Produktivitas Sekunder

BAB I

PENDAHULUAN

I.         Latar Belakang

Suatu ekosistem dapat terbentuk oleh adanya interaksi antara makhluk dan lingkungannya, baik antara makhluk hidup dengan makhluk hidup lainnya dan antara makhluk hidup dengan lingkungan abiotik (habitat). Interaksi dalam ekosistem didasari adanya hubungan saling membutuhkan antara sesama makhluk hidup dan adanya eksploitasi lingkungan abiotik untuk kebutuhan dasar hidup bagi makhluk hidup. Jika dilihat dari aspek kebutuhannya, sesungguhnya interaksi bagi makhluk hidup umumnya merupakan upaya mendapatkan energi bagi kelangsungan hidupnya yang meliputi pertumbuhan, pemeliharaan, reproduksi dan pergerakan. Sumber energi primer bagi ekosistem adalah cahaya matahari.

Produksi bagi ekosistem merupakan proses pemasukan dan penyimpanan energi dalam ekosistem. Pemasukan energi dalam ekosistem yang dimaksud adalah pemindahan energi cahaya menjadi energi kimia oleh produsen. Sedangkan penyimpanan energi yang dimaksudkan adalah penggunaan energi oleh konsumen dan mikroorganisme. Laju produksi makhluk hidup dalam ekosistem disebut sebagai produktivitas.

Produktivitas dapat dibagi dalam dua bentuk, yang pertama yaitu produktivitas primer, meliputi produksi materi organik baru pada tumbuhan atau autrotof. Sedangkan yang kedua, produktivitas sekunder, meliputi produksi materi organik baru pada hewan atau heterotrof.

Produktivitas sekunder merupakan pembentukan biomassa heterotrophik selama kurun waktu tertentu. Pengukuran produksi sekunder merupakan perhitungan yang menjadi dasar penggambaran dinamika suatu ekosistem. Peningkatan produksi suatu lingkungan umumnya akan meningkatkan ketersediaan makanan. Hal ini akan berdampak pada biomassa yang juga akan semakin meningkat. Ekosistem yang berbeda dengan kondisi lingkungan yang berbeda tentunya akan menggambarkan produktivitas sekunder yang berbeda pula.

II.      Rumusan Masalah

1.      Bagaimana hubungan produktivitas dengan ekosistem?

2.      Bagaimana proses produktivitas sekunder dalam ekosistem?

3.      Bagaimana piramida ekologi dan rantai makanan pada ekosistem?

III.   Tujuan

1.      Memahami hubungan produktivitas dengan ekosistem.

2.      Mengetahui proses produktivitas sekunder dalam ekosistem.

3.      Mengetahui piramida ekologi dan rantai makanan pada ekosistem.

BAB II

PEMBAHASAN

1. Pengertian Produktivitas

Produktivitas adalah laju penambatan atau penyimpanan energi oleh suatu komunitas atau ekosistem.  Sebagaimana telah dijelaskan bahwa di dalam suatu ekosistem terdapat produsen dan konsumen, sehingga dalam ekosistem juga ditemukan aspek produktivitas baik oleh produsen (produktivitas produsen) maupun produktivitas konsumen.  Produktivitas pada aras produsen disebut produktivitas primer (dasar) sedangkan pada aras konsu­men disebut produktivitas sekunder.

Produktivitas adalah laju produksi makhluk hidup dalam ekosistem. Produktivitas ekosistem merupakan suatu indeks yang mengintegrasikan pengaruh kumulatif dari banyak proses dan interaksi yang berlangsung simultan di dalam ekosistem (Jordan, 1985).

Jika produktivitas suatu ekosistem hanya berubah sedikit dalam jangka waktu yang lama maka hal itu menandakan kondisi lingkungan yang stabil, tetapi jika perubahan yang dramatis maka menunjukkan telah terjadi perubahan lingkungan yang nyata atau terjadi perubahan yang penting dalam interaksi di antara organisme penyusun eksosistem (Mcnaughton and Wolf,1998).

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. Oleh karena itu, dibutuhkan suatu pengetahuan untuk mengkaji lebih dalam mengenai produktivitas dan cara penghitungannya. Hal ini akan memberikan sisi positif terkait dengan ekosistem itu sendiri (Campbell et al., 2002).

