Pengertian Piramida energi, jumlah, biomassa

Piramida energi mewakili jumlah energi pada setiap tingkat trofik dalam sebuah rantai. Dengan demikian dapat menunjukkan produktivitas suatu ekosistem.

Ahli kimia Alfred J. Lotka, sekitar tahun 1930, adalah orang pertama yang mempertimbangkan bahwa populasi dan komunitas seperti sistem yang mengubah energi. Menurut Lotka, pertukaran energi antara komponen suatu sistem dimulai dengan asimilasi dan transformasi karbon dioksida menjadi bahan organik oleh tumbuhan melalui proses fotosintesis. Kemudian, energi yang dihasilkan ini ditransfer ke komponen berikutnya melalui konsumsi tanaman oleh herbivora dan, kemudian, dengan konsumsi herbivora oleh karnivora.

Hanya pada tahun 1942, Raymond Lindeman berhasil menarik perhatian para ahli ekologi lainnya dengan menggabungkan konsep ekologis dan prinsip-prinsip termodinamika untuk memahami ekosistem sebagai sistem transformasi energi.

Piramida ekologis, juga disebut piramida trofik, adalah representasi grafik yang menunjukkan, melalui tumpang tindih persegi panjang horisontal, biomassa di setiap tingkat trofik ekosistem tertentu.

Piramida ekologis memiliki, pada bagian bawah mereka, produsen (seperti tanaman) dan mengikuti serangkaian tingkat trofik (seperti herbivora yang memakan tanaman, diikuti oleh karnivora yang memakan herbivora, diikuti oleh karnivora yang memakan karnivora, dan seterusnya). Level tertinggi adalah bagian atas rantai makanan.

Jenis Piramida ekologi

Piramida ekologis dapat terdiri dari tiga jenis: piramida bilangan, piramida biomassa, dan piramida energi.

1. Piramid Jumlah

Piramida ekologis jumlah menunjukkan jumlah individu pada setiap tingkat trofik dalam rantai makanan sebanding dengan jumlah yang dibutuhkan untuk diet masing-masing. Misalnya, sekitar 10.000 udang air tawar dibutuhkan untuk mendukung 1.000 bungkus yang, pada gilirannya, memberi makan 100 ekor yang akhirnya akan berfungsi sebagai makanan bagi burung osprey. Selain itu, ada kasus di mana organisme penghasil memiliki ukuran besar, dalam hal ini, mengakui pohon yang memberi makan sejumlah besar makhluk herbivora. Dalam hal ini, jumlah piramida, meskipun tidak dalam bentuk piramida, karena alasnya lebih kecil, disebut piramida terbalik.

2. Piramida biomassa

Piramida biomassa ekologis menunjukkan hubungan antara tingkat biomassa dan trofik dengan mengkuantifikasi total biomassa yang ada di setiap tingkat trofik komunitas ekologis dalam periode waktu tertentu. Unit standar piramida biomassa adalah g / m2 (gram per meter persegi) atau kcal / m2 (kalori per meter persegi).

Piramida biomassa dapat dibalik. Misalnya, dalam ekosistem laguna, total berat kering fitoplankton, produsen utama, pada titik mana pun akan kurang dari massa heterotrof, seperti ikan dan serangga. Ini karena fitoplankton berkembang biak dengan sangat cepat, tetapi memiliki rentang hidup individu yang jauh lebih pendek.

Satu masalah dengan piramida biomassa adalah bahwa mereka dapat membuat tingkat trofik tampak mengandung lebih banyak energi daripada yang sebenarnya. Misalnya, semua burung memiliki paruh dan kerangka yang, meskipun memiliki massa, tidak dikonsumsi oleh tingkat trofik berikutnya.
Piramida energi komunitas akuatik. Pada oker, produksi bersih setiap tingkat; dengan warna biru, napas. Jumlah di sebelah kiri adalah energi yang berasimilasi.

3. Piramida energi

Piramida energi ekologis menunjukkan, untuk setiap tingkat trofik, produksi biomassa atau jumlah energi yang terakumulasi, di area atau volume tertentu. Piramida ini menunjukkan aliran energi melalui rantai makanan. Satuan standar piramida energi adalah g / m2 tahun (gram per meter persegi per tahun) atau kcal / m2 tahun (kalori per meter persegi per tahun).

  • Asumsikan bahwa sekitar 10% dari energi yang tersedia pada satu level trofik digunakan oleh level trofik berikutnya.
  • Jumlah energi yang tersedia untuk organisme hidup berkurang dari satu tingkat ke tingkat lain, dari produsen.
  • Energi yang diserap oleh produsen kembali ke lingkungan sebagai energi panas dan tidak dapat digunakan oleh organisme hidup.

