740 likes | 1.11k Views
Pertemuan 1 K ontrak Pembelajaran. Tata tertib: a. Hadir kuliah minimal 75% (±12 x) b. Seluruh komponen nilai harus ada 2. Komponen nilai: a. UTS 25 % b. Praktikum 30 % c. Tugas mandiri 20 % d. UAS 25 % Jumlah 100 %. E = 0,01 – 0,80 D = 0,81 – 1,60 C = 1,61 – 2,40
E N D
Pertemuan 1 Kontrak Pembelajaran Tata tertib: a. Hadir kuliah minimal 75% (±12 x) b. Seluruh komponen nilai harus ada 2. Komponen nilai: a. UTS 25 % b. Praktikum 30 % c. Tugas mandiri 20 % d. UAS 25 % Jumlah 100 % E = 0,01 – 0,80 D = 0,81 – 1,60 C = 1,61 – 2,40 B = 2,41 – 3,20 A = 3,21 – 4,00
1. Mengapa Perlu Kuliah Ekologi -- ekologi mrp bagian kecil dr biologi -- biologi murni oleh Odum digambarkan sebagai kue lapis biologi: . Keratan dasar: - Biologi molekuler - Biologi perkembangan - Genetika - Ekologi . Keratan Taksonomi: - Bakteriologi - Ornithologi - Botani - Entomologi
I. PENDAHULUAN 2. Pengertian Ekologi Perintis: Antony van leuwenhoek (1700) - Rantai Pangan - Pengaturan Populasi Perumus: Ernest Haeckel (1869)--- Ecology Oicos = rumah Logos = study . Kajian organisme di rumahnya . Kajian hubungan organisme ataupun kelompok organisme dg lingkunganya . Hubungan timbal balik antara organisme dg lingkunganya . Kajian totalitas pola hubungan antara organisme dg lingkungannya
Odum & Cox (1971) --- Ekologi Mutakhir -- yt studi tentang struktur dan fungsi ekosistem/alam dimana manusia adalah bagian dr alam Struktur: keadaan dr sistem ekologi pd waktu dan tempat tertentu - kepadatan/kerapatan - biomassa - penyebaran materi - penyebaran energi Fungsi : menggambarkan hubungan sebab akibat yg terjadi dalam sistem
Arah ekologi: . Bagaimana alam itu bekerja . Bagaimana suatu species beradaptasi terhadap habitatnya . Bagaimana mereka mencukupi kebutuhan akan materi dan energi . Apa yg mereka butuhkan dr habitatnya untuk kelangsungan hidupnya . Bagaimana mereka berinteraksi dg species lainnya . Bagaimana individu-individu itu diatur dan berfungsi sebagai populasi---komunitas---ekosistem
3. Pembagian Ekologi Pembagian menurut keluasan objek kajian: a. Outecology -- mempelajari satu species organisme yg berinteraksi dg lingkungannya Contoh: mengkaji seluk beluk simpanse di alam bebas - siklus hidup - adaptasi - parasit dan penyakitnya - makananya - istirahatnya b. Synecology -- mengkaji berbagai kelompok organisme sbg satu kesatuan yang saling berinteraksi dlm suatu daerah tententu Pembagian menurut taksonomiya: a. Ekologi Hewan b. Ekologi Tmbuhan c. Ekologi Mikroba Pembagian menurut habitat: a. Ekologi Terestrial b. Ekologi Laut c. Ekologi Air Tawar d. Ekologi Estuarin
Pengertian Ekosistem Di alam terdapat unsur Biotik dan abiotik Kedua unsur tsb : - saling berinteraksi - saling pengaruh - arus energi - siklus materi === membentuk ekosistem=== Menurut UULH (1982) - ekosistem ialah tatanan kesatuan secara utuh menyeluruh antara segenap unsur lingkungan hidup yang saling mempengaruhi - Lingkungan hidup ialah kesatuan ruang dg semua benda, daya, keadaan dan mahluk hidup termasuk di dalamnya manusia dan perilakunya yg mempengaruhi kelangsungan perikehidupan dan kesejahteraan manusia
mth PRODUSEN Tumbuhan KONSUMEN II Karivor kecil KONSUMEN III Karnivor besar KONSUMEN I Herbovor SAMPAH ORGANIK Tumb & Hewan mati DEKOMPOSISI Oleh mikroba -- humus BAHAN MINERAL Siap diserap oleh tumbuhan MINERALISASI Oleh Mikroba-- mineral Siklus materi Aliran energi
