KONSEP EKOSISTEM

PENGERTIANEkosistem suatu sistem di alam yang mengandung komponen hayati

(organisme) dan komponen non-hayati (abiotik), dimana di antara kedua komponen tersebut terjadi hubungan timbal balik untuk mempertukarkan zat-zat yang perlu untuk mempertahankan kehidupan.

• Biocoenosis Komponen Biotik• Geocoenosis Komponen Abiotik• Biogeocoenosis EKOSISTEM (Geobiocoenosis)

Merupakan satuan fungsional dasar ekologi, karena mencakup organisme dan lingkungan abiotik yang saling berinteraksi.

Pencetus istilah ekosistem adalah A.G. Tansley pada tahun 1935 seorang ekolog Inggris.

KOMPONEN EKOSITEM1. Dari segi “trophic level”

a. Autotrofik: organisme yang mampu mensistesis makanannya sendiri yang berupa bahan organik dari bahan-bahan anorganik sederhana dengan bantuan sinar matahari dan dan zat hijau daun.

b. Heterotrofik: organisme yang sumber makannya diperoleh dari bahan-bahan organik yang dibentuk oleh komponen autotrof ik.

KOMPONEN EKOSITEM2. Dari segi penyusunnya (struktur)

a. Komponen abiotik: komponen fisik dan kimia seperti tanah, air, udara, sinar matahari, dll yang merupakan medium untuk berlangsungnya kehidupan.

b. Produsen: organisme autotrofik, umumnya tumbuhan berklorofil, yang mampu mensisntesis makanannya sendiri dari bahan anorganik

c. Konsumen: organisme heterotrofik.

d. Pengurai: organisme heterotrofik yang menguraikan bahan organik yang berasal dari organisme mati, menyerap sebagian hasil penguraian tersebut dan melepas bahan-bahan yang sederhana yang dapat dipakai oleh produsen.

STRUKTUR EKOSISTEM

CAHAYA MATAHARI

EKOSISTEM

TUMBUHAN

HERBIVORA

KARNIVORA

DEKOMPOSER

AIR

TANAH

UDARA

KOMPONEN BIOTIK KOMPONEN ABIOTIK

KOMPONEN EKOSITEM3. Untuk tujuan deskriptif:

a. Bahan-bahan organik (C, N, CO2, H2O, dll)

b. Senyawa organik (protein, lemak, karbohidrat, dll)

c. Iklim (suhu dan faktor fisik lainnya)

d. Produser

e. Konsumer makro (“phagotroph”): organisme heterotrofik, umumnya hewan) yang memakan organisme lain atau bahan organik.

f. Konsumer makro (saprotroph, osmotroph): organisme heterotrofik, umumnya jamur dan bakteri, yang menghancurkan bahan organik mati, menyerap sebagian hasil perombakannya, dan membebaskan bahan organik yang berguna bagi produser.

Organisme heterotrofik dapat juga dibedakan ke dalam:

1. Biophage: organisme yang mengkonsumsi organisme lainnya.

2. Saprophage: organisme pengurai bahan-bahan organik yang telah mati.

Dari segi fungsional, suatu ekosistem sebaiknya dianalisis menurut:

3. Aliran energi4. Rantai pangan5. Pola keanekaragaman dalam ruang dan waktu6. Siklus nutrien7. Pengembangan dan evolusi8. Kontrol (sibernetik)

Konsumer dapat dibedakan ke dalam:

1. Konsumer I (konsumer primer): hewan-hewan herbivora yang makanannya bergantung pada produser (tumbuhan hijau), contoh: insekta, rodentia, kelinci, dll (ekositem daratan), mollusca, crustaceae, dll (ekosistem aquatik).

2. Konsumer II (konsumer sekunder): karnivora dan omnivora yang memakan herbivora, contoh: burung gagak, rubah, kucing, ular, dll.

