2 ekologi hutan-ekosistem - · pdf file(tumbuhan hijau). contoh: insekta, rodentia, kelinci,...

1

ONRIZALONRIZALDept. Dept. KehutananKehutanan FP USUFP USU

Onrizal Ekosistem 2

Pengantar

• A.G. Tansley, seorang ekolog Inggeris pada tahun 1935

• Ekosistem?– suatu sistem di alam yang mengandung

komponen hayati (organisme atau biotik) dan komponen non-hayati (abiotik), dimana antara kedua komponen tersebut terjadi hubungan timbal balik untuk mempertahankan kehidupan

Onrizal Ekosistem 3

Pengantar

• Ekositem satuan dasar fungsional dalam ekologi, karena ekosistem mencakup organisme (komunitas-komunitas) biotik dan lingkungan abiotik yang saling berinteraksi

Onrizal Ekosistem 4

Pengantar

• Fungsi utama ekosistem di dalam pandangan ekologi adalah penekanan hubungan wajib, ketergantungan, dan hubungan sebab-akibat, yakni perangkaian komponen-komponen untuk membentuk satuan-satuan fungsional

Onrizal Ekosistem 5

Pengantar

Padanan kata dalam berbagai pustaka:• Biocoenosis = komponen biotik• Geocoenosis = komponen abiotik• Biogeocoenosis/geobiocoenosis =

ekosistem

Onrizal Ekosistem 6

Komponen Ekosistem

Suatu ekosistem disusun oleh Suatu ekosistem disusun oleh berbagai komponen yang dapat berbagai komponen yang dapat diklasifikasikan dari beberapa diklasifikasikan dari beberapa segi, yaitusegi, yaitu::

A.A. tingkat makantingkat makan--memakan (memakan (tropic leveltropic level))B.B. penyusun penyusun ((strukturstruktur))C.C. tujuan deskriptiftujuan deskriptif

2

Onrizal Ekosistem 7

Komponen Ekosistem

A. Tingkat makan-memakan (tropic level):

1. Komponen autotrofik, 2. Komponen heterotrofik

Onrizal Ekosistem 8

Komponen Ekosistem

A. Tingkat makan-memakan (tropic level):1. Komponen autotrofik,

– organisme yang mampu mensistesis makanannya sendiri yang berupa bahan organik dari bahan-bahan anorganik sederhana dengan bantuan sinar matahari dan zat hijau daun (klorofil)

Onrizal Ekosistem 9

Komponen Ekosistem

A. Tingkat makan-memakan (tropic level):2. Komponen heterotrofik

– organisme yang sumber makanannya diperoleh dari bahan-bahan organik yang dibentuk oleh komponen autotrofik, menyusun kembali dan menguraikan bahan-bahan organik kompleks yang telah mati kedalam senyawa anorganik sederhana

Onrizal Ekosistem 10

Komponen Ekosistem

B. Penyusun (stuktur):1. Komponen abiotik2. Produsen 3. Konsumen4. Pengurai


Komponen Ekosistem

B. Penyusun (stuktur):1. Komponen abiotik yaitu komponen fisik dan

kimia, seperti tanah, air, udara, sinar matahari, dan lain-lain yang merupakan medium untuk berlangsungnya kehidupan.

2. Produsen yaitu organisme autotrofik, umumnya adalah tumbuhan berklorofil yang mampu mensistesis makanannya sendiri dari bahan anorganik.


Komponen Ekosistem

B. Penyusun (stuktur):3. Konsumen yaitu organisme heterotrofik4. Pengurai yaitu 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

3


Komponen Ekosistem

C. Tujuan deskriptif:1. Bahan-bahan anorganik (C, N, CO2,

H2O, dan lainnya)2. Senyawa organik (protein, lemak,

karbohidrat, dan lainnya)3. Iklim (suhu, dan faktor fisik lainnya)4. Produsen


Komponen Ekosistem

C. Tujuan deskriptif:5. Konsumer makro (phagotroph yaitu organisme

heterotrofik, umumnya hewan) yang memakan organisme lain atau bahan organik

6. Konsumer mikro (saprotroph, osmotroph) yaitu organisme heterotrofik, umumnya jamur dan bakteri, yang menghancurkan bahan organik mati, menyerap sebagian hasil perombakannya, dan membebaskan bahan-bahan anorganik sederhana yang berguna bagi produser

Mana yang merupakan komponen biotik dan abiotik?


