BAB IV EKOLOGI

BAB IV EKOLOGI

PENGERTIAN DAN RUANG LINGKUP EKOLOGI

Komponen Biotik

Komponen Abiotik

Biosistem

MATERI

ENERGI

Gene ^Sel Jaringan Organ ^Organisme Populasi Komunitas

Sistem Gene

Sistem

Sel Sistem

Jaringan Sistem Organ

Sistem Organisme

Sistem Populasi

Sistem Komunitas

(Ekosistem)

Spektrum Biologi

PEMBAGIAN EKOLOGI

1) Berdasarkan keilmuan:

• Sinekologi :  kelompok organisme terhadap lingkungan

• Outekologi :  individu terhadap lingkungan

2) Berdasarkan taksonomi:

• Ekologi manusia

• Ekologi tumbuhan

• Ekologi hewan

• Ekologi mikrobia

3) Berdasarkan keperluan praktis:

• Ekologi air tawar

• Ekologi laut

• Ekologi daratan

Ada pula yang membedakan antara ilmu lingkungan dan ekologi.

Ekologi  lingkungan yang masih murni

Ilmu lingkungan  lingkungan yang dikelola oleh manusia

KOMPONEN EKOSISTEM

Secara Fungsional:

• Komponen autotrof  membuat makanan

• Komponen heterotrof  mempergunakan dan mendekomposisi makanan

Secara Struktural:

• Substansi abiotik : C; N; CO₂; H₂O; dan lain-lain yang terlibat dalam siklus materi. Seperti: karbohidrat; lemak; protein;

vitamin; temperatur; iklim; tekanan udara.

• Produsen

• Konsumen

• Pengurai

Macam-macam Ekosistem:

Secara garis besar:

• Ekosistem daratan : padang rumput; hutan; padang pasir dan lain-lain

• Ekosistem lautan : air tawar; air laut dan lain-lain

ALIRAN ENERGI DAN MATERI:

Secara Fungsional:

Energi : suatu bahan yang menyebabkan organisme mempunyai kemampuan untuk melakukan kerja Energi dari matahari  tumbuhan, hewan dan manusia Rantai makanan (food chain)

Piramida makanan :

Tingkatan Trofik IV Tingkatan Trofik III Tingkatan Trofik II Tingkatan Trofik I

Konsumen III Konsumen II Konsumen I Produsen

Bagan Rantai Makanan dengan aliran energi dan dalur materi di dalamnya

Matahari

Produsen Konsumen I (herbivora)

Konsumen II (karnivora)

Konsumen III (omnivora)

Bahan/

materi (nutrisi)

Pengurai / Perombak / Dekomposer

Hubungan antara Rantai Makanan dan Jaring-jaring Makanan

K2

K1

H

P

(1). Rantai makanan

(2). Jaring-jaring makanan

P : Produsen H : Herbivora K : Karnivora

(1) (2)

DAUR KARBON

CO₂ + Air + S.M.

Senyawa Organik

Dekomposer

Konsumen

DAUR NITROGEN

Protein Amonia NO₂

NO₃ NO₃

N₂

DAUR KALSIUM

Caruban Kalsium +

CO₂

Akar Tanaman (Senyawa Organik)

Dekomposer

Konsumen

HABITAT, NICHE dan KOMUNITAS

1. Habitat dan Niche

Habitat : tempat di mana organisme hidup dengan persyaratan tertentu

Niche/relung : status yang fungsional atau profesi makhluk hidup dalam habitatnya Dua jenis makhluk hidup pada suatu habitat yang sama dan

mempunyai relung sama, maka akan terjadi persaingan.