2. Produktivitas Primer dan Sekunder

Energi yang tersimpan dalam tubuh makhluk hidup ada yang keluar dan ada yang masuk. Keluar masuknya energi yang tersimpan dalam tubuh makhluk hidup dalam suatu ekosistem disebut dengan produktivitas ekosistem yang dapat dibedakan menjadi produktivitas primer dan produktivitas sekunder.  Di dalam ekosistem, energi mengalir dari matahari hingga ke organisme pengurai. Hanya organisme autotrof yang dapat memanfaatkan energi secara langsung melalui proses fotosintesis. Organisme autotrof ini disebut sebagai produsen karena menyediakan energi dalam bentuk makanan untuk konsumen 1 selanjutnya energi tersebut dimanfaatkan oleh konsumen II, konsumen III, danseterusnya hingga berakhir pada organisme pengurai. Produktivitas primer menunjukkan banyaknya energi cahaya yang diubah menjadi energi kimia oleh organisme autotrof dalam suatu ekosistem. Sedangkan produktivitas sekunder menunjukkan laju pengubahan energi kimia yang tersimpan dalam konsumen menjadi biomassa baru (Setyowati dan Furqonita,2007).

Laju pengubahan energi kimia pada makanan yang  dimakan oleh konsumen ekosistem menjadi biomassa baru mereka sendiri disebut produktivitas sekunder ekosistem. Di sebagian besar ekosistem,  herbivora hanya mampu memakan sebagian kecil bahan tumbuhan yang dihasilkan, dan herbivora tidak dapat mencerna seluruh senyawa organik yang ditelannya. Hanya energi kimia yang  disimpan sebagai pertumbuhan (atau produksi keturunan) oleh herbivora yang tersedia sebagai makanan bagi konsumen sekunder. Ekosistem alamiah yang umumnya kelihatan hijau, ekosistem tersebut mengandung banyak sekali tumbuh-tumbuhan, hal tersebut menandakan bahwa banyak produktivitas primer bersih tidak diubah menjadi produktivitas sekunder (Campbell et al.,2002).

Produktivitas primer adalah laju penyimpanan energi oleh produsen yang terjadi melalui proses fotosintesis. Ukuran  produksi atau produktivitas dapat dinyatakan dengan kilokalori per meter persegi per tahun (kcal/m2/th).  Selain itu  juga dapat dinyatakan dengan gram berat kering per meter persegi per tahun (gr/m2/th).  Dalam produktivitas primer ada Produktivitas primer bruto (kasar) dan Produktivitas primer neto (bersih).

Produktivitas sekunder adalah kecepatan energi kimia mengubah bahan organik menjadi simpanan energi kimia baru oleh organisme heterotrof. Laju penyimpanan materi organik oleh konsumen disebut sebagai produktivitas sekunder. Untuk produk­tivitas sekunder tidak dibedakan menjadi  produktivitas bersih dan produktivitas kasar, karena konsumen hanya meng­gunakan energi makanan yang dihasilkan oleh produsen, kemudian mengubahnya menjadi jaringan tubuh konsumen dengan satu proses yang menyeluruh.  Jumlah energi yang mengalir dalam aras hetero­trofik adalah analog dengan produksi kasar pada aras autotrofik, dan ini disebut  asimilasi.

Carlisle Daren M.  &  Clements  William H.  (2003) menyatakan bahwa produksi sekunder merupakan fungsi pengukuran dinamika populasi, termasuk didalamnya proses yang terjadi pada level individu, populasi maupun ekosistem. Produksi sekunder adalah ukuran komposit sebuah kepadatan populasi biota, biomassa dan pertumbuhan selama kurun waktu tertentu (Rose Lori Valentine, Rypel Andrew L, Layman Craig A 2011).  Hewan-hewan herbivora yang mendapat bahan-bahan organik dengan memakan fitoplankton merupakan produsen kedua di dalam sistem rantai makanan. Hewan-hewan karnivora yang memangsa binatang herbivora adalah produsen ketida begitu seterusnya rentetan-rentetan karnivora-karnovora yang memangsa karnivora yang lain, merupakan tingkat ke empat, kelima dan sampai pada tingkat yang lebih tinggi (sehingga dinamakan trofik level) dalam sistem rantai makanan. Perpindahan ikatan organik dari satu trofik level ke trofik level berikutnya merupakan suatu proses yang relatif tidak efisien. Di laut bebas dan banyak tempatdi daratan efisien perpindahannya dari satu tingkat ke tingkat berikutnya dipercaya hanya sebesar kira-kira 10%. Itu berarti bahwa dari 100 unit bahan organik yang diproduksi oleh produsen pertama hanya 10 unit yang dapat dimanfaatkan oleh produsen kedua, 1 unit oleh produsen ketiga dan demikian seterusnya yang terjadi di sepanjang rantai makanan ini.

