Ringkasan Ekologi SDH -Habitat, Relung & Produktifitas Ekosistem-

HABITAT dan RELUNG

Habitat, yaitu tempat dimana suatu makhluk hidup biasa diketemukan. Semua makhluk hidup mempunyai tempat hidup yang biasa disebut habitat. Untuk menemukan suatu organisme tertentu, perlu diketahui dulu tempat hidupnya (habitat), sehingga ke habitat itulah pergi mencari atau berjumpa dengan organisme tersebut. Semua organisme atau makhluk hidup mempunyai habitat atau tempat hidup. Contohnya, habitat paus dan ikan hiu adalah air laut, habitat ikan mujair adalah air tawar, habitat buaya muara adalah perairan payau, habitat monyet dan harimau adalah hutan, habitat pohon bakau adalah daerah pasang surut, habitat pohon butun dan kulapang adalah hutan pantai, habitat cemara gunung dan waru gununl; ndalah hutan Dataran tinggi, habitat manggis adalah hutan dataran rendah dan hutan rawa, habitat ramin adalah hutan gambut dan daerah dataran rendah lainnya, pohon-pohon anggota famili Dipterocarpaceae pada umumnya hidup di daerah dataran rendah, pohon aren habitatnya di tanah darat iInfaran rendah hingga daerah pegunungan, dan pohon durian luibitatnya di tartan darat dataran rendah.

Istilah habitat dapat juga dipakai untuk menunjukkan tempat tumbuh sekelompok organisme dari berbagai spesies yang membentuk suatu komunitas. Sebagai contoh untuk menyebut tempat hidup suatu padang rumput dapat menggunakan habitat padang rumput, untuk hutan mangrove dapat menggunakan isfilah habitat hutan mangrove, untuk hutan pantai dapat menggunakan habitat hutan pantai, untuk hutan rawa dapat menggunakan habitat hutan rawa, dan lain sebagainya. Dalam hal seperti ini, maka habitat sekelompok organisme mencakup organisme lain yang merupakan komponen lingkungan (komponen lingkungan biotik) dan komponen lingkungan abiotik.

Habitat suatu organisme itu pada umumnya mengandung faktor ekologi yang sesuai dengan persyaratan hidup organisme yang menghuninya. Persyaratan hidup setiap organisme merupakan kisaran faktor-faktor ekologi yang ada dalam habitat dan diperlukan oleh setiap organisme untuk mempertahankan hidupnya. Kisaran faktor-faktor ekologi bagi sefiap organisme memiliki lebar berbeda yang pada batas bawah disebut titik minimum, batas atas disebut titik maksimum, di antara titik minimum dan tifik maksimum disebut titik optimum. Ketiga titik tersebut dinamakan titik kardinal.

Setiap organisme mempunyai habitat yang sesuai dengan kebutuhannya. Apabila ada gangguan yang menimpa pada habitat akan menyebabkan terjadi perubahan pada komponen habitat, sehingga ada kemungkinan habitat menjadi tidak cocok bagi organisme yang menghuninya Jadi, apabila kondisi habitat berubah hingga di titik minimum dan maksimum (di luar kisaran faktor-faktor ekologi) yang diperlukan oleh setiap organisme di dalamnya, maka organisme itu dapat mati atau pindah (migrasi) ke tempat lain. Jika perubahan yang terjadi dalam habitat berjalan lambat, misalnya berjalan selama beberapa generasi, maka organisme yang menghuninya pada umumnya bisa menyesuaikan diri dengan kondisi yang baru meskipun luas batas-batas semula. Melalui proses adaptasi (penyesuaian diri) tersebut lama-lama terbentuklah ras-ras baru yang mempunyai sifat berbeda dengan sebelumnya.

Habitat organisme bisa lebih dari satu tempat. Misalnya burung pipit mempunyai habitat di sawah untuk aktivitas mencari makan, juga mempunyai habitat di atas pepohonan untuk bertelur. Habitat ikan salem ketika dewasa adalah di laut, waktu akan bertelur pindah habitatnya di sungai, bahkan sampai ke hulu sungai. Ikan salem bertelur di hulu sungai dan anak yang telah ditetaskan akan tinggal bertahun-tahun di sungai, kemudian ketika memasuki fase dewasa ikan salem itu pindah habitat lagi ke laut.

Contoh lainnya adalah ikan arwana mempunyai habitat di air tawar dan ada pula yang di air payau. Habitat katak ketika dewasa adalah di darat, sedangkan ketika fase telur dan berudu berada di air tawar. Pohon ramin (Gonystylus bancanus) mempunyai habitat di hutan gambut juga di hutan-hutan daratan dengan tanah berpasir, ketinggian tempat 2-100 m dari permukaan laut. Pohon Matoa (Pometia pinnata) mempunyai habitat di pinggir sungai, juga di daerah yang bertanah liat, tanah pasir atau lempung di hutan daratan dataran rendah hingga di hutan pegunungan (ketinggian tempat kurang dari 1.700 m dpl.). Pohon kempas (Koompassia malaccensis) mempunyai habitat di hutan rawa, juga di hutan daratan dengan tanah liat atau pasir yang ketinggian tempatnya adalah 0-600 m dpl.

Di dalam habitat, setiap makhluk hidup mempunyai cara tertentu untuk hidup. Misalnya, burung yang hidup di sawah ada yang makan serangga, ada yang makan buah padi, ada yang makan katak, ada juga yang makan ikan. Cara hidup organisme seperti itu disebut relung atau niche.

Relung (niche) menunjukkan peranan fungsional dan posisi suatu organisme dalam ekosistem. Relung yaitu posisi atau status organisme dalam suatu komunitas atau ekosistem tertentu. Relung suatu organisme ditentukan oleh tempat hidupnya (habitat) dan oleh berbagai fungsi yang dikerjakannya, sehingga dikatakan sebagai profesi organisme dalam habitatnya. Profesi organisme menunjukkan fungsi organisme dalam habitatnya. Berbagai organisme dapat hidup bersama dalam satu habitat. Akan tetapi, jika dua atau lebih organisme mempunyai relung yang sama dalam satu habitat, maka akan terjadi persaingan. Makin besar kesamaan relung dari organisme-organisme yang hidup bersama dalam satu habitat, maka makin intensif persaingannya.

Relung (niche) dalam ekologi merujuk pada posisi unik yang ditempati oleh suatu spesies tertentu berdasarkan rentang fisik yang ditempati dan peranan yang dilakukan di dalam komunitasnya.^[1] Konsep ini menjelaskan suatu cara yang tepat dari suatu organisme untuk menyelaraskan diri dengan lingkungannya.^[2] Habitat adalah pemaparan tempat suatu organisme dapat ditemukan, sedangkan relung adalah pertelaan lengkap bagaimana suatu organisme berhubungan dengan lingkungan fisik dan biologisnya.^[2] Ekologi dari suatu individu mencakup variabel biotik (makhluk hidup seperti tumbuhan, hewan, manusia, baik yg mikro maupun yg makro) dan abiotik (benda tidak hidup). ^[3] Relung menentukan bagaimana spesies memberi tanggapan terhadap ketersediaan sumberdaya hidup dan keberadaan pesaing dan pemangsa dalam suatu ekosistem. ^[4]

Terminologi

Kata "relung" mulai mendapat arti ilmiah pada tahun 1933 oleh tulisan Charles Sutherland Elton, seorang ahli ekologi yang mempelajari ekologi komunitas dan populasi, lewat pernyataannya, "relung suatu organisme adalah mode dari kehidupan organisme tersebut dalam hal peran atau profesinya dalam suatu komunitas manusia."^[5] Konsep modern dari relung dicetuskan oleh G. Evelyn Hutchinson, seorang ahli zoologi, pada tahun 1957, yang berpendapat bahwa relung adalah cara-cara di mana toleransi dan kebutuhan berinteraksi untuk mendefinisikan kondisi dan sumber daya alam yang dibutuhkan oleh suatu individu atau suatu spesies untuk menjalankan kehidupannya.^[5]

Dimensi relung

Dimensi relung adalah toleransi terhadap kondisi-kondisi yang bervariasi (kelembapan, pH, temperatur, kecepatan angin, aliran air, dan sebagainya) dan kebutuhannya akan sumber daya alam yang bervariasi.^[5] Di alam, dimensi relung suatu spesies bersifat multidimensi.^[5] Relung dua dimensi contohnya adalah hubungan temperatur dan salinitas sebagai bagian dari relung kerang di pasir.^[5] Untuk relung tiga dimensi, contohnya adalah hubungan temperatur, pH, dan ketersediaan makanan sebagai bagian dari relung suatu organisme.^[5]

Klasifikasi

Suatu spesies biasanya memiliki relung yang lebih besar pada saat ketidakhadiran predator dan kompetitor. ^[6] Dengan kata lain, ada beberapa kombinasi terntentu dari kondisi dan sumber daya alam yang dapat membuat suatu spesies mempertahankan viabilitas (kehidupan) populasinya, hanya bila tidak sedang diberi pengaruh merugikan oleh musuh-musuhnya.^[6] Atas dasar ini, Hutchinson membedakan antara relung fundamental dengan relung realitas.^[6] Relung fundamental adalah gambaran dari potensi keseluruhan suatu spesies.^[6] Sementara relung realitas menggambarkan spektrum yang lebih terbatas akan kondisi-kondisi dan sumber daya alam yang dibutuhkan untuk bertahan, bahkan dengan kehadiran kompetitor dan predator.

 

Pengertian Habitat

Setiap populasi mahluk hidup menempati habitat atau biotop tertentu.Habitat suatu populasi hewan pada dasarnya menunjukkan totalitas dari corak lingkungan yang ditempati populasi itu,termasuk faktor-faktor abiotik berupa ruang,tipe substratum atau medium yangditempati,cuaca dan iklimnya serta vegetasinya.

2.2 Macam-macam Habitat

Secara garis besar dikenal empat tipe habitat utama yakni: daratan,perairantawar,perairan payau,dan estuaria serta perairan bahari/laut. Masing-masing kategori utamaitu dapat dipilah-pilahkan lagi tergantung corak kepentingannya,mengenai aspek yang ingindiketahui. Dari sudut pandang dan kepentingan populasi-populasi hewan yangmenempatinya,pemilihan tipe-tipe habitat itu terutama didasarkan pada segi variasinyamenurut waktu dan ruang. Berdasarkan variasi habitat menurut waktu, dapat dikenal 4 macam habitat, yaitu :

1.Habitat yang konstan, yaitu suatu habitat yang kondisinya terus-menerusrelatif baik atau kurang baik.

2.Habitat yang bersifat memusim,yaitu suatu habitat yang kondisinya secara relatif teratur secara berganti-ganti antara baik dan kurang baik.

3.Habitat yang tidak menentu,yaitu suatu habitat yang mengalami suatu perioda dengankondisi baik yang lamanya juga bervariasi sehingga kondisinya tidak dapatdiramalkan.

4.Habitat yang efemeral , yaitu suatu habitat yang mengalami perioda kondisi baik yang berlangsung relatif singkat,diikuti oleh suatu perioda dengan kondisi yang berlangsung relatif lama sekali.

 

Berdasarkan variasi kondisi habitat menurut ruang,habitat dapat diklasifikasi menjadi3 macam, yaitu :

1.Habitat yang bersinambung,yaitu apabila suatu habitat mengandung area dengankondisi baik yang luas sekali,yang melebihi luas area yang dapat dijelajahi populsihewan penghuninya.

Sebagai contoh yang luas sebagai habitat dari populasi rusa yang berjumlah 10 ekor.

