Tidak seperti nutrisi yang siklus melalui ekosistem, energi mengalir melalui mereka. Ini berarti bahwa energi harus memasuki ekosistem pada titik awal dan kemudian berpindah dari satu organisme ke organisme lain sampai habis dan hilang sama sekali. Tanpa langkah awal yang memungkinkan energi mengalir ke ekosistem, kehidupan di Bumi tidak akan ada lagi seperti yang kita ketahui.
Apa yang bertanggung jawab untuk membiarkan energi memasuki ekosistem terlebih dahulu? Pekerjaan itu terletak pada produsen, juga dikenal sebagai autotrof. Organisme ini mampu menciptakan energi kimia mereka sendiri dan paling sering melakukan ini melalui fotosintesis.
Organisme fotosintesis ini bergantung pada akses ke sinar matahari dan nutrisi untuk menghasilkan energi. Anda dapat mengukur produktivitas dan efisiensi organisme fotosintesis. Ini disebut produktivitas fotosintesis (atau produktivitas primer) dan secara langsung dipengaruhi oleh apa yang diandalkan oleh produsen: sinar matahari dan nutrisi.
Aliran Energi dalam Ekosistem
Organisme fotosintesis seperti tanaman, beberapa bakteri dan ganggang dikenal sebagai "pintu gerbang" energi untuk memasuki ekosistem. Ini karena mereka menggunakan karbon dioksida lingkungan, air dan energi matahari (alias sinar matahari) untuk melakukan fotosintesis, yang mengubah energi matahari menjadi energi kimia yang dapat digunakan dalam bentuk glukosa.
Tanpa langkah ini, tidak akan ada cara bagi energi untuk memasuki ekosistem untuk diakses oleh tingkat trofik/organisme berikutnya.
Apa itu Produktivitas Fotosintetik?
Produktivitas fotosintesis, disebut juga produktivitas primer, adalah tingkat energi yang ditambahkan ke organisme sebagai biomassa dalam produsen dalam suatu ekosistem (jumlah materi yang membentuk tubuh organisme).
Produktivitas dapat diukur untuk semua jenis organisme dan tingkat trofik, tetapi produktivitas fotosintesis secara khusus mengukur tingkat di mana energi ditambahkan ke biomassa produsen fotosintesis seperti tanaman, bakteri dan ganggang.
Dua Faktor Yang Mempengaruhi Fotosintesis dan Produktivitas Fotosintetik
Rumus dan reaksi kimia fotosintesis terlihat seperti ini:
6H2O (air) + 6CO2 (karbon dioksida) + Sinar matahari → C6H12HAI6 (glukosa) + 6O2 (oksigen)
Melihat persyaratan untuk fotosintesis ini, masuk akal bahwa sinar matahari dan ketersediaan nutrisi adalah faktor-faktor yang mempengaruhi produktivitas primer dalam ekosistem karena itu adalah faktor-faktor yang diperlukan untuk fotosintesis terjadi.
Faktor Pertama: Sinar Matahari
Sinar matahari, alias energi matahari, inilah yang mendorong terjadinya fotosintesis. Di daerah di mana ada sedikit atau tidak ada sinar matahari langsung, produktivitas fotosintesis secara keseluruhan akan lebih rendah karena ada lebih sedikit energi untuk mendorong reaksi itu.
Inilah sebabnya mengapa sebagian besar kehidupan fotosintesis di ekosistem perairan hanya pada tingkat permukaan air (dari permukaan hingga 656 kaki di bawah) karena cahaya tidak dapat benar-benar menembus lebih dalam dari itu.
Ini juga mengapa produktivitas fotosintesis lebih tinggi di daerah yang lebih dekat ke khatulistiwa (di mana ada sinar matahari paling langsung) dan terendah di daerah kutub. Ini juga mengapa daerah tanpa cahaya sama sekali memiliki tingkat produktivitas primer nol karena tidak ada fotosintesis yang dapat terjadi.
Misalnya, hutan hujan tropis memiliki salah satu tingkat produktivitas primer tertinggi karena kedekatannya dengan khatulistiwa. SEBUAH padang rumput sedang di AS akan memiliki produktivitas yang lebih rendah daripada hutan hujan tropis di khatulistiwa karena jumlah sinar matahari yang tersedia lebih rendah di garis lintang itu.
Faktor Kedua: Nutrisi
Ketersediaan hara merupakan faktor kedua yang mempengaruhi produktivitas fotosintesis suatu wilayah. Selain akses ke air dan karbon dioksida, organisme fotosintesis membutuhkan nutrisi agar sel dan kloroplasnya berfungsi dan melakukan reaksi metabolisme.
Para ilmuwan telah menemukan bahwa senyawa magnesium, besi, belerang, fosfor, dan nitrogen semuanya faktor pembatas untuk produktivitas fotosintesis.
Artinya, faktor dan nutrisi ini dapat membatasi seberapa produktif fotosintesis bahkan jika sinar matahari berlebihan. Sebagai contoh, laut terbuka perairan menerima sinar matahari langsung dalam jumlah besar. Tetapi karena perairan ini memiliki sedikit kehidupan dan akses ke nutrisi, produktivitas fotosintesis sangat rendah.
Tingkat nutrisi dipengaruhi oleh sejumlah faktor lain, termasuk:
- Curah hujan
- Jenis tanah
- Organisme dalam ekosistem
- Pengurai
- Bakteri pengikat nitrogen
- Peristiwa alam (letusan gunung berapi, kebakaran, bencana alam, dll)
- Arus laut dan/atau angin
- Iklim
- Letak geografis
