TUGASEKOLOGI TUMBUHANPRODUKTIVITAS

OLEH:

DIAH DEWANTI A.P. (E1A011015 )RIDAUL HAYATIN (E1A011048)

FAKULTAS KEGURUAN DAN ILMU PENDIDIKANUNIVERSITAS MATARAM2014KATA PENGANTAR

Puji syukur Kehadirat Tuhan Yang Maha Esa yang telah memberikan rahmat dan petunjuk-Nya, sehingga penulis mampu menyelesaikan makalah ini dengan baik. Penulis juga mengucapkan terima kasih kepada bapak dosen yang telah membimbing penulis selama proses pembelajaran, sehingga makalah ini bisa disusun.Penulis menyadari makalah yang berjudul Produktivitas ini memiliki banyak kekurangan, untuk itu penulis mengharap kritk dan saran yang membangun agar kedepannya penulis dapat menyusun makalah dengan lebih baik.Semoga makalah ini dapat bermanfaat bagi pembaca khususnya penulis sebagai penyusun. Atas perhatian yang diberikan penulis mengucapkan terima kasih.

Mataram, 18 Mei 2014

Penulis

PRODUKTIVITASAliran energi dan siklus materi merupakan proses yang sangat penting untuk pertumbuhan organisme berfungsinya ekosistem, juga menentukan laju produksi dari materi organik, atau produktivitas.Produktivitas adalah laju produksi biomassa. Jadi berbeda dengan standing crop yang menyatakan jumlah biomassa dari ekosistem pada saat tertentu. Kajian produktivitas ini merupakan bagian yang penting dalam ekologi. Ini meliputi efisiensi dari berbagai bentuk ekosistem dan juga mengenai perbaikan produksi dari ekosistem binaan.Produktivitas dapat dibedakan dalam dua bentuk, yaitu:a) Produktivitas Primer, meliputi produksi materi organik baru pada tumbuhan atau ototrof.b) Produktivitas sekunder, meliputi produksi materi organik baru pada hewan atau heterotrof.Kedua bentuk produktivitas ini dapat ditelaah lebih jauh ke dalam produktivitas kotor dan bersih. Produktivitas kotor adalah total dari materi organik yang dihasilkan, sedangkan produktivitas bersih adalah jumlah materi organik yang tersisa setelah pemakaiannya dalam proses pernafasan.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, yang dimaksud dengan produktivitas primer kotor adalah total karbohidrat yang dihasilkan dalam proses fotosintesis, dan produktivitas primer bersih adalah jumlah materi organik yang tesisa dalam tumbuhan setelah sebagian darinya dipakai dalam proses pernafasan. Produktivitas Primer Bersih = Produktivitas Primer Kotor PernafasanMengingat produktivitas merupakan gambaran dari laju pertambahan materi organik baru, maka satuan yang dipergunakan hendaknya meliputi tiga hal, yaitu: Satuan untuk biomassa, berat kering, jumlah individu kilokalori (kcal) Satuan luas, meter persegi, hektar Satuan waktu, hari, tahunSatuan umum yang dipergunakan adalah kombinasi antara berat kering dalam gram per meter persegi per hari.1. Proses-proses Dasar dalam Produktivitas PrimerProduktivitas primer bersih ditentukan oleh perbedaan relatif dari fotosintesis yang menghasilkan karbohidrat dengan respirasi yang memanfaatkan karbohidrat. Sangat jarang kajian yang bersifat kuantitatif dari produktivitas primer ini. Untuk memahami faktor-faktor yang membatasi dan mengontrol produktivitas primer ini, perlu ditelaah secara rinci kedua proses dasar ini.a. Proses Fotosintesis Dalam proses ini hanya sebagian kecil energi cahaya yang dimanfaatkan, sebagian besar cahaya direfleksikan, tidak mengenai tumbuhan atau berubah menjadi panas. Diperkirakan dari sejumlah energi cahaya yang sampai pada tumbuhan, hanya 1s% dapat diubah menjadi energi kimia. Meskipun sedemikian kecilnya energi yang diubah ini, tetapi ini sudah cukup untuk mengelola seluruh sistem ekologi di bumi ini.Pemanfaatan energi cahaya untuk membentuk karbohidrat dalam fotosintesis meliputi beberapa proses kimia yang sangat kompleks termasuk dengan biokalalisatornya yang berupa enzim. Secara sederhana reaksi fotosintesis dapat dituliskan sebagai berikut.6CO2 + 6H2O + energi