Komponen Ekosistem

Organisme heterotrofik dapat jugadibedakan menjadi:Biophage, yaitu organisme yang mengkonsumsi organisme lainnya.Saprophage, yaitu organisme pengurai bahan-bahan organik yang telah mati


Komponen Ekosistem

Dari segi fungsional, suatu ekosistem sebaiknya dianalisis menurut:

1. Aliran energi2. Rantai pangan3. Pola keanekaragaman dalam ruang dan waktu4. Siklus hara5. Pengembangan dan evolusi6. Kontrol (sibernetik)


Komponen Ekosistem

Konsumer juga dapat dibedakan menjadi:1. Konsumer I (konsumer primer) 2. Konsumer II (konsumer sekunder) 3. Konsumer III (konsumer tersier)4. Parasit, scavenger, dan saproba


Komponen Ekosistem

Konsumer juga dapat dibedakan menjadi:Konsumer I (konsumer primer) hewan-hewan herbivora yang makanannya bergantung pada produsen (tumbuhan hijau). Contoh: insekta, rodentia, kelinci, sapi, dan lainnya (pada ekosistem daratan), moluska, krustacea, dan lainnya (pada ekosistem akuatik)

4


Komponen Ekosistem

Konsumer juga dapat dibedakan menjadi:Konsumer II (konsumer sekunder) karnivora dan omnivora yang memakan herbivora. Contoh: burung gagak, rubah, kucing, ular, dan lainnya


Komponen Ekosistem

Konsumer juga dapat dibedakan menjadi:Konsumer III (konsumer tersier)karnivora dan omnivora, misal singa, harimau, dan lainnya yang disebut juga Top Konsumer.Parasit, scavenger, dan saproba


Komponen Ekosistem

Konsumer juga dapat dibedakan menjadi:Konsumer I (konsumer primer) hewan-hewan herbivora yang makanannya bergantung pada produsen (tumbuhan hijau). Contoh: insekta, rodentia, kelinci, sapi, dan lainnya (pada ekosistem daratan), moluska, krustacea, dan lainnya (pada ekosistem akuatik)Konsumer II (konsumer sekunder) karnivora dan omnivora yang memakan herbivora. Contoh: burung gagak, rubah, kucing, ular, dan lainnyaKonsumer III (konsumer tersier)karnivora dan omnivora, misal singa, harimau, dan lainnya yang disebut juga Top Konsumer.Parasit, scavenger, dan saproba


Faktor Penyebab Perbedaan Ekosistem


Faktor Penyebab Perbedaan Ekosistem

Perbedaan kondisi iklim (hutan hujan, hutan musim, hutan savana)Perbedaan letak dari permukaan laut, topografi, dan formasi geologik (zonasi pada pegunungan, lereng pegunungan yang curam, lembah sungai)Perbedaan kondisi tanah dan air tanah (pasir, lempung, basah, kering)


Macam dan Ukuran Ekosistem

Berdasarkan proses terjadinya, ekosistemmenjadi dua macam:Ekosistem alamlaut, sungai, hutan alam, danau alam, dan lainnyaEkosistem buatansawah, kebun, hutan tanaman, tambak, bendungan (misalnya waduk Jatiluhur), dan lainnya

5


Macam dan Ukuran Ekosistem

Ukuran ekosistem bervariasi:sebesar kultur dalam botol di laboratorium, seluas danau, sepanjang sungai, seluas lautan sampai seukuran biosfir ini


Tipe Ekosistem

Ekosistem terestris (daratan)Ekosistem akuatik (perairan)


Tipe Ekosistem

Ekosistem terestris (daratan)Ekosistem hutanEkosistem padang rumputEkosistem gurunEkosistem anthropogen atau buatan (sawah, kebun, dan lainnya)


Tipe Ekosistem

Ekosistem akuatik (perairan)Ekosistem air tawar, misalnya kolam, danau, sungai, dan lainnyaEkosistem lautan


