosistem yang berbeda dengan menghitung berapa jumlah binatang dan tumbuhan yang mendukung ekosistem itu? Kesulitan lain, terasa kurang informatif jika kita menyamakan ganggang dengan pohon (produsen) atau menyamakan gajah dengan udang-udangan (herbivora). Untuk mengatasi kesulitan itu, maka sering digunakan piramida biomassa.

• Biomassa adalah berat kering suatu organisme.

• Untuk mengukur biomassa di tiap tingkat trofik, maka rata-rata berat organisme di tiap tingkat harus diukur kemudian jumlah organisme di tiap tingkat diperkirakan.

• Piramida biomassa berfungsi untuk menggambarkan perpaduan massa seluruh organisme di habitat tertentu yang diukur dalam gram. Untuk menghindari kerusakan habitat, biasanya hanya diambil sedikit sampel dan diukur, kemudian total seluruh biomassa dihitung. Dengan pengukuran seperti ini akan didapat informasi yang lebih akurat tentang apa yang terjadi pada ekosistem.

Piramida Energi• Pada piramida ini akan terlihat adanya penurunan energi

yang tersedia untuk setiap tingkat trofik. Jumlah energi sebagai persediaan terbesar adalah produsen dan lebih kecil pada tingkat-tingkat trofik berikutnya.

• Cara paling teliti untuk mengetahui hubungan antara organisme dari berbagai tingkat trofik adalah dengan piramida energi ini.

• Hal ini disebabkan pada biomassa yang sama dari suatu organisme dimana terdapat zat yang berbeda belum tentu mempunyai kandungan energi yang sama, misalnya kandungan energi protein berbeda dengan kandungan energi lemak dalam berat yang sama (protein & lemak merupakan suatu komponen penyusun tubuh hewan)

• Selain itu seringkali piramida biomassa tidak bisa memberi informasi yang dibutuhkan untuk menggambarkan suatu ekosistem. Oleh karena itu dibuatlah piramida energi berdasarkan observasi yang dilakukan dalam waktu yang lebih lama.

• Piramida energi mampu memberikan gambaran paling akurat tentang aliran energi dalam ekosistem. Pada piramida energi terjadi penurunan sejumlah energi berturut-turut yang tersedia pada setiap tingkat trofik.

Berkurangnya energi yang terjadi di setiap trofik terjadi karena hal-hal berikut.

• 1) Hanya sejumlah makanan tertentu yang ditangkap dan dimakan oleh tingkat trofik selanjutnya.

• 2) Beberapa makanan yang dimakan tidak bisa dicerna dan dikeluarkan sebagai sampah.

• 3) Sebagian makanan yang dicerna menjadi bagian dari tubuh organisme, sedangkan sisanya yg digunakan sebagai sumber energi.

Piramida Energi

• Dari ketiga piramida ekologi tersebut, piramida energi adalah yang terbaik, karena memberikan gambaran menyeluruh tentang sifat-sifat fungsional komunitas yang terjadi pada komponen biotik suatu ekosistem. Piramida ini tidak dipengaruhi oleh ukuran individu dan kecepatan metabolisme individu

PRODUKTIVITAS

Produktivitas dalam Ekosistem• Yaitu energi maupun materi yang digunakan maupun

dihasilkan setiap organisme dalam rantai makanan melalui arus energi dalam ekosistem.

• Produktivitas primer adalah kecepatan penyimpanan energi potensial oleh organisme produsen atau jumlah total energi kimia berupa bahan organik yang dibentuk oleh tumbuh – tumbuhan persatuan luas persatuan waktu.

 

• Produksi Primer dibedakan :• Produksi Primer Kotor (PPK), yaitu

kecepatan menyimpan energi kimia oleh produsen (tumbuhan) dalam bentuk senyawa organik sebagai bahan pangan. Kira –kira 10% - 20% dari PPK digunakan oleh tumbuhan untuk respirasi.

• Juga dapat didefinisikan suatu kecepatan total fotosintesis mencakup pula bahan organik yang dipakai untuk respirasi selama pengukuran (fotosintesis total/asimilasi total)

• Produksi Primer Bersih (PPB), yaitu produksi primer kotor setelah dikurangi energi untuk respirasi. Kira – kira 80% - 90% berupa PPB yang disimpan dalam tumbuhan atau dapat didefinisikan suatu kecepatan penyimpanan bahan-bahan organik dalam jaringan tumbuhan sebagai kelebihan bahan yang dipakai untuk respirasi oleh tumbuhan itu selama pengukuran (fotosintesis nyata/asimilasi bersih)

 

Respirasi tumbuhan mengurangi sekitar 10% - 20% bahan pangan yang siap pakai bagi tingkat trofik berikutnya

 

Produksi Sekunder

Produktivitas sekunder adalah kecepatan penyimpanan energi potensial pada tingkat trofik konsumen dan pengurai atau besarnya energi untuk mensintesis energi kembali pada organisme heterotrof dan disimpan dalam jaringan tubuh.

