Ekologi. Lely Riawati, ST., MT

Ekologi

Terbentuk dari kata “oikos” dan “logos”. Oikos

berarti tempat tinggal. Logos berarti ilmu 

ilmu mengenai tempat tinggal makhluk hidup.

Diperkenalkan pertama kali oleh Ernest

Haeckel, ahli biologi Jerman, pada 1869.

Ekologi didefinisikan sebagai ilmu yang

mempelajari hubungan timbal balik antara

makhluk hidup dengan lingkungannya.

Ekologi

Ilmu lingkungan adalah ilmu inter-disipliner untuk

mengukur dan menilai perubahan dan dampak

kegiatan manusia terhadap ekosistemagar manusia

dapat mengelola ekosistem untuk kelangsungan

hidupnya (survival) sendiri

Prinsip dasar ilmu lingkungan: manusia pada

hakekatnya adalah bagian dari lingkungan alam

(ekosistem) dimana ia hidup.

Ekologi

Apabila kita ingin

menanggulangi

permasalahan

lingkungan, maka kita

perlu terlebih dahulu

memahami sistem

lingkungan dimana kita

berada.

Studi Ekologi

Ekologi juga berhubungan erat dengan

tingkatan-tingkatan organisasi makhluk hidup, yaitu dimulai dari individu, populasi,

komunitas, ekosistem, bioma dan biosfer yang saling mempengaruhi dan merupakan suatu sistem yang menunjukkan kesatuan.

Istilah

Organisme  suatu zat hidup, jasad hidup

atau makhluk hidup

Individu  organisme tunggal  seekor tikus,

sebatang pohon jambu, seorang manusia

Populasi  kelompok organisme yang sejenis

yang hidup dan berbiak pada suatu daerah

Istilah

Komunitas adalah kumpulan dari berbagai populasi

yang hidup pada daerah tertentu yang saling

berinteraksi dan mempengaruhi satu sama lain

Ekosistem adalah tatanan kesatuan secara utuh

menyeluruh antara segenap unsur lingkungan hidup

yang saling mempengaruhi dalam hubungan timbal

balik antara organisme dengan lingkungan biotik dan

abiotik.

Tempat tinggal organisme hidup disebut habitat, bioma

dan biosfer

A. INDIVIDU

Dalam mempertahankan hidup, setiap jenis individu dihadapkan pada

permasalahan terkait dengan lingkungan

Individu akan menyesuaikan diri dengan lingkungannya.

Kemampuan atau kecenderungan makhluk hidup dalam menyesuaikan diri

dengan lingkungan baru untuk dapat tetap hidup dengan baik disebut

A. INDIVIDU

Adaptasi Morfologi 

penyesuaian bentuk tubuh untuk kelangsungan hidupnya

Gigi-gigi khusus

Paruh

Gigi hewan karnivora  4 gigi taring yg besar dan runcing (menangkap

mangsa), gigi geraham dgn ujung yang tajam (mencabik-cabik mangsa)

Elang memiliki paruh yang kuat

dengan rahang atas yang melengkung dan ujungnya tajam. Fungsi paruh

A. INDIVIDU

Moncong

Trenggiling  punya moncong panjang dengan ujung mulut kecil (mengisap semut dari sarangnya), lidah panjang dan bergetah yang dapat dijulurkan jauh keluar mulut (menangkap

serangga)

Daun

Tumbuhan insektivora  daun

berbentuk piala dan permukaan dalam licin (menggelincirkan serangga yang hinggap)

Akar tumbuhan gurun kuat dan panjang (menyerap air dalam tanah),akar hawa pada bakau (untuk bernapas)

A. INDIVIDU

Adaptasi Fisiologi  penyesuaian

fungsi fisiologi tubuh untuk mempertahankan hidupnya.

Kelenjar bau

Kantong tinta

Musang mensekresikan bau busuk (menghindarkan diri dari musuhnya)

Cumi-cumi dan gurita tinta

disemprotkan ke dalam air sekitarnya (musuh tidak dapat melihat mereka)

Mimikri Kulit kadal  berubah warna

dipengaruhi oleh hormon dan suhu &keadaan sekitar

A. INDIVIDU

Adaptasi tingkah laku  adaptasi yang

didasarkan pada tingkah laku.

