BAB IV EKOLOGI MATERI ENERGI 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 Berdasarkan keilmuan: Sinekologi :  kelompok organisme terhadap lingkungan Outekologi :  individu terhadap lingkungan Berdasarkan taksonomi: Ekologi manusia Ekologi tumbuhan Ekologi hewan Ekologi mikrobia 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 P (1). Rantai makanan (2). Jaring-jaring makanan P : Produsen H : Herbivora K : Karnivora (1) (2)

DAUR KARBON DAUR NITROGEN CO2 + Air + S.M. Senyawa Organik Dekomposer Konsumen DAUR NITROGEN Protein Amonia NO2 NO3 N2

DAUR KALSIUM Caruban Kalsium Dekomposer + CO2 Akar Tanaman Konsumen (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 Akibat Pengubahan Lingkungan 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

EKOLOGI 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

SPEKTRUM BIOLOGI EKOLOGI + Komponen biotik gene sel jaringan organ isme organisme populasi populasi komunitas komunitas + Komponen abiotik ENERGI MATERI Sistem gene Sistem sel Sistem jaringan Sistem organ Sistem organisme Sistem populasi Sistem komunitas Biosistem EKOLOGI

MANUSIA, HEWAN, TUMBUHAN DAN JASAD RENIK PEMBAGIAN EKOLOGI AUTEKOLOGI: mempelajari individu dalam hubungannya dengan lingkungan; pendekatan fisiologi KEILMUAN SINEKOLOGI: mempelajari kelompok individu sbg suatu komunitas: Pengaruh lingkungan terhadap komposisi dan struktur vegetasi TAKSONOMI MANUSIA, HEWAN, TUMBUHAN DAN JASAD RENIK MORFOLOGI, ANATOMI, HISTOLOGI, FISIOLOGI, GENETIKA

BIOLOGI KUE LAPIS Biol.molekuler Morfologi Genetika Ekologi Fisiologi Manusia Bakteriologi Entomologi Botani Ornitologi

EKOSISTEM EKOLOGI (ECOLOGY) ILMU LINGKUNGAN (ENVIRONMENT SCIENCE) 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 EKOSISTEM 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)

HOMEOSTASIS EKOSISTEM 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) autos:sendiri, trophikos:menyediakan mkn KONSUMEN (HETEROTROF) MIKROKONSUMEN (PARASIT, SCAVENGER, SAPROBA) PENGURAI (DEKOMPOSER:HUMIFIKASI, TRANSFORMER:MINERALISASI) HOMEOSTASIS EKOSISTEM TERJAGA KARENA: KESEIMBANGAN INTERAKSI ANTAR KOMPONEN TRANSFER MATERI DAN ENERGI KEMAMPUAN MENAHAN BERBAGAI PERUBAHAN DALAM SISTEM DINAMIS

DEKOMPOSER, TRANSFORMER HUBUNGAN ANTAR KOMPONEN DALAM EKOSISTEM MATAHARI Siklus materi Arus energi KONS I (HERB) KONS II (KARNI) KONS III (OMNI) PRODUSEN BAHAN/ MATERI (NUTRISI) DEKOMPOSER, TRANSFORMER HUBUNGAN ANTAR KOMPONEN DALAM EKOSISTEM RANTAI MAKANAN: TRANSFER ENERGI DAN MATERI MELALUI SERANGKAIAN ORGANISME

Cermin dari kestabilan ekosistem DEKOMPOSER KONSUMEN III KONSUMEN II KONSUMEN I PRODUSEN RANTAI MAKANAN (FOOD CHAIN) JARING MAKANAN (FOOD WEB) Cermin dari kestabilan ekosistem

Secara operasional: Fiksasi Energi Pembentukan bahan organik (Fotosintesis) Produsen dimakan konsumen Degradasi, humifikasi, mineralisasi, digunakan kembali oleh produsen Secara fungsional dapat dianalisis dari segi: Aliran energi Rantai makanan Pola keanekaragaman menurut ruang dan waktu Perkembangan, evolusi dan sibernetika (pengaturan, pengendalian secara keseluruhan)

Persaingan terjadi bila MH berada pd habitat&relung yg sama 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

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. 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

GAMBAR PADA UMUMNYA BERBENTUK PIRAMID DINAMAKAN PIRAMIDA EKOLOGI 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 SEHINGGA DAPAT BERUPA PIRAMIDA JUMLAH PIRAMIDA ENERGI PIRAMIDA BIOMASSA

DAUR BIOGEOKIMIA DAUR AIR (HIDROLOGI) TRANSFER MATERI BERUPA DAUR SUBSTANSI KIMIA DARI LINGKUNGAN KE ORGANISME KEMBALI KE LINGKUNGAN T E R D I A S DAUR SEDIMEN MATERI YANG BERSUMBER DI KULIT BUMI DAUR GAS MATERI YANG BERSUMBER DI ATMOSFER DAUR AIR (HIDROLOGI)

