LAPORAN PRAKTIKUM EKOLOGI TUMBUHAN

PRODUKTIVITAS

Kelompok 3:

Lidya Stephani (3415081960)

Nurhayati (3415081968)

Kusfebriani (3415081962)

Noor Andran I. (3415081977)

Yunita Kurniasih (3415083252)

Pendidikan Biologi Reguler 2008

JURUSAN BIOLOGI

FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM

UNIVERSITAS NEGERI JAKARTA

2011

PRODUKTIVITAS

I. Tujuan :

1. Menentukan perubahan produksi dalam biomassa selama kurun waktu

tertentu

2. Mengetahui faktor-faktor yang mempengaruhi produktivitas

II. Teori singkat :

Produktivitas adalah laju produksi makhluk hidup dalam ekosistem.

Produktivitas ekosistem merupakan suatu indeks yang mengintegrasikan pengaruh

kumulatif dari banyak proses dan interaksi yang berlangsung simultan di dalam

ekosistem. Jika produktivitas pada suatu ekosistem hanya berubah sedikit dalam

jangka waktu yang lama maka hal ini menandakan kondisi lingkungan yang stabil,

tetapi jika terjadi perubahan yang dramatis, maka menunjukkan telah terjadi

perubahan lingkungan yang nyata atau terjadi perubahan yang penting dalam

interaksi di antara organisme-organisme yang menyusun ekosistem (Jordan, 1985).

Aliran energi di dalam ekosistem berhubungan dengan konsep produktivitas.

Tumbuh-tumbuhan berklorofil mampu menangkap energi cahaya dan mengolah

serta menyimpannya menjadi energi kimia berupa bahan organik. Energi kimia yang

disimpan oleh tumbuh-tumbuhan (produsen) disebut produksi atau lebih khusus lagi

produksi primer. Energi kimia ini merupakan energi pertama dari bentuk

penyimpanan energi. Kecepatan akumulasi energi pada produsen (autotrof) dikenal

sebagai produktivitas primer. Produktivitas primer adalah jumlah total energi kimia

berupa bahan organik yang dibentuk oleh tumbuh-tumbuhan per satuan luas, per

satuan waktu, sering ditulis dengan calori/cm2/tahun atau bahan organik kering

dalam gram/m2/tahun .

Jumlah bahan organik pada waktu tertentu persatuan luas disebut hasil

bawaan (standing crop) atau biomassa. Hasil bawaan selalu dituliskan sebagai berat

kering dalam gram/m2 atau kg/m2 atau 106 gram/hektar. Produktivitas primer

merupakan hasil fotosintesis oleh tumbuhan berklorofil termasuk ganggang.

Fotosintesis oleh bakteri dan kemosintesis juga menyokong produktivitas primer

walupun hasil keduanya sangat kecil. Jumlah total yang ditangkap dalam bentuk

bahan makanan oleh tumbuhan dengan proses fotosintesis disebut produktivitas

primer kotor.

Sebagian hasil produksi primer digunakan oleh tumbuh-tumbuhan di dalam

proses respirasi. Jumlah total energi kimia berupa bahan organik per satuan luas,

per satuan waktu setelah dikurangi energi untuk resprasi disebut produktivitas primer

bersih. Produktivitas primer bersih inilah yang berguna untuk manusia dan hewan

(Dirdjosoemarto, 1993).

Organisme heterotrof mensintesis kembali energi yang diperolehnya dan

disimpan dalam jaringan heterotrof disebut produktivitas sekunder. Produktivitas

sekunder merupakan produktivitas hewan dan saproba dalam komunitas.

Produktivitas komunitas diartikan sebagai jumlah bahan organik yang tersimpan dan

tidak digunakan oleh heterotrof. Contohnya produksi primer bersih dikurangi

konsumen heterotrof. Hewan adalah organisme yang tidak dapat membuat makanan

sendiri (heterotrof), oleh sebab itu kebutuhannya akan energi tergantung pada

produksi primer bersih.

Menurut Jordan (1985) dalam Wiharto (2007), Jika produktivitas suatu

ekosistem hanya berubah sedikit dalam jangka waktu yang lama maka hal itu

menandakan kondisi lingkungan yang stabil, tetapi jika perubahan yang dramatis

maka menunjukkan telah terjadi perubahan lingkungan yang nyata atau terjadi

perubahan yang penting dalam interaksi di antara organisme penyusun eksosistem.