radiasi 6C6H12O6 + O2 a b c d eKeterangan: a. Dari udara atau hasil respirasib. Dari tanahc. Diabsorpsi oleh pigmen dalam dalam daun (klorofil)d. Gula dalam sel tumbuhan e. Dilepas ke udara atau dipakai dalam respirasiGula yang dihasilkan dalam fotosintesis mempunyai berbagai kemungkinan, dikonversi menjadi substansi yang kaya akan energi yang relatif stabil seperti pati yang dapat berfungsi sebagai energi tersimpan atau energi potensial, dapat dikombinasikan dengan molekul gula lainnya menghasilkan karbohidrat tertentu seperti selulosa, atau dapat dikombinasikan dengan substansi dan nutrisi lainnya untuk membangun molekul protein yang kompleks (pigmen, hormon). Kesemua transformasi dan reaksi ini memerlukan sejumlah energi, yang biasanya dipergunakan dari hasil respirasi.b. Proses RespirasiProses ini merupakan kebalikan dari proses fotosintesis yang melibatkan berbagai reaksi yang kompleks dan biokatalisator yang berupa enzim. Secara sederhana reaksinya adalah sebagai berikut.6C6H12O6 + O2 6 CO2 + energy a b c dketerangan:a. Dihasilkan dalam fotosintesisb. Dari udara atau fotosintesis c. Dilepas ke udara atau dipakai dalam fotosintesisd. Energi keluar dari sistemPada kondisi optimum kecepatan fotosintesis dapat mencapai 30 kali dari kecepatan respirasi, terutama pada tempat-tempat yang terkena dengan cahaya matahari. Pada umumnya tumbuhan memanfaatkan karbohidrat untuk respirasinya berkisar antara 10 7s% dari hasil fotosintesisnya, dan ini tergantung dari jenis dan usia tumbuhan.c. Faktor Lingkungan dan FotosintesisFotosintesis, kecepatan dan efesiensinya dari fotosintesis tergantung pada berbagai faktor, beberapa berupa faktor lingkungan yang bersifat eksternal dan beberapa berupa faktor internal (dalam tumbuhan itu sendiri). 1) Faktor Eksternal CahayaPanjang gelombang maupun intensitas cahaya sangat berperan terhadap proses fotosintesis. Energi cahaya diserap oleh pigmen tumbuhan, yaitu klorofil terutama yang diserap adalah gelombang dari cahaya merah dan biru. Sedangkan cahaya hijau akan dipantulkan atau tidak dimanfaatkan dalam proses fotosintesis. Keadaan akan berlainan apabila pigmen tumbuhan yang menyerap energi cahaya adalah pigmen cokelat dan biru, seperti pada beberapa ganggang yang hidup di laut, maka cahaya hijau dapat diserapnya. Jadi kualitas cahaya merupakan faktor pembatas atau pengontrol dalam proses fotosintesis.Intensitas cahaya dapat menentukan jumlah energi yang sampai di permukaan daun dan menentukan jumlah energi yang dapat dipergunakan dalam proses fotosintesis. Penelitian di laboratorium telah membuktikan bahwa pada keadaan cahaya yang lemah, tumbuhan dapat menyerap energi cahaya dan mengubahnya menjadi gula dengan efisiensi 20% sedangkan pada cahaya terang hanya 8%. Gambaran seperti di atas merupakan gambaran yang umum terjadi untuk seluruh tumbuhan, dari ganggang sampai tumbuhan tinggi. Hal ini diakibatkan oleh kemampuan mekanisme fotosintesis dikaitkan dengan peningkatan intensitas cahaya. 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). Beberapa tumbuhan seperti kacang-kacangan dan biji-bijian, teradaptasi untuk hidup pada habitat dengan intensitas cahaya yang tinggi dan mempunyai jaringan yang aktif untuk fotosintesis tinggi proprsinya. Tumbuhan lain yang biasa hidup di bawah naungan pohon lain teradaptasi untuk cahaya yang lemah. Jumlah jaringan yang aktif dalam fotosintesis adalah rendah sehingga jumlah total klorofilnya rendah pula. Apabila tumbuhan ini terkena cahaya tinggi intensitasnya maka klorofil akan rusak dan tidak mampu untuk menyerap semua cahaya yang ada. KarbondioksidaKarbondioksida diambil oleh tumbuhan dari udara melalui proses difusi, dan pada kebanyakan tumbuhan, difusi ini terjadi melalui mulut daun (stomata) yang biasanya terbuka pada waktu siang hari dan menutup pada waktu malam