DAUR HIDROLOGI UAP AIR KONDENSASI TRANSPIRASI EVAPORASI EVAPORASI tumbuhan AIR HUJAN ABSORPSI PERAIRAN DARATAN AIR TANAH

DAUR NITROGEN SUMBER N: Udara (78%), seny.anorganik (NO3, NO2, NH4), seny.organik (protein, urine). Pengikatan N2 secara biologi dan kimiawi N2 KILAT tumbuhan HUJAN BINATANG TUMBUHAN KOTORAN/SERESAH ORGANISME PENAMBAT N TANAH DEKOMPOSISI Secara Biologi: bakteri nonsimbiotik (5-20 kg ha-1th-1), Bakteri simbiotik (400 kg ha-1 th-1) Secara kimia: energi kilat menyatukan N dan O: NO2+hujan:HNO3

DAUR KARBON DAN OKSIGEN fotosintesis CO2 O2 tumbuhan respirasi MANUSIA/BINATANG INDUSTRI PEMBAKARAN SERESAH/KOTORAN

DAUR FOSFOR Diserap dalam bentuk: H2PO4-,HPO42-,PO43-. Bahan baku: batuan fosfat. BATUAN FOSFAT BURUNG GUANO tumbuhan EROSI DAN PENCUCIAN IKAN PERAIRAN/LAUT SERESAH BINATANG DEKOMPISISI LIMBAH

PERUBAHAN LINGKUNGAN SECARA LAMBAT (EVOLUSI LINGKUNGAN) DINAMIKA EKOSISTEM EKOSISTEM TUMBUH DAN BERKEMBANG (BERUBAH) AKIBAT DARI PERUBAHAN KESEIMBANGAN INTERAKSI ANTAR KOMPONEN PERUBAHAN LINGKUNGAN SECARA LAMBAT (EVOLUSI LINGKUNGAN) DISEBUT SUKSESI SUKSESI PRIMER TERJADI PADA LINGKUNGAN PERAWAN, BARU TERBENTUK ATAU BELUM ADA REKAYASA (CONTOH: DELTA) SUKSESI SEKUNDER TERJADI PADA LINGKUNGAN YANG TELAH TERREKAYASA

KUALITAS LINGKUNGAN MENINGKAT SECARA OBYEKTIF SUKSESI SELALU PROGRESIF (MAJU) KUANTITAS (JENIS DAN JUMLAH ORGANISME) MENINGKAT SEHINGGA MAKIN KOMPLEKS KUALITAS LINGKUNGAN MENINGKAT DIVERSITAS RENDAH DIVERSITAS TINGGI TERSUBSIDI MANDIRI DIVERSITAS TINGGI RENDAH STABILITAS TINGGI RENDAH (KERENTANAN TERHADAP GANGGUAN)

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 A B A B BILA BERINTERAKSI BILA TAK BERINTERAKSI NETRALISME + KOMPETISI - + MUTUALISME - + + PREDATISME + - - + PARASITISME + - - + KOMENSALISME + - (EPIFIT) AMENSALISME - + PROTOKOOPERASI +

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 KATASTROPI OSCILASI DDL Kurve S Kurve J populasi populasi

MANUSIA DAN BIOSFER MANUSIA IMMANEN MANUSIA TRANSENDEN LINGKUNGAN MANUSIA MERASA BAGIAN DARI LINGKUNGAN manusia TRANSENDEN MANUSIA MERASA DILUAR LINGKUNGAN LINGKUNGAN manusia MANUSIA IMMANEN SANGAT MENJAGA LINGKUNGAN BERAKIBAT PADA KEMAJUAN (TERUTAMA TEKNOLOGI) BERJALAN LAMBAT MANUSIA TRANSENDEN MENGEKSPLOITASI LINGKUNGAN SEDEMIKIAN RUPA DENGAN MENGERAHKAN SEGALA KEMAMPUAN (TEKNOLOGI)

HASIL KONFERENSI TERTUANG DALAM DOKUMEN COCOYOC 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 COCOYOC DOCUMENT 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

EARTH SUMMIT (1992) 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) KONVENSI IKLIM (TERUTAMA TENTANG EMISI CO2) KONVENSI BIODIVERSITAS ASAS KEHUTANAN (USAHA PENCEGAHAN DEFORESTASI) DEKLARASI RIO (KESEPAKATAN UNTUK MELAKUKAN PEMBANGUNAN BERKELANJUTAN) AGENDA 21 (PETUNJUK PRAKTIS TENTANG PROTEKSI LINGKUNGAN DAN PEMBANGUNAN BERKELANJUTAN)

KEJADIAN DI ALAM SEMESTA ATAS KUASA ALLOH SEBAGIAN BESAR MELALUI PROSES MANUSIA SