ipa

Pengertian Aliran Energi dalam Ekosistem

Pengertian Aliran Energi dalam Ekosistem adalah 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. Pada tingkat trofik pertama, produsen primer (tumbuhan, alga, dan beberapa bakteri) menggunakan energi matahari untuk menghasilkan bahan tanaman organik melalui fotosintesis. Hewan Herbivora yang makan hanya pada tanaman membuat tingkat trofik kedua. Predator yang memakan herbivora terdiri dari tingkat trofik ketiga, jika predator yang lebih besar hadir, mereka mewakili tingkat trofik lebih tinggi lagi. Organisme yang makanan pada beberapa tingkat trofik (misalnya, beruang grizzly yang memakan buah dan salmon) diklasifikasikan pada tertinggi tingkat trofik di mana mereka makan. Dekomposer, yang meliputi bakteri, jamur, jamur, cacing, dan serangga, memecah limbah dan organisme mati dan kembali nutrisi ke dalam tanah.

Aliran Energi

Rata-rata sekitar 10 persen dari produksi energi bersih pada satu tingkat trofik diteruskan ke tingkat berikutnya. Proses yang mengurangi energi yang ditransfer antara tingkat trofik termasuk respirasi, pertumbuhan dan reproduksi, buang air besar, dan kematian nonpredatory (organisme yang mati tetapi tidak dimakan oleh konsumen). Kualitas gizi bahan yang dikonsumsi juga mempengaruhi seberapa efisien energi ditransfer, karena konsumen dapat mengkonversi sumber makanan berkualitas tinggi ke jaringan hidup baru yang lebih efisien daripada sumber makanan berkualitas rendah.
Rendahnya transfer energi antara tingkat trofik membuat pengurai umumnya lebih penting daripada produsen dalam hal aliran energi. Dekomposer memproses sejumlah besar bahan organik dan kembali nutrisi ke ekosistem dalam bentuk anorganik, yang kemudian diambil lagi oleh produsen primer. Energi tidak didaur ulang selama proses dekomposisi, melainkan dilepaskan, sebagian besar sebagai panas (ini adalah apa yang membuat tumpukan kompos dan segar kebun mulsa hangat). Gambar 6 menunjukkan aliran energi (panah gelap) dan nutrisi (panah cahaya) melalui ekosistem.
Produktivitas primer bruto Sebuah ekosistem (GPP) adalah jumlah total bahan organik yang dihasilkannya melalui fotosintesis. Produktivitas primer bersih (NPP) menggambarkan jumlah energi yang masih tersedia untuk pertumbuhan tanaman setelah dikurangi fraksi yang tanaman digunakan untuk respirasi. Produktivitas dalam ekosistem tanah umumnya naik pada suhu sampai sekitar 30 ° C, setelah itu menurun, dan berkorelasi positif dengan kelembaban. Di darat produktivitas primer demikian tertinggi pada daerah yang hangat, zona basah di daerah tropis di mana bioma hutan tropis berada. Sebaliknya, ekosistem padang pasir semak belukar memiliki produktivitas terendah karena iklim mereka sangat panas dan kering.
Di lautan, cahaya dan nutrisi merupakan faktor penting untuk mengendalikan produktivitas. Sebagaimana dicatat di Unit 3, “Oceans,” cahaya menembus hanya ke tingkat paling atas lautan, sehingga fotosintesis terjadi di perairan permukaan dan dekat permukaan. Produktivitas primer laut yang tinggi di dekat pantai dan daerah lain di mana upwelling membawa nutrisi ke permukaan, mempromosikan plankton mekar. Limpasan dari tanah juga merupakan sumber nutrisi di muara dan sepanjang ambalan kontinental. Di antara ekosistem perairan, tempat tidur alga, dan terumbu karang memiliki tertinggi produksi primer bersih, sedangkan harga terendah terjadi di tempat terbuka karena kurangnya nutrisi di lapisan permukaan diterangi.