2.Habitat yang terputus-putus,merupakan suatu habitat yang mengandung area dengankondisi baik letaknya berselang-seling dengan area berkondisi kurang baik,danhewan-hewan penghuninya dengan mudah dapat menyebar dari area berkondisi baik yang satu ke yang lainnya.

3.Habitat yang terisolasi,merupakan suatu habitat yang mengandung area berkondisi baik yang terbatas luasnya dan letaknya terpisah jauh dan area berkondisi baik yanglain,sehingga hewan-hewan tidak dapat menyebar untuk mencapainya, kecuali bila didukung oleh faktor kebetulan.Misal suatu pulau kecil yang dihuni oleh populasirusa. Jika makanan habis rusa tersebut tidak dapat pindah ke pulau lain. Pulau kecil tersebut bukan merupakan habitat terisolasi bagi suatu populasi burung yang dapatdengan mudah pindah ke pulau lainnya,tetapi lebih cocok disebut habitat yangterputus.

Mikrohabitat

Populasi-populasi hewan yang mendiami suatu habitat tertentu akan terkonsentrasiditempat-tempat dengan kondisi yang paling cocok bagi pemenuhan persyaratan hidupnyamasing-masing. Mikrohabitat adalah bagian dari habitat yang merupakan lingkungan yangkondisinya paling cocok dan paling akrab berhubungan dengan hewan.

2.3 Pengertian Relung Ekologi

Istilah relung ekologi diluar bidang ekologi praktis tidak dikenal. Hal ini dikarenakankonsep relung ekologi relatif baru.

Secara umum dapat dikatakan bahwa relung ekologimerupakan suatu konsep abstrak mengenai keseluruhan persyaratan hidup dan interaksiorganisme dalam habitatnya. Dalam hal ini habitat merupakan penyedia berbagai kondisi dansumberdaya yang dapat digunakan oleh organisme sesuai dengan persyaratan hidupnya.Menurut Keindegh (1980), Relung ekologi suatu populasi atau hewan adalah statusfungsional hewan itu dalam habitat yang ditempatinya berkaitan dengan adaptasi-adaptasifisiologis, struktur/morfologi, dan pola perilaku hewan itu

 

Hutchinson (1957) dalam Begon, et al. (1986) telah mengembangkan konsep relungekologi multidimensi (dimensi-n atau hipervolume).

Setiap kisaran toleransi hewan terhadapsuatu faktor lingkungan, misalnya suhu, merupakan suatu dimensi. Dalam kehidupannyahewan dipengaruhi oleh bukan hanya satu faktor lingkungan saja, melainkan banyak faktor lingkungan secara simultan. Faktor lingkungan yang mempengaruhi atau membatasikehidupan organisme bukan hanya kondisi lingkungan, seperti suhu, cahaya, kelembaban,salinitas, tetapi juga ketersediaan sumber daya yang dibutuhkan hewan (makanan dan tempatuntuk membuat sarang bagi hewan dan nutrien bagi tumbuhan).

Selanjutnya Hutchinson membagi konsep relung menjadi relung fundamental danrelung yang terealisasikan. relung fundamental menunjukkan potensi secara utuh kisarantoleransi hewan terhadap faktor lingkungan, yang hanya dapat diamati dalam laboratoriumdengan kondisi lingkungan terkendali. Relung terealisasi adalah status fungsional yang benar- benar ditempati dalam kondisi alami,dengan beroperasinya banyak faktor lingkungan, sepertiinteraksi faktor, kehadiran pesaing, predator dsb. Dibandingkan dengan kisaran relungfundamental, kisaran dari relung yang terealisasikan itu pada umumnya lebih sempit, karenatidak seluruhnya dari potensi hewan dapat diwujudkan, tentunya karena pengaruh dari beroperainya berbagai kendala dari lingkungan.Dua spesies hewan atau lebih yang hidup bersama dalam satu habitat dikatakan berkohabitasi atau berkoeksistensi. Hewan-hewan yang berkoeksistensi biasanya memilkikeserupaan dalam kisaran toleransi dan preferendum terhadap faktor lingkungan dalamhabitat, bahkan mungkin juga memiliki keserupaan dalam jenis sumber daya yangdibutuhkan. Berdasarkan konsep relung ekologi multidimensi, hal ini berarti antara kedua populasi tersebut memiliki keselingkupan relung atau beberapa dimensi. Jika dalam suatusaat jumlah sumber daya yang dibututhkan terbatas maka akan terjadi persaingan.

2.4 Asas Ekslusi Persaingan dan Pemisahan Relung Ekologi

Asas ³Ekslusi Persaingan´ atau aturan ³Gause´ menyatakan bahwa suatu relungekologi tidak dapat ditempati secara simultan dan sempurna oleh populasi stabil lebih darisatu spesies.

Sehubungan dengan asas tersebut diatas, menurut ³ Asas koeksistensi´, beberapaspesies yang dapat hidup secara langgeng dalam habitata yang sama ialah spesies-spesiesyang relung ekologinya berbeda-berbeda. Darwin menyatakan bahwa semakin besar  perbedaan-perbedaan yang diperlihatkan oleh berbagai spesies yang hidup disuatu tempat,   makin besar pula jumlah spesies yang dpat hidup disuatu tempat itu. pernyataan darwintersebut dikenal sebagai ³ Asas divergensi´.Dari uraian tersebut diatas tampak bahwa aspek relung ekologi yang menyangkutdimensi sumber daya, khususnya yang vital untuk pertumbuhan dan perkembangbiakan dari beberapa spesies harus berbeda (terpisah) agar dapat berkoeksisitensi dalam habitat yangsama. Perbedaan atau pemisahan relung itu juga mencakup aspek waktu aktif.

2.5 Ekivalen Ekologi

Jika memperhatikan tentang kehidupan berbagai jenis hewan diberbagai tempat seringditemukan spesies-spesies hewan serupa yang hidup didaerah geografi yang berbeda. Jenis- jenis hewan yang menempati relung ekologi yang sama (ekivalen) dalam habitat yang serupadidaerah zoogeografi yang berbeda disebut ekivalen-ekivalen ekologi. Biasanya perkerabatantaksonomi dari ekivalen-ekivalen ekologi sangat dekat, namun tidak selalu demikian.

Secara umum ekivalen-ekivalen ekologi itu dapat dikenali dari kemiripan-kemiripanyang diperlihatkan hewan-hewan tersebut dalam adaptasi-adaptasi morfologi (struktural)serta pola perilakunya.

Sebabnya ialah karena berbagai adaptasi itu adalah tiada lain daripada perangkat ³modal´ kemampuan hewan untuk memanfaatkan sumber daya±sumber dayadidalam lingkungannya atau habitatnya.

2.6 Pergeseran Ciri

Spesies-spesies hewan yang berkerabat dekat,suatu marga atau genus misalnya,dapatditemuka pada habitat atau daerah penyebaran yang sama (simpatrik) atau ditemukan padadaerah penyebaran yang berbeda (alopatrik). Jika spesies-spesies hewan yang berkerabatdekat (kogenerik) ditemukan dalam keadaan simpatrik,seleksi alam akan menghasilkan ciri-ciri tubuh yang semakin mencolok perbedaannya diantara spesies-speies itu atau dikatakanmengalami evolusi divergen.

Sebaliknya,apabila dalam keadaan alopatrik seleksi alami akanmenghasilkan evolusi konvergen sehingga perbedaan ciri-ciri itu makin kabur. Fenomenatersebut diatas dikenal sebagai pergeseran ciri.

 Evolusi yang menghasilkan pergeseran ciri pada spesies-spesies hewan dalam keadaansimpatrik mempunyai dua kepentingan adaptif bagi spesies-spesies yang bersangkutan.Pertama,karena ciri (adaptasi morfologis,misalnya) yang nyata bedanya akan menyebabkanterjadinya pemisahan relung ekologi, dengan demikian maka kemungkinan terjadinya  

interaksi berupa persaingan, apabila spesies itu berkohabitasi, akan tereduksi. Kedua berbedanya ciri morfologi yang menghasilkan berbedanya pola perilaku, misalnya perilaku berbiak, akan lebih menjamin terjadinya pemisahan genetik diantara spesies-spesies yang berkerabat itu bial berkohabitasi, atau menghindari terjadinya inbreeding yang tidak menguntungkan.

 

Setiap populasi mahluk hidup menempati habitat atau biotop tertentu.Habitat suatu populasi hewan pada dasarnya menunjukkan totalitas dari corak lingkungan yangditempati populasi itu,termasuk faktor-faktor abiotik berupa ruang,tipe substratumatau medium yang ditempati,cuaca dan iklimnya serta vegetasinya.2.

Secara garis besar dikenal empat tipe habitat utama yakni: daratan,perairantawar,perairan payau,dan estuaria serta perairan bahari/laut.Berdasarkan variasi habitat menurut waktu,dapat dikenal 4 macam habitat.1.Habitat yang konstan, 2.Habitat yang bersifat memusim, 3.Habitat yang tidak menentu, 4.Habitat yang efemeral 

Berdasarkan variasi kondisi habitat menurut ruang,habitat dapat diklasifikasi menjadi3 macam.1.Habitat yang bersinambung,2.Habitat yang terputus-putus,3.Habitat yang terisolasi

Menurut Keindegh (1980), Relung ekologi suatu populasi atau hewan adalah statusfungsional hewan itu dalam habitat yang ditempatinya berkaitan dengan adaptasi-adaptasi fisiologis, struktur/morfologi, dan pola perilaku hewan itu.konsep relungdibagi menjadi relung fundamental dan relung yang terealisasikan4.

Asas ³Ekslusi Persaingan´ atau aturan ³Gause´ menyatakan bahwa suatu relungekologi tidak dapat ditempati secara simultan dan sempurna oleh populasi stabil lebihdari satu spesies. ³ Asas koeksistensi´, beberapa spesies yang dapat hidup secaralanggeng dalam habitata yang sama ialah spesies-spesies yang relung ekologinya berbeda-berbeda.5.

Ekivalen-ekivalen ekologi adalah jenis-jenis hewan yang menempati relung ekologiyang sama (ekivalen) dalam habitat yang serupa di daerah zoogeografi yang berbeda.

 

Biasanya perkerabatan taksonomi dari ekivalen-ekivalen ekologi sangat dekat, namuntidak selalu demikian6.

Evolusi divergen terjadi jika spesies-spesies hewan yang berkerabat dekat (kogenerik)ditemukan dalam keadaan simpatrik, seleksi alam akan menghasilkan ciri-ciri tubuhyang semakin mencolok perbedaannya. Evolusi konvergen terjadi jika spesies-spesieshewan yang berkerabat dekat (kogenerik) dalam keadaan alopatrik seleksi alami,sehingga perbedaan-perbedaan ciri-ciri itu makin kabur. Kedua fenomena tersebutdikenal dengan pergeseran ciri.

2.1 Pengertian Produktivitas

Produktivitas merupakan laju pemasukan dan penyimpanan energi di dalam ekosistem. Produktivitas dapat dibedakan menjadi 2, yaitu:

1. Produktivitas primer adalah pengubahan energi cahaya oleh produsen atau autotrof. Produktivitas primer merupakan laju penambatan energi yang dilakukan oleh produsen. Produktivitas primer dibedakan atas produktivitas primer kasar (bruto) yang merupakan hasil asimilasi total, dan produktivitas primer bersih (neto) yang merupakan penyimpanan energi di dalam jaringan tubuh tumbuhan. Produktivitas primer bersih ini juga adalah produktivitas kasar dikurangi dengan energi yang digunakan untuk respirasi.
2. Produktivitas sekunder adalah penggunaan energi pada hewan dan mikroba (heterotrof). Produktivitas sekunder merupakan laju penambatan energi yang dilakukan oleh konsumen. Pada produktivitas sekunder ini tidak dibedakan atas produktivitas kasar dan bersih. Produktivitas sekunder pada dasamya adalah asimilasi pada aras atau tingkatan konsumen.

