Pengertian Ekosistem Ekosistem : interaksi/ hubungan timbal balik antara makhluk hidup dengan makhluk hidup lain, serta dengan benda tak hidup di lingkungannya. Ekologi : ilmu yang mempelajari ekosistem Para ahli ekologi mempelajari : 1. Perpindahan energi dan materi dari makhluk hidup satu ke makhluk hidup lainnya. 2. Perubahan populasi suatu spesies pada waktu yang berbeda dan faktor-faktor yang menyebabkannya 3. Interaksi antar spesies makhluk hidup dan interaksi antar makhluk hidup dengan lingkungannya.

Komponen Ekosistem Komponen yang menyusun suatu ekosistem terdiri dari : a. Komponen Abiotik : benda tak hidup; udara, air, mineral, cahaya, suhu, keasaman (pH), kadar garam (salinitas), dan topografi. b. Komponen Biotik : makhluk hidup; Produsen, konsumen, pengurai, detritivor.

Komponen Abiotik 1.Udara : Udara di atmosfer tersusun atas : Nitrogen : 78%, Oksigen 21%, karbondioksida 0,03% dan gas lainnya. Nitrogen diperlukan oleh makhluk hidup untuk membentuk protein dan persenyawaan lainnya, tetapi cara memperolehnya tidak dapat langsung dari udara melainkan melalui proses makan dimakan pada rantai makanan. Oksigen sangat diperlukan dalam proses pernapasan makhluk hidup untuk memperoleh energi. Oksigen berperan sebagai gas pembakar dalam proses pernapasan. Karbondioksida duperlukan oleh tumbuhan untuk fotosisntesis.

Komponen Abiotik 2. Air : Sekitar 80-90% tubuh makhluk hidup tersusun atas air. Fungsi air : a. Sebagai pelarut di dalam sitoplasma b. Untuk menjaga tekanan osmotik sel c. Mencegah sel dari kekeringan. Peranan air di dalam sutu ekosistem juga sangat penting untuk menentukan keanekaragaman makhluk hidup.

Komponen Abiotik 3. Mineral : Diperlukan oleh makhluk hidup untuk berlangsungnya metabolisme dan penyusun tubuh, menjaga keseimbangan asam basa dan mengatur fungsi fisiologis (faal) tubuh. Mineral pada tumbuhan diperoleh dari dalam tanah dalam bentuk ion terlarut : belerang(S), fosfor(P), kalium(K), magnesium (Mg), besi (Fe), Natrium (Na), dan klorin (Cl). 4. Cahaya : Cahaya matahari digunakan tumbuhan untuk melakukan fotosintesis. Tanpa cahaya matahari, tumbuhan tidak dapat hidup dan selanjutnya semua makhluk hidup yang lain juga tidak akan memperoleh kehidupan. 5. Suhu : Makhluk hidup umumnya dapat bertahan hidup pada kisaran suhu 0 C samapai 40 C.

Komponen Abiotik 6. Keasaman (pH) : Makhluk hidupmemerlukan lingkungan yang memiliki pH netral. 7. Kadar Garam (Salinitas) : Mempengaruhi pertumbuhan suatu tanaman. Apabila akar tanaman terkena kadar garam yang tinggi maka sel-selnya akan mati dan akhirnya mematikan tumbuhan tersebut. 8. Topografi : Topografi berkaitan dengan kelembapan, cahaya, suhu, serta keadaan tanah di suatu daerah.

Komponen Biotik 1.Produsen : semua tumbuhan hijau 2.Konsumen : semua hewan Konsumen I : pemakan tumbuhan (Herbivor) Konsumen II : pemakan konsumen I (Karnivor) Konsumen III : pemakan konsumen II dst 3. Predator : pemangsa yang mendapatkan makanannya dengan cara mengejar/ menangkap mangsanya 4. Scavenger (pamakan bangkai) : burung vulture 5. Parasit : makhluk hidup yang menempel atau hidup di dalam makhluk hidup lain. 6. Detritivor : hewan yang memakan hancuran/ serpihan tubuh organisme (detritus) : contoh : cacing tanah 7. Pengurai (dekomposer) : mikroorganisme heterotrof yang menguraikan sisa makhluk hidup, kotoran atau bangkai untuk mendapatkan materi dan energi bagi dirinya. Contoh : bakteripembusuk, jamur. Jika di dalam suatu ekosistem tidak memiliki pengurai maka keseimbangan lingkungan akan terganggu karena terjadi penumpukan kotoran, sisa-sisa organisme dan bangkai yang memenuhi lingkungan.