2. Struktur Ekosistem Odum (1976): Struktur ekosistem terdiri atas: - komponen biotik (hayati) - komponen abiotik (nir hayati) Berdasarkan fungsinya komponen ekosistem terdiri atas: • Autotrofik Autos = sendiri Trophicos = menyediakan makanan ialah organisme yg mampu menyediakan/mensintesis makanannya sendiri yg berupa bahan2 organik dg bantuan energei matahari dan klorofil Contoh: semua tumbuhan berklorofil b. Heterotrofik Heteros = berbeda ialah organisme yg mampu memanfaatkan bahan2 organik yg telah disintesis oleh organisme lain sbg bahan makanannya Contoh: - hewan dan manusia - jamur - bakteri • Abiotik - tanah - air - udara
Berdasarkan penyusunnya, komponen ekosistem terdiri atas: • Komponen biotik 1. Produsen -- semua organisme autotrofik 2. Konsumen (makrokonsumen, Biophage) -- semua organisme heterotrofik a. Herbivora (konsumen I) pemakan produsen langsung contoh: - belalang - kelinci - kambing b. Karnivora (Konsumen II) hewan pemakan herbivora c. Omnivora hewan pemakan segala jenis makanan 3. Dekomposer (mikrokonsumen, Saprophage) -- Oragnisme heterotrofik yg mampu menguraikan ikatan senyawa kompleks dr mahluk hidup mati dan dr proses itu diserap energi serta dilepaskan zat2 sederhana yg akan dimanfaatkan oleh produsen
b. Komponen abiotik (nir hayati) 1. Tanah dan batuan - sifat fisik tanah spt tekstur, porositas, kapasitas menahan air - sifat kimia tanah spt pH dan kandungan unsur hara 2. Iklim - suhu - kelembaban - angin - kandungan gas/partikel 3. Air - kecerahan - pH - kandungan unsur hara
Bila mengeksploitasi, memanipulasi ekosistem hrs memandang seluruh komponen dan peranan masing2 komponen tsb dlm sistem, krn: • Ekosistem mrp konsep sentral dlm ekologi • Ekosistem mrp satu kesatuan dlm ekologi • Dialam ini tidak ada satu komponenpun yg tidak berguna === shg akan terjadi keselarasan, keserasian dan keseimbangan dlm ekosistem
3. Batas dan ukuran ekosistem Perbedaan ukuran ekosistem ditentukan oleh: . Jumlah jenis produsen . Jumlah jenis konsumen . Jumlah keragaman mikroorganisme . Jumlah dan macam komponen abiotik . Kompleksitas interaksi antar komponen . Berbagai proses yg berjalan dlm ekosistem
Contoh ekosistem: Ekosistem Kolam, terdiri atas komponen: a. Abiotik yt bahan2 anorganik H2O, CO2, O2, K, P, N, Ca, humus dll. • Produsen yt tumbuhan yg terapung dg akar pd dasar kolam fitoplankton yg terapung dipermukaan air dan tersebar secara vertikal sampai kedalaman yg dpt ditembus cahaya mth • Konsumen konsuumen primer (Kons I) misalnya zooplankton konsumen sekunder, misalnya udang2an, larva serangga • Dekomposer yt mikroorganisme (bakteri, jamur) yg tdpt pd perbatasan antara air dan dasar kolam
4. Produksi dan Dekomposisi Produksi : ialah pemasukan dan penyimpanan energi dlm ekosistem - Produksi primer pemindahan energi chy mth menjadi energi kimia - Produksi sekunder penyimpanan energi kimia oleh hewan dan mikroba - Produktivitas primer kotor seluruh hasil produktivitas primer sebelum digunakan untuk respirasi oleh produsen - Produktivitas primer bersih produktivitas primer kotor dikurangi rspirasi Proses produksi dilakukan dg fotosintesis atau kemosintesis
