EKOLOGI PENDAHULUAN

Istilah Ekologi pertama dipakai oleh Ernest Haeckel tahun 1869 (Jerman) Berasal dari kata Yunani, yaitu Oikos = rumah dan Logos = ilmu

Mengkaji hubungan timbal balik organisme dan lingkungannya

PEMBAGIAN EKOLOGI

Biologi Kue lapis(Odum,1993):

No. Pembagian berdasarkan keratan horizontal :

Pembagian berdasarkan keratan vertikal (keratan taksonomi):

1 Morfologi Bakteriologi

2 Fisiologi Ornitologi

3 Genetika Entomologi

4 Evolusi Botani

5 Anatomi Mikologi

6 Histologi Mikrobiologi

7 Ekologi Dll.

8 Biologi molekul

9 Dll.

Penggolongan berdasarkan komposisi jenis organisme yang dikaji :

Autekologi Sinekologi

Mempelajari suatu sp organisme secara individu yang berinterakasi dengan lingkungannya Mempelajari kelompok organisme yang tergabung dalam satu kesatuan dan saling berinteraksi dalam suatu daerah tertentu Contoh : mempelajari Pinus merkusii dgn lingkungannya, melihat perilaku badak dll

PEMBAGIAN EKOLOGI

Pembagian menurut habitat Pembagian menurut taksonomi

Ekologi daratan Ekologi tumbuhan

Ekologi air tawar Ekologi Burung

Ekologi bahari Ekologi vertebrata

Ekologi estuarin Ekologi mikroba

Ekologi hutan Ekologi hewan

Ekologi padang rumput Dll.

Tingkatan organisasi mahluk hidup

Protoplasma, Sel, Jaringan, organ, Sistem Organ, Organisme, Populasi, Komunitas, Ekosistem dan Biosfer

Istilah Ekosistem pertama kali dipakai oleh Tansley tahun 1935

Forbs (1887) : Mikrokosm

Friederich (1930) : Holocoen

Thienemann (1939) : Biosistem

Hubungan Ekologi dengan ilmu lainnya

Ilmu fisika : sinar matahari, suhu, tanah, hujan , dll

Ilmu kimia : proses biogeokimia

Ilmu bumi dan antariksa : siang malam, gravitasi, sedimentasi dll.

Ilmu sosial : manusia

Ekologi juga berhubungan erat dengan tingkatan-tingkatan

organisasi makhluk hidup, yaitu populasi, komunitas, dan

ekosistem yang saling mempengaruhi dan merupakan suatu

sistem yang menunjukkan kesatuan.

Faktor biotik lain adalah mikroba dan organisme lain yang berperang dalam penguraian yang dapat ditemukan di tanah, air, udara atau organisme lain.

Hubungan dan keterkaitan antara 6 komponen di atas harus dipertahankan dalam kondisi stabil dan seimbang. Salah satu komponen terganggu akan mempengaruhi komponen yang lainnya.

Manusia dalam memandang bumi Konsep Gaia (Lovelock 1979)

Biosfer adalah suatu kesatuan yang mengatur diri sendiri dan mampu

mempertahankan kondisi bumi dengan mengendalikan lingkungan

kimiawi dan fisis. Jadi bumi adalah suatu super ekosistem dimana banyak

proses dan umpan balik yang saling berinteraksi untuk menjaga kondisi

kimiawi dan fisis di bumi. Dalam hal ini mahluk hidup mempunyai peranan

penting dalam keseimbangan (homeostasis).

Bumi sebagai pesawat ruang angkasa (Odum 1989)

Bumi dapat dianalogikan seperti sebuah pesawat ruang angkasa yang

sangat besar karena merupakan suatu benda/kesatuan yang melayang-

layang di angkasa luar dengan sistim pendukung kehidupannya sendiri

(dalam bentuk air, udara, makanan, energi), dengan adanya tekanan

penduduk, pencemaran dan pengelolaan yang buruk maka sistem

pendukung kehidupan ini menjadi terancam, ibarat berkurangnya

persediaan oksigen bagi astronot dalam suatu ruang angkasa.

Adaptasi Morfologi

Adaptasi morfologi merupakan penyesuaian bentuk tubuh untuk kelangsungan hidupnya. Contoh adaptasi morfologi:

a. Gigi-gigi khusus=> Gigi hewan karnivora atau pemakan daging beradaptasi menjadi empat gigi taring besar dan runcing untuk menangkap mangsa, serta gigi geraham dengan ujung pemotong yang tajam untuk mencabik-cabik mangsanya.

b. Paruh=> Elang memiliki paruh yang kuat dengan rahang atas yang melengkung dan ujungnya tajam. Fungsi paruh untuk mencengkeram korbannya.

c. Moncong=> Trenggiling besar mempunyai moncong panjang dengan ujung mulut kecil tak bergigi dengan lubang berbentuk

celah kecil untuk mengisap semut dari sarangnya. Hewan ini mempunyai lidah panjang dan bergetah yang dapat dijulurkan jauh keluar mulut untuk menangkap serangga.

d. Daun=>Tumbuhan insektivora (tumbuhan pemakan serangga), misalnya kantong semar, memiliki daun yang berbentuk piala

dengan permukaan dalam yang licin sehingga dapat menggelincirkan serangga yang hinggap. Dengan enzim yang dimiliki tumbuhan insektivora, serangga tersebut akan dilumatkan, sehingga tumbuhan ini memperoleh unsur yang diperlukan.

e. Akar=> Akar tumbuhan gurun kuat dan panjang,berfungsi untuk menyerap air yang terdapat jauh di dalam tanah. Sedangkan

akar hawa pada tumbuhan bakau untuk bernapas.

NO SPESIES BAGIAN YG BERADAPTASI FUNGSI

1 Jerapah Leher yang panjang Untuk menggapai makanan yang terletak di pohon yang tinggi.

2 Rajawali Jari kaki pendek, kuku melengkung tajam, dan cakar kuat Digunakan untuk mencengkram

3 Kura-kura Mempunyai cangkang Untuk melindungi dirinya dari pemangsa

4 Bunga mawar Duri pada batangnya Duri digunakan untuk melindungi diri, agar bunga tidak dimakan oleh herbivore atau sejenisnya.

