Contoh Soal Biologi Produktivitas Ekosistem: Uji Pemahamanmu!

Produktivitas ekosistem adalah konsep fundamental dalam biologi yang mengukur laju pembentukan biomassa atau energi oleh organisme dalam suatu ekosistem. Memahami produktivitas sangat penting untuk menilai kesehatan dan keberlanjutan lingkungan. Produktivitas dibagi menjadi dua jenis utama: produktivitas primer dan produktivitas sekunder. Produktivitas primer merujuk pada laju di mana produsen, seperti tumbuhan dan alga, mengubah energi matahari menjadi materi organik melalui fotosintesis. Ini kemudian dibagi lagi menjadi produktivitas primer kotor (PPK), yaitu total energi yang diubah, dan produktivitas primer bersih (PPB), yaitu energi yang tersisa setelah produsen menggunakan sebagian untuk respirasi. Sementara itu, produktivitas sekunder adalah laju di mana konsumen (hewan) mengubah energi dari makanan yang mereka konsumsi menjadi biomassa mereka sendiri. Faktor-faktor seperti cahaya matahari, air, nutrisi, suhu, dan keanekaragaman hayati sangat memengaruhi tingkat produktivitas suatu ekosistem. Artikel ini menyajikan berbagai contoh soal biologi mengenai produktivitas ekosistem, mulai dari pilihan ganda, isian singkat, uraian, hingga menjodohkan, untuk membantu Anda menguji dan memperdalam pemahaman tentang dinamika energi dan materi dalam ekosistem.

Kumpulan Contoh Soal soal biologi produktivitas ekosistem

Soal 1 (Pilihan Ganda)

Apa yang dimaksud dengan produktivitas primer kotor (PPK) dalam ekosistem?

A. Total energi yang disimpan oleh produsen setelah respirasi.
B. Total energi yang diubah oleh produsen dari cahaya matahari menjadi materi organik.
C. Energi yang tersedia untuk konsumen primer.
D. Laju biomassa yang dihasilkan oleh konsumen.

Kunci Jawaban:
B

Penjelasan: Produktivitas primer kotor adalah total energi yang berhasil diubah oleh produsen dari energi matahari menjadi materi organik melalui fotosintesis, sebelum dikurangi untuk respirasi.

Soal 2 (Pilihan Ganda)

Bagaimana hubungan antara produktivitas primer bersih (PPB) dan produktivitas primer kotor (PPK)?

A. PPB = PPK + Respirasi Produsen
B. PPB = PPK – Respirasi Produsen
C. PPB = PPK x Respirasi Produsen
D. PPB = PPK ÷ Respirasi Produsen

Kunci Jawaban:
B

Penjelasan: Produktivitas primer bersih adalah energi yang tersisa setelah produsen menggunakan sebagian energi dari PPK untuk proses respirasi mereka sendiri.

Soal 3 (Pilihan Ganda)

Organisme apa yang berperan sebagai produsen utama dalam sebagian besar ekosistem terestrial?

A. Jamur
B. Bakteri
C. Tumbuhan hijau
D. Hewan herbivora

Kunci Jawaban:
C

Penjelasan: Tumbuhan hijau adalah produsen utama karena mereka melakukan fotosintesis, mengubah energi cahaya menjadi energi kimia.

Soal 4 (Pilihan Ganda)

Faktor abiotik utama yang memengaruhi produktivitas primer di ekosistem laut adalah…

A. Predator
B. Intensitas cahaya dan ketersediaan nutrisi
C. Keanekaragaman spesies ikan
D. Arus laut

Kunci Jawaban:
B

Penjelasan: Intensitas cahaya (untuk fotosintesis) dan ketersediaan nutrisi (seperti nitrat dan fosfat) adalah faktor pembatas utama bagi produsen di ekosistem laut.

Soal 5 (Pilihan Ganda)

Jika suatu ekosistem memiliki PPK sebesar 10.000 kkal/m²/tahun dan respirasi produsen sebesar 3.000 kkal/m²/tahun, berapakah PPB ekosistem tersebut?

