EKOSISTEM

1. EKOSISTEM Aditya Pusparajasa, S.Si

2. EKOLOGI • ilmu yang mempelajari baik interaksi antar makhluk hidup maupun interaksi antara makhluk hidup dan lingkungannya • Komponen penyusun ekologi : • Faktor biotik • makhluk hidup yang terdiri dari manusia, hewan, tumbuhan, dan mikroba • Faktor abiotik • suhu, air, kelembapan, cahaya, dan topografi

3. FAKTOR BIOTIK • Faktorbiotikadalahfaktorhidup yang meliputisemuamakhlukhidupdibumi, baiktumbuhanmaupunhewan. • Dalamekosistem, tumbuhanberperansebagaiprodusen, hewanberperansebagaikonsumen, danmikroorganismeberperansebagaidekomposer. • Faktorbiotikjugameliputitingkatan-tingkatanorganisme yang meliputiindividu, populasi, komunitas, ekosistem, danbiosfer. • Tingkatan-tingkatanorganismemakhlukhiduptersebutdalamekosistemakansalingberinteraksi, salingmempengaruhimembentuksuatusistem yangmenunjukkankesatuan.

4. Tingkatan-tingkatan organisme

5. Individu • Individumerupakanorganismetunggalseperti : seekortikus, seekorkucing, sebatangpohonjambu, sebatangpohonkelapa, danseorangmanusia. • Penyesuaian diri makhluk hidup dengan lingkungan disebutadaptasi • Macam-macamadaptasimakhlukhidupterhadaplingkungannya, yaitu: • adaptasimorfologi, • penyesuaianbentuktubuhuntukkelangsunganhidupnya • Contoh : gigi-gigi khusus, moncong, paruh, daun, akar • adaptasifisiologi, • penyesuaianfungsifisiologitubuhuntukmempertahankanhidupnya • Contoh : kelenjar bau, kantong tinta, mimikri pada kadal • adaptasitingkahlaku • adaptasi yang didasarkanpadatingkahlaku • Contoh : pura-pura tidur atau mati, migrasi

6. Populasi • Kumpulan individu sejenis yang hidup padasuatu daerah tertentudan waktu tertentu • Ukuran populasi berubah sepanjang waktu dan perubahan ukuran dalam populasi ini disebut dinamika populasi • Karakteristik populasi antara lain : • kepadatan (densitas), • laju kelahiran (natalitas) • laju kematian (mortalitas) • potensi biotik, • penyebaran umur • bentuk pertumbuhan

7. Dinamika populasi dapat juga disebabkan oleh : • Imigrasi • perpindahan satu atau lebih organisme kedaerah lain atau peristiwa didatanginya suatu daerah oleh satu atau lebih organisme; didaerah yang didatangi sudah terdapat kelompok dari jenisnya • Emigrasi • peristiwa ditinggalkannya suatu daerah oleh satu atau lebihorganisme, sehingga populasi akan menurun.

8. Komunitas • Merupakan kumpulan dari berbagai populasi yang hidup pada suatu waktu dan daerah tertentu yang saling berinteraksi dan mempengaruhi satu sama lain. • Komunitas memiliki derajat keterpaduan yang lebih kompleks bila dibandingkan dengan individu dan populasi. • Dalam komunitas, semua organisme merupakan bagian dari komunitas dan antara komponennya saling berhubungan melalui keragaman interaksinya.

9. Ekosistem • Antara komunitas dan lingkungannya selalu terjadi interaksi  menciptakan kesatuan ekologi yang disebut ekosistem. • Komponen penyusun ekosistem adalah produsen (tumbuhan hijau), konsumen (herbivora, karnivora, dan omnivora), dan dekomposer/pengurai (mikroorganisme).

10. Contoh komponen biotik

11. FAKTOR ABIOTIK • Faktorabiotikfaktortakhidup yang meliputifaktorfisikdankimia. • Faktorabiotikutama yang mempengaruhiekosistemadalah : • Suhu • Suhuberpengaruhterhadapekosistemkarenasuhumerupakansyarat yang diperlukanorganismeuntukhidup. • Sinarmatahari • Sinarmataharimempengaruhiekosistemsecara global karenamataharimenentukansuhu. • Sinarmataharijugamerupakanunsur vital yang dibutuhkanolehtumbuhansebagaiprodusenuntukberfotosintesis. • Air • Air berpengaruhterhadapekosistemkarena air dibutuhkanuntukkelangsunganhiduporganisme.

