ekologi perairan 2007 2008 - 3 energi
Post on 05-Jul-2015
1.757 Views
Preview:
TRANSCRIPT
Makassar 2011
ENERGI DALAM EKOSISTEM
EKOLOGI PERAIRAN
Prof. Dr. Ir. Ambo Tuwo, DEA.Fakultas Ilmu Kelautan dan Perikanan - Universitas Hasanuddin
DEPARTEMEN PENDIDIKAN NASIONALUNIVERSITAS HASANUDDIN
FAKULTAS ILMU KELAUTAN DAN PERIKANANJl. Perintis Kemerdekaan Km. 10 Kampus Unhas Tamalanrea Makassar, 90245
Tlp. 586025, Fax. 586025
PENDAHULUAN
Ekosistem adalah suatu kesatuan/tatanan alam yang terdiri dari semua organisme yang berfungsi bersama-sama di suatu tempat yang berinteraksi dengan lingkungan fisik yang memungkinkan terjadinya aliran energi dan membentuk suatu struktur biotik yang jelas dan siklus materi di antara komponen-komponen hidup dan tak hidup.
Apa yang dimaksud energi ?
Energi Kesanggupan untuk melakukan kerja Perilaku energi dapat diketahui
melalui Hukum Termodinamika Hukum Termodinamika I (Hukum
Kekekalan Energi) Energi dapat diubah dari satu bentuk
ke bentuk lainnya, namun tidak dapat dibuat atau dihancurkan
PENGERTIAN ENERGI
Mengapa energi tidak dapat bertambah atau berkurang ?
Energi hanya dapat diubah dari satu bentuk kelainnya
Contoh : Energi cahaya matahari dapat berubah
menjadi energi panas pada perairan Energi cahaya matahari dapat berubah
menjadi energi kinetik pada udara berupa pergerakan angin
Energi cahaya matahari dapat berubah menjadi energi potensial pada tumbuhan berhijau daun
Energi potensial berupa makanan pada hewan dapat berubah menjadi energi panas
PENGERTIAN ENERGI
Transfer energi matahari menjadi energi potensial (biomas, karbohidrat) pada tumbuhan berhijau daun
PENGERTIAN ENERGI
Energi (Matahari)⇓
6CO2 + 6H2O ⇒ C6H12O6 + 6O2
Transfer energi biomas menjadi energi panas pada organisme heterotrof
PENGERTIAN ENERGI
Energi⇑
6CO2 + 6H2O ⇐ C6H12O6 + 6O2
Proses pengalihan energi dari suatu organisme ke yang lainnya, sebagian energi didegradasi menjadi panas
PENGERTIAN ENERGI
Energi Cahaya
Energi Panas
Energi Potensial
Energi Cahaya
Cahaya Matahari
Pemanasan Udara
Aliran Udara / Angin
Kincir Generator
Cahaya Matahari
Tumbuhan ManusiaDinamo Sepeda
Hukum Termodinamika II (Hukum Entropi) Tidak satupun proses yang menyangkut
transformasi energi terjadi secara spontan, kecuali jika disertai dengan degradasi energi dari bentuk pekat ke encer (dari panas ke dingin)
Tidak ada kehidupan yang tidak disertai oleh proses pengalihan/transformasi energi
PENGERTIAN ENERGI
Mengapa ?
Proses kehidupan digerakkan oleh energi, dimana Hukum Termodinamika berlaku
PENGERTIAN ENERGI
Matahari (100 unit)
(C)Gula (2 unit)
(B)Panas (98 unit)
(A)Energi
Gambaran Hukum Termodinamika I dan II dalam transformasi Energi Matahari menjadi Energi Biomas melalui Proses Fotosintesis
Berbagai bentuk dan proses kehidupan selalu diikuti oleh perubahan atau dinamika energi
Masukan energi ke permukaan bumi dalam bentuk cahaya akan diimbangi oleh luaran energi dari permukaan bumi dalam bentuk radiasi panas
Ukuran untuk energi yg tidak tersedia akibat trasnformasi energi atau degradasi energi disebut entropi (en = dalam, trope = transformasi)
Perilaku energi dalam ekosistem adalah mengalir atau berjalan satu arah.
