KONSEP EKOSISTEM

PENGERTIAN Ekosistem  suatu sistem di alam yang mengandung komponen hayati (organisme) dan komponen non-hayati (abiotik), dimana di antara kedua komponen tersebut terjadi hubungan timbal balik untuk mempertukarkan zat-zat yang perlu untuk mempertahankan kehidupan. Biocoenosis Komponen Biotik Geocoenosis Komponen Abiotik Biogeocoenosis EKOSISTEM (Geobiocoenosis) Merupakan satuan fungsional dasar ekologi, karena mencakup organisme dan lingkungan abiotik yang saling berinteraksi. Pencetus istilah ekosistem adalah A.G. Tansley pada tahun 1935 seorang ekolog Inggris.

KOMPONEN EKOSITEM Dari segi “trophic level” Autotrofik: organisme yang mampu mensistesis makanannya sendiri yang berupa bahan organik dari bahan-bahan anorganik sederhana dengan bantuan sinar matahari dan dan zat hijau daun. Heterotrofik: organisme yang sumber makannya diperoleh dari bahan-bahan organik yang dibentuk oleh komponen autotrof ik.

KOMPONEN EKOSITEM Dari segi penyusunnya (struktur) Komponen abiotik: komponen fisik dan kimia seperti tanah, air, udara, sinar matahari, dll yang merupakan medium untuk berlangsungnya kehidupan. Produsen: organisme autotrofik, umumnya tumbuhan berklorofil, yang mampu mensisntesis makanannya sendiri dari bahan anorganik Konsumen: organisme heterotrofik. Pengurai: organisme heterotrofik yang menguraikan bahan organik yang berasal dari organisme mati, menyerap sebagian hasil penguraian tersebut dan melepas bahan-bahan yang sederhana yang dapat dipakai oleh produsen.

STRUKTUR EKOSISTEM CAHAYA MATAHARI EKOSISTEM TUMBUHAN HERBIVORA KARNIVORA DEKOMPOSER AIR TANAH UDARA KOMPONEN BIOTIK KOMPONEN ABIOTIK

KOMPONEN EKOSITEM 3. Untuk tujuan deskriptif: Bahan-bahan organik (C, N, CO2, H2O, dll) Senyawa organik (protein, lemak, karbohidrat, dll) Iklim (suhu dan faktor fisik lainnya) Produser Konsumer makro (“phagotroph”): organisme heterotrofik, umumnya hewan) yang memakan organisme lain atau bahan organik. Konsumer makro (saprotroph, osmotroph): organisme heterotrofik, umumnya jamur dan bakteri, yang menghancurkan bahan organik mati, menyerap sebagian hasil perombakannya, dan membebaskan bahan organik yang berguna bagi produser.

Organisme heterotrofik dapat juga dibedakan ke dalam: Biophage: organisme yang mengkonsumsi organisme lainnya. Saprophage: organisme pengurai bahan-bahan organik yang telah mati. Dari segi fungsional, suatu ekosistem sebaiknya dianalisis menurut: Aliran energi Rantai pangan Pola keanekaragaman dalam ruang dan waktu Siklus nutrien Pengembangan dan evolusi Kontrol (sibernetik)

Konsumer dapat dibedakan ke dalam: Konsumer I (konsumer primer): hewan-hewan herbivora yang makanannya bergantung pada produser (tumbuhan hijau), contoh: insekta, rodentia, kelinci, dll (ekositem daratan), mollusca, crustaceae, dll (ekosistem aquatik). Konsumer II (konsumer sekunder): karnivora dan omnivora yang memakan herbivora, contoh: burung gagak, rubah, kucing, ular, dll. Konsumer III (konsumer tertier): karnivora dan omnivora, misal singa, harimau, dll. Disebut juga top-konsumer. Parasit, scavenger, dan saproba.