5 Kangkung Rongga udara dalam batang atau tangkai daun Sehingga tidak tenggelam dalam air dan daun muncul ke permukaan air

6 Pohon Pinus Daun yang kecil Untuk Mengurangi tekanan angin yang berhembus

Adaptasi Fisiologi

Adaptasi fisiologi merupakan penyesuaian fungsi fisiologi tubuh untuk mempertahankan hidupnya. Contoh adaptasi Fisiologi:

a. Kelenjar bau=> Musang dapat mensekresikan bau busuk dengan cara menyemprotkan cairan melalui sisi lubang dubur. Sekret tersebut berfungsi untuk menghindarkan diri dari musuhnya.

b. Kantong tinta=> Cumi-cumi dan gurita memiliki kantong tinta yang berisi cairan hitam. Bila musuh datang, tinta disemprotkan ke dalam air sekitarnya sehingga musuh tidak dapat melihat kedudukan cumi-cumi dan gurita.

NO SPESIES BAGIAN YG BERADAPTASI FUNGSI

1 Hewan herbivore

Usus Usus herbivore lebih panjang dari karnivora karana, digunakan untuk mencerna sel selulosa yang terdapat di tumbuhan yang berdinding keras.

2 Unta Punggung yang menonjol (Punuk) Punuk sebagai kantung air untuk menyimpan air agar tahan tidak minum di padang pasir dalam jangka waktu yang lama

3 Bunga yang harum

Aroma bunganya Bau harum digunakan untuk memikat serangga agar serangga meyebarkan benih-benih bunga.

4 Semak Azalea Daunnya Daunnya terdapat semacam bahan kimia beracun agar rusa tidak dapat memakannya

Adaptasi tingkah laku

Adaptasi tingkah laku merupakan adaptasi yang didasarkan pada tingkah laku. Contohnya:

a. Pura-pura tidur atau mati=> Beberapa hewan berpura-pura tidur atau mati, misalnya tupai Virginia. Hewan ini sering berbaring tidak berdaya dengan mata tertutup bila didekati seekor anjing.

b. Migrasi=> Ikan salem raja di Amerika Utara melakukan migrasi untuk mencari tempat yang sesuai untuk bertelur. Ikan ini hidup di laut. Setiap tahun, ikan salem dewasa yang berumur empat sampai tujuh tahun berkumpul di teluk disepanjang Pantai Barat Amerika Utara untuk menuju ke sungai. Saat di sungai, ikan salem jantan mengeluarkan sperma di atas telur-telur ikan betinanya. Setelah itu ikan dewasa biasanya mati. Telur yang telah menetas untuk sementara tinggal di air tawar. Setelah menjadi lebih besar mereka bergerak ke bagian hilir dan akhirnya ke laut.

NO SPESIES BAGIAN YG BERADAPTASI FUNGSI

1 Belalang kayu Memiliki warna tubuh yang mirip dengan lingkungannya Untuk menyamarkan warna tubuhnya agar tak terlihat oleh mangsa nya

2 Cumi-cumi Mengeluarkan tinta Tinta hitam yang pekat dikeluarkan pada saat cumi-cumi terancam

3 Musang Berpura pura mati Untuk menipu pemangsa agar tak jadi memangsa nya

4 Pohon Jati Menggugurkan daunnya pada musim kemarau Pengguguran daun ini bertujuan agar tidak terjadi penguapan yang berlebihan yang dapat menyebabkan tumbuhan kekurangan air dan mati.

5 Putri Malu Daunnya menguncup Daunnya akan menguncup bila terkena sentuhan untuk menghindari daun rusak.

ASAS DAN KONSEP EKOSISTEM

Ekosistem merupakan suatu interaksi yang kompleks dan memiliki penyusun yang beragam.

Definisi Ekosistem

1. Suatu unit ekologi yang didalamnya terdapat struktur dan fungsi. Struktur berhubungan dengan keanekaragaman spesies. Fungsi berhubungan dengan siklus materi dan arus energi (AG Tansley, 1935)

2. Tatanan kesatuan secara kompleks di dalamnya terdapat habitat, tumbuhan, binatang yang dipertimbangkan sebagai unit kesatuan secara utuh, sehingga semuanya akan menjadi bagian mata rantai siklus materi dan aliran energi (Woodbury, 1954)

3. Unit fungsional dasar dalam ekologi yang di dalamnya tercakup organisme dan lingkungannya dan diantara keduanya saling mempengaruhi (Odum, 1993)

4. Tatanan kesatuan secara menyeluruh antara segenap unsur lingkungan hidup yang saling mempengaruhi (UU Lingkungan HIdup, 1997)

Komponen ekosistem

Komponen ekosistem berdasarkan segi struktur:

Perbedaan antar ekosistem yang tingkat organisasinya berbeda:

1. Jumlah jenis organisme produsen

2. Jumlah jenis organisme konsumen

3. Jumlah jenis organisme pengurai

4. Jumlah macam-macam komponen abiotik

5. Kompleksitas atau kerumitan interaksi antar komponen

6. Berbagai proses yang berjalan dalam ekosistem

Faktor yang mempengaruhi homeostasis:

• Mekanisme yang mengatur penyimpanan bahan-bahan • Pelepasan hara makanan • Pertumbuhan organisme dan populasi • Proses produksi • Dekomposisi bahan-bahan organik

Kawasan pelestarian alam adalah

kawasan dengan ciri khas tertentu, baik di darat maupun di perairan yang mempunyai fungsi perlindungan sistem penyangga kehidupan, pengawetan keanekaragaman jenis tumbuhan dan satwa, serta pemanfaat an secara lestari sumber daya alam hayati dan ekosistemnya.

Kawasan suaka alam adalah kawasan dengan ciri khas tertentu, baik di darat maupun di perairan yang mempunyai fungsi

pokok sebagai kawasan pengawetan keanekaragaman tumbuhan dan satwa serta ekosistemnya yang juga berfungsi sebagai wilayah sistem penyangga kehidupan.

