Produktivitas

Apa yang dimaksud produksi dalam ekologi?

Produksi merupakan istilah umum bagi para ahli ekologi yang digunakan

dalam proses pemasukan dan penyimpanan energi didalam ekosistem.

Produktivitas dalam ekosistem terdapat dua macam yaitu produksi perimer dan

produksi sekunder (Irwan, 1997).

Apa yang dimaksud dengan produksi primer dan produksi sekunder?

Produksi primer adalah pemasukan-pemasukan yang mencakup pemindahan

energi cahaya mejadi energi kimia oleh produser. Produksi sekunder adalah

penggunaan energi pada binatang dan mikroba (Irwan, 1997).

Darimana asal produksi primer?

Produksi primer dari suatu ekositem berasal dari proses fotosintesis yang

dilakukan oleh tumbuhan hijau dengan pengikatan energi yang berasal dari sunar

matahari. Secara kimia proses fotosintesis merupakan reaksi oksida-reduksi,

meliputi penyimpanan bagian dari energi sinar matahari sebatas energi potensial

atau makanan (Irwan, 1997).

Bagaimman cara mengetahui tingkat produksivitas dalam ekosistem?

Produktivitas dari suatu ekosistem adalah kecepatan cahaya matahari yang

diikat oleh vegetasi menjadi produktivitas kotor, sesuai dengan kecepatan

fotosintesis. Sedangkan produksivitas netto dari vegetasi adalah produksi dalam

arti dapatdigunakan oleh organisme lain, yaitu sesuai degan kecepatan fotosintesis

(produksi bahan kering) dikurangi kecepatan respirasi. Oleh karena itu sihu dan

cahaya bervariasi selama 24 jam maka produksi tanaman dinyatakan dalam satuan

berat kering (gram/kilogram) per satuan luas permukaan tanah per musim atau

pertahun (Irwan, 1997).

Bagaimana rumus reaksi fotosintesis secara sederhana?

Bagaimana cara makhluk hidup heterotof memperoleh energi dalam suatu

ekosistem?

Makhluk hidup heterotof memaperoleh energi dengan cara melakukan

respirasi. Terdapat 3 macam respirasi yaitu :

a. Respirasi Aerobik-Oksigen

Respirasi ini merupakan kebalikan dari fotosintesis dan ini merupakan

cara tumbuhan tinggi atau binatang untuk memperoleh energi dala

perkembangnannya. Reaksinya adalah :

C6H12O6 ---------- 6CO2 + 6H2O + bahan

b. Respirasi anaerobik-Oksigen

Respirasi ini tidak memerlukan O2, senyawa anorganik merupakan aseptor

elektron (oksida). Respirasi ini terjadi pada makhluk saprophage (bakteri,

jamur, protozoa)

c. Fermentasi

Fermentasi termasuk respirasi aerobik, tetapi dengan bantuan senyawa

organik yang merupakan aseptor elektron (oksidan).

(Irwan, 1997).

Apa saja faktor-faktor yang mempengaruhi produktivitas ekosistem ?

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.

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.

b. Cahaya

Cahaya merupakan sumber energi primer bagi ekosistem. Cahaya

memiliki peran yang sangat vital dalam produktivitas primer karena hanya dengan

energi cahaya tumbuhan dan fitoplankton dapat melakukan fotosintesis. 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.

Pada ekosistem terestrial seperti hutan hujan tropis memiliki 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.

c. Air, curah hujan, dan kelembaban

Produktivitas pada ekosistem terestrial berkorelasi dengan ketersediaan air. Air

merupakan bahan dasar dalam proses fotosintesis, sehingga ketersediaan air

merupakan faktor pembatas terhadap aktivitas fotosintetik.  Secara kimiawi 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, 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 unsur 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.

d. Nutrien

Tumbuhan membutuhkan beragam nutrient anorganik, beberapa dalam

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

semuanya penting. Pada beberapa ekosistem terestrial, nutrient organik

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).