Pura-pura tidur / mati

Migrasi

tupai virginia sering berbaring tidak berdaya dengan mata tertutup

bila didekati seekor anjing

Ikan salem raja (hidup dilaut)  migrasi untuk mencari tempat yang sesuai untuk bertelur (sungai ) Telur yang telah menetas untuk sementara tinggal di air tawar. Setelah menjadi lebih besar mereka bergerak ke bagian hilir dan akhirnya ke laut

B. POPULASI

Ukuran populasi berubah sepanjang waktu 

dinamika populasi.

Perubahan ini dapat dihitung dengan

menggunakan rumus perubahan jumlah dibagi

waktu  kecepatan perubahan dalam

populasi.

Beberapa faktor penyebab dari alam

(bencana alam, kebakaran, serangan

penyakit), dari manusia (tebang pilih)

B. POPULASI

Populasi mempunyai karakteristik yang khas untuk

kelompoknya yang tidak dimiliki oleh masing-masing

individu anggotanya diantaranya :

• kepadatan (densitas)

• laju kelahiran (natalitas)

• laju kematian (mortalitas

• penyebaran umur

• bentuk pertumbuhan dll

Untuk organisme yang dapat bergerak

(hewan/manusia)  dapat juga disebabkan imigrasi

dan emigrasi

Penentu utama pertumbuhan populasi

C. KOMUNITAS

Komunitas memiliki derajat keterpaduan yang

lebih kompleks bila dibandingkan dengan

individu dan populasi.

Dalam komunitas, semua organisme

merupakan bagian dari komunitas dan antara

komponennya saling berhubungan melalui

D. EKOSISTEM

Antara komunitas dan lingkungannya selalu

terjadi interaksi. Interaksi ini menciptakan

kesatuan ekologi yang disebut ekosistem.

Komponen penyusun ekosistem adalah

produsen (tumbuhan hijau), konsumen

(herbivora, karnivora, dan omnivora),

detrivores, dekomposer

Komponen Ekosistem

MANUSIA HEWAN* TUMBUHAN* TANAH _AIR UDARA faktor biotik faktor abiotik

D. EKOSISTEM

memiliki komponen dan menjalankan fungsi/

proses tertentu yang saling berkaitan dan bergantung satu dengan yang lainnya.

Bagi setiap makhluk hidup, komponen ekosistem:

menyediakan sumber daya untuk kebutuhan hidup, dan membentuk kondisi lingkungan BIOTIK Manusia, hewan, tumbuhan, mikroorganisme. ABIOTIK 1. Faktor kimiawi 2. Faktor fisis KOMPONEN EKOSISTEM ALIRAN ENERGI Sumber: Matahari DAUR MATERI

Jumlah materi di alam (atmosfer, hidrosfer, litosfer) tertentu dan terbatas

FUNGSI EKOSISTEM (Proses  Dinamika)

D. EKOSISTEM – KOMPONEN BIOTIK

a. Produsen  kelompok organisme yang mampu

memanfaatkan secara langsung energi dari lingkungan

abiotik, produsen terbesar tumbuhan (fotosintesis)

b. Konsumen  dari kelompok herbivora (konsumen pada

tingkat paling bawah  konsumen primer) hingga

karnivora tingkat 1,2,...,puncak.

c. Detritivor  kelompok organisme pemakan detritus

(sisa-sisa bagian tubuh dari tumbuhan ataupun

organisme lain yang mati ditanah)

d. Dekomposer  kelompok organisme yang menguraikan

MEMPENGARUHI

1. Air : pelarut biologis dan sebagai media berlangsungnya reaksi

biokimia dalam tubuh makhluk hidup sebagian besar enzim pada tubuh hewan merupakan enzim hidrolase

2. Udara

3. Tanah : tempat hidup bagi organisme dan menyediakan unsur

penting bagi pertumbuhan organisme

4. Suhu : merupakan syarat yang diperlukan organisme untuk

hidup. Ada jenis-jenis organisme yang hanya dapat hidup pada kisaran suhu tertentu.

