PIRAMIDA TROPIK EKOSISTEM

Dalam rantai makanan dikenal istilah tingkat trofik, yaitu tingkat dalam suatu rantai makanan yang menunjukkan pengelompokan organisme yang memiliki pola dan cara memperoleh makanan yang sama.

Hubungan organisme pada tingkat trofik digambarkan dalam bentuk piramida. Semakin ke atas bentuk piramida semakin mengecil.

Tingkat trofik tersebut terdiri dari produsen, konsumen primer, konsumen sekunder, konsumen tertier. Produsen selalu menempati tingkat trofik pertama atau paling bawah. 

Sedangkan herbivora atau konsumen primer menempati tingkat trofik kedua, konsumen sekunder menempati tingkat trofik ketiga, konsumen tertier menempati tingkat trofik ke empat atau puncak piramida.

Organisme yang berada di tingkat trofik atas mengkonsumsi organisme yang berada tepat di tingkat trofik di bawahnya. Bagian dasar piramida selalu dihuni oleh produsen, sedangkan konsumen menghuni tingkat trofik di atas produsen hingga puncak piramida. Jumlah produsen selalu lebih besar dari konsumen, begitu seterusnya jumlah konsumen yang menghuni tingkat trofik bawah lebih besar dibanding konsumen di tingkat trofik di atasnya.

Ada 3 macam piramida ekologi, yaitu :

1. Piramida jumlah individuDiagram batang yang menunjukkan jumlah relatif organisme dalam suatu rantai makanan dengan memperhitungkan hubungan antara predator dan mangsanya.Pelopor teori ini adalah Charles Elton (ahli ekologi inggris) pada abad ke 20. “Piramida jumlah disusun berdasarkan pada jumlah organismenya, bukan pada ukuran tubuh

organismenya”.

Berdasarkan jumlah pada tiap tingkat trofik. Organisme pada bagian di tingkat trofik pertama biasanya paling melimpah, sedangkan organisme di tingkat trofik kedua, ketiga, dan selanjutnya makin berkurang. Dapat juga ditemukan dalam bentuk piramida terbalik.

Kelebihan : Data yang diperlukan untuk membuat piramida jumlah individu relatif mudah dikumpulkan.

Kekurangan : karena tidak memperhatikan ukuran tubuh organisme, maka piramida yang terbentuk menjadi aneh.Pada ekosistem aquatik, dalam 1 meter persegi bisa saja terdapat ribuan bahkan jutaan plankton sebagai produsen. Tetapi pada ekosistem darat, 1 meter persegi hanya cukup ditempati oleh sebuah pohon. Jika digambarkan dalam bentuk diagram, maka bentuk piramida jumlah menunjukkan bentuk yang aneh.  2. Piramida biomassa

Piramida yang menggambarkan besarnya biomassa komponen biotik suatu ekosistem pada waktu tertentu. Biomassa adalah massa organisme pada tiap tingkat rantai makanan.Ukuran organisme menentukan laju metabolismenya. Makin kecil ukurannya makin besar metabolismenya per gram biomassa, dan makin kecil pula biomassanya.

“setiap tingkat trofik pada piramida biomassa menunjukkan berat kering dari seluruh organisme di tingkat trofik yang dinyatakan dalam gram/m2”.

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

Piramida biomassa berfungsi menggambarkan perpaduan massa seluruh organisme di habitat

tertentu,dan di ukur dalam gram. Untuk menghindari kerusakan habitat maka biasanya hanya diambil sedikit sample dan di ukur,kemudian total seluruh biomassa dihitung

Misalnya di lautan terbuka produsennya adalah fitoplankton mikroskopik, sedangkan konsumennya adalah makhluk mikroskopik sampai makhluk besar seperti paus biru dimana biomassa paus biru melebihi produsennya. Puncak piramida biomassa memiliki biomassa terendah yang berarti jumlah individunya sedikit, dan umumnya individu karnivora pada puncak piramida bertubuh besar. 