Kawasan taman wisata alam (nature recreation park), merupakan salah satu bentuk kawasan konservasi alam, yang

penekanan dan fungsinya adalah pada perlindungan dan sekaligus pelestarian komponen ekosistem tertentu, biasanya karena bentang-alam (landscape) atau karena kehidupan satwa dan tumbuhan tertentu. Taman wisata alam merupakan kawasan konservasi yang tampaknya sangat banyak diintervensi oleh manusia, baik dalam arti pemanfaatannya oleh pengunjung maupun dalam hal pengelolaannya.

Taman hutan raya (grand forest park), yang sebenarnya merupakan bentuk dari pelestarian terkombinasi, antara eks-situ

dan in-situ. Taman hutan raya dapat ditetapkan dari hutan alam, dan juga dapat dibangun sendiri (hutan buatan). Namun demikian, fungsi yang jelas sebuah hutan raya adalah sebagai etalase keragaman jenis, tempat penelitian, tempat penangkaran jenis, serta juga sebagai tempat wisata.

Taman nasional merupakan sebentuk kawasan perlindungan yang berupaya memadukan semua bentuk pengelolaan

kawasan konservasi, dan karena itu taman nasional dibagi ke dalam beberapa zona yang memiliki fungsi masing-masing. Dalam taman nasional ditetapkan Zona Inti (Sanctuary Zone), yang memiliki fungsi sebagai cagar alam. Kemudian Zona Rimba (Wildeneer Zone), yang memiliki fungsi sebagai suaka margasatwa. Di luarnya kemudian ditetapkan Zona Penyangga (Buffer Zone), yang memiliki fungsi laboratorium alam, berupa kebun raya atau kebun binatang. Dan sebagai outer ring, ditetapkan Zona Pamanfaatan Intensif (Intensive Use Zone), yang dapat dimanfaatkan untuk taman wisata alam, taman buru, atau berbagai aktivitas rutin masyarakat di sekitar kawasan.

Taman buru (game park) adalah sebentuk kawasan konservasi yang dipersiapkan selain untuk tujuan pelestarian, juga

untuk mengakomodir kebutuhan perburuan satwa.

Cagar alam (nature sanctuary), yang memiliki fungsi kawasan perlindungan terhadap seluruh komponen ekosistem, baik

flora, fauna, maupun habitatnya, dan semua proses dibiarkan berlangsung secara alamiah. Dengan demikian, sebuah cagar alam sifatnya lebih tertutup untuk campur tangan manusia, karena kawasan tersebut harus dibiarkan sesuai dengan aslinya.

Cagar biosfer adalah suatu kawasan yang terdiri dari ekosistem asli, ekosistem unik, dan atau ekosistem yang telah

mengalami degradasi yang keseluruhan unsur alamnya dilindungi dan dilestarikan bagi kepentingan penelitian dan pendidikan.

Suaka margasatwa adalah kawasan yang dibuat untuk menjaga kelestarian satwa yang berstatus terancam (threatened), langka (rare), rawan (vulnerable), dan terkikis (indeterminate).

Habitat dan Relung

• Habitat adalah tempat suatu mahluk hidup (alamat)

• Persyaratan hidup setiap organisma merupakan kisaran faktor ekologi :

Titik minimum, titik maksimum, titik optimum, dan ketiga titik disebut titik cardinal. Di dalam habitat setiap

mahluk hidup mempunyai cara untuk hidup Relung (niche) yaitu profesi atau status suatu organisme dalam suatu komunitas dan ekosistem tertentu yang merupakan adaptasi struktural, tanggap fisiologis serta perilaku spesifik organisme itu

1. Abiotik

2. Produsen

3. Konsumen

4. Pengurai : dekomposer dan transformer

Komponen autotrop

Komponen hetrotrop

Keseimbangan dalam Ekosistem

• Ekosistem mempunyai kemampuan untuk memelihara diri

sendiri dan dengan sendirinya mengadakan keseimbangan

kembali Homeostasis

• Odum 1993 : homeo (sama) & statis (berdiri)

• “Kemampuan ekosistem untuk menahan berbagai perubahan

dalam sistem secara keseluruhan“

• Ekosistem dalam homeostasis artinya ekosistem itu telah mantap atau

mencapai klimaks, sehingga ekosistem mempunyai daya tahan yang

besar untuk menghadapi berbagai gangguan

• Daya lenting (resilience) : kemampuan ekosistem untuk pulih setelah

mengalami gangguan

• Suatu ekosistem seperti Taman Nasional, Cagar Alam, Suaka

Margasatwa, Taman Wisata, Taman Buru dll harus memiliki daya lenting

yang tinggi

A. Ekosistem darat:

1. Bioma Gurun

Beberapa Bioma gurun terdapat di daerah tropika (sepanjang garis balik) yang berbatasan dengan padang rumput. Ciri-ciri bioma gurun adalah gersang dan curah hujan rendah (25 cm/tahun). Suhu slang hari tinggi (bisa mendapai 45°C) sehingga penguapan juga tinggi, sedangkan malam hari suhu sangat rendah (bisa mencapai 0°C). Perbedaan suhu antara siang dan malam sangat besar. Tumbuhan semusim yang terdapat di gurun berukuran kecil. Selain itu, di gurun dijumpai pula tumbuhan menahun berdaun seperti duri contohnya kaktus, atau tak berdaun dan memiliki akar panjang serta mempunyai jaringan untuk menyimpan air. Hewan yang hidup di gurun antara lain rodentia, ular, kadal, katak, dan kalajengking.

2. Bioma Padang Rumput

Bioma ini terdapat di daerah yang terbentang dari daerah tropik ke subtropik. Ciri-cirinya adalah curah hujan kurang lebih 25-30 cm per tahun dan hujan turun tidak teratur. Porositas (peresapan air) tinggi dan drainase (aliran air) cepat. Tumbuhan yang ada terdiri atas tumbuhan terna (herbs) dan rumput yang keduanya tergantung pada kelembapan. Hewannya antara lain: bison, zebra, singa, anjing liar, serigala, gajah, jerapah, kangguru, serangga, tikus dan ular.