5. Sinar matahari : mempengaruhi ekosistem secara global 

matahari menentukan suhu, untuk berfotosintesis

6. Garis lintang : garis lintang berbeda menunjukkan kondisi

lingkungan yang berbeda pula.

7. Angin : berperan dalam menentukan kelembaban juga berperan

Macam Ekosistem

Ekosistem Alami

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

Ekosistem Binaan

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

Ekosistem juga dapat dibedakan menjadi:

A. Ekosistem alami, dan

B. Ekosistem binaan/terbangun (kota, desa, lahan pertanian)

Biosfer

Lapisan bumi tempat ekosistem beroperasi,

merupakan keseluruhan bioma dan ekosistem di bumi dimana antara yang satu dengan yang lain lain saling terhubungkan oleh siklus air dan

atmosfer

Lapisan biosfer meliputi

Atmosfer  ribuan meter di atas permukaan air laut Litosfer  beberapa meter dibawah permukaan tanah

Hidrosfer  ribuan meter di bawah permukaan air laut

Lapisan Atmosfir

Atmosfer Bumi adalah lapisan gas yang mengelilingi

planet bumi yang ditahan oleh gravitasi bumi.

Atmosfer melindungi kehidupan di bumi dengan

menyerap radiasi ultraviolet matahari, pemanasan

permukaan melalui retensi panas (efek rumah kaca),

dan mengurangi suhu ekstrem di antara siang dan

malam.

Udara kering mengandung kira-kira (dengan volume)

78,09% nitrogen, 20,95% oksigen, 0,93% argon,

0,039% karbon dioksida, dan sejumlah kecil gas

lainnya.

Lapisan Atmosfir

Troposphere. 18 km di atas permukaan

air laut pada area katulistiwa, 8 km di atas permukaan air laut pada area kutub. Panas berasal dari konduksi, konveksi, evaporasi, dan radiasi. Kenaikan

ketinggian menurunkan temperatur sebesar 6,4ºC / 1000 m.

Stratosphere. 18 - 50 km di atas

permukaan air laut. Panas berasal dari absorpsi UV oleh ozon.

Mesosphere. 50 - 80 km di atas

permukaan air laut.

Thermosphere. Panas berasal dari

reaksi sinar UV dengan atom, molekul, ion dan plasma.

Lapisan Bumi

Inner Core. Mengandung

inti padat iron-nickel.

Temperatur sangat panas (3000º-6650ºC).

Outer core. Mengandung senyawa iron-nickel

bermuatan magnetik.

Liquid lower mantle. Mengandung iron silicates. Liquid upper mantle. Mengandung iron magnesium

silicates.

Athenosphere. Berwujud semisolid, dan plastis. Crust. Terdiri dari continental crust (daratan) dan

ocean crust (dasar perairan). Continental crust

mengandung batuan silicate, sedangkan ocean crust mengandung batuan iron-magnesium silica

Lapisan Litosfer

The O or organic horizon. Mengandung

humus, Campuran kompleks dari

dekomposisi organic material, microorganisme, dan sedimen.

The A horizon. Tersusun dari coarse

sand, silt dan mineral.

The E or eluviation horizon. Proses

eluviation memisahkan fine particles dan

mineral dengan coarse material menggunakan air resapan.

The B horizon. Fine particles dan

mineral yang terlarut dari E horizon tersimpan di B horizon. B horizon tipikal kemerahan atau kecoklatan karena kandungan mineral dan organic oxides yang terkandung.

The C horizon. Terbentuk dari

weathered bedrock atau regoliths. C horizon tidak tepengaruh zona biologis dan hanya organic matter kecil yang terkandung di dalamnya.

Lapisan tanah paling bawah adalah the

R or rock horizon, yang terbentuk dari

bedrock. bebatuan kasar yang

merupkan bagian terbawah dari struktur tanah

Susunan struktur tanah dapat dilabeli: O, A, E, B, C, R.