Produktivitas primer merupakan laju penambatan energi yang dilakukan oleh produsen.  Menurut Campbell (2002), Produktivitas primer menunjukkan Jumlah energi cahaya yang diubah menjadi energi kimia oleh autotrof suatu ekosistem selama suatu periode waktu tertentu. Total produktivitas primer dikenal sebagai produktivitas primer kotor (gross primary productivity, GPP). Tidak semua hasil produktivitas ini disimpan sebagai bahan organik pada tubuh organisme produsen atau pada tumbuhan yang sedang tumbuh, karena organisme tersebut menggunakan sebagian molekul tersebut sebagai bahan bakar organik dalam respirasinya. Dengan demikian, Produktivitas primer bersih (net primary productivity, NPP) sama dengan produktivitas primer kotor dikurangi energi yang digunakan oleh produsen untuk respirasi (Rs):

NPP = GPP – Rs 

Dalam sebuah ekosistem, produktivitas primer menunjukkan simpanan energi kimia yang tersedia bagi konsumen. Pada sebagian besar produsen primer, produktivitas primer bersih dapat mencapai 50% – 90% dari produktivitas primer kotor. Menurut Campbell et al (2002), Rasio NPP terhadap GPP umumnya lebih kecil bagi produsen besar dengan struktur nonfotosintetik yang rumit, seperti pohon yang mendukung sistem batang dan akar yang besar dan secara metabolik aktif. Produktivitas primer dapat dinyatakan dalam energi persatuan luas persatuan waktu (J/m²/tahun), atau sebagai biomassa (berat kering organik) vegetasi yang ditambahkan ke ekosistem persatuan luasan per satuan waktu (g/m²/tahun). Namun demikian, produktivitas primer suatu ekosistem hendaknya tidak dikelirukan dengan total biomassa dari autotrof fotosintetik yang terdapat pada suatu waktu tertentu, yang disebut biomassa tanaman tegakan (standing crop biomass). Produktivitas primer menunjukkan laju di mana organisme-organisme mensintesis biomassa baru. Meskipun sebuah hutan memiliki biomassa tanaman tegakan yang sangat besar, produktivitas primernya mungkin sesungguhnya kurang dari produktivitas primer beberapa padang rumput yang tidak mengakumulasi vegetasi (Campbell et al., 2002).

Karena produktivitas merupakan laju penambahan materi organik baru, maka satuan yang digunakan adalah:

a.       satuan energi (kkal) atau satuan biomasa(gram)

b.      satuan luas (persegi)

c.       satuan waktu (hari, minggu, bulan, tahun)

contoh satuan produktivitas : gram/m²/hari. Dalam kajian ekologi tumbuhan yang dibahas hanya produktivitas primer.

2.2 Proses-Proses Dasar Produktivitas

Produktivitas primer bersih ditentukan oleh perbedaan relatif dari hasil fotosintesis dengan materi yang dimanfaatkan dalam proses respirasi. Faktor-faktor yang mempengaruhi produksi primer:

a.       Proses Fotosintesis

Proses ini hanya memanfaatkan sebagian kecil energi cahaya yaitu sekitar 1-5% yang diubah menjadi energi kimia dan sebagian besar dipantulkan kembali atau berubah menjadi panas. Gula yang dihasilkan dalam fotosintesis dapat dimanfaatkan dalam proses respirasi untuk menghasilkan ATP dan dapat dikonpersi menjadi senyawa organik lain seperti lignin, selulosa, lemak, dan protein. Estimasi potensi produktivitas primer maksimum dapat diperoleh dari efisiensi potensial fotosintetis. Energi cahaya yang dipancarkan matahari ke bumi ± 7.000 kkal/m²/hari pada musim panas atau daerah tropis dalam keadaan tidak mendung. Dari jumlah tersebut, sebanyak ± 2.735 kkal dapat dimanfaatkan secara potensial untuk fotosintetis bagi tumbuhan. Sekitar 70% energi yang tersedia berperan dalam perantara pembentukan pemindahan energi secara fotokhemis ke fotosintesis. Dari total energy tersebut, hanya sekitar 28% diabsorbsi ke dalam bentuk yang menjadi bagian dari pemasukan energy ke dalam ekosistem. Prinsipnya dibutuhkan minimum 8 Einstein (mol quanta) cahaya untuk menggerakkan 1 mol karbohidrat.

Secara teoritis produktivitas primer bruto ekosistem dapat dihasilkan 635 kkal/m²/hari dan sebanyak 165 g/m²/hari berubah ke massa bahan organik. Untuk keperluan respirasi harian, tumbuhan menggunakan ± 25% dari produk organik. Dengan demikian produksi netto yang diperoleh ekosistem ± 124 g/m²/hari. Estimasi hasil itu dapat diperoleh jika cahaya maksimal, efisiensi maksimal dalam perubahan cahaya menjadi karbohidrat dan respirasi minimum. Salah satu bukti catatan produktivitas bersih harian adalah sebesar 54 g/m²/hari pada ekosistem padang rumput tropis dengan radiasi cahaya yang tinggi.

b.      Proses Respirasi

Pada kondisi optimum kecepatan fotosintesis dapat mencapai 30x dari respirasi terutama pada tempat terendah cahaya matahari. Umumnya karbohidrat yang digunakan antara 10-75% tergantung jenis dan usia tumbuhan.

c.       Faktor Lingkungan

Faktor lingkungan ada 2 yaitu faktor eksternal dan faktor internal. Faktor internal meliputi struktur dan komposisi komunitas, jenis dan usia tumbuhan, serta peneduhan. Faktor eksternal cahaya, karbohidrat, air, nutrisi, suhu, dan tanah.

1)      Cahaya

Cahaya merupakan sumber energi primer bagi ekosistem. Cahaya memiliki peran yang sangat vital dalam produktivitas primer. Oleh karena hanya dengan energi cahaya tumbuhan dan fitoplankton dapat menggerakkan mesin fotosintesis dalam tubuhnya. Hal ini berarti bahwa wilayah yang menerima lebih banyak dan lebih lama penyinaran cahaya matahari tahunan akan memiliki kesempatan berfotosintesis yang lebih panjang sehingga mendukung peningkatan produktivitas primer.

Panjang gelombang dan intensitas cahaya sangat berperan terhadap proses fotosintesis. Pada tumbuhan berklorofil gelombang cahaya merah dan biru diserap , sedangkan gelombang cahaya hijau dipantulkan. Atau tidak dapat dimanfaatkan dalam proses fotosintesis. Beda halnya pada tumbuhan yang menyerap energi cahaya oleh pigmen coklat dan pigmen biru seperti pada ganggang, maka cahaya hijau dapat diserap. Intensitas cahaya dapat menentukan jumlah energi yang dapat menyerap energi cahaya dan mengubahnya menjadi gula dengan efisiensi 20% sedangkan pada cahaya terang hanya 8%. Pada intensitas cahaya yang tinggi dapat merusak klorofil. Apabila faktor yang diperlukan berada dalam keadan optimal, jumlah cahaya yang dipakai sebanding dengan jumlah cahaya yang diserap (dengan jumlah klorofil yang ada). Tumbuhan yang hidup pada habitat dengan intensitas cahaya tinggi akan teradaptasi dengan mempunyai jaringan aktif untuk fotosintesis dengan proporsi tinggi. Sebaliknya pada tumbuhan yang teradaptasi dengan cahaya lemah, jumlah jaringan aktif untuk fotosintesis rendah atau jumlah klorofil rendah. Pengaruh intensitas cahaya pada tumbuhan jenis C3 dan C4 berbeda, yang mana tanaman C3 merupakan tanaman yang jenuh cahay pada intensitas yang jauh di bawah penyinaran matahari penuh sedangkan tanaman C4 intensitas cahaya mendekati penyinaran penuh. Tanman C3 merupakan tanaman yang produk awal yang stabil berasal dari pengikatan atau fiksasi karbon yaitu 3-karbon asam organik yang berasal dari proses karboksilasi dan pemecahan dari molekul aseptor 5-karbon. Contoh tanaman C3 adalah tanaman pada umumnya. Tanaman C4 merupakan tanaman yang produk awal yang stabil dari fotosintesis adalah 4-karbon asam organik yang berasal dari proses karbosilaksi molekul aseptor 3-karbon. Contoh tanaman C4 adalah tanaman berpembuluh seperti rumput-rumputan. Laju produktivitas neto/bersih pada tanaman C4 biasanya tinggi diatas tanaman C3.

Pada ekosistem terestrial seperti hutan hujan tropis memilik produktivitas primer yang paling tinggi karena wilayah hutan hujan tropis menerima lebih banyak sinar matahari tahunan yang tersedia bagi fotosintesis dibanding dengan iklim sedang (Wiharto, 2007). Sedangkan pada eksosistem perairan, laju pertumbuhan fitoplankton sangat tergantung pada ketersediaan cahaya dalam perairan. Laju pertumbuhan maksimum fitoplankton akan mengalami penurunan jika perairan berada pada kondisi ketersediaan cahaya yang rendah.

2)      Karbondioksida

Karbondioksida diambil secara pasif dan dipengaruhi terutama oleh kadar karbondioksida yang ada diluar dan dalam tumbuhan.

3)      Air

Jumlah air yang tidak memadai menghambat semua proses metabolisme termasuk fotosintesis karena stomata tertutup dan tumbuhan menjadi layu.  Air merupakan bahan dasar dalam proses fotosintesis, sehingga ketersediaan air merupakan faktor pembatas terhadap aktivitas fotosintetik.  Secara kimiwi air berperan sebagai pelarut universal, keberadaan air memungkinkan membawa serta nutrien yang dibutuhkan oleh tumbuhan. Air memiliki siklus dalam ekosistem. Keberadaan air dalam ekosistem dalam bentuk air tanah, air sungai/perairan, dan air di atmosfer dalam bentuk uap. Uap di atmosfer dapat mengalami kondensasi lalu jatuh sebagai air hujan. Interaksi antara suhu dan air hujan yang banyak yang berlangsung sepanjang tahun menghasilkan kondisi kelembaban yang sangat ideal tumbuhan terutama pada hutan hujan tropis untuk meningkatkan produktivitas. Menurut Jordan (1995) dalam Wiharto (2007), tingginya kelembaban pada gilirannya akan meningkatkan produktivitas mikroorganisme. Selain itu, proses lain yang sangat dipengaruhi proses ini adalah pelapukan tanah yang berlangsung cepat yang menyebabkan lepasnya unsure hara yang dibutuhkan oleh tumbuhan. Terjadinya petir dan badai selama hujan menyebabkan banyaknya nitrogen yang terfiksasi di udara, dan turun ke bumi bersama air hujan. Namun demikian, air yang jatuh sebagai hujan  akan menyebabkan tanah-tanah yang tidak tertutupi vegetasi rentan mengalami pencucian yang akan mengurangi kesuburan tanah. Pencucian adalah penyebab utama hilangnya zat hara dalam ekosistem.

4)      Nutrisi

Nutrien entuk sejumlah klorofil dan enzim yang berperan aktif dalam proses fotosintesis. Misalnya magnesium yang merupakan bagian utama dari molekul klorofil. Tumbuhan membutuhkan berbagai ragam nutrien anorganik, beberapa dalam jumlah yang relatif besar dan yang lainnya dalam jumlah sedikit, akan tetapi semuanya penting. Pada beberapa ekosistem terestrial, nutrien organik merupakan faktor pembatas yang penting bagi produktivitas. Produktivitas dapat menurun bahkan berhenti jika suatu nutrien spesifik atau nutrien tunggal tidak lagi terdapat dalam jumlah yang mencukupi. Nutrien spesifik yang demikian disebut nutrien pembatas (limiting nutrient). Pada banyak ekosistem nitrogen dan fosfor merupakan nutrien pembatas utama, beberapa bukti juga menyatakan bahwa CO₂ kadang-kadang membatasi produktivitas.