PENGERTIAN ENERGI
Apa artinya satu arah ?
Radiasi Materi Di atas atmosfir 2 g cal/cm2/detik Sampai ke bumi 1,34 g cal/cm2/detik (+67 %) Diubah menjadi biomas oleh tumbuhan +1 % Lebih dari 70 % untuk pemanasan, evaporasi,
hujan, dsb.Suhu untuk kehidupan di bumiMenggerakkan sistem cuacaUntuk siklus air
LINGKUNGAN ENERGI
1. Radiasi Materi di luar atmosfir (2 cal/cm2/menit)2. Radiasi Materi di atas permukaan laut (1,34 cal/cm2/menit)3. Sinar Matahari setelah menembus awan4. Sinar Matahariyang diteruskan oleh tumbuhan; dan 5. kylight
LINGKUNGAN ENERGIPanjang Gelombang(mikron)
Jumlah Gelombang per Cm
Diskusi Apa penyebab variasi mikroiklim di laut? Apa motor penggerak iklim laut?
LINGKUNGAN ENERGI
KONSEP PRODUKTIVITAS Produktivitas adalah laju produksi zat-zat organik
dlm suatu ekosistem yg dimulai dgn konversi energi cahaya matahari menjadi zat-zat organik melalui proses fotosintesis pd tumbuhan hijau
Definisi Produktivitas Produktivitas Primer dari suatu ekosistem ialah
laju konversi energi cahaya menjadi zat organik melalui proses fotosintesis dan kemosintesis oleh organisme produser (terutama tumbuhan hijau dan bakteri)
Produktivitas Primer Kotor atau Bruto atau Gross (Pg) ialah laju fotosintesis total termasuk zat-zat organik yg dipakai untuk pernapasan selama proses pengukuran dikenal pula sebagai asimilasi total
Produktivitas Primer Bersih atau Netto (Pn) ialah laju dari penyimpanan zat-zat organik di dalam jaringan tumbuh-tumbuhan setelah dikurangi pemakaian untuk pernapasan selama masa pengukuran disebut juga fotosintesis nyata (apparent photosyntesis) atau asimilasi netto
Produktivitas Komunitas Netto ialah laju dari penyimpanan zat-zat organik yg tdk digunakan heterotrop (Produktivitas Netto dikurangi Konsumsi oleh heterotrop) selama waktu pengukuran selama musim tumbuh atau setahun
Produktivitas Sekunder ialah laju dari penyimpanan energi pada tingkat konsumen atau dekomposer
KONSEP
PRODUKTIVITAS
Utara SelatanEkuator
Persentase Produksi Netto per Produksi Kotor (Pn/Pg) untuk vegetasi alami, bervariasi dengan letak tempat (latitude). Kecenderungan yang terjadi di daerah tropik, yaitu Pn/Pg kurang dari 50% dan meningkat menjadi 60% - 80% bila letak tempat semakin jauh dari ekuator (tropis).
