FAKTOR LINGKUNGAN DAN KEHIDUPAN ORGANISME

Organisme dapat bereaksi terhadap variasi lingkungannya dengan berbagai respon fisiologis, morfologis, dan perilaku jangka pendek. Akan tetapi, penting di ingat respon semacam itu terjadi di dalam suatu kerangka kerja cara beradaptasi yang dibentuk oleh seleksi alam, yang bekerja selama periode evolusioner. Sebagai contoh semua tumbuhan mampu mengubah ukuran stomaa daunnya, suatu respon fisiologis yang membantu mencegah kekeringan dalam kondisi lingkungan ketika transpirasi melebihi suplai air yang berasal dari akar.

Pada tumbuhan yang hidup di gurun, kemampuan untuk menyesuaikan ukuran pembukaan stomatanya sebagai respon terhadap cekaman air berkombinasi dengan adaptasi anatomis dan fisiologis lainnya yang telah terakumulasi sepanjang masa evolusi ketika tumbuhan ini berkembang di lingkungannya yang kering. Semua itu merupakan wujud nyata tumbuhan dalam respon berbagai perubahan faktor lingkungannya.

Semua atau setiap faktor yang mempengaruhi terhadap kehidupan dari suatu organisme dalam proses perkembangannya disebut faktor lingkungan. Tumbuhan dan hewan dalam ekosistem membentuk bagian hidup atau komponen biotik. Komponen ini (jenis-jenisnya) akan bertoleransi terhadap kondisi lingkungan tertentu. Dalam hal ini tidak ada organisme hidup berada dalam keadaan yang berdiri sendiri, harus mempunyai kondisi-kondisi lingkungan yang menentukan kehidupannya.

Suatu lingkungan bersifat tiga dimensi ruang dan berkembang berdasarkan waktu. Ini tidak berarti bahwa lingkungan adalah seragam baik dalam arti ruang maupun waktu. Pada kenyataanya faktor lingkungan alami selalu memperlihatkan perubahan baik secara vertikal maupun lateral, dan dikaitan dengan waktu mereka juga memperlihatkan variasi baik secara harian maupun tahunan. Dengan demikian waktu dan ruang lebih tepat dikatakan sebagai dimensi dari lingkungan, jadi bukan merupakan faktor atau komponen lingkungan.

Untuk memberikan gambaran yang baik, bagaimana variasi lingkungan di dalam suatu ekosistem kita ambil contoh di suatu hutan. Secara vertikal akibat adanya statifikasi hutan maka akan kita ketahui bahwa terlihat perbedaan yang nyata adanya gradiasi dari suhu, cahaya, kelembapan, dan lain-lain. Suhu pada permukaan tanah akan berbeda dengan suhu udara sekitarnya, demikian juga secara vertikal baik ke atas maupun ke dalam permukaan tanah akan terlihat adanya gradiasi suhu ini. Demikian juga secara lateral, meskipun gambarannya tidak sejelas perubahan vertikal tadi akibat perbedaan stratifikasi dan mungkin topografi berbagai faktor lingkungan akan berbeda dari satu tempat ke tempat lainnya.

Lingkungan

l  Sejumlah kondisi di luar dan mem pengaruhikehidupan dan perkembangan organisme-organisme(Encyclopaedia of Science and technology).

l  Tempat pemukiman dengan segala sesuatunya, di mana organisme itu hidup beserta segala keadaan dan kondisinya, yang secara langsung maupun tidak langsung dapatdiduga ikut mempengaruhi tingkat kehidupan maupun kesehatan dari organisme itu (A.L. Slamet Riyadi).

l  Lingkungan dibedakan menjadilingkungan alamiah, artinya yang telah ada di alam; dan lingkungan buatan, yang merupakan hasil karya, karsa dan cipta makhluk hidup (termasuk manusia).

Faktor Lingkungan

l  Lingkungan materi (substansi), dapat berupa kehidupan (biotik) seperti manusia, hewan ataupun tumbuhan, atau dapatpula mati (abiotik) seperti batu, kayu, radiasi, dan sebagainya.

l  Lingkungan non materi, seperti adat istiadat, kebudayaan dan kepercayaan.

Faktor Lingkungan dari Sudut Hubungan dengan Organisme

l  Lingkungan intrinsik yaitu faktor-faktor yang ada dalam organisme.

l  Lingkungan extrinsik yaitu faktor-faktor yang datang atau berasal dari luar organisme.

Pembagian Lingkungan (Rogers)

l  Lingkungan materi (the material environment) yang terdiri dari:

–        lingkungan intrinsik (somatic) seperti umur, jenis kelamin, karakteristik, dan lain sebagainya.

–        lingkungan extrinsik yang terdiri atas fisik, biologis dan sosial.

l  Lingkungan nonmateri yang dibedakan pula atas:

–        lingkungan intrinsik yaitu mentalitas, temperamen dan lain sebagainya.

–        lingkungan extrinsik yakni berbagai faktor luar yang mempengaruhi tingkah laku, kepercayaan, nilai-nilai dan lain sebagainya dari seorang manusia.

FAKTOR LINGKUNGAN DALAM EKOLOGI TUMBUHAN

Faktor lingkungan adalah setiap faktor yang berpengaruh pada kehidupan pada suatu organisme dalam proses perkembangannya. Faktor pada umumnya dibagi menjadi faktor-faktor yang bersifat fisik dan biologis. Faktor fisik merupakan faktor lingkungan yang bersifat non-biologis, seperti air dan temperatur, sedangkan faktor yang bersifat biologis atau biotik, yaitu organisme yang berpengaruh terhadap organisme lain. Tumbuhan dan juga hewan dalam ekosistem merupakan bagian komponen biotik, komponen ini akan menyesuaikan diri terhadap kondisi lingkungan tertentu. Dalam hal ini tidak ada organisme yang mampu berdiri sendiri tanpa dipengaruhi oleh kondisi lingkungan yang ada, dan harus ada kondisi lingkungan tertentu yang berperan terhadapnya dan menentukan kondisi hidupnya.

FAKTOR LINGKUNGAN DALAM PERTUMBUHAN TANAMAN

Faktor keliling yang paling primer tersangkut dalam pertumbuhan tanaman adalah:

1)      Tanah, yang memberi hara dan kelembaban, disamping sebagai pendukung secara mekanik.

2)      Energi penyinaran dalam bentuk panas dan cahaya.

3)      Udara, yang memberikan karbon dioksida dan oksigen.

1.       Faktor Tanah

Pengertian Tanah

Istilah tanah mempunyai berbagai arti untuk orang-orang berbeda, ibu rumah tangga, ahli arkeologi, insiyur sipil dan ahli pertanian. Bagi ahli pertanian, tanah merupakan bagian-bagian bumi dimana akar tanaman tumbuh. Tanah merupakan komponen hidup dari lingkungan yang penting, yang dapat dimanipulasi untuk mempengaruhi penampilan.

Dalam mendukung kehidupan tanaman, terdapat 3 fungsi tanah yang primer:

a.       Memberikan unsur-unsur mineral, melayaninya baik sebagai medium pertukaran maupun sebagai tempat persediaan.

b.      Meberikan air dan melayaninya sebagai reservoir.

c.       Melayani tanaman sebagai tempat berpegang dan bertumpu untuk tegak.

Tanah merupakan sumber utama zat hara untuk tanaman dan tempat sejumlah perubahan penting dalam siklus pangan. Susunan anorganik dalam tanah yang dibentuk dari pelapukan padas dan pengkristalan mineral-mineral. Dapat digolongkan pada liat,debu, pasir dan kerikil. Komponen tambahan yang sangat penting adalah bahan organik yang disebut humus.

Pembentukan tanah merupakan proses yang terus menerus. Ini dapat dilihat dari potongan vertikal melalui tanah yang dangkal. Dimana batuan induk hanya sedikit dibawah permukaan tanah. Ketiga gradasi yang agak nyata dari batuan induk ke “top soil” disebut horizon-horison. Morfologi darihorison-horison inilah yang memungkinkan klasifikasi tanah dalam tipe-tipenya. Supaya struktur dan kesuburan dapat diramalkan. Pada saat kebanyakan tanah hutan dan prairie matang, terbentuklah tiga buah horizon penting A, B dan C. Horison D dimaksudkan untuk lapisan dibawahnya, biasanya batuan induk.

Horizon A adalah zone pencucian (eluviasi) kurang banyak mengandung akar, bakteri,cendawan dan binatang kecil. Miskin akan zat-zat terlarut dan telah kehilangan fraksi liat dan besi dan oksida aluminium.
Horizon B adalah zone penumpukan (iluviasi) kurang banyak mengandung bahan hidup. Lebih tinggi kandungan liat, besi dan oksida aluminium. Horizon C terdiri dari bahan batuan terlapuk, sering merupakan batuan induk.

Sistem Tanah

Untuk tujuan produksi tanaman, tanah harus dipandang merupakan suatu keseimbangan halus dari sistem yang saling menjalin dan berinteraksi : mineral anorganik, bahan organik, organisme tanah, atmosfer tanah dan air tanah.

Mineral anorganik yang berasal dari pelapukan bahan induk, jumlahnya bervariasi dari 1% dalam tanah organik sampai 99% dalam tanah liat. Komponen mineral dalam tanah terdiri dari campuran partikel-partikel yang berbeda ukurannya, komposisi dan sifat-sifat kimia dan fisiknya. Menurut urutan besarnya, partikel tersebut adalah batu, kerikil,pasir,debu dan liat. Perbandingan dari jumlah bagian-bagian ini menentukan tekstur tanah. Tanah berat adalah tinggi dalam kandungan liat dan partikel lain yang halus. Tanah ringan adalah rendah dalam kandungan liat dan tinggi dalam pasir dan partikel-pertikel lain yang kasar.

Tekstur tanah mempengaruhi daya tahan air dan laju infiltrasi air. Tanah kasar mengizinkan infilrtasi dan perkolasi air yang cepat. Sehingga tidak ada “run off” permukaan sekalipun habis hujan lebat.

Struktur tanah ditunjukan pada pengaturan atau susunan dari partikel-partikel tanah menjadi agregat-agregat. Faktor yang menentukan struktur yang baik adalah ukuran dan aturannya kedalam butiran dari partikel-partikel mineral dari berbagai ukuran tertentu bersama bahan organik dan persenyawaan perekat. Tanah berstruktur sederhana biasanya terdiri dari bahan-bahan yang relatif bahan pelapukan, seperti pasir kwarsa, juga disebut tanah tersebut memiliki struktur butiran tunggal. kebanyakan tanah pertanian memiliki struktur majemuk, agregatnya lekat satu sama lain. Berapa ukuran struktur majemuk :

Tipe struktur Ukuran agregat (mm)

Kolum > 25

Bongkah 5 – 25

Granolar 3 – 5

Remeh 1 – 3

Massif Kompak atau berlumpur

Struktur tanah berkembang bila partikel tanah kecil bersifat koloid mengumpal bersama atau mengrombol menjadi butiran tanah (granules). Granulasi dirangsang dengan pembekuan dan pencairan, kegiatan akar tanaman yang merusak, pengaruh pencampuran dari fauna tanah. Pengembangan pengerutan lapisan air dan kehadiran jaringan hipHa cendawan.