12. Tanah • Tanah merupakantempathidupbagiorganismedanmenyediakanunsur-unsurpentingbagipertumbuhanorganisme, terutamatumbuhan. • Ketinggian • Ketinggiantempatmenentukanjenisorganisme yang hidupditempattersebut, karenaketinggian yang berbedaakanmenghasilkankondisifisikdankimia yang berbeda • Angin • Anginselainberperandalammenentukankelembapanjugaberperandalampenyebaranbijitumbuhantertentu. • Garislintang • Garislintang yang berbedamenunjukkankondisilingkungan yang berbeda pula  menyebabkanperbedaandistribusiorganismedipermukaanbumi

13. Contoh komponen abiotik Air, yang sangat diperlukan Oleh makhluk hidup Tanah, yang berasal dari pelapukan batuan

14. INTERAKSI • Interaksiantarorganisme • Interaksiantarorganismedapatdikategorikansebagai : • Netral • Predasi • Parasitisme • Komensalisme • Mutualisme • Interaksiantar-populasi : • Alelopati • Kompetisi • Interaksiantarkomunitas • Interaksiantarakomponenbiotikdanabiotik

15. Contoh simbiosis Simbiosis mutualisme antara ganggang hijau biru dan Jamur membentuk lumut kerak Simbiosis komensalisme antara kerang dan paus Simbiosis parasitisme antara Kutu rambut dan kulit kepala

16. PERANAN KOMPONEN EKOSISTEM DALAM ALIRAN ENERGI DAN DAUR BIOGEOKIMIA • Energi dan materi mengalir melalui berbagai komponen ekosistem. • Perbedaan utama antara aliran energi dengan aliran materi : • Energi mengalir di dalam ekosistem berasal dari luar (matahari), sedangkan materi berasal dari lingkungan abiotik • Aliran energi dapat mengalami reduksi di sepanjang lintasannya, sedangkan aliran materi berjalan membentuk suatu daur materi

17. A. Peran Komponen Ekosistem dalam Aliran Energi • Cahaya matahari merupakan sumber energi utama kehidupan. Tumbuhan berklorofil memanfaatkan cahaya matahari untuk berfotosintesis. • Golongan organisme autotrof merupakan makanan penting bagi organisme heterotrof.

18. Aliran Energi • Aliranenergimerupakanrangkaianurutanpemindahanbentukenergisatukebentukenergi yang laindimulaidarisinarmataharilalukeprodusen, konsumen primer, konsumentingkattinggi, sampaikesaprobadidalamtanah. Siklusiniberlangsungdalamekosistem. • Produsermerupakanmakhlukhidup yang mampumenangkapenergimatahariuntukkegiatanfotosintesissehinggadapatmenghasilkanmateriorganik yang berasaldarimaterianorganik. • Bumimendapatkanpasokanenergidarimataharisebanyak 1022 Joule tetapihanyasekitar 1 % yang dapatdiperolehprodusendandiubahmenjadienergikimiamelaluifotosintesis • Reaksikeseimbanganantarafotosintesisdenganrespirasi : fotosintesis 6CO2 + 6 H2O C6H12O6 + 6 O2 respirasi PPB = PPK – RS

19. Konsumermerupakanmakhlukhidup yang memperolehenergidalambentukmateriorganik. • Berdasarkantingkattrofiknya (dalamhalpemenuhankebutuhanmakanan), konsumerdibedakanatas : • Konsumer primeratauherbivor • Konsumersekunderataukarnivor • Konsumertersierataukarnivorpuncak • Omnivor(pengecualian) • Dekomposermerupakanmakhlukhidup yang memperolehmakanannyadengancaramenguraikansenyawa-senyawaorganik yang berasaldarimakhlukhidup yang sudahmati. • Dekomposerberperanmengembalikanmaterikelingkunganabiotikdandigunakankembaliolehtumbuhanhijau

20. Dalamsuatuekosistem, terdapatprodusen, konsumen, dekomposer, dandetrivor Contoh dekomposer, yaitujamur Contoh produsen,yaitu rumput Contoh konsumen, yaitu zebra Contoh detrivor, yaitukutu kayu Contoh konsumen, yaitu laba-labadan gurita

21. Rantai Makanan dan Jaring-jaring Makanan • Rantaimakananadalahpengalihanenergidarisumbernyadalamtumbuhanmelaluisederetanorganisme yang makandan yang dimakan. • Contohsebuahrantaimakananini: daunberwarnahijau (Produsen) ulat (Konsumen I) ayam (Konsumen II) musang (Konsumen III) macan (Konsumen IV/Puncak). • Sebagianbesarekosistemmemperolehenergisecaralangsungdarimataharitetapidetritivormemperolehenergidarimaterimakhlukhidup yang telahmati. • Rantaimakanandetritus: bakteridanjamur (dekomposer) remukan/hancuranbahan (detritus) dimakanoleh cacingtanah, rayap, belatung (detritivor).