5)      Suhu

Laju proses kimia sangat ditentukan oleh keadaan suhu yang mana laju akan maksimal pada temperature optimum. Suhu secara langsung ataupun tidak langsung berpengaruh pada produktivitas. Secara langsung suhu berperan dalam mengontrol reaksi enzimatik dalam proses fotosintetis, sehingga tingginya suhu dapat meningkatkan laju maksimum fotosintesis. Sedangkan secara tidak langsung, misalnya suhu berperan dalam membentuk stratifikasi kolom perairan yang akibatnya dapat mempengaruhi distribusi vertikal fitoplankton.

6)      Tanah

Tanah merupakan tempat sebagian besar tumbuhan untuk hidup terutama tumbuhan darat. Di dalam tanah mengandung berbagai macam zatatau senyawa yang dibutuhkan oleh tumbuhan. Salah satunya kandungan hidrogen. Potensi ketersedian hidrogen yang tinggi pada tanah-tanah tropis disebabkan oleh diproduksinya asam organik secara kontinu melalui respirasi yang dilangsungkan oleh mikroorganisme tanah dan akar (respirasi tanah). Jika tanah dalam keadaan basah, maka karbon dioksida (CO₂) dari respirasi tanah beserta air (H₂O) akan membentuk asam karbonat (H₂CO₃ ) yang kemudian akan mengalami disosiasi menjadi bikarbonat (HCO^3-) dan sebuah ion hidrogen bermuatan positif (H⁺). Ion hidrogen selanjutnya dapat menggantikan kation hara yang ada pada koloid tanah, kemudian bikarbonat bereaksi dengan kation yang dilepaskan oleh koloid, dan hasil reaksi ini dapat tercuci ke bawah melalui profil tanah (Wiharto, 2007). Hidrogen yang dibebaskan ke tanah sebagai hasil aktivitas biologi, akan bereaksi dengan liat silikat dan membebaskan aluminium. Karena aluminium merupakan unsur yang terdapat dimana-mana di daerah hutan hujan tropis, maka alminiumlah yang lebih dominan berasosiasi dengan tanah asam di daerah ini. Sulfat juga dapat menjadi sumber pembentuk asam di tanah. Sulfat ini dapat masuk ke ekosistem melalui hujan maupun jatuhan kering, juga melalui aktivitas organisme mikro yang melepaskan senyawa gas sulfur. Asam organik juga dapat dilepaskan dari aktivitas penguraian serasah

7)      Struktur dan Komposisi Komunitas

Struktur dan komposisi komunitas sangat menentukan produktivitas. Bentuk pohon, perdu dan herba yang hidup pada habitat yang sama, akan menghasilkan produktivitas yang berbeda.

8)      Jenis dan Umur Tumbuhan

Perbedaan laju pertumbuhan diantara jenis-jenis yang berkompetisi dalam suatu ekosistem merupakan kejadian yang alami, dengan demikian akan terjadi pula perbedaan produktivitas pada fase pertumbuhan yang berbeda atau pada umur yang berbeda dari suatu jenis yang sama. Tumbuhan akan mencapai produktivitas maksimal pada fase muda. Ketika tubuh tumbuhan meningkat energi yang difiksasi lebih banyak digunakan untuk mengelola tubuhnya. Produktivitas yang berlebih digunakan untuk membentuk produktivitas bersih yang secara teratur menurun dalam masa pemasakan.

9)      Peneduhan

Bentuk-bentuk geometri tumbuhan dan kerapatannya sangat berperan dalam menentukan efisiensi ekosistemnya. Tumbuhan yang memiliki daun yang relatif lebar dan vertikal dapat menghasilkan area aktif fotosintesis maksimum dan total peneduhannya rendah. Informasi tentang faktor-faktor yang mempengaruhi produktivitas primer pada setiap tanaman terjadi pada tingkatan yang spesifik, keadaan yang sama juga terjadi pada daun-daun yang terisolasi. Dalam hal ini hanya memperhatikan salah satu faktor yang kompleks yang mempengaruhi produktivitas primer yaitu struktur 3 dimensi dari suatu kanopi vegetasi. Faktor struktural ini mempengaruhi efisiensi kanopi sebagai suatu penangkap cahaya. Pada kanopi berdaun lebar sebagian cahaya tidak di serapdekat permukaan dan tingkat kanopi yang lebih rendah terlindungi lebih banyak. Akibatnya fotosintesis bersih cenderung terkonsentrasi di lapisan atas pada tipe kanopi berdaun lebar dan terkonsentrasi dilapisan tengah pada tipe kanopi berdaun sempit. Posisi sudut daun mempengaruhi juga kedalaman penetrasi cahaya ke dalam kanopi. Penetrasi cahaya akan lebih dalam bila daunnya tegak. Tanaman padi yang memiliki geometri sudut daun atau kanopi vertikal dan tipe berdaun sempit akan lebih efektif pada intensitas cahaya yang kuat dan ketika posisi matahari rendah. Kanopi horizontal dari tipe berdaun lebar akan lebih efektif pada intensitas cahaya rendah dan ketika matahari berada di atas kepala.

2.3 Metode untuk Penentuan Produktivitas Primer

Cara–cara untuk menentukan produktivitas primer adalah sangat penting mengingat proses ini memiliki arti ekologi yang sangat nyata. Sebagian besar pengukurannya di lakukan secara tidak langsung , berdasarkan pada : jumlah substansi yang di hasilkan, atau jumlah matrial yang di pakai, atau jumlah hasil sampingannya. Satu hal yang perlu di ingat bahwa  proses fotosintesis berada dalam keseimbangan dengan respirasi. Produktivitas harus diukur selama waktu yang tepat , karena terdapat perbedaan metabolisme selama siang dan malam hari. Perbedaan metabolisme juga terjadi antar musim, oleh sebab itu disarankan pengukuran energi ini dalam skala tahunan.  Beberapa cara penentuan produktivitas primer adalah sebagai berikut :

a.       Metode penuaian

Cara ini di tentukan berdasarkan berat pertumbuhan dari tumbuhan. Dapat dinyatakan secara langsung berat keringnya atau kalori yang terkandung, tetapi keduanya dinyatakan dalam luas dan priode waktu tertentu. Metode ini mengukur produktivitas primer bersih. Metode penuaian ini sangat cocok dan baik pada ekosistem daratan, dan biasanya untuk vegetasi yang sederhana. Tetapi dapat pula di gunakan untuk ekosistem lainya dengan syarat tumbuhan tahunan predominan dan tidak terdapat rerumputan. Untuk ini paling baik mencuplik produktivitas pada satu seri percontohan(cuplikan)selama satu musim tumbuh. Metode ini merupakan metode paling awal dalam mengukur produktivitas primer. Caranya adalah dengan memotong bagian tanaman yang berada diatas permukaan tanah, baik pada tumbuhan yang tumbuh di tanah maupun yang didalam air. Bagian yang di potong selanjutnya dipanaskan sampai seluruh airnya hilang atau beratnya konstan. Materi tersebut ditimbang, dan prodiktivitas primer di nyatakan dalam biomassa per unit area per unit waktu, misalnya sebagai gram berat kering/ m² /tahun.metode ini menunjukkan perubahan berat kering selama priode waktu tertentu. Metode penuian memeng tidak cocok untuk mengukur produktivitas primer fitoplankton, karena ada beberapa kesalahan misalnya perubahan biomasa yang terjadi tidak hanya diakibatkan oleh produktivitas tetapi juga berkurangnya fitoplankton oleh hewan – hewan pada  tropik diatasnya, atau mungkin jumlah fitoplankton berubah karena gerakan air dan pengadukan.  

Metode penuaian ini sangat sederhana, meskipun memiliki potensi – potensi kesalahan- kesalahan : sistim akar harus termasuk dalam perhitungan, dan adanya hewan herbivora. 

b.      Metode penentuan oksigen

Oksigen merupakan hasil sampingan dari fotosintesis, sehingga ada hubungan erat antara produktifvitas dengan oksigan yang di hasilkan oleh tumbuhan. Tetapi harus di ingat sebagian oksigen di manfaatkan oleh tumbuhan tersebut dalam proses respirasi, dan harus di perhitungkan dalam penentuan produktivitas.

Metode ini sangat cocok dalam menentukan produktivitas primer ekosistem perairan, dengan fitoplankton sebagai produsennya. Dua contoh air yang mengandung ganggang di ambil pada kedalaman yang relatif sama. Satu contoh di simpan di dalam botol bening dan satunya lagi pada botol yang di cat hitam. Kandungan oksigen dari kedua botol tadi sebelumnya ditentukan, kemudian di simpan dalam air yang sesuai dengan kedalaman dan tempat pengambilan air tadi. Kedua botol tadi di biarkan selama satu sampai 12 jam. Selama itu akan terjadi perubahan kandungan oksigen di kedua botol tadi. Pada botol yang hitam terjadi proses respirasi yang menggunakan oksigen, sedangkan pada botol yang bening akan terjadi baik fotosintesis maupun respirasi. Diasumsikan respirasi pada kedua botol relatif sama. Dengan demikian produktivitas pada ganggang dapat di tentukan.

Metode – metode ini memiliki kelemahan – kelemahan, yaitu hanya dapat di lakukan pada produsen mikro dan asumsi respirasi pada kedua botol tadi sama adalah kurang tepat.

c.       Metode pengukuran karbondioksida

Karbondioksida yang di pakai dalam fotosintesis oleh tumbuhan dapat di pergunakansebagai indikasi untuk produktivitas primer. Dalam hal ini seperti juga pada metode penentuan oksigen proses respirasi harus di perhitungkan. Metode ini cocok untuk tumbuhan darat dan dapat di pakai pada suatu organ daun, seluruh bagian tumbuhan dan bahkan satu komunitas tumbuhan. Ada dua tehnik atau metode utama yaitu :

Ø  Metode ruang tertutup, biasanya di gunakan untuk sebagian atau seluruh tumbuhan kecil(herba,perdu pendek). Dua contoh di pilih dan di usahakan satu sama lainnya relatif sama. Satu contoh di simpan dalam kontainer bening dan satunya lagi di simpan dalam kontainer gelap(tertutup lapisan hitam). Udara dibiarkan keluar- masuk pada keedua kontainer melalui pipa yang sudah di atur sedenikian rupa dan mempergunakan pengisapan udara dengan kecepatan aliran udara tertentu. Konsentrasi karbondioksida yang masuk dan keluar kontainer di pantau. Dengan cara ini karbondioksida yang di pakai dalam fotosintesis dapat dihitung, yaitu sama dengan jumlah yang di hasilkan dalam kontainerr gelap di tambah dengan jumlah yang di pakai dalam kontainer bening /terang. Dalam kontainer gelap terdapat produksi karbondioksida sebagai hasil respirasi,dan pada kontainer bening karbondioksida di pakai dalam proses fotosintesis daan juga adanya produksi akibat adanya respirasi. Metode ini juga memiliki kelemahan seperti pada metode dengan penentuan oksigen dan meningkatnya suhu dalam kontainer (seperti rumah kaca)sehingga mempengaruhi proses fotosintesis dan respirasi.