Sifat remah dari tanah pertanian yang baik tergantung tekstur tanah dan persentasi humus. Tanah liat yang rendah bahan organiknya memiliki tekstur tanah yang jelek. Untuk tujuan mempertahankan struktur majemuk yang bagus dalam tanah-tanah pasir haruslah dikelola secara baik. Bila dikerjakan sewaktu terlalu basah, strukturnya jadi rusak.

Reaksi tanah, menunjukan keasaman dan kebasaan tanah. Dinyatakan dengan istilah pH, yaitu kebalikan konsentrasi ion H, dan biasanya dinyatakan dalam unit dari 0 sampai 14. pH tanah yang cocok (6 -7) untuk pertumbuhan tanaman sangatlah vital. Nilai pH tanah yang terlalu tinggi diatas 9 atau pH rendah dibawah 4 sudah merupakan racun untuk akar-akar tanaman. pH menentukan tabiat dari hara-hara tertentu. Mengendapkan atau membuatnya tersedia.

Tanaman pertanian berbeda responnya terhadap pH. Kebanyakan tanaman tumbuh baik pada pH 6,0–6,5. Reaksi tanah dapat digunakan untuk memberantas penyakit-penyakit tanah pada tanaman yang kurang peka pH dibanding penyakitnya. Reaksi tanah dapat diubah. Tanah dapat dijadikan lebih alkali : pH tanah dapat dinaikkan dengan menambah kation basa seperti kalsium, magnesium , natrium dan kalium. Kalsium adalah kation yang paling murah untuk menaikan pH dan penambahanya mempunyai efek menguntungkan lain.

Tanah dapat dibuat lebih asam dengan menambahkan ion hydrogen dalam tanah.ini dapat terlaksana dengan penambahan bahan yang dapat menghasilkan asam keras.berupa pupuk N dan S, tapi S yang paling efektif.

Bahan Organik Tanah

Adalah bahan fraksi yang berasal dari organisme hidup. Yang sangat menyolok adalah sampah-sampah dipermukaan tanah. Sampah yang membusuk sebagian disebut duff. Duff terbentuk bila tanah cukup lembab untuk memberi air yang esensial untuk kegiatan microbial dan sampah cukup tebal untuk menghambat kehilangan air penguapan.

Lapisan atas dari tanah sering tinggi dalam fraksi organik yang disebut humus. Humus secara relatif resisten terhadap pemecahan lebih lanjut dan dekomposisi. Humus bukanlah kristal. Barangkali andil bahan organik yang paling penting adalah daya pegang airnya. Bahan organik bertindak sebagai busa, dapat menyerap sejumlah air dibanding beratnya. Bahan organik juga menupakan unsur mineral. Yang menjadi tersedia bila telah terurai. Daya absorpsi yang tinggi dari bahan organik juga penting dalam retensi dan pertukaran kation mineral. Bahan organik membantu mempertahankan struktur tanah terolah. Bahan organik yang terbagi halus menutupi partikelmineral dan menghindarkanya dari saling melekat.

Menurut dasarnya ada dua tipe tanah yaitu tanah mineral dan tanah organik. Tanah mineral tersusun dari zat anorganik dari bahan organik yang sedang membusuk dalam jumlah yang berbeda-beda. Tanah organik dibentuk dari bahan-bahan tanaman yang telah membusuk sebagian, pada keadaan berawa-rawa.

Organisme tanah

Organisme tanah memegang peranan penting dalam perkembangan tanah. Sebagian tambahan akar-akar tanaman tingkat tinggi. Pada tanah tinggilah suatu variasi luas kehidupan tanaman dan hewan. Bakteri tanah mencapai 5.600 kg tiap hektar tanah hutan. Pada tanah subur 500-1000 kg tiap hektar. Disamping bakteri terdapat jamur-jamur disamping yang patogenik ada pula yang berguna.

Atmosfer Tanah

Atmosfer tanah berada dalam ruang pori-pori yang tidak terisi air. Pori-pori ini berisi gas-gas seperti atmosfer diatas tanah, tetapi beda perbandingnya. Atmosfer tanah tidak selalu merupakan sistem kontinu, karena mungkin ada ruang pori-pori yang terisolasi, tidak berhubungan. Kelembaban atmosfer tanah hampir selalu mendekati 100%.

Klasifikasi Tanah

Didaerah lembab dikenal tiga golongan luas: tanah tundra, podsolik dan lateritik.Tanah dapat dikelaskan menurut asal-usul pembentuknya, yaitu batuan induknya, atau morfologinya. Klasifikasi sebelumnya didasarkan pada anggapan-anggapan seperti apa tanah sewaktu negara baru dimukimi. Dalam sistem baru itu ada sepuluh ordo tanah.

Kesuburan Tanah

Faktor yang paling penting adalah tingkatan bentuk hara yang tersedia bagi tanaman. Tingkatan ini bergantung pada banyak faktor diantaranya kelarutan zat hara, pH tanah, kapasitas pertukaran kation, tekstur tanah dan jumlah bahan organik yang ada.