Pola-Pola Hubungan dalam Ekosistem 1.Populasi : sekumpulan makhluk hidup sejenis/ satu spesies yang sama yang hidup pada suatu waktu dan kawasan tertentu serta saling berinteraksi. Contoh : Populasi kambing di kota A pada tahun 2008 adalah 5000 ekor. 2. Komunitas : interaksi antara populasi yang satu dengan yang lain dalam suatu areal pada waktu tertentu. Contoh : komunitas sawah : terdiri dari populasi padi, hama, tikus. 3. Ekosistem : interaksi antara komunitas dengan komponen abiotiknya, contoh : ekosistem sawah terdiri dari komunitas padi, tikus, hama dan komponene abiotik : cahaya, tanah, udara, air. 4. Biosfer : interaksi antar ekosistem di permukaan bumi yang merupakan kumpulan dari seluruh bioma yang ada di bumi. Habitat : tempat tinggal/ lingkungan tempat hidup suatu organisme, misal : sungai, laut, darat, sawaqh. Nisia : kekhususan peran suatu organisme pada habitat/ tempat tinggalnya, misal : peran ulat di daun jeruk dengan peran kutu daun yang hidup di daun jeruk.

Pola-Pola Hubungan dalam Komunitas Simbiosis mutualisme : hubungan saling menguntungkan : co : bunga dan kupu-kupu Simbiosis parasitisme : hubungan yang merugikan salah satu organisme : co : kutu dengan anjing Simbiosis komensalisme : salah satu diuntungkan, yang lain tidak dirugikan, Co: ikan remora dengan ikan hiu Predatorisme : yang satu memakan yang lain : elang memakan kelinci Netralisme : tidak diunutngkan dan tidak dirugikan : antara cecak dan kecoak dalam satu rumah. Kompetisi : persaingan : berebut untuk mendapatkan makanan, air, udara, cahaya, ruangan dan pasangan untuk kawin : antar spesies yang sama co : ayam jantan A dengan ayam jantan B di tempat yang sama.

Suksesi dan Klimaks Proses terjadinya Suksesi Primer pada Pembentukan hutan primer (klimaks)

Suksesi Suksesi : proses perubahan/ pergantian dominasi komunitas pada suatu ekosistem hingga tercapai klimaks atau keseimbangan ekosistem. Macam Suksesi : 1. Suksesi Primer : contoh : terjadi pada lahan terbuka / kosong bekas letusan gunung berapi yang kemudian berubah menjadi hutan sebagai klimaksnya ; pada pembentukan hutan di bekas letusan gunung Krakatau tahun Suksesi Sekunder : terjadi pada lahan yang tidak mengalami kerusakan total sehingga terbentuk klimaks, contoh : terbentuknya klimaks pada bekas sawah yang sudah tidak terawat dan tidak ditanami padi lagi.

Sukses Primer dan Sekunder Skema proses terbentuknya Suksesi Primer : Batuan – organisme pioner (perintis) : alga hijau-biru – lumut kerak – tumbuhan Paku – semak-semak – Tumbuhan Biji – Komunitas klimaks. Skema proses terbentuknya Suksesi Sekunder : Ekosistem rusak – rumput/ ilalang – semak- semak – Tumbuhan biji – komunitas klimaks.

Perbedaan Suksesi Primer dan Suksesi Sekunder Suksesi Primer : 1.Terjadi pada lahan yang rusak total/ kosong/ sama sekali belum ada makhluk hidupnya. 2.Butuh waktu yang lama : 100 – 150 tahun. 3.Memerlukan adanya organisme pioner/ perintis. 4.Contoh : bekas letusan gunung berapi Krakatau. Suksesi Sekunder : 1.Terjadi pada lahan yang rusak tidak total/ bekas ditinggalkan 2.Butuh waktu tidak lama sekitar 1- 5 tahun. 3.Tidak memerlukan organisme pioner/ perintis. 4.Contoh : pada lahan bekas taman/ kebun yang ditinggal penghuninya dan tidak dirawat lagi.

Aliran Energi Di dalam ekosistem, sumber energi yang utama adalah cahaya matahari. Aliran Energi : proses berpindahnya energi dimulai dari energi matahari melalui produsen (tingkat trofik I) ke konsumen I (tingkat trofik II) lalu ke konsumen II (tingkat trofik III) dan seterusnya.