• Energi yang dikonsumsi oleh hewan dapat dirangkum sbb:

• Makanan yang dikonsumsi = tumbuh + respirasi + egesta + ekskreta

• egesta adalah semua bahan buangan dalam berbagai bentuk

• ekskreta adalah semua bahan yang dibuang atau dikeluarkan pada proses metabolisme

• PPB = kecepatan tumbuhan membuat energi kimia (PPK) - kecepatan tumbuhan menggunakan energi kimia

Faktor waktu dan ruang merupakan faktor penting yang menentukan produktivitas suatu ekosistem

Contoh :

produktivitas hutan tropis alam Semenanjung Malaya lebih tinggi daripada hutan iklim sedang alam di Inggris. Di Malaya hutan tumbuh sepanjang tahun, tanpa waktu istirahat, sesuai dengan iklim tropika yang seragam sepanjang tahun, sedangkan di Inggris, hutan hanya tumbuh pada musim semi dan musim panas. 

Berbagai factor lingkungan dan jenis tumbuhan juga mempengaruhi produktivitas hutan tanaman. 

Piramida ekologi adalah sebuah diagram yang menunjukkan jumlah relatif dari energi atau bahan yang terkandung dalam setiap tingkat trofik dalam rantai makanan atau jaring makanan.

Piramida jumlah individu adalah piramida yang dibuat berdasarkan jumlah organisme di tiap tingkat trofik.

Kelemahan PIRAMIDA JUMLAH Jika kita membandingkan dua ekosistem yang berbeda dengan menghitung berapa jumlah binatang dan tumbuhan yang mendukung ekosistem. Misalnya, menyamakan ganggang dengan pohon (produsen) atau menyamakan gajah dengan udang-udangan (herbivora).

Piramida biomassa adalah piramida yang pengukuran menggunakan bobot kering jasad bukan jumlahnya (gram/m²) yang berfungsi untuk menggambarkan perpaduan massa seluruh organisme di habitat tertentu yang diukur dalam gram.

Kelemahan PIRAMIDA BIOMASSA pada biomassa yang sama dari suatu organisme dimana terdapat zat yang berbeda belum tentu mempunyai kandungan energi yang sama, misalnya kandungan energi protein berbeda dengan kandungan energi lemak dalam berat yang sama (protein & lemak merupakan suatu komponen penyusun tubuh hewan). Tidak bisa memberi informasi yang dibutuhkan untuk menggambarkan suatu ekosistem.

Piramida energi, Dibuat berdasarkan banyaknya energi yang dihasilkan persatuan luas selama jangka waktu tertentu (kal/m²/th), mampu memberikan gambaran paling akurat tentang aliran energi dalam ekosistem. Pada piramida energi terjadi penurunan sejumlah energi berturut-turut yang tersedia pada setiap tingkat trofik. Cara paling teliti untuk mengetahui hubungan antara organisme dari berbagai tingkat trofik

Berkurangnya energi yang terjadi di setiap trofik terjadi karena hal-hal berikut.1) Hanya sejumlah makanan tertentu yang ditangkap dan dimakan oleh tingkat trofik selanjutnya.2) Beberapa makanan yang dimakan tidak bisa dicerna dan dikeluarkan sebagai sampah.3) Sebagian makanan yang dicerna menjadi bagian dari tubuh organisme, sedangkan sisanya yg digunakan sebagai sumber energi.

Produksi Primer Bersih (PPB), yaitu produksi primer kotor setelah dikurangi energi untuk respirasi. Kecepatan penyimpanan bahan-bahan organik dalam jaringan tumbuhan sebagai kelebihan bahan yang dipakai untuk respirasi oleh tumbuhan itu selama pengukuran (fotosintesis nyata/asimilasi bersih)

Produksi Primer Kotor (PPK), yaitu kecepatan menyimpan energi kimia oleh produsen (tumbuhan) dalam bentuk senyawa organik sebagai bahan pangan. Suatu kecepatan total fotosintesis mencakup pula bahan organik yang dipakai untuk respirasi selama pengukuran (fotosintesis total/asimilasi total)

Produktivitas sekunder adalah kecepatan penyimpanan energi potensial pada tingkat trofik konsumen dan pengurai atau besarnya energi untuk mensintesis energi kembali pada organisme heterotrof dan disimpan dalam jaringan tubuh.

PPB = kecepatan tumbuhan membuat energi kimia (PPK) - kecepatan tumbuhan menggunakan energi kimia

Makanan yang dikonsumsi = tumbuh + respirasi + egesta + ekskretaegesta adalah semua bahan buangan dalam berbagai bentukekskreta adalah semua bahan yang dibuang atau dikeluarkan pada proses metabolisme

Produktivitas dalam Ekosistem, Yaitu energi maupun materi yang digunakan maupun dihasilkan setiap organisme dalam rantai makanan melalui arus energi dalam ekosistem.

Produktivitas primer adalah kecepatan penyimpanan energi potensial oleh organisme produsen atau jumlah total energi kimia berupa bahan organik yang dibentuk oleh tumbuh – tumbuhan persatuan luas persatuan waktu.