A. 13.000 kkal/m²/tahun
B. 7.000 kkal/m²/tahun
C. 3.333 kkal/m²/tahun
D. 10.000 kkal/m²/tahun

Kunci Jawaban:
B

Penjelasan: PPB = PPK – Respirasi Produsen = 10.000 – 3.000 = 7.000 kkal/m²/tahun.

Soal 6 (Pilihan Ganda)

Produktivitas sekunder mengacu pada laju pembentukan biomassa oleh…

A. Produsen
B. Konsumen
C. Dekomposer
D. Semua organisme autotrof

Kunci Jawaban:
B

Penjelasan: Produktivitas sekunder adalah laju di mana konsumen mengubah energi dari makanan yang mereka makan menjadi biomassa mereka sendiri.

Soal 7 (Pilihan Ganda)

Mengapa sebagian besar energi hilang pada setiap tingkatan trofik dalam rantai makanan?

A. Karena organisme terlalu efisien dalam mengubah energi.
B. Karena energi digunakan untuk respirasi, metabolisme, dan hilang sebagai panas.
C. Karena predator tidak memakan semua mangsanya.
D. Karena produsen tidak menghasilkan cukup energi.

Kunci Jawaban:
B

Penjelasan: Hanya sekitar 10% energi yang ditransfer ke tingkatan trofik berikutnya, sisanya hilang sebagai panas melalui respirasi dan proses metabolisme lainnya.

Soal 8 (Pilihan Ganda)

Ekosistem mana yang umumnya memiliki produktivitas primer tertinggi?

A. Gurun
B. Tundra
C. Hutan hujan tropis
D. Laut dalam

Kunci Jawaban:
C

Penjelasan: Hutan hujan tropis memiliki kondisi ideal (cahaya, air, suhu) untuk fotosintesis sepanjang tahun, sehingga memiliki produktivitas primer yang sangat tinggi.

Soal 9 (Pilihan Ganda)

Biomassa adalah…

A. Jumlah energi yang dilepaskan oleh respirasi.
B. Total berat kering organisme hidup pada suatu area atau volume tertentu.
C. Laju fotosintesis suatu ekosistem.
D. Jumlah nutrisi dalam tanah.

Kunci Jawaban:
B

Penjelasan: Biomassa adalah ukuran total massa organisme hidup, seringkali diukur sebagai berat kering.

Soal 10 (Pilihan Ganda)

Apa peran dekomposer dalam siklus materi dan energi di ekosistem?

A. Mengubah energi cahaya menjadi energi kimia.
B. Mengonsumsi produsen.
C. Menguraikan materi organik mati dan mengembalikan nutrisi ke lingkungan.
D. Menjadi sumber makanan bagi predator.

Kunci Jawaban:
C

Penjelasan: Dekomposer (bakteri dan jamur) memecah materi organik mati, melepaskan nutrisi anorganik yang dapat digunakan kembali oleh produsen.

Soal 11 (Pilihan Ganda)

Jika suatu padang rumput menghasilkan 10.000 kg biomassa per tahun, dan sapi yang memakan rumput tersebut memiliki efisiensi transfer energi 10%, berapa biomassa sapi yang dapat dihasilkan dari padang rumput tersebut?

A. 100 kg
B. 1.000 kg
C. 10.000 kg
D. 100.000 kg

Kunci Jawaban:
B

Penjelasan: Berdasarkan aturan 10% transfer energi, 10% dari 10.000 kg adalah 1.000 kg.

Soal 12 (Pilihan Ganda)

Faktor apakah yang paling membatasi produktivitas primer di ekosistem perairan tawar?

A. Suhu air
B. pH air
C. Ketersediaan fosfor dan nitrogen
D. Kedalaman air

Kunci Jawaban:
C

Penjelasan: Ketersediaan nutrisi seperti fosfor dan nitrogen sering menjadi faktor pembatas utama bagi pertumbuhan alga dan tumbuhan air di ekosistem perairan tawar.