Berapa banyak tingkat trofik dapat dukungan ekosistem? Jawabannya tergantung pada beberapa faktor, termasuk jumlah energi memasuki ekosistem, kehilangan energi antara tingkat trofik, dan bentuk, struktur, dan fisiologi organisme di tiap tingkat. Pada tingkatan yang lebih tinggi, predator umumnya secara fisik lebih besar dan mampu memanfaatkan sebagian kecil dari energi yang dihasilkan pada tingkat di bawah mereka, sehingga mereka harus mencari makan di daerah yang semakin besar untuk memenuhi kebutuhan kalori mereka.
Karena kekalahan energi tersebut, ekosistem yang paling terestrial tidak lebih dari lima tingkat trofik, dan ekosistem laut umumnya memiliki tidak lebih dari tujuh. Perbedaan antara ekosistem darat dan laut kemungkinan karena perbedaan karakteristik mendasar dari tanah dan organisme primer laut. Dalam ekosistem laut, fitoplankton mikroskopik melaksanakan sebagian besar fotosintesis yang terjadi, sedangkan tanaman melakukan sebagian besar pekerjaan ini di darat. Fitoplankton adalah organisme kecil dengan struktur yang sangat sederhana, sehingga sebagian besar produksi utama mereka dikonsumsi dan digunakan untuk energi oleh organisme merumput yang memakannya. Sebaliknya, sebagian besar dari biomassa yang tanaman darat memproduksi, seperti akar, batang, dan cabang, tidak dapat digunakan oleh herbivora untuk makanan, jadi kurang proporsional dari energi diperbaiki melalui produksi primer perjalanan ke atas rantai makanan.
Tingkat pertumbuhan juga bisa menjadi faktor penyebab. Fitoplankton sangat kecil tapi tumbuh sangat cepat, sehingga mereka mendukung populasi besar herbivora meskipun mungkin ada ganggang lebih sedikit daripada herbivora pada saat tertentu. Sebaliknya, tanaman darat waktu bertahun-tahun untuk mencapai kematangan, sehingga atom karbon rata-rata menghabiskan waktu tinggal lebih lama di tingkat produsen utama di darat daripada yang dilakukannya dalam ekosistem laut. Selain itu, biaya pergerakan umumnya lebih tinggi bagi organisme terestrial dibandingkan dengan yang ada di lingkungan perairan.
Cara termudah untuk menggambarkan aliran energi melalui ekosistem adalah sebagai rantai makanan di mana energi berpindah dari satu tingkat trofik ke depan, tanpa anjak dalam hubungan yang lebih kompleks antara spesies individu. Beberapa ekosistem yang sangat sederhana dapat terdiri dari rantai makanan dengan hanya beberapa tingkat trofik. Misalnya, ekosistem terpencil angin menyapu Taylor di Antartika Lembah sebagian besar terdiri dari bakteri dan ganggang yang dimakan oleh cacing nematoda Lebih umum, bagaimanapun, produsen dan konsumen yang terhubung dalam jaring makanan yang rumit pada beberapa konsumen makan di beberapa tingkat trofik.
Sebuah konsekuensi penting dari kehilangan energi antara tingkat trofik adalah bahwa kontaminan mengumpulkan pada hewan jaringan-proses yang disebut bioakumulasi. Sebagai kontaminan bioakumulasi atas jaring makanan, organisme di tingkat trofik yang lebih tinggi dapat terancam bahkan jika polutan dimasukkan ke lingkungan dalam jumlah yang sangat kecil.
Insektisida DDT, yang banyak digunakan di Amerika Serikat dari tahun 1940 hingga 1960-an, adalah kasus terkenal bioakumulasi. DDT dibangun di elang sampai raptor lainnya ke tingkat yang cukup tinggi untuk mempengaruhi reproduksi mereka, menyebabkan burung untuk bertelur tipis bercangkang yang pecah di sarang mereka. Untungnya, populasi telah pulih selama beberapa dekade sejak pestisida ini dilarang di Amerika Serikat. Namun, masalah tetap ada di beberapa negara berkembang di mana pestisida bioaccumulating beracun masih digunakan.
Bioakumulasi dapat mengancam manusia maupun hewan. Sebagai contoh, di Amerika Serikat banyak lembaga federal dan negara saat ini memperingatkan konsumen untuk menghindari atau membatasi konsumsi ikan predator besar yang mengandung kadar merkuri yang tinggi, seperti hiu, ikan todak, tilefish, dan king mackerel, untuk menghindari risiko kerusakan saraf dan cacat lahir.