Kuliah ke-2 R. Soedradjad Lektor Kepala bidang Pengelolaan Sumberdaya Alam
Spektrum Biologi: KOMPONEN BIOTIK GEN SEL ORGAN ORGANISME POPULASI KOMUNITAS berinteraksi dengan KOMPONEN ABIOTIK menghasilkan XMateri dan Energi SISTEM BIOLOGI SISTEM GEN SISTEM SEL SISTEM ORGAN SISTEM ORGANISME SISTEM POPULASI SISTEM KOMUNITAS walaupun ruang lingkup pembahasan agroekologi pada tataran wilayah sistem komunitas (Ekosistem), namun untuk memahaminya perlu mengetahui sifat-sifat populasi.
Populasi? adalah kumpulan organisme yang berasal dari spesies yang sama dan hidup di wilayah geografis yang sama pada waktu tertentu. Wilayah yang dihuni oleh populasi merupakan wilayah yang memungkinkan pasangan populasi dapat berkembang biak melalui interaksi genetik sedemikian rupa, sehingga kecil kemungkinannya berinteraksi genetik dengan individu dari daerah lain.
Contohnya? Populasi Rusa di Savana TN. Baluran pada Tahun 2009 Populasi Jagung di Agrotechnopark UNEJ pada Musim Kemarau 2010 Populasi Semut di Laboratorium Benih FAPERTA UNEJ pada 5 Oktober 2010 r. soedradjad 4
1. Pertumbuhan populasi dikendalikan terutama oleh ukuran populasi itu sendiri. 2. Selain itu, juga dipengaruhi faktor biotik dan abiotik. a. Faktor Biotik utama meliputi makanan, predator, kompetitor, dan parasit. b. Faktor Abiotik utama meliputi suhu, ketersediaan oksigen dan/atau CO 2, cahaya, racun dan polutan.
1. Kerapatan (Density), yaitu jumlah individu per unit area Misalnya: a. 50 ekor rusa per hektar. b. 250.000 tanaman jagung per hektar. c. 50 ekor ikan per 1 m 3 air. Pada habitat dan waktu yang berbeda maka kerapatannya juga berbeda
Cara menghitung kerapatan populasi: a. Menghitung secara langsung (ekor/pulau, lubang/m 2, ekor/kumpulan). b. Dengan metode mark-recapture: Misal: Tahun 2009 ditangkap 50 ekor dan ditandai, kemudian tahun 2010 ditangkap 100 ekor dan yang bertanda 10 ekor. 50 x 100 DugaanUkuran Populasi 500 10 ekor r. soedradjad 7
c. Teknik Sampling misalnya dengan metode kuadrat. 10 m 10 m 10 m 10 m Petak 01 Petak 02 Petak 03 Petak ke- Luas (m 2 ) Jumlah Tanaman 1 100 15 2 100 25 3 100 20 Jumlah Tanaman Rerata (tanaman/100 m 2 ).. 20 Jumlah 10.000 m tan aman/ hektar 2 100 m 2 x 20 tan aman 2.000 tan aman
2.Distribusi
3.Demografi Mempelajari sifat-sifat populasi yang mempengaruhi pertumbuhan Kelas Umur Jumlah yang Hidup sampai tahun berikutnya Jumlah Yang Mati Laju Mortalitas 0-9 11 0 0.000 = 0/11 10-19 10 1 0.090 = 1/11 20-29 8 2 0.200 = 2/10 30-39 7 1 0.125 = 1/8 40-49 5 2 0.286 = 2/7 50-59 3 2 0.400 = 2/5 60-69 2 1 0.330 70-79 2 0 0.000 80-89 1 1 0.500 90-99 0 1 1.000 100+ 0 0 0
Ukuran Populasi (N) 12000 1. Model Kurva J Strategi-r 10000 8000 Terjadi pada kondisi lingkungan yang tidak terbatas. 6000 4000 2000 0 dn 0 1 2 3 4 5 Waktu (T) dt Laju pertumbuhan populasi tergantung Potensi Biotisnya (= r): dn dt N x r = b d (laju pertambahan) r