Tahap-tahap Dasar Operasionalpada Ekosistem1. Penerimaan energi radiasi2. Pembuatan bahan-bahan organik dari bahan

anorganik oleh produser3. Pemanfaatan produser oleh konsumer dan

lebih jauh lagi pada bahan-bahan terkonsumsi4. Perombakan bahan-bahan organik dari

organisme yang mati oleh dekomposer (pengurai) kedalam bentuk anorganik sederhana untuk penggunaan ulang oleh produser


Ekologi Niche (Relung)

NicheNiche (relung) adalah peranan suatu makhluk hidup dalam suatu habitat. HHabitatabitat adalah tempat hidup organisme. EEkologi nichekologi niche??peran total dari suatu jenis (spesies) dalam komunitas. Ekologi nicheEkologi niche mencakup jenis organisme, faktor lingkungan, areal tempat tumbuh, spesialisasi dari populasi jenis dalam suatu ekosistem

6

Onrizal Ekosistem 31 Onrizal Ekosistem 32

Beberapa hal penting tentangenergi dalam ekosistem:

Energi adalah kemampuan untuk melakukan kerjaBentuk energi yang berperan penting pada makhluk hidup adalah energi mekanik, kimia, radiasi dan panasPerilaku energi di alam mengikuti Hukum Thermodinamika



Hukum Thermodinamika:Hukum Thermidinamika IEnergi dapat diubah dari suatu bentuk ke bentuk lainnya, tetapi energi tidak pernah dapat diciptakan atau dimusnahkan



Hukum Thermodinamika:Hukum termodinamika IISetiap terjadi perubahan bentuk energi pasti terjadi degradasi energi dari bentuk energi yang terpusat menjadi bentuk energi yang terpencar atau karena berbagai energi selalu memencar menjadi panas, tidak ada transformasi secara spontan dari suatu bentuk energi menjadi energi potensial berlangsung dengan efisiensi 100%.



Hukum Thermodinamika:Hukum termodinamika IIMisal: 57% energi surya diserap atmosfir, dan 35% disebarkan untuk memanaskan air dan daratan. Dari sekitar 8% energi surya yang mengenani permukaan tumbuhan, 10 – 15% dipantulkan, 5% ditansmit, 80 – 85% diserap, dan ± 2% (0,5 – 3,5%) dari total energi cahaya digunakan dalam fotosistesis serta sisanya dirobah menjadi bentuk panas

Ekosistem 36Onrizal

GambarGambar: : Diagram aliran energi dalam ekosistemDiagram aliran energi dalam ekosistem

7

Ekosistem 37Onrizal

Rantai Pangan

Rantai pangan: pengalihan energi dari sumberdaya dalam tumbuhan melalui sederatan organisme yang makan dan dimakan.

Ekosistem 38Onrizal

Rantai Pangan

Semakin pendek rantai pangan semakin besar energi yang dapat disimpan dalam bentuk tubuh organisme di ujung rantai pangan

Ekosistem 39Onrizal

Rantai Pangan: Tipe

Rantai pemangsaRantai parasitRantai saprofit/dedritus

Ekosistem 40Onrizal

Rantai Pangan: Tipe

Rantai pemangsadimulai dari hewan kecil sebagai mata rantai pertama ke hewan yang lebih besar dan berakhir pada hewan terbesar dimana landasan permulaan adalah tumbuhan sebagai produser.

Ekosistem 41Onrizal

Rantai Pangan: Tipe

Rantai parasitberawal dari organisme besar ke organisme kecil.Rantai saprofit/dedritusbearawal dari organisme mati ke mikroorganisme.

Ekosistem 42Onrizal

Rantai Pangan: Tingkat Tropik

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

8

Ekosistem 43Onrizal


Komponen-komponen organisme dalam suatu ekosistem biasanya dikelompokkan ke dalam tingkat tropik (tropic level) yang terdiri atas suatu kelompok organisme.

Ekosistem 44Onrizal


Berbagai organisme yang memperoleh sumber makanan melalui langkah yang sama dianggap termasuk pada tingkat tropik yang sama

Ekosistem 45Onrizal


Berdasarkan tingkat tropik, organismedalam ekosistem dikelompokkanmenjadi:Tumbuhan hijau : tingkat tropik IHerbivora : tingkat tropik IIKarnivora : tingkat tropik IIIKarnivora sekunder : tingkat tropik IV

Ekosistem 46Onrizal

Struktur Tropik & Piramida Ekologi

Ukuran individu menentukan besarnya metabolisme suatu organisme.