2. Populasi Komunitas

T = (L + D) – (M + P) T = pertumbuhan populasi

L = lahir

D = pendatang

M = mati

P = pergi

HUKUM INTERAKSI

• Netral : kambing dan kucing

• Kompetisi : kambing dan kerbau

• Predasi : harimau dan hewan kecil

• Mutualisme : Kerbau dan beruang

• Komensalisme : Anggrek dan tumbuhan

• Parasitisme : Hewan dan bekteri

• Antibiosa/amensalisme : Alelopaty dari gulma

Daya Dukung : besar kecilnya kemampuan untuk menampung dan memberikan hasil kepada populsi manusia

Manusia Berakal, dapat belajar dan berkomunikasi mengatasi lingkungan dan mengubah lingkungan

contoh:

- udara dingin  perapian

 buat rumah

 berpakaian

- jarak  alat transportasi

contoh:

- hutan 

sawah, ladang, permukiman

- daratan 

penampungan air hujan

Akibat Pengubahan Lingkungan

• Pada umumnya manusia diuntungkan

• Hewan dan tumbuhan dirugikan

Untuk menghindari hal ini, pengubahan lingkkungan harus berwawasan kelestarian lingkungan

OIKOS: RUMAH, LOGOS: DISKUSI TENTANG SESUATU Ernest Haeckel (Ahli Biologi Jerman,1869)

EKONOMI: OIKOS: RUMAH, NOMOS: PENGELOLAAN EKOLOGI: ILMU YANG MEMPELAJARI HUBUNGAN

TIMBAL BALIK ANTARA ORGANISME DAN LINGKUNGAN (Hayati, Fisik)

Sangat kompleks, melibatkan berbagai komponen lingkungan yang saling berinteraksi, tidak sesederhana yang

dibayangkan

UNTUK MENCAPAI KESEIMBANGAN

gene sel jaringan organ organisme populasi komunitas

ENERGI MATERI

gene sel jaringan organ organisme populasi komunitas

Sistem organisme Sistem

gene

Sistem jaringan

Sistem organ

Sistem populasi

Sistem komunitas

+

Komponen biotik

EKOLOGI

SPEKTRUM BIOLOGI

Komponen abiotik

Biosistem Sistem sel

PEMBAGIAN EKOLOGI

KEILMUAN AUTEKOLOGI:

mempelajari individu dalam hubungannya

dengan lingkungan;

pendekatan fisiologi

TAKSONOMI

MANUSIA, HEWAN, TUMBUHAN DAN JASAD RENIK

SINEKOLOGI:

mempelajari kelompok individu sbg suatu komunitas:

Pengaruh lingkungan terhadap komposisi dan struktur vegetasi

MORFOLOGI, ANATOMI, HISTOLOGI,

FISIOLOGI, GENETIKA

BIOLOGI KUE LAPIS

Bakteriologi

Ornitologi BotaniEntomologi

Manusia Biol.molekuler

Morfologi Genetika

Ekologi Fisiologi

EKOLOGI (ECOLOGY)

ILMU MURNI: MEMBAHAS TEORI, KONSEP DAN KAIDAH HUBUNGAN TIMBAL BALIK ANTARA ORGANISME DAN LINGKUNGAN

ILMU LINGKUNGAN (ENVIRONMENT SCIENCE)

ILMU TERAPAN: PENERAPAN TEORI, KONSEP DAN KAIDAH EKOLOGI DALAM PENGELOLAAN LINGKUNGAN

SISTEM EKOLOGI: Satuan struktur dan fungsi dalam ekologi, terbentuk oleh hubungan timbal balik MH dan Lingk. (Istilah Ekosistem oleh A.G. Tansley, 1935:

Struktuk berhubungan dg keanekaragaman spesies,

Fungsi berhubungan dg siklus materi dan arus energi

melalui komponen-komponen ekosistem)

SECARA STRUKTURAL:

• ABIOTIK (ANORGANIK, ORGANIK, UNSUR TANAH DAN IKLIM)

• BIOTIK (TUMBUHAN, BINATANG, MIKRO ORGANISME DAN MANUSIA)

SECARA FUNGSIONAL: BERDASARKAN SEGI TROFIK

• PRODUSEN (AUTOTROF) a

utos:sendiri, trophikos:menyediakan mkn

• KONSUMEN (HETEROTROF)

• MIKROKONSUMEN (PARASIT, SCAVENGER, SAPROBA)

• PENGURAI (

DEKOMPOSER:HUMIFIKASI, TRANSFORMER:MINERALISASI

)

TERJAGA KARENA:

• KESEIMBANGAN INTERAKSI ANTAR KOMPONEN

• TRANSFER MATERI DAN ENERGI

• KEMAMPUAN MENAHAN BERBAGAI PERUBAHAN DALAM SISTEM DINAMIS

PRODUSEN KONS I (HERB)

KONS II (KARNI)

KONS III (OMNI)

DEKOMPOSER, TRANSFORMER BAHAN/

MATERI (NUTRISI)

MATAHARI

Siklus materi Arus energi

RANTAI MAKANAN: TRANSFER ENERGI DAN MATERI MELALUI SERANGKAIAN ORGANISME

HUBUNGAN ANTAR KOMPONEN DALAM EKOSISTEM

DEKOMPOSER

KONSUMEN III

KONSUMEN II

KONSUMEN I

PRODUSEN

RANTAI MAKANAN (FOOD CHAIN)

JARING MAKANAN (FOOD WEB)

Cermin dari kestabilan

ekosistem

Secara operasional:

1.Fiksasi Energi

2.Pembentukan bahan organik (Fotosintesis) 3.Produsen dimakan konsumen

4.Degradasi, humifikasi, mineralisasi, digunakan kembali oleh produsen

Secara fungsional dapat dianalisis dari segi:

1.Aliran energi 2.Rantai makanan

3.Pola keanekaragaman menurut ruang dan waktu

4.Perkembangan, evolusi dan sibernetika (pengaturan,

pengendalian secara keseluruhan)

RANTAI MAKANAN DIATAS PERMUKAAN TANAH DISEBUT RANTAI MAKANAN PENGGEMBALAAN

(GRAZING FOOD CHAIN)

RANTAI MAKANAN DARI PERMUKAAN TANAH KE BAWAH DISEBUT RANTAI MAKANAN DETRITUS

(DETRITUS FOOD CHAIN) HABITAT DAN RELUNG

Habitat: alamat,tempat tinggal MH/skelompok MH yg membentuk komunitas. Sesuai dg syarat hidup MH (dpt mempertahankan hidup),berarti faktor lingkungan berada dlm kisaran antara titik minimum & maksimum (titik kardinal).

Relung (niche): cara utk hidup, fungsi&posisi MH dalam suatu habitat, profesi MH pada suatu habitat.

Persaingan terjadi bila MH berada pd habitat&relung yg

sama

SELALU ADA ENERGI TAK TERMANFAATKAN PADA SETIAP PERUBAHAN BENTUK ENERGI, DAN HILANG SEBAGAI

PANAS DISEBUT ENTROPI

(EFISIENSI ENERGI TIDAK 100%)

ENTROPI BESAR BERARTI KETERATURAN (HOMEOSTASIS) SISTEM RENDAH

ENERGI

Energi: kemampuan melakukan kerja, dalam bentuk energi mekanik, energi kimia, energi panas, energi radiasi.

HUKUM TERMODINAMIKA I DAN II

Berubah dari bentuk satu ke bentuk yang lain: energi radiasi

memanaskan daratan dan lautan, menimbulkan perbedaan

tekanan udara, menggerakkan angin, kincir air bergerak dst.

SEHINGGA DAPAT BERUPA

PIRAMIDA JUMLAH

PIRAMIDA ENERGI

PIRAMIDA BIOMASSA

KOMPONEN EKOSISTEM DAPAT DIGAMBARKAN BERDASARKAN JUMLAH ORGANISME, KANDUNGAN ENERGI ATAU BERAT KERING (BIOMASSA) SETIAP TINGKATAN TROFIK (tingkat perolehan makanan

dari suatu organisme)

GAMBAR PADA UMUMNYA BERBENTUK PIRAMID

DINAMAKAN PIRAMIDA EKOLOGI

TINGKATAN TROFIK IV (DEKOMPOSER)

TINGKATAN TROFIK III (KONSUMEN II)

TINGKATAN TROFIK II KONSUMEN I

TINGKATAN TROFIK I (PRODUSEN)

TRANSFER MATERI BERUPA DAUR SUBSTANSI KIMIA DARI LINGKUNGAN KE ORGANISME KEMBALI KE LINGKUNGAN

T E R D I R

I A T A S

DAUR GAS MATERI YANG BERSUMBER DI

ATMOSFER DAUR SEDIMEN

MATERI YANG BERSUMBER DI

KULIT BUMI

DAUR AIR (HIDROLOGI)

DAUR HIDROLOGI

PERAIRAN

AIR TANAH EVAPORASI

EVAPORASI

TRANSPIRASI UAP AIR

KOND

ENSA SI

AIR HUJAN ABSORPSI

DARATAN tumbuhan

DAUR NITROGEN

KILAT N₂

HUJAN

TANAH ^ORGANISME

PENAMBAT N TUMBUHAN

KOTORAN/SE RESAH DEKOM

POSISI

BINATANG

tumbuhan

SUMBER N: Udara (78%), seny.anorganik (NO

₃

, NO

₂

, NH

₄

), seny.organik (protein, urine).

Pengikatan N

₂

secara biologi dan kimiawi

Secara Biologi: bakteri nonsimbiotik (5-20 kg ha

^-1

th

^-1

), Bakteri simbiotik (400 kg ha

^-1

th

^-1

)

Secara kimia: energi kilat menyatukan N dan O: NO

₂

+hujan:HNO

₃

DAUR KARBON DAN OKSIGEN

INDUSTRI PEMBAKARAN

CO₂

SERESAH/

KOTORAN

O₂

MANUSIA/

BINATANG respirasi

fotosintesis

tumbuhan

DAUR FOSFOR

BATUAN FOSFAT

EROSI DAN PENCUCIAN

PERAIRAN/

LAUT SERESAH BINATANG

LIMBAH DEKOMPISISI

IKAN

BURUNG

GUANO tumbuhan

Diserap dalam bentuk: H

₂

PO

₄^-

,HPO

₄^2-

,PO

₄^3-

.

Bahan baku: batuan fosfat.

EKOSISTEM TUMBUH DAN BERKEMBANG (BERUBAH) AKIBAT DARI PERUBAHAN KESEIMBANGAN INTERAKSI ANTAR KOMPONEN

PERUBAHAN LINGKUNGAN SECARA LAMBAT (EVOLUSI LINGKUNGAN)

DISEBUT

SUKSESI PRIMER

TERJADI PADA LINGKUNGAN PERAWAN, BARU TERBENTUK ATAU BELUM ADA REKAYASA (CONTOH: DELTA)

SUKSESI SEKUNDER

TERJADI PADA LINGKUNGAN YANG TELAH TERREKAYASA

SECARA OBYEKTIF

SUKSESI SELALU PROGRESIF (MAJU)

• KUANTITAS

(JENIS DAN JUMLAH ORGANISME) MENINGKAT SEHINGGA MAKIN KOMPLEKS

• KUALITAS

LINGKUNGAN MENINGKAT

DIVERSITAS RENDAH DIVERSITAS TINGGI

DIVERSITAS

STABILITAS

TINGGI

TINGGI

RENDAH

RENDAH (KERENTANAN TERHADAP GANGGUAN)

TERSUBSIDI MANDIRI

DAYA LENTING (KELENTINGAN/RESILIENSI )

KEMAMPUAN KEMBALI KE KEADAAN SEMULA SETELAH MENERIMA GANGGUAN

V1

V1 V2

TAK BERHUBUNGAN LANGSUNG DENGAN DIVERSITAS

INTERAKSI ANTAR ORGANISME

TIPE INTERAKSI

ORGANISME

A BILA B A B

BERINTERAKSI

BILA

TAK BERINTERAKSI

NETRALISME

0 0 0 0

KOMPETISI

0 +

- +

0 0 0 0

MUTUALISME

+ + - 0

PREDATISME

+ - - +

PARASITISME

+ - - +

KOMENSALISME

(EPIFIT)

+ 0 - 0

AMENSALISME

0 - 0 0

PROTOKOOPERASI

+ + 0 0

DINAMIKA POPULASI (P)

TERGANTUNG FAKTOR

NATALITAS (N)

