KOMUNITAS TUMBUHAN: Struktut Trofik, Aliran Energi, Produktivitas

(1)

KOMUNITAS TUMBUHAN:

Struktut Trofik, Aliran Energi,

Produktivitas

ALANINDRA SAPUTRA

PRODI PENDIDIKAN BIOLOGI FAKULTAS KEGURUAN DAN ILMU PENDIDIKAN

UNIVERSITAS SEBELAS MARET SURAKARTA

[email protected]

(2)

STRUKTUR TROFIK merupakan salah satu faktor kunci DINAMIKA KOMUNITAS

Struktur trofik suatu komunitas ditentukan

oleh hubungan makan dimakan diantara

organisme di dalam komunitas

Transfer energi makanan dari sumber

utamanya (organisme fotosintetik)

melalui herbivora dan karnivora

dinamakan RANTAI MAKANAN

(3)

Tingkatan yang mewakili organisme dalam rantai makanan tempat terjadi transfer makanan

(energi) disebut tigkat trofik. Tingkatan trofik dalam suatu rantai

makana adalah sebagai berikut:

Tumbuhan atau produsen merupakan tingkat trofik pertama Herbivor atau konsumen primer merupakan tingkat trofik kedua Karnivor atau konsumen sekunder merupakan tingkat ketiga

Karnivo puncak atau konsumen tersier memakan konsumen primer dan sekunder, merupakan tingkat trofik keempat

(4)

Tingkat Trofik Pertama

Semua organisme produsen. Semua jenis tumbuhan hijau membentuk tingkat trofik

pertama.

Pada tingkat trofik pertama, produsen primer (tumbuhan, alga, dan beberapa bakteri) menggunakan energi matahari untuk menghasilkan bahan

tanaman organik melalui fotosintesis.

(5)

Tingkat Trofik Kedua

Semua organisme yang berstatus sebagai

herbivora. Semua herbivora (konsumen primer)

membentuk tingkat trofik kedua.

Hewan Herbivora yang makan hanya pada

tanaman membuat tingkat trofik kedua.

(6)

Tingkat Trofik Ketiga

Semua organisme yang

berstatus sebagai karnivora kecil (konsumen sekunder). Predator yang memakan herbivora terdiri dari tingkat trofik ketiga, jika predator yang lebih besar hadir, mereka mewakili tingkat trofik lebih tinggi lagi.

(7)

Tingkat Trofik Keempat

karnivora besar

(Karnivora tingkat tinggi). Organisme yang

makanannya pada

beberapa tingkat trofik (misalnya, beruang

grizzly yang memakan buah dan salmon)

diklasifikasikan pada

tingkat trofik tertinggi di mana mereka makan.

(8)

Tingkat Trofik Kelima

perombak (dekomposer dan transformer) atau semua mikroorganisme.

Dekomposer, yang meliputi bakteri, jamur, jamur,

cacing, dan serangga, memecah limbah dan organisme mati dan

mengembalikan nutrisi ke dalam tanah.

(9)

(10)

RANTAI MAKANAN

Rantai Makanan?? Tingkat trofik ????

(11)

RANTAI MAKANAN

Merupakan suatu bagan

yang digunakan untuk

mengilustrasikan aliran

energi dari satu tingkat

trofik ke tingkat trofik

yang lain

Tingkat trofik: sekelompok

organisme yang

memperoleh energi dari

sumber yang sama dan

dengan cara yang sama

(12)

RANTAI MAKANAN

Jumlah tingkatan trofik pada

rantai makanan ????  hipotesis:

mengapa rantai makanan

pendek??

Tingkat trofik paling tinggi ??

Produktifitas sekunder???

(13)

RANTAI MAKANAN

Jumlah tingkatan trofik pada rantai

makanan tergantung pada karakter

lingkungan (locality) dan jumlah spesies

Hipotesis mengapa rantai makanan relatif

pendek 

1. Hipotesis Energetik

panjang rantai makanan dibatasi oleh

inefisiensi transfer energi sepanjang rantai

2. hipotesis stabilitas dinamis

panjang rantai makanan tidak stabil,

disebabkan top predator akan punah

(14)

RANTAI MAKANAN

Tingkat trofik paling tinggi

ditempati oleh hewan yang tidak

memiliki predator di komunitas

tersebut

Produktifitas sekunder: jumlah total

biomassa yang dihasilkan oleh

seluruh tingkat trofik yang lebih

tinggi

(15)

(16)

(17)

Dimana peran komunitas tumbuhan

dalam rantai makanan dan

jaring-jarring makanan?

Vegetasi sangat berperan dalam rantai

makanan. Vegetasi menjadi produsen.

Vegetasi dengan diversitas yang tinggi

juga dapat mempengaruhi rantai

(18)

KEYSTONE SPECIES

Spesies yang terdapat di suatu

komunitas yang memiliki

pengaruh signifikan terhadap

struktur komunitas tersebut

Menentukan kemelimpahan

spesies

(19)

(20)

Keystone species sangat penting dalam

suatu komunitas

Secara umum, keystone species

berperan dalam menjaga

keanekaragaman spesies

Kepunahan keystone species dapat

menghilangkan relung ekologi banyak

spesies lain

Seringkali, keystone species memodifikasi

lingkungan dimana organisme lain dapat

hidup, atau keystone species dapat

menjadi predator yang menjaga

diversitas pada level trofik tertentu

(21)

Kelp Forests

(22)

Struktur trofik dapat disusun secara urut sesuai hubungan makan dan dimakan antar trofik yang secara umum memperlihatkan bentuk kerucut atau piramid.

Piramida ekologi ini berfungsi

untuk menunjukkan

gambaran perbandingan antar trofik pada suatu ekosistem. Pada tingkat

pertama ditempati produsen sebagai dasar dari piramida ekologi, selanjutnya

konsumen primer, sekunder, tersier sampai konsumen

puncak.

(23)

1. Piramida energi

2. Piramida biomassa

3. Piramida jumlah

(24)

PIRAMIDA ENERGI

Piramida energi adalah

piramida yang menggambarkan

hilangnya energi pada saat perpindahan energi makanan di setiap tingkat trofik dalam suatu

ekosistem.

Pada piramida energi terjadi penurunan

sejumlah energi berturut-turut yang tersedia di tiap tingkat trofik

(25)

PIRAMIDA BIOMASSA

Piramida biomassa yaitu suatu

piramida yang menggambarkan berkurangnya transfer energi pada setiap tingkat trofik dalam suatu ekosistem.

Pada piramida biomassa setiap

tingkat trofik menunjukkan berat kering dari seluruh organisme di tingkat trofik yang dinyatakan

dalam gram/m2. Umumnya bentuk piramida biomassa akan mengecil ke arah puncak, karena

perpindahan energi antara tingkat trofik tidak efisien. Tetapi piramida biomassa dapat berbentuk terbalik.

(26)

PIRAMIDA JUMLAH

Yaitu suatu piramida yang

menggambarkan jumlah individu pada setiap tingkat trofik dalam suatu

ekosistem.

Piramida jumlah umumnya berbentuk menyempit ke atas. Organisme piramida jumlah mulai tingkat trofik terendah

sampai puncak adalah sama seperti piramida yang lain yaitu produsen, konsumen primer dan konsumen

sekunder, dan konsumen tertier. Artinya jumlah tumbuhan dalam taraf trofik

pertama lebih banyak dari pada hewan (konsumen primer) di taraf trofik kedua

(27)

1. Produktivitas primer

2. Transfer energi melalui tingkat trofik

(28)

KONSEP ENERGI

• Hukum Thermodinamika 1 : Energi dapat

diubah bentuknya ke bentuk lain, tetapi

tidak dapat diciptakan atau dimusnahkan.

• Hukum Thermodinamika 2 : Tidak ada proses

yang terlibat dalam perubahan bentuk

energi berjalan spontan, melainkan terjadi

degradasi energi dari bentuk terkonsentrasi

ke bentuk tersebar (Tidak ada perubah an

energi yang berjalan secara efisien).

(29)

(30)

ENERGY CONCEPT IN ECOSYSTEM

Energy flow diagram through a simple straight food chain

(31)

Organisme dikelompokkan menurut cara makan (trofik)

Autotrophik --- Produsen

Heterotrophik --- Konsumen (primer --- herbivora sekunder --- karnivora )

Biomasa/standing crop: energi yang tersimpan pada tingkat trophik sesaat tertentu.

Produktivitas: laju total energi yang tersimpan dalam suatu komunitas atau ekosistem per unit waktu.

•Produktivitas primer (PP) --- GPP, NPP •Produktivitas sekunder

(32)

(33)

Transformasi energi dalam ekosistem

A. Produsen (sumber energi primer)

Tumbuhan  produsen

1. Energi (sinar UV) dari matahari ke tumbuhan 2. Tumbuhan melalui fotosintesis, menghasilkan

(34)

B. Konsumen

Organisme yang makan tumbuhan atau organisme lain untuk mendapatkan energi.

(35)

(36)

Aliran energi dalam ekosistem

(37)

Perbedaan aliran energi dan aliran materi



Aliran energi :

1. Energi yang mengalir dalam ekosistem berasal dari matahari 2. Dapat mengalami reduksi di sepanjang lintasan yang dilaluinya artinya

lintasan aliran energi tidak membentuk

daur



Aliran Materi

1. Materi tidak berasal dari matahari tetapi diperoleh dari

lingkungan abiotik

2. Lintasan aliran materi berjalan membentuk suatu daur materi

sehingga dalam keseimbangan

ekosistem materi tidak pernah hilang. Ex:

(38)

Aliran energi merupakan rangkaian urutan

pemindahan bentuk

energi

satu ke

bentuk energi yang lain.

Sinar Matahari Produsen Konsumen Primer (Herbivora) Konsumen Tingkat Tinggi (Karnivora) Saproba

(39)

Pengertian Aliran Energi dalam Ekosistem

Proses berpindahnya energi dari suatu tingkat

trofik ke tingkat trofik berikutnya yang dapat

digambarkan dengan rantai makanan atau

dengan piramida biomasa.

Ekosistem mempertahankan diri dengan siklus

energi dan nutrisi yang diperoleh dari sumber

eksternal.

(40)

Proses Aliran Energi

Dekomposer Tropik 4 (Karnivore 2) Tropik 3(Karnivore 1) Tropik 2(Herbivore) Tropik 1(Produsen)

(41)

ALIRAN ENERGI DARI MATAHARI KE PRODUSER,

KONSUMER DAN LINGKUNGAN DALAM EKOSISTEM

Daur materi terjadi antara produser dan konsumer di dalam daur global di antara ekosistem

ke daur global ke daur global

pana s

mata hari

Autotrof

(produser) _(konsumer)Heterotrof

pana s Produktivitas primer Daur materi Daur materi Bahan organik masuk Bahan organik masuk respirasi respirasi

(42)

90%

of E is

lost to heat

for each trophic level we go up

(43)

(44)

Efisiensi ekologis:

Persentase energi yang ditransfer

dari suatu tingkat triofik ke tingkat

trofik berikutnya

Perbandingan produktivitas bersih antara

trofik dengan trofik-trofik di atasnya

dinamakan efisiensi ekologi.

Diperkirakan hanya sekitar 10% energi

yang dapat ditransfer sebagai biomassa

dari trofik sebelumnya ke trofik berikutnya

(45)

Tiga kategori efisiensi transfer

1) Efisiensi konsumsi

2) Efisiensi asimilasi

(46)

1) Efisiensi konsumsi (consumption efficiency (CE))

Persentase produktivitas total pada suatu tingkat trofik yang dikonsumsi oleh tingkat trofik berikutnya

2) Efisiensi asimilasi (assimilation efficiency (AE))

Persentase energi makanan yang diasimilasi, dan dapat digunakan untuk pertumbuhan dan reproduksi

3) Efisiensi produksi (production efficiency (PE))

% of assimilated energy that is incorporated into new biomass (growth, reproduction)

(47)

Produktivitas primer

Jumlah karbon yang diproduksi

oleh organisme, terutama

(48)

Produser primer

Common Name

Blue-green algae (cyanobacteria)

Red algae

Brown algae

Green algae

Coccolithophorids

Dinoflagellates

Diatoms

Seagrass

(49)

Produktivitas primer



Produktivitas primer kotor (Gross Primary

Productivity (GPP))

Laju produksi materi organik dari materi anorganik oleh organisme autotrof.



Respirasi (R)

Laju konsumsi materi organik (konversi ke materi anorganik) oleh organisme.

(50)

Produktivitas primer

Produksi primer bersih (Net Primary Productivity (NPP))

(51)

(52)

Light & Dark Experiments

Fotosintesis: light + 6CO₂ + 6H₂O C₆H₁₂O₆+ 6O₂ Respirasi: C₆H₁₂O₆+ 6O₂ zooplankton phytoplankton dekomposisi 6CO₂ + 6H₂O

(53)

dark bottle light bottle

fotosintesis + respirasi respirasi

(54)

Perhitungan produktivitas primer

(Light - Initial) = (10 - 8) = 2 mg/L/hr = (GPP - R) = NPP

(Initial - Dark) = (8 - 5) = 3 mg/L/hr = Respirasi

(Light - Dark) = (10 - 5) = 5 mg/L/hr = (NPP + R) = GPP

Asumsi, inkubasi selama 1 jam.

Kandungan oksigen terlarut:

Initial bottle = 8 mg O

₂

/L

Light bottle = 10 mg O

₂

/L

(55)

Table 1. Average net primary production and biomass of

aquatic habitats. Data from R.H. Whittaker and G.E. Likens,

Human Ecol. 1: 357-369 (1973).

Habitat Net primary Production (g C/m2_/yr) Coral Reefs 2000 Kelp Bed 1900 Estuaries 1800 Seagrass Beds 1000 Mangrove Swamp 500