PRODUKTIVITAS PRIMER LAUT

3

PRODUKTIVITAS PRIMER LAUT

BI3108 Ekologi Laut

www.ldeo.columbia.edu/~vaillanc/Lec9Chap9.PPT

Konsep dasar 2

Produksi primer: produksi molekul organik dari molekul anorganik (CO2) melalui proses fotosintesis dan kemosintesis. Organisme: produsen primer / autotrof Untuk memperoleh energi, organisme melangsungkan proses produksi primer, atau bergantung pada produsen primer yang berada pada dasar rantai makanan. Pada ekosistem laut: Kelompok fotosintesis dominan: algae Kelompok kemosintesis dominan: bakteri

Konsep dasar 3

Fotosintesis: energi untuk membentuk molekul organik diperoleh dari matahari: 6 CO2 + 12 H2O + foton  C6H12O6 + 6 O2 + 6 H2O Terbatas pada air permukaan dan zona intertidal, sampai kedalaman 200 m Kemosintesis: memanfaatkan oksidasi molekul anorganik seperti gas hidrogen, hidrogen sulfida atau metana sebagai sumber energi 6 CO2 + 6 H2O + 3 H2S  C6H12O6 + 3 H2SO4

10-2

Produksi primer adalah jumlah total karbon (C) dalam gram yang dikonversi menjadi materi organik dalam luasan satu meter persegi per tahun (gram C m-2 thn-1). Faktor yang membatasi pertumbuhan dan dapat menurunkan produksi primer termasuk: radiasi matahari dan nutrien sebagai faktor utama, serta upwelling, turbulensi, intensitas grazing dan turbiditas sebagai faktor sekunder. Hanya 0,1 sampai 0,2% radiasi matahari digunakan untuk fotosintesis dan disimpan sebagai energi dalam senyawa organik.

www.tulane.edu/~bianchi/Courses/Oceanography/CHAP10.PPT

10-2

Produktivitas sangat bervariasi pada bagian laut yang berbeda, sebagai respon terhadap ketersediaan nutrien dan cahaya matahari. Di daerah tropis dan subtropis, cahaya matahari melimpah, tapi menyebabkan termoklin tajam yang membatasi upwelling nutrien  produktivitas bisa rendah. Produktivitas tinggi dapat terjadi secara lokal di daerah upwelling di pesisir, dan di terumbu karang. Di daerah temperata, produktivitas menunjukkan pola musiman. Air di kutub kaya akan nutrien sepanjang tahun, tapi produktivitas hanya tinggi pada musim panas ketika cahaya berlimpah.  topik hangat sekarang: Blue Carbon




Komunitas fotosintetik laut 9

Klasifikasi organisme fotosintetik pada habitat laut (berdasarkan distribusi dan struktur fisik): Rumput laut (alga) berukuran besar dan menempel pada dasar Padang lamun Mangrove Fitoplankton Simbiosis alga dan hewan

Rumput laut (seaweeds) 10

Alga (ganggang) marin multiseluler, mis. “kelp” (Macrocystis) merupakan organisme bentik terbesar. Alga merah, alga hijau, alga coklat Menempel pada substrat, terbatas pada zona intertidal dan perairan pesisir dangkal, substrat berbatu. Termasuk paling produktif: mis. hutan kelp di Samudera Hindia: 2000 g C m-2 thn-1 Herbivori rendah, 90% produksi terdekomposisi http://www.pir.sa.gov.au/__data/assets/image/0009/22797/Caulerpa.JPG http://www.mesa.edu.au/marine_algae/images/algae_structure.jpg

11

Perbedaan struktur alga & lamun http://www.sms.si.edu/irlspec/images/Algae_SeaGrass1.jpg

Padang lamun (seagrasses) 12

Tumbuhan berbunga dari familia Posidoniaceae, Zosteraceae, Hydrocharitaceae & Cymodoceae. Perairan pesisir yang dangkal dan tenang, menyerupai padang rumput di bawah air. Memanfaatkan nutrien dalam substrat, tidak terbatas oleh nutrien dalam air. Produksi: 4000 g C m-2 thn-1

http://www.mesa.edu.au/seagrass/images/seagrass_parts.jpg

Hutan bakau/mangrove 13

Habitat pesisir tropis dan subtropis; terlindungi dari ombak besar, dengan substrat berupa sedimen berlumpur yang kaya materi organik. Tumbuhan: Rhizophoraceae Fiksasi rata-rata 900 g C m-2 thn-1

Fitoplankton 14

Tab. 13.3

•Kelompok-kelompok utama plankton menyerap cahaya UV pada panjang gelombang yang berbeda



Ekosistem yang berbeda sangat bervariasi dalam hal NPP dan kontribusi terhadap NPP total Bumi.