MORTALITAS (M)

MIGRASI (IMIGRASI/I DAN EMIGRASI/E) P = (N + I) – (M + E)

NATALITAS TERGANTUNG

• POTENSI BIOTIK (KEPRIDIAN)

 UMUR

 NISBAH JENIS SEKS (SEX RATIO)

MORTALITAS TERGANTUNG

• DAYA HIDUP (SURVIVORSHIP)

MIGRASI TERGANTUNG

• VAGILITAS (POTENSI MIGRASI)

• BARRIER

DAYA DUKUNG LINGKUNGAN

DDL

populasi popu

lasi

KATASTROPI

OSCILASI

Kurve J Kurve S

MANUSIA DAN BIOSFER

manusia LINGKUNGAN

IMMANEN

MANUSIA MERASA BAGIAN DARI

LINGKUNGAN

manusia

LINGKUNGAN TRANSENDEN

MANUSIA MERASA DILUAR

LINGKUNGAN

MANUSIA IMMANEN

SANGAT MENJAGA LINGKUNGAN BERAKIBAT PADA KEMAJUAN (TERUTAMA TEKNOLOGI) BERJALAN LAMBAT

MANUSIA TRANSENDEN

MENGEKSPLOITASI LINGKUNGAN SEDEMIKIAN RUPA DENGAN MENGERAHKAN SEGALA KEMAMPUAN (TEKNOLOGI)

NAMUN DEMIKIAN BAIK PADA MANUSIA IMMANEN MAUPUN TRANSENDEN TIMBUL MASALAH LINGKUNGAN YANG MAKIN MERESAHKAN SEHINGGA PBB

PADA TAHUN 1972 MEMPRAKARSAI KONFERENSI LINGKUNGAN HIDUP (PERTAMA) DI STOCKHOLM (SWEDIA)

HASIL KONFERENSI TERTUANG DALAM

DOKUMEN COCOYOC

ANTARA LAIN MEMUAT:

• PBB MEMBENTUK UNITED NATION ENVIRONMENT PROGRAM (UNEP)

• MARKAS BESAR UNEP DI NAIROBI KENYA DAN KENYA DITETAPKAN SEBAGAI TAMAN DUNIA

• TGL 5 JUNI (HARI KONFERENSI DIBUKA) DITETAPKAN SEBAGAI HARI LINGKUNGAN HIDUP SEDUNIA

• ISU MASALAH LINGKUNGAN SAAT ITU: KEPADATAN PENDUDUK, KEMISKINAN, BUTA HURUF, KELANGKAAN ENERGI DAN

PENCEMARAN

WORLD COMISSION ON ENVIRONMENT AND DEVELOPMENT (WCED 1987)

LAPORAN

OUR COMMON FUTURE

TELAH TERJADI KERUSAKAN LINGKUNGAN YANG RADIKAL:

• LAJU DESERTIFIKASI SKALA TINGGI

• LAJU DEFORESTASI SKALA TINGGI

• LAJU PENIPISAN OZON SKALA TINGGI

• PENCEMARAN AIR PERMUKAAN DAN TANAH

AKIBAT DARI PEMBANGUNAN TERFOKUS PADA EKONOMI

UNITED NATIONS CONFERENCE ON ENVIRONMENT AND DEVELOPMENT DI RIO De JANEIRO (BRAZIL)

DIHADIRI 110 KEPALA PEMERINTAHAN MENGHASILKAN 5 DOKUMEN:

(TERMASUK KONFERENSI N G O TERSELENGGARA SECARA PARALEL)

1. KONVENSI IKLIM (TERUTAMA TENTANG EMISI CO

₂

) 2. KONVENSI BIODIVERSITAS

3. ASAS KEHUTANAN (USAHA PENCEGAHAN DEFORESTASI) 4. DEKLARASI RIO (KESEPAKATAN UNTUK MELAKUKAN

PEMBANGUNAN BERKELANJUTAN)

5. AGENDA 21 (PETUNJUK PRAKTIS TENTANG PROTEKSI

LINGKUNGAN DAN PEMBANGUNAN BERKELANJUTAN)