materi kuliah asas dan konsep ekosistem

1

ASAS DAN KONSEP EKOSISTEM

2

KONSEP EKOSISTEM

EKOSISTEM

ARUS ENERGI

BIOTIKABIOTIK

MANUSIA

HEWAN*TUMBUHAN*

TANAH AIR

UDARA

faktor biotik

faktor abiotik

3

SISTEM EKOLOGI = EKOSISTEM (1)

Satuan yang mencakup semua organisme (“komunitas”) di dalam suatu daerah yang saling mempengaruhi dengan lingkungan fisiknya sehingga arus energi mengarah ke struktur makanan, keanekaragaman biotik, dan daur bahan yang jelas (yakni pertukaran bahan-bahan antara bagian-bagian yang hidup dan yang tidak hidup) di suatu sistem

4

SISTEM EKOLOGI=EKOSISTEM (2)

Suatu kawasan alam yang di dalamnya tercakup unsur-unsur hayati (organisme) dan

unsur-unsur non hayati (zat-zat tak hidup) serta diantara unsur-unsur tersebut terjadi

hubungan timbal balik

5

TROPHE (MAKANAN)

Komponen dalam ekosistemsebagian terpisah waktu dan

ruang

1. Autotrofik (memberi makan sendiri)2. Heterotrofik (memakan yang lainnya)

6

Autotrofik

• Pengikatan energi cahaya• Penggunaan senyawa-senyawa anorganik

sederhana• Membangun senyawa-senyawa komplek

organisme yang mampu menyediakan atau mensintesis makanannya sendiri yang berupa

bahan-bahan organik dari bahan-bahan anorganik dengan bantuan energi matahari dan klorofil (zat

hijau daun)

7

Heterotrofik (1)

• Pemakaian, pengaturan kembali, dan perombakan bahan-bahan yang kompleks

• Macam (Wiegert&Owens, 1970):1. Biofag-biofag: organisme yang makan organisme

hidup lain2. Saprofag-saprofag: organisme yang makan

bahan-bahan organik mati Memperhatikan kelambatan (lag) waktu antara

penggunaan atau pemakanan bahan hidup dan mati

8

Heterotrofik (2)

organisme yang mampu memanfaatkan hanya bahan-bahan organik sebagai bahan makanannya dan bahan tersebut disintesis dan disediakan oleh organisme lain.contoh: hewan, jamur, dll

9

KOMPONEN EKOSISTEM (1)

1. Senyawa anorganikcontoh: C, N, CO2, H20, dll

2. Senyawa-senyawa organikcontoh: protein, karbohidrat, lemak menghubungkan biotik dan abiotik

3. Resim iklimcontoh: temperatur dan faktor fisik lain

10

KOMPONEN EKOSISTEM (2)

4. produsencontoh: organisme autotrofik (sebagian besar tumbuhan hijau, yang mampu membuat makanan dari senyawa anorganik sederhana)

5. Makrokonsumen contoh: fagotrof organisme heterotrofik, terutama binatang yang mencernakan organisme lain atau butiran bahan organik

11

KOMPONEN EKOSISTEM (3)6. Mikrokonsumen

contoh: • sapotrof (pembusuk), • osmotrof (osmo=lewat selaput)• organisme heterotrofik (terutama mikroba, yang

merombak senyawa kompleks dari protoplasma mati, menghisap sebagian dari hasil perombakan, dan melepas bahan makanan organik yang dapat digunakan oleh produsen bersama-sama dengan senyawa organik, yang memberikan atau menyediakan sumber energi atau mungkin menghambat atau merangsang komponen biotik lainnya dari ekosistem)

12

Hubungan keterkaitan dan ketergantungan antar komponen ekosistem ini harus dipertahankan dalam kondisi yang stabil dan seimbang. Perubahan terhadap salah satu komponen akan mempengaruhi komponen lainnya.

13

SATUAN MAKHLUK HIDUP

1. Individu2. Populasi3. KomunitasBioma

Habitat: Tempat hidup dari satuan makhluk hidup

Biosfer

14

SEGI FUNGSIONAL EKOSISTEM

1. Sirkuit-sirkuit energi2. Rantai-rantai makanan3. Pola-pola keanekaragaman dalam waktu dan ruang4. Daur-daur makanan (biogeokimia)5. Perkembangan dan evolusi6. Pengendalian (cybernetics)

Ekosistem adalah satuan fungsional dasar dalam ekologi, karena memasukkan organisme (komunitas-komunitas) biotik dan abiotik, yang masing-masing mempengaruhi sifat yang lain dan keduanya diperlukan untuk pemeliharaan kehidupan di bumi

15

KLASIFIKASI SIRKUIT ENERGI

1. Sirkuit penggembalaanpemakaian langsung tumbuhan hidup atau bagian tumbuhan

2. Sirkuit sisa-sisa (detritus) organik• detritus (deterrere=merusak)• Pengumpulan dan pembusukan bahan-bahan

mati

16

CONTOH EKOSISTEM

* TINGKAT KOMPENSASI

Ekosistem Alami mengalami proses-proses perubahan secara alami tanpa campur tangan manusia.

EKOSISTEM

Ekosistem Binaan membutuhkan pengelolaan dan penambahan energi/materi oleh manusia agar dapat dipertahankan dalam kondisinya.

Ekosistem juga dapat dibedakan menjadi:A. Ekosistem alami, danB. Ekosistem binaan/terbangun (kota, desa, lahan

pertanian)

18

Sifat Universal Ekosistem (1)

• Ekosistem merupakan interaksi antara komponen autotrofik dengan heterotrofik.