Kelemahan :  tidak adanya penjelasan yang diambil dari laju pembentukan biomassa, hanya jumlah biomassa yang ada pada waktu tertentu. Misalnya Jumlah bakteri yang hidup pada suatu saat akan jauh lebih kecil dari jumlah mamalia dan ikan, walaupun pemanfaatan energi kedua kelompok sama besarnya.

Kelebihan : Mampu menunjukkan hubungan kuantitatif biomassa dalam suatu ekosistem yang lebih baik dari piramida jumlah individu.

Biomassa adalah ukuran berat materi hidup di waktu tertentu. Piramida biomassa berfungsi menggambarkan perpaduan massa seluruh organisme di habitat tertentu, dan diukur dalam gram. Dapat juga ditemukan dalam bentuk piramida terbalik

3. piramida energi

Piramida yang disusun dalam satuan kalori untuk menggambarkan distribusi energi pada setiap tingkatan trofik dalam rantai makanan. Piramida energi menggunakan faktor waktu  untuk menggambarkan banyaknya organisme yang dihasilkan dalam satuan waktu tertentu. Total energi yang dikandung oleh produsen lebih besar dari konsumen. Sementara itu secara berantai total energi yang terdapat pada konsumen tingkat bawah lebih besar dari konsumen yang berada pada tingkat trofik atasnya.

Pada piramida energi terjadi penurunan sejumlah energi berturut-turut yang tersedia di tiap tingkat trofik. Berkurang-nya energi yang terjadi di setiap trofik terjadi karena beberapa faktor (dijelaskan pada transfer energi). Secara umum konsumen hanya mampu memanfaatkan 10% energi yang diperoleh dari organisme yang berada pada tingkat trofik di bawahnya. Karena sebagian besar energi terbuang sebagai panas.

Kelemahan :tiap organisme yang ditetapkan hanya diperuntukkan untuk satu tingkat trofik. Padahal untuk beberapa organisme, tingkat trofik dapat bervariasi sesuai dengan apa yang dimakannya.

Kelebihan :mampu memberi gambaran menyeluruh mengenai sifat-sifat fungsional komunitas yang terjadi pada komponen biotik suatu ekosistem. Piramida energi juga menunjukkan kecepatan arus makanan melalui rantai makanan. Bentuk piramida energi tidak dipengaruhi oleh ukuran suatu organisme dan kecepatan metabolisme individu.

Piramida energi mampu memberikan gambaran paling akurat tentang aliran energi dalam ekosistem. Piramida energi tidak pernah ditemukan dalam keadaan terbalik.Pada piramida energi terjadi penurunan sejumlah energi berturut turut yang tersedia di tiap tingkat trofik.

3. Piramida Makanan

Piramida makanan menurut Wasis : 2008 adalah suatu piramida yang menggambarkan perbandingan komposisi jumlah biomassa dan energi dari produsen sampai konsumen puncak dalam suatu ekosistem. Komposisi biomassa terbesar terdapat pada produsen yang menempati dasar piramida. Demikian pula jumlah energi terbesar terdapat pada dasar piramida. Komposisi biomassa dan energi ini semakin ke atas semakin kecil karena selama proses perpindahan energi terjadi penyusutan jumlah energi pada setiap tingkat trofik. Piramida makanan dalam ekosistem yang seimbang dapat ditunjukkan pada Gambar 11.

Dalam ekosistem seringkali terdapat dua konsumen atau lebih yang menempati puncak piramida, sehingga ada piramida makanan dengan satu puncak dan piramida makanan dengan dua puncak. Piramida makanan dengan satu puncak berarti hanya terdapat satu jenis karnivora yang menempati puncak piramida (konsumen puncak). Piramida makanan dengan dua puncak berarti pada puncak piramida ditempati oleh dua jenis karnivora yang keduanya tidak saling memakan.

Gambar 11. (a) Piramida makanan dengan satu puncak (b) piramida makanan dengan dua puncak.

Sumber. Bdol.glenco

Gambar 11. (a) Piramida makanan dengan satu puncak (b) piramida makanan dengan dua puncak.