Hubungan Air-Tanaman-Tanah

Air merupakan bagian dari semua sel. Jumlahnya bervariasi tergantung dari jaringannya. Dapat serendah 3% pada kulit biji kacang, sampai 95% pada buah yang sukulen. Air bagi tanaman berada dalam suatu keadaan aliran yang sinambung. Kehilangan air dapat mengakibatkan terhentinya pertumbuhan, dan defisiensi air yang terus menerus menyebabkan perubahan dalam tanaman yang tidak dapat balik dan mengakibatkan kematian. Kehilangan air secara transparasi oleh tanaman dapat dipandang sebagai pertukaran dengan karbon dan dalam hal ini transpirasi sangatlah penting untuk pertumbuhan. Kecepatan kehilangan air tergantung sebagian besar pada suhu, kelembaban relatif dan gerakan udara.

Kelembaban Tanah

Jumlah dalam air dapat dinyatakan dalam beberapa cara. Menyatakan air tanah dengan istilah kapasitas lapang. Dari suatu tanah berarti memperhatikan kondisi fisik dari tanah itu dan mempunyai arti pertanian yang besar. Kecepatan ekstraksi air dari suatu tanah merupakan fungsi dari konsentrasi akar,karenanya berkurang menurut kedalaman daerah akar.

Gerakan Air Tanah

Perkolasi yaitu gerakan air melalui tanah berhubungan dengan jumlah air yang ada. Air yang diberikan ketanah bergerak melalui tanah itu hanya sesaat setelah tercapainya kapasitas lapang. Sebegitu jauh kecepatan gerakan air tergantung kepada tekstur tanah.

2.       Faktor Suhu

Kecepatan reaksi dipengaruhi suhu, biasanya makin tinggi suhu reaksi makin cepat. Jadi, suhu mempunyai efek penting dan tegas pada respirasi. Akan tetapi, hubungan suhu dan reaksi biokimia yang berlangsung dalam tanaman jarang berbanding langsung karena adanya faktor lain yang rumit.

Suhu mempengaruhi kestabilan sistem enzim, pada suhu optimum, sistem enzim berfungsi baik dan tetap stabil untuk waktu lama. Pada suhu lebih dingin mereka tetap stabil, tetapi tidak berfungsi, sementara pada suhu tinggi sisten enzim rusak sekali. Suhu kardinal adalah suhu dimana perubahan percepatan proses yang berlangsung. Suhu yang ekstrim dapat merusak tanaman.

3.       Faktor Cahaya

Cahaya mempengaruhi banyak respon lain dari tanaman, termasuk perkecambahan, pembentukan umbi, perbungaan dan perbandingan kelamin pada bunga. Cahaya mempengaruhi perkecambahaan dan perbungaan dengan pengaruhnya terhadap fitokrom. Fitokrom dipengaruhi cahaya merah dan lewat merah pada spektrum cahaya.

Mutu dan Jumlah Cahaya

Kuantitas cahaya atau intensitas cahaya ditunjukan oleh konsentrasi gelombang cahaya,dapat dinyatakan dengan energi listrik (watt) tiap satuan luas atau dengan terangnya.

Cahaya dan Fotosintetis

Laju fotosintetis berhubung dengan ketersediaan bahan mentah, yaitu air dan karbondioksida dan energi yang tersedia dalam bentuk panas dan cahaya. Syarat sederhana ini sangat banyak terdapat di daerah tropik dan sedang, baik laut maupun darat.

Banyak teknik budidaya yang didasarkan pada kebutuhan cahaya secara relatif dari spesies yang berbeda-beda. Pengetahuan mengenai ini dipandang sebagai keahlian yang menyangkut faktor bagi pengelola tanaman.

KELOMPOK 4

Rindiani

Yusuf Hamdan Sowabi Ikhsan

Dewi Wulan Pribadi

Melinda Nurul Hafifah

Reni Ernawati

Stellinda Agustiniawati Sudrajat

Asri Fazriah Febriany

Sani Budiman

PRODUKTIVITAS KELOMPOK 2

Prodiktivitas adalah laju produksi biomasa,jadi berbeda dengan standing crop yang menyatakan jumlah biomasa dari ekosistem pada saat tertentu.kajian prodiktivitas ini merupakan bagian yang penting dalam ekologi,ini meliputi efesiensi dari berbagai bentuk ekosistem dan juga mengenai perbaikan produksi dari ekosistem binaan.

Prodiktivitas dapat dibagi dalam dua bentuk,pertama produktivitas primer, meliputi produksi materi organic baru pada tumbuhan atau autrotof.kedua,produktivitas sekunder, meliputi produksi materi organikbaru pada hewan atau heterotrof.

Produktivitas primer merupakan laju penambahan energy yang dilakukan oleh produsen.  Menurut Campbell (2002), Produktivitas primer menunjukkan Jumlah energy cahaya yang diubah menjadi energy kimia oleh autotrof suatu ekosistem selama suatu periode waktu tertentu. Total produktivitas primer dikenal sebagai produktivitas primer kotor (gross primary productivity, GPP). Tidak semua hasil produktivitas ini disimpan sebagai bahan organik pada tubuh organisme produsen atau pada tumbuhan yang sedang tumbuh, karena organisme tersebut menggunakan sebagian molekul tersebut sebagai bahan bakar organik dalam respirasinya.