Produktivitas sekunder dapat digunakan sebagai sumber protein hewani bagi manusia.  Manusia di dalam hidupnya tidak hanya memerlukan karbohidrat saja, tetapi juga memerlukan protein serta lipida.  Keperluan terhadap protein dan lipida tersebut harus dicukupinya melalui produktivitas sekunder.  Protein dan lipida nabati saja tidak akan mencukupi bagi keperluan manusia, bahkan manusia memerlu­kan asam amino tertentu yang tidak terdapat dalam tubuh tumbuhan, tetapi hanya terdapat pada tubuh hewan. Dengan demikian, untuk memenuhi kebutuhan hidup  maka manusia tidak hanya memakan nasi dan sayur saja, tetapi juga butuh daging, buah-buahan dan lain sebagainya. Jadi produktivitas sekunder juga mempunyai arti penting bagi kehidupan manusia.

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 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.

Energi makanan yang tersedia bagi konsumen merupakan produktivitas primer. Energi tersebut tidak berarti bahwa energi yang tersedia dapat dimanfaatkan secara keseluruhan oleh konsumen. Berikut akan diberikan beberapa contoh :

a.  Tumbuhan. Tidak semua bagian tumbuhan dimakan oleh hewan, tetapi ada bagian yang tidak dimakan, seperti :  kayu dan cabang. Dalam kayu terkandung energi tetapi tidak dimakan oleh herbivora.

b.  Ulat hanya memakan daun yang memiliki umur tertentu.

c.  Burung memakan biji-bijian atau buah saja.

d.  Hewan ternak hanya akan memakan bagian rumput yang masih muda dan daun-daunnya saja.

            Kemampuan pencernaan (metabolisme) berbagai jenis konsumen pada dasarnya berbeda-beda. Bela­lang hanya mampu mengasimilasi 30% materi dan energi dari rumput yang dimakannya. Sedangkan tikus hanya mampu mengasimilasi 85-90%. Populasi konsumen mempunyai kemampuan untuk mengubah energi yang dikonsumsinya juga berbeda-beda. Invertebrata misalnya; menggunakan seban­yak 79% dari energi yang diasimilasi untuk metabolisme, dan 21% sisanya disimpan dalam tubuhnya.  Sedangkan vertebrata mengguna­kan 98% dari energi yang diasimilasinya untuk metabolisme.  Jadi Invertebrata justru mampu mengubah energi lebih besar menjadi biomasa dibandingkan dengan Vertebrata. Hal tersebut di atas menunjukkan bahwa adanya efisiensi penangkapan energi yang berbeda-beda dari satu makhluk dengan makhluk lainnya meskipun mereka secara bersama-sama menempati aras yang sama.

3. Piramida Ekologi

Piramida ekologi yaitu suatu diagram piramida yang dapat menggambarkan hubungan antara tingkat trofik satu dengan tingkat trofik lain, secara kuantitatif pada suatu ekosistem. Pada piramida ini organisme yang menempati tingkat trofik bawah relatif banyak jumlahnya. Makin tinggi tingkat trofiknya jumlah individunya semakin sedikit . 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.

Piramida ekologi terdiri dari piramida energi, piramida biomassa, piramida jumlah.

1.      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 tidak hanya jumlah total energi yang digunakan organisme pada setiap taraf trofik rantai makanan tetapi juga menyangkut peranan berbagai organisme di dalam transfer energi . Dalam penggunaan energi, makin tinggi tingkat trofiknya maka makin efisien penggunaannya. Namun panas yang dilepaskan pada proses tranfer energi menjadi lebih besar. Hilangnya panas pada proses respirasi juga makin meningkat dari organisme yang taraf trofiknya rendah ke organisme yang taraf trofiknya lebih tinggi.