Sumber: Wasis,

Struktur trofik suatu ekosistem menentukan lintasan aliran energi dan siklus nutrien. Jalur di sepanjang perpindahan makanan dari tingkat trofik satu ke tingkat trofik yang lain dan yang dimulai dari produsen primer, dikenal sebagai rantai makanan. Panjang rantai makanan dibatasi oleh jumlah energi yang dipindahkan dari satu tingkat ke tingkat berikutnya. Pada umumnya makin rendah tingkat trofik dari suatu jenis makhluk hidup di dalam suatu ekosistem, maka makin besar jumlah dari jenis makhluk hidup itu, hal ini akan membentuk suatu piramida. Ada tiga macam piramida dalam ekologi, yaitu sebagai berikut.

a. Piramida jumlahTiap-tiap bagian dari piramida ini menyatakan jumlah organisme untuk tingkat trofik tersebut, misalnya piramida jumlah dari suatu padang rumput di suatu tempat. Luas padang rumput yang diselidiki adalah satu hektar. Pada tingkat trofik ke-1 adalah produsen dan terdiri atas 5.842.428 rumpun rumput. Tingkat trofik ke-2 merupakan konsumen ke-1 (KI), berupa hewan-hewan herbivora seperti belalang, ulat, dan serangga lainnya sebanyak 708.626 ekor. Tingkat trofik ketiga adalah konsumen ke-2 (KII) yaitu laba-laba, semut, dan serangga–serangga pemakan hewan lainnya sebanyak 354.902 ekor. Tingkat trofik ke-4 merupakan konsumen ketiga (KIII) berupa hewan karnivora dan omnivora (pemakan hewan dan tumbuhan), seperti ular dan burung sebanyak empat ekor. Dari uraian di atas dapatlah diketahui bahwa makin tinggi tingkat trofik makin kecil jumlah individu, sehingga diperoleh piramida jumlah seperti di bawah ini.

Gambar 12. Piramida jumlah

2. Piramida BiomassaBiomassa mengacu pada bahan organik hidup, yang dinyatakan sebagai massa kering per unit area (ton/ha). Biomassa adalah material organik pada tumbuhan sebagai hasil fotosintesis, Pada piramida biomassa, tiap bagian trofik menyatakan berat kering seluruh tubuh organisme di tingkat trofik tersebut per meter persegi. Contoh piramida biomassa diambil dari ekosistem di Karang Eniwetok.

Produsen = 5.842.428

KI =708.626

KII= 354.902

KIII=4

K III = 2,7 kg/m2

K II = 11 kg/m2

K I = 37 kg/m2

Produsen =703 kg/m2

Gambar 5. Piramida Biomassa

3. Piramida EnergiTiap bagian dari piramida energi ini menyatakan banyaknya aliran energi untuk tingkat

trofik. Di dalam ekosistem, dari proses makan dimakan terjadi aliran energi. Sumber energi utama adalah cahaya matahari. Energi yang diterima adalah 20810 g kal/m2 dan diubah menjadi energi kimia menjadi 8853 g kal. Dari 8853 g kal, energi yang masuk ke tubuh konsumen ke-1 hanya 3368 g kal yang diubah menjadi biomasa oleh konsumen ke-1 adalah 1478 g kal. Dari 1478 g kal yang masuk ke dalam tubuh konsumen ke-2 hanya 383 g kal dan yang diubah menjadi biomasa hanya 67 g kal. Sisanya digunakan untuk keperluan hidupnya. Demikian seterusnya, semakin tinggi tingkat tropik makin sedikit energi yang tertinggal.

K III 6 g kal

Gambar 6. Piramida Energi

Perpindahan energi dan zat-zat (materi) dapat dilihat pada skema berikut ini.

Produsen 8853 g kal

KI 1478 g kal

67 g kal

Matahari

panas

Gambar 7. Bagan Perpindahan Energi dan Materi di dalam Ekosistem

(Sumber : Soeriaatmadja, 2001)

Estuari

Estuari (muara) merupakan tempat bersatunya sungai dengan laut. Estuari sering dipagari oleh lempengan lumpur intertidal yang luas atau rawa garam. Salinitas air berubah secara bertahap mulai dari daerah air tawar ke laut. Salinitas ini juga dipengaruhi oleh siklus harian dengan pasang surut aimya. Nutrien dari sungai memperkaya estuari.