A.proses –proses dasar dalam produktivitas primer

            Sangat jarang kajian yang bersifat kiantitatif dari produktitifitas primer ini.produktivitas primer bersih di temtukan oleh perbedaab relatif dari fotosintesis (menghasilkan karbohidrat) dengan respirasi (memanfaatkan karbohidrat).untuk memahami factor-faktor yang membatasi dan mengontrol produktivitas primer ini,perlu ditelaah secara rinci kedua proses dasar ini.

1.      Proses fotosintesis

Dalam proses ini hanya sebagian kecil energi cahaya yang dimanfaatkan. Diperkirakan dari sejumlah energi cahaya yang sampai pada tumbuhan, hanya 1 – 5% dapat diubah menjadi energi kimia. Pemanfaatan energi cahaya untuk membentuk karbohidrat dalam fotosintesis meliputi beberapa proses kimia yang sangat kompleks termasuk dengan biokalalisatornya yang berupa enzim. Secara sederhana reaksi fotosintesis dapat dituliskan sebagai berikut.    

  

6CO_{2 +} 6H₂O + energy radiasi → 6C₆H₁₂O₆ + O₂

                           a    b             c                     d           e

a.dari udara atau hasil respirasi

b.dari tanah

c.diabsorpsi oleh pigmen dalam dalam daun (klorofil)

d.gula dalam sel tumbuhan

e.dilepas keudara atau dipakai dalam respirasi

gula yang duhasilkan dalam fotosintesis mempunyai berbagai kemungkinan yaitu, dimanfaatkan kembali dalam proses respirasi untuk menghasilkan ATP; dikonversi menjadi bentuk senyawa organik lain; dan dikombinasi dengan gugus tertentu menjadi asam amino dan selanjutnya diubah menjadi protein.

2.      Proses respirasi

Proses ini merupakan kebalikan dari proses fotosintesis yang melibatkan berbagai reaksi dan biokatalisator yang berupa enzim. Secara sederhana reaksinya adalah sebagai berikut.

6C₆H₁₂O₆ + O_{2   →}   6 CO₂ + energy

Pada kondisi optimum kecepatan fotosintesis dapat mencapai 30 kali dari kecepatan respirasi, terutama pada tempat-tempat yang terdedah dengan cahaya matahari. Pada umumnya tumbuhan menggunakan karbohidrat untuk respirasinya berkisar antara 10 – 75% dari hasil fotosintesisnya, dan ini tergantung dari jenis dan usia tumbuhan.

B.faktor –faktor yang mempengaruhi fotosintesis

            kecepatan dan efesiensinya dari fotosintesis tergantung pada berbagai faktor, beberapa berupa factor lingkungan dan beberapa berupa factor di dalam tumbuhan itu sendiri.

1.      Cahaya

Panjang gelombang maupun intensitas cahaya sangat berperan terhadap proses fotosintesis. Energi cahaya diserap oleh pigmen tumbuhan, yaitu klorofil terutama yang diserap adalah gelombang dari cahaya merah dan biru. Sedangkan cahaya hijau akan dipantulkan atau tidak dimanfaatkan dalam proses fotosintesis. Keadaan akan berlaian apabila pigmen tumbuhan yang menyerap energi cahaya adalah pigmen cokelat dan biru, seperti pada beberapa ganggang yang hidup dilaut, maka cahaya hijau dapat diserapnya. Jadi kualitas cahaya merupakan faktor pembatas dalam proses fotosintesis.

Intensitas cahaya dapat menentukan jumlah energi yang dapat menyerap energi cahaya dan mengubahnya menjadi gula dengan efisiensi 20% sedangkan pada cahaya terang hanya 8%.  Pada intensitas cahaya yang tinggi dapat merusak klorofil. Apabila faktor yang diperlukan berada dalam keadan optimal, jumlah cahaya yang dipakai sebanding dengan jumlah cahaya yang diserap (dengan jumlah klorofil yang ada).

2.      Karbondioksida

Karbondioksida diambil oleh tumbuhan dari udara melalui proses difusi, dan pada kebanyakan tumbuhan, difusi ini terjadi melalui mulut daun (stomata) yang biasanya terbuka pada waktu siang hari dan menutup pada waktu malam hari. Karbondioksida diambil secara pasif dan dipengaruhi terutama oleh kadar karbondioksida yang ada diluar dan dalam tumbuhan.

3.      Air

Jumlah air yang tidak memadai menghambat semua proses metabolisme termasuk fotosintesis karena stomata tertutup dan tumbuhan menjadi layu.  Air merupakan bahan dasar dalam proses fotosintesis, sehingga ketersediaan air merupakan faktor pembatas terhadap aktivitas fotosintetik.

4.      Nutrisi

Nutrien untuk sejumlah klorofil dan enzim yang berperan aktif dalam proses fotosintesis. Misalnya magnesium yang merupakan bagian utama dari molekul klorofil. Tumbuhan membutuhkan berbagai ragam nutrien anorganik, beberapa dalam jumlah yang relatif besar dan yang lainnya dalam jumlah sedikit, akan tetapi semuanya penting. Pada beberapa ekosistem terestrial, nutrien organik merupakan faktor pembatas yang penting bagi produktivitas. Produktivitas dapat menurun bahkan berhenti jika suatu nutrien spesifik atau nutrien tunggal tidak lagi terdapat dalam jumlah yang mencukupi. Nutrien spesifik yang demikian disebut nutrien pembatas (limiting nutrient). Pada banyak ekosistem nitrogen dan fosfor merupakan nutrien pembatas utama, beberapa bukti juga menyatakan bahwa CO₂ kadang-kadang membatasi produktivitas.

