Memahami Konsep Efisiensi Ekologis (Ecological Efficiencies)

Transfer energi dan biomasa yang terjadi pada suatu sistem trofik terdiri dari tiga komponen: konsumsi, asimilasi, dan produksi; yang menentukan jumlah energi dan biomasa yang ditransfer selama proses amakan dimakan (feeding event). Semakin besar energi atau biomasa yang ditransfer, maka efisiensi trofiknya semakin tinggi (Newton, 2007). Produksi pada setiap tingkatan trofik (Prod_n) bergantung pada besarnya produksi yang terjadi tingkatan trofik sebelumnya (Prod_n-1) dan efisiensi trofik (Trophic Efficiency – E_troph), di mana produksi mangsa (Prod_n-1) dikonversi ke produksi konsumen (Prod_n) (Chapin et al., 2002). Untuk jelasnya dapat dilihat pada Gambar 2.

Prod_n = Prod_n-1 X E_troph = Prod_n-1 X (Prod_n / Prod_n-1)

Gambar 1. Efisiensi pada Sistem Trofik (Chapin et al., 2002)

Pada ekosistem terrestrial, distribusi biomasa yang terjadi pada setiap tingkatan trofik dapat digambarkan dengan piramida yang serupa dengan piramida energi, dengan biomasa terbesar terdapat pada produsen primer dan semakin mengecil pada tingkatan di atasnya (Chapin et al., 2002). Hal ini dapat terjadi karena: (1) piramida energi menghasilkan ketersediaan energi untuk tingkatan trofik di atasnya semakin berkurang, karena adanya nergi yang dilepaskan pada setiap tingkatan trofuik sebelumnya. (2) Besarnya proporsi yang dilakukan oleh tumbuhan terrestrial pada jaringan strukturalnya memperkecil proporsi dari produksdi tumbuhan yang dapat diperoleh secondary production (Chapin et al., 2002).

2.2.1 Efisiensi Konsumsi (Consumption Efficiency)

Energi yang hilang di setiap tingkatan trofik membatasi produksi pada tingkatan trofik di atasnya. Faktor utama yang membedakan variasi efisiensi konsumsi pada herbivora adalah perbedaan alokasi tumbuhan pada strukturnya. Cara menghitung efisiensi konsumsi ini dapat dilihat pada persamaan di bawah ini (Chapin et al., 2002).

Efisiensi konsumsi herbivora yang paling rendah umumnya terjadi di ekosistem hutan (kurang dari 1 % hingga 5 %) karena besarnya alokasi tumbuhan hutan pada struktur kayunya, yang tidak mudah untuk dikonsumsi herbivora (Chapin et al., 2002). Pada ekosistem padang rumput, efisiensi konsumsi hebivora lebih tinggi daripada di hutan (10 – 60 %) karena sebagian besar materi tumbuhannya bukan berupa materi berkayu. Efisiensi konsumsi herbivora tertinggi terdapat pada ekosistem pelagik (umumnya, lebih besar dari 40 %), ekosistem dengan sebagian besar biomasa tumbuhannya lebih banyak dialokasikan pada isi sel daripada dinding selnya (seperti alga) (Chapin et al., 2002).

Kandungan toksik alami tumbuhan (seperti kandungan metabolit sekunder tumbuhan) membatasi efisiensi konsumsi herbivora pada ekosistem terrestrial(Chapin et al., 2002). Selain itu, efisiensi konsumsi karnivora seringkali lebih tinggi daripada herbivora, yaitu antara 5-100%. Contohnya vertebrata predator yang memakan mangsa vertebrata lainnya, memiliki efisiensi konsumsi lebih besar dari 50%, menunjukkan bahwa lebih banyak mangsa yang dimakan daripada yang memasuki pool tanah sebagai detritus (Chapin et al., 2002)

2.2.2 Efisiensi Asimilasi (Assimilation Efficiency)

Efisiensi asimilasi ini merupakan proporsi dari energi yang dicerna (In) dan diasimilasikan (An) ke dalam aliran darah. Efisiensi Asimilasi dipengaruhi oleh kualitas makanan dan fisiologi konsumen. Materi yang tidak terasimilasi kemudian dikembalikan ke tanah dalam bentuk feces, komponen input bagi detritus-sistem. Cara menghitung efisiensi asimilasi ini ditunjukkan dengan persamaan di bawah ini (Chapin et al., 2002).

Efisiensi asimilasi seringkali lebih besar (sekitar 5-80%) daripada efisiensi konsumsi (0,1-50%). Karnivora pemakan vertebrata cenderung memiliki efisiensi asimilasi yang lebih tinggi (sekitar 80 %) daripada herbivora terrestrial (5-20%) karena karnivora tersebut memakan makanan dengan structural yang lebih kecil daripada yang terdapat pada tumbuhan terrestrial (Chapin et al., 2002).

2.2.3 Efisiensi Produksi (Production Efficiency)

Efisiensi produksi adalah proporsi dari energi yang terasimilasi yang dikonversi terhadap produksi hewan. Efisiensi produksi ini meliputi pertumbuhan dari individu dan proses reproduksi untuk membentuk individu baru. Efisiensi produksi ini terutama dipengaruhi/ditentukan oleh metabolisme hewan. Cara menghitung efisiensi produksi ini ditunjukkan dengan persamaan di bawah ini (Chapin et al., 2002).

Energi asimilasi yang tidak tergabung dalam produksi hilang ke lingkungan dalam bentuk respiratory heat. Efisiensi produksi untuk setiap individu hewan bervariasi dari kurang dari 1 % hingga 50 % dan sangat berbeda antara homoeterm (E_prod 1-3%) dan poikiloterm (E_prod 10-50%) (Chapin et al., 2002). Homoeterm menghabiskan sebagian besar energi yang diasimilasikannya untuk mempertahankan suhu tubuh agar konstan. Efisiensi produksi pada homoiterm ini berkurang dengan semakin kecilnya ukuran tubuh. Efisiensi produksi pada poikiloterm relatif tinggi (sekitar 25%) dan cenderung menurun dengan bertambahnya ukuran tubuh (Chapin et al., 2002).

Pustaka :

Chapin, F.S., P. A. Matson., H. A. Mooney. 2002. Principles of Terrestrial Ecosystem Ecology. Springer. United States of America.

Newton, P. D. 2007. Agroecosystems in a Changing Climate. http://books.google.co.id/books.

Kontributor :

Tugas Presentasi ekologi Terestrial-1 SITH ITB	Isni Nuraziza M
27 Oktober 2009	21309011

Iklan