Ø  Metode aerodinamika, metode ini maksudnya menutupi kelemahan – kelemahan pada metode ruang tertutup. Karbondiaksida yang diukur diambil dari sensor yang di pasang pada tabung tegak dalam komunitas, dan satunya lagi di pasang lebih tinggi dari tumbuhan. Perubahan konsentrasi karbondioksida di atas dan didalam komunitas dapat di pakai sebagai indikasi dari produktivitas. Pada malam hari konsentrasi karbondioksida akan meningkat akibat terjadi respirasi, sedangkan pada siang hari konsentrasi akan menurun akibat proses fotosintesis. Perbandingan konsentrasi ini merupakan indikasi berapa banyak karbon dioksida yang di manfaatkan dalam fotosintesis.

d.      Metode radioaktif

Materi aktif yang dapat di identifikasi radiasinya di masukkan dalam sistem. Misalnya karbon aktif (C¹⁴) dapat di introduksi melalui suplai karbondioksida yang nantinya di asimilasikan oleh tumbuhan dan di pantau untuk mendapatkan perkiraa produktivitas. Tehnik ini sangat mahal dan memerlukan peralatan yang canggih, tetapi memiliki kelebihan dari metode lainya, yaitu dapat di pakai dalam berbagai tipe ekosistem tanpa melakukan penghancuran terhadap ekosistem.  

e.       Metode penentuan klorofil

Produktivitas berhubungan erat dengan jumlah klorofil yang ada. Rasio asimilasi untuk tumbuhan atau ekosistem adalah laju dari produktivitas pergram klorofil. Konsentrasi klorofil dapat ditentukan berdasarkan cara yang sederhana, yaitu dengan cara mengekstraksi pigmen tumbuhan. Mula–mula dilakukan pencuplikan daun dengan ukuran tertentu. Untuk sampling fitoplankton dilakukan dengan pengambilan sampel air dalam volume tertentu. Organisme selain fitoplankton harus di pisahkan dari sampel. Samel selanjutnya di saring dengan menggunakan filter khusus fitoplankton pada pompa vakum dengan tekanan rendah. Filter yang mengandung klorofil dilarutkan pada aseton 85% , kemudian dibiarkan semalam, dan selanjutnya di sentrifuse. Supernatannya dibuang dan pelet yang mengandung klorofil di keringkan dan di timbang beratnya. Berat klorofil di ukur dalam mg klorofil/unit area. Pengukuran klorofil juga bisa di lakukan dengan spektrofotometer dengan panjang gelombang 665 nm. Bila rasio asimilasi, kadar klorofil, dan jumlah energi cahaya di ketahui, maka produktivitas primer kotor dapat diketahui. Metode ini dapat di terapkan pada berbagai tipe ekosistem.

2.4  Produktivitas Primer dalam Ekosistem Alami dan Gambaran Umum    Produktivitas Ekosistem

1. Produktivitas Primer dalam Ekosistem Alami

Produktivitas primer dapat dinyatakan dalam energi per satuan luas per satuan waktu (J/m^r/tahun), atau sebagai biomassa (berat) vegetasi yang ditambahkan ke ekosistem per satuan luasan per satuan waktu (g/m²/tahun). Biomassa umumnya dinyatakan sebagai berat kering bahan organik, karena molekul air tidak mengandung energi yang dapat digunakan, dan karena kandungan air tumbuhan bervariasi dalam jangka waktu yg singkat. Produktivitas primer suatu ekosistem hendaknya tidak dikelirukan dengan total biomassa dari autotrof fotosintetik yg terdapat pada suatu waktu tertentu, yang disebut biomassa tanaman tegakan (standing crop biomass).

Secara garis besar produktivitas primer ekosistem alami dapat dikelompokkan dalam tiga kategori yaitu:

1.      Relatif tidak produktif, termasuk di dalamnya: lautan terbuka dan padang pasir. Produktivitasnya lebih rendah dari 0,1 gram/m²/hari.

2.      Produktivitas medium, meliputi: padang rumput semi kering, pantai laut, danau dangkal, dan hutan di tanah kering. Harga produktivitasnya berkisar antara 1-10 gram/m²/hari.

3.      Sangat produktiv, meliputi: estuaria, sistem koral, hutan lembab, paparan aluvial, dan daerah pertanian yang intensif. Produktivitasnya antara 10-20 gram/m²/hari.

Pengukuran produktivitas dapat dilakukan dengan beberapa metode seperti metode biomassa, metode penandaan  dan metode metabolisme. Penelitian produktivitas di Indonesia umumnya menggunakan metode penandaan. Produktivitas yang diperoleh dari hasil pengukuran ini bisa lebih kecil dari produktivitas yang sebenarnya karena tidak memperhitungkan kehilangan seresah, pengaruh grazing hewan-hewan herbivore yang memakan tumbuhan. Beberapa peneliti membagi biomassa atau produktivitas menurut letaknya terhadap substrat yaitu biomassa di atas substrat (meliputi batang, helaian dan pelepah daun) dan biomassa di bawah substrat meliputi akar, dan rhizome (Dedi, 2009).

Tunas-tunas fotosintetik pada tumbuhan merupakan organ penting untuk berproduksi. Namun banyak hasil fotosintesis ditranslokasikan ke bawah tanah, di mana hasil fotosintesis tersebut mendukung pertumbuhan akan dan disimpan. Menurut Mcnaughton dan Wolf (1998), siklus tahunan biomassa tumbuhan di atas dan di bawah tanah mengarah kepada hubungan terbalik. Selama musim pertumbuhan, ketika biomassa di atas tanah meningkat cepat, biomas di bawah tanah umumnya cenderung menurun. Sedangkan pada akhir musim, biomassa di bawah tanah umumnya meningkat kembali karena kelebihan produksi yang dihasilkan tunas-tunas kemudian dipindahkan ke bawah.

2. Gambaran Umum Produktivitas Ekosistem

a.sebagian besar prosentase permukaan bumi berada dalam kategori produktivitas yang rendah, akibat tidak adanya air seperti padang pasir atau kekurangan hara seperti lautan dalam.

b. produktivitas lautan pada kenyataannya lebih rendah daripada produktivitas daratan. Hal ini diakibatkan oleh beberapa penyebab, yang paling tinggi adalah tingginya prosentase energi yang dipakai dalam respirasi oleh pitoplangton, dan akibat kekurangan har terutama pada lapisan permukaan air.

c.ekosistem yang paling produktif adalah ekosistem terbuka, memiliki komunikasi yang intensif terhadap ekosisitem lainnya (adanya masukan). Misalnya estuaria, rawa dan koral dan kesemuanya, mendapatkan masukan nutrisi dari daerah sekitarnya. Sistem setengah tertutup dengan siklus nutrisi yang mandiri umumnya kurang produktif.

2.5 Produktivitas dalam pertanian dan Implikasi Bagi Nutrisi Manusia

1. Produktivitas dalam Pertanian

1. Pemanfaatan rata-rata energi matahari oleh ekosistem alami adalah dua sampai tujuh kali rata-rata yang dipakai oleh tananam pertanian. Hal ini memiliki implikasi yang sangat luas. Berarti semua atau setengah dari pola produksi makanan kurang efisien. Bila ekosistem alami ini dikonversi menjadi ekosistem pertanian efisiensinya menurun. Rata-rata produktivitas biji-bijian dunia sekitar 2 grm/m2/hari, ini merupakan angka rendah jika dibandingkan dengan ekosistem alami 
2. Dalam beberapa daerah iklim,sistem petanian yang memanfaatkan energi surya sepenuhnya adalah tanaman yang selama setahun penuh mempunyai penutupan atau kanopi yang rapat. Dalam hal ini pertanian tumpang sari adalah gambaran system pertanian yang efisien. Jumlah klorofil per unit are adalah tinggi,sehingga energi lebih banyak yang dimanfaatkan.
3. Pada kenyataannya semua produktivitas yang diperkirakan untuk pertanian memerlukan subsidi energi. Pertanian memerlukan subsidi energi bahan bakar untuk traktor atau untuk mengolah tanah, memberikan pupuk, pestisida dan yang lainnya. Apabila kesemuanya diperhitungkan maka efisiensi ekosistem sangat rendah.

2. Implikasi bagi  Nutrisi Manusia

            Selama system alami maupun pertanian produktivitasnya rendah maka haruslah dilakukan usaha untuk meningkatkannya untuk memenuhi kebutuhan hidup manusia. Caranya adalah dengan mengurangi faktor pembatas untuk kehidupan tanaman tumbuhan, seperti pembuatan irigasi,penambahan pupuk, meningkatkan teknologi pertanian, pembuatan bibit unggul dan lain-lainnya.

            Pada umumnya hasil kombinasi usaha ini meragukan,apakah dapat meningkatkan produksi makanan sepuluh kali lipat, sehingga dapat mengimbangi laju pertumbuhan penduduk manusia dibumi ini. Ketika efisienan produktivitas primer pertanian ini berkaitan dengan kenyataan bahwa sebagian besar populasi manusia menduduki tingkat tropic di atas herbivora. Dengan demikian sangat besar energi yang hilang sebelum dimanfaatkn oleh manusia. Dengan demikian usaha yang dilakukan adalah menanam tanaman yang langsung dapat dimakan oleh manusia.