3. Bioma Hutan Basah

Bioma Hutan Basah terdapat di daerah tropika dan subtropik. Ciri-cirinya adalah, curah hujan 200-225 cm per tahun. Species pepohonan relatif banyak, jenisnya berbeda antara satu dengan yang lainnya tergantung letak geografisnya. Tinggi pohon utama antara 20-40 m, cabang-cabang pohon tinngi dan berdaun lebat hingga membentuk tudung (kanopi). Dalam hutan basah terjadi perubahan iklim mikro (iklim yang langsung terdapat di sekitar organisme). Daerah tudung cukup mendapat sinar matahari. Variasi suhu dan kelembapan tinggi/besar; suhu sepanjang hari sekitar 25°C. Dalam hutan basah tropika sering terdapat tumbuhan khas, yaitu liana (rotan), anggrek sebagai epifit. Hewannya antara lain, kera, burung, badak, babi hutan, harimau, dan burung hantu.

4. Bioma Hutan Gugur

Bioma hutan gugur terdapat di daerah beriklim sedang. Ciri-cirinya adalah curah hujan merata sepanjang tahun. Terdapat di daerah yang mengalami empat musim (dingin, semi, panas, dan gugur). Jenis pohon sedikit (10 s/d 20) dan tidak terlalu rapat. Hewannya antara lain rusa, beruang, rubah, bajing, burung pelatuk, dan rakoon (sebangsa luwak).

5. Bioma Taiga

Bioma taiga terdapat di belahan bumi sebelah utara dan di pegunungan daerah tropik. Ciri-cirinya adalah suhu di musim dingin rendah. Biasanya taiga merupakan hutan yang tersusun atas satu spesies seperti konifer, pinus, dap sejenisnya. Semak dan tumbuhan basah sedikit sekali. Hewannya antara lain moose, beruang hitam, ajag, dan burung-burung yang bermigrasi ke selatan pada musim gugur.

6. Bioma tundra

Bioma tundra terdapat di belahan bumi sebelah utara di dalam lingkaran kutub utara dan terdapat di puncak-puncak gunung tinggi. Pertumbuhan tanaman di daerah ini hanya 60 hari. Contoh tumbuhan yang dominan adalah Sphagnum, liken, tumbuhan biji semusim, tumbuhan kayu yang pendek, dan rumput. Pada umumnya, tumbuhannya mampu beradaptasi dengan keadaan yang dingin. Hewan yang hidup di daerah ini ada yang menetap dan ada yang datang pada musim panas, semuanya berdarah panas. Hewan yang menetap memiliki rambut atau bulu yang tebal, contohnya muscox, rusa kutub, beruang kutub, dan insekta terutama nyamuk dan lalat hitam.

B. Ekosistem Air Tawar, Penting :

• Adaptasi tumbuhan Tumbuhan yang hidup di air tawar biasanya bersel satu dan dinding selnya kuat seperti beberapa alga biru dan alga hijau. Air masuk ke dalam sel hingga maksimum dan akan berhenti sendiri. Tumbuhan tingkat tinggi, seperti teratai (Nymphaea gigantea), mempunyai akar jangkar (akar sulur). Hewan dan tumbuhan rendah yang hidup di habitat air, tekanan osmosisnya sama dengan tekanan osmosis lingkungan atau isotonis.

• Adaptasi hewan

Ekosistem air tawar dihuni oleh nekton. Nekton merupakan hewan yang bergerak aktif dengan menggunakan otot yang kuat. Hewan tingkat tinggi yang hidup di ekosistem air tawar, misalnya ikan, dalam mengatasi perbedaan tekanan osmosis melakukan osmoregulasi untuk memelihara keseimbangan air dalam tubuhnya melalui sistem ekskresi, insang, dan pencernaan.

Klasifikasi Ekologi air Tawar Berdasarkan aliran energi

• Autotrof (tumbuhan) : fotoautotrof dan kemoautotrof • Fagotrof (makrokonsumen), yaitu karnivora, predator, parasit, dsb • Saprotrof (mikrokonsumen) : organisme yang hidup pada substrat sisa-sisa organisme.

Klasifikasi Ekologi air Tawar Berdasarkan kebiasaan hidup

a. Plankton : organisme melayang atau yang pergerakannya tergantung arus air, terdiri atas fitoplankton dan zooplankton

Plankton : holoplankton dan meroplankton

b. Nekton : hewan yang aktif berenang dalam air, misalnya ikan.

c. Neuston; organisme yang mengapung atau berenang di permukaan air atau bertempat pada permukaan air,

misalnya serangga air.

c. Perifiton; merupakan tumbuhan atau hewan yang melekat/bergantung pada tumbuhan atau benda lain, misalnya keong.

1. Merupakan sumber air rumah tangga dan industri rumah

2. Komponen air tawar merupakan botle neck pada daur hidrologi

3. Merupakan sistem pembuangan yang mudah dan murah

Macam-macam Ekosistem

d. Bentos; hewan dan tumbuhan yang hidup di dasar atau hidup pada endapan. Bentos dapat sessil (melekat) atau bergerak bebas, misalnya cacing dan remis.

Ekosistem air tawar

Digolongkan menjadi :

1. DANAU

• Danau merupakan suatu badan air yang menggenang dan luasnya mulai dari beberapa meter persegi hingga ratusan meter persegi.

• Di danau terdapat pembagian daerah berdasarkan penetrasi cahaya matahari. Daerah yang dapat ditembus cahaya matahari sehingga terjadi fotosintesis disebut daerah fotik.

• Daerah yang tidak tertembus cahaya matahari disebut daerah afotik.

• Di danau juga terdapat daerah perubahan temperatur yang drastis atau termoklin. Termoklin memisahkan daerah yang

hangat di atas dengan daerah dingin di dasar.

• Komunitas tumbuhan dan hewan tersebar di danau sesuai dengan kedalaman dan jaraknya dari tepi. Berdasarkan hal tersebut danau dibagi menjadi 4 daerah sebagai berikut;

1. Daerah litoral=> Daerah ini merupakan daerah dangkal.

Cahaya matahari menembus dengan optimal.

Air yang hangat berdekatan dengan tepi.

Tumbuhannya merupakan tumbuhan air yang berakar dan daunnya ada yang mencuat ke atas permukaan air.

Komunitas organisme sangat beragam: termasuk jenis-jenis ganggang yang melekat (khususnya diatom), berbagai siput dan remis, serangga, krustacea, ikan, amfibi, reptilia air dan semi air seperti kura-kura dan ular, itik dan angsa, dan beberapa mamalia yang sering mencari makan di danau.