Reaksi umum fotosintesis: Klorofil 6CO2 + 6H2O ------- C6H12O6 + O2 chy mth Dalam sintesis ada 2 macam: • Fotosintesis, oleh tumbuhan berklorofil • Kemosintesis, oleh bakteri anaerob Maka reaksinya: CO2 + 2H2A ------ CH2O + H2O + 2A Oksidasinya: 2H2A -------- 4H + 2A Reduksinya: 4H + CO2 ----- CH2O + H2O A = oksigen bagi tumbuhan berklorofil sulfur bagi bakteri sulur Contoh: Chlorobacteriaceae Thiorhodaceae
Pada tumbuhan berkhlorofil,reduktannya adalah air (H2O) Pada bakteri kemosintetik, reduktannya adalah senyawa anorganik spt H2S Reaksi umum respirasi: • Respirasi aerob oksigen C6H12O6 + 6O2 ----- 6CO2 + 6H2O + E b. Respirasi anaerob-oksigen C6H12O6 + 6A2 ----- 6CO2 + 6H2A + E • Fermentasi respirasi anaerob dg oksidan berasal dr senyawa organik
Dekomposisi: Ialah proses penguraian jasad hidup yg telah mati oleh dekomposer (pengurai) • dr proses dekomposisi didapatkan transformasi energi untuk keperluan hidup dekomposer • Dekomposisi melibatkan berbagai jenis mahluk hidup Urutannya: 1. Pembentukan butiran kecil contoh: rayap dan cacing 2. Produksi humus contoh: jamur 3. Mineralisasi humus menjadi unsur hara contoh: bakteri
5. Habitat dan Niche (Relung) Habitat --- tempat hidup organisme --- alamat organisme Contoh: kodok dewasa --- di darat kodok berudru/telur --- di air ikan mas --- di air tawar ikan paus --- di air laut
Niche (Relung) : • Posisi atau status organisme dlm suatu komunitas atau ekosistem ttt yg mrp akibat dr adaptasi struktural, tanggap fisiologis serta perilaku spesifik organisme • Ditentukan oleh habitat dan fungsi yg dikerjakan oleh organisme • Mrp profesi organisme dlm habitatnya misal: - dlm mencari nutrisi/energi - kecepatan metabolismenya - pertumbuhanya - reproduksinya - pengaruhnya pd organisme lain - peranannya dlm mempengaruhi ekosistem Bila suatu habitat dihuni oleh 2 jneis hewan yg punya niche yg sama, maka akan terjadi: • Kompetisi • Memperlebar niche shg hewan tsb menjadi generalis
6. Resilience dan Homeostatis Ekosistem mampu memelihara dan mengatur diri, sebab ada kemampuan untuk: 1. Resilience (kelentingan) suatu daya untuk kembali ke stabilan semula apabila mengalami gangguan contoh: analisislah kelentingan ekosistem hutan 2. Homeostatis kemampuan ekosistem dlm menahan berbagai perubahan shg tetap berada dlm keadaan seimbang mekanismenya: . Mengatur penyimpanan bahan2 . Pertumbuhan organisme dan produksi . Dekomposisi bahan2 organik . Pelepasan unsur hara Contoh: analisislah homeostatis sungai, hutan, mangrove Namun: EKOSISTEM MEMILIKI BATAS HOMEOSTATIS DAN RECILIENCE TERTENTU
7. Carrying Capacity (Daya Dukung) jumlah individu yg dpt didukung oleh suatu habitat tertentu. mrp batas atas dr pertumbuhan populasi yg tak dpt ditunjang lagi oleh sarana, sumberdaya dan lingkungan yg ada. contoh: jumlah kijang pd padang rumput Habitat yg mempunyai DDL tinggi adalah lahan pertanian, yg ditandai dg: - tanah datar dan landai - tanah subur - suhu tinggi
Karena DDL terbatas, maka organisme teradaptasi dg melaksanakan strategi hidup: • Strategi R melakukan pertumbuhan populasi sangat cepat 2. Strategi K pertumbuhan populasi seimbang dg DDL Populasi DDL dN/dt = rN r = kecepatan pertumbuhan populasi K = DDL t = waktu waktu Populasi DDL dN/dt = rN(1-N/K) waktu
KONSEP EKOSISTEM Ilmu tidak akan bermakna bila tidak dimanfaatkan dan dikembangkan Terima kasih atas perhatiannya... Wassalam….. Junki_sudiana@yahoo.co.id junki_sudiana@yahoo.co.id HOME
1. Hukum Thermodinamika Energi ialah kemampuan untuk melakukan pekerjaan: - bernafas - belajar - berjalan - metabolisme Hukum: 1) Energi dpt dirubah dr satu bentuk ke bentuk energi lain akan tetapi energi tidak dpt diciptakan/dimusnahkan Contoh: * Energi cahaya dp dirubah menjadi : - energi panas - energi potensial sbg makanan * Oksidasi glukosa menjadi CO2 dan H2O - reaksi langsung (pembakaran) C6H12O6 + 6O2 ----- 6H2O + 6CO2 + 673 kcal - reaksi bertahap (fermentasi) C6H12O6 ------ 2C2H5OH + 2CO2 + 18 kcal 2C2H5OH + 6O2 ------ 6H2O + 4CO2 + 655 kcal C6H12O6 + 6O2 ------ 6H2O + 6CO2 + 673 kcal Hukum thermodinamika I disebut pula : - Hukum kekekalan energi - Hukum konstanta jumlah (Constans Heat Sums)
2) Setiap terjadi perubahan bentuk energi pasti terjadi degradasi energi dr bentuk energi terpusat menjadi energi bentuk terpencar Contoh: Benda panas akan memencarkan energinya ke daerah yg bersuhu rendah ---- Tidak ada transformasi energi yg efisiesn 100% Contoh: Penggunaan energi chy mth dlm fotosintesis Jumlah energi mth = 2 cal/cm2/menit = 13 x 1023 cal/m2/thn = 15,3 cal/m2/thn dr sejumlah itu: * 57% dihamburkan ke atmosfer dan diserap oleh debu dan penguapan air * 35% untuk memanaskan air * 8% mengenai tumbuhan: 10 – 15 % dipantulkan 5 % ditransmisikan 80-85 % diserap tumbuhan 2 % (0,5-3,5 %) untuk fotosintesis
2.Produktivitas Ekosistem Terjadi krn adanya aliran energi dan siklus materi --- pertumbuhan organisme --- laju produksi materi organik penting krn menggambarkan : - efisiensi ekosistem - perbaikan produksi ekosistem binaan Satuan yg digunakan : - satuan biomassa berat kering, jumlah individu, kcal - satuan luas m2, ha - satuan waktu hari, tahun contoh: gr/m2/hari
Metode Pengukuran Produktivitas Primer 1. Metode Panen - berdasarkan berat pertumbuhan dr organisme yg dinyatakan dlm luas dan periode waktu - biasanya untuk mengukur prod. Primer bersih - cocok untuk pertanian, sedangkan untuk ekosistem alami tidak cocok 2. Metode Penentuan Oksigen - O2 adalah hasil samping fotosintesis, sebagian O2 digunakan pula oleh tumbuhan tapi masih banyak yg dilepaskan ke ekosistem - cocok untuk ekosistem perairan - menggunakan botol gelap dan botol terang === jumlah O2 hasil fotosintesis adalah O2 dlm botol terang ditambah jumlah O2 yg dipakai respirasi dlm botol gelap===
3. Metode Penentuan CO2 - Fotosintesis membutuhkan CO2 Proses respirasi hrs diperhitungkan pula - Cocok untuk ekosistem daratan Bisa untuk satu organ daun, pohon, dan komunitas - Menggunakan kontainer gelap dan terang Udara keluar/masuk ke dlm kedua kontainer tsb dipantau konsentrasi CO2 nya === CO2 yg dipakai fotosintesis adalah CO2 yg dihasilkan dlm kontainer gelap ditambah jumlah CO2 yg dipakai dlm kontainer teranng
Pengelompokan katagori produktivitas: • Tidak produktif Contoh: - Ekosistem laut terbuka dan padang pasir (< 0,1 gr/m2/hari) • Medium Contoh: - Ekosistem padang rumput semi arid - Pantai laut - Danau dangkal - Hutan tanah kering (1 – 10 gr/m2/hari) • Sangat Produktif Contoh: - Ekosistem estuarin - Ekosistem Corral Reef - Ekosistem hutan lembab - Ekosistem pertanian intensif (10 – 20 gr/m2/hari)
3. Rantai Pangan yt pengalihan energi dr sumbernya ke dalam tumbuhan, kemudian melalui sederetan organisme yg makan dan dimakan Semakin pendek rantai pangan, maka: - semakin dekat jarak antara organisme pd permulaan dan ujung rantai - semakin besar energi yg dpt disimpan dlm bentuk tubuh organisme di ujung akhir rantai - semakin besar energi yg hilang menjadi panas dlm proses respirasinya