Laporan Lengkap PraktikumQ -Geodesi & Kartografi Hutan-

PENDAHULUAN 1.1 Latar Belakang Ilmu ukur tanah adalah ilmu yang berhubungan dengan bentuk muka bumi (topografi) artinya ilmu yang bertujuan menggambarkan bentuk topografi muka bumi dalam suatu peta dengan segala sesuatu yang ada pada permukaan bumi seperti kota, jalan, sungai, bangunan, dan lain-lain dengan skala lingkaran tertentu sehingga dengan mempelajari peta kita dapat mengetahui jarak, arah dan posisi tempat yang kita inginkan. Tak dapat dipungkiri bahwa peran ilmu ukur tanah dan ilmu pemetaan (Geodesi dan Kartografi) telah memberikan sumbangsih yang tidak sedikit dalam kegiatan pemantapan kawasan hutan negara. Sumbangsih cukup besar adalah pada pengukuran batas dan pemetaan sumberdaya hutan sampai pembangunan sistem informasi parsial kehutanan. Ilmu Geodesi dan Kartografi merupakan dua bidang ilmu yang sangat penting dan bermanfaat terutama dalam bidang kehutanan serta sebagai salah satu ilmu tertua dalam sejarah ilmu pengetahuan. Di dunia pendidikan tinggi ilmu Geodesi merupakan salah satu bagian dalam ilmu rekayasa (engineering). Ilmu geodesi di bidang kehutanan banyak dimanfaatkan dalam kegiatan penataan kawasan hutan, yang meliputi penataan ruang kawasan hutan (batas luas kawasan hutan, batas fungsi hutan, batas konsesi pengusahaan lahan hutan, dan lain-lain), perencanaan dan monitoring kawasan hutan, pembuatan titik ikat di lapangan baik secara terretris maupun non-terretris. Geodesi banyak digunakan dalam berbagai bidang seperti teknik sipil, kehutanan, pertanian, agraria dan bidang-bidang lainnya. Ilmu geodesi tidak lain adalah ilmu posisi yang menuntut ketelitian tinggi. Sesuai misi dan tujuannya dalam penentuan posisi, kawasan hutan dapat digambarkan secara detail di atas kertas yang dikenal dengan nama peta. Karena diketahuinya posisi koordinat suatu lokasi hutan berarti lokasi tersebut dapat diketahui batas-batasnya yan mengacu sistem koordinat nasional atau sistem koordinat dunia. Ilmu geodesi dan kartografi mengalami kemajuan seiring dengan kemajuan teknologi dan informasi. Para ilmuan geodesi dan kartografi sesuai kemajuan tersebut, terus-menerus mengembangkan pendekatan ke bidang ilmu lainnya dan salah satunya pada ilmu kehutanan. Sesungguhnya ilmu geodesi adalah ilmu posisi, dan dengan hasil yang diperoleh ilmu ini, maka ilmu kartografi bertugas untuk menggambarkannya di atas kertas atau media elektronik dalam bentuk peta. Dengan demikian kedua ilmu ini sangat sulit untuk dipisahkan. Berpadunya kedua ilmu ini menjadikan ilmu kehutanan memanfaatkannya untuk dijadikan bagian dari ilmunya untuk digunakan dalam mengelola dan memanfaatkan sumberdaya hutan. Menurut Akhbar (2003), ilmu Geodesi dibidang kehutanan merupakan salah satu cabang ilmu matematika terapan dengan maksud untuk melakukan pengukuran-pengukuran, menentukan bentuk dan ukuran bumi, menentukan posisi/koordinat titik-titik, panjang dan arah-arah garis pada permukaan bumi. Geodesi mempelajari pula medan gravitiasi bumi, secara umum ilmu geodesi dibagi kedalam dua bagian yaitu Geodesi Geometris dan Geodesi Fisis. Sedangkan kartografi merupakan suatu seni untuk mempercantik suatu peta dan teknik-teknik pembuatan peta. Tujuan utama dari geodesi adalah menentukan koordinat-koordinat geodesi dan astronomi dari tempat-tempat di muka bumi (titik-titik terresteris) yang tetap. Koordinat geodesi secara tradisi dengan jalan mengukur jarak dan atau arah-arah (poligon, triangulasi, trilaterasi, pemotongan kemuka dan pemotongan kebelakang, dan lain-lain) sifat datar dan grivitasi yang dituang dalam bentuk jaring-jaring yang membentang di permukaan bumi. Dalam bidang kehutanan, rimbawan harus mempunyai kemampuan dalam bidang ilmu Geodesi dan Kartografi dengan baik karena pada saat akan melakukan kegiatan pengelolaan SDH dibutuhkan suatu perencanaan pengelolaan yang matang, dan salah satu dari rangkaian perencanaan tersebut adalah pelaksanaan survei dan pemetaan. Begitu besarnya peranan ilmu geodesi dan kartografi dalam bidang kehutanan sehingga kedua bidang ilmu ini penting untuk dipelajari dan dikuasai. Dalam mempelajari geodesi terutama menyangkut masalah praktis di lapangan, kita mengenal dua jenis pengukuran, yaitu pengukuran memdatar dengan alat ukur theodolit dan pengukuran tinggi dengan alat ukur waterpas (WT). Pengukuran theodolit akan menghasilkan poligon sedangkan pengukuran dengan waterpas akan menghasilkan beda tinggi. Theodolit adalah salah satu alat ukur tanah yang digunakan untuk menentukan tinggi tanah dengan sudut mendatar dan sudut tegak. Berbeda dengan waterpass yang hanya memiliki sudut mendatar saja. Di dalam theodolit sudut yang dapat di baca bisa sampai pada satuan sekon (detik). Theodolite merupakan alat yang paling canggih di antara peralatan yang digunakan dalam survei. Pada dasarnya alat ini berupa sebuah teleskop yang ditempatkan pada suatu dasar berbentuk membulat (piringan) yang dapat diputar-putar mengelilingi sumbu vertikal, sehingga memungkinkan suduthorisontal untuk dibaca. Teleskop tersebut juga dipasang pada piringan kedua dan dapat diputarputar mengelilingi sumbu horisontal, sehingga memungkinkan sudut vertikal untuk dibaca. Kedua sudut tersebut dapat dibaca dengantingkat ketelitian sangat tinggi (Farrington, 1997). Survei dengan menggunakan theodolite dilakukan bila situs yang akan dipetakan luas dan atau cukup sulit untuk diukur, dan terutama bila situs tersebut memiliki relief atau perbedaan ketinggian yang besar. Dengan menggunakan alat ini, keseluruhan kenampakan atau gejala akan dapat dipetakan dengan cepat dan efisien (Farrington, 1997). Awal altazimuth instrumen yang terdiri dari dasar lulus dengan penuh lingkaran di sayap vertikal dan sudut pengukuran perangkat yang paling sering setengah lingkaran. Alidade pada sebuah dasar yang digunakan untuk melihat obyek untuk pengukuran sudut horisontal, dan yang kedua alidade telah terpasang pada vertikal setengah lingkaran. Nanti satu instrumen telah alidade pada vertikal setengah lingkaran dan setengah lingkaran keseluruhan telah terpasang sehingga dapat digunakan untuk menunjukkan sudut horisontal secara langsung. Pada akhirnya, sederhana, buka-mata alidade diganti dengan pengamatan teleskop. Ini pertama kali dilakukan oleh Jonathan Sisson pada 1725. Alat survey theodolite yang menjadi modern, akurat dalam instrumen 1787 dengan diperkenalkannya Jesse Ramsden alat survey theodolite besar yang terkenal, yang dia buat menggunakan mesin pemisah sangat akurat dari desain sendiri. Di dalam pekerjaan – pekerjaan yang berhubungan dengan ukur tanah, theodolit sering digunakan dalam bentuk pengukuran polygon, pemetaan situasi, maupun pengamatan matahari. Theodolit juga bisa berubah fungsinya menjadi seperti Pesawat Penyipat Datar bila sudut verticalnya dibuat 90º. Dengan adanya teropong pada theodolit, maka theodolit dapat dibidikkan kesegala arah. Di dalam pekerjaan bangunan gedung, theodolit sering digunakan untuk menentukan sudut siku-siku pada perencanaan / pekerjaan pondasi, theodolit juga dapat digunakan untuk mengukur ketinggian suatu bangunan bertingkat. Macam Theodolit berdasarkan konstruksinya, dikenal dua macam yaitu: 1. Theodolit Reiterasi ( Theodolit sumbu tunggal ) Dalam theodolit ini, lingkaran skala mendatar menjadi satu dengan kiap, sehingga bacaan skala mendatarnya tidak bisa di atur. Theodolit yang di maksud adalah theodolit type T0 (wild) dan type DKM-2A (Kem). 2. Theodolite Repitisi Konsruksinya kebalikan dari theodolit reiterasi, yaitu bahwa lingkaran mendatarnya dapat diatur dan dapt mengelilingi sumbu tegak. Akibatnya dari konstuksi ini, maka bacaan lingkaran skala mendatar 0º, dapat ditentukan kearah bidikan / target myang dikehendaki. Theodolit yang termasuk ke dakmjenis ini adalah theodolit type TM 6 dan TL 60-DP (Sokkisha ), TL 6-DE (Topcon), Th-51 (Zeiss). 3. Theodolite Modern Theodolites di hari ini, membaca dari kalangan vertikal dan horisontal biasanya dilakukan secara elektronik. Readout yang dilakukan oleh rotary encoder, yang dapat absolut, misalnya Gray menggunakan kode, atau meningkat, dengan terang dan gelap sama jauh radial band. 1. MACAM THEODOLIT MENURUT SISTEM BACAANNYA: Ø Theodolite sistem baca dengan Indexs Garis Ø Theodolite sistem baca dengan Nonius Ø Theodolite sistem baca dengan Micrometer Ø Theodolite sistem baca dengan Koinsidensi Ø Theodolite sistem baca dengan Digital’ 2. THEODOLIT MENURUT SKALA KETELITIAN Ø Theodolit Presisi (Type T3/ Wild) Ø Theodolit Satu Sekon (Type T2 / Wild) Ø Theodolit Spuluh Sekon (Type TM-10C / Sokkisha) Ø Theodolit Satu Menit (Type T0 / Wild) Ø Theodolit Sepuluh Menit ( Type DK-1 / Kern) 3. SYARAT SEBELUM MENGUKUR SUDUT Sumbu tegak (sumbu-I) harus benarbenar tegak. Bila sumbu tegak miring maka lingkaran skala mendatar tidak lagi mendatar. Hal ini berarti sudut yang diukur bukan merupakan sudut mendatar. Gelembung nivo yang terdapat pada lingkaran skala mendatar ditengah dan gelembung nivo akan tetap berada ditengah meskipun theodolit diputar mengelilingi sumbu tegak. Bila pada saat theodolit diputar mendatar dan gelembung nivo berubah posisi tidak ditengah lagi, maka berarti sumbu-I tidak vertical, ini disebabkan oleh kesalahan sistim sumbu yang tidak benar, atau dapat juga disebabkan oleh posisi nivo yang tidak benar. Tidak ada salah indeks pada skala lingkaran tegak. Setelah syarat pertama, kedua dan ketiga dipenuhi maka arahkan garis bidik ketitik yang agak jauh Ketengahkan gelembung nivo lingkaran skala tegak Baca lingkaran skala tegak, missal didapat bacaan sudut zenith z Putar teropong 180o Periksa gelembung nivo lingkaran skala tegak, ketengahkan bila belum terletak di tengah Baca lingkaran skala tegak, misal z’. Bila bacaan z’ = 360 Apabila keempat syarat tidak terpenuhi maka diadakan pengaturan. Untuk mendapatkan sudut horizontal yang benar maka syarat pertama kedua dan ketiga harus benar sedangkan syarat keempat dipenuhi untuk mendapatkan sudut vertical yang benar. 