Sedangkan untuk produktivitasnya, makin ke puncak tingkat trofik makin sedikit, sehingga energi yang tersimpan semakin sedikit juga. Energi dalam piramida energi dinyatakan dalam kalori per satuan luas per satuan waktu.

2.      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.

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.

3.      Piramida Jumlah

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, jumlah organisme kosumen sekunder lebih sedikit dari konsumen primer, serta jumlah organisme konsumen tertier lebih sedikit dari organisme konsumen sekunder.

4. Rantai Makanan

Rantai makanan merupakan sebuah proses yang terjadi dalam suatu ekosistem yang terdiri beragam makhluk hidup di dalamnya. Pada setiap organisme yang hidup pada habitatnya akan mempengaruhi keadaan lingkungannya yang berkaitan dengan rantai makanan makhluk hidup.

Setiap makhluk hidup melakukan interaksi dengan menggunakan komponen-komponen lingkungan yang ada di sekitarnya. Interaksi organisme dengan lingkungan sekitarnya akan membentuk satu kesatuan yang disebut dengan ekosistem. Pada pengertian lain menyebutkan, ekosistem merupakan pola terhadap hubungan timbal balik dan saling mempengaruhi antara makhluk hidup dengan lingkungan yang ditempatinya.

Pada sebuah ekosistem akan selalu ditemukan makhluk hidup yang memiliki tingkatan sebagai produsen, konsumen dan pengurai pada rantai makanan. Setiap komponen ini mempunyai peranan berbeda terhadap ekosistem tersebut. Namun ketika, melaksanakan perannya, komponen tersebut akan saling mengalami ketergantungan satu sama lain secara langsung dan juga tidak langsung.

Dalam sebuah ekosistem bisa dikatakan seimbang dalam proses rantai makanan, apabila semua komponen tersebut,  melakukan peranan yang sesuai dengan fungsinya masing-masing. Sehingga akan terkontrol secara alamiah, setiap jenis populasi dalam ekosistem tersebut yang berkembang dengan cepat atau berkembang terlalu lambat.

Di dalam ekosistem terdapat rantai makanan yang dimana, meliputi sebuah peristiwa makan dan dimakan pada sebuah ekosistem. Rantai makanan pada ekosistem diartikan juga sebagai proses perpindahan energi yang dilakukan melalui proses makan dan dimakan, sehingga membentuk rangkaian tertentu.

Pada gambar tersebut dapat terlihat peranannya setiap komposennya seperti berikut :

1. Produsen, adalah makhluk hidup yang mampu menghasilkan makanan sendiri. Contoh : tumbuhan yang mampu fotosintesis

2. Konsumen, merupakan makhluk hidup yang tidak mampu membuat makanan sendiri. Terdiri dari beberapa tingkatan yaitu :

    konsumen tingkat 1 (memakan langsung tumbuhan)

    konsumen tingkat 2 (memakan konsumen tingkat 1)

    konsumen tingkat 3 (memakan konsumen tingkat 2)

    Contoh : hewan vertebrata dan manusia

4. Pengurai : makhluk hidup yang menguraikan zat-zat yang terkandung dalam sampah dan sisa makhluk hidup mati

5. Rantai Makanan pada Ekosistem

Menurut penelitian pada ilmuwan ekologi, kita mengenal tiga macam rantai pokok yaitu rantai pemangsa, rantai parasit, dan rantai saprofit. Berikut ini penjelasannnya :

1. Rantai Pemangsa

Rantai pemangsa dimulai dari hewan yang bersifat herbivora sebagai konsumen I yang memakan landasannya yaitu tumbuhan jijau, yang kemudian dilanjutkan dengan hewan karnivora yang memangsa herbivora sebagai konsumen ke-2 dan berakhir pada hewan pemangsa karnivora maupun herbivora sebagai konsumen ke-3.

2. Rantai Parasit

Pengertian rantai makanan parasit dimulai dari organisme besar hingga organisme yang hidup sebagai parasit. Contoh organisme parasit antara lain cacing, bakteri, dan benalu.