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.

b. 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.

c. Air, curah hujan dan kelembaban

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

nutrient 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.

d. Nutrien

Tumbuhan membutuhkan berbagai ragam nutrient anorganik, beberapa

dalam jumlah yang relatif besar dan yang lainnya dalam jumlah sedikit, akan tetapi

semuanya penting. Pada beberapa ekosistem terrestrial, nutrient organic 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).

f. Herbivora

Menurut Barbour at al. (1987) dalam Wiharto (2007), sekitar 10 % dari

produktivitas vegetasi darat dunia dikonsumsi oleh herbivora biofag. Persentase ini

bervariasi menurut tipe ekosistem darat. Namun demikian, menurut McNaughton

dan Wolf (1998) bahwa akibat yang ditimbulkan oleh herbivore pada produktivitas

primer sangat sedikit sekali diketahui. Bahkan hubunga antar herbivore 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.

Pengukuran Produktivitas

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 pengukuran energi dalam skala tahunan.

Berbagai metode dilakukan untuk mengukur produktivitas primer, setiap prosedur

memiliki keuntungan dan kerugian sendiri-sendiri. Salah satu metode dalam

pengukuran produktivitas primer yang biasa digunakan adalah metode pemanenan.

Metode ini merupakan metode paling awal dalam mengukur produktivitas

primer. Caranya adalah dengan memotong bagian tanaman yang berada di atas

permukaan tanah, baik pada tumbuhan yang tumbuh di tanah maupun yang tumbuh

di dalam air. Bagian tanaman yang dipotong selanjutnya dipanaskan sampai seluruh

airnya hilang atau beratnya konstan. Materi tersebut ditimbang, dan produktivitas

primer dinyatakan dalam biomassa per unit area per unit waktu, misalnya sebagai

gram berat kering/m2/tahun. Metode ini menunjukan perubahan berat kering selama

periode waktu tertentu.

Metode ini memang tidak cocok untuk mengukur produktivitas primer

fitoplankton, karena ada beberapa kesalahan, misalnya perubahan biomassa yang

terjadi tidak hanya diakibatkan oleh produktivitas tetapi juga berkurangnya

fitoplankton karena pemangsaan oleh hewan-hewan pada trofik di atasnya, atau

mungkin jumlah fitoplankton berubah karena gerakan air dan pengadukan. Metode

ini umum dilakukan untuk lingkungan terestrial.

III. Alat dan Bahan

1. Alat tulis dan kalkulator

2. Koran

3. Kuadrat besi ukuran ½ X ½ m

4. Gunting, pisau, cutter

5. Timbangan

6. Oven

7. Plastik

IV. Cara kerja

V. Hasil Pengamatan

Data Pengamatan metode pemanenan untuk pengukuran produktivitas

Lokasi: dekat Greenhouse

Luas lokasi pengamatan: 0,5 m x 0,5 m = 0,25 m2

Waktu

PanenCuaca Kelembaban

Indikator

perhitungan

Plot Jumlah

(gram)

Rata-rata

(gr/m2/2minggu)I II

To

24

Maret

2011

Cerah 76% Berat Basah99,73

gram

149,86

gram

249,59

gram

124,79

gr/m2 /2minggu

T1

7 April

2011

Cerah Tidak diamati Berat Basah36,5

gram

43,61

Gram

80,11

gram

40,055

gr/m2/ 2minggu

T2

21 April

2011

Berawan 70% Berat Basah20,87

gram

54,41

gram

75,28

gram

37,64

gr/m2/ 2minggu

Perbandingan data pengamatan dengan kelampok lain (Kelompok 1)

Data Pengamatan metode pemanenan untuk pengukuran produktivitas

Lokasi: dekat mading BPM

Luas lokasi pengamatan: 0,5 m x 0,5 m = 0,25 m2

Waktu

PanenCuaca Kelembaban

Indikator

perhitungan

Plot Jumlah

(gram)

Rata-rata

(gr/m2/2minggu)I II

To

24

Maret

2011

Cerah Tidak diamati Berat Basah44,49

gram

26,53

gram

71,02

gram

35,51

gr/m2 /2minggu

T1

7 April

2011

Cerah Tidak diamati Berat Basah30,7

gram

31,06

Gram

61,76

gram

30,88

gr/m2/ 2minggu

T2

21 April

2011

Berawan Tidak diamati Berat Basah21,19

gram

26,73

gram

47,92

gram

23,96

gr/m2/ 2minggu

VI. Pembahasan

Praktikum produktivitas kali ini menggunakan metode pemanenan yang

dilakukan dengan memotong bagian tumbuhan yang berada di atas permukaan

tanah, tumbuhan yang digunakan yaitu rerumputan pada plot yang berukuran 0,5 m

x 0,5 m sebanyak 2 plot. Pemanenan dilakukan setiap dua minggu sekali sebanyak

3 kali pengambilan data. Pemanenan dilakukan pada pagi hari sekitar pukul 08.00

s/d 09.50 wib. Produktivitas harus diukur selama waktu yang tepat, karena terdapat

perbedaan metabolisme selama siang dan malam hari. Bagian tanaman yang

dipotong selanjutnya ditimbang, dan produktivitas primer dinyatakan dalam

biomassa per unit area per unit waktu, yaitu gr/m2/2minggu.