2. Model Kurva S Strategi K Dimana laju pertumbuhan populasi maksimum tergantung kemampuan sumberdaya lingkungan yang mendukungnya. dn dt 0 dn dt Nt. r K N K Kurva-S (sumberdaya terbatas) K Misal: K = 1.500 dan r = 1 dn dt N N t dn dt 1.500 N.1 1.500 Nt 1.500 1.500 1 1.500. 0 K = daya dukung lingkungan
Terdapat 2 faktor yang mempengaruhi pertumbuhan populasi, yaitu: 1. Density-dependent, tergantung kepada jumlah individu di dalam populasi. Sistem Tanam Biasa Sistem Tanam Jajar Legowo
2. Density-independent, tidak tergantung kepada jumlah individu di dalam populasi. Karena faktor: cuaca dan iklim (kekeringan, badai, banjir, angin, suhu dan lain-lain), kerusakan geologis (gempa, tsunami, letusan gunung berapi, dan lain-lan). Populasi Banteng Kekeringan Tanaman Kedelai Kekeringan Tanaman Jagung Kekeringan Sawah Kebanjiran
Komunitas 1. dalam istilah Biologi, didefinisikan sebagai suatu kelompok dari berbagai species yang saling berinteraksi dan berbagi lingkungan. 2. dalam istilah Ekologi, didefinisikan sebagai himpunan populasi berbeda species yang saling berinteraksi. Ekologi Komunitas merupakan cabang Ekologi yang memperlajari interaksi antara dan antar species r. soedradjad 16
Ekosistem adalah suatu Catatan Penting: yang terbentuk oleh hubungan timbal balik tak terpisahkan antara makhluk hidup dengan lingkungannya. Organisme akan beradaptasi dengan lingkungan fisik, sebaliknya organisme juga mempengaruhi lingkungan fisik untuk keperluan hidup.
Komponen Ekosistem: Ekosistem Pengaruh lingkungan abiotik terhadap biotik Lingkungan Abiotik Pengaruh lingkungan biotik terhadap abiotik Lingkungan Biotik
Ketergantungan antar komponen biotik membentuk:, yaitu perpindahan materi dan energi melalui proses makan dan dimakan dengan urutan tertentu.
EKSPOR DAN PELAPUKAN RESPIRASI 6.612 14.198 6 6 Contoh: KONSUMEN TERSIER (KARNIVORA) 21 15 Aliran Energi dalam Rantai Makanan 46 67 KONSUMEN SEKUNDER (KARNIVORA) 383 316 1.095 1.478 KONSUMEN PRIMER (HERBIVORA) 3.368 1.890 5.465 8.863 CAHAYA MATAHARI 1.700.000 kcal PRODUSEN (TANAMAN) 20.810 11.977 Keterangan: = Produksi Bersih (kalori - respirasi) = Produksi Kotor (Total Kalori yang dibutuhkan)
PIRAMIDA EKOLOGI PIRAMIDA ENERGI PIRAMIDA JUMLAH PIRAMIDA BIOMAS
2. Jaring-Jaring Makanan, yaitu rantai makanan yang saling berhubungan satu sama lain sedemikian rupa sehingga membentuk seperti jaring-jaring. (Jaring-Jaring makanan terjadi karena setiap jenis organisme tidak hanya memakan satu jenis organisme lain)
Interaksi antar Species yang terjadi di dalam Ekosistem berdasarkan pengaruhnya: Pengaruh terhadap Species-1 Pengaruh terhadap Species-2 TIPE INTERAKSI 0 0 Netralisme - 0 Amensalisme + 0 Komensalisme - - Sinekrosis + + Mutualisme + - Predasi atau Parasitisme Interaksi berdasarkan mekanisme SIMBIOSIS dan KOMPETISI
Ketergantungan antara komponen biotik dan abiotik dapat terjadi melalui siklus materi, misalnya: Siklus Nitrogen