Soal 13 (Pilihan Ganda)

Proses apa yang bertanggung jawab untuk mengubah energi cahaya menjadi energi kimia yang disimpan dalam molekul organik oleh produsen?

A. Respirasi
B. Fermentasi
C. Fotosintesis
D. Kemosintesis

Kunci Jawaban:
C

Penjelasan: Fotosintesis adalah proses di mana tumbuhan dan organisme lain menggunakan energi cahaya untuk mengubah air dan karbon dioksida menjadi glukosa (makanan) dan oksigen.

Soal 14 (Pilihan Ganda)

Apa yang akan terjadi pada produktivitas sekunder jika populasi herbivora menurun drastis?

A. Produktivitas primer akan meningkat.
B. Produktivitas sekunder akan meningkat.
C. Produktivitas sekunder akan menurun.
D. Tidak ada dampak pada produktivitas.

Kunci Jawaban:
C

Penjelasan: Produktivitas sekunder bergantung pada ketersediaan biomassa dari tingkatan trofik sebelumnya (produsen) yang dikonsumsi oleh herbivora. Jika herbivora menurun, maka biomassa yang diubah oleh konsumen (termasuk karnivora yang mungkin memakan herbivora) juga akan menurun.

Soal 15 (Pilihan Ganda)

Energi yang hilang dari suatu ekosistem sebagian besar dalam bentuk…

A. Cahaya
B. Panas
C. Biomassa
D. Nutrisi

Kunci Jawaban:
B

Penjelasan: Hukum termodinamika kedua menyatakan bahwa sebagian energi akan selalu hilang sebagai panas selama transfer energi.

Soal 16 (Pilihan Ganda)

Urutan transfer energi yang benar dalam rantai makanan adalah…

A. Konsumen → Produsen → Dekomposer
B. Produsen → Konsumen Primer → Konsumen Sekunder
C. Dekomposer → Produsen → Konsumen
D. Konsumen Sekunder → Konsumen Primer → Produsen

Kunci Jawaban:
B

Penjelasan: Energi mengalir dari produsen (tumbuhan) ke konsumen primer (herbivora) lalu ke konsumen sekunder (karnivora yang memakan herbivora), dan seterusnya.

Soal 17 (Pilihan Ganda)

Ekosistem mana yang memiliki PPB yang sangat rendah karena kondisi lingkungan yang ekstrem?

A. Rawa gambut
B. Terumbu karang
C. Estuari
D. Hutan mangrove

Kunci Jawaban:
A

Penjelasan: Rawa gambut seringkali memiliki kondisi anoksik (kurang oksigen) dan pH rendah, yang menghambat dekomposisi dan pertumbuhan produsen, mengakibatkan PPB yang rendah.

Soal 18 (Pilihan Ganda)

Apa yang dimaksud dengan “piramida biomassa”?

A. Representasi visual jumlah energi pada setiap tingkatan trofik.
B. Representasi visual total berat kering organisme pada setiap tingkatan trofik.
C. Representasi visual jumlah individu pada setiap tingkatan trofik.
D. Representasi visual laju fotosintesis.

Kunci Jawaban:
B

Penjelasan: Piramida biomassa menggambarkan total massa organisme hidup (biomassa) pada setiap tingkatan trofik dalam suatu ekosistem.

Soal 19 (Pilihan Ganda)

Dalam ekosistem, energi mengalir secara…

A. Siklik
B. Linier dan satu arah
C. Bolak-balik
D. Tidak teratur

Kunci Jawaban:
B

Penjelasan: Energi mengalir secara satu arah dari matahari ke produsen, lalu ke konsumen, dan sebagian hilang sebagai panas pada setiap transfer. Tidak ada daur ulang energi.