FAKTOR PENYEBAB PERBEDAAN EKOSISTEM Perbedaan kondisi iklim (hutan hujan, hutan musim, hutan savana) Perbedaan letak dari permukaan laut, topografi dam formasi geologik (zonasi pada pegunungan, lereng pegunungan yang curam, lembah sungai) Perbedaan kondisi tanah dan air tanah (pasir, lempung, basah, kering)

MACAM DAN UKURAN EKOSISTEM Berdasarkan proses terjadinya: Ekosistem alam: laut, sungai, hutan alam, danau alam, dll. Ekosistem buatan: sawah, kebun, hutan tanaman, tambak, dll. Secara umum ada dua tipe ekositem: Ekosistem terestis: Ekosistem hutan Ekosistem padang rumput Ekosistem gurun Ekosistem anthropogen (sawah, kebun, dll) Ekosistem aquatik: Ekosistem air tawar: kolam, danau, sungai, dll. Ekosistem lautan Ukuran ekosistem bervariasi dari sebesar kultur dalam botol di laboratorium, seluas danau, sungai, lautan, sampai biosfir ini.

Savana Hutan Alam Padang Rumput Hutan Alam

EKOSISTEM LAUT

EKOSISTEM PANTAI

EKOSISTEM DANAU

EKOSISTEM KOLAM

TAHAP-TAHAP DASAR OPERASI PADA EKOSISTEM Penerimaan energi radiasi Pembuatan bahan-bahan organik dari bahan anorganik oleh produser Pemanfaatan produser oleh konsumer dan lebih jauh lagi pada bahan-bahan terkonsumsi. Perombakan bahan-bahan organik dari organisme yang mati oleh dekomposer kedalam bentuk anorganik sederhana untuk penggunaan ulang oleh produser.

EKOLOGI NICHE Niche: peranan suatu makhluk hidup dalam suatu habitat. Habitat: tempat hidup organisme. Ekologi Niche  peran total dari suatu spesies dalam komunitas. Ekologi niche mencakup spesies organisme, faktor lingkungan, areal tempat hidup, spesialisasi dari populasi spesies dalam suatu komunitas.

ENERGI DALAM EKOSISTEM Energi : Kemampuan untuk melakukan kerja Bentuk energi yang berperan penting pada makhluk hidup: energi mekanik, kimia, radiasi, dan panas Perilaku energi di alam mengikuti Hukum Thermodinamika Hukum Thermodinamika I : Energi dapat diubah dari suatu bentuk ke bentuk lainnya, tetapi energi tidak pernah dapat diciptakan atau dimusnahkan Hukum Thermodinamika II : Setiap terjadi bentuk perubahan bentuk dari energi, pasti terjadi degradasi energi dari bentuk energi yang terpusat menjadi bentuk energi yang terpencar atau karena berbagai energi selalu memancar menjadi panas, tidak ada transformasi secara spontan dari suatu bentuk energi menjadi energi potensial berlangsung dengan efisien 100% .

RANTAI PANGAN Pengertian: Pengalihan energi dari sumberdaya dalam tumbuhan melalui sederetan organisme yang makan dan yang dimakan Semakin pendek rantai pangan semakin besar energi yang dapat disimpan dalam bentuk tubuh organisme diujung rantai pangan. Rantai pangan terdiri atas 3 tipe : Rantai Pemangsa berawal dari hewan kecil sebagai mata rantai pertama ke hewan yang lebih besar & berakhir pada hewan terbesar dimana landasan permulaan adalah tumbuhan sebagai produsen

Rantai Parasit berawal dari organisme besar ke organisme kecil Rantai Saprofit berawal dari organisme mati ke mikroorganisme, dikenal sebagai rantai pangan Detritus Dalam suatu ekosistem, rantai-rantai pangan berkaitan satu sama lain membentuk suatu jaring pangan (food web) Dalam suatu ekosistem dikenal adanya tingkat tropik dari suatu kelompok organisme Berbagai organisme yang memperoleh sumber makanan melalui langkah sama tingkat tropik sama Tingkat Topik : Tumbuhan Hijau : Tingkat Tropik I Herbivora : Tingkat Tropik II Karnivora : Tingkat Tropik III Karnivora Sekunder : Tingkat Tropik IV