3. Konsumer III (konsumer tertier): karnivora dan omnivora, misal singa, harimau, dll. Disebut juga top-konsumer.

4. Parasit, scavenger, dan saproba.

1. Perbedaan kondisi iklim (hutan hujan, hutan musim, hutan savana)

2. Perbedaan letak dari permukaan laut, topografi dam formasi geologik (zonasi pada pegunungan, lereng pegunungan yang curam, lembah sungai)

3. Perbedaan kondisi tanah dan air tanah (pasir, lempung, basah, kering)

FAKTOR PENYEBAB PERBEDAAN EKOSISTEM

Berdasarkan proses terjadinya:a. Ekosistem alam: laut, sungai, hutan alam, danau alam, dll.b. Ekosistem buatan: sawah, kebun, hutan tanaman, tambak, dll.

Secara umum ada dua tipe ekositem:c. Ekosistem terestis:

Ekosistem hutan Ekosistem padang rumput Ekosistem gurun Ekosistem anthropogen (sawah, kebun, dll)

b. Ekosistem aquatik: Ekosistem air tawar: kolam, danau, sungai, dll. Ekosistem lautan

Ukuran ekosistem bervariasi dari sebesar kultur dalam botol di laboratorium, seluas danau, sungai, lautan, sampai biosfir ini.

MACAM DAN UKURAN EKOSISTEM

Hutan Alam

Hutan Alam Savana

Padang Rumput

EKOSISTEM LAUT

EKOSISTEM PANTAI

EKOSISTEM DANAU

EKOSISTEM KOLAM

1. Penerimaan energi radiasi2. Pembuatan bahan-bahan organik dari bahan anorganik oleh

produser3. Pemanfaatan produser oleh konsumer dan lebih jauh lagi

pada bahan-bahan terkonsumsi.4. Perombakan bahan-bahan organik dari organisme yang mati

oleh dekomposer kedalam bentuk anorganik sederhana untuk penggunaan ulang oleh produser.

TAHAP-TAHAP DASAR OPERASI PADA EKOSISTEM

Niche: peranan suatu makhluk hidup dalam suatu habitat.

Habitat: tempat hidup organisme.

Ekologi Niche peran total dari suatu spesies dalam komunitas.

Ekologi niche mencakup spesies organisme, faktor lingkungan, areal tempat hidup, spesialisasi dari populasi spesies dalam suatu komunitas.

EKOLOGI NICHE

Energi : Kemampuan untuk melakukan kerjaBentuk energi yang berperan penting pada makhluk hidup:

energi mekanik, kimia, radiasi, dan panasPerilaku energi di alam mengikuti Hukum Thermodinamika

Hukum Thermodinamika I :Energi dapat diubah dari suatu bentuk ke bentuk

lainnya, tetapi energi tidak pernah dapat diciptakan atau dimusnahkan

Hukum Thermodinamika II :Setiap terjadi bentuk perubahan bentuk dari energi,

pasti terjadi degradasi energi dari bentuk energi yang terpusat menjadi bentuk energi yang terpencar atau karena berbagai energi selalu memancar menjadi panas, tidak ada transformasi secara spontan dari suatu bentuk energi menjadi energi potensial berlangsung dengan efisien 100% .

ENERGI DALAM EKOSISTEM

Pengertian: Pengalihan energi dari sumberdaya dalam tumbuhan melalui sederetan organisme yang makan dan yang dimakan

Semakin pendek rantai pangan semakin besar energi yang dapat disimpan dalam bentuk tubuh organisme diujung rantai pangan.Rantai pangan terdiri atas 3 tipe :1. Rantai Pemangsa

berawal dari hewan kecil sebagai mata rantai pertama ke hewan yang lebih besar & berakhir pada hewan terbesar dimana landasan permulaan adalah tumbuhan sebagai produsen

RANTAI PANGAN

Dalam suatu ekosistem, rantai-rantai pangan berkaitan satu sama lain membentuk suatu jaring pangan (food web)

• Dalam suatu ekosistem dikenal adanya tingkat tropik dari suatu kelompok organisme

• Berbagai organisme yang memperoleh sumber makanan melalui langkah sama tingkat tropik sama

• Tingkat Topik :Tumbuhan Hijau : Tingkat Tropik IHerbivora : Tingkat Tropik IIKarnivora : Tingkat Tropik IIIKarnivora Sekunder : Tingkat Tropik IV