Semakin kecil ukuran organisme, semakin besar metabolisme per gram biomassa. Oleh karena itu, semakin kecil organisme semakin kecil biomassa yang dapat ditunjang pada suatu tingkat tropik dalam ekosistemnya

Ekosistem 47Onrizal


Fenomenan interaksi antara rantai-rantai makanan dan hubungan metabolisme dengan ukuran organisme menyebabkan berbagai komunitas mempunyai struktur tropik tertentu

Ekosistem 48Onrizal


Struktur tropik dapat diukur dan dipertelakan, baik dengan biomassa per satuan luas maupun dengan banyaknya energi yang ditambat per satuan luas per satuan waktu pada tingkat tropik yang berurutan

9

Ekosistem 49Onrizal


Piramida ekologiPiramida ekologi dapat menggambarkan struktur dan fungsi tropikTipe-tipe piramida ekologi:

Piramida jumlah individuPiramida biomassaPiramida energi

Ekosistem 50Onrizal


Tipe-tipe piramida ekologi:Piramida jumlah individumenggambarkan jumlah individu dalam produser dan konsumer suatu ekosistemPiramida biomassamenggambarkan biomassa dalam setiap tingkat tropikPiramida energimenggambarkan besarnya energi pada setiap tingkat tropik. Semakin tinggi tingkat tropik, semakin efisien dalam penggunaan energi

Ekosistem 51Onrizal

Produktivitas

Produktivitas primerProduktivitas primerkecepatan penyimpanan energi potensial oleh organisme produsen melalui proses fotosistesis dalam bentuk bahan-bahan organik yang dapat digunakan sebagai bahan pangan. PProduktivitas sekunderroduktivitas sekunderkecepatan penyimpanan energi potensial pada tingkat tropik konsumer dan pengurai

Ekosistem 52Onrizal

Produktivitas Primer

Produktivitas primer kotorProduktivitas primer kotor (gross primary production)kecepatan total fotosistesis, mencakup pula bahan organik yang dipakai untuk respirasi selama pengukuran. Istilah ini sama dengan asimilasi totalProduktivitas primer bersihProduktivitas primer bersih (net primary production)kecepatan penyimpanan bahan-bahan organik dalam jaringan tumbuhan sebagai kelebihan bahan yang dipakai untuk respirasi oleh tumbuh-tumbuhan selama pengukuran. Istilah ini sama dengan asimilasi bersih

Ekosistem 53Onrizal

Produktivitas

Dapat diukur berdasarkan:kalorikalori atau dikenal juga dengan ash free dry weight (berat kering bebas abu) yang dinyatakan dalam satuan kalori per satuan luas per satuan waktu, misalnya kalori per hektar per tahunbiomassabiomassa (biasanya berupa berat kering) yang dinyatakan dalam satuan biomassa per satuan luas per satuan waktu, misalnya ton per hektar per tahun

Ekosistem 54Onrizal

Jumlah bahan organik yang diproduksi oleh organisme per satuan unit area pada suatu saatBiomassa menunjukkan net productionBiomass production rate laju akumulasi biomassa dalam kurun waktu tertentuBiomassa dinyatakan dalam (a) berat kering (dry weight)(b) berat kering bebas abu (ash free dry weight)

Biomassa

10

Ekosistem 55Onrizal

Energicahaya

ProduksiPrimer Kotor

Respirasi

ProduksiPrimer Bersih

Dalam setiap transfer energi dari tanaman ke tingkat tropik yang berbeda, 90 % hilang sebagai panas

Efisiensi energi rasio antara aliran energi di setiap titik/tahap yang berbeda sepanjang rantai makanan (%)

Aliran energi

Ekosistem 56Onrizal

Gross Ecological Effisiency (GEE) rasio kalori mangsa yang dikonsumsi pemangsa terhadap kalori makanan yang dikonsumsi mangsa

Ekosistem 57Onrizal

Produktivitas: Contoh NPPProduksi bersih per unit area

(gram kering per m2 per tahun) Ekosistem Luas, (106 km2)

