KEGIATAN PEMBELAJARAN 2

Piramida Ekologi dan Produktifitas Ekosistem

A. Tujuan Pembelajaran

Setelah kegiatan pembelajaran 2 ini diharapkan dapat:

1. Membedakan berbagai macam piramida ekologi.

2. Menganalisis produktifitas ekosistem.

B. Uraian Materi

1. Piramida Ekologi

Hubungan organisme pada tingkat trofik ekosistem digambarkan dalam bentuk piramida. Semakin ke atas bentuk piramida semakin mengecil. Inilah yang disebut dengan piramida ekologi. Piramida ekologi adalah piramida abstrak yang menunjukkan hubungan struktur trofik dan fungsi trofik komponen-komponen biotik ekosistem. Berikut contoh gambar piramida ekologi.

Gambar Piramida ekologi

Sumber: satujam.com

Di dalam piramida ekologi produsen (tingkat trofik I) selalu berada di bagian dasar piramida. Konsumen primer (tingkat trofik II) berada tepat di atas produsen dan konsumen sekunder (tingkat trofik III) berada di bagian atas konsumen primer. Anda bisa amati bahwa semakin tinggi tingkat trofik suatu organisme semakin sedikit proporsinya di lingkungan.

Piramida ekologi berdasarkan fungsinya dibedakan menjadi 3, yaitu piramida jumlah, piramida biomassa, dan piramida energi. Masing-masing tipe memiliki kelemahan dan kelebihan dalam menggambarkan hubungan antara struktur dan fungsi trofiknya.

a. Piramida jumlah

Tipe ini menunjukkan jumlah relatif organisme pada suatu area dengan melihat hubungan antara predator dan mangsanya. Pelopor teori ini adalah Charles Elton (ahli ekologi Inggris) pada abad ke 20. Jumlah organisme dihitung dalam satuan luas area tertentu. Di dalam piramida jumlah semakin tinggi tingkat trofik organisme semakin sedikit jumlahnya di lingkungan.

Gambar Piramida jumlah

Sumber: mudahbiologi.blogspot.com

b. Piramida biomassa

Biomassa adalah taksiran massa organisme (biomassa) yang mewakili tiap tingkat trofik pada waktu tertentu. Massa kering tiap individu dalam suatu ekosistem ditimbang dan dicatat. Ukuran yang digunakan biasanya menggunakan gram (massa kering organisme) per satuan luas (gr/m2 atau kg/ha). Piramida biomassa dibuat berdasarkan massa total populasi organisme pada suatu waktu. Cara ini dianggap lebih baik dalam menggambarkan hubungan tingkat trofik komponen biotik daripada piramida jumlah.

Gambar piramida biomassa

Sumber: www.amongguru.com

Piramida biomassa dibedakan menjadi dua, yaitu piramida biomassa tegak dan piramida biomassa terbalik.

1. Piramida Biomassa Tegak

Piramida biomassa tegak menggambarkan massa gabungan semua produsen yang lebih besar daripada massa gabungan tiap tingkatan konsumennya. Piramida biomassa tegak biasanya terjadi pada ekosistem darat.

2. Piramida Biomassa Terbalik

Piramida biomassa terbalik menggambarkan massa gabungan dari produsennya lebih kecil daripada massa gabungan tingkatan konsumen di atasnya. Meskipun demikian, massa produsen yang lebih sedikit ini dapat mampu menopang kelangsungan hidup konsumen di atasnya. Contoh piramida biomassa terbalik adalah pada ekosistem perairan.

c. Piramida energi

Piramida energi menggambarkan hubungan tiap organisme pada tingkatan trofik sesuai perpindahan energi yang dimulai dari produsen hingga konsumen puncak. Di dalam piramida energi, aliran energi yang diterima setiap kelompok trafik akan mengalami penurunan pada tiap kelompok trofik selanjutnya. Dengan demikian, tiap kelompok trofik akan membentuk semacam piramida dengan produsen sebagai penerima dan pemilik energi terbesar diikuti kelompok trofik berikutnya.

Semakin berkurangnya aliran energi pada tiap kelompok trafik ini disebabkan oleh beberapa hal berikut:

1) Tidak semua bagian makanan dapat dimakan dan dicerna, sehingga ada yang tersisa dan ada yang menjadi kotoran (residu).

2. Hanya ada beberapa saja dari makanan yang dimanfaatkan oleh organisme pada tingkatan trofik berikutnya.

3. Sebagian energi yang diperoleh dikonversi terlebih dahulu sebagai sumber energi untuk beraktivitas.

Gambar Piramida energi

Sumber: : mudahbiologi.blogspot.com

2. Produktifitas Ekosistem

Energi dapat berubah menjadi bentuk lain, seperti energi kimia, energi mekanik, energi listrik, dan energi panas. Perubahan bentuk energi menjadi bentuk lain ini dinamakan transformasi energi. Sumber energi utama bagi kehidupan adalah cahaya matahari. Energi cahaya matahari masuk ke dalam komponen biotik melalui produsen (organisme fotoautotropik) yang diubah menjadi energi kimia tersimpan di dalam senyawa organik. Energi kimia mengalir dari produsen ke konsumen dari berbagai tingkat tropik melalui jalur rantai makanan. Energi kimia tersebut digunakan organisme untuk pertumbuhan dan perkembangan.Kemampuan organisme-organisme dalam ekosistem untuk menerima dan menyimpan energi dinamakan produktivitas ekosistem.