Aliran Energi dan Rantai Makanan Tidak semua energi matahari yang masuk ke ekosistem dapat dimanfaatkan oleh tumbuhan (produsen) untuk fotosintesis dan diteruskan ke konsumen (hanya 10%) saja, karena sebagian besar energi tersebut dilepaskan ke lingkungan dalam bentuk panas, sebagaian untuk pergerakan, pertumbuhan dan aktivitas organisme serta sebagian disimpan dalam bentuk cadangan makanan. Oleh karena jumlah energi yang dapat dimanfaatkan oleh organisme tingkat berikutnya hanya 10%, maka semakin panjang jarak transfer energinya maka semakin kecil aliran energinya. Rantai Makanan : proses makan-dimakan dari produser hingga karnivor puncak sehingga membentuk rantai yang memanjang/ linier. Contoh : Padi Tikus Ular Elang (Produsen) (K.I) (K. II) (K.III)

Jaring-Jaring Makanan

Jaring-Jaring Makanan dan Piramida Ekologi Jaring-jaring makanan : proses makan dimakan yang kompleks (terdiri dari beberapa rantai makanan yang saling berhubungan). Piramida Ekologi : piramida yang menggambarkan perbandingan jumlah tingkat trofik (tingkat makan) dari dasar sampai ke puncak. Dalam piramida ekologi, jumlah produsen yang berada di tingkat trofik I yaitu dasar piramida adalah lebih besar dibanding dengan konsumen I di tingkat trofik II maupun konsumen puncak.

Macam Piramida Ekologi 1.Piramida Jumlah Individu : Menggambarkan jumlah individu dalam populasi yang menempati tingkat trofik tertentu. 2. Piramida Biomassa : Menggambarkan berat total kompoen biotik pada area tertentu pada suatu waktu tertentu. Satuannya adalah gram/m2. 3. Piramida Energi : Menggambarkan banyaknya energi yang tersimpan dalam bentuk senyawa organik yang dapat digunakan sebagai bahan makanan. Satuannya adalah kal/m2/tahun. Piramida Jumlah

Piramida Ekologi Piramida Biomassa Piramida Energi

Daur Biogeokimia Daur biogeokimia : Rangkaian perubahan bentuk unsur-unsur kimia yang melibatkan komponen-komponen biotik dan abiotik dari ekosistem. Daur dari unsur-unsur kimia tersebut berputar melewati tubuh makhluk hidup, tanah, dalam bentuk persenyawaan-persenyawaan kimia. Daur biogeokimia meliputi : 1.Daur Nitrogen 2.Daur Karbon dan Oksigen 3.Daur Belerang (Sulfur) 4.Daur Fosfor 5.Daur Air

Jaring-Jaring Makanan Terkait daur Biogeokimia

1. Daur Nitrogen

Daur Nitrogen –Nitrogen memasuki ekosistem melalui 2 jalur alami. 1. Melalui hujan/ halilintar dan debu nitrogen (cara fisik) fiksasi nitrogen, mengubah N 2 menjadi senyawa NO 3 2. Fiksasi Biologis, turunnya N 2 menjadi NH 3 dibantu bakteri Azotobacter, Rhizobium, dan Clostridium

Daur Nitrogen Sifar gas Nitrogen ;  tidak berwarna dan tidak berbau  Titik didihnya C  Sangat sedikit yang larut dalam air  Pada suhu biasa, sukar bereaksi dengan unsur lain Fiksasi Amonifikasi ; penguraian protein menjadi asam amino dan gas NH 3 NH 3 (g)+ H 2 O  NH 3 (Aq)  NH 4 (aq) + OH NH 3 (g) + 2O 2 (g)  NO 3 (Aq) + H 2 O  Bakterinya Nitrococus

Fiksasi Nitrifikasi ; merubah gas NH 3 menjadi NO 3 oleh bakteri Nitrosomonas dan Nitrobacter. 2 NH 3 (g) + 3 O 2 (g)  2n (aq) + 2 NO 2 (Aq)+ 2 H 2 O 2 NO 2 (Aq) + O 2 (g)  2 NO 3 (Aq) Fiksasi Denitrifikasi ; pembentukan gas N 2 dari penguraian NO 3 dibantu bakteri Pseudomonas dan Thiobacillus denitrifikan C 6 H 12 O NO 3  6 CO H 2 O + 6 OH + 3 N 2 O 5 C 6 H 12 O NO 3  30 CO H 2 O + 24 OH + 12 N 2

