EKOSISTEM 1. Pengertian Ekosistem

Transkripsi

1 EKOSISTEM 1. Pengertian Ekosistem a. Ekosistem adalah suatu sistem yang terdiri dari komponen-komponen biotik (hidup) dan abiotik (tak hidup) dan saling berhubungan timbal balik atau berinteraksi b. Ekosistem Suatu kawasan alam yang didalamnya tercakup unsur-unsur hayati (biotis) dan nonhayati (abiotis) yang saling hubungan timbal balik satu sama lainnya * Istilah ekosistem pertama kali dikemukakan oleh Tansley tahun 1935 istilah lainnya Mikrokosm, Forb, 1887; Holocoen, Friederich,1930; Biosistem, Thienemann, 1939; Bioinertbody, Vernadsky, 1944

2 Ekologi adalah ilmu yang mempelajari hubungan timbal balik antara makhluk hidup dengan lingkungannya; biotik dan abiotik Sekarang dikenal Ilmu Lingkungan (environmental sciences) dan Biologi Lingkungan (environmental Biology) Ilmu Lingkungan Ilmu yang mengintergrasikan berbagai ilmu yang mempelajari hubungan antara makhluk hidup (termasuk manusia) dengan lingkungannya, yang sekaligus dipandang dalam suatu ruang lingkup serta perspektif yang luas dan saling berkaitan misalnya: Sosiologi, epidemiologi, kesehatan masyarakat, geografi, planologi, meteorologi, hidrologi, ekonomi, pertanian, kehutanan, perikanan, peternakan, dan lain-lain.

3 Ilmu Lingkungan dapat menjadi wadah bagi pendekatan interdisiplin ilmu dalam mengatasi masalah lingkungan hidup manusia khususnya dan organisme hidup pada umumnya. ** Ekologi (oikios = rumah, tempat tinggal; logos = telaah, ilmu, studi) oleh Ernest Haeckel, Jerman, Ekologi ini berkembang pesat setelah tahun 1900 dan lebih pesat lagi dalam dua dasawarsa terakhir ini.

4 2. Pembagian Ekologi Ekologi sekarang cakupannya sangat luas, tetapi dapat digolongkan : A. Menurut bidang kajiannya 1. Autekologi ekologi yang mempelajari suatu jenis/species organisme yang berinteraksi dengan lingkungannya. Biasanya ditekankan pada aspek siklus hidup, adaptasi terhadap lingkungan, sifat parasitis/non parasitis. Misal : ekologi pongo pygmaeus, dll. 2. Sinekologi ekologi yang mengkaji berbagai kelompok organisme sebagai suatu kesatuan yang saling berinteraksi dalam suatu daerah tertentu.

5 B. Pembagian menurut Habitat * Ekologi kelautan/bahari * Ekologi perairan tawar * Ekologi darat/terestrial * Ekologi estuaria/muara sungai laut * Ekologi padang rumput

6 C. Pembagian menurut Taksonomi * Ekologi Tumbuhan * Ekologi Serangga * Ekologi Burung * Ekologi Manusia, dll. Ekologi merupakan salah satu ilmu dasar bagi ilmu lingkungan dalam ilmu lingkungan dan ekologi, jasad hidup pada dasarnya dipelajari dalam unit populasi. Ilmu Lingkungan tekanannya ditujukan terutama kepada menyatukan kembali segala ilmu yang menyangkut masalah lingkungan kedalam kategori variabel yang serupa, yaitu : energi, materi, ruang, waktu dan keanekaragaman (diversitas).

7 3. Komponen-komponen Ekosistem A. Menurut fungsinya 1. Komponen Autotrofik (autos sendiri; trofik menyediakan makanan), yaitu : organisme yang mampu menyediakan makanan atau mensintesis makanannya sendiri dari bahan-bahan anorganik menjadi bahan organik (tumbuhan berklorofil) 2. Komponen Heterotrofik (hetero berbeda, lain) organisme yang hanya mampu memanfaatkan bahan-bahan organik sebagai bahan makanannya yang disediakan/disintesa oleh organisme lain (hewan, jamur, mikroorganisme)

8 B. Menurut Segi Penyusunannya 4 komponen 1. Abiotik/bahan tak hidup, yaitu komponen fisik dan kimia yang terdiri antara lain tanah, air, udara, sinar matahari, dsb. dan merupakan medium atau subtrat untuk berlangsungnya kehidupan. 2. Biotik, yang terdiri dari 3 komponen 2.1. Produsen (organisme autotrofik) tumbuhan berklorofil 2.2. Konsumen (organisme heterotrofik) 2.3. Pengurai, perombak, dekomposer Jamur, bakteria, anthropoda serangga tanah dan rayap. Sebutkan semua komponen ekosistem kolam dan sawah!