5.      Suhu

Laju proses kimia sangat ditentukan oleh keadaan suhu yang mana laju akan maksimal pada temperature optimum. Suhu secara langsung ataupun tidak langsung berpengaruh pada produktivitas. Secara langsung suhu berperan dalam mengontrol reaksi enzimatik dalam proses fotosintetis, sehingga tingginya suhu dapat meningkatkan laju maksimum fotosintesis. Sedangkan secara tidak langsung, misalnya suhu berperan dalam membentuk stratifikasi kolom perairan yang akibatnya dapat mempengaruhi distribusi vertikal fitoplankton.

6.      Strukur dan komposisi komunitas

Struktur dan komposisi komunitas sangat menentukan produktivitas. Bentuk pohon, perdu dan herba yang hidup pada habitat yang sama, akan menghasilkan produktivitas yang berbeda.

7.      Jenis dan umur tumbuhan

Perbedaan laju pertumbuhan diantara jenis-jenis yang berkompetisi dalam suatu ekosistem merupakan kejadian yang alami, dengan demikian akan terjadi pula perbedaan produktivitas pada fase pertumbuhan yang berbeda atau pada umur yang berbeda dari suatu jenis yang sama. Tumbuhan akan mencapai produktivitas maksimal pada fase muda. Ketika tubuh tumbuhan meningkat energi yang difiksasi lebih banyak digunakan untuk mengelola tubuhnya. Produktivitas yang berlebih digunakan untuk membentuk produktivitas bersih yang secara teratur menurun dalam masa pemasakan.

8.      Peneduhan

Bentuk-bentuk geometri tumbuhan dan kerapatannya sangat berperan dalam menentukan efisiensi ekosistemnya. Tumbuhan yang memiliki daun yang relatif lebar dan vertikal dapat menghasilkan area aktif fotosintesis maksimum dan total peneduhannya rendah. Informasi tentang faktor-faktor yang mempengaruhi produktivitas primer pada setiap tanaman terjadi pada tingkatan yang spesifik, keadaan yang sama juga terjadi pada daun-daun yang terisolasi. Dalam hal ini hanya memperhatikan salah satu faktor yang kompleks yang mempengaruhi produktivitas primer yaitu struktur 3 dimensi dari suatu kanopi vegetasi. Faktor struktural ini mempengaruhi efisiensi kanopi sebagai suatu penangkap cahaya. Pada kanopi berdaun lebar sebagian cahaya tidak di serapdekat permukaan dan tingkat kanopi yang lebih rendah terlindungi lebih banyak. Akibatnya fotosintesis bersih cenderung terkonsentrasi di lapisan atas pada tipe kanopi berdaun lebar dan terkonsentrasi dilapisan tengah pada tipe kanopi berdaun sempit. Posisi sudut daun mempengaruhi juga kedalaman penetrasi cahaya ke dalam kanopi. Penetrasi cahaya akan lebih dalam bila daunnya tegak. Tanaman padi yang memiliki geometri sudut daun atau kanopi vertikal dan tipe berdaun sempit akan lebih efektif pada intensitas cahaya yang kuat dan ketika posisi matahari rendah. Kanopi horizontal dari tipe berdaun lebar akan lebih efektif pada intensitas cahaya rendah dan ketika matahari berada di atas kepala. 

C.Metode pengukuran produktivitas primer

            Penting sekali untik diperlihatkan cara-cara penentuan produktivitas primer ini,mengingat proses ini mempunyai arti ekologi yang sangat nyata.sebagian besar pengukuran dilakukan secara tidak lamgsung,didasarkan pada jumlah substansi yang dihasilkan,didasrkan pada jumlah material dasar yang dipakai,dan ada pula yang didasarkan pada jumlah hasil sampingnya.

1.      Metode penuaian

Cara ini di tentukan berdasarkan berat pertumbuhan dari tumbuhan. Dapat dinyatakan secara langsung berat keringnya atau kalori yang terkandung, tetapi keduanya dinyatakan dalam luas dan priode waktu tertentu. Metode ini mengukur produktivitas primer bersih. Metode penuaian ini sangat cocok dan baik pada ekosistem daratan, dan biasanya untuk vegetasi yang sederhana. Tetapi dapat pula di gunakan untuk ekosistem lainya dengan syarat tumbuhan tahunan predominan dan tidak terdapat rerumputan. Untuk ini paling baik mencuplik produktivitas pada satu seri percontohan(cuplikan)selama satu musim tumbuh. Metode ini merupakan metode paling awal dalam mengukur produktivitas primer. Caranya adalah dengan memotong bagian tanaman yang berada diatas permukaan tanah, baik pada tumbuhan yang tumbuh di tanah maupun yang didalam air. Bagian yang di potong selanjutnya dipanaskan sampai seluruh airnya hilang atau beratnya konstan. Materi tersebut ditimbang, dan prodiktivitas primer di nyatakan dalam biomassa per unit area per unit waktu, misalnya sebagai gram berat kering/ m² /tahun.metode ini menunjukkan perubahan berat kering selama priode waktu tertentu. Metode penuian memeng tidak cocok untuk mengukur produktivitas primer fitoplankton, karena ada beberapa kesalahan misalnya perubahan biomasa yang terjadi tidak hanya diakibatkan oleh produktivitas tetapi juga berkurangnya fitoplankton oleh hewan – hewan pada  tropik diatasnya, atau mungkin jumlah fitoplankton berubah karena gerakan air dan pengadukan.  