22. Aliran energi dalam rantai makanan

23. Tigamacamrantaipokok, yaiturantaipemangsa, rantaiparasit, danrantaisaprofit : • RantaiPemangsaRantaipemangsalandasanutamanyaadalahtumbuhanhijausebagaiprodusen. Rantaipemangsadimulaidarihewan yang bersifatherbivorasebagaikonsumen I, dilanjutkandenganhewankarnivora yang memangsaherbivorasebagaikonsumen ke-2 danberakhirpadahewanpemangsakarnivoramaupunherbivorasebagaikonsumen ke-3. • RantaiParasitRantaiparasitdimulaidariorganismebesarhinggaorganisme yang hidupsebagaiparasit. Contohorganismeparasitantara lain cacing, bakteri, danbenalu. • RantaiSaprofitRantaisaprofitdimulaidariorganismematikejasadpengurai. Misalnyajamurdanbakteri. Rantai-rantaidiatastidakberdirisendiritapisalingberkaitansatudenganlainnyasehinggamembentuk faring-faring makanan.

24. Contoh rantai makanan Kadal(konsumen sekunder) Burung elang (konsumen tertier) Rumput (produsen) Belalang (konsumen primer)

25. Jaring-jaring makanan merupakan hubungan yang saling bersambungan antar komponen rantai makanan.

26. Contoh jaring-jaring makanan

27. Piramida Ekologi • Aliranenergidalamekosistemdapatdiperlihatkanmelaluirantaimakanandanjaring-jaringmakanan, tetapiuntukmengetahuijumlahenergidariberbagaitingkattrofikdapatdipelihatkanmelaluipiramidaekologi. • Terdiriatas : • Piramidaenergi • Piramidajumlah • Piramidabiomassa

28. Piramida energi • Energidapatdiartikansebagaikemampuanuntukmelakukankerja. Energidiperolehorganismedarimakanan yang dikonsumsinyadandipergunakanuntukaktivitashidupnya. • Keseluruhanenergidalamsebuahekosistemdapatdiukurdenganbeberapacara, yaitu : • Energi total padatingkattrofikproduserdapatdiukurdengancaramembakarnya (kaloriatauenergipanasdaripembakaransamadenganenergi yang terkandungpadamateriorganikproduser • Menentukanprosentaseenergi (denganmengukur rata-rata fotosintesisdenganrespirasisertamenghitungjumlahenergi yang terperangkapdidalammaterihidupproduser)

29. Sekitar 90 % energi hilang selama mengalir dari satu tingkat trofik ke tingkat trofik berikutnya yang lebih tinggi dan hanya 10 % yang dapat dimanfaatkan. Hal ini karena : • Hanya sejumlah makanan tertentu yang ditangkap dan dimakan oleh tingkat trofik selanjutnya. • Beberapa makanan yang dimakan tidak bisa dicernakan dan dikeluarkan sebagai sampah • Hanya sebagian makanan yang dicerna menjadi bagian dari tubuh organisme, sedangkan sisanya digunakan sebagai sumber energi.

30. Piramida jumlah • Dengan cara menghitung jumlah makhluk hidup pada setiap tingkat trofik. • Dalam kenyataannya, pengukuran jumlah energi dengan cara menghitung jumlah makhluk hidup mempunyai kelemahan, hal ini disebabkan perbedaan ukuran makhluk hidup.

31. Piramida biomassa • Biomassaadalahukuranberatmaterihidupdiwaktutertentu. • Biomassaadalahukuranberatmaterihidupdiwaktutertentu. Untukmengukurbiomassaditiaptingkattrofikmaka rata-rata beratorganismeditiaptingkatharusdiukurkemudianbarulahjumlahorganismeditiaptingkatdiperkirakan. • Piramidabiomassaberfungsimenggambarkanperpaduanmassaseluruhorganismedi habitat tertentu, dandiukurdalam gram. • Piramidabiomassamasihmemilikibeberapakelamahan, yaitubeberapamakhlukhidupmemilikikecenderunganuntukmengumpulkanbiomassapadaperiodewaktulebihpanjang, sedangkan yang lainnyatidak.