2. Daerah limnetik

Daerah ini merupakan daerah air bebas yang jauh dari tepi dan masih dapat ditembus sinar matahari.

Daerah ini dihuni oleh berbagai fitoplankton, termasuk ganggang dan sianobakteri.

Ganggang berfotosintesis dan bereproduksi dengan kecepatan tinggi selama musim panas dan musim semi.

Zooplankton yang sebagian besar termasuk Rotifera dan udang-udangan kecil memangsa fitoplankton. Zooplankton dimakan oleh ikan-ikan kecil. Ikan kecil dimangsa oleh ikan yang lebih besar, kemudian ikan besar dimangsa ular, kura-kura, dan burung pemakan ikan.

3. Daerah profundal

Daerah ini merupakan daerah yang dalam, yaitu daerah afotik.

Mikroba dan organisme lain menggunakan oksigen untuk respirasi seluler setelah mendekomposisi detritus yang jatuh dari daerah limnetik.

Daerah ini dihuni oleh cacing dan mikroba.

Sering tidak terdapat pada kolam 4. Daerah Bentik

Daerah ini merupakan daerah dasar danau tempat terdapatnya bentos dan sisa-sisa organisme mati.

Danau juga dapat dikelompokkan berdasarkan produksi materi organik-nya

1. Danau Oligotropik

• Oligotropik merupakan sebutan untuk danau yang dalam dan kekurangan makanan, karena fitoplankton di daerah limnetik tidak produktif.

• Ciri-cirinya, airnya jernih sekali, dihuni oleh sedikit organisme, dan di dasar air banyak terdapat oksigen sepanjang tahun.

2. Danau Eutropik

• Eutropik merupakan sebutan untuk danau yang dangkal dan kaya akan kandungan makanan, karena fitoplankton sangat produktif.

• Ciri-cirinya adalah airnya keruh, terdapat bermacam-macam organisme, dan oksigen terdapat di daerah profundal.

Danau oligotrofik dapat berkembang menjadi danau eutrofik akibat adanya materi-materi organik yang masuk dan endapan. Perubahan ini juga dapat dipercepat oleh aktivitas manusia, misalnya dari sisa-sisa pupuk buatan pertanian dan timbunan sampah kota yang memperkaya danau dengan buangan sejumlah nitrogen dan fosfor. Akibatnya terjadi peledakan populasi ganggang atau blooming, sehingga terjadi produksi detritus yang berlebihan yang akhirnya menghabiskan suplai oksigen di danau tersebut. Pengkayaan danau seperti ini disebut "eutrofikasi". Eutrofikasi membuat air tidak dapat digunakan lagi dan mengurangi nilai keindahan danau.

2. SUNGAI

• Sungai adalah suatu badan air yang mengalir ke satu arah.

• Air sungai dingin dan jernih serta mengandung sedikit sedimen dan makanan.

• Aliran air dan gelombang secara konstan memberikan oksigen pada air.

• Suhu air bervariasi sesuai dengan ketinggian dan garis lintang.

• Komunitas yang berada di sungai berbeda dengan danau.

• Air sungai yang mengalir deras tidak mendukung keberadaan komunitas plankton untuk berdiam diri, karena akan terbawa arus.

• Sebagai gantinya terjadi fotosintesis dari ganggang yang melekat dan tanaman berakar, sehingga dapat mendukung rantai makanan.

• Komposisi komunitas hewan juga berbeda antara sungai, anak sungai, dan hilir.

• ekosistem air tenang (standing water) atau lentik adalah danau dan rawa

• ekosistem air mengalir atau lotik adalah sungai

• Organisme sungai dapat bertahan tidak terbawa arus karena mengalami adaptasi evolusioner. Misalnya bertubuh tipis dorsoventral dan dapat melekat pada batu.

• Beberapa jenis serangga yang hidup di sisi-sisi hilir menghuni habitat kecil yang bebas dari pusaran air.

C. Ekosistem air laut

• Ekosistem air laut dibedakan atas lautan, pantai, estuari, dan terumbu karang.

Menurut kedalamannya

a. Litoral merupakan daerah yang berbatasan dengan darat. b. Neretik merupakan daerah yang masih dapat ditembus cahaya matahari sampai bagian dasar dalamnya ± 300 meter. c. Batial merupakan daerah yang dalamnya berkisar antara 200-2500 m d. Abisal merupakan daerah yang lebih jauh dan lebih dalam dari pantai (1.500-10.000 m).

Menurut wilayah permukaannya secara horizontal

a. Epipelagik merupakan daerah antara permukaan dengan kedalaman air sekitar 200 m. b. Mesopelagik merupakan daerah dibawah epipelagik dengan kedalaman 200-1000 m.

Contoh Hewannya ikan hiu. c. Batiopelagik merupakan daerah lereng benua dengan kedalaman 200-2.500 m.

Contoh Hewan yang hidup di daerah ini misalnya gurita. d. Abisalpelagik merupakan daerah dengan kedalaman mencapai 4.000m; tidak terdapat tumbuhan tetapi hewan masih

ada. Sinar matahari tidak mampu menembus daerah ini. e. Hadal pelagik merupakan bagian laut terdalam (dasar). Kedalaman lebih dari 6.000 m. Di bagian ini biasanya terdapat lele

laut dan ikan laut yang dapat mengeluarkan cahaya. Sebagai produsen di tempat ini adalah bakteri yang bersimbiosis dengan karang tertentu.

Ekosistem pantai

• Ekosistem pantai dipengaruhi oleh siklus harian pasang surut laut. • Organisme yang hidup di pantai memiliki adaptasi struktural sehingga dapat melekat erat di substrat keras. • Daerah paling atas pantai hanya terendam saat pasang naik tinggi. Daerah ini dihuni oleh beberapa jenis ganggang,

moluska, dan remis yang menjadi konsumsi bagi kepiting dan burung pantai. • Daerah tengah pantai terendam saat pasang tinggi dan pasang rendah. Daerah ini dihuni oleh ganggang, porifera,

anemon laut, remis dan kerang, siput herbivora dan karnivora, kepiting, landak laut, bintang laut, dan ikan-ikan kecil. • Daerah pantai terdalam terendam saat air pasang maupun surut. Daerah ini dihuni oleh beragam invertebrata dan ikan

serta rumput laut.