hari. Karbondioksida diambil secara pasif dan dipengaruhi terutama oleh kadar karbondioksida yang ada diluar dan dalam tumbuhan, serta besar kecilnya pembukaan stomata. AirJumlah 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. Pada kondisi yang demikian, semua proses metabolisme dari tumbuhan akan berjalan dengan lambat sekali dan tak terkecuali proses fotosintesis. NutrisiTumbuhan harus didukung oleh sejumlah nutrisi yang diperlukannya untuk membentuk sejumlah klorofil dan anzimayang aktif dalam proses fotosintesis, sehingga fotosintesis berjalan secara efisien. Banyak nutrisi mikro yang penting untuk mendukung situasi ini, 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. SuhuLaju proses kimia sangat ditentukan oleh keadaan suhu yang mana laju akan maksimal pada temperatur 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.Hukum dari Hoff menyatakan bahwa setiap 10 derajat celcius suhu naik maka laju proses kimia naik menjadi dua kalinya. Hal ini tidak seluruhnya benar untuk proses kimia organik, lajunya akan menjadi maksimum pada kondisi suhu optimum setelah itu akan menurun dengan cepat. Pada suhu yang tinggi enzima akan menjadi tidak aktif.2) Faktor Internal Strukur dan Komposisi KomunitasPada kondisi tanah dan iklim yang relative sama belum tentu produktivitas tumbuhan yang berada di daerah itu mempunyai produktivitas yang sama, dalam hal ini perbedaan struktur dan komposisi komunitas sangat menentukan produktivitas. Bentuk pohon, perdu dan herba yang hidup pada habitat yang sama, akan menghasilkan produktivitas yang berbeda. Demikian juga untuk kelompok pohon atau perdu atau herba akan memperlihatkan perbedaan produktivitasnya apabila jenis tumbuhannya berbeda. Jenis dan Umur TumbuhanPerbedaan 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. Hal ini merupakan suatu keunggulan ekologi untuk tumbuh dengan cepat pada saat-saat awal demi tercapainya efektivitas dalam kompetisi. Misalnya gandum dapat memfiksasi 1a% energi cahaya total yang sampai untuk diubah menjadi energi makanan pada saat beberapa bulan pertama dari hidupnya. Produktivitas tinggi ini hanya terjadi pada periode waktu yang singkat. 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. PeneduhanBentuk-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, contohnya jagung dan tebu. 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.Dalam ekosistem alami yang kompleks, hutan misalnya, akan terdapat beberapa pelapisan vegetasi pembentuknya, lapisan pohon, lapisan perdu, dan lapisan herba pada dasar hutan. Jumlah cahaya yang sampai ke lapisan dasar akan sangat ditentukan oleh karakteristik lapisan kanopi hutan tersebut, bentuk pohon, tinggi pohon, dan refleksi cahaya yang diakibatkannya.2. Metode Penentuan Produktivitas PrimerPenting sekali untuk diperlihatkan cara-cara penentuan produktivitas primer ini, mengingat proses ini mempunyai arti ekologi yang sangat nyata. Sebagian besar pengukuran dilakukan secara tidak lamgsung, didasarkan pada jumlah substansi yang dihasilkan, didasarkan pada jumlah material dasar yang dipakai, dan ada pula yang didasarkan pada jumlah hasil sampingnya. Satu hal yang perlu diingat bahwa proses fotosintesis berada dalam keseimbangan dengan respirasi.a. Metoda PenuaianCara 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, hal ini untuk menghindarkan kesalahan akibat masa pertumbuhan yang berbeda dari jenis-jenis tumbuhan yang ada. 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 memang 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 di atasnya, atau mungkin jumlah fitoplankton berubah karena gerakan air dan pengadukan. Metode penuaian ini sangat sederhana, meskipun memiliki potensi kesalahan- kesalahan: sistim akar harus termasuk dalam perhitungan, dan adanya hewan herbivora (meskipun hanya berupa insekta).