4. MENGATUR SUMBU TEGAK Langkah-langkah yang harus dilakukan untuk mengatur sumbu tegak adalah sebagai berikut: Usahakan agar nivo lingkaran mendatar sejajar dengan kaki tribrach Tengahkan posisi gelembung nivo dengan cara memutar kedua skrup kaki tribrach secara bersamaan dengan arah yang berlawanan Setelah keadaan gelembung nivo berada di tengah maka putar theodolit 90o gelembung nivo dengan hanya memutar skrup kaki tribrach yang ketiga Kemudian kembalikan ke kedudukan semula (sejajar skrup kaki tribrach 1 dan 2) Tengahkan kembali posisi nivo apabila gelembung nivo belum berada ditengah Kemudian putar theodolit 180o kedudukan nivo yang sejajar dengan skrup kaki kiap 1 dan 2 Bila garis arah nivo tegak lurus dengan sumbu tegak, maka gelembung nivo akan tetap berada ditengah. Poligon adalah rangkaian titik-titik secara berurutan, sebagai kerangka dasar pemetaan. Untuk kepentingan kerangka dasar, titik-titik poligon tersebut harus diketahui atau ditentukan posisi atau koordinatnya. Macam-macam poligon, antara lain: a. Atas dasar titik ikat: (1) poligon terikat sempurna : poligon yang ujung-ujungnya terikat pada dua titik yang diketahi koordinatnya, (2) poligon terikat sepihak: poligon yang salah satu titik ujungnya terikat atau diketahui koordinatnya, (3) poligon bebas: poligon yang ujung-ujungnya tidak terikat. b. Atas dasar bentuk: (1) Poligon Terbuka: poligon yang ujungnya tidak saling bertemu satu dengan yang lain, (2) poligon tertutup: poligon yang ujungnya saling bertemu (titik awal dan titik ahir menjadi satu) dan membentuk suatu loop atau kring, (3) poligon cabang: poligon yang merupakan cabang dari poligon yang lain. c. Atas dasar hirarki dalam pemetaan : (1) poligon yang utama : poligon yang koordinat titik-titiknya diperoleh langsung dari penentuan koordinat titik local atau diikatkan langsung melaui pengukuran dari titik kontrol terdekat. (2) poligon cabang: poligon yang koordinat titik-titiknya diikatkan dari poligon utama. Pada setiap pekerjaan poligon tertutup, penting diketahui arah pengukuran poligon. Pada gambar, arah pengukuran poligon berlawanan dengan jarum jam. Konsekuensinya, sudut kanan (β) yang terbentuk adalah sudut dalam. Berbeda dengan poligon pertama, pada gambar, arah pengukuran poligon searah jarum jam sehingga sudut kanan (β) yang terbentuk adalah sudut luar. Perlu diketahui bahwa sudut kanan adalah sudut yang terbentuk dari selisih arah bacaan muka dikurangi arah bacaan belakang (back sight atau reference object). Bacaan back sight ini dapat diset nol, sembarang atau sebesar asimut yang diketahui. Ketika theodolith dititik 2, bacaan belakangnya adalah hasil bidikan ke titik 1 sedangkan bacaan mukanya adalah hasil bidikan ketitik 3. Ketika teodolit dititik 3, bacaan belakangnya adalah ke titik 2 sedangkan bacaan mukanya adalah hasil bidikan ke titik 4. Ketika theodolit dititik 4, bacaan belakangnya adalah hasil bidikan ke titik 3 sedangkan bacaan mukanya adalah hasil bidikan ke titik 5. Ketika teodolit dititk 5, bacaan belakngnya adalah hasil bidikan ke titik 4 sedangkan bacaan mukanya adalah hasil bidikan ketitik 1. Terakhir, ketika teodolit dititik 1, bacaan belakangnya adalah hasil bidikan ketitik 5 sedangkan bacaan mukanya adalah hasil bidikan ketitik 2. Cara ini berlaku baik untuk posisi biasa maupun luar biasa. Pengukuran poligon dimaksud menghitung koordinat, ketinggian tiap-tiap titik poligon untuk itu kita mengadakan pengukuran sudut dan jarak dengan mengikat pada satu titik tetap seperti titik tringulasi atau yang sudah diketahui koordinat dan ketinggiannya. Pengukuran Sudut dan Jarak Sudut diukur dengan alat ukut theodolit dengan mengarahkan teropong pada arah tertentu dan kita akan memperoleh pembacaan tertentu pada plat lingkaran horizontal alat tersebut. Dengan bidikan ke arah lainnya, selisih pembacaan kedua dan pertama merupakan sudut dari kedua arah tersebut. Menghitung Sudut Datar dan Koreksi Setelah sudut datar dijumlah dari semua titik yang didapat dari hasil pengukuran akan terjadi kesalahan, maka dengan itu harus dikoreksi sesuai dengan banyaknya titik pengukuran. Bila sudut-sudut yang diukur berupa segi banyak (poligon) maka : Jumlah sudut = (2n – 4) x 900 untuk pengukuran berlawanan dengan jarum jam (sudut dalam) = (2n + 4) x 900 untuk pengukuran searah dengan jarum jam (sudut luar) Poligon tertutup, pada poligon ini dititik awal dan titik akhir merupakan satu yang sama. Bila pengukuran sudut tidak sesuai dengan rumus diatas maka harus diratakan sehingga memenuhi syarat. Menghitung Azimuth Untuk menghitung azimuth tiap-tiap garis penghubung haruslah ditentukan lebih dahulu azimuth awalnya. Penentuan azimuth awal dapat dilakukan dengan cara magnetis (kompas) atau pengamatan matahari. Menghitung Koordinat Setelah azimuth dan arah datar telah dihitung, maka kita dapat menghitung koordinat titik-titik poligon. Menghitung Koreksi Koordinat Setelah itu kita menghitung koreksi absis pada setiap titik. Cara penentuan posisi titik horizontal dengan banyak titik satu dengan titik lainnya dihubungkan satu sama lain melalui pengukuran sudut dan jarak sehingga rangkaian titik-titik (poligon) disebut metode poligon. Teknik atau cara pembuatan titik-titik poligon, dapat digolongkan menjadi 4 (empat) cara, yaitu : Poligon terbuka Poligon tertutup Poligon bercabang Poligon kombinasi dari dua atau ketiganya Poligon tertutup merupakan poligon yang titik awal dan titik akhir saling berimpit atau pada posisi yang sama atau saling bertemu. Pada poligon tertutup ini secara geometris bentuk rangkaian poligon tertutup bila memiliki dua titik tetap biasa dinamakan dengan poligon tertutup terikat sempurna. Teori Pengukuran polygon bisa digunakan untuk menentukan kerangka dasar mendatar pengukuran situasi. Polygon merupakan serangkaian garis lurus khayal yang menghubungkan titik-titik di permukaan bumi. Setiap titik dalam rangkaian tersebut akan menjadi acuan bagi penentuan koordinat titik-titik disekitarnya. Pada pengukuran situasi, theodolit diletakkan pada titik-titik polygon. Jika tidak terdapat titik di antara titik-titik polygon sebagai titik acuan, maka harus dilakukan pengikatan ke belakang (dari titik pertama polygon ke titik acuan). Pengukuran polygon merupakan pengukuran sudut mendatar dan jarak mendatar antara titik-titik polygon. Dari selisih antara dua sudut mendatar pada suatu titik, diperoleh sudut dalam polygon pada titik tersebut. Ada dua cara pengukuran polygon yaitu cara polygon tertutup (satu titik acuan), dan cara polygon terbuka (dua titik acuan). Pada praktikum kali ini, yang digunakan adalah cara polygon tertutup. Dengan cara ini, seharusnya titik awal dengan titik akhir berimpit. Sudut dalam polygon pada suatu titik, dapat dicari dengan menghitung delta kedua sudut yang terukur dengan pusat putaran titik tersebut. 1.2 Tujuan dan Kegunaan Tujuan Laporan Praktikum Geodesi dan Kartografi Hutan, yaitu : Tujuan Instruksi Umum Sebagai syarat kelulusan mata kuliah geodesi dan kartografi hutan Mengetahui sejauh mana pemahaman mahasiswa terhadap mata kuliah Geodesi dan Kartografi Hutan dan materi-materi yang sudah disampaikan dikelas Mengetahui kemampuan mahasiswa dalam menerapkan ilmu yang didapat di kelas untuk diterapkan di lapangan Mengetahui apakah mahasiswa dapat menguasai Geodesi dan Kartografi Hutan ini baik secara teoro maupun praktek Mahasiswa dapat mengenal dan mengetahui prinsip pengukuran theodolith Mahasiswa dapat melakukan pengukuran sudut horizontal dan sudut vertikal dengan menghitung jarak antar dasar pembacaan sudut dan rambu. Tujuan Instruksi Khusus Mahasiswa dapat melakukan pengukuran sudut dengan metode yang ditentukan Mahasiswa dapat melakukan perhitungan atas dasar hasil ukur Mahasiswa dapat menggambar situasi dan menghitung luasan areal yang diukur Kegunaan dilaksanakannya praktikum Geodesi dan Kartografi Hutan adalah yaitu untuk menambah pengetahuan mahasiswa tentang bagian-bagian peralatan ukur tanah serta cara pengukuran dengan menggunakan metode polygon. TINJAUAN PUSTAKA Geodesi didefenisikan sebagai ilmu posisi, dan dengan hasil yang diperoleh maka Ilmu Kartografi bertugas untuk menggambarkannya di atas kertas atau media elektronik dalam bentuk peta (Akhbar, 2003). Dalam bidang geodesi dan ukur tanah terdapat bermacam-macam alat pengukur sudut dan jarak Theodolit merupakan alat yang didesain khusus untuk mengukur sudut, akan tetapi pada praktek di lapangan theodolit dapat digunakan pula untuk mengukur jarak. Secara umum theodolit mempunyai prinsip mekanisme yang sama, akan tetapi pada tingkatan tertentu mempunyai perbedaan baik penampilan maupun bagian dalam atau konstruksinya. Disamping itu dalam konteks aktivitas, ruang lingkup aktivitas pekerjaan-pekerjaan ilmu geodesi umumnya akan mencakup tahapan-tahapan: pengumpulan data, pengolahan dan manipulasi data, perepresentasian informasi, serta analisa dan utilisasi informasi (Prihandito, 1989) Ilmu Geodesi adalah ilmu posisi dan dengan hasil yang diperoleh ilmu ini, maka ilmu Kartografi bertugas untuk menggambarkannya di atas kertas atau media elektronik dalam bentuk peta (Akhbar, 2003). Kartografi adalah ilmu dan teknik pembuatan peta. Proses kartografi adalah proses grafis sampai sebuah gambar menjadi peta yang telihat informatif (map compotition) (Prihandito, 1989). Dalam ilmu ukur tanah dikenal beberapa macam alat ukur diantaranya alat untuk mengukur beda tinggi (alat menyipat datar atau alat ukur waterpas), theodolit dan boussole tranche montagne, placent. Theodolit merupakan alat ukur yang digunakan untuk mengukur sudut-sudut (Wongsotjitro, 1988). Pengukuran poligon dengan theodolit merupakan pengukuran dimana pengukuran poligon harus dimulai dan diakhiri pada titik yang telah ditentukan, karena titik awal yang telah ditentukan digunakan untuk mencari koordinat-koordinat titik berikutnya, sedang titik akhir dengan titik awal digunakan untuk penelitian poligon (Wongsotjitro, 1988). Metode poligon