32. Piramida ekologi Piramida energi Piramida biomassa Piramida jumlah

33. B. Peran Komponen Ekosistem dalam Daur Biogeokimia • Siklus biogeokimia atau siklus organik-anorganik adalah siklus unsur atau senyawa kimia yang mengalir dari komponen abiotik ke biotik dan kembali lagi ke komponen abiotik. Siklus unsur-unsur tersebut tidak hanya melalui organisme, tetapi juga melibatkan reaksi-reaksi kimia dalam lingkungan abiotik sehingga disebut siklus biogeokimia.

34. Daur karbon dan oksigen • Di ekosistem air, pertukaran CO2 dengan atmosfer berjalan secara tidak langsung. • Karbon dioksida berikatan dengan air membentuk asam karbonat yang akan terurai menjadi ion bikarbonat. • Bikarbonat adalah sumber karbon bagi alga yang memproduksi makanan untuk diri mereka sendiri dan organisme heterotrof lain. • Sebaliknya, saat organisme air berespirasi, CO2 yang mereka keluarkan menjadi bikarbonat. Jumlah bikarbonat dalam air adalah seimbang dengan jumlah CO2 di air.

35. Daur karbon dan oksigen

36. Daur air • Air merupakan alat transpor utama bagi pemindahan zat dalam beberapa daur biogeokimia. • Molekul air sangat penting bagi kehidupan, misalnya dalam proses fotosintesis dan beberapa reaksi metabolik di dalam tubuh makhluk hidup. • Di atmosfer, air tersedia dalam bentuk uap air dan uap air berasal dari proses evaporasi (penguapan) di laut. Selain itu, juga dari evaporasi permukaan daun tumbuhan yang disebut transpirasi.

37. Daur air

38. Daur nitrogen • Gas nitrogen banyakterdapatdiatmosfer, yaitu 80% dariudara. Nitrogen bebasdapatditambat/difiksasiterutamaolehtumbuhan yang berbintilakar (misalnyajenispolongan) danbeberapajenisganggang, sertadapatbereaksidenganhidrogenatauoksigendenganbantuankilat/ petir. • Tumbuhanmemperoleh nitrogen daridalamtanahberupaamonia (NH3), ion nitrit (N02-), dan ion nitrat (N03-). • Beberapabakteri yang dapatmenambat nitrogen terdapatpadaakarLegumdanakartumbuhan lain, misalnyaMarsiellacrenata.Selainitu, terdapatbakteridalamtanah yang dapatmengikat nitrogen secaralangsung, yakniAzetobacter sp. yang bersifataerobdanClostridium sp. yang bersifatanaerob. Nostoc sp. danAnabaena sp. (ganggangbiru) jugamampumenambat nitrogen.

39. Nitrogen yang diikat biasanya dalam bentuk amonia. Amonia diperoleh dari hasil penguraian jaringan yang mati oleh bakteri. • Amonia ini akan dinitrifikasi oleh bakteri nitrit, yaitu Nitrosomonas dan Nitrosococcus sehingga menghasilkan nitrat yang akan diserap oleh akar tumbuhan. • Selanjutnya oleh bakteri denitrifikan, nitrat diubah menjadi amonia kembali, dan amonia diubah menjadi nitrogen yang dilepaskan ke udara. Dengan cara ini siklus nitrogen akan berulang dalam ekosistem.

40. Daur nitrogen

41. Daur fosfor • Di alam, fosforterdapatdalamduabentuk, yaitusenyawafosfatorganik (padatumbuhandanhewan) dansenyawafosfatanorganik (pada air dantanah). • Fosfatorganikdarihewandantumbuhan yang matidiuraikanolehdekomposer (pengurai) menjadifosfatanorganik. • Fosfatanorganik yang terlarutdi air tanahatau air lautakanterkikisdanmengendapdisedimenlaut. • Fosfatdaribatudanfosilterkikisdanmembentukfosfatanorganikterlarutdi air tanahdanlaut. • Fosfatanorganikinikemudianakandiserapolehakartumbuhanlagi. Siklusiniberulangterusmenerus.

