PRINSIP-PRINSIP EKOLOGI EKOSISTEM. Pengertian Ekologi TIM IAD UNIVERSITAS AIRLANGGA

(1)

Nov-12 1

PRINSIP-PRINSIP EKOLOGI

TIM IAD

UNIVERSITAS AIRLANGGA

Nov-12 2

Pengertian Ekologi



Ekologi merupakan cabang ilmu biologi yang

mempelajari hubungan timbal balik antara

makluk hidup dan lingkungannya.



Kata ekologi pertama diusulkan oleh Ernst

Haeckel (1869; German), dari kata dasar:

“oikos” = rumah; & “logos” = ilmu.

Ia mendifinisikan ekologi sebagai :

”Suatu keseluruhan pengetahuan yang

mempelajari hubungan total antara

organisme dengan lingkungannya yang

bersifat organik maupun anorganik”.

Nov-12 3

Tingkat Organisasi Materi

Atom Molekul Protoplasma Sel Jaringan Organ Sistem Organ Organisme Populasi Komunitas Ekosistem Ekosfer Bumi Planet Sistem Surya Galaksi EKOLOGI Nov-12 4

EKOSISTEM

 A.G. Tansley (Inggris,1935) memperkenalkan konsep: Sistem Ekologi/Ekosistem  Sistem antara MH dengan lingkungannya

 Ekosistem: kesatuan interaksi antara makhluk hidup dengan lingkungannya

Peran Ekosistem  Menyangga iklim

 Recycle bahan kimia vital yang diperlukan tumb & hewan

 Tempat pembuangan limbah manusia  Mengontrol hama dan penyakit  Menjaga sumberdaya genetik

(2)

Nov-12 5

Ekosistem

Menurut Habitat :

1. Ekosistem terestrial  hutan, savana, gurun, tundra dll 2. Ekosistem perairan  air laut dan air tawar

3. Ekosistem estuaria  payau

Struktur Ekosistem  Komponen abiotis  Komponen biotis :  Produsen (Autotrofik)  Konsumen (Heterotrofik)  Pengurai/perombak/dekomposer Nov-12 6

EKOSISTEM

Nov-12 7

FUNGSI EKOSISTEM

Agar dapat bertahan hidup, makhluk hidup selain harus mendapatkan masukan (input) yang terus-menerus materi dan energi, tapi juga ada keluaran (output) yang dihasilkan berupa limbah dan panas  Organisme harus dapat menjaga keseimbangan antara input dan output

Kelangsungan ekosfer dan ekosistem sangat bergantung pada siklus materi dan aliran materi

Siklus materi di ekosfer berlangsung sempurna, akan tetapi siklus materi di ekosistem tidak harus sempurna, karena materi dapat mengalir dari satu ekosistem ke ekosistem lainnya.

Siklus materi dan aliran energi merupakan sarana penghubung antara komponen utama dalam ekosistem

Nov-12 8

8

FUNGSI EKOSISTEM



Aliran energi dalam ekosistem

termanifestasi dalam bentuk rantai

makanan dan jaring-jaring makanan.



Rantai makanan

:

sekuen transfer nutrien dan energi dari satu organisme ke organisme lain

Daun  kelinci  srigala  harimau  dekomposer .



Jaring makanan

:

banyak rantai makanan yg

membentuk jaringan



Piramida makanan

:

penurunan jumlah/energi pd setiap tingkat tropik dlm rantai mkn

 hny sktr 10% energi yg ditransfer pd tingkat tropik di atasnya

(3)

Nov-12 9

a. Rantai makanan

b. Jaring makanan

Nov-12 10

Nov-12 11



BIOAKUMULASI

Proses terakumulasinya senyawa dari lingkungan ke dalam tubuh

organisme sehingga kandungan senyawa didalam tubuh organisme

tersebut lebih tinggi dibanding di lingkungannya.



BIOMAGNIFIKASI

Proses transfer senyawa dari satu organisme ke organisme lain di dalam suatu rantai makanan.