Soal 20 (Pilihan Ganda)

Salah satu cara untuk meningkatkan produktivitas pertanian adalah dengan…

A. Mengurangi penggunaan pupuk.
B. Mempertahankan monokultur.
C. Mengoptimalkan ketersediaan nutrisi dan air.
D. Menghilangkan semua serangga.

Kunci Jawaban:
C

Penjelasan: Mengoptimalkan faktor-faktor abiotik seperti nutrisi dan air secara langsung meningkatkan efisiensi fotosintesis dan pertumbuhan tanaman, sehingga meningkatkan produktivitas.

Soal 21 (Isian Singkat)

Satuan umum untuk mengukur produktivitas ekosistem adalah…

Kunci Jawaban:
kkal/m²/tahun atau g/m²/tahun

Soal 22 (Isian Singkat)

Organisme yang menghasilkan makanannya sendiri melalui fotosintesis atau kemosintesis disebut…

Kunci Jawaban:
Produsen (atau Autotrof)

Soal 23 (Isian Singkat)

Hukum ___________ menyatakan bahwa energi tidak dapat diciptakan atau dimusnahkan, hanya dapat diubah bentuknya.

Kunci Jawaban:
Termodinamika pertama

Soal 24 (Isian Singkat)

Tingkatan trofik yang menduduki posisi paling bawah dalam piramida energi adalah…

Kunci Jawaban:
Produsen

Soal 25 (Isian Singkat)

Proses di mana organisme mengonsumsi oksigen dan melepaskan karbon dioksida untuk menghasilkan energi disebut…

Kunci Jawaban:
Respirasi

Soal 26 (Uraian)

Jelaskan perbedaan mendasar antara produktivitas primer dan produktivitas sekunder dalam suatu ekosistem, serta berikan contoh organisme yang terlibat dalam masing-masing.

Kunci Jawaban:
Produktivitas primer adalah laju di mana produsen (organisme autotrof seperti tumbuhan hijau, alga, atau bakteri kemosintetik) mengubah energi cahaya atau kimia menjadi materi organik. Ini adalah dasar dari semua energi dalam ekosistem. Contoh: fotosintesis oleh fitoplankton. Produktivitas sekunder adalah laju di mana konsumen (organisme heterotrof seperti hewan) mengubah energi dari makanan yang mereka konsumsi menjadi biomassa mereka sendiri. Ini melibatkan transfer energi antar tingkatan trofik konsumen. Contoh: pertumbuhan rusa yang memakan rumput.

Soal 27 (Uraian)

Mengapa hanya sekitar 10% energi yang ditransfer dari satu tingkatan trofik ke tingkatan trofik berikutnya dalam rantai makanan? Jelaskan faktor-faktor yang menyebabkan hilangnya energi ini.

Kunci Jawaban:
Hanya sekitar 10% energi yang ditransfer karena sebagian besar energi yang dikonsumsi hilang pada setiap tingkatan trofik. Faktor-faktor penyebab hilangnya energi antara lain: 1. Respirasi: Organisme menggunakan sebagian besar energi yang mereka peroleh untuk proses metabolisme dasar seperti respirasi, bergerak, dan menjaga suhu tubuh, yang melepaskan energi sebagai panas. 2. Materi Tidak Tercerna: Tidak semua bagian makanan yang dikonsumsi dapat dicerna dan diasimilasi. Sebagian dikeluarkan sebagai feses. 3. Materi Tidak Termakan: Tidak semua biomassa dari tingkatan trofik bawah dikonsumsi oleh tingkatan trofik di atasnya. 4. Hukum Termodinamika Kedua: Setiap transfer energi selalu melibatkan kehilangan energi dalam bentuk panas, yang meningkatkan entropi sistem.

Soal 28 (Uraian)

Sebutkan dan jelaskan tiga faktor abiotik utama yang dapat memengaruhi produktivitas primer suatu ekosistem.