1. Formasi pes caprae

• Dinamakan demikian karena yang paling banyak tumbuh di gundukan pasir adalah tumbuhan Ipomoea pes caprae yang tahan terhadap hempasan gelombang dan angin; tumbuhan ini menjalar dan berdaun tebal.

• Tumbuhan lainnya adalah Spinifex littorius (rumput angin), Vigna, Euphorbia atoto, dan Canaualia martina.

• Lebih ke arah darat lagi ditumbuhi Crinum asiaticum (bakung), Pandanus tectorius (pandan), dan Scaeuola Fruescens(babakoan).

2. Formasi baringtonia

• Daerah ini didominasi tumbuhan baringtonia, termasuk di dalamnya Wedelia, Thespesia, Terminalia, Guettarda, dan Erythrina.

• Bila tanah di daerah pasang surut berlumpur, maka kawasan ini berupa hutan bakau yang memiliki akar napas.

• Akar napas merupakan adaptasi tumbuhan di daerah berlumpur yang kurang oksigen. Selain berfungsi untuk mengambil oksigen, akar ini juga dapat digunakan sebagai penahan dari pasang surut gelombang. Yang termasuk tumbuhan di hutan bakau antara lain Nypa, Acathus, Rhizophora, dan Cerbera.

• Jika tanah pasang surut tidak terlalu basah, pohon yang sering tumbuh adalah: Heriticra, Lumnitzera, Acgicras, dan Cylocarpus.

Estuari

• Estuari (muara) merupakan tempat bersatunya sungai dengan laut. Estuari sering dipagari oleh lempengan lumpur intertidal yang luas atau rawa garam.

• Salinitas air berubah secara bertahap mulai dari daerah air tawar ke laut. Salinitas ini juga dipengaruhi oleh siklus harian dengan pasang surut aimya. Nutrien dari sungai memperkaya estuari.

• Komunitas tumbuhan yang hidup di estuari antara lain rumput rawa garam, ganggang, dan fitoplankton. Komunitas hewannya antara lain berbagai cacing, kerang, kepiting, dan ikan. Bahkan ada beberapa invertebrata laut dan ikan laut yang menjadikan estuari sebagai tempat kawin atau bermigrasi untuk menuju habitat air tawar. Estuari juga merupakan tempat mencari makan bagi vertebrata semi air, yaitu unggas air.

Terumbu karang

Di laut tropis, pada daerah neritik, terdapat suatu komunitas yang khusus yang terdiri dari karang batu dan organisme-organisme lainnya. Komunitas ini disebut terumbu karang. Daerah komunitas ini masih dapat ditembus cahaya matahari sehingga fotosintesis dapat berlangsung.

Terumbu karang didominasi oleh karang (koral) yang merupakan kelompok Cnidaria yang mensekresikan kalsium karbonat. Rangka dari kalsium karbonat ini bermacam-macam bentuknya dan menyusun substrat tempat hidup karang lain dan ganggang.

Hewan-hewan yang hidup di karang memakan organisme mikroskopis dan sisa organik lain. Berbagai invertebrata, mikro organisme, dan ikan, hidup di antara karang dan ganggang. Herbivora seperti siput, landak laut, ikan, menjadi mangsa bagi gurita, bintang laut, dan ikan karnivora.

ENERGI DALAM EKOSISTEM

• Energi : Kemampuan untuk melakukan kerja

• Bentuk Energi nyata yg berguna bagi organisme :

Energi surya tanaman hijau herbivora

Energi potensial: Energi yang tersimpan dan dapat digunakan untuk melakukan kerja

Energi kinetik: Energi yang terlepaskan atau energi yang dibebaskan oleh organisme

Aliran Energi akan selalu seirama dengan siklus materi.

Kedua proses tersebut berjalan melalui rantai makanan dan jaring makanan

Rantai makanan dibagi:

Tingkat tropic

Menunjukkan urutan organisme dalam suatu rantai makanan pada suatu ekosistem a. Tingkat tropik pertama : produsen b. Tingkat tropik kedua : herbivora c. Tingkat tropik ketiga : karnivora kecil d. Tingkat tropik keempat : karnivora besar e. Tingkat tropik kelima : dekomposer dan transformer (mikroorganisme)

Energi mekanik

Energi kimia

Energi radiasi

Energi panas

Hukum TERMODINAMIKA I

Energi dapat diubah dari satu bentuk energi

ke bentuk energi yang lain, tetapi tidak

pernah dapat diciptakan atau dimusnahkan

Contoh: Energi cahaya dapat diubah menjadi

energi kinetik, dapat diubah menjadi energi

panas atau dapat diubah menjadi energi

potensial dalam suatu makanan

Hukum TERMODINAMIKA II

Setiap terjadi perubahan bentuk energi, pasti terjadi degradasi energi

dari bentuk energi yang terpusat menjadi bentuk energi yang terpencar,

dan di dalam proses transformasi energi selalu melepaskan panas

dalam bentuk energi yang tidak dapat digunakan

Contoh: Benda panas pasti akan menyebarkan panas ke lingkungan

yang suhunya lebih rendah

Tidak ada sistem pengubahan energi yang berjalan secara efisien (tidak

ada yang 100%)

Energi mengalir melalui hubungan makan-memakan (tingkat trofik) Aliran energi dari produsen ke konsumen tidak efisien, sebagian hilang dalam bentuk panas

Hukum10% : hanya10%dari energi pada tingkat trofik di bawahnya yang dapat dimanfaatkan

RANTAI MAKANAN

Transfer atau pemindahan energi dari sumbernya melalui serangkaian organisme yang dimakan dan yang memakan

Transfer atau pemindahan energi melalui serangkaian organisme

JARING MAKANAN

Gabungan dari berbagai rantai makanan Dapat menggambarkan kestabilan suatu ekosistem Berbagai organisme yang mendapatkan makanan dalam langkah yang

sama dianggap termasuk dalam tingkat tropik yang sama Dapat menggambarkan kestabilan suatu ekosistem. Makin banyak rantai makanan makin besar kemungkinan terbentuknya

gabungan sehingga akan menunjukkan kestabilan ekosistem makin tinggi.