Piramida energi adalah representasi grafis tumpang tindih yang menggambarkan terjadinya penurunan energi pada tiap tahap tingkatan trofik. Jumlah total energi pada setiap tingkatan trofik ke arah puncak piramida semakin kecil. Secara umum konsumen hanya mampu memanfaatkan 10% energi yang diperoleh dari organisme yang berada pada tingkat trofik di bawahnya, sebab sebagian besar energi terbuang sebagai panas.

Bentuk piramida energi selalu segitiga tegak.

Sebuah piramida energi adalah model grafis dari aliran energi dalam suatu komunitas. Tingkat yang berbeda mewakili berbagai kelompok organisme yang mungkin menyusun rantai makanan. Dari bawah ke atas, mereka adalah sebagai berikut:

  • Produsen – membawa energi dari sumber tak hidup dalam komunitas
  • Konsumen primer– memakan produsen, yang membuat mereka sebagai herbivora di kebanyakan komunitas
  • Konsumen sekunder – memakan konsumen primer, yang membuat mereka adalah karnivora
  • Konsumen tersier – makan konsumen sekunder

Dalam beberapa rantai makanan, ada tingkat konsumen keempat, dan jarang, kelima. Pernahkah Anda bertanya-tanya mengapa ada batas untuk panjang rantai makanan?

Transfer energi dalam rantai makanan

Transfer energi dalam rantai makanan adalah searah:

  • Tumbuhan mengasimilasi bagian dari energi cahaya melalui fotosintesis;
  • Herbivora mengasimilasi energi dengan memakan tanaman;
  • Karnivora mengasimilasi energi dengan memakan herbivora.

Jumlah energi yang ditransfer ke tingkat trofik berikutnya dalam rantai kurang dari yang ada di tingkat sebelumnya, sebagai bagian dari energi yang dihabiskan untuk metabolisme tubuh dan sebagian hilang karena ketidakefisienan transformasi energi biologis.

Mengapa piramida energi berbentuk seperti itu?

Sebuah bentuk piramida energi menunjukkan bagaimana jumlah energi yang digunakan memasuki setiap tingkat – energi kimia dalam bentuk makanan – menurun seperti yang digunakan oleh organisme di tingkat itu.

Bagaimana hal ini terjadi?

Ingatlah bahwa respirasi sel “membakar” makanan untuk melepaskan energi, dan dengan demikian, menghasilkan ATP, yang membawa sebagian energi serta panas, juga membawa yang lainnya. ATP kemudian digunakan untuk bahan bakar proses kehidupan yang tak terhitung jumlahnya. Konsekuensinya adalah bahwa meskipun banyak energi dapat diambil di di tingkat manapun, energi akhirnya akan disimpan di sana – yang merupakan makanan yang tersedia ke tingkat berikutnya – jauh lebih sedikit. Para ilmuwan telah menghitung bahwa rata-rata 90% dari energi yang masuk setiap langkah dari rantai makanan “hilang” dengan cara ini (meskipun jumlah total dalam sistem tetap tidak berubah).

Para konsumen di puncak piramida makanan, sebagai sebuah kelompok, sehingga memiliki lebih sedikit energi yang tersedia untuk mendukung mereka daripada mereka yang lebih dekat ke bawah. Itulah mengapa jumlah mereka relatif sedikit di sebagian besar komunitas. Akhirnya, jumlah energi yang digunakan dengan yang tersisa tidak dapat mendukung tingkat lain. Itulah mengapa aliran energi digambarkan dalam bentuk piramida. Energi yang memasuki komunitas pada akhirnya hilang sebagai panas.

Pengertian Piramida energi
Pengertian Piramida energi

Dan ketiga tipe piramida ekologi, piramida energi dianggap merupakan model piramida terbaik, dengan alasan berikut.

  • Tidak dipengaruhi oleh ukuran organisme dan kecepatan metabolisme organisme.
  • Menunjukkan efisiensi ekologi atau produktivitas ekosistem.
  • Memberikan gambaran berkaitan dengan sifat fungsional suatu ekosistem.

Kesimpulan

Dalam piramida energi, setiap tingkat trofik mewakili energi yang terakumulasi dalam satu unit area, atau volume, per unit waktu. Dengan demikian, dapat menunjukkan produktivitas suatu ekosistem dan, untuk alasan ini, tidak ada representasi terbalik dari jenis piramida ekologis ini.

Setiap tingkat trofik berhubungan dengan persegi panjang piramida: persegi panjang dasar mewakili produsen dan persegi panjang lainnya, secara berurutan, mewakili herbivora dan karnivora. Dalam piramida energi, pengurai tidak terwakili.