PRINSIP-PRINSIP EKOLOGI EKOSISTEM. Pengertian Ekologi TIM IAD UNIVERSITAS AIRLANGGA

Transkripsi

1 Pengertian Ekologi PRINSIP-PRINSIP EKOLOGI TIM IAD UNIVERSITAS AIRLANGGA Nov-12 1 Ekologi merupakan cabang ilmu biologi yang mempelajari hubungan timbal balik antara makluk hidup dan lingkungannya. Kata ekologi pertama diusulkan oleh Ernst Haeckel (1869; German), dari kata dasar: oikos = rumah; & logos = ilmu. Ia mendifinisikan ekologi sebagai : Suatu keseluruhan pengetahuan yang mempelajari hubungan total antara organisme dengan lingkungannya yang bersifat organik maupun anorganik. Nov-12 2 Tingkat Organisasi Materi Atom Molekul Protoplasma Sel Jaringan Organ Sistem Organ Organisme Populasi Komunitas Ekosistem Ekosfer Bumi Planet Sistem Surya Galaksi EKOLOGI Nov-12 3 EKOSISTEM A.G. Tansley (Inggris,1935) memperkenalkan konsep: Sistem Ekologi/Ekosistem Sistem antara MH dengan lingkungannya Ekosistem: kesatuan interaksi antara makhluk hidup dengan lingkungannya Peran Ekosistem Menyangga iklim Recycle bahan kimia vital yang diperlukan tumb & hewan Tempat pembuangan limbah manusia Mengontrol hama dan penyakit Menjaga sumberdaya genetik Nov

2 Ekosistem EKOSISTEM Menurut Habitat : 1. Ekosistem terestrial hutan, savana, gurun, tundra dll 2. Ekosistem perairan air laut dan air tawar 3. Ekosistem estuaria payau Struktur Ekosistem Komponen abiotis Komponen biotis : Produsen (Autotrofik) Konsumen (Heterotrofik) Pengurai/perombak/dekomposer Nov-12 5 Nov-12 6 FUNGSI EKOSISTEM Agar dapat bertahan hidup, makhluk hidup selain harus mendapatkan masukan (input) yang terus-menerus materi dan energi, tapi juga ada keluaran (output) yang dihasilkan berupa limbah dan panas Organisme harus dapat menjaga keseimbangan antara input dan output Kelangsungan ekosfer dan ekosistem sangat bergantung pada siklus materi dan aliran materi Siklus materi di ekosfer berlangsung sempurna, akan tetapi siklus materi di ekosistem tidak harus sempurna, karena materi dapat mengalir dari satu ekosistem ke ekosistem lainnya. Siklus materi dan aliran energi merupakan sarana penghubung antara komponen utama dalam ekosistem Nov-12 7 FUNGSI EKOSISTEM Aliran energi dalam ekosistem termanifestasi dalam bentuk rantai makanan dan jaring-jaring makanan. Rantai makanan : sekuen transfer nutrien dan energi dari satu organisme ke organisme lain Daun kelinci srigala harimau dekomposer. Jaring makanan : banyak rantai makanan yg membentuk jaringan Piramida makanan : penurunan jumlah/energi pd setiap tingkat tropik dlm rantai mkn hny sktr 10% energi yg ditransfer pd tingkat tropik di atasnya Nov

3 a. Rantai makanan b. Jaring makanan Nov-12 9 Nov BIOAKUMULASI Proses terakumulasinya senyawa dari lingkungan ke dalam tubuh organisme sehingga kandungan senyawa didalam tubuh organisme tersebut lebih tinggi dibanding di lingkungannya. BIOMAGNIFIKASI Proses transfer senyawa dari satu organisme ke organisme lain di dalam suatu rantai makanan. Contoh : Senyawa DDT Lumpur danau Udang di Lumpur danau 0,014 ppm 0,4 ppm Burung pemakan ikan Ikan pemangsa Udang 98,8 ppm 4,0 ppm Nov HABITAT : tempat tinggal & NICHE suatu organisme NICHE : status fungsional organisme dalam ekosistem sehubungan dgn tempat tinggal, tingkah laku, sifat atau aktivitas lain Competitive Exclusion Principle tidak ada 2 spesies dlm ekosistem yg sama, dpt menempati relung ekologi yg sama Spesies berbeda mungkin dapat hidup dalam habitat yang sama, tetapi mempunyai relung ekologi yang berbeda Spesies berbeda dapat menempati relung ekologi yang sama di dalam ekosistem, tetapi berlokasi di tempat yang berbeda ecological equivalent Nov