1. Rantai pemangsa: pemindahan energi dan materi dari produsen ke binatang kecil,

binatang yang besar dan berakhir pada binatang paling besar 2. Rantai parasit: pemindahan energi dan materi dari organisme besar ke organisme

kecil 3. Rantai saprofit: pemindahan energi dan materi dari organisme mati ke

mikroorganisme/ jasad renik

STRUKTUR TROFIK

Biomassa (standing crop) persatuan luas atau dengan pernyataan jumlah energi yang terikat persatuan luas per satuan waktu pada setiap tingkat tropik secara berurutan

Organisme yang berada pada ujung tingkat tropik akan memperoleh energi makin kecil

Makin panjang rantai makanan energi yang tersedia bagi kelompok organisme yang terakhir makin kecil

Piramida ekologi:

Susunan tingkat trofik (tingkat nutrisi atau energi) secara berurutan menurut rantai makanan atau jaring makanan dalam

ekosistem

Piramida ekologi dapat menggambarkan struktur trofik dan fungsi trofik

TIPE PIRAMIDA EKOLOGI

1. Piramida jumlah : menggambarkan terjadinya penurunan jumlah individu organisme pada setiap tingkat trofik

2. Piramida biomasa : menggambarkan terjadinya penurunan atau peningkatan biomassa organisme pada setiap tingkat trofik

3. Piramida energi : menggambarkan terjadinya penurunan energi pada setiap tingkat trofik

Piramida jumlah

Organisme dengan tingkat trofik masing-masing dapat disajikan dalam piramida

jumlah, seperti kita Organisme di tingkat trofik pertama biasanya paling melimpah,

sedangkan organisme di tingkat trofik kedua, ketiga, dan selanjutnya makin berkurang.

Dapat dikatakan bahwa pada kebanyakan komunitas normal, jumlah tumbuhan selalu

lebih banyak daripada organisme herbivora.

Demikian pula jumlah herbivora selalu lebih banyak daripada jumlah karnivora tingkat 1.

Kamivora tingkat 1 juga selalu lebih banyak daripada karnivora tingkat 2. Piramida jumlah

ini di dasarkan atas jumlah organisme di tiap tingkat trofik

Seringkali piramida jumlah yang sederhana kurang membantu dalam memperagakan aliran energi dalam ekosistem. Penggambaran yang lebih realistik dapat disajikan dengan piramida biomassa. Biomassa adalah ukuran berat materi hidup di waktu tertentu. Untuk mengukur biomassa di tiap tingkat trofik maka rata-rata berat organisme di tiap tingkat harus diukur kemudian barulah jumlah organisme di tiap tingkat diperkirakan. Piramida biomassa berfungsi menggambarkan perpaduan massa seluruh organisme di habitat tertentu, diukur dlm gram. Untuk menghindari kerusakan habitat maka biasanya hanya diambil sedikit sampel dan diukur, kemudian total seluruh biomassa dihitung. Dengan pengukuran seperti ini akan didapat informasi yang lebih akurat tentang apa yang terjadi pada ekosistem.

Piramida energi merupakan piramida yang terbaik karena dapat memberikan gambaran menyeluruh berkaitan dengan sifat-

sifat fungsional suatu ekosistem, juga menunjukkan efisiensi ekologi dan keproduktifan ekosistem, juga tidak dipengaruhi oleh

ukuran organisme dan kecepatan metabolisme.

Pada piramida ini akan terlihat adanya penurunan energi yang tersedia untuk setiap tingkat trofik. Jumlah energi sebagai

persediaan terbesar adalah produsen dan lebih kecil pada tingkat-tingkat trofik berikutnya. Cara paling teliti untuk mengetahui

hubungan antara organisme dari berbagai tingkat trofik adalah dengan piramida energi. Hal ini disebabkan pada biomassa

yang sama dari organisme yang berbeda belum tentu mempunyai kandungan energi yang sama

PRODUKTIVITAS

Radiasi matahari sebagai sumber daya Energi utama untuk semua tingkat trofik . Manfaat utama dari Energi matahari yang utama untuk tumbuhan adalah fotosintesis. Hanya 50 % dimanfaatkan oleh autotrof dan efisiensi pemanfaatan hingga mencapai produktivitas primer bersih hanya > 1 % (Odum, 1993)

Proses yang terlibat dalam pengubahan Energi dalam ekosistem : proses

• Piramida energi mampu memberikan gambaran paling akurat tentang

aliran energi dalam ekosistem

• Pada piramida energi terjadi penurunan sejumlah energi berturut-turut

yang tersedia di tiap tingkat trofik.

Berkurangnya energi yang terjadi di setiap trofik terjadi karena hal-hal berikut:

1) Hanya sejumlah makanan tertentu yang ditangkap dan dimakan oleh tingkat trofik selanjutnya.

2) Beberapa makanan yang dimakan tidak bisa dicerna dan dikeluarkan sebagai sampah.

3) Hanya sebagian makanan yang dicerna menjadi bagian dari tubuh organisme, sedangkan sisanya digunakan sebagai sumber energi

metabolisme, aliran Energi, dan siklus biogeokimia. Hasil dari kegiatan metabolisme adalah pertumbuhan dan penambahan biomassa dan penimbunan biomassa yg disebut produksi. Produksi selama periode waktu tertentu disebut produktivitas.

Setiap ekosistem atau komunitas atau bagian-bagian lain dalam organisasi mahluk hidup memiliki produktivitas.

Kecepatan energi matahari yang diubah oleh tumbuhan hijau menjadi energi kimia dikenal sebagai produktivitas primer.