2. Rantai Parasitberawal dari organisme besar ke organisme kecil

3. Rantai Saprofitberawal dari organisme mati ke mikroorganisme, dikenal sebagai rantai pangan Detritus

RANTAI PANGAN

RANTAI PANGA

N

JARING-JARING PANGAN

Ukuran individu menentukan besarnya metabolisme suatu organisasiFenomena interaksi antara rantai-rantai makanan & hubungan metabolisme dengan ukuran organisme menyebabkan berbagai komunitas mempunyai struktur tropik tertentuPiramida ekologi dapat menggambarkan struktur & fungsi tropik. Ada 3 tipe piramida ekologi :1. Piramida Jumlah Individu

Mengambarkan jumlah individu dalam produser & konsumer suatu ekosistem.

2. Piramida BiomassaMenggambarkan biomassa dalam setiap tingkat tropik.

3. Piramida EnergiMenggambarkan besar energi pada setiap tingkat tropik. Semakin tinggi tingkat tropik, semakin efisien dalam penggunaan energi

STRUKTUR TROPIK & PIRAMIDA EKOLOGI

PIRAMIDA EKOLOGI

Produktivitas Primer :Kecepatan penyimpanan energi potensial oleh organisme produsen melalui proses fotosintesis dalam bentuk bahan-bahan organik yang dapat digunakan sebagai bahan pangan.Unit satuannya : - Ash Free Dry Weight (Kal/Ha/th)

- Dry weight (Ton/Ha/th)

Produktivitas Primer dibagi 2 macam :1. Produktivitas primer kotor

Kecepatan total fotosintesis, mencakup pula bahan organik yang dipakai untuk respirasi selama pengukuran. Istilah ini sama dengan Asimilasi Total.

2. Produksi primer bersihKecepatan penyimpanan bahan-bahan organik yang dipakai untuk respirasi oleh tumbuh-tumbuhan selama pengukuran. Istilah ini sama dengan Asimilasi Bersih

PRODUKTIVITAS

Produktivitas Sekunder :Kecepatan penyimpanan energi potensial pada tingkat tropik konsumen & pengurai

Produktivitas primer kotor pada Ekosistem Akuatik

No Ekosistem Prod. Primer Kotor ( KCal/m2/th )

1.2.3.4.

Laut terbukaPesisirUpwelling ZoneEstuari & Reefs

1.000 2.000 6.000 20.000

No Ekosistem Prod. Primer Kotor ( KCal/m2/th )

1.2.3.4.5.6.7.

Gurun & tundraPadang rumputHutan lahan keringHutan koniferHutan temperate basahPertanianHutan subtropik & tropik

200 2.500 2.500 3.000 8.000 12.000 20.000

Produktivitas primer kotor pada Ekosistem Terestris

Di alam diketahui ada + 100 unsur kimia, tetapi hanya 30 – 40 unsur yang sangat diperlukan makhluk hidup.Unsur-unsur kimia, termasuk unsur utama dari protoplasma, cenderung untuk bersikulasi dalam biosfer dengan pola tertentu dari lingkungannya ke organisme & kembali lagi ke lingkungan

SIKLUS BIOGEOKIMIAPergerakan unsur-unsur dan senyawa-senyawa anorganik yang penting untuk menunjang kehidupan

SIKLUS HARAMasing-masing siklus tersebut terdiri atas 2 kompartemen atau 2 pool, yaitu :1. Reservoir pool :

besar, lambat bergerak, umumnya bukan komponen ekologi

2. Exchange/Cycling pool :kecil, tapi lebih aktif bertukar dengan cepat antara organisme dengan lingkungannya

SIKLUS BIOGEOKIMIA

Dari sudut biosfer secara keseluruhan, siklus biogeokimia terdiri atas :

1. Tipe gasreservoir adalah di atmosfer atau hidrosfer (lautan).

• misal : siklus carbon (CO2) & siklus nitrogen (N)2. Tipe sedimen

reservoir adalah kerak bumi• misal : siklus fosfor

SIKLUS KARBON & OKSIGEN

SIKLUS NITROGEN

SIKLUS POSFOR

TERIMAKASIH