Kunci Jawaban:
Tiga faktor abiotik utama yang memengaruhi produktivitas primer: 1. Intensitas Cahaya Matahari: Cahaya adalah sumber energi utama untuk fotosintesis. Semakin tinggi intensitas cahaya (hingga batas tertentu), semakin tinggi laju fotosintesis dan produktivitas primer. 2. Ketersediaan Air: Air adalah reaktan penting dalam fotosintesis dan media untuk transportasi nutrisi. Kekurangan air (kekeringan) dapat sangat membatasi produktivitas. 3. Ketersediaan Nutrisi (misalnya Nitrogen, Fosfor): Nutrisi anorganik ini sangat penting untuk pertumbuhan tanaman. Kekurangan salah satu nutrisi esensial dapat menjadi faktor pembatas utama, terutama di tanah miskin atau perairan oligotrofik.

Soal 29 (Uraian)

Jelaskan apa yang dimaksud dengan piramida energi dan mengapa piramida energi selalu berbentuk tegak (tidak pernah terbalik).

Kunci Jawaban:
Piramida energi adalah representasi grafis yang menunjukkan jumlah energi yang tersedia pada setiap tingkatan trofik dalam suatu ekosistem. Tingkatan paling bawah (produsen) memiliki energi terbanyak, dan energi berkurang secara progresif pada tingkatan trofik yang lebih tinggi. Piramida energi selalu berbentuk tegak karena energi hilang pada setiap transfer antar tingkatan trofik (sekitar 90% hilang sebagai panas atau tidak diasimilasi). Berdasarkan hukum termodinamika kedua, energi tidak dapat diciptakan, dan setiap transfer energi mengakibatkan sebagian energi berubah menjadi bentuk yang tidak dapat digunakan (panas). Oleh karena itu, energi yang tersedia untuk tingkatan trofik yang lebih tinggi selalu lebih sedikit daripada tingkatan di bawahnya.

Soal 30 (Uraian)

Bagaimana aktivitas manusia seperti deforestasi dan penggunaan pupuk berlebihan dapat memengaruhi produktivitas ekosistem secara negatif?

Kunci Jawaban:
1. Deforestasi: Penggundulan hutan menghilangkan sejumlah besar produsen (pohon), yang secara langsung mengurangi produktivitas primer total ekosistem. Hal ini juga dapat menyebabkan erosi tanah, hilangnya nutrisi, dan perubahan iklim mikro, yang semakin menurunkan kapasitas tanah untuk mendukung kehidupan dan mengurangi produktivitas di masa depan. 2. Penggunaan Pupuk Berlebihan (Eutrofikasi): Pupuk yang mengandung nitrat dan fosfat berlebihan dapat terbawa ke perairan. Ini menyebabkan pertumbuhan alga yang sangat cepat (algal bloom). Meskipun pada awalnya meningkatkan produktivitas primer, ketika alga mati dan diuraikan oleh bakteri, proses ini mengonsumsi oksigen secara besar-besaran, menyebabkan kondisi anoksik (rendah oksigen) yang membunuh ikan dan organisme air lainnya, sehingga menurunkan keanekaragaman hayati dan produktivitas ekosistem secara keseluruhan dalam jangka panjang.

Soal 31 (Menjodohkan)

Jodohkan istilah-istilah di kolom kiri dengan definisi atau konsep yang tepat di kolom kanan.

Pasangkan pernyataan berikut:

Produktivitas Primer Kotor (PPK) — [ … ]
Produktivitas Primer Bersih (PPB) — [ … ]
Produktivitas Sekunder — [ … ]
Kemosintesis — [ … ]
Tingkatan Trofik — [ … ]

Kunci Jawaban:

Produktivitas Primer Kotor (PPK) = Total energi yang diubah produsen dari cahaya.
Produktivitas Primer Bersih (PPB) = Energi yang tersisa setelah respirasi produsen.
Produktivitas Sekunder = Laju pembentukan biomassa oleh konsumen.
Kemosintesis = Proses produsen membuat makanan tanpa cahaya.
Tingkatan Trofik = Posisi organisme dalam rantai makanan.