Aliran energi dalam Ekosistem

Ekosistem mempertahankan diri dengan memutar energi dan nutrisi yang diperoleh dari sumber eksternal. Pada tingkat trofik pertama, produsen utama (tanaman, ganggang, dan beberapa bakteri) menggunakan energi matahari untuk menghasilkan bahan tanaman organik melalui fotosintesis. Herbivora — hewan yang hanya makan tanaman — merupakan tingkat trofik kedua.

Predator yang memakan herbivora terdiri dari tingkat trofik ketiga; jika predator yang lebih besar hadir, mereka mewakili tingkat trofik yang masih lebih tinggi. Organisme yang memberi makan pada beberapa level trofik (misalnya, beruang grizzly yang memakan berry dan salmon) diklasifikasikan pada tingkat trofik tertinggi di mana mereka makan. Pengurai, yang meliputi bakteri, jamur, jamur, cacing, dan serangga, memecah limbah dan organisme mati dan mengembalikan nutrisi ke tanah.

Rata-rata sekitar 10 persen dari produksi energi bersih pada satu level trofik diteruskan ke level berikutnya. Proses yang mengurangi energi yang ditransfer antara level trofik meliputi respirasi, pertumbuhan dan reproduksi, buang air besar, dan kematian yang tidak dapat diramalkan (organisme yang mati tetapi tidak dimakan oleh konsumen). Kualitas nutrisi dari bahan yang dikonsumsi juga mempengaruhi seberapa efisien energi ditransfer, karena konsumen dapat mengubah sumber makanan berkualitas tinggi menjadi jaringan hidup baru yang lebih efisien daripada sumber makanan berkualitas rendah.

Laju transfer energi yang rendah di antara level trofik membuat pengurai umumnya lebih penting daripada produsen dalam hal aliran energi. Pengurai memproses sejumlah besar bahan organik dan mengembalikan nutrisi ke ekosistem dalam bentuk anorganik, yang kemudian diambil kembali oleh produsen primer. Energi tidak didaur ulang selama dekomposisi, tetapi dilepaskan, sebagian besar sebagai panas (inilah yang membuat tumpukan kompos dan mulsa kebun segar menjadi hangat).

Produktivitas primer bruto ekosistem (GPP) adalah jumlah total bahan organik yang dihasilkannya melalui fotosintesis. Produktivitas primer bersih (NPP) menggambarkan jumlah energi yang tetap tersedia untuk pertumbuhan tanaman setelah mengurangi fraksi yang digunakan tanaman untuk respirasi. Produktivitas dalam ekosistem darat umumnya naik dengan suhu hingga sekitar 30 ° C, setelah itu menurun, dan berkorelasi positif dengan kelembaban. Dengan demikian, produktivitas primer di darat adalah yang tertinggi di zona hangat dan basah di daerah tropis di mana bioma hutan tropis berada. Sebaliknya, ekosistem padang pasir memiliki produktivitas terendah karena iklimnya sangat panas dan kering.

Di lautan, cahaya dan nutrisi adalah faktor pengontrol penting untuk produktivitas. Seperti dicatat dalam Unit 3, “Lautan,” cahaya hanya menembus ke tingkat paling atas dari lautan, sehingga fotosintesis terjadi di permukaan dan dekat permukaan air. Produktivitas primer laut tinggi di dekat garis pantai dan daerah lain di mana upwelling membawa unsur hara ke permukaan, mendorong mekar plankton. Limpasan dari tanah juga merupakan sumber nutrisi di muara dan di sepanjang landas kontinen. Di antara ekosistem perairan, lapisan alga dan terumbu karang memiliki produksi primer bersih tertinggi, sementara tingkat terendah terjadi di alam terbuka karena kurangnya nutrisi di lapisan permukaan yang diterangi.