9 Organisme pengurai dalam ekosistem berfungsi selain mengatur keperluan dan kelangsungan kehidupan sendiri, juga berfungsi : a. Menetralisasi bahan-bahan organik yang telah mati b. Menghasilkan makanan untuk organisme lain c. Menghasilkan zat-zat kimia/hormon lingkungan stimulator (perangsang) atau inhibitor (penghambat) pertumbuhan. 3.Tingkatan Organisasi Makhluk hidup Mahluk hidup memiliki tingkatan organisasi yang berkisar dari tingkat paling sederhana ke tingkat organisasi paling kompleks (spektrum biologi dalam pemahaman ekologi) sebagai berikut : Protoplasma Sel jaringan Organ Sistem Organ Organisme/species Populasi Komunitas Ekosistem Biosfer.

10 Species Suatu populasi atau kelompok populasi yang anggota-anggotanya mempunyai kemampuan berbiak silang sesamanya secara alami dan menghasilkan turunan yang fertil. Populasi Kelompok individu suatu species yang mempunyai potensi untuk berbiak silang antara satu individu dengan individu lainnya (jantan+betina). Ada 2 populasi banteng di ujung kulon dengan banteng di pangandaran karena dihalangi oleh jarak jauh dalam berbiak silang.

11 Setiap populasi membutuhkan bahan makanan, ruang/tempat tinggal dan kebutuhan hidup lainnya. Bila lingkungan alam tidak mampu lagi untuk menyediakan/menyokong secukupnya, maka timbullah kompetisi atau persaingan. Kompetisi dapat menimbulkan dua akibat / efek, yaitu : 1. Akibat Ekologi (dalam waktu singkat) 2. Akibat Evolusi (dalam waktu lama/panjang)

12 Akibat Ekologi antara lain : 1.Tertekannya kelahiran/natalitas, kelangsunga hidup (survival) dan pertumbuhan populasi. 2. Meningkatnya emigrasi populasi Akibat Evolusi (perubahan yang berangsur-angsur pada populasi), misalnya individu bertubuh kecil berkompetisi dengan individu bertubuh besar lama kelamaan populasi itu akan banyak melahirkan individu bertubuh besar (yang menang) dan yang kecil akan tersisihkan (kalah) akhirnya populasi akan dikuasai oleh populasi bertubuh besar, bahkan yang kecil akan hilang tak berkembang.

13 Dua faktor lingkungan yang dapat menurunkan daya biak / reproduksi populasi : 1. Faktor yang bergantung kepada kepadatan populasi itu sendiri (density dependent factor), misalnya kekurangan bahan makanan, kekurangan ruang untuk hidup karena populasi terlalu padat. 2. Faktor yang tak bergantung kepada kepadatan populasi (density independent factor), misalnya penurunan suhu lingkungan secara drastis dan mendadak; bencana alam angin ribut pada suatu musim banyak membunuh individu populasi. Kepadatan populasi adalah jumlah individu dari populasi itu yang menempati suatu ruang persatuan luas tertentu? Diversitas (keanekaragaman jenis/keanekaan jenis).

14 D= N S D = N = S = Kepadatan Populasi Jumlah Individu 2 Satuan Luas (M, Ha, dll) Kepadatan Populasi ditentukan oleh : 1. Natalis (kelahiran) 2. Mortalitas (kematian) 3. Migrasi (emigrasi / imigrasi)

15 Komunitas adalah semua populasi dari berbagai jenis yang menempati suatu daerah tertentu yang saling berinteraksi satu sama lainnya. misalnya : populasi ikan mas berinteraksi dengan ikan mujaer. Harimau berinteraksi dengan singa, dll. Alang-alang berinteraksi dengan kirinyuh, dst,. Bioster adalah ekosistem global yang merupakan lapisan bumi dimana ada kehidupan atau zona dari bumi yang terdiri dari tanah/daratan, air dan udara yang mendukung adanya kehidupan (beberapa meter dibawah permukaan tanah; beberapa ribu meter dibawah permukaan laut dan kurang lebih Km di atas permukaan bumi; sedangkan diameter bumi Km) merupakan organisasi kehidupan yang paling kompleks.