Interaksi antara komponen biotik-biotik dan antara komponen biotik-abiotik, akan menyebabkan baik berupa: 1. PERUBAHAN JENIS (Fisik, Genetik, Biologis) (Suksesi Ekologis) (kronologis distribusi organisme di dalam suatu wilayah)
Jenis- Jenis Klimaks HABITAT AWAL Perkembangan Jenis dan Habitat (SUKSESI PRIMER) HABITAT AKHIR (Tahap Klimaks)
RUSAK KEMBALI HABITAT AKHIR (Tahap Klimaks) Suksesi Sekunder HABITAT AKHIR (Tahap Klimaks) Disklimaks merupakan klimaks yang berbeda dengan aslinya, misalnya hutan jadi sawah atau kebun kopi. Disklimaks
SUKSESI, Dapat didefinisikan sebagai : 1. PERUBAHAN MENDASAR ALIRAN ENERGI. 2. AKUMULASI BIOMASA. PERUBAHAN PARAMETER: 1. ENERGI: a. Jumlah Biomasa dan Seresah Meningkat b. Produksi Primer (P) Naik c. Produksi Bersih (B) Turun d. Respirasi (R) Naik e. Ratio P/R menuju Kesetimbangan f. Ratio P/B Naik 28
PERUBAHAN 2. SIKLUS NUTRIEN a. Siklus tertutup semakin Bertambah 3. STRUKTUR & JENIS (Komunitas) PARAMETER: b. Waktu balik nutrien semakin Panjang c. Penyimpanan dan Konservasi Naik. a. Komposisi jenis berubah b. Keragaman komponen ekosistem naik c. Strategi r berubah menjadi Strategi K d. Siklus hidup lebih panjang & kompleks e. Ukuran organisme/propagul bertambah f. Interaksi mutualisme bertambah 29
PERUBAHAN PARAMETER: 4. STABILITAS a. Resistensi ekosistem meningkat b. Gaya Pegas menurun 30
Populasi Populasi yang melapaui daya dukung dapat menyebabkan daya dukung menjadi rusak populasi menurun! Melampaui Daya Dukung Daya Dukung Lingkungan Daya Dukung Rusak Waktu
Gaya Pegas 32
Populasi Pertumbuhan pada Kondisi Stabil Daya Dukung Lingkungan Waktu
Ekosistem yang telah mencapai Klimak akan: semakin EFISIEN dalam menggunakan Energi dan Nutrien, sehingga mempunyai daya regulasi sendiri. Daya regulasi sendiri tersebut merupakan sifat penting ekosistem yang disebut: yaitu kemampuan ekosistem untuk kembali menjadi stabil dengan aliran energi dan siklus materi setelah mendapat gangguan.
5-prinsip [Agro]Ekologi dalam mempertahankan stabilitas ekosistem: 1. Meningkatkan daur ulang biomassa, mengoptimalkan ketersediaan hara dan menyeimbangkan aliran nutrien. Bahan Organik 5% Mineral 45% Air 25% Udara 25% 2. Mengelola tanah agar tetap dapat mendukung pertumbuhan tanaman, khususnya mengelola bahan organik tanah dan meningkatkan aktivitas biotik tanah.
3. Pengelolaan iklim mikro dengan meminimalkan kerugian akibat radiasi matahari, udara dan air. 4. Meningkatkan keragaman genetik dan species dalam skala waktu dan ruang. 5. Meningkatkan interaksi biologis, terutama yang menguntungkan dan sinergisme agrobiodiversity.
Suksesi juga dapat diawali dari habitat basah (air) Seperti pada kasus.
Tugasnya! Membuat makalah (maksimum 2 halaman) yang menjelaskan tentang interaksi mutualisme antara tanaman dan organisme lain di atas permukaan tanah. 1. Ketik 1 spasi; 2. Contoh diambil dari jurnal (dilampirkan); 3. Tugas terdiri atas PENDAHULUAN (20); CONTOH (30); PEMBAHASAN (peranan dalam jaring-jaring makanan) (25); KESIMPULAN (10) dan PUSTAKA (15). Sebelum kuliah salah satu Kelompok Persentasi!