Kategori Produktivitas Primer

1. Produktivitas primer kotor yaitu kecepatan total fotosintesis, mencakup banyaknya bahan organik yang digunakan dalam respirasi atau pernafasan selama periode pengukuran. Ini disebut juga fotosintesis total atau asimilasi total

2. Produktivitas primer bersih yaitu kecepatan penyimpanan bahan organik dalam jaringan tumbuhan sebagai kelebihan bahan organik yang sebagian telah dipakai untuk respirasi tumbuhan selama proses pengukuran. Ini disebut juga fotosintesis yang kelihatan atau asimilasi bersih

Produktivitas primer bersih memiliki kegunaan yang sangat penting untuk memahami sebuah ekosistem karena hal itu dapat menggambarkan energi yang tersedia bagi seluruh komponen dalam rantai maupun jaringan makanan

Ekosistem yang memiliki produktivitas primer bersih rendah akan menyokong organisme heterotrop yang jumlahnya sedikit dibanding ekosistem yang memilki produktivitas primer bersih tinggi

Hutan evergreen memiiliki produktivitas primer bersih tinggi dibandingkan dengan savana

Produktivitas Primer Bersih pada Beberapa Ekosistem Tropik

Jenis Ekosistem Rata-rata produktivitas primer bersih (g/m2/tahun)

Rain forest 2000 – 2200

Decidous forest 1600

Savana 700 – 900

Desert 100

Metode Pengukuran Produktivitas

Metode Panen => Mengukur produktivitas dengan memanen seluruh organ vegetasi secara periodik menurut periode waktu yang dipilih. Hasil panen kemudian dioven pada suhu 80

0 C sampai mencapai suatu bobot konstan, dan bobot ini

dinyatakan sebagai bobot kering oven (g/m 2/tahun)

Mengukur Oksigen => Sering digunakan untuk mengukur produktivitas vegetasi perairan. Menggunakan botol terang dan botol gelap

Metode Karbon Dioksida => dengan memanfaatkan gas selama fotosistesis atau pembebasannya selama respirasi yang diukur dengan analisis gas infra merah dengan memasukkan gas melalui air Ba(OH)2 dan mentitrasikannya

Metode Klorofil => hubungan antara kloofil total terhadap laju fotosintesis sebagai rasio asimilasi atau laju produksi per gram klorofil

ASAS-ASAS FAKTOR PEMBATAS

Odum (1993) :

Produktivitas primer merupakan kecepatan energi radiasi matahari yang disimpan melalui aktivitas fotosintesis dan kemosintesis oleh organisme produsen dalam bentuk bahan organik yang dapat digunakan sebagai bahan pangan

Produktivitas komunitas bersih yaitu kecepatan penyimpanan bahan organik yang tidak digunakan oleh pemakan (heterotrop) selama satu tahun atau selama musim pertumbuhan

Produktivitas sekunder yaitu kecepatan penyimpanan energi pada organisme hidup tingkat konsumen

Produktivitas perairan

HUKUM MINIMUM LEIBIG

Kebutuhan dasar untuk dapat bertahan hidup setiap organisme bervariasi tergantung spesies dan keadaan

Hukum Leibig: “Pertumbuhan tanaman tergantung kepada zat

atau senyawa yang berada dalam keadaam minimum”

Perluasan pernyataan oleh peneliti lain: “ apabila keadaan steady state yaitu energi dan materi seimbang antara input dan output “

HUKUM TOLERANSI SHELFORD

Keberadaan dan keberhasilan suatu organisme tergantung kepada kelengkapan dan keadaan yang kompleks

“ Organisme mempunyai batas maksimum dan minimum ekologi yaitu mempunyai kisaran toleransi “

Beberapa asas tambahan Hukum Shelford

1. Organisme dapat mempunyai toleransi luas untuk suatu faktor dan sempit untuk faktor lain.

2. Organisme dengan kisaran toleransi luas untuk semua faktor penyebarannya sangat luas.

3. Keadaan tidak optimum untuk suatu faktor dapat mempengaruhi toleransi terhadap faktor lainnya.

4. Organisme di alam banyak yang hidup dalam keadaan tidak optimum dan selalu dipengaruhi oleh beberapa faktor sekaligus.

5. Umumnya periode reproduksi (embrio, kecambah, larva) peka terhadap faktor fisik

Perbandingan Batas Toleransi Nisbi dari suatu Organisma

Min Max Max Min

Optimum

Optimum

Optimum

Stenothermal/

oligothermal

Stenothermal/

Polythermal

Eurithermal

Istilah derajat toleransi

Steno = sempit Euri = luas

Contoh : Stenothermal – eurithermal temperatur Stenohaline – eurihaline kadar garam Stenocious – euricious pemilihan habitat

Daur Biogeokimia

Rangkaian perubahan bentuk unsur-unsur kimia yang melibatkan komponen-komponen biotik dan abiotik dari ekosistem

Daur Unsur Kimia dalam Ekosistem

1. Proses biologis dan geologis mengubah unsur-unsur kimia dari bentuk organik dan anorganik

2. Kecepatan dekomposisi bahan organik menentukan kecepatan pendauran unsur

3. Pendauran unsur sangat dikendalikan oleh tanaman

1. Proses biologis dan geologis mengubah unsur-unsur kimia dari bentuk organik dan anorganik Model umum dari daur kimia.

Terdapat 4 kelompok utama unsur kimia dan proses-proses yang mengubahnya.

Kelompok utama disifatkan oleh bentuk unsur (organik atau anorganik) dan ketersediaannya bagi mahluk hidup.

Tipe Siklus Biogeokimia:

1. Siklus gas (C, N, S) 2. Siklus padatan/sedimen 3. Sklus air (hidrologi)

Air yang di tahan oleh tajuk dialirkan : • Batang (stem flow) • Yang jatuh langsung dari tajuk atau penetesan dari daun dan cabang disebut air lolos (through fall) • Yang tertahan oleh tajuk kemudian diuapkan kembali ke udara disebut air intersepsi. • Infiltrasi peritiwa masuknya air ke dalam tanah secara vertikal dan melalui permukaan • Perkolasi yaitu peristiwa bergeraknya air ke bawah dalam profil tanah

Daur air, bukan daur Biogeokimia, karena perubahan yang terjadi adalah perubahan fisis.

Siklus Air

• Gudang air di alam (samudra, danau, rawa, waduk, sungai) menguap ke udara (terevaporasi) membentuk awan dan turun ke bumi dalam bentuk hujan (presipitasi).

• Butir air hujan ditahan oleh tajuk ( mengurangi resiko gangguan terhadap pori tanah), sehingga aliran permukaan akan terkendali

• Aliran permukaan yaitu air yang mengalir di atas permukaan tanah