-
7/24/2019 Topik III-Perubahan Sumberdaya Hayati Dan Lingkungan_Biologi Lingkungan
1/33
PERUBAHAN SUMBERDAYA HAYATI DAN
LINGKUNGAN
Kasus Lingkungan Pertanian
Dr. Tien Aminatun, S.Si., M.Si.
Program Studi Biologi,
Jurusan Pendidikan Biologi, FMIPA,Universitas Negeri Yogyakarta
(Disampaikan pada Kuliah Umum di UMS, 22Maret 2013)
-
7/24/2019 Topik III-Perubahan Sumberdaya Hayati Dan Lingkungan_Biologi Lingkungan
2/33
Point-point:
1
PENDAHULUAN: PENGELOMPOKAN SUMBERDAYA, KETERKAITANANTARA SUMBERDAYA ALAM, LINGKUNGAN DAN EKOSISTEM
2
PERUBAHAN: PENYEBAB DAN AKIBAT
3 KASUS PADA LINGKUNGAN PERTANIAN
4 KESIMPULAN
-
7/24/2019 Topik III-Perubahan Sumberdaya Hayati Dan Lingkungan_Biologi Lingkungan
3/33
PENGELOMPOKAN SUMBERDAYA
SUMBERDAYA
BUATAN ALAMI MANUSIA
HAYATI/BIOTIKNONHAYATI/ABIOTIK
TANAH AIR UDARA
-
7/24/2019 Topik III-Perubahan Sumberdaya Hayati Dan Lingkungan_Biologi Lingkungan
4/33
KETERKAITAN ANTARA SUMBERDAYA
ALAM, LINGKUNGAN HIDUP DAN
EKOSISTEM
-
7/24/2019 Topik III-Perubahan Sumberdaya Hayati Dan Lingkungan_Biologi Lingkungan
5/33
DEFINISI SUMBERDAYA ALAM
(UURI NO. 32 TH 2009 ttg
Perlindungan dan Pengelolaan
Lingkungan Hidup)
SUMBERDAYA ALAM adalah unsur lingkungan
hidupyang terdiri atas sumber daya hayati
dan nonhayatiyang secara keseluruhanmembentuk kesatuan ekosistem.
-
7/24/2019 Topik III-Perubahan Sumberdaya Hayati Dan Lingkungan_Biologi Lingkungan
6/33
LINGKUNGAN HIDUP adalah kesatuan ruang
dengan semua benda, daya, keadaan, danmakhluk hidup, termasuk manusia danperilakunya, yang mempengaruhi alam itusendiri, kelangsungan perikehidupan, dan
kesejahteraan manusia serta makhluk hidup lain.
Ada komponen/unsur abiotik(A), biotik (B) danSosial budaya (C/culture); ada unsur alami danbuatan (krn ada unsur manusia dan perilakunya)
-
7/24/2019 Topik III-Perubahan Sumberdaya Hayati Dan Lingkungan_Biologi Lingkungan
7/33
EKOSISTEM adalah tatanan unsur lingkungan
hidup yang merupakan kesatuan utuhmenyeluruh dan saling mempengaruhi dalam
membentuk keseimbangan, stabilitas, dan
produktivitas lingkungan hidup.
Sumberdaya alam (hayati dan non hayati)
adalah komponen Lingkungan, danmerupakan bagian dari Ekosistem
-
7/24/2019 Topik III-Perubahan Sumberdaya Hayati Dan Lingkungan_Biologi Lingkungan
8/33
Perubahan Ekosistem menurut waktu:
1. Perubahan musiman, contoh di wilayah iklimtemperate (negara 4 musim)
2. Perubahan jangka panjang (ribuan atau jutaantahun) => perubahan klimatik dan evolusioner
3. Perubahan yg tjd dlm jangka waktu 1-500 th(suksesi) => isu global climate change
4. Perubahan jangka pendek atau sangat cepat
PERUBAHAN EKOSISTEM BERARTI TELAH TERJADI PERUBAHAN
LINGKUNGAN, TETAPI PERUBAHAN LINGKUNGAN BELUM TENTU
MENYEBABKAN PERUBAHAN/KEPUNAHAN EKOSISTEM
-
7/24/2019 Topik III-Perubahan Sumberdaya Hayati Dan Lingkungan_Biologi Lingkungan
9/33
Perubahan musiman di temperate
zone:
Autumn
Perubahan ekosistem pertanian di
saat autumn
-
7/24/2019 Topik III-Perubahan Sumberdaya Hayati Dan Lingkungan_Biologi Lingkungan
10/33
Penyebab Perubahan Lingkungan:
1. ALAMI/AKTIVITAS ALAM; Erupsi Gunung Merapi, Tsunami,Gempa Bumi, Erosi, dll.
2. AKTIVITAS MANUSIA:
- Perusakan dan Pencemaran Lingkungan
- Degradasi Habitat makhluk Hidup
- Kepunahan Makhluk Hidup (Sumberdaya Hayati)
- Ketidakseimbangan dan ketidakstabilan ekosistem
- Kepunahan /Perubahan ekosistem
-
7/24/2019 Topik III-Perubahan Sumberdaya Hayati Dan Lingkungan_Biologi Lingkungan
11/33
Perubahan lingkungan berpengaruh kepada
komponen sumberdaya hayati di dalamnya
-
7/24/2019 Topik III-Perubahan Sumberdaya Hayati Dan Lingkungan_Biologi Lingkungan
12/33
-
7/24/2019 Topik III-Perubahan Sumberdaya Hayati Dan Lingkungan_Biologi Lingkungan
13/33
KASUS PADA LINGKUNGAN PERTANIAN:
Perbedaan pengelolaan ekosistem sawah
menyebabkan perbedaan pola interaksi
serangga-gulma (sumberdaya hayati)
MENGAPA LINGKUNGAN PERTANIAN
MENARIK?
MENGAPA GULMA DAN SERANGGA MENARIK ?
-
7/24/2019 Topik III-Perubahan Sumberdaya Hayati Dan Lingkungan_Biologi Lingkungan
14/33
Komponen Hayati (sbg sumberdaya hayati)
pada ekosistem sawah:- Tumbuhan: tanaman yg dibudidayakan,
tanaman yg tidak dibudidayakan (dianggap
sbg gulma)- Binatang: yang berperan positif bagi manusia
(musuh alami, polinator), yg berperan negatif
(hama)- Mikroba / dekomposer
-
7/24/2019 Topik III-Perubahan Sumberdaya Hayati Dan Lingkungan_Biologi Lingkungan
15/33
Channa, et al. (2004): Binatang (Avertebrata)
dominan penghuni ekosistem sawah adalah
serangga dan laba-laba.
Peran Laba-laba adalah musuh alami berbagai
jenis serangga hama (generalist predator)
Peran Serangga:
- Hama
- Musuh Alami hama (predator, parasitoid)
-
7/24/2019 Topik III-Perubahan Sumberdaya Hayati Dan Lingkungan_Biologi Lingkungan
16/33
Predator adalah binatang yang hidup bebas
dengan memakan atau memangsa binatang
lainnya
Parasitoid adalah serangga yang pada fase
pradewasanya memarasit serangga atau
binatang Arthropoda lain, fase dewasanya
hidup bebas, biasanya sbg polinator
-
7/24/2019 Topik III-Perubahan Sumberdaya Hayati Dan Lingkungan_Biologi Lingkungan
17/33
ADA INTERAKSI ANTAR KOMPONEN PENYUSUNEKOSISTEM:
1. INTERAKSI ABIOTIK-ABIOTIK
2. INTERAKSI ABIOTIK-BIOTIK => PERUBAHANLINGKUNGAN (HABITAT) MEMPENGARUHI
SUMBERDAYA HAYATI
3. INTERAKSI BIOTIK-BIOTIK => SIMBIOSIS
-
7/24/2019 Topik III-Perubahan Sumberdaya Hayati Dan Lingkungan_Biologi Lingkungan
18/33
INTERAKSI BIOTIK-BIOTIK PADA EKOSISTEM
SAWAH: Interaksi Serangga-Gulma
NO Interaksi yang Terjadi Keterangan
1 Serangga polinator membantu
penyerbukan bunga gulma
Serangga dan gulma sama-sama
untung (simbiosis mutualisme)
2 Serangga herbivoira memakan
(memarasit) gulma atau makan biji gulma
Serangga herbivora untung, gulma
rugi (parasitasi dan predasi)
3 Serangga karnivora (musuh alami:
predator dan parasitoid) mendapatkan
makanan dari serangga herbivora (hama
padi) yg tinggal dan makan gulma
Interaksi tjd secara tidak langsung,
serangga karnivora dan gulma
sama-sama untung
4 Serangga menggunakan gulma sbg tempatbersarang atau berlindung
Serangga untung, gulma tdkmendapatkan manfaat maupun
kerugian (simbiosis komensalisme)
Diadaptasi dari Abrahamson, 1989
-
7/24/2019 Topik III-Perubahan Sumberdaya Hayati Dan Lingkungan_Biologi Lingkungan
19/33
=> ADA POTENSI GULMA SBG PENDUKUNGPENGENDALIAN ALAMI SERANGGA HAMAOLEH MUSUH ALAMI
PERBEDAAN CARA PENGELOLAAN EKOSISTEMSAWAH OLEH MANUSIA => MENGUBAHKONDISI SUMBERDAYA HAYATI YG
MENYUSUNNYA =>PERBEDAAN POLAINTERAKSINYA => KOMPLEKSITAS EKOSISTEMSAWAH SBG AGROEKOSISTEM
-
7/24/2019 Topik III-Perubahan Sumberdaya Hayati Dan Lingkungan_Biologi Lingkungan
20/33
Literatur:
Pola tanam polikultur => lebih banyak keragamanhayati => ekosistem lebih stabil (Odum, 1998)
Pola tanam polikultur memberikan efek positif utkmengurangi populasi hama, penyakit dan gulma.Musuh alami cenderung lebih banyak pada tanaman
tumpangsari daripada tanaman tunggal (habitat mikrodan sumber pakan lebih beragam) (Reintjes, et al. ,1999)
Aplikasi pestisida lebih berdampak negatif pada musuhalami daripada serangga hama (Barbosa, 1998)
Banyak jurnal terbaru yg menyatakan bahwa polainteraksi musuh alami-hama pada pertanian organiklebih kompleks
-
7/24/2019 Topik III-Perubahan Sumberdaya Hayati Dan Lingkungan_Biologi Lingkungan
21/33
Ekosistem
Sawah di
Daerah
Penelitian
Kondisi Lingkungan
Biofisik Makro di
Daerah Penelitian:
kondisi lingkungan
hayati, iklim,
geomorfologi/
bentuklahan, tanah,hidrologi
Lingkungan
Sosekbud: kondisi
sosial ekonomi
petani dan cara
pengelolaan lahan Tipe Surjan:
ada alur dan
guludan
Tipe
lembaran:
tanpa alur
dan guludan
Pengelolaan
Organik: tanpa
bahan kimia,tidakadapenyiangan
gulma
Pengelolaan
konvensional: ada
aplikasi bahan
kima, ada
penyiangan gulma
Pengelolaan
Organik: tanpa
bahan kimia,tidak
adapenyiangan
gulma
Pengelolaan
konvensional: ada
aplikasi bahan
kima, ada
penyiangan gulma
Lingkungan
Biotik:
-
Dinamika
populasi
gulma,
- Dinamika
populasi
seranggaherbivora,-
Dinamika
populasi
serangga
karnivora
-
Kerusakan
dan performa
gulma
Analisis Data:
-
Analisis richnessdan
evenness
- Uji beda untuk sifat-sifat
tanah, dinamika populasi,
richnessdan evenness
- Uji korelasi untuk total
populasi, richnessdan
evennessantara gulma
dan serangga
-
Analisis strukturfoodweb
serangga-gulma dengan
bipartite
- Analisis deskriptif
kualtitatif pengelolaan
pola interaksi serangga-
gulma untuk upaya petani
dalam pengendalian
hayati
LingkunganAbiotik:
Faktor edafik:
tekstur, struktur,
KPK, Ca, Mg, K,
Na, kejenuhan
basa, pH, bahan
organik, N total,
P tersedia, Ktersedia, salinitasFaktor
mikroklimatik:
suhu,
kelembaban,
intensitas cahaya,
kecepatan angin
Faktor
hidrologik:
kondisi kimiawi
air sawah (nitrat,nitrit, amonia,
posfat, kalium,bahan organik),
kedalaman
Perbedaan Kondisi Lingkungan
Biofisik Mikro:
Pemodelan
pengenda-
lian hayati
yang ramah
lingkungan
pada
ekosistem
sawah
berbasis
interaksi
serangga-
gulma
Gambar 3.1. Diagram Alir Penelitian
Keterangan Gambar:
= input
= pengumpulan dan analisis data
= proses/perlakuan oleh petani
= arah alur penelitian
= output
GB. Diagram alir perbedaan cara pengelolaan menyebabkan
perbedaan komponen lingkungan hayati dalam ekosistem
Modifikasi Habitat
Perbedaan
lingkungan
Biofisik
Mikro:
-LingkunganAbiotik
- Lingkungan
Biotik: Pola
interaksi
Sawah surjan
Sawah lembaran
-
7/24/2019 Topik III-Perubahan Sumberdaya Hayati Dan Lingkungan_Biologi Lingkungan
22/33
Potensi ledakan populasi hama kepinding tanah
(Scotinophora) sudah terlihat sejak MT I pada sawah
lembaran konvensional
Gambar 4.5. Rerata kelimpahan relatif hama-hama dominan di setiap mingg
pengamatan pada MT I pada sawah lembaran organik dan konvensional
S. furcifera
19%N. lugens
10%
S. coarctata
16%
O.