Daur Nitrogen Sumber utama: –Gas nitrogen di stratosfer (80%) –tanaman –bahan organik tanah

2. Daur Karbon dan Oksigen 1) Kesetimbangan antara fotosintesis dan respirasi sel : Fotosintesis : membutuhkan karbondioksida yang diperoleh dari respirasi, tapi menghasilkan Oksigen yang diperlukan untuk respirasi bagi makhluk hidup. Respirasi : membutuhkan Oksigen yang dihasilkan dari fotosintesis, tapi menghasilkan karbondioksida yang diperlukan oleh tumbuhan untuk fotosintesis. 2) Secara umum daur ini alami setimbang 3) Aktifitas manusia meningkatkan kandungan CO 2 di atmosfer

Daur Karbon dan Oksigen balanced

Daur Karbon dan Oksigen Perubahan pada Daur Karbon: Efek Rumah Kaca (Peningkatan kandungan CO 2 atmosfer dan suhu) : Sebab: 1) Pembakaran bahan bakar fosil 2) Penebangan hutan 3) Letusan gunung Akibat dari Efek rumah kaca : 1) Kandungan CO2 di atmosfer meningkat, panas matahari yang terjebak di atmosfer meningkat. 2) Suhu meningkat.

3. Daur Sulfur (Belerang)

Daur Sulfur (Belerang) Belerang merupakan unsur penyusun protein. Sumber belerang : 1. di dalam tanah dalam bentuk mineral tanah 2. gunung berapi 3. sisa pembakaran minyak bumi dan batu bara, dalam bentuk SO 2 oleh asap kendaraan dan pabrik. Tumbuhan mendapatkan belerang dari dalam tanah dalam bentuk sulfat (SO 4 2- ) dimakan hewan dan manusia jika tumbuhan, hewan dan manusia mati, maka sulfat diuraikan menjadi gas H 2 S atau menjadi SO 2 dan SO Gas SO 2 banyak dihasilkan oleh asap kendaraan dan pabrik, jika bereaksi dengan uap air hujan maka gas tersebut berubah menjadi sulfat yang jatuh di tanah, sungai atau lautan.

4. Daur Fosfor Sumber utama : batuan Bahan organik tanah tanaman PO4- dalam tanah Input: pelapukan batuan Output: fiksasi mineral

Daur Fosfor –Organisme membutuhkan fosfor untuk banyak hal, misal : bahan pembentuk tulang (pada hewan), pembentuk DNA, RNA, protein, energi, dan senyawa anorganik lainnya. –Daur fosfor lebih sederhana daripada daur-daur lainnya karena daur fosfor tidak melibatkan atmosfer. Fosfor hanya ada dalam bentuk fosfat, yang diserap tanaman dan digunakan untuk sintesis senyawa organik. –Humus dan partikel tanah mengikat fosfat, hal ini menyebabkan daur fosfat bersifat lokal. –Daur Fosfor : Di dalam tanah terkandung fosfat anorganik yang dapat diserap tumbuhan, sedangkan hewan mendapat fosfor setelah ia memakan tumbuhan, tumbuhan dan hewan mati, feses dan urinnya akan terurai menjadi fosfat anorganik yang dapat diserap tumbuhan.

Perubahan Daur P dan N Masukan besar-besaran N dan P tersedia oleh aktifitas manusia melalui: –Pemupukan dan erosi –Limbah industri dan rumah tangga –Pembakaran bahan bakar fosil - melepaskan NO x –Penggundulan hutan EUTROFIKASI : pengayaan nutrien dalam air akibat masuknya pupuk organik dan limbah rumah tangga sehingga terjadi blooming alga dan tumbuhan air.

Daur Air (Hidrologi)

Daur Air Air laut, danau, dan sungai yang terkena cahaya matahari akan menguap. Tumbuhan dan hewan juga mengeluarkan air dari hasil respirasi. Uap air akan membumbung ke atmosfer dan berkumpul membentuk awan. Awan terkena tiupan angin bergerak ke daratan, selanjutnya karena pengaruh suhu yang rendah akan menyebabkan terjadi kondensasi gas menjadi titik-titik air. Air hujan yang turun di permukaan bumi sebagian meresap ke dalam tanah, sebagaian dimanfaatkan tumbuhan dan hewan, sebagian mengalir ke sungai dan ke laut. Tumbuhan menguapkan air melalui daun disebut Transpirasi. Penguapan air dari semua tempat disebut Evaporasi. Kondensasi / pengembunan : perubahan bentuk dari gas menjadi titik-titik air