b. Metoda Penentuan Okigen Oksigen merupakan hasil sampingan dari fotosintesis, sehingga ada hubungan erat antara produktifvitas dengan oksigan yang di hasilkan oleh tumbuhan. Tetapi harus diingat 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 ganggang 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. Sesuai dengan waktu yang telah ditentukan, lebih baik minimal enam jam, kandungan oksigen di kedua botol dihitung kembali. Maka jumlah oksigen hasil fotosintesis adalah jumlah oksigen hasil perhitungan di dalam botol bening ditambah jumlah oksigen yang dipakai untuk respirasi di dalam botol hitam. 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. Metoda Pengukuran KarbondioksidaKarbondioksida yang di pakai dalam fotosintesis oleh tumbuhan dapat di pergunakan sebagai 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 TertutupBiasanya di gunakan untuk sebagian atau seluruh tumbuhan kecil (herba, perdu pendek). Dua contoh dipilih dan diusahakan satu sama lainnya relatif sama. Satu contoh disimpan dalam kontainer bening dan satunya lagi di simpan dalam kontainer gelap (tertutup lapisan hitam). Udara dibiarkan keluar masuk pada kedua kontainer melalui pipa yang sudah di atur sedemikian 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 dan 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 AerodinamikaMetode ini maksudnya menutupi kelemahan-kelemahan pada metode ruang tertutup. Karbondiaksida yang diukur diambil oleh 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 Pengukuran KeasamanDalam ekosistem air, keasamaan air akan berpengaruh terhadap kelarutan karbondioksida. Perubahan keasamaan dapat dipakai sebagai indeks dari produktivitas. Hubungan antara keasamaan dengan kandungan karbondioksida adalah tidak sederhana, sehingga hasil pengamatan di satu ekosistem perairan tidak bisa dipakai untuk ekosistem perairan lainnya. Metode ini mempunyai potensi kesalahan,sepeti kandungan nutrisi mempunyai pengaruh juga terhadap kesamaan air.e. Metode dengan Penentuan Kehilangan Materi DasarProduktivitas dapat ditentukan berdasarkan laju kehilangan material dasar, seperti nitrat dan posfat. Metode ini menentukan produktivitas primer bersih dari ekosistem. Teknik ini sangat berguna untuk ekosistem perairan yang luas, seperti danau dan lautan, tetapi hanya berlaku untuk daerah yang beriklim empat musim (terjadinya penumpukan nutrisi selama musim dingin dan dimanfaatkan pada musim semi). Kesalahan utama dari metode ini adalah kehilangan materi dasar dapat dikompensasikan oleh pengembalian dari siklus nutrisi.f. Metode Radio-AktinMateri aktif yang dapat di identifikasi radiasinya di masukkan dalam sistem. Misalnya karbon aktif (C1a) dapat di introduksi melalui suplai karbondioksida yang nantinya di asimilasikan oleh tumbuhan dan di pantau untuk mendapatkan perkiraan 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.g. Metode Penentuan KlorofilProduktivitas 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 8s%, 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 66s 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.