KONSEP PRODUKTIVITAS
Hubungan energi matahari dgn Produktivitas Primer
KONSEP PRODUKTIVITAS
2575
5
5
32
33
70
65
33
0
Subsidi pupuk
konstan
Subsidi pupuk
sedikit
KONSEP PRODUKTIVITAS
Nitrogen (kg/ha)
Produktivitas primer maksimum di Derah Pantai, karena terjadi fotosintesis maksimum 30 - 100 m
Fotosintesis di laut lepas hanya terjadi di permukaan shg tingkat kesuburan relatif rendah
Perbandingan vertikal distribusi produktivitas prime
KONSEP PRODUKTIVITAS
RANTAI MAKANAN, JARINGAN MAKANAN DAN TINGKAT TROFIK
Rantai Makanan Pemindahan energi makanan dari produser
melalui serangkaian organisme yang saling makan-memakan
Jaringan Makanan Hubungan suatu rantai makanan dengan lainnya
Tingkatan Tropik Tingkatan makanan yang diperoleh oleh suatu
organisme Tumbuhan (Tingkatan I) Herbivora (Tingkatan II) Karnivora (Tingkatan III dan IV) Dekomposer (Tingkatan V)
Contoh aliran energi
RANTAI MAKANAN, JARINGAN MAKANAN DAN TINGKAT TROFIK
KUALITAS ENERGI Jika kuantitas energi turun, maka kualitas
energi naik
Tipe EnergiEkivalen Cahaya (Kalori)
Ekivalen Minyak Fosil
(Kalori)Cahaya Matahari 1,0 0,0005Produksi tumbuhan bruto 100 0,05Produksi tumbuhan netto (kayu)
1000 0,5
Minyak fosil (siap pakai) 2000 1,0Energi gravitasi air 6000 3Listrik 8000 4
ALIRAN ENERGI Aliran energi
Aliran energi berjalan satu arah Sebagian energi matahari di-
transformasikan dan ditingkat-kan kualitasnya melalui kon-versi energi menjadi bahan organik oleh komunitas organisme Bahan organik merupakan bentuk energi yang
lebih padat Sebahagian besar energi yang masuk ke dalam
ekosistem mengalami degradasi, dan keluar dari sistem sebagai energi panas yang mutunya lebih rendah
Energi dapat disimpan dan dipakai kembali atau diekspor, tetapi tidak dapat digunakan secara berulang-ulang
Aliran Energi tergantung pada : Ukuran Sistem
Semakin besar ukuran sistem, maka semakin kurang tergantung pada sistem lain
Laju Metabolisme Semakin tinggi metabolisme, maka semakin
besar aliran masuk ke dan keluar dari sistem Penbandingan antara Autotrof dan Heterotrof
Semakin seimbang, maka semakin kurang ter-gantung pada sistem lain
Tahap Perkembangan Semakin matang, maka semakin kurang
tergantung pada sistem lain
ALIRAN ENERGI
METABOLISME DAN UKURAN INDIVIDU
Semakin kecil ukuran individu, maka semakin besar laju metabolismenya Ganggang Bakteri
Pada hewan Laju metabolisme naik 2/3 dari setiap
kanaikan volumenya Laju metabolisme hewan berdarah panas
lebih besar dari hewan berdarah dingin Kelarutan Oksigen
Laju metabolisme hewan laut lebih kecil dari hewan darat
STRUKTUR DAN PIRAMIDA EKOLOGI
Struktur tropik tidak berbeda dari suatu daerah/ekosistem ke lainnya
Jenis Piramida
Jumlah ⇒ Ekor/ha
Biomas ⇒ Gram/ha
Aliran energi ⇒ Kilo Calori/m2
TEORI KAPASITAS, UKURAN ENERGI DAN HUKUM PENGENDALIAN, SERTA KONSEP DAYA DUKUNG
Teori Kompleksitas Semakin komplek suatu ekosistem, maka biaya
energi perawatan sistem makin besar Ukuran/Skala Energi dan Hukum Pengendalian (HP)
Peningkatan keuntungan/manfaat bilamana ukuran sistem bertambah (Teori Keuntungan Meningkat) Terjadi bilamana terdapat peningkatan kualitas
dan stabilitas sistem - HP Meningkat Penurunan keuntungan/manfaat dengan
bertambahnya ukuran sistem (Teori Keuntungan Menurun) Terjadi bilamana perubahan ukuran sistem me-
merlukan tambahan energi - H P Menurun Buatan Daya Dukung Maksimum
Banyaknya biomas yang dapat didukung oleh produser
KLASIFIKASI EKOSISTEM BERDASARKAN ENERGI
Klasifikasi Ekosistem Berdasarkan Energi Ekosistem tanpa subsidi energi
Laut terbuka Ekosistem yang ditunjang oleh energi
matahari dan energi alami lainnya Ekosistem estuari ditunjang oleh energi
pasang surut Ekosistem yang ditunjang oleh energi
matahari dan dibantu oleh manusiaEkosistem pertanian
Ekosistem yang ditunjang oleh energi bahan bakar/fosilEkosistem perkotaan
top related