Forest floor

Mineral soil

Gerakan Keping Tektonik

Divergent boundaries : zona di mana kepingan bumi

bergerak berpisah, sehingga meninggalkan celah.

Convergent boundaries : zona di mana kepingan bumi

bergerak bertemu, sehingga membentuk gunung atau

kepingan saling tumpang tindih.

Transform boundaries : zona di mana kepingan bumi

Siklus Bebatuan

Batuan yang terbentuk dari batuan cair, atau magma

yang keluar dari bumi disebut

igneous rocks.

Batuan yang terbentuk pada permukaan atau di

bawahnya karena pengaruh cuaca dan terdekomposisi dalam beberapa lapisan

disebut sedimentary rocks. Igneous atau sedimentary rocks yang mendapatkan tekanan atau temperatur (tetapi belum melebur)

membentuk metamorphic

Siklus Bebatuan

Di bumi ada tiga jenis batuan yaitu batuan beku, batuan sedimen, dan batuan metamorf.

Ketiga batuan tersebut dapat berubah menjadi batuan metamorf tetapi ketiganya juga bisa berubah menjadi batuan lainnya.

Semua batuan akan mengalami pelapukan dan erosi menjadi partikel-partikel atau pecahan-pecahan yang lebih kecil yang akhirnya juga bisa membentuk batuan sedimen.

Batuan juga bisa melebur atau meleleh menjadi magma dan

kemudian kembali menjadi batuan beku. Kesemuanya ini disebut siklus batuan atau ROCK CYCLE

Siklus Bebatuan

Semua batuan yang ada di permukaan bumi akan mengalami pelapukan. Macamnya adalah pelapukan secara:

1. Fisika: perubahan suhu panas  dingin. Hujan pun juga dapat

membuat rekahan-rekahan yang ada di batuan menjadi berkembang sehingga proses-proses fisika tersebut dapat membuat batuan

pecah.

2. Kimia: beberapa jenis larutan kimia dapat bereaksi dengan batuan (larutan HCl bereaksi dengan batu gamping), air pun dapat bereaksi melarutan beberapa jenis batuan“hujan asam”

3. Biologi: misal disebabkan oleh gangguan dari akar tanaman yang cukup besarmampu membuat rekahan-rekahan di batuan dan akhirnya dapat memecah batuan.

Siklus Bebatuan

Setelah batuan mengalami pelapukanpecah menjadi bagian yang lebih kecil lagi sehingga mudah untuk berpindah tempat. Berpindahnya tempat dari partikel-partikel kecil ini disebut erosi, dapat terjadi melalui beberapa cara:

1. Akibat grafitasi bumi pecahan batuan menggelinding melalui tebing jatuh dipermukaan tanah.

2. Akibat air: air yang melewati pecahan-pecahan kecil batuan yang ada dapat mengangkut pecahan tersebut dari satu tempat ke tempat yang lain.

3. Akibat angin: biasanya terjadi di daerah gurun.

4. Akibat glasier: sungai es atau yang sering disebut glasier seperti yang ada di Alaska sekarang juga mampu memindahkan pecahan-pecahan batuan yang ada.

Kandungan Litosfer

oxygen (47%),

silicon (28%),

aluminum (8%),

iron (5%),

calcium (4%),

sodium (3%),

potassium (3%) and

magnesium (2%)

PROSES TERBENTUKNYA TANAH

Batuan-batuan induk (bedrock-R) terpecah menjadi menjadi bagian-bagian kecil akibat perubahan cuaca . Di

pecahan-pecahan mineral ini tumbuh lumut sehingga air dapat meresap ke bebatuan sehingga lambat laun akan terbentuk tanah

Tanah terdiri dari berbagai lapisan, lapisan yang terbentuk secara horizontal ini di sebut dengan Horizon. Bagian atas merupakan bagian yang kaya akan humus dan bagian terbawah merupakan batuan-batuan yang kasar

Hydrosfer

Photic Zone- surface waters

Nutrient-rich water

producers

Aphotic Pelagic Zone- no light

(below 650 feet)