Rantai pangan pokok: - Rantai pemangsa dimulai dr hewan kecil (rantai 1) kpd hewan yg lebih besar dan berakhir pd hewan terbesar - Rantai parasit dimulai dr organisme besar kpd organisme kecil yg hidup sbg parasit - Rantai sprofit berjalan dr organisme mati ke jasad renik ==Rantai ini tidak berjalan sendiri-sendiri tapi salig terkait membentuk jaring-jaring pangan
Tingkat Trofik - kedudukan organisme dlm status trofiknya - organisme yg memperoleh sumber makanan melalui langkah yg sama dianggap termasuk tingkat trofik yg sama Contoh: I. Tumbuhan hijau II. Herbivor III. Karnivor IV. Karnivor sekunder
4. Struktur Trofik dan Piramida Ekologi Mrp gambaran ekosistem berdasarkan fenomena interaksi antara rantai-rantai makanan serta hubungan metabolisme dg ukuran organisme Setiap ekosistem mempunyai struktur tofik yg berbeda-beda Struktur trofik dan fungsi trofik dlm ekosistem bila digambarkan akan membentuk piramida shg disebut piramida ekologi Struktur trofik dpt diukur dan dipertelakan dg: - jumlah organisme - biomassa persatuan luas - energi yg ditambat persatuan luas/waktu Maka ada 3 macam piramida ekologi yt: 1. Piramida Jumlah 2. Piramida Biomassa - berdasarkan bobot kerring (gr/m2) 3. Piraida Energi didasarkan pada: - energi yg dipakai organisme pd tingkat trofik - peran aktif organisme dlm transfer energi
KONSEP ENERGI DALAM EKOSISTEM Ilmu tidak akan bermakna bila tidak dimanfaatkan dan dikembangkan Terima kasih atas perhatiannya... Wassalam….. LINK KELUD Junki_sudiana@yahoo.co.id junki_sudiana@yahoo.co.id HOME
Hukum Minimum Liebig Pelopor: Justus von Liebig (1840) (ahli Kimia Jerman) -- Hasil panen dibatasi oleh nutrisi yg diperlukan dlm jumlah kecil dan bukan ditentukan oleh nutrisi yg diperlukan dlm jumlah besar JADI, ada faktor penentu yg membatasi produktivitas HUKUM MINIMUM Pertumbuhan tergantung kpd sejumlah bahan nutrisi yg berada dlm jumlah sedikit sekali Contoh: CO2 dan H2O jumlahnya banyak shg tidak membatasi Fosfor jumlahnya sedikit di alam, shg fosfor mrp faktor pembatas pertumbuhan dan reproduksi
Ketentuan: • Hukum minimum berlaku hanya dlm kondisi steady state (seimbang) Bila input + output energi + materi dr ekosistem tak seimbang maka jumlah berbagai substansi yg diperlukan akan bertabah terus ==== hukum tak berlaku • Hukum minimum hrs mempertimbangkan adanya interaksi antar faktor lingkungan Contoh: molusca akan memanfaatkan strontium sbg pengganti calsium untuk pembentukan cangkangnya
2. Hukum Toleransi Shelford Pelopor: Victor Shelford (1913) -- Suatu faktor dikatakan penting apabila faktor itu sangat mempengaruhi hidup dan perkembangan organisme krn tdp dlm batas minimum, maksimum dan optimum menurut batas2 toleransi dr mahluk hiduptsb HUKUM TOLERANSI Keadaan minimum maupun maksimum dr faktor lingkungan akan membatasi pertumbuhan organisme
Stenothermal (oligothermal) Stenothermal (polythermal) eurythermal opt opt opt Diantara dua harga ekstrim (minimum dan maksimum) ini mrp kisaran toleransi dan termasuk suatu kondisi optimum Aktivitas/pertumbuhan min max min max temperatur • Contoh: • Telur ikan Salvelinus, hidup pd kisaran temperatur 0oC – 20oC dan optimum pd 4oC, maka mrp hewan stenothermal yg toleran thdp temperatur rendah • Telur katak Rana pipiens, hidup pd kisaran temperatur 0oC – 30oC, Optimum pd 22oC, maka mrp hewan eurythermal yg tolerant thdp temperatur tinggi