16 4. Keseimbangan dalam Ekosistem Keseimbangan ekosistem / homeostatis ekosistem kemampuan suatu ekosistem untuk menahan berbagai perubahan dalam sistem secara keseluruhan sehingga ekosistem itu berada dalam keseimbangan. Keseimbangan itu diatur oleh berbagai faktor yang sangat rumit, termasuk mekanisme penyimpanan bahan-bahan, pelepasan hara makanan, pertumbuhan organisme, serta dekomposisi bahan-bahan organik.

17 Misalnya : Pencemaran sungai oleh sampah, zat-zat racun yang terlalu banyak batas homeostatis alami sungai akan terlampaui sungai itu mungkin saja ekosistemnya tidak mempunyai lagi mekanisme homeostatis alami airnya secara permanen berubah / telah rusak sama sekali. Juga penebangan hutan alami yang melampaui batas merusak mekanisme homeostatis dalam ekosistem hutan.

18 5. Habitat dan Relung (Niche) Habitat adalah tempat suatu organisme hidup (alamat organisme tertentu) atau tempat tumbuh sekelompok organisme dari berbagai jenis yang membentuk suatu komunitas misalnya habitat padang rumput, habitat hutan mangrove. Contoh : Ikan Tuna habitatnya dalam air laut, ikan mas dalam perairan tawar, durian ditanah daratan rendah, enau di tanah darat daratan rendah pegunungan, eceng gondok di perairan terbuka, dst,.

19 Relung (niche) 1. Posisi atau status suatu organisme dalam suatu komunitas dan ekosistem tertentu yang merupakan akibat adaptasi struktural, tanggap fisiologis serta perilaku spesifik organisme itu. 2. Sebagai sub divisi dari habitat, dimana setiap niche diduduki oleh hanya satu species / jenis. (Grinell Y., 1917) Pada umumnya suatu relung tidak mudah untuk dipertelakan jenis/species yang sama, seringkali menempati relung yang berbeda bila berada di kawasan yang berbeda dan ini tergantung pada komunitas setempat. Banyak organisme, khususnya hewan yang mengalami fase-fase perkembangan hidup, secara beruntun menduduki relung yang berbeda. Misalnya : jentik-jentik nyamuk hidup dalam habitat perairan dangkal, sedangkan dewasanya menempati habitat dan relung yang sama sekali berbeda.

20 6. Daur Unsur Kimia 6.1. Daur / Siklus Karbon karbon dalam jumlah besar, secara kontinyu mengalami pertukaran antara atmosfir dan komunitas organisme. Karbondioksida (CO 2 ) di atmosfir dan yang terlarut di air digunakan oleh produser primer untuk membentuk senyawa organik yang kaya energi selama fotosintesis. Produser dimakan oleh konsumer, sehingga senyawa organik yang mengandung karbon dipindahkan, konsumer mati dekomposisi oleh dekomposer. Semua organisme (produser, konsumer dan dekomposer) melepaskan CO 2 selama respirasi dan kembali ke atmosfir, bahan bakar minyak (asal fosil) digunakan di pabrik-pabrik, mobil, dll., juga melepaskan CO 2 ke atmosfer, begitu juga gunung meletus mengeluarkan antara lain CO 2 ke atmosfer terjadi siklus karbon

21 6.2. Daur / Siklus Nitrogen Walaupun atmosfer bumi 79% terdiri dari gas Nitrogen (N 2 ), hanya beberapa mikroorganisme saja yang langsung dapat memfiksasinya yang kemudia menjadi senyawa amonia (NH 3 ). * Oleh bakteri nitrafikasi amonia dirubah lagi menjadi nitrit (NO 2 ) nitrat (NO 3 ) tumbuhan hijau senyawa organik yang mengandung nitrogen, nukleotida dan asam amino DNA, RNA, dan protein dalam rantai makanan produser dimakan konsumer bila keduanya mati dekomposisi oleh dekomposer amonia, atau secara langsung dikeluarkan oleh konsumer lewat sistem eksresi dalam mentuk urea. * Selain bakteri nitrifikasi di dalam tanaman juga terdapat bakteri denitrifikasi yang mampu merubah nitrat N 2 (gas nitrogen ke atmosfer terjadi siklus nitrogen.