Aliran energi di dalam ekosistem dimulai saat terjadinya proses fiksasi pada

proses fotosintesis. Melalui fotosintesis energi cahaya diubah menjadi energi kimia

organik yang disimpan oleh tumbuhan sebagai batang, biji, daun, buah, umbi, dan

lain-lain. Sejumlah energi yang dikumpulkan oleh tumbuhan disebut sebagai

produksi atau lebih khusus disebut sebagai produksi primer. Laju penyimpanan

energi pada tumbuhan disebut sebagai produktivitas primer. Seluruh energi yang

disimpan sebagai akibat proses fotosintesis disebut sebagai produksi primer kotor.

Tumbuhan juga membutuhkan sejumlah energi untuk hidupnya. Energi yang dipakai

untuk kehidupannya diambil dari hasil fotosintesis melalui proses respirasi. Jadi

energi yang disimpan oleh tumbuhan setelah dikurangi dengan proses repirasi

disebut produksi primer bersih. Produksi dinyatakan dalam satuan energi/satuan

area/satuan waktu atau satuan biomassa/satuan area/satuan waktu. Misalnya

Kkal/m2/tahun, gram/m3/hari, daln lain-lain (Dharmawan, 2005).

Pada praktikum kali ini, secara umum diperoleh terjadinya penurunan berat

produktivitas dari pemanenan yang dilakukan. Hal ini menunjukkan terdapat

perubahan lingkungan yang nyata, hal tersebut didukung dengan teori menurut

Jordan (1985) dalam Wiharto (2007) yaitu jika produktivitas suatu ekosistem hanya

berubah sedikit dalam jangka waktu yang lama maka hal itu menandakan kondisi

lingkungan yang stabil, tetapi jika perubahan yang dramatis maka menunjukkan

telah terjadi perubahan lingkungan yang nyata atau terjadi perubahan yang penting

dalam interaksi di antara organisme penyusun eksosistem.

Sedangkan 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. Hal ini

diperjelas dengan keadaan cuaca plot yang tidak menentu yaitu terkadang hujan

dan terkadang panas bahkan dalam satu hari bisa mengalami kedua cuaca tersebut.

Terjadinya hujan menyebabkan banyaknya nitrogen yang terfiksasi di udara, dan

turun ke bumi bersama air hujan sehingga membuat lahan menjadi subur.

Kelembaban pada plot yang diamati cukup tinggi dan merupakan faktor yang

mempengaruhi besarnya jumlah produktivitas. Hal ini diperkuat dengan teori

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. 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.

Berbeda dengan kelompok lain, jumlah produktivitasnya lebih sedikit dari

yang praktikan dapatkan. Perbedaan ini disebabkan karena letak plot yang diamati

berbeda. Plot kelompok lain terletak di daerah yang menjadi jalan protokol orang-

orang dan daerah tersebut tidak terdapat tumbuhan lain disekitarnya. Plot praktikan

terletak di daerah yang bukan merupakan jalan protokol orang-orang dan terdapat

banyak tumbuhan lain disekitarnya. Daerah pengamatan praktikan juga merupakan

daerah yang terawat sehingga mendapat banyak nutrisi yang membuat rumput di

plot praktikan tummbuh dengan subur. Tetapi secara umum, jumlah produktivitas

kedua kelompok mengalami penurunan juga.

VII. Kesimpulan

1. Pengukuran produktivitas yang dilakukan dengan menggunakan metode

pemanenan menunjukkan perubahan jumlah produktivitas yaitu rata-rata

dari 124,79 gr/m2/2minggu pada pemanenan awal menjadi 40,055 gr/m2/

2minggu kemudian menurun lagi menjadi 37,64 gr/m2/ 2minggu.

2. Faktor-faktor yang mempengaruhi besarnya produktivitas adalah cahaya,

suhu, kelembaban, air, nutrien, tanah dan herbivor.

DAFTAR PUSTAKA

Dharmawan, Agus dkk. 2005. Ekologi Hewan. Malang: Universitas Negeri Malang.

Hadisubroto, Tisno. 1989. Ekologi Dasar. Jakarta: Departemen Pendidikan dan

Kebudayaan Direktorat Jenderal Pendidikan Tinggi Proyek Pengembangan

Lembaga Pendidikan Tenaga Kependidikan.

Resosoedarmo, Soedjiran. 1986. Pengantar Ekologi. Bandung: Remadja Karya CV.