42. Daur fosfor

43. SUKSESI ALAMI DALAM EKOSISTEM • Suksesipenggantiansecaraalamiantarasatukomunitasdengankomunitaslainnya yang didominasiolehspesies yang berbeda • Suksesi terjadi sebagai akibat dari modifikasi lingkungan fisik dalam komunitas atau ekosistem. Proses suksesi berakhir dengan sebuah komunitas atau ekosistem klimaks atau telah tercapai keadaan seimbang (homeostatis). • Tahap –tahapSuksesi • Kolonisasisuatubentukataupendudukanataupenguasaan habitat olehmakhlukhidup • Modifikasi tempat pengubahan sifat-sifat tempat (habitat) yang dilakukan oleh koloni makhluk hidup

44. Suksesi primer • Terjadi jika komunitas asal terganggu secara total sehingga terbentuk komunitas baru yang terdiri atas jenis makhluk hidup yang berbeda dengan jenis makhluk hidup komunitas asal. • Terdiri atas 3 tahap, yaitu : • Tahap pioner merupakan tahap permulaan terbentuknya batu karang, liken, tumbuhan kecil menahun (liken), dan tumbuhan menahun (rumput). Kelompok makhluk hidup yang mampu bertahan hidup pada tahap ini disebut komunitas pionir, sedangkan makhluk hidupnya disebut makhluk hidup pionir. • Tahap pertengahan menggantikan tahap pioner, terdiri atas terbentuknya rumput , semak, dan pohon yang tidak tahan naungan

45. Komunitas klimaks merupakan akhir dari serangkaian proses suksesi yang relatif stabil, tahan lama, jenis makhluk hidupnya lebih banyak dan didalamnya berlangsung berbagai interaksi antaranggota komunitas. Komunitas ini menggantikan tahap pertengahan, terdiri atas terbentuknya pohon yang tahan naungan. Ciri-ciri komunitas ini, yaitu : • Mampu menyokong kehidupan seluruh spesies yang hidup di dalamnya • Mengandung lebih banyak makhluk hidup dan macam bentuk interaksi dibandingkan komunitas suksesional • Contoh yang terdapat di Indonesia adalah terbentuknya suksesi di Gunung Krakatau yang pernah meletus pada tahun 1883.

46. Di daerah bekas letusan gunung Krakatau mula-mula muncul pioner berupa lumut kerak (liken) serta tumbuhan lumut yang tahan terhadap penyinaran matahari dan kekeringanmelapuk membentuk tanah sederhana  mengundang pengurai membuat tanah menjadi subur  biji yang datang dari luar daerah dapat tumbuh dengan subur dan tumbuh rumput yang tahan kekeringan, serta tumbuhan herba pun tumbuh menggantikan tanaman pioner dengan menaunginya  membuat pionir menjadi tidak subur  rumput dan belukar mengadakan pelapukan lahan  diuraikan oleh jamur  semak tumbuh dan dominan pohon mendesak tumbuhan belukar  hutan.

47. Suksesi sekunder • Terjadi jika suatu gangguan terhadap suatu komunitas tidak bersifat merusak total terhadap komunitas tersebut sehingga masih terdapat kehidupan/substrat seperti sebelumnya. • Proses suksesi sekunder dimulai lagi dari tahap awal tetapi tidak dari komunitas pionir. • Gangguan berasal dari peristiwa alami (angin, topan, erosi, banjir, kebakaran, pohon besar yang tumbang, aktivitas vulkanik, dan kekeringan hutan) atau akibat kegiatan manusia (pembukaan areal hutan). • Proses dan laju suksesi bergantung dengan faktor lingkungan  letak lintang, iklim, dan tanah • Contoh komunitas yang menimbulkan suksesi di Indonesia antara lain tegalan-tegalan, padang alang-alang, belukar bekas ladang, dan kebun karet yang ditinggalkan tak terurus.

48. Suksesi Suksesi primer di kepulauanvulkanik Suksesi sekunder dapat Terjadi setelah kebakaran Suksesi rawa menjadi daratanmerupakan contoh komunitas klimaks

49. Tipe-tipe Ekosistem • Ekosistem terestrial • Ekosistem akuatik

50. Ekosistem terestrial • Ekosistem terestrial (darat)  tipe ekosistem yang sebagian besar lingkungan fisiknya berupa daratan. • Penyebaran ekosistem terestrial berhubungan dengan temperatur dan curah hujan. • Ekosistem ini memiliki bagian daerah yang luas dengan habitat dan komunitas tertentu bioma • Macam-macam bioma : • Bioma hutan musim (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). • Hewan yang terdapat dalam bioma ini antara lain rusa, beruang, rubah, bajing, burung pelatuk, dan rakoon (sebangsa luwak)