22 6.3. Daur / Siklus Fosfor * Siklus fosfor merupakan siklus nutrisi sedimen/endapat. Termasuk juga siklus kalsium, besi, magnesium dan sodium/natrium karena kebanyakan elemen/unsur ditemukan dalam endapat batuan. * Semua organisme membutuhkan fosfor dalam jumlah besar untuk membentuk ATP, DNA, RNA dan membran sel. Kebanyakan fosfor terdapat dalam batuan. Erosi dan aliran air hujan melarutkan fosfor dalam batuan dan membentuk fosfat (PO 4 2 ).

23 * Tumbuhan dan produser primer mengabsorbsi fosfat senyawa fosfat organik dimakan oleh konsumer primer konsumer sekunder, dst,. dalam rantai makanan produser + konsumer mati dekomposisi oleh dekomposer fosfat ke lingkungan reabsorbsi oleh tanaman atau dilepaskan dari tanah yang kemudian terakumulasi dalam sedimen, dst,. terjadi siklus fosfor. * Pada suatu ekosistem tertentu karena fosfor dibutuhkan dalam jumlah besar oleh organisme, maka sering unsur ini dapat menjadi faktor pembatas.

24 7. Energi dalam Ekosistem Energi Kemampuan untuk melakukan pekerjaan perilaku energi di alam bebas mengikuti hukum thermodinamika pertama dan kedua Hukum Thermodinamika I Energi dapat diubah dari suatu bentuk energi menjadi bentuk energi lain, tetapi energi tak pernah dapat diciptakan dan tidak pernah dapat dimusnahkan. Misalnya energi cahaya energi panas.

25 Hukum Thermodinamika II Setiap terjadi perubahan bentuk energi, pasti terjadi degradasi energi dari bentuk energi yang terpusat menjadi bentuk yang terpencar. Misalnya benda panas menyebabkan panas ke lingkungan yang suhunya lebih rendah. Berbagai energi selalu memencar menjadi energi panas transformasi energi tidak ada yang berlangsung 100% efisien menjadi energi yang potensial. Misalnya : energi surya dalam fotosintesis hanya sedikit saja diubah menjadi energi potensial/energi kimia dalam bentuk glukose, sedangkan sebagian besar energi panas.

26 7.1. Rantai makanan dan Tingkat Tropik Rantai makanan Pengalihan energi dari sumbernya dalam tumbuhan, melalui sederetan organisme yang makan dan yang dimakan. Dalam ekosistem yang kompleks dikenal adanya tingkat trofik suatu kelompok organisme Tumbuhan Herbivora Karnivora Kecil Karnivora Sedang Dst.

27 Masing-masing kelompok organisme yang mempunyai jarak transfer makanan tertentu dari sumber energi menempati suatu tingkat trofik tertentu pula. Tingkat trofik 1 adalah tumbuhan, tingkat trofik 2 hewan herbivora, tingkat trofik 3 hewan-hewan karnivora kecil, dst. (dalam ekosistem tingkat trofik biasanya tidak lebih dari 5).

28 Konsep rantai makanan sangat praktis untuk membahas aliran energi dalam ekosistem. Tetapi yang biasanya terjadi dalam ekosistem sebenarnya adalah hubungan saling makan yang lebih kompleks, dan bila disusun secara lengkap didapatkan jaring-jaring makanan (food web).

29 Tipe ekosistem tertentu, seperti ekosistem danau, hutan, padang rumput, terumbu karang, dll., memiliki komunitas dan struktur trofik tertentu dengan karakteristik yang tertentu pula. Struktur trofik dapat diukur dengan biomasa persatuan luas, banyak energi persatuan luas persatuan waktu pada tingkat trofik yang berurutan.