Metode penuaian ini sangat sederhana, meskipun memiliki potensi – potensi kesalahan- kesalahan : sistim akar harus termasuk dalam perhitungan, dan adanya hewan herbivora. 

2.      Metode penentuan oksigen

Oksigen merupakan hasil sampingan dari fotosintesis, sehingga ada hubungan erat antara produktifvitas dengan oksigan yang di hasilkan oleh tumbuhan. Tetapi harus di ingat sebagian oksigen di manfaatkan oleh tumbuhan tersebut dalam proses respirasi, dan harus di perhitungkan dalam penentuan produktivitas.

Metode ini sangat cocok dalam menentukan produktivitas primer ekosistem perairan, dengan fitoplankton sebagai produsennya. Dua contoh air yang mengandung ganggang di ambil pada kedalaman yang relatif sama. Satu contoh di simpan di dalam botol bening dan satunya lagi pada botol yang di cat hitam. Kandungan oksigen dari kedua botol tadi sebelumnya ditentukan, kemudian di simpan dalam air yang sesuai dengan kedalaman dan tempat pengambilan air tadi. Kedua botol tadi di biarkan selama satu sampai 12 jam. Selama itu akan terjadi perubahan kandungan oksigen di kedua botol tadi. Pada botol yang hitam terjadi proses respirasi yang menggunakan oksigen, sedangkan pada botol yang bening akan terjadi baik fotosintesis maupun respirasi. Diasumsikan respirasi pada kedua botol relatif sama. Dengan demikian produktivitas pada ganggang dapat di tentukan.

Metode-metode ini memiliki kelemahan-kelemahan, yaitu hanya dapat di lakukan pada produsen mikro dan asumsi respirasi pada kedua botol tadi sama adalah kurang tepat.

3.      Metode pengukuran karbondioksida

Karbondioksida yang di pakai dalam fotosintesis oleh tumbuhan dapat di pergunakan sebagai indikasi untuk produktivitas primer. Dalam hal ini seperti juga pada metode penentuan oksigen proses respirasi harus di perhitungkan. Metode ini cocok untuk tumbuhan darat dan dapat di pakai pada suatu organ daun, seluruh bagian tumbuhan dan bahkan satu komunitas tumbuhan. Ada dua tehnik atau metode utama yaitu :

a.        Metode ruang tertutup

Biasanya di gunakan untuk sebagian atau seluruh tumbuhan kecil (herba,perdu pendek). Dua contoh di pilih dan di usahakan satu sama lainnya relatif sama. Satu contoh di simpan dalam kontainer bening dan satunya lagi di simpan dalam kontainer gelap (tertutup lapisan hitam). Udara dibiarkan keluar- masuk pada kedua kontainer melalui pipa yang sudah di atur sedenikian rupa dan mempergunakan pengisapan udara dengan kecepatan aliran udara tertentu. Konsentrasi karbondioksida yang masuk dan keluar kontainer di pantau. Dengan cara ini karbondioksida yang di pakai dalam fotosintesis dapat dihitung, yaitu sama dengan jumlah yang di hasilkan dalam kontainerr gelap di tambah dengan jumlah yang di pakai dalam kontainer bening/terang. Dalam kontainer gelap terdapat produksi karbondioksida sebagai hasil respirasi, dan pada kontainer bening karbondioksida di pakai dalam proses fotosintesis daan juga adanya produksi akibat adanya respirasi. Metode ini juga memiliki kelemahan seperti pada metode dengan penentuan oksigen dan meningkatnya suhu dalam kontainer (seperti rumah kaca) sehingga mempengaruhi proses fotosintesis dan respirasi.

b.      Metode aerodinamika

Metode ini maksudnya menutupi kelemahan-kelemahan pada metode ruang tertutup. Karbondiaksida yang diukur diambil dari sensor yang di pasang pada tabung tegak dalam komunitas, dan satunya lagi di pasang lebih tinggi dari tumbuhan. Perubahan konsentrasi karbondioksida di atas dan didalam komunitas dapat di pakai sebagai indikasi dari produktivitas. Pada malam hari konsentrasi karbondioksida akan meningkat akibat terjadi respirasi, sedangkan pada siang hari konsentrasi akan menurun akibat proses fotosintesis. Perbandingan konsentrasi ini merupakan indikasi berapa banyak karbon dioksida yang di manfaatkan dalam fotosintesis.

4.      Metode kesamaan

Dalam ekosistem air,kesamaan akan berpengaruh terhadap kelarutan karbondioksida.perubahan kesamaan dapat dipakai sebagai indeks dari produktivitas.

Metode ini mempunyai potensi kesalahan,sepeti kandungan nutrisi mempunyai pengaruh juga terhadap kesamaan air.

5.      Kehilangan material dasar

Produktivitas dapat ditentukan berdasarkan laju kehilangan material seperti nitrat dan posfat.metoda ini menentukan produktivitas primer bersih dari ekosistem.teknik ini sangat berguna untik ekosistem perairan yang luas,sepertidanau dan lautan,tetapi haya berlaku bagi daerahyang beriklim musim (terjadinya penumpukan selama musim dingin dan dimanfaatkan pada musim semi).

6.      Metoda radioaktif

Materi aktif yang dapat di identifikasi radiasinya di masukkan dalam sistem. Misalnya karbon aktif (C¹⁴) dapat di introduksi melalui suplai karbondioksida yang nantinya di asimilasikan oleh tumbuhan dan di pantau untuk mendapatkan perkiraan produktivitas. Tehnik ini sangat mahal dan memerlukan peralatan yang canggih, tetapi memiliki kelebihan dari metode lainya, yaitu dapat di pakai dalam berbagai tipe ekosistem tanpa melakukan penghancuran terhadap ekosistem.  