3. Rantai Saprofit

Rantai saprofit dimulai dari organisme mati ke jasad pengurai. Misalnya jamur dan bakteri. Rantai-rantai di atas tidak berdiri sendiri tapi saling berkaitan satu dengan lainnya sehingga membentuk faring-faring makanan.

Padi bertindak sebagai makhluk yang bisa menciptakan makanan sendiri melalui proses fotosintesis sehingga berperan sebagai produsen. Kemudian belalang memiliki peran sebagai konsumen tingkat satu yakni memiliki makanan berupa produsen (rumput), biasanya konsumen tingkat satu masuk dalam golongan Herbivora dan biasa juga disebut dengan konsumen primer.  Selanjutnya Belalang dimakan oleh ayam yang berperan sebagai konsumen sekunder, konsumen sekunder biasanya terdiri dari makhluk dengan tipe karnivora (pemakan daging). Ayam dimakan oleh ular yang berperan sebagai konsumen tingkat 3. Selanjutnya ular dimakan oleh elang, konsumen puncak ini biasanya adalah makhluk jenis Omnivora  (pemakan segala) meskipun bisa juga diduduki oleh hewan karnivora. Terakhir dekomposer berfungsi menguraikan elang yang telah mati kemudian dekomposer ini menyuburkan tanah, seperti cacing makhluk invertebrata , yang kemudian kembali tumbuh rumput dan begitu seterusnya.

BAB III

PENUTUP

I.     Kesimpulan

1.    Produktivitas adalah laju produksi makhluk hidup dalam ekosistem atau laju penambatan dan penyimpanan energi oleh suatu komunitas atau ekosistem.  Jika produktivitas suatu ekosistem hanya berubah sedikit dalam jangka waktu yang lama maka hal itu menandakan kondisi lingkungan yang stabil, tetapi jika perubahan yang dramatis maka menunjukkan telah terjadi perubahan lingkungan yang nyata atau terjadi perubahan yang penting dalam interaksi di antara organisme penyusun ekosistem. Terjadinya perbedaan produktivitas pada berbagai ekosistem dalam biosfer disebabkan oleh adanya faktor pembatas dalam setiap ekosistem.

2.    Produktivitas sekunder adalah kecepatan energi kimia mengubah bahan organik menjadi simpanan energi kimia baru oleh organisme heterotrof. Produktivitas sekunder menunjukkan laju pengubahan energi kimia yang tersimpan dalam konsumen menjadi biomassa baru. Konsumen meng­gunakan energi makanan yang dihasilkan oleh produsen, kemudian mengubahnya menjadi jaringan tubuh konsumen dengan satu proses yang menyeluruh.

3.    Pada piramida makanan tingkat trofik 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. Rantai makanan pada ekosistem diartikan sebagai proses perpindahan energi yang dilakukan melalui proses makan dan dimakan, sehingga membentuk rangkaian tertentu. Dalam sebuah ekosistem bisa dikatakan seimbang dalam proses rantai makanan, apabila semua komponen tersebut,  melakukan peranan yang sesuai dengan fungsinya masing-masing. Sehingga akan terkontrol secara alamiah.

DAFTAR PUSTAKA

Campbell, N. A., J. B. Reece, L. G. Mitchell. 2002. Biologi (terjemahan), Edisi kelima Jilid 3. Penerbit Erlangga. Jakarta.

Carlisle Daren M.  &  Clements  William H. 2003.  Growth and secondary production of aquatic insects along a gradient of Zn contamination in Rocky Mountain streams. J. N. Am. Benthol. 22(4): 582–597.

Jordan, F. 1985. Nutrient Cycling in Tropical Forest Ecosystem. John Willey Sons.

Mcnaughton, S.J., L. L. Wolf. 1998. Ekologi Umum (terjemahan), Edisi kedua. Gadjah Mada University Press. Yogyakarta.New York.

Rose Lori Valentine, Rypel Andrew L, Layman Craig A. 2011. Community secondary production as a measure of ecosystem function: a case study with aquatic ecosystem fragmentation. Bulletin of Marine Science.  87 (4): 913-937.

Setyowati,T. dan D. Furqonita. 2007. Biologi Interaktif. Jakarta: Azka Press.