30 7.2. Piramida Ekologi Piramida ekologi dapat menggambarkan struktur trofik dan tingkat trofik, berupa : a. Piramida Jumlah Individu b. Piramida Biomassa c. Piramida Energi

31 Piramida Biomassa dianggap lebih baik daripada piramida jumlah individu, karena hubungan kuantitatif biomassa dapat terlihat, piramida ekologi memberikan gambaran kasar tentang efek hubungan rantai makanan untuk kelompok organisme dalam suatu ekosistem. Piramida energi sebagai terbaik, karena memberikan gambaran menyeluruh tentang sifatsifat fungsional komunitas yang terjadi pada komponen biotik suatu ekosistem.

32 7.3. Produktivitas Ada 4 macam pengertian yang penting untuk diketahui sehubungan dengan pemungutan hasil berbagai bentuk populasi oleh manusia : 1. Biomassa adalah berat total populasi jadi sama dengan jumlah individu polulasi kali berat rata-rata individu tersebut. 2. Hasil bawaan (standing crop) jumlah individu atau biomassa suatu populasi pada suatu waktu tertentu. 3. Produktivitas jumlah jaringan hidup yang dihasilkan oleh suatu populasi dalam suatu jangka waktu tertentu, misalnya daun, buah biji, umbi, daging, telur, dll. 4. Hasil Panen jumlah hasil yang dipungut pada suatu waktu panen bagi kepentingan manusia.

33 8. Suksesi Primer dan Sekunder Suksesi 1. Proses perubahan dalam komunitas yang berlangsung menuju ke satu arah secara teratur. 2. Proses terjadinya suatu komunitas dalam suatu ekosistem, yaitu dimulai dari komunitas itu lahir meningkat dewasa bertambah tua. Suksesi terjadi sebagai akibat dari modifikasi lingkungan fisik dalam komunitas atau ekosistem. Proses suksesi berakhir dengan sebuah komunitas atau ekosistem yang disebut klimaks komunitas telah mencapai homeostatis.

34 Suksesi Primer terjadi bila komunitas asal terganggu/hilang secara total, sehingga terbentuk habitat baru atau substrat baru. Gangguan alami seperti tanah longsor, letusan gunung api, endapat lumpur muara sungai, endapan pasir di pantai; oleh manusia penambangan timah dan batu bara, tepi jalan yang dipapas, dsb. Suksesi primer dimulai dari munculnya vegetasi perintis yaitu lumut kerak ganggang pakupakuan (pteridophyta) tumbuhan tingkat tinggi/+hewan pindah dan hidup disitu komunitas menjadi mantap stabil/dinamis (komunitas puncak atau klimaks) contoh : Komunitas di kepulauan Krakatau setelah meletus tahun 1883

35 Suksesi Sekunder Bila suatu komunitas atau ekosistem alami terganggu, baik secara alami maupun buatan (misal: sebagai akibat dari kegiatan manusia) dan gangguan tersebut tidak merusak total tempat tumbuh organisme sehingga dalam komunitas itu substrat lama dan kehidupan masih ada. Suksesi sekunder akan terjadi Banjir, kebakaran secara alami, angin kencang, gelombang laut (tsunami), penebangan hutan yang selektif, pembakaran padang rumput dengan sengaja merupakan gangguan buatan. Contoh : tegalan-tegalan, padang ilalang, belukar bekas ladang, kebun karet yang ditinggalkan komunitas hasil suksesi.

36

37 Contoh : 1,5 Karnivora Besar Karnivora Kecil Herbivora 703 g/m 2 Produsen A. Piramida Biomassa Burung Laba-laba, sem ut, Serangga lainnya Herbivora Produsen B. Pira mida Jumlah

38 Jumlah Individu Bertelur Kurva eksponsial Menurun Pada akhir winter Kurva Signoid Daya dukung Lingkungan Biotikpotensial Environmetal Resistanc e Waktu 1 tahun 2 tahun 3 tahun 4 tahun 5 tahun Gambar : Kurva Ideal Pertumbuhan Populasi

39

40 Tugas untuk dipelajari / dipahami 1. Biom dan Tipe-tipe Biom? 2. Sumber Daya Alam : a. Hayati dan Nonhayati? b. S.D.A yang dapat diperbaharui dan tidak dapat diperbaharui? c. Pencemaran Lingkungan? 3. Manusia dan Lingkungan hidupnya, peranan manusia terhadap lingkungan, dan lain-lain?