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-BETUL EFISIEN

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

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 Glukosa Asam amino Glycerol (berasal lemak) ATP ADP + PO43- ATP EXPENDITURE STORAGE Glukosa Asam amino Glycerol (berasal lemak) Sintesis protein Sintesis polisakarida Sintesis lemak Pembelalan sel Kontraksi otot Transmisi staraf -7,3 kcal/mol

Aliran energi

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

Arah Aliran energi

In g cal / cm2 / th S. R 118.875 Autrop ENERGY FLOW DECOMPOSER 3,5 111 0 Not Utilized 118.761 Resp. 29,3 78,2 CARNIVORE 3,0 DECOMPOSER 3,5 HERB 15 3 0,5 1,8 1,2 Trace ENERGY FLOW In g cal / cm2 / th

Siklus Karbon

Siklus Materi vs Aliran Energi

SUN NUTRIENT POOL DECOMPOSERS PRODUCERS HERBIVORES CARNIVORES ENERGY movement NUTRIENT movement

Lingkungan Abiotik + Komponen Kimia KONTROL BIOLOGI Aktivitas Organisme dalam Ekosistem Lingkungan Abiotik + Komponen Kimia The bigger the cities the more they demand ... The greater the danger of damaging ... PRODUKSI + DEKOMPOSISI Fotosintesis: Co2 + H2O C6 H12 O6 + O2 materi Respirasi: C6 H12 O6 CO2 + H2O + cal. HOMEOSTASIS Dalam keadaan seimbang, sama/stabil Bila materi, energi mengalir dalam keadaan seimbang Ekosistem mampu: - self maintenance - self regulation Equilibrium

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

MEASURING PRIMARY PRODUCTION (1) HARVEST METHODS Drying  Biomass gr. / m2 / 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 CO2 yang diambil atau yang keluar  menentukan rate of photosynthesis (melalui infrared gas analysis). Demikian pula CO2 keluar pada saat respirasi. Jumlah kedua nilai  Gross productivity (3) OXIGEN PRODUCTION: hanya di akuatik !

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

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

PROD. PRIMER PADA EKOSISTEM YANG BERBEDA EFF (%) P. P. Kc/m2/H EKOSISTEM Nat. Eco. Gurun Coral Reef Trop. Marine trop. Rain forest Fertilized Eco. Algae Culture Trop. Forest Plantation Hyacinths 0,4 39 - 851 20 - 144 131 72 28 20 - 40 0,05 2,4 2,0 3,5 3,0 0,7 1,5

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