Komunitas tumbuhan yang hidup di estuari antara lain rumput rawa garam, ganggang, dan fitoplankton. Komunitas hewannya antara lain berbagai cacing, kerang, kepiting, dan ikan. Bahkan ada beberapa invertebrata laut dan ikan laut yang menjadikan estuari sebagai tempat kawin atau bermigrasi untuk menuju habitat air tawar. Estuari juga merupakan tempat mencari makan bagi vertebrata semi air, yaitu unggas air. Estuaria adalah suatu perairan semi tertutup yang terdapat di hilir sungai dan masih berhubungan dengan laut, sehingga memungkinkan terjadinya percampuran air laut dan air tawar dari sungai atau Drainase yang berasal dari muara sungai, teluk, rawa pasang surut.

Bentuk estuaria bervariasi dan sangat bergantung pada besar kecilnya air sungai, kisaran pasang surut, dan bentuk garis pantai. Kebanyakan estuaria didominasi subtrat Lumpur yang berasal dari endapan yang dibawa oleh air tawar maupun air laut. Karena partikel yang mengendap kebanyakan bersifat organik, subtrat

Produsen (tumbuhan berkolorofil)

Konsumen 1

(Hewan herbivora)

Konsumen II (Hewan Karnivora)

Sisa-sisa / tumbuhan dan

hewan yang mati

Penguraian oleh bakteri dan jamur

tanah

Proses de-mineralisasi oleh mikroba

Bahan-bahan

mineral

dasar estuaria biasanya kaya akan bahan organik. Bahan organic ini menjadi cadangan makanan utama bagi organisme estuaria. Berikut gambar beberapa contoh estuaria:

Klasifikasi

1. Estuaria berstratifikasi nyata atau bajigaram dicirikan oleh adanya batas yang jelas antara air tawar dan air laut, didapatkan dilokasi dimana aliran air tawar lebih dominant ketimbang penyusupan air laut.

2. Estuaria bercampur sempurna atau estuaria homogen vertical, pengaruh pasang surut sangat dominant dan kuat sehingga air bercampur sempurna dan tidak membentuk stratifikasi.

3. Estuaria berstratifikasi sebagian (moderat), paling umum dijumpai. Aliran air tawar seimbang dengan masuknya air laut bersama arus pasang.

Berikut penjelasan pada gambar dibawah ini:Biota estuaria

1. Hewan

Spesies endemik (seluruh hidupnya tinggal di estuaria) seperti berbagai macam kerang dan kepiting serta berbagai macam ikan.

Spesies yang tinggal di estuaria untuk sementara seperti larva, beberapa spesies udang dan ikan yang setelah dewasa berimigrasi ke laut.

Spesies ikan yang menggunakan estuaria sebagai jalur imigrasi dari laut ke sungai dan sebaliknya seperti sidat dan ikan salmon.

2. Tumbuhan

o Tumbuhan Lamun (sea grass)

o Algae makro (sea weeds) yang tumbuh di dasar perairan.

o Algae mikro yang hidup sebagai plankton nabati atau hidup melekat pada daun lamun.

Karakteristik estuaria1. Keterlindungan: karena estuaria merupakan perairan semi tertutup sehingga biota akan terlindung

dari gelombang laut yang memungkinkan tumbuh mengakar di dasar estuaria dan memungkinkan larva kerang-kerangan menetap di dasar perairan.

2. Kedalaman: relativ dangkal→ memungkinkan cahaya matahari mencapai dasar perairan→ tumbuhan akuatik dapat berkembang di seluruh dasar perairan, karena dangkal memungkinkan penggelontoran (flushing) dengan lebih baik dan cepat serta menangkal masuknya predator dari laut terbuka (tidak suka perairan dangkal).

3. Salinitas air: air tawar menurunkan salinitas estuaria dan mendukung biota yang padat,aliran yang berlapis juga menguntungkan.

4. Sirkulasi air: perpaduan antara air tawar dari daratan, pasang surut dan salinitas menciptakan suatu system gerakan dan transport air yang bermanfaat bagi biota yang hidup tersuspensi dalam air, yaitu plangton.

