Ekologi perairan 2007 2008 - 3 energi
Download as PPT, PDF•0 likes•4,496 views
Teks ini membahas tentang konsep energi dalam ekosistem. Energi adalah kesanggupan untuk melakukan kerja yang mengalir satu arah dalam ekosistem, dari bentuk yang kurang mutu ke bentuk yang lebih mutu. Transformasi energi matahari menjadi energi kimiawi melalui fotosintesis menentukan tingkat produktivitas suatu ekosistem.
Ekologi perairan 2007 2008 - 3 energi
- 1. DEPARTEMEN PENDIDIKAN NASIONAL UNIVERSITAS HASANUDDIN FAKULTAS ILMU KELAUTAN DAN PERIKANAN Jl. Perintis Kemerdekaan Km. 10 Kampus Unhas Tamalanrea Makassar, 90245 Tlp. 586025, Fax. 586025 EKOLOGI PERAIRAN ENERGI DALAM EKOSISTEM Prof. Dr. Ir. Ambo Tuwo, DEA. Fakultas Ilmu Kelautan dan Perikanan - Universitas Hasanuddin Makassar 2011
- 2. 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.
- 3. Apa yang dimaksud energi ?
- 4. PENGERTIAN 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
- 5. Mengapa energi tidak dapat bertambah atau berkurang ?
- 6. PENGERTIAN ENERGI 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
- 7. PENGERTIAN ENERGI Transfer energi matahari menjadi energi potensial (biomas, karbohidrat) pada tumbuhan berhijau daun Energi (Matahari) ⇓ 6CO2 + 6H2O ⇒ C6H12O6 + 6O2
- 8. PENGERTIAN ENERGI Transfer energi biomas menjadi energi panas pada organisme heterotrof Energi ⇑ 6CO2 + 6H2O ⇐ C6H12O6 + 6O2
- 9. PENGERTIAN ENERGI Proses pengalihan energi dari suatu organisme ke yang lainnya, sebagian energi didegradasi menjadi panas Energi Energi Energi Energi Cahaya Panas Potensial Cahaya Cahaya Pemanasan Aliran Udara / Kincir Matahari Udara Angin Generator Cahaya Dinamo Tumbuhan Manusia Matahari Sepeda
- 10. PENGERTIAN ENERGI 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 Mengapa ?
- 11. PENGERTIAN ENERGI Proses kehidupan digerakkan oleh energi, dimana Hukum Termodinamika berlaku (B) Panas (98 unit) Matahari (100 unit) (A) Energi Gambaran Hukum Termodinamika I dan II dalam transformasi Energi Matahari menjadi (C) Energi Biomas melalui Proses Fotosintesis Gula (2 unit)
- 12. PENGERTIAN ENERGI 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. Apa artinya satu arah ?
- 13. LINGKUNGAN ENERGI 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 bumi Menggerakkan sistem cuaca Untuk siklus air
- 14. LINGKUNGAN ENERGI Panjang Gelombang(mikron) Jumlah Gelombang per Cm 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 awan 4. Sinar Matahariyang diteruskan oleh tumbuhan; dan 5. kylight
- 15. LINGKUNGAN ENERGI Diskusi Apa penyebab variasi mikroiklim di laut? Apa motor penggerak iklim laut?
- 16. 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
- 17. 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
- 18. KONSEP PRODUKTIVITAS Utara Ekuator Selatan 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).
- 19. KONSEP PRODUKTIVITAS 25 75 5 70 5 65 32 33 33 0 Hubungan energi matahari dgn Produktivitas Primer
- 20. KONSEP PRODUKTIVITAS Subsidi pupuk konstan Subsidi pupuk sedikit Nitrogen (kg/ha)
- 21. KONSEP PRODUKTIVITAS Produktivita s primer maksimum di Derah Pantai, karena terjadi fotosintesis maksimum 30 - 100 m Fotosintesis di laut lepas hanya Perbandingan vertikal distribusi produktivitas prime terjadi di
- 22. 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)
- 23. RANTAI MAKANAN, JARINGAN MAKANAN DAN TINGKAT TROFIK Contoh aliran energi
- 24. KUALITAS ENERGI Jika kuantitas energi turun, maka kualitas energi naik Ekivalen Ekivalen Tipe Energi Cahaya Minyak Fosil (Kalori) (Kalori) Cahaya Matahari 1,0 0,0005 Produksi tumbuhan bruto 100 0,05 Produksi tumbuhan netto 1000 0,5 (kayu) Minyak fosil (siap pakai) 2000 1,0 Energi gravitasi air 6000 3 Listrik 8000 4
- 25. 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
- 26. ALIRAN ENERGI 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
- 27. 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
- 28. 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
- 29. 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
- 30. 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 manusia Ekosistem pertanian Ekosistem yang ditunjang oleh energi bahan bakar/fosil Ekosistem perkotaan