chinensis
10%
L.oratorius
6%
Herbivora lain
39%
Rerata kelimpahan relatif hama-hama dominan di setiap
minggu pengamatan pada sawah lembaran organik
S. furcifera
22%
N. lugens
12%
S. coarctata
33%
O. chinensis
6%
L.oratorius
2%
Herbivora lain25%
Rerata kelimpahan relatif hama-hama dominan di setiap
minggu pengamatan pada sawah lembaran konvensional
-
7/24/2019 Topik III-Perubahan Sumberdaya Hayati Dan Lingkungan_Biologi Lingkungan
23/33
Sawah surjan organik paling tahan thd ledakan
populasi kepinding tanah
Gambar 4.6. Rerata kelimpahan relatif hama-hama dominan di setiap minggu
pengamatan pada MT II pada sawah surjan organik dan konvensional
S. furcifera
6%
S. coarctata
36%O.
chinensis
16%
L.oratorius
1%
Thrips
1%
Empoasca sp.3%
Herbivora lain
37%
Rerata kelimpahan relatif hama-hama dominan disetiap minggu pengamatan pada sawah surjan
organik
S. furcifera
12%
N. lugens
2%S. coarctata
50%
O. chinensis
10%
L.oratorius
1%
Thrips
2%
Empoasca
sp.3%
Herbivora lain
20%
Rerata kelimpahan relatif hama-hama dominan di
setiap minggu pengamatan pada sawah surjan
konvensional
Gambar 4.7. Rerata kelimpahan relatif hama-hama dominan di setiap minggu
pengamatan pada MT II pada sawah lembara n organik dan konvensional
S. furcifera
2%N. lugens
1%
S. coarctata
72%
O. chinensis
15%
Herbivora lain
10%
Rerata kelimpahan relatif hama-hama dominan di
setiap minggu pengamatan pada sawah lembaranorganik
S. furcifera
5%N. lugens
1%
S. coarctata
73%
O. chinensis
8%
L.oratorius
1%
Herbivora lain
12%
Rerata kelimpahan relatif hama-hama dominan di
setiap minggu pengamatan pada sawah lembaran
konvensional
-
7/24/2019 Topik III-Perubahan Sumberdaya Hayati Dan Lingkungan_Biologi Lingkungan
24/33
Lycosasp mjd predator dominan, kelimpahan terbesar pada
sawah surjan organik
Gambar 4.9. Rerata kelimpahan relatif predator utama di setiap minggupengamatan pada MT II pada sawah surjan organik dan konvensional
Lycosa sp.
36%
M.vittaticollis
1%T.maxillosa
1%
Paederus sp.
10%
O.nigrofasciata
7%
Coccinellidae
11%
A.femina
4%
Libellulidae
4%
Karnivora lain
26%
Rerata kelimpahan relatif predator utama di setiap minggupengamatan pada sawah surjan organik
Lycosa sp.
22% T.maxillosa
2%
Paederus sp.
11%
O.nigrofasciata
12%
Coccinellidae
17%
A.femina
4%
Libellulidae4%
Karnivora lain
28%
Rerata kelimpahan relatif predator utama di setiap minggu
pengamatan pada sawah surjan konvensional
Gambar 4.10. Rerata kelimpahan relatif predator utama di setiap minggu
pengamatan pada MT II pada sawah lembaran organik dan konvensional
Lycosa sp.