Contoh :

Senyawa DDT

Lumpur danau Udang di Lumpur danau

0,014 ppm 0,4 ppm

Burung pemakan ikan Ikan pemangsa Udang

98,8 ppm 4,0 ppm

Nov-12 12

HABITAT & NICHE

 HABITAT : tempat tinggal suatu organisme

 NICHE : “status fungsional” organisme dalam ekosistem sehubungan dgn tempat tinggal, tingkah laku, sifat atau aktivitas lain

 Competitive Exclusion Principle  tidak ada 2 spesies dlm ekosistem yg sama, dpt menempati relung ekologi yg sama

 Spesies berbeda mungkin dapat hidup dalam habitat yang sama, tetapi mempunyai relung ekologi yang berbeda

 Spesies berbeda dapat menempati relung ekologi yang sama di dalam ekosistem, tetapi berlokasi di tempat yang berbeda  ecological equivalent

(4)

Nov-12 13

DAYA DUKUNG LINGKUNGAN

(CARRYING CAPACITY)



Jumlah individu maksimum dari suatu spesies

yang dapat hidup dalam suatu ekosistem

ditentukan oleh luas relung yang tersedia bagi

spesies tersebut.



Konsep relung dapat digunakan untuk

menjelaskan mengapa ukuran populasi dari

suatu spesies yang terdapat dalam ekosistem

tetap konstan dari waktu ke waktu dalam waktu

yang relatif lama meski selalu mendapatkan

tambahan anak.

Nov-12 14

PERUBAHAN DALAM EKOSISTEM

 Keseimbangan alam bukan berarti bahwa ekosistem tidak berubah.

 Ekosistem sangat dinamis, dan tidak statis.

 Komunitas tumbuhan dan hewan yang terdapat dalam beberapa ekosistem secara gradual selalu berubah karena adanya perubahan lingkungan fisiknya.

 Pergantian suatu komunitas dengan komunitas lain dalam ekosistem dikenal sebagai Suksesi ekologi

 Suksesi ekologi dibedakan atas:

 Suksesi primer

Terjadi di ekosistem yang sebelumnya tidak berkehidupan Perubahan diawali oleh spesies pioner menuju ekosistem

klimaks

 Suksesi sekunder

Terjadi di ekosistem yang sebelumnya telah berpenghuni

Penyebab: kebakaran, banjir dll.

 Ekosistem klimaks: ekosistem yang telah mencapai puncak kestabilan. Ekosistem klimaks cenderung bertahan lama dan stabil selama kondisi lingkungan tidak berubah secara drastis

Nov-12 15

STABILITAS DALAM SISTEM KEHIDUPAN

 Organisme, populasi, komunitas, dan ekosistem mempunyai kemampuan untuk melawan atau mengatasi perubahan atau tekanan dari luar (memiliki tingkatan stabilitas)

 Setiap organisme mempunyai kisaran toleransi tertentu terhadap faktor lingkungan fisik dan kimia.

 Toleransi organisme terhadap faktor lingkungan menentukan kelimpahan dan distribusinya dalam ekosistem

 Ada beberapa istilah :

 Steno  sempit

 Eury  luas

contoh : steno/euryhydrik, Nov-12 16

Kisaran toleransi organisme terhadap faktor lingkungan Kisaran toleransi Zona letal Zona letal Stress Stress Optimum

Intensitas faktor lingkungan

Ju m la h org an isme ya ng su rv iv e

(5)

Nov-12 17

KISARAN TOLERANSI ORGANISME

TERHADAP FAKTOR LINGKUNGAN

Optimum Pusat penyebaran kelimpahan hewan terbesar Hewan jarang Zona Teg. Fisiologis Zona tak toleran Hewan tak ada Zona Teg. Fisiologis Hewan jarang Zona tak toleran Hewan tak ada Batas bawah toleransi

Rendah Tinggi Batas atas toleransi P O P U L A S I Gradien faktor lingkungan Nov-12 18 B _C A B _C Nov-12 19

RESPONS ORGANISME TERHADAP

PERUBAHAN LINGKUNGAN

Strategi hewan dalam merespons

perubahan lingkungan di luar batas kisaran

toleransinya, di antaranya:



Mengubah penampakannya dan fungsi

tubuhnya.