• Ada 2 hal yang penting didalamnya, yaitu:1. Seringkali fungsi dan organisme yang menjalankan proses

interaksi , terpisahkan secara fisik, dalam arti bahwa berbagai organisme itu tersusun dalam stratifikasi

2. Fungsi dasar umumnya terpisah oleh waktu, sehingga terdapat tenggang waktu lama antara terbentuknya bahan yang diproduksi oleh organisme autotrofik dengan pemanfaatan produk tersebut oleh organisme heterotrofik

19

Sifat Universal Ekosistem (2)

20

Sifat Universal Ekosistem (3)

21

PENGENDALIAN LINGKUNGAN KIMIAWI SECARA BIOLOGI

Organisme tidak hanya menyesuaikan diri terhadap lingkungan fisik, tetapi oleh

tindakan-tindakan yang diselenggarakannya dalam ekosistem, juga menyesuaikan

lingkungan geokimia terhadap kebutuhan biologinya

22

Contoh

• Pulau karang• Komposisi kimia laut dan lumpur ditentukan

oleh kegiatan organismenya• eutrofikasi

23

PRODUKSI & DEKOMPOSISI

• Sintesis karbohidrat, lemak, protein, dan senyawa lain yang kompleks oleh tumbuhan berklorofil, merupakan proses yang rumit. Reaksi yang terjadi dalam proses fotosintesa, secara sederhana:

Karbondioksida (CO2) + Air (H20) Gula atau Karbohidrat (C6H1206) + Oksigen (O2)

24

Produktivitas Primer

Jumlah energi cahaya yang diubah menjadi energi kimia (senyawa organik) oleh autotrof

suatu ekosistem selama periode waktu tertentu

25

Produktivitas Sekunder

Laju perubahan energi kimia pada makanan yang dimakan oleh konsumen ekosistem menjadi biomassa baru mereka sendiri

26

Dekomposisi

• Dekomposisi adalah penguraian komponen bahan organik mati menjadi bahan anorganik atau organik yang lebih sederhana oleh organisme heterotrof.

• Pada beberapa ekosistem, rantai makanan dekomposer secara energetik jauh lebih penting dibandingkan dengan makanan perumput

27

HOMEOSTASIS EKOSISTEM

• Homeostasis adalah kemampuan ekosistem untuk menahan berbagai perubahan dalam sistem secara keseluruhan

• Faktor yang berpengaruh:mekanisme yang mengatur penyimpangan bahan-

bahanpelepasan hara makananpertumbuhan organisme dan produksidekomposisi bahan-bahan organik

Kegiatan di hulu, a.l. :• penebangan hutan di pegunungan konversi lahan untuk perkebunan pertambangan

Daerah muara sungai/ pesisir :• pencemaran air dan tanah

Kegiatan sepanjang sungai, a.l. :• pembangunan permukiman

Dampak di daerah hilir a.l. :• erosi banjir pencemaran

Contoh rusaknya mekanisme homeostasis

HUKUM TOLERANSI: Kehadiran, kelimpahan dan penyebaran suatu spesies dalam ekosistem ditentukan oleh tingkat ketersediaan sumber daya serta

kondisi faktor kimiawi dan fisis yang harus berada dalam kisaran yang dapat ditoleransi oleh spesies tsb.

KISARAN TOLERANSI POPULASI IKAN HIU THD. SUHU AIR SEBAGAI SALAH SATU FAKTOR LINGKUNGAN ABIOTIS:

**Berbeda dengan makhluk hidup yang lain, manusia dapat memperlebar kisaran toleransinya karena kemampuannya untuk berpikir, mengembangkan teknologi dan memanipulasi alam.

Rendah SUHU Tinggi

JUM

LAH

PO

PULA

SI

Suhu

yan

g tid

ak d

apat

dito

lera

nsi

(tida

k ad

a in

divi

du)

Suhu

yan

g tid

ak d

apat

dito

lera

nsi

(tida

k ad

a in

divi

du)

Suhu

yan

g m

enye

babk

an c

ekam

an fi

siol

ogis

(jum

lah

indi

vidu

sed

ikit)

Suhu

yan

g m

enye

babk

an c

ekam

an fi

siol

ogis

(jum

lah

indi

vidu

sed

ikit)

Kisaran suhu optimal (jumlah individu banyak)

30

KONSEP KOMUNITAS BIOTIK

• Komunitas Biotik:kumpulan populasi yang hidup dalam daerah atau habitat fisik yang telah ditentukan dan diorganisir sedemikian sehingga mempunyai sifat-sifat tambahan terhadap komponen individu dan fungsi-fungsi sebagai suatu unit melalui transformasi-transformasi metabolik yang bergandengan

• Komunitas tidak hanya mempunyai kesatuan fungsional tertentu dengan struktur trofik dan pola arus energi yang khas tetapi juga kesatuan komposisional

31

ANALISIS KOMUNITAS (2)

• Analisis komunitas di daerah geografis tertentu dari bentang darat, mengutamakan 2 pendekatan berlawanan:1. Pendekatan secara zona

penentuan komunitas sesuai perbedaan kriteria wilayah

2. Pendekatan analisis gradienmelibatkan penyusunan populasi sepanjang gradien atau sumbu lingkungan

32

APLIKASI

Aerob2

Aerator

Efluen air terolah

3

Pengendapan

Biofilter Anaerob Bersekat

Bak ekualisasi

Media: Kerikil

Influen air

limbah

1