RANTAI PANGAN

RANTAI PANGAN

JARING-JARING PANGAN

STRUKTUR TROPIK & PIRAMIDA EKOLOGI Ukuran individu menentukan besarnya metabolisme suatu organisasi Fenomena interaksi antara rantai-rantai makanan & hubungan metabolisme dengan ukuran organisme menyebabkan berbagai komunitas mempunyai struktur tropik tertentu Piramida ekologi dapat menggambarkan struktur & fungsi tropik. Ada 3 tipe piramida ekologi : Piramida Jumlah Individu Mengambarkan jumlah individu dalam produser & konsumer suatu ekosistem. Piramida Biomassa Menggambarkan biomassa dalam setiap tingkat tropik. Piramida Energi Menggambarkan besar energi pada setiap tingkat tropik. Semakin tinggi tingkat tropik, semakin efisien dalam penggunaan energi

PIRAMIDA EKOLOGI

PRODUKTIVITAS Produktivitas Primer : Kecepatan penyimpanan energi potensial oleh organisme produsen melalui proses fotosintesis dalam bentuk bahan-bahan organik yang dapat digunakan sebagai bahan pangan. Unit satuannya : - Ash Free Dry Weight (Kal/Ha/th) - Dry weight (Ton/Ha/th) Produktivitas Primer dibagi 2 macam : Produktivitas primer kotor Kecepatan total fotosintesis, mencakup pula bahan organik yang dipakai untuk respirasi selama pengukuran. Istilah ini sama dengan Asimilasi Total. Produksi primer bersih Kecepatan penyimpanan bahan-bahan organik yang dipakai untuk respirasi oleh tumbuh-tumbuhan selama pengukuran. Istilah ini sama dengan Asimilasi Bersih

Produktivitas Sekunder : Kecepatan penyimpanan energi potensial pada tingkat tropik konsumen & pengurai Produktivitas primer kotor pada Ekosistem Akuatik No Ekosistem Prod. Primer Kotor ( KCal/m2/th ) 1. 2. 3. 4. Laut terbuka Pesisir Upwelling Zone Estuari & Reefs 1.000 2.000 6.000 20.000

Produktivitas primer kotor pada Ekosistem Terestris No Ekosistem Prod. Primer Kotor ( KCal/m2/th ) 1. 2. 3. 4. 5. 6. 7. Gurun & tundra Padang rumput Hutan lahan kering Hutan konifer Hutan temperate basah Pertanian Hutan subtropik & tropik 200 2.500 3.000 8.000 12.000 20.000

SIKLUS BIOGEOKIMIA Di alam diketahui ada + 100 unsur kimia, tetapi hanya 30 – 40 unsur yang sangat diperlukan makhluk hidup. Unsur-unsur kimia, termasuk unsur utama dari protoplasma, cenderung untuk bersikulasi dalam biosfer dengan pola tertentu dari lingkungannya ke organisme & kembali lagi ke lingkungan SIKLUS BIOGEOKIMIA Pergerakan unsur-unsur dan senyawa-senyawa anorganik yang penting untuk menunjang kehidupan SIKLUS HARA Masing-masing siklus tersebut terdiri atas 2 kompartemen atau 2 pool, yaitu : Reservoir pool : besar, lambat bergerak, umumnya bukan komponen ekologi Exchange/Cycling pool : kecil, tapi lebih aktif bertukar dengan cepat antara organisme dengan lingkungannya

Dari sudut biosfer secara keseluruhan, siklus biogeokimia terdiri atas : Tipe gas reservoir adalah di atmosfer atau hidrosfer (lautan). misal : siklus carbon (CO2) & siklus nitrogen (N) Tipe sedimen reservoir adalah kerak bumi misal : siklus fosfor

SIKLUS KARBON & OKSIGEN

SIKLUS NITROGEN

SIKLUS POSFOR

TERIMAKASIH