4 Jumlah organisme yang survive DAYA DUKUNG LINGKUNGAN (CARRYING CAPACITY) Jumlah individu maksimum dari suatu spesies yang dapat hidup dalam suatu ekosistem ditentukan oleh luas relung yang tersedia bagi spesies tersebut. Konsep relung dapat digunakan untuk menjelaskan mengapa ukuran populasi dari suatu spesies yang terdapat dalam ekosistem tetap konstan dari waktu ke waktu dalam waktu yang relatif lama meski selalu mendapatkan tambahan anak. Nov PERUBAHAN DALAM EKOSISTEM Keseimbangan alam bukan berarti bahwa ekosistem tidak berubah. Ekosistem sangat dinamis, dan tidak statis. Komunitas tumbuhan dan hewan yang terdapat dalam beberapa ekosistem secara gradual selalu berubah karena adanya perubahan lingkungan fisiknya. Pergantian suatu komunitas dengan komunitas lain dalam ekosistem dikenal sebagai Suksesi ekologi Suksesi ekologi dibedakan atas: Suksesi primer Terjadi di ekosistem yang sebelumnya tidak berkehidupan Perubahan diawali oleh spesies pioner menuju ekosistem klimaks Suksesi sekunder Terjadi di ekosistem yang sebelumnya telah berpenghuni Penyebab: kebakaran, banjir dll. Ekosistem klimaks: ekosistem yang telah mencapai puncak kestabilan. Ekosistem klimaks cenderung bertahan lama dan stabil selama kondisi lingkungan tidak berubah secara drastis Nov STABILITAS DALAM SISTEM KEHIDUPAN Kisaran toleransi organisme terhadap faktor lingkungan Kisaran toleransi Organisme, populasi, komunitas, dan ekosistem mempunyai kemampuan untuk melawan atau mengatasi perubahan atau tekanan dari luar (memiliki tingkatan stabilitas) Setiap organisme mempunyai kisaran toleransi tertentu terhadap faktor lingkungan fisik dan kimia. Toleransi organisme terhadap faktor lingkungan menentukan kelimpahan dan distribusinya dalam ekosistem Zona letal Stress Optimum Stress Zona letal Ada beberapa istilah : Steno sempit Eury luas contoh : steno/euryhydrik, steno/eurythermal, Nov Intensitas faktor lingkungan Nov

5 POPULASI KISARAN TOLERANSI ORGANISME TERHADAP FAKTOR LINGKUNGAN Zona tak toleran Zona Teg. Fisiologis Zona Teg. Fisiologis Zona tak toleran Optimum A B C Hewan tak ada Hewan jarang Pusat penyebaran kelimpahan hewan terbesar Hewan jarang Hewan tak ada B C Batas Rendah Gradien faktor Tinggi Batas Nov-12 bawah atas lingkungan 17 Nov toleransi toleransi RESPONS ORGANISME TERHADAP PERUBAHAN LINGKUNGAN Strategi hewan dalam merespons perubahan lingkungan di luar batas kisaran toleransinya, di antaranya: Mengubah penampakannya dan fungsi tubuhnya. Melakukan migrasi (pindah tempat) Melakukan hibernasi (istirahat selama musim dingin atau kemarau yang panjang) Nov MATERI DAN ENERGI Materi = segala sesuatu yg memiliki massa & menempati ruang Hukum Konservasi Materi: Materi tidak dapat diciptakan/dimusnahkan, hanya berubah bentuk dari satu bentuk materi ke bentuk materi yang lain Dalam pemanfaatnya Manusia hanya mengubah dari satu bentuk materi ke bentuk lainnya manusia tidak dapat menciptakan serta menghancurkannya Nov

