Ekologi. Lely Riawati

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 hidup

(survival)-nya sendiri

Prinsip dasar ilmu lingkungan: manusia pada hakekatnya adalah bagian dari lingkungan

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 adalah suatu zat hidup, jasad

hidup atau makhluk hidup

Individu merupakan organisme tunggal

seperti : seekor tikus, sebatang pohon

jambu, seorang manusia

Populasi adalah kelompok organisme

yang sejenis yang hidup dan berbiak

pada suatu daerah tertentu

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 masalah-masalah hidup.

Individu akan menyesuaikan diri dengan lingkungannya.

Kemampuan atau

kecenderungan makhluk hidup dalam menyesuaikan diri dengan

lingkungan baru untuk dapat tetap hidup dengan baik disebut

adaptasi

A. INDIVIDU

Ada bermacam-macam adaptasi makhluk hidup terhadap lingkungannya, yaitu:

1. adaptasi morfologi 2. adaptasi fisiologi

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 untuk mencengkeram korbannya.

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 keragaman

interaksinya

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

Mencakup tumbuhan, hewan, dan

mikroorganisme memiliki peranan yang

berbeda dalam sebuah ekosistem.

a. Produsen

b. Konsumen

c. Detritivor

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.

D. EKOSISTEM – KOMPONEN BIOTIK

c. Detritivor  kelompok organisme pemakan detritus (sisa-sisa bagian tubuh dari tumbuhan ataupun organisme lain yang mati ditanah)

d. Dekomposer  kelompok organisme yang

menguraikan senyawa-senyawa sisa organisme mati.

D. EKOSISTEM – KOMPONEN BIOTIK

• Komponen biotik dalam ekosistem memiliki keterkaitan antara satu dengan yang lain.

• Dalam konsep rantai dan jaring-jaring makanan, berbagai individu melakukan interaksi makan

dimakan, baik dari produsen ke konsumen primer atau tingkatan selanjutnya.

• Rantai makanan merupakan proses makan dimakan pada ekosistem yang melibatkan masing-masing satu pihak tiap tingkatan,

sedangkan jaring-jaring makanan merupakan gabungan dari beberapa rantai makanan.

MEMPENGARUHI

a. Air  sangat penting bagi semua jenis

organisme untuk kelangsungan hidupnya. Air  pelarut biologis dan sebagai media

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

yaitu membutuhkan air untuk dapat melaksanakan fungsinya.

b. Udara  menyediakan ruang hidup selain sebagai penyedia gas yang dibutuhkan tubuh

MEMPENGARUHI

c. Tanah  tempat hidup bagi organisme dan

menyediakan unsur penting bagi pertumbuhan organisme : sebagai tempat tumbuh, sumber nutrien, sebagai tempat hidup, penyedia air tanah dll. Berbagai makhluk hidup seperti lumut, anggrek, dan lumut kerak hidup pada batuan yang jarang ditumbuhi oleh tumbuhan tingkat tinggi.

MEMPENGARUHI

d. Suhu merupakan syarat yang diperlukan organisme untuk hidup. Ada jenis-jenis

organisme yang hanya dapat hidup pada kisaran suhu tertentu.

e. Sinar matahari  mempengaruhi ekosistem secara global  matahari menentukan suhu. Sinar matahari juga merupakan unsur vital yang dibutuhkan oleh tumbuhan sebagai produsen untuk berfotosintesis.

MEMPENGARUHI

f. Garis lintang  garis lintang berbeda

menunjukkan kondisi lingkungan yang berbeda pula. Garis lintang secara tak langsung

menyebabkan perbedaan distribusi organisme di permukaan bumi. Ada organisme yang

mampu hidup pada garis lintang tertentu saja. g. Angin selain berperan dalam menentukan

kelembapan juga berperan dalam penyebaran biji tumbuhan tertentu.

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.

Exosphere. Kandungan gas

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 compounds.

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

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

sehingga terjadi fotosintesis Daerah Afotik 

yang tidak tertembus cahaya matahari

Daerah limnetik  daerah air bebas yang jauh dari tepi dan masih

dapat ditembus sinar matahari, dihuni oleh berbagai fitoplankton, termasuk ganggang dan sianobakteri. Ganggang berfotosintesis dan bereproduksi dengan kecepatan tinggi selama musim panas dan musim semi.

Zooplankton yang sebagian besar termasuk Rotifera dan udang- udangan kecil memangsa fitoplankton

Daerah profundal  merupakan daerah yang dalam (afotik). Mikroba dan

organisme lain menggunakan oksigen untuk respirasi setelah mendekomposisi detritus yang jatuh dari daerah limnetik. Daerah ini dihuni oleh cacing dan

mikrobac

Daerah bentik  Daerah ini merupakan daerah dasar tempat terdapatnya

bentos dan sisa-sisa organisme mati

termasuk jenis-jenis ganggang yang melekat (khususnya diatom), berbagai siput dan remis, serangga, krustacea, ikan, amfibi, reptilia air dan semi air seperti kura-kura dan ular, itik dan angsa, dll

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 dominannya adalah lumut kerak (Lichenes), lumut Sphagnum, rumput dan tumbuhan

pendek lainnya yang biasanya hanya berumur 4 bulan. Hewan yang hidup di bioma ini

adalah rusa, serigala dan beruang kutub. Contoh : bioma tundra alpen

Bioma

Hutan decidous (Hutan Gugur), terdapat di daerah yang memilki 4 musim (musim semi, panas, gugur dan dingin). Tumbuhan yang

dominan berdaun lebar, seperti pohon oak, elm, maple dan beech dimana pada musim panas  menghijau, musim gugur

menggugurkan daunnya , musim dingin

daunnya ‘habis’ dan 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, tumbuhan sukulen atau

kaktusyang menyimpan banyak air pada batangnya dan daunnya menyempit menjadi duri. Hewan  unta, tikus,ular, kadal,

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). Hewan  beruang hitam, serigala

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, tumbuhan epifit 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

*N M I = Neg ar a M aj u I n d u st ri ** NS B = Ne g a ra S e d a n g Be rk e m b a n g