Melakukan migrasi (pindah tempat)



Melakukan hibernasi (istirahat selama musim

dingin atau kemarau yang panjang)

Nov-12 20

MATERI DAN ENERGI

Materi = segala sesuatu yg memiliki massa &

menempati ruang

Hukum Konservasi Materi:

“Materi tidak dapat diciptakan/dimusnahkan,

hanya berubah bentuk dari satu bentuk materi

ke bentuk materi yang lain”

Dalam pemanfaatnya  Manusia hanya mengubah dari

satu bentuk materi ke bentuk lainnya  manusia tidak

dapat menciptakan serta menghancurkannya

(6)

Nov-12 21

HUKUM TERMODINAMIKA



Hk. Termodinamika-I

:

Transmisi/pemindahan & transformasi/perubahan energi



Hk. Termodinamika-II

:

Entropi sistem yang terisolasi selalu meningkat

Termodinamika: cabang Fisika yang membahas

hubungan

di antara bentuk-bentuk

_energi

Hk. Termodinamika  punya aplikasi ekologis yang

sangat penting

Nov-12 22

Hukum Kekekalan Energi

(Hukum I Termodinamika)



Energi tidak dapat diciptakan atau

dimusnahkan, tetapi berubah dari satu bentuk

ke bentuk lainnya.



Energi yang hilang dari sistem sama dengan

energi yang ditangkap oleh lingkungannya.



Input energi selalu sama dengan output energi

Nov-12 23

Hukum-II Termodinamika:



Semua proses (dalam sistem energi

mengalir) tidak dapat berbalik, dan selalu

dibarengi dengan penurunan keteraturan

(penurunan kualitas)



Energi selalu terdegradasi menjadi

bentuk yang lebih terdispersi sebagai

panas pada suhu rendah

Nov-12 24

Konversi Energi Matahari ke Energi Kimia

dalam Makanan

Mat aha ri Energi kimia (fotosinte-sis) Energi kimia (makanan) Energi mekanik (bergerak , berfikir,dll ) Limba h panas Limba h panas Limba h panas Limba h panas

(7)

Nov-12 25

 Hukum konservasi materi dan hk termodinamika

(I & II) memberikan kunci pemahaman dan

penyelesaikan thd permasalahan lingkungan

 Diaplikasikan oleh masyarakat “matter-recycling”

(masyarakat berkelanjutan)  reusing & recycling --- meningkatkan pertumbuhan ekonomi tanpa

menurunkan SDA

 Bukan pada masyarakat “throwaway” (penghasil

dan pembuang sampah)  tipe masyarakat ini

hny dapat berkelanjutan dgn suplai energi yg tak

terbatas

HK. KONSERVASI MATERI,

HK. TERMODINAMIKA

DAN KRISIS LINGKUNGAN

Nov-12 26

Masyarakat Satu-Arah

Tidak-Berkelanjutan

Masyarakat

Satu Arah

(One-Way or

Throwaway)

Materi Limbah di air, darat dan udara Energi H-Q Energi L-Q Panas Nov-12 27

Masyarakat Berkelanjutan

Recycling

Energi H-Q Materi

Masya-rakat

Berke-lanjutan

Energi L-Q Panas Kontrol Pencemaran Recycle & Reuse Output Materi Limbah Materi Nov-12 28

ENERGI SURYA : SUMBER ENERGI

UNTUK KEHIDUPAN DI BUMI



Energi Surya = Energi Radiant atau

Radiasi Elektromagnetik bergerak melalui

udara sebagai gelombang listrik dan

magnet

(Gel. Elektromagnetik)



Kecepatan gelombang elektromagnetik ini

300.000 km/detik, mencapai bumi sktr 8

menit  jarak matahari – bumi = 150 juta

km



Hanya 0,000000002 dari total energi surya

yang diterima oleh bumi.

(8)

Nov-12 29

Spektrum Gelombang

Elektromagnetik Matahari

Sinar Kosmik Sinar Gama Sinar X=Xrays UltraViol-Jauh UltraViol-dekat Sinar

Tampak Infra Mer-dekat Infra Mer-jauh Micro wave

TV

wa-ve Radio wave

Energi Tinggi, Gel. Pendek Energi Rendah, Gel. Panjang

Energi matahari yang sampai ke bumi

Kembali ke angkasa

Nov-12 30

Komponen Dasar Suatu Ekosistem

Makrokonsumer sekunder Makrokonsumer primer Produser Dekomposer atau Mikrokonsumer Abiotik (nutrien tumbuhan) Panas Panas Panas Panas Panas