6 HUKUM TERMODINAMIKA Termodinamika: cabang Fisika yang membahas hubungan di antara bentuk-bentuk energi Hk. Termodinamika punya aplikasi ekologis yang sangat penting Hk. Termodinamika-I : Transmisi/pemindahan & transformasi/perubahan energi Hk. Termodinamika-II : Entropi sistem yang terisolasi selalu meningkat Hukum Kekekalan (Hukum I Termodinamika) tidak dapat diciptakan atau dimusnahkan, tetapi berubah dari satu bentuk ke bentuk lainnya. yang hilang dari sistem sama dengan energi yang ditangkap oleh lingkungannya. Input energi selalu sama dengan output energi Nov Nov Hukum-II Termodinamika: Konversi Matahari ke Kimia dalam Makanan Semua proses (dalam sistem energi mengalir) tidak dapat berbalik, dan selalu dibarengi dengan penurunan keteraturan (penurunan kualitas) selalu terdegradasi menjadi bentuk yang lebih terdispersi sebagai panas pada suhu rendah Mat aha ri Limba h panas kimia (fotosintesis) Limba h panas kimia (makanan) Limba h panas mekanik (bergerak, berfikir,dll ) Limba h panas Nov Nov

7 HK. KONSERVASI MATERI, HK. TERMODINAMIKA DAN KRISIS LINGKUNGAN Hukum konservasi materi dan hk termodinamika (I & II) memberikan kunci pemahaman dan penyelesaikan thd permasalahan lingkungan Diaplikasikan oleh masyarakat matter-recycling (masyarakat berkelanjutan) reusing & recycling --- meningkatkan pertumbuhan ekonomi tanpa menurunkan SDA Bukan pada masyarakat throwaway (penghasil dan pembuang sampah) tipe masyarakat ini hny dapat berkelanjutan dgn suplai energi yg tak terbatas H-Q Masyarakat Satu-Arah Tidak-Berkelanjutan Materi Masyarakat Satu Arah (One-Way or Throwaway) L-Q Limbah di air, darat dan udara Nov Nov Masyarakat Berkelanjutan Recycling H-Q Materi Masyarakat Berkelanjutan Kontrol Pencemaran Recycle & Reuse Nov L-Q Output Materi Limbah Materi ENERGI SURYA : SUMBER ENERGI UNTUK KEHIDUPAN DI BUMI Surya = Radiant atau Radiasi Elektromagnetik bergerak melalui udara sebagai gelombang listrik dan magnet (Gel. Elektromagnetik) Kecepatan gelombang elektromagnetik ini km/detik, mencapai bumi sktr 8 menit jarak matahari bumi = 150 juta km Hanya 0, dari total energi surya yang diterima oleh bumi. Nov

8 Spektrum Gelombang Elektromagnetik Matahari Komponen Dasar Suatu Ekosistem Makrokonsumer sekunder Sinar Kosmik Tinggi, Gel. Pendek Sinar Gama Sinar X=Xrays Rendah, Gel. Panjang UltraViol- UltraVioldekat Tampak dekat Mer-jauh Sinar Infra Mer- Infra Micro Jauh wave TV wave Radio wave Makrokonsumer primer Dekomposer atau Mikrokonsumer Abiotik (nutrien tumbuhan) matahari yang sampai ke bumi Kembali ke angkasa Produser Nov Aliran energi satu arah Nov-12 Siklus bahan kimia 30 Bioma: Ekosistem Utama Daratan Struktur suatu ekosistem ditentukan oleh adanya faktor pembatas faktor tunggal yang paling tidak tercukupi dalam sebuah ekosistem & menjadi faktor penentu ada tidaknya suatu spesies tumbuhan dan hewan curah hujan Bioma Hutan hujan tropis, hutan musim, savana, gurun, tundra Nov SIKLUS KIMIA DALAM EKOSISTEM Kehidupan disusun oleh: Karbon, Oksigen, Hidrogen, Nitrogen, Fosfor dan Sulfur = 95% massa makhluk hidup, nutrien makro Nutrien mikro = besi, mangan, tembaga, yodium dan lainnya Nutrien makro harus secara kontinyu didaurulang melalui siklus biogeokimia. Terdapat 3 tipe siklus biogeokimia: gas, sedimen, dan hidrologi. Nov

9 SIKLUS BIOGEOKIMIA Siklus gas meliputi siklus karbon, oksigen, dan nitrogen; di mana atmosfer merupakan reservoar utama dari siklus ini. Siklus sedimen memindahkan materi dari daratan ke laut, kemudian kembali lagi ke daratan; meliputi siklus fosfor, kalsium, sulfur, magnesium, dan kalium. Siklus hidrologi merupakan siklus pergerakan air dari laut ke daratan, dan kemudian kembali lagi ke laut. Nov Nov SIKLUS CO 2 SIKLUS NITROGEN Nov Nov

10 Nov