Benthic Zone- sea floor

Hydrosfer

Daerah Fotik  dapat ditembus cahaya matahari  fotosintesis Daerah Afotik  tidak tertembus cahaya matahari

kilometers (km3₎

Earth’s water

Sekitar 0,9 % (kurang dari 1%) dari air

dibumi yang mungkin digunakan oleh

manusia... Itupun tidak semuanya layak dikonsumsi

Kandungan Garam Air Laut

Sekitar 97 % air yang ada dibumi berada dilautan

Bioma

Bioma : Gabungan beberapa ekosistem yang

memiliki kemiripan

• Tundra

• Hutan decidous (Hutan Gugur)

• Padang pasir atau Gurun

• Taiga

• Hutan hujan tropis (hutan basah)

• Savana

Bioma

Tundra

 terdapat di daerah kutub

 Tumbuhan dominan  lumut kerak (Lichenes), lumut

Sphagnum, rumput dan tumbuhan pendek, biasanya

hanya berumur 4 bulan.

 Hewan  rusa, serigala dan beruang kutub.

Contoh : bioma tundra alpen

Bioma

Hutan decidous (Hutan Gugur)

,

 Terdapat di daerah yang memiliki 4 musim (musim

semi, panas, gugur dan dingin)

 Tumbuhan yang dominan berdaun lebar, seperti

pohon oak, elm, maple dan beech

 Musim panas  menghijau

 Musim gugur menggugurkan daunnya

 Musim dingin daunnya „habis‟

 Musim semi pohon-pohon tersebut mulai

menumbuhkan daunnya.

Bioma

Padang pasir atau Gurun

 Banyak terdapat di daerah kering dengan curah hujan

sedikit.

 Tumbuhan yang teradaptasi dengan keadaan

kering, misalnya tubuhnya ditutupi oleh kutikula yang

tebal dan akar yang panjang, kaktusyang

menyimpan banyak air pada batangnya dan daunnya

menyempit menjadi duri.

 Hewan  unta, tikus,ular, kadal, kalajengking, dan

semut

Bioma

Taiga

 Terletak di selatan tundra, yaitu di antara

daerah beriklim sedang dengan kutub 

hutan berawa atau hutan boreal.

 Tumbuhan dominannya konifer atau

tumbuhan berdaun jarum (pinus).

Bioma

Hutan hujan tropis (hutan basah)

 Terdapat di daerah tropis yang banyak turun

hujan.

 Vegetasinya tumbuh sangat rapat, tumbuhan

beraneka ragam tumbuhan pendek yang

hidup di dasar hutan hingga tumbuhan yang

berukuran tinggi dll.

 Hewan monyet, macan, harimau, tapir,

gajah, burung dll. Contoh : Bukit Barisan

Selatan, Lampung

Bioma

Savana

 Padang rumput yang diselingi dengan

sebaran pohon yang tumbuh jarang.

 Hewan bison, gajah, jerapah, zebra, domba,

biri-biri, harimau, cheetah, serigala dan ular.

RANTAI / JARING-JARING MAKANAN

Rantai / jaring-jaring makanan,

merupakan peristiwa makan dan

dimakan dalam suatu ekosistem

sehingga terjadi perpindahan energi

dengan pola urutan tertentu

Piramida Ekologi

Energy Pyramid

Biomass Pyramid

Pyramid of Numbers

Piramida biomassa,

yaitu piramida yang

menggambarkan bahwa jumlah biomassa pada tingkat trofik 1 lebih banyak daripada

biomassa organisme tingkat trofik 2, begitu seterusnya. Biomassa adalah ukuran berat materi hidup pada waktu tertentu

yang tersedia di setiap tingkat trofik secara berurutan. Berkurangnya energi di setiap tingkat trofik dikarenakan hanya sejumlah makanan tertentu yang ditangkap dan dimakan oleh tingkat trofik selanjutnya

dari pada organisme tingkat trofik kedua

atau dengan kata lain jumlah herbivora

lebih banyak daripada karnivora tingkat 1, karnivora tingkat 1 lebih banyak dari

Populasi vs Lingkungan

*NM I = Ne g a ra M a ju I n d u s tr i ** NS B = Ne g a ra S e d a n g Be rk e m b a n g