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

aluminiumlah 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 (Jordan, 1985 dalam Wiharto, 2007). 

f. Herbivora

Herbivora adalah faktor biotik yang mempengaruhi produktivitas vegetasi.

Sekitar 10 % dari produktivitas vegetasi darat dunia dikonsumsi oleh herbivor

biofag. Persentase ini bervariasi menurut tipe ekosistem darat (Barbour at al.,

1987). Namun demikian, menurut McNaughton dan Wolf (1998) bahwa akibat

yang ditimbulkan oleh herbivora pada produktivitas primer sangat sedikit sekali

diketahui. Bahkan hubungan antara herbivora 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.

Bagaimana cara mnegukur produktivitas ekositem?

Cara yang ideal untuk mengukur produktivitas adalah dengan jalan mengukur

arus energi yang melalui sistem, tetapi dalam kenyataannya cara ini sulit untuk

dilaksanakan. Pengukuran produktivitas yang sering dilakukan berdasarkan

kuantitas tidak langsung antara lain dengan mengukur :

1.      Jumlah senyawa yang dihasilkan

2.      Bahan mentah yang diperlukan

3.      Hasil samping

Beberapa metode pengukuran produktivitas antara lain :

1.    Metode panen

Dilakukan dengan menimbang hasil panen. Metode ini kurang teliti jika

sebagian hasil dimakan oleh herbivora. Metode ini digunakan pada tanaman

budidaya. Metode ini digunakan untuk mengukur produksi komunitas bersih.

2.    Pengukuran oksigen

Oksigen yang dikeluarkan atau diproduksi dapat dipakai sebagai dasar

pengukuran produktivatas suatu komunitas. Metode ini biasanya dipakai untuk

mengukur produktivitas perairan.

3.    Metode karbondioksida

Digunakan untuk tanaman atau organisme darat. Pada siang hari terdapat

fotosintesis dan respirasi, sedangkan pada malam hari hanya terjadi respirasi.

Produktivutas primer adalah jumlah karbondioksida pada siang hari ditambah

karbondioksida pada malam hari.

4.    Metode pH

Metode ini digunakan pada ekosistem periaran. Pada ekosistem perairan,

pH air merupakan fungsi dari kadar karbodioksida terlarut. Metode ini baik

dilakukan di laboratorium karena mudah dikontrol.

5.    Pengukuran berkurangnya bahan mentah

Berkurangnya kandungan bahan – bahan mentah yang tersedia

menggambarkan tingkat produktivitas. Metode ini baik dilakukan pada

ekosistem peraiaran. Metode ini mengukur produksi bersih komunitas.

6.    Metode radioaktivitas

Dengan adanya unsur – unsur radioaktif dapat digunakan dalam

pengukuran produktivitas, yaitu dengan menggunakan C, O, atau P radioaktif.

Metode ini digunakan untuk mengukur produktivitas bersih,

7.    Metode klorofil

Metode ini berdasar pada kandungan klorofil per area dalam suatu

komunitas. Metode ini digunakan untuk mengukur produktivitas kotor.

Berapa produktivitas primer biosfer?

DAFTAR PUSTAKA

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

kelima Jilid 3. Penerbit Erlangga. Jakarta.

Irwan, Zoer’aini Djamal. 1997. Prinsip-Prinsip Ekologi dan Organisasi :

Ekosistem, Komunitas, dan Lingkungan. Bumi Aksara : Jakarta.

Jordan, C. F. 1995. Nutrient Cycling in Tropical Ecosystem. John Wiley and Sons,

New York.

Mcnaughton, S.J., L. L. Wolf. 1998. Ekologi Umum (terjemahan), Edisi kedua.

Gadjah Mada University Press. Yogyakarta.

Wiharto, M. 2007. Produktivitas Vegetasi Hutan Hujan Tropis. (pdf_file).