23%
Paederus sp.
18%
O.nigrofasciata
24%
Coccinellidae
10%
A.femina
5%
Libellulidae
15%
Karnivora lain
5%
Rerata kelimpahan relatif predator utama di setiap minggu
pengamatan pada sawah lembaran organik
Lycosa sp.
20%
Paederus sp.26%
O.nigrofasciata
24%
Coccinellidae
9%
A.femina
8%
Libellulidae
7%
Karnivora lain
6%
Rerata kelimpahan relatif predator utama di setiap minggu
pengamatan pada sawah lembaran konvensional
-
7/24/2019 Topik III-Perubahan Sumberdaya Hayati Dan Lingkungan_Biologi Lingkungan
25/33
Perbedaan POLA INTERAKSI SERANGGA-GULMA
1
2
Analisis Kekayaan Jenis (Richness)Yang diharapkan adalah richness yg paling
tinggi untuk semua level trofik => sawah
surjan organik
Analisis Kemerataan Jenis (Evenness)
Yang diharapkan adalah evennessyg paling
tinggi pada semua level trofik => sawah surjan
organik
P b d S k F d W b
-
7/24/2019 Topik III-Perubahan Sumberdaya Hayati Dan Lingkungan_Biologi Lingkungan
26/33
Perbedaan Struktur Food Web
Interaksi Serangga Herbivora-Tanaman/GulmaPerbandingan antar musim tanam pd sawah lembaran konvensional
Gambar 4.25. Struktur food web serangga herbivora-tanaman/gulma pada sawah
lembaran konvensional (petak NS2B); a. pada MT I; b. pada MT II
a.
b.
-
7/24/2019 Topik III-Perubahan Sumberdaya Hayati Dan Lingkungan_Biologi Lingkungan
27/33
Perbandingan antara pengelolaan organik (GB atas) dan konvensional (GB bawah) pd sawah
surjan
-
7/24/2019 Topik III-Perubahan Sumberdaya Hayati Dan Lingkungan_Biologi Lingkungan
28/33
Perbandingan antara sawah surjan (GB atas) dan lembaran (GB bawah)
-
7/24/2019 Topik III-Perubahan Sumberdaya Hayati Dan Lingkungan_Biologi Lingkungan
29/33
Hasil network level (tingkat interaksi) yg
diharapkan:
Jumlah jenis trofik atas dan bawah, indeks
keragaman, dan kemerataan interaksi yang
paling tinggi => Sawah surjan organik
-
7/24/2019 Topik III-Perubahan Sumberdaya Hayati Dan Lingkungan_Biologi Lingkungan
30/33
Tabel 4.35. Input-proses-output yang berkontribusi dalam pemodelan
pengendaian hayati pada ekosistem sawah berbasis interaksi serangga-gulmaInput Proses Output
Habitat yang terdiri atashabitat akuatik danterestrial dalam satusistem budidaya
pertanian
-
Pola tanam polikultur,terdiri atas tanamanakuatik (padi) padahabitat akuatik dan
terestrial(palawija/sayuran)pada habitat terestrial
- Pengelolaan lahansecara organik
- Richnesstinggi
- Evennesstinggi-
Strukturfood weblebih kompleks dan
stabil
- Total populasi hamarendah dan
terkontrol, tahanterhadap ledakanpopulasi hama
Hasil dari proses modifikasi /perubahan lingkungan (habitat) pada ekosistem sawah
terhadap komponen hayati
-
7/24/2019 Topik III-Perubahan Sumberdaya Hayati Dan Lingkungan_Biologi Lingkungan
31/33
Perubahan dg memodifikasi Lingkungan
(Habitat) pada ekosistem pertanian berupa
pengelolaan sawah dg sistem surjan organik
terbukti mampu memperbesar peran interaksiserangga-gulma dalam konservasi musuh
alami dan pengendalian alami seragga hama
-
7/24/2019 Topik III-Perubahan Sumberdaya Hayati Dan Lingkungan_Biologi Lingkungan
32/33
-
7/24/2019 Topik III-Perubahan Sumberdaya Hayati Dan Lingkungan_Biologi Lingkungan
33/33
SEKIAN DAN TERIMA KASIHSEKIAN DAN TERIMA KASIH