5. Pasang: energinya merupakan tenega penngerak yang penting, antara lain mengangkut zat hara dan plangton serta mengencerkan dan meggelontorkan limbah.

6. Penyimpanan dan pendauran zat hara: kemampuan menyimpan energi, daun pohon mangrove dan lamun serta alga mengkonversi zat hara dan menyimpanyasebagai bahan organik untuk nantinya dimanfaatkan oleh organisme hewani.

Produktivitas Hayati EstuariaEkosistem estuaria merupakan ekosistem yang produktif. Produktivitas hayatinya setaraf dengan prokduktivitas hayati hutan hujan tropik dan ekosistem terumbu karang. Produktivitas hayati estuaria lebih tinggi ketimbang produktivitas hayati perairan laut dan ketimbang perairan tawar sebab:

1. Estuaria berperan sebagai penjebak zat hara.

Jebakan ini bersifat fisik dan biologis. Ekosistem estuaria mampu menyuburkan diri sendiri melalui :o Dipertahankanya dan cepat di daur ulangnya zat-zat hara oleh hewan-hewan yang hidup di

dasar esutaria seperti bermacam kerang dan cacing.o Produksi detritus, yaitu partikel- partikel serasah daun tumbuhan akuatik makro (makrofiton

akuatik) seperti lamun yang kemudian di makan oleh bermacam ikan dan udang pemakan detritus.

o Pemanfaatan zat hara yang terpendam jauh dalam dasar lewat aktivitas mikroba (organisme renik seperti bakteri ), lewat akar tumbuhan yang masuk jauh kedalam dasar estuary, atau lewat aktivitas hewan penggali liang di dasar estuaria seperti bermacam cacing.

2. Di daerah tropik estuaria memperoleh manfaat besar dan kenyataanya bahwa tetumbuhan terdiri dari bermacam tipe yang komposisinya sedemikian rupa sehingga proses fotosintesis terjadi sepanjang tahun. Estuaria sering memiliki tiga tipe tumbuhan, yaitu tumbuhan makro (makrofiton) yang hidup di dasar estuary atau hidup melekat pada daun lamun dan mikrofiton yang hidup melayang-layang tersusvensi dalam air (fitoplangton). Proses fotosintesis yang berlansung sepanjang tahun ini menjamin bahwa tersedia makanan sepanjang tahun bagi hewan akuatik pemakan tumbuhan. Dalam hal ini mereka lebih baik, dinamakan hewan akuatik pemakan detritus, karena yang dimakan bukan daun segar melainkan partikel-partikel serasah makrofiton yang dinamakan detritus.

3. Aksi pasang surut (tide) menciptakan suatu ekosistem akuatik yang permukaan airnya berfluktuasi.

Pasang umumnya makin besar amplitudo pasang surut, makin tinggi pula potensi produksi estuaria, asalkan arus pasang tidak tidak mengakibatkan pengikisan berat dari tepi estuaria. Selain itu gerak bolak-balik air berupa arus pasang yang mengarah kedaratan dan arus surut yang mengarah kelaut bebas, dapat mengangkut bahan makanan, zat hara, fitoplanton, dan zooplangton.Peran Ekologis Estuaria

Secara singkat, peran ekologi estuaria yang penting adalah :

Merupakan sumber zat hara dan bahan organik bagi bagian estuari yang jauh dari garis pantai maupun yang berdekatan denganya, lewat sirkulasi pasang surut (tidal circulation).

Menyediakan habitat bagi sejumlah spesies ikan yang ekonomis penting sebagai tempat berlindung dan tempat mencari makan (feeding ground).

Memenuhi kebutuhan bermacam spesies ikan dan udang yang hidup dilepas pantai, tetapi bermigrasi keperairan dangkal dan berlindung untuk memproduksi dan/atau sebagai tempat tumbuh besar (nursery ground) anak mereka.

Sebagai potensi produksi makanan laut di estuaria yang sedikit banyak didiamkan dalam keadaan alami. Kijing yang bernilai komersial (Rangia euneata) memproduksi 2900 kg daging per ha dan 13.900 kg cangkang per ha pada perairan tertentu di texas.