Produktivitas ekosistem yaitu keseluruhan sistem yang dinyatakan dengan biomassa atau bioenergi dalam kurun waktu tertentu. Produktivitas ekosistem merupakan

parameter pengukuran yang penting dalam penentuan aliran energi total melalui semua tingkat trofik dari suatu ekosistem. Produktivitas ekosistem terdiri dari produktivitas primer dan produktivitas sekunder.

a. Produktivitas primer

Produktivitas primer adalah kecepatan organisme autotrop sebagai produsen mengubah energi cahaya matahari menjadi energi kimia dalam bentuk bahan organik. Hanya sebagian kecil energi cahaya yang dapat diserap oleh produsen. Produktivitas primer berbeda pada setiap ekosistem, yang terbesar ada pada ekosistem hutan hujan tropis dan ekosistem hutan bakau.

Seluruh bahan organik yang dihasilkan dari proses fotosintesis pada organisme fotoautotrop disebut produktivitas primer kotor (PPK). Lebih kurang 20% dari PPK digunakan oleh organisme fotoautotrop untuk respirasi, tumbuh dan berkembang. Sisa PPK yang baru disimpan dikenal sebagai produktivitas primer bersih (PPB). Biomassa organisme autotrop (produsen) diperkirakan mencapai 50%-90% dari seluruh bahan organik hasil fotosintesis. Hal ini menunjukkan simpanan energi kimia yang dapat ditransfer ke trofik selanjutnya melalui hubungan makan dimakan dalam ekosistem.

b. Produktivitas sekunder

Produktivitas sekunder adalah kecepatan organisme heterotrop mengubah energi kimia dari bahan organik yang dimakan menjadi simpanan energi kimia baru di dalam tubuhnya. Energi kimia dalam bahan organik yang berpindah dari produsen ke organisme heterotrop (konsumen primer) dipergunakan untuk aktivitas hidup dan hanya sebagian yang dapat diubah menjadi energi kimia yang tersimpan di dalam tubuhnya sebagai produktivitas bersih. Demikian juga perpindahan energi ke konsumen sekunder dan tersier akan selalu menjadi berkurang. Perbandingan produktivitasbersih 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.

Gambar Skema aliran energi dalam ekosistem

Sumber: noet1961.wordpress.com

Dalam rantai makanan tidak semua energi dari satu tingkatan trofik ke tingkatan trofik berikutnya berpindah secara sempurna, selama perjalanannya energi terus berkurang karena hilang ke lingkungan selama perpindahan dari tumbuhan ke konsumen primer dan dari konsiumen primer ke konsumen sekunder dan seterusnya. Hilangnya energi tersebut karena digunakan untuk proses respirasi oleh semua tingkatan trofik di sekosistem.

Selain itu, kehilangan energi yang paling besar adalah antara tumbuhan dan konsumen primer (herbivora). Hal ini terjadi karena:

a. tidak semua bagian tumbuhan dimakan oleh herbivora, misalnya jaringan batang dan akar.

b. tidak semua bagian tumbuhan dicerna secara sempurna oleh herbivora, karena tidak bisa terserap sempurna oleh pencernakan. misalnya serat kasar.

c. kehilangan energi sebagai panas selama dicerna di sistem pencernakan konsumen.

Gambar Kehilangan energi di rantai makanan

Sumber: As Level and A Level Biology 2007.

C. Rangkuman

1. Piramida ekologi adalah piramida abstrak yang menunjukkan hubungan struktur trofik dan fungsi trofik komponen-komponen biotik ekosistem.

2. Di dalam piramida ekologi produsen (tingkat trofik I) selalu berada di bagian dasar piramida. Konsumen primer (tingkat trofik II) berada tepat di atas produsen dan konsumen sekunder (tingkat trofik III) berada di bagian atas konsumen primer.

3. Piramida ekologi berdasarkan fungsinya dibedakan menjadi 3, yaitu piramida jumlah, piramida biomassa, dan piramida energi.

4. Produktivitas ekosistem yaitu keseluruhan sistem yang dinyatakan dengan biomassa atau bioenergi dalam kurun waktu tertentu. Produktivitas ekosistem terdiri dari produktivitas primer dan produktivitas sekunder.

5. Produktivitas primer adalah kecepatan organisme autotrop sebagai produsen mengubah energi cahaya matahari menjadi energi kimia dalam bentuk bahan organik. 6. Produktivitas sekunder adalah kecepatan organisme heterotrof mengubah energi kimia dari bahan organik yang dimakan menjadi simpanan energi kimia baru di dalam tubuhnya.

D. Penugasan Mandiri

Cermati gambar skema aliran energi dalam ekosistem berikut!