3. Produktivitas Primer dalam Ekosistem AlamiProduktivitas primer dari ekosistem alami sangat bervariasi besarnya, baik secara spesial maupun temporal. Hal ini disebabkan oleh 3 faktor atau keadaan utama:a. Intensitas dan arah sinar matahariMasukan tahunan energy matahari secara global sangat bervarisi dari yang tertinggi di tropik sampai yang terendah di daerah kutub. Dengan demikian produktivitas pontensial tertinggi terdapat di tropik yang kemudian semakin merendah secara longitudinal.b. Pembatasan lingkunganMeskipun sinar matahari berlebihan atau melimpah produktivitas primer mungkin saja rendah akibat faktor lingkungan tertentu, seperti kekurangan atau ketiadaan air, suhu yang rendah, dan atau kekurangan nutrisi tanah.c. Komposisi dan struktur komunitasSeperti telah diuraikan sebelumnya, faktor-faktor jenis tumbuhan, bentuk tumbuhan, dan jarak antar pohon mempunyai peranan yang menentukan terhadap produktivitas primer ini.Semua pengukuran-pengukuran yang pernah dilakukan di ekosistem alami memperlihatkan harga produktivitas primer kotor yang rendah. E. P. Odum (1963) seorang pakar ekologi dari Amerika telah berusaha mendapatkan dan menghasilkan pengukuran produktivitas primer kotor untuk berbagai ekosistem alami tertentu yang telah terseleksi. Hasilnya telah diterima dengan baik dan secara luas, memperlihatkan ekosistem alami yang ternyata relatif kurang produktif dan juga tetapi ternyata lainnya ada pula yang memperlihatkan produktifitas yang tinggi.Odum mengukur produktivitas primer kotor ini memakai satuan gr/m2/hari berat kering materi organik untuk siklus satu tahun. Secara garis besar produktivitas primer ekosistem alami dapat dikelompokkan dalam tiga kategori utama, yaitu:a. Relatif tidak produktif, termasuk sebagian dari lautan terbuka dan padang pasir. Produktivitasnya lebih rendah dari 0.1 gr/m2/hari.b. Produktivitas medium, meliputi padang rumput semi kering, sistem pantai laut, danau dangkal, dan hutan di tanah kering. Harga produktivitas berkisar antara 1-20 gr/m2/hari.c. Sangat produktif, meliputi estuaria, sistem koral, hutan lembab, paparan aluvial, dan daerah pertanian yang intensif. Produktivitas di antara 10 sampai 20 gr/m2/hari.Odum juga menemukan kenyataan bahwa adanya harga produktivitas lebih besar dari 20 gr/m2/hari di beberapa tempat penelitiannya di air terpolusi, hal ini didapatkan secara tidak sengaja dan dalam perioda waktu yang singkat. 4. Gambaran Umum Produktivitas Ekosistema. 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 fitoplankton, dan akibat kekurangan hara 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.

5. Produktivitas dalam pertanian dan Implikasi Bagi Nutrisi Manusia1. Produktivitas dalam Pertaniana. 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 ManusiaSelama sistem 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.

DAFTAR PUSTAKAArnyana, I.B.P.1999.Buku Ajar Ekologi Tumbuhan.Singaraja:Program Study Pendidikan Biologi Jurusan Pendidikan Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam STKIP SingarajaMahmuddin. 2009. Produktivitas Ekosistem Hutan HujanTropis. Di akses di http://mahmuddin.wordpress.com pada tanggal 15 Mei 2014.Campbell, N. A., J. B. Reece, L. G. Mitchell. 2002. Biologi (terjemahan), Edisi kelima Jilid 3. Penerbit Erlangga. Jakarta.