adalah cara penentuan titik posisi horizontal dengan banyak titik dimana titik satu dengan titik lainnya dihubungkan satu sama lain melalui pengukuran sudut dan jarak sehingga membentuk rangkaian titik-titik (poligon) (Brinker dan Wolf, 1997). Jarak adalah garis hubungan terpendek antara 2 (dua) titik yang dapat diukur dengan menggunakan alat ukur, misalnya : mistar, pita ukur, theodolith, waterpass, dan lain-lain. Susut adalah besaran antara 2 (Dua) arah yang bertemu pada satu titik (Untuk menentukan azimuth dan arah). Ketinggian adalah jarak tegak diatas atau dibarah bidang refiners yang dapat diukur dengan waterpass dan rambu ukur (Tim Penyusun, 2006). Bidang Nivo adalah suatu permukaan yang arah gaya berat pada setiap titik selalu tegak lurus dengan arah gaya berat tersebut. Dicontohkan suatu bidang nivo adalah permukaan air dalam keadaan tenang, misalnya permukaan air dalam gelas, permukaan air danau, dan permukaan air laut (Akhbar, 2007). Suatu jurusan horizontal dapat diamati atau diukur dengan dua cara, yaitu searah jarum jam atau berlawanan jarum jam. Dalam jurusan ilmu ukur tanah biasanya jurusan atau sudut diukur searah jarum jam (kekanan) dari garis acuan, kecuali di tentukan yang lain (Wirshing, 1995). Bila suatu daerah yang dibatasi oleh garis-garis lurus tertutup, maka daerah tersebut dapat diukur berapa luasnya. Salah satu cara untuk menentukan luas adalah dengan menggunakan angka-angka yang menyatakan jarak. Cara membuat suatu poligon adalah cara pertama untuk menentukan tempat yang lebih dari satu titik. Telah diketahui pula bahwa pada ujung awal poligon diperlukan satu titik yang tentu pula. Supaya keadaan menjadi simetris, maka pada ujung akhir dibuat titik yang tentu pula dan diikat pada jurusan yang tentu lagi. Umumnya suatu poligon dimulai dan diakhiri oleh 2 titik tertentu dan diikat pada kedua ujung pada dua jurusan tertentu pula (Wongsotjitro, 1988). III. METODE PRAKTIK 3.1 Waktu dan Tempat Kegiatan praktik Geodesi dan Kartografi Hutan dilaksanakan pada hari Rabu, 05 Desember 2012, mulai pukul 11.40 WITA sampai dengan selesai. Kegiatan praktik Geodesi dan Kartografi Hutan dilaksanakan di areal lapangan Gedung Pasca Sarjana, Universitas Tadulako, Palu. Bahan dan Alat Bahan yang digunakan dalam praktik Geodesi dan Kartografi Hutan adalah patok, payung, batu dan alat tulis-menulis. Alat-alat yang digunakan dalam praktikum Geodesi dan Kartografi Hutan adalah theodolit T0, rambu ukur, statif, meteran dan kalkulator. Cara Kerja Langkah-langkah dalam praktikum meliputi : Persiapkan peralatan yang dibutuhkan serta periksa kelengkapannya; Tentukan jalur poligon (patok), dan pilih minimal 5 titik yang selanjutnya dipakai sebagai titik-titik poligon; Memilih alat yang baik dan tempat yang aman untuk mendirikan alat ukur theodolith (tanah tidak rapuh, terhindar dari gangguan lalu lintas dan sebagainya); Dirikan statif dengan aman sesuai dengan keadaan setempat maupun juru ukur; Pasang alat ukur theodolit diatas statif dan eratkan dengan skrup pengunci hingga aman; Mensejajarkan unting – unting dengan titik pengamatan; Atur gelembung nivo kotak ketengah dengan skrup A, B, dan C; Dengan cara yang sama seperti halnya mengatur nivo kotak, atur nivo tabung sedemikian rupa sehingga posisinya tepat ditengah – tengah; Check kedudukan alat ukur theodolit, apakah tepat vertikal di atas titik; Jika kedudukan alat ukur tidak dapat vertikal di atas titik, buka skrup penggail alat ukur ke statif dan geser – geserkan theodolit tersebut secara hati – hati sehingga posisinya tepat vertikal di atas titik; Mengatur pencerahan melalui skrup pengukuran sampai mistar ukur dapat terbaca; Membidik mistar ukur, kemudian membaca benang atas, benang tengah, dan benang bawah; Mengatur posisi cermin sehingga mendapatkan intensitas cahaya yang cukup untuk membaca sudut vertikal, dan horizontal; Membaca sudut vetikal dan horizontal, dalam penentuan sudut horizontal dan vertikal pada theodolith T1 atau To untuk menentukan detik menggunakan skrup pengukur detik; Mencatat semua hasil pembacaan alat serta mengisi tally sheet; Lakukan langkah-langkah tersebut dari no. 3 – 15 pada setiap patok (patok P1 - P0); Gambarlah hasil pengukuran dan perhitungan. GAMBAR THEODOLIT Gambar Gambar 1. Theodolit Manual Gambar 2. Theodolit Manual Tampak Muka dan Belakang Keterangan 1. Tombol micrometer 2. Sekrup penggerak halus vertical 3. Sekrup pengunci penggerak vertical 4. Sekrup pengunci penggerak horizontal 5. Sekrup penggerak halus horizontal 6. Sekrup pendatar Nivo 7. Plat dasar 8. Pengunci limbus 9. Sekrup pengunci nonius 10. Sekrup penggerak halus nonius 11. Ring pengatur posisi horizontal 12. Nivo tabung 13. Sekrup koreksi Nivo tabung Telescop 14. Reflektor cahaya 15. Tanda ketinggian alat 16. Slot penjepit 17. Sekrup pengunci Nivo Tabung 18. Nivo Tabung Telescop 19. Pemantul cahaya penglihatan Nivo 20. Visir Collimator 21. Lensa micrometer 22. Ring focus benang diafragma 24. Ring focus okuler 23. Lensa okuler HASIL DAN PEMBAHASAN 5.1 Hasil Hasil pengukuran yang diperoleh disajikan dalam bentuk tabel : Pembahasan hasil perhitungan 5.2.1 Menghitung Sudut Horizontal. P1 = P2 – P0 = 3290 30’ 23” - 780 0’ 0” = 2510 30’ 23” P2 = P3 – P1 = 2470 52’ 51’’ - 3380 30’ 53’ = -900 38’ 2” + 3600 = 2690 21’58” P3 = P4 – P2 = 130 30’ 49” - 1520 30’ 49” = -1390 0’ 0” + 3600 = 2210 0’ 0” P4 = P0 – P3 = 3530 20’ 54” - 770 30’ 31” = 2750 50’ 23” P0 = P1 – P4 = 910 5’ 3” - 2120 30’ 17” = -1210 25’ 14” + 3600 = 2380 34’ 46” Menghitung Koreksi Sudut Jumlah sudut koreksi = ( 2n + 4) 900 = (2.5 + 4) 900 = 12600 0’ 0” Jumlah koreksi = Jumlah sudut koreksi – Jumlah sudut horisontal = 12600 0’ 0” - 12560 17’ 30” = 30 42’ 30” P1 = 2510 30’ 23” x 30 42’ 30” = 00 44’ 32,64” 12560 17’ 30” P2 = 2690 21’ 58” x 30 42’ 30” = 00 47’ 42,42” 12560 17’ 30” P3 = 2210 0’ 0” x 30 42’ 30” = 00 39’ 8,46” 12560 17’ 30” P4 = 275050’ 23” x 30 42’ 30” = 00 48’ 51,21” 12560 17’ 30” P0 = 2380 34’ 46” x 30 42’ 30” = 00 42’ 15,27” 12560 17’ 30” Menghitung Sudut Terkoreksi. P1 = 2510 30’ 23” + ( 00 44’ 32,64” ) = 2520 14’ 55,64” P2 = 2690 21’ 58” + ( 00 47’ 42,42” ) = 2700 9’ 40,42” P3 = 2210 0’ 0” + ( 00 39’ 8,46” ) = 2210 39’ 8,46” P4 = 2750 50’ 23” + ( 00 48’ 51,21” ) = 2760 39’ 14,21” P0 = 2380 34’ 46” + ( 00 42’ 15,27” ) = 2390 17’ 1,27” Menghitung Sudut Azimut (α), P1 = 160 6’ 3” + 2520 14’ 55,64” - 1800 = 880 20’ 58,64” P2 = 880 20’ 58,64” + 2700 9’ 40,42” - 1800 = 1780 30’ 39,06” P3 = 1780 30’ 39,06” + 2210 39’ 8,46” - 1800 = 2200 9’ 47,52” P4 = 2200 9’ 47,52” + 2760 39’ 14,21” - 1800 = 3160 49’ 1,73” P0 = 3160 49’ 1,73” + 2390 17’ 1,27” - 1800 = 3760 6’ 3” - 3600 = 160 6’ 3” Menghitung Jarak Optis ( D ). P1 = (246 - 224) 100 Sin2900 = (22) 100 (1) = 22 m P2 = (53 - 29) 100 sin2 900 = (24) 100 (1) = 24 m P3 = (31 - 9) 100 sin2 900 = (22) 100 (1) = 22 m P4 = (178 - 154) 100 sin2 900 = (24) 100 (1) = 24 m P0 = (260 -236) 100 sin2 900 = (24) 100 (1) = 24 m Menghitung Selisih Koordinat X dan Y. Selisih Koordinat ∆X P1 = 22 Sin 880 20’ 58,64” = 21,991 P2 = 24 Sin 1780 30’ 39,06” = 0,624 P3 = 22 Sin 2200 9’ 47,52” = -14,189 P4 = 24 Sin 3160 49’ 1,73” = -16,424 P0 = 24 Sin 160 6’ 3” = 6,656 b. Selisih Koordinat ∆Y P1 = 22 Cos 880 20’ 58,64” = 0,634 P2 = 24 Cos 1780 30’ 39,06” = -23,992 P3 = 22 Cos 2200 9’ 47,52” = -16,813 P4 = 24 Cos 3160 49’ 1,73” = 17,500 P0 = 24 Cos 160 6’ 3” = 23,059 Menghitung Koreksi Koordinat X dan Y. Koreksi koordinat X. P1 = (-(-1,342))/59,884 x 21,991 = 0,493 P2 = (-(-1,342))/59,884 x 0,624 = 0,014 P3 = (-(-1,342))/59,884 x 14,189 =0,318 P4 = (-(-1,342))/59,884 x 16,424 = 0,368 P0 = (-(-1,342))/59,884 x 6,659 = 0,149 Koreksi koordinat Y. P1 = (-(0,388))/81,998 x 0,634 =-0,003 P2 = (-(0,388))/81,998 x 23,992 = -0,114 P3 = (-(0,388))/81,998 x 16,813 = -0,079 P4 = (-(0,388))/81,998 x 17,500 = -0,083 P0 = (-(0,388))/81,998 x 23,059 = -0,109 Menghitung Selisih koordinat terkoreksi X dan Y. Absis terkoreksi (∆x) P1 = 21,991 + 0,493 = 22,484 m P2 = 0,624 + 0,014 = 0,638 m P3 = -14,189 + 0,318 = -13,871 m P4 = -16,424 + 0,368 = -16,059 m P0 = 6,659 + 0,149 = 6,805 m Absis terkoreksi (∆Y) P1 = 0,634 + (-0,003) = 0,631 m P2 = -22,992 + (-0,114) = -24,106 m P3 = -16,813 + (-0,079) = -16,892 m P4 = 17,500 + (-0,083) = 17,417 m P0 = 23,059 + (-0,109) = 22,95 m Menghitung Koordinat Poligon Poligon ∆X P1 = 3 + 22,484 = 25,484 m P2 = 25,484 + 0,638 = 26,122 m P3 = 26,122 + (-13,871) = 12,251 m P4 = 12,251 + (-16,059) = -3,805 m P0 = -3,805 + 6,805 = 3 m Poligon ∆Y P1 = 3 + 0,631 = 3,631 m P2 = 3,631 + (-24,106) = -20,475 m P3 = -20,475 + (-16,892) = -37,367 m P4 = -37,367 + 17,417 = -19,95 m P0 = -19,95 + 22,95 = 3 m Menghitung Luas Tabel 3. Tabel Hasil Poligon X dan Y PATOK X Y P1 25,484 3,631 P2 26,122 -20,475 P3 12,251 -37,367 P4 -3,805 -19,95 P0 3 3 P1 25,484 3,631 Tabel 4. Menghitung Luas Poligon PATOK X Y ∑Xn * Yn + 1 ∑Xn * Yn + 1 P1 25,484 3,631 94,849 -521,785 P2 26,122 -20,475 -250,839 -976,101 P3 12,251 -37,367 142,181 -244,407 P4 -3,805 -19,95 -59,85 -11,415 P0 3 3 76,452 10.893 P1 25,484 3,631 92,532 92,532 ∑ -1650,283 95,325 2 Luas = ∑xn*Yn+1 - ∑xn+1*Yn Luas = ∑xn*Yn+1 - ∑xn+1*Yn 2 = -1650,283 – 95,325 2 = - 872,804 m2 Jadi , Luas Poligon = 872,804 m2 KESIMPULAN DAN SARAN 6.1 Kesimpulan Dari praktikum ini dapat disimpulkan hasil yang didapat, sebagai berikut : Nilai X , pada P1 = 25,484 P2 = 26,122 P3 = 12,251 P4 = -3,805 P0 = 3 Nilai Y, pada P1 = 3,631 P2 = -20,475 P3 = -37,367 P4 =-19 ,95 P0 = 3 Luas Poligon = 872,804 m2 Saran Praktikum Geodesi dan Kartografi Hutan membutuhkan pemahaman teori yang cukup baik agar dalam pelaksanaannya tidak terjadi kebingungan dan meminimalisir kesalahan yang terjadi. Setelah kita mampu memahami teori tersebut, baru kita mencoba mempraktekkannya. Realitasnya, kadang antara teori dan praktek dalam praktikum ini belum tentu sama, jadi kreativitas dan pemahaman kita terhadap materi geodesi dan kartografi hutan harus benar-benar muncul saat kita terjun ke lapangan.