Contoh lanjutan: 3) Ikan antartika Trematomus bernacchi - kisaran -2oC sampai +2oC - termasuk stenothermal - bila suhu naik ke 0oC maka laju metabolise naik bila suhu sampai 1,9oC ikan tak dpt bergerak krn lesu oleh hawa panas 4) Ikan gurun Cyprinodon macularius - kisaran 10oC – 40oC - Optimum pada 20oC - Termasuk hewan Eurythermal
Tambahan konsep toleransi: • Suatu organisme dpt tolerant thd suatu faktor lingkungan tapi tidak toleran thd faktor lingkungan lainya. contoh: Jenis A tahan terhadap suhu tapi tidak terhadap kondisi tanah • Jenis organisme yg punya kisaran toleransi yg luas untuk berbagai faktor akan menyebar secara luas • Fase reproduksi (telur, embrio) mempunyai kisaran yg sempit jika dibanding fase dewasanya • Reaksi organisme thd faktor lingkungan ttt mempunyai hubungan yg erat dg kondisi lingkungan lainnya. • Akibat kompetisi ataupun tak toleran thd suatu faktor lingkungan, maka organisme hidup pd kondisi yg tak optimum
3. Konsep Faktor Pembatas merupakan gabungan hukum minimum dan hukum toleransi Kehadiran dan keberhasilan suatu organisme tergantung pada ompleksitas faktor lingkungan Keadaan manapun yg mendekati atau melampaui batas toleransi dinamakan sbg faktor pembatas Organisme di alam dikendalikan oleh: 1. Jumlah dan keragaman materi untuk memenuhi kebutuhan minimum 2. batas2 toleransi organismenya sendiri thd keadaan materi tsb Contoh: 1)di darat O2 berlimpah dan cepat tersedia, maka bukan mrp faktor pembatas, shg dpt diabaikan 2)di perairan O2 terbatas, maka merupakan faktor pembatas shg perlu diperhatikan
Faktor fisik sbg faktor pembatas • Temperatur - Mahluk hidup hanya mampu berada pd kisaran -200oC sampai 100oC Contoh: * pd suhu rendah: organisme tahap istirahat * pd suhu tingi: bakteri dan algae - Batas atas lebih berbahaya dp batas bawah - Organisme perairan mempunyai batas toleransi lebih sempit dp organisme daratan - Ritme temperatur, sinar dan kelembaban akan mengatur kegiatan musiman ataupun harian dp organisme - Yang penting dlm ekologi ialah variabilitas temperatur – bukan temperatur konstan * Organisme cenderung tertekan, terhambat atau diperlambat oleh temperatur konstan Contoh: 1) Codling moth, telur dan larva/pupanya berkembang 7-8% lebih cepat dibawah keadaan temperatur yg berbeda-beda dp temperatur konstan walaupun harga rata-ratanya sama (Shelford, 1929) 2) Telur belalang 38,6% dan nymphanya 12% lebih cepat berkembang pd temperatur yg berbeda-beda dp temperatur konstan (Parker, 1930)
2. Radiasi – sinar - Radiasi terdiri dr gelombang elektromagnetik dg kisaran panjang gelombang yg lebar * sinar panjang gelombang pendek 3.000 – 3.900oA * sinar tampak 3.900 – 7.600oA * sinar gelombang panjang >7600 – 10.000oA - Yang penting dlm ekologi: 1. Kualitas sinar (panjang gelombang) 2. Intensitas 3. Lama penyinaran Fitoplankton laut Volume Diatomae pantai 10 20 30 40 50 60 70 80 90 Intensitas sinar (gr kal/cm2/jam)
KONSEP FAKTOR PEMBATAS Ilmu tidak akan bermakna bila tidak dimanfaatkan dan dikembangkan Terima kasih atas perhatiannya... Wassalam….. Junki_sudiana@yahoo.co.id junki_sudiana@yahoo.co.id HOME