III ENERGI Hukum THERMODINAMIKA I SEMUA ENERGI YANG

III. ENERGI Hukum THERMODINAMIKA I SEMUA ENERGI YANG MEMASUKI SEBUAH ORGANISME HIDUP, POPULASI/EKOSISTEM DAPAT DIANGGAP SEBAGAI ENERGI YANG TERSIMPAN ATAU TERLEPASKAN. ENERGI DAPAT DIUBAH DARI SATU BENTUK KE BENTUK LAIN, TETAPI TIDAK DAPAT HILANG, DIHANCURKAN, ATAU DICIPTAKAN Hukum THERMODINAMIKA II TIDAK ADA SISTEM PENGUBAHAN ENERGI YANG BETUL EFISIEN

ALIRAN ENERGI PADA TUBUH HEWAN 1 HEWAN MAKAN ENERGI TERBUANG TAK TERASIMILASI DIASIMILASI 2 PRODUKSI MATERI HIDUP 3 ENERGI DIBAKAR & DIUBAH PANAS ENERGI TERSIMPAN SBG LEMAK 4 5 ENERGI MEKANIS: Lari 3 ENERGI UTK METABOLIS: Nafas, dsb ENERGI DI EKSPLOITASI REPRODUKSI TUBUH

Energy Expenditure of Average Adults Category of person Men Women Retired, inactive 2330 kcal 1990 kcal Sedentary workers 2600 kcal 2000 kcal Manual workers 3000 kcal 2300 kcal Heavy manual workers 3600 kcal Average for population 2900 kcal 2100 kcal

Energy Cycle in Cells STORAGE Glukosa • Asam amino • Glycerol (berasal lemak) -7, 3 kcal/mol ADP + PO 43 - ATP EXPENDITURE • Sintesis protein • Sintesis polisakarida • Sintesis lemak • Pembelalan sel • Kontraksi otot • Transmisi staraf

Aliran energi

SOLAR ENERGI PRODUCERS RESP. LOSS PRODUCTION RESP. LOSS Unusable Energy Released through resp. of decomp. Unconsumed producers Unusable Energy: faeces CONSUMERS I Energy Retained PRODUCTION Unusable Energy CONSUMERS III Energy Retained PRODUCTION ALIRAN ENERGI PADA TUBUH HEWAN Putman & Wratten (1984, p. 71)

Arah Aliran energi

3 S. R 118. 875 DECOMPOSER 3, 5 Autrop 111 0 Trace 0, 5 15 HERB 15 3 CARNIVORE 3, 0 1, 2 1, 8 Not Utilized 118. 761 Resp. 29, 3 ENERGY FLOW In g cal / cm 2 / th Not Utilized 78, 2

Siklus Karbon

Siklus Materi vs Aliran Energi

SUN PRODUCERS NUTRIENT POOL HERBIVORES DECOMPOSERS ENERGY movement NUTRIENT movement CARNIVORES

KONTROL BIOLOGI Aktivitas Organisme dalam Ekosistem Lingkungan Abiotik + Komponen Kimia v The bigger the cities the more they demand. . . The greater the danger of damaging. . . PRODUKSI + DEKOMPOSISI Fotosintesis: Co 2 + H 2 O Respirasi: C 6 H 12 O 6 + O 2 materi CO 2 + H 2 O + cal. HOMEOSTASIS Dalam keadaan seimbang, sama/stabil Bila materi, energi mengalir dalam keadaan seimbang Ekosistem mampu: - self maintenance Equilibrium - self regulation

ALIRAN ENERGI DALAM EKOSISTEM DARATAN Komponen Ekosistem Konsumsi dalam cal. Respirasi (Kalori) Res/ha Efisiensi Matahari 47, 1 x 108 Vegetasi 58, 3 x 106 8, 76 x 106 0, 150 0, 012 Herbivora 250 x 103 170 x 103 0, 680 0, 004 Karnivora 5824 5434 0, 933 0, 023

MEASURING PRIMARY PRODUCTION (1) HARVEST METHODS Drying Biomass gr. / m 2 / year Kelemahan: (1) tidak mampu menentukan jumlah energi yang dikonsumsikan oleh herbivora. (2) Berapa banyak energi dipakai oleh Autotroph? metabolisme, tumbuh dan berkembang. STANDING CROP = banyaknya autotroph pada waktu / interval waktu tertentu yang melebihi kebutuhan sendiri atau untuk herbivora (2) CARBON DIOXIDE ASSIMILATION Tergantung pada jumlah CO 2 yang diambil atau yang keluar menentukan rate of photosynthesis (melalui infrared gas analysis). Demikian pula CO 2 keluar pada saat respirasi. Jumlah kedua nilai Gross productivity (3) OXIGEN PRODUCTION: hanya di akuatik !

Tabel: ENERGY BUDGET OF ANTARA ACRE (= 0, 405 hectare) OF CORN (100 DAYS) Glucose (kg) Solar Radiation Kilocal (millions) Solar Energy Utilized (%) 2043 100 NET Production (NP) 6687 25, 3 1, 2 Respiration (R) 2045 7, 7 0, 4 Gross Production (GP) (= NP + R) 8732 33 1, 6 1110 54, 0 Energy Lost -

EFISSIENSI PENGGUNAAN ENERGI = Gross Prod. Solar Rad. = 33 juta k cal X 100 = 1, 6 % 2043 x 106 k cal X 100 METABOLIC OR ASSIMILATION EFFECIENCY = = ENERGY OF RESPIRATION X 100 ENERGY OF GROSS PROD. 7, 7 juta k cal X 100 33, 0 juta k cal = 23, 4 % = ? CORN FIELD TERREST. ECOSYS. CAPTURE ENERGY 1, 6 % 1, 2 % - 3/4 LOST IN RESP. 23, 4 % 15, 1 % - 2/3 (Edgar Transeau, 1926)

PROD. PRIMER PADA EKOSISTEM YANG BERBEDA P. P. Kc/m 2/H EFF (%) Gurun Coral Reef Trop. Marine trop. Rain forest 0, 4 39 - 851 20 - 144 131 0, 05 2, 4 2, 0 3, 5 Fertilized Eco. Algae Culture Trop. Forest Plantation Hyacinths 72 28 20 - 40 3, 0 0, 7 1, 5 EKOSISTEM Nat. Eco.

ECOLOGICAL EFFISIENCIES EFFISIENSI TRANSFER ENERGI PADA BERBAGAI TROPHIC LEVEL PADA EKOSISTEM AKUATIK % energi Trophic Level DANAU CEDARBOG materi DANAU MENDOTA SILVER SPRING Plants 0, 10 0, 40 1, 20 Herb. 13, 3 8, 7 16, 0 Small Car. 22, 3 5, 5 11, 0 Large Car. - 13, 0 6, 0 Southwick (1972, p. 144)