1. Hitunglah perbandingan produktifitas energi antara konsumen tingkat I dan konsumen tinkat II !

2. Jelaskan mengapa produktifitas energi pada konsumen tingkat I paling tidak efektif dibanding produktiftas energy pada konsumen tingkat II dan konsumen tingkat III ?

E. Latihan Soal

Petunjuk: Pilihlah salah satu jawaban yang paling benar!

1. Di suatu ekosistem terdapat rumput-rumputan sebanyak 10.000, belalang sebanyak 3.500, katak sebanyak 1.000, dan ular sebanyak 500. Gambaran piramida jumlah yang benar adalah….

2. Gambar Piramida Ekologi.

Penjelasan yang tepat terkait gambar tersebut adalah….

A. piramida jumlah pada ekosistem hutan hujan tropis

B. piramida jumlah pada ekosistem perairan

C. piramida biomassa pada ekosistem hutan hujan tropis

D. piramida biomasa pada ekosistem perairan

E. piramida energi pada ekosistem hutan hukan tropis

3. Yang manakah ekosistem ini mempunyai produktivitas primer terendah permeter persegi?

A. Suatu rawa asin

B. Suatu lautan terbuka

C. Suatu terumbu karang

D. Suatu padang rumput

E. Suatu hutan hujan tropis

4. Dalam ekosistem konsumen tingkat I paling tidak efektif dalam menggunakan energinya. Alasan yang tepat terkait pernyatan tersebut adalah….

A. herbivora tidak mampu secara sempurna mencerna serat kasar dari tumbuhan sehingga banayak energi yang terbuang bersama feses.

B. herbivora banyak melakukan aktifitas respirasi sehingga energi yang dibutuhkan lebih banyak.

C. herbivora tidak mampu mengkonsumsi semua jenis produsen sehingga energi yang tersedia di alam tidak dapat dimanfaatkan secara optimal.

D. beberapa herbivora memamah biak sehingga energi yang terkandung dalam makanannya tidak termanfaatkan secara sempurna.

E. Pencernakan herbivora dibantu oleh mikroorganisme untuk menghancurkan selulosa pada makanannya.

Kunci jawaban, pembahasan dan pedoman penilaian

Nomor soal	Kunci jawaban	Pembahasan
1.	B	Piramida jumlah menggambarkan jumlah individu di setiap tingkatan trofik, mulai dari produsen, konsumen tingkat I, konsumen tingkat II, konsumen tingkat III dan pengurai. Tingkatan susunan piramida tersebut tergantung tingkatan trofik yang diduduki oleh makhluk hidup di ekosistem tersebut.
2.	C	Piramida biomassa tegak menggambarkan massa gabungan semua produsen yang lebih besar daripada massa gabungan tiap tingkatan konsumennya. Piramida biomassa tegak biasanya terjadi pada ekosistem darat
3.	C	Produktivitas primer adalah kecepatan organisme autotrof sebagai produsen mengubah energi cahaya matahari menjadi energi kimia dalam bentuk bahan organik. Hanya sebagian kecil energi cahaya yang dapat diserap oleh produsen. Produktivitas primer berbeda pada setiap ekosistem, yang terbesar ada pada ekosistem hutan hujan tropis dan ekosistem hutan bakau. Yang paling kecil adalah wilayah yang sedikit mendapatkan penetrasi sinar matahasi, misalnya terumbu karang.
4.	A	herbivora tidak mampu secara sempurna mencerna serat kasar dari tumbuhan sehingga banayak energi yang terbuang bersama feses, sedangkan karnivora dapat mencerna sempurna makanan berupa daging.

Ket: Setiap nomor soal diberi skor = 1

Cocokkanlah jawaban Anda dengan Kunci Jawaban yang terdapat di bagian akhir modul ini. Hitunglah jawaban yang benar. Kemudian, gunakan rumus berikut untuk mengetahui tingkat penguasaan Anda terhadap materi Kegiatan Belajar 2.

Nilai = Jumlah skor Perolehan/Jumlah Skor Maksimum x 100%

Konversi tingkat penguasaan:

90 - 100% = baik sekali

80 - 89% = baik

70 - 79% = cukup

< 70% = kurang

Apabila mencapai tingkat penguasaan 80% atau lebih, Anda dapat meneruskan dengan Kegiatan Belajar berikutnya. Jika masih di bawah 80%, Anda harus mengulangi materi Kegiatan Belajar2, terutama bagian yang belum dikuasai.

F. Penilaian Diri

Untuk mengukur diri Anda terhadap materi yang sudah Anda pelajari di kegiatan belajar 2, jawablah sejujurnya terkait dengan penguasaan materi pada modul ini di tabel berikut.

Tabel penilaian diri

No	Pertanyaan	Ya	Tidak
1.	Apakah Anda dapat membedakan berbagai piramida ekologi?
2.	Apakah Anda dapat menjelaskan kelebihan dan kekurangan berbagai piramida ekologi?
3.	Apakah Anda dapat menjelaskan produktifitas ekosistem?
4.	Apakah Anda menganalisis produktivitas energi pada setiap tingkatan trofik?