Open ocean Continental shelf Estuary

5.2 0.3 0.1 0.1

Algal beds and reefs Upwelling zones Extreme desert, rock, sand, ice

4.7

Desert and semidesert scrub Tropical rain forest

3.5 3.3 2.9 2.7

Savanna Cultivated land Boreal forest (taiga)

1.6

Tropical seasonal forest Temperate deciduous forest

1.5 1.3 1.0 0.4

Temperate evergreen forest Swamp and marsh Lake and stream

Marine Terrestrial Freshwater (on continents)

10

0.9 0.1

500 3.0 90

0.04 0.9 2,200

22

900

7.9 9.1

600

9.6

800 600 700

5.4 3.5 0.6

140 1,600

7.1

1,200 1,300

4.9 3.8 2.3 0.3

2,000

0.4 0

1.2

2,500

1.7

Tundra

24.4 5.6 1,500

2.4 1.8

Temperate grassland Woodland and shrubland

Key

125 360

65.0

250 20

30

40

(a) Percentage of Earth’s surface area

50

60

0

500 1,000 1,500 2,000 2,500 (b) Average net primary production (g/m2/yr)

0

5

10

15

20

(c) Percentage of Earth’s net primary production

25





The open ocean contributes relatively little per unit of area…but there is an awful lot of area. Forested areas contribute a great deal per unit area

North Pole 60N 30N Equator 30S

60S South Pole 180

120W

60W

0

60E

Regional annual NPP (light violet lowestred highest)

120E

180

Distribution of World Productivity

Gross Productivity • Varies across the surface of the earth • Generally greatest productivity – In shallow waters near continents – Along coral reefs – abundant light, heat, nutrients – Where upwelling currents bring nitrogen & phosphorous to the surface

• Generally lowest – In deserts & arid regions with lack of water but high temperatures – Open ocean lacking nutrients and sun only near the surface

Ocean Area vs Productivity

Net Productivity • Some of GPP used to stay alive, grow and reproduce • NPP is what’s left • Most NPP – Estuaries, swamps, tropical rainforests

• Least NPP – Open ocean, tundra, desert

• Open ocean has low NPP but its large area gives it more NPP total than anywhere else

Bagaimana mengukur produktivitas fitoplankton? (dari menghitung sel s/d observasi satelit)  Metode botol gelap dan terang  Pengukuran unsur terlarut (menentukan laju pertumbuhan)  Carbon -14 (14C) radioactive tracer (botol diinkubasi dgn kondisi panas matahari, CO2 terfiksasi = laju fotosintesis)  Artificial Fluorescence  Fluoresens klorofil yg terstimulasi matahari (pencitraan satelit)

 What  The  

is the Redfield Ratio? optimum ratio of Macronutrients for Phytoplankton to bloom:

What is the ratio? C106 N16 P1

Carbon

Nitrogen Phosphorous

Fig. 13.3

The C14 radioactive Tracer Method

From Studying Cell Counts to Satellites

Artificial Fluorescence

Artificial Fluorescence – compounds give off the color they are NOT absorbing

Fig. 13.6

Natural Fluorescence From Space Satellites

Komunitas Mikrofitobentik 33

Pada sedimen laut dangkal dan permukaan batuan yang menerima cukup cahaya Komunitas terdiri dari Diatom, Klorofita, Dinoflagelata dan alga mikroskopis yang lain. Dibagi menjadi dua komponen: Komponen epipsammic: alga yang menempel pada partikel sedimen Komponen epipelic: bentuk bebas (free-living) yang bergerak dalam sedimen

34



Kemosintesis  hydrothermal vents

PRODUKTIVITAS PRIMER LAUT

Recommend Documents