Kisaran Nilai Tengah Danau dan sungai 2 100-1500 500 Rawa dan payau 2 800-4000 2000 Hutan tropis 20 1000-5000 2000 Hutan temperate 18 600-2500 1300 Hutan boreal 12 400-2000 800 Woodland & shrubland 7 200-1200 600 Savana 15 200-2000 700 Padang rumput temperate 9 150-1500 500 Tundra dan alpine 8 10-400 140 Semak gurun pasir 18 10-250 70 Gurun pasir ekstrim, batu dan es 24 0-10 3 Lahan pertanian 14 100-4000 650 Total lahan 149 ... 730 Lautan terbuka 332 2-400 125 Dasar benua 27 200-600 350 Alga dan pesisir 2 500-4000 2000 Total lautan 361 ... 155 Total bumi 510 ... 320

Whittaker, 1970Whittaker, 1970

Ekosistem 58Onrizal

Siklus Biogeokimia & Hara

Telah diketahui ada sekitar 100 unsur kimia di duniahanya 30 – 40% unsur yang sangat diperlukan oleh makhluk hidup.

Unsur-unsur kimia, termasuk unsur utama dari protoplasma, cenderung untuk bersirkulasi dalam biosfir dengan pola tertentu dari lingkungannya ke organisme dan kembali lagi ke lingkungan siklus biogeokimiasiklus biogeokimiaPergerakan unsur-unsur dan senyawa-senyawa anorganik yang penting untuk menunjang kehidupansiklus harasiklus hara

Ekosistem 59Onrizal


Kedua siklus tersebut masing-masing terdiri atas dua kompartemen atau dua pool:

Reservoir pool dengan karakter besar, lambat bergerak, umumnya bukan komponen ekologi.Exchange atau cycling pool dengan karakter kecil, tapi lebih aktif bertukar dengan cepat antara organisme dengan lingkungannya

Ekosistem 60Onrizal


Dari sudut biosfir secara keseluruhan, siklus biogeokimia terdiri atas:

Tipe gasTipe gas, dimana reservoir adalah di atmosfir atau hidrosfir (lautan), misalnya siklus karbon (CO2) dan siklus nutrien (N).Tipe sedimenTipe sedimen, dimana reservoir adalah di kerak bumi, misalnya siklus posfor (P).

11

Ekosistem 61Onrizal

Contoh Jaring Pangan, Aliran Energi &Produktivitas pada Suatu Ekosistem

Langkah pertama dalam membuat model grafis dari aliran energi dalam ekosistem adalah dengan menentukan anggota primer dari jaring pangan dan interaksi jaring pangan

Ekosistem 62Onrizal


Produser Herbivora Carnivora Spartina Prochelisia

Orchelimum Serangga herbivore lainnya

Laba-laba Passarines Capung

Alga

Uca dan Sesarma Modiolus Littorina Oligochaete Streblospio Capitella Manayunkia

Eurytium Clapper rail Raccoon

Bakteri Bakteri

Jaring pangan di rawa asin Georgia (Sumber : Teal, 1962)

Ekosistem 63Onrizal


Input berupa cahaya 600.000 kkal m2 per tahun Hilang dalam fotosintesis 563.620 kkal m2 per tahun; 93,9% Produksi kotor 36.380 ; 6,1o% cahaya yang terjadi Respirasi produser 28.173 ; 77% produksi kotor Produksi bersih 8.205 kkal m2 per tahun Respirasi bakteri 3.890 kkal m2 per tahun; 47% produksi bersih Respirasi konsumen lainnya 644 kkal m2 per tahun Energi total yang hilang oleh konsumen 4.534 kkal m2 per tahun; 55% produksi bersih Ekspor 3.671 kkal m2 per tahun; 45% produksi bersih

Jaring pangan di rawa asin Georgia (Sumber : Teal, 1962)

Ekosistem 64Onrizal


Jarin

g pa

ngan

di r

awa

asin

Geo

rgia

(Sum

ber :

Tea

l, 19

62)

2 ekologi hutan-ekosistem - · pdf file(tumbuhan hijau). contoh: insekta, rodentia, kelinci,...

Documents