7.      Metoda klorofil

Produktivitas berhubungan erat dengan jumlah klorofil yang ada. Rasio asimilasi untuk tumbuhan atau ekosistem adalah laju dari produktivitas pergram klorofil. Konsentrasi klorofil dapat ditentukan berdasarkan cara yang sederhana, yaitu dengan cara mengekstraksi pigmen tumbuhan. Mul-mula dilakukan pencuplikan daun dengan ukuran tertentu. Untuk sampling fitoplankton dilakukan dengan pengambilan sampel air dalam volume tertentu. Organisme selain fitoplankton harus di pisahkan dari sampel. Samel selanjutnya di saring dengan menggunakan filter khusus fitoplankton pada pompa vakum dengan tekanan rendah. Filter yang mengandung klorofil dilarutkan pada aseton 85% , kemudian dibiarkan semalam, dan selanjutnya di sentrifuse. Supernatannya dibuang dan pelet yang mengandung klorofil di keringkan dan di timbang beratnya. Berat klorofil di ukur dalam mg klorofil/unit area. Pengukuran klorofil juga bisa di lakukan dengan spektrofotometer dengan panjang gelombang 665 nm. Bila rasio asimilasi, kadar klorofil, dan jumlah energi cahaya di ketahui, maka produktivitas primer kotor dapat diketahui. Metode ini dapat di terapkan pada berbagai tipe ekosistem. 

D.Produktivitas primer dalam ekosistem alami

            Produktivitas primer dari ekosistem alami sangat berpariasi besarnya,baik secara spesial maupin temporal.hal ini di sebabkan oleh 3 faktor atai keadaan utama:

1.      Intensitas dan arah sinar matahari

Masukan tahunan energy matahari secara global sangat berparisi dari yang tertinggi di tropic sampai yang terendah di daerah kutub.dengan demikian produktivitas pontensial tertinggi terdapat di tropic yang kemudian semakin merendah secara latitudinal

2.      Pembatasan lingkungan

Meskipun sinar matahari berlebihan atau melimpah produktivitas primer mungkin saja rendah akibat factor lingkungan tertentu,seperti kekurangan atau ketiadaan air,suhu yang rendah,dan atau kekurangan nutrisi tanah.

3.      Komposisi dan struktur komunitas

Seperti telash diuraikan terdahulu,factor-faktor jenis tumbuhan ,bentuk tumbuhan,dan jarak antar pohon mempunyai peranan yang menentukan terhadap produktivitas primer ini.

E.Produktivitas di ekosistem alami

            Semua pengukuran yang dilakuakan di ekosistem alami memperlihatkan harga prodiktuvitas primer kasar atau kotor yang rendah

F.Gambaran umum dari produktivita ekosistem

            Beberapa gambaran umum dari produktivitas yang terdapat dalam ekosistem adalah sebagai berikut.

1.      Sebagai besar persentase permukaan bumi termasuk kategori rendah,akibat k etidak adaan air (padang pasir) atau kekurangan hara tanah (laut)

2.      Produktivitas larutan pada kenyataannya lebih rendah  daripada daratan.

3.      Ekosistem yang paling produktif adalah ekosistem terbuka,mempunyai komunikasi yang aktensif dengan ekosistem lainnya (masukan).misalnya eustaria,rawa,koral.         Kesemuanya mendapat masukan nutrisi dari daerah sekitarnya.

           

G.Produktivitas dalam ekodidtem pertanian

            groekosistem (ekosistem pertanian) ditandai oleh komunitas yang monospesifik dengan kumpulan beberapa gulma. Ekosistem pertanian sangat peka akan kekeringan,fros t, hama/penyakit sedangkan pada ekosistem alam dengan komunitas yang kompleks dan banyak spesies mempunyai kemampuan untuk bertahan terhadap gangguan iklim dan makhluk perusak. Dalam agroekosistem, tanaman dipanen dan diambil dari lapangan untuk konsumsi manusia/ternak sehingga tanah pertanian selalu kehilangan garam-garam dan kandungan unsur-unsur antara lain N, P, K, dan lain-lain. Untuk memelihara agar keadaan produktivitas tetap tinggi kita menambah pupuk pada tanah pertanian itu. Secara fungsional agroekosistem dicirikan dengan tingginya lapis transfer enersi dan nutrisi terutama di grazing food chaindengan demikian hemeostasis kecil.

G.Efesiensi ekologis

            Efesiensi ekologis adalah persentase energy yang ditransfer dari suatu tingkat trofik ke tingkat trofik berikutnya ,atau rasio produktivitas bersih pada suatu tingkat dibawahnya.edesiensi ekologis sangat bervariasi pada organisme,yang umumnya berkisar mulai dari 5% sampai 20%.dengan kata laim 80% samapai 95% energy yang tersedia pada suatu tingkat trofik tidak pernah ditransfer ke tingkat berikutnya.

           

I.Implikasi bagi nutrisi manusia

            Selama kenyataannya bahwa produktivitas baik system alami maupun system pertanian adalah rendah,haruslah dilakukan usaha peningkatannya.caranya yang memungkinkan adalah mengurangi factor pembatas,misalnya dengan pembuatan irigasi pada daerah kering ,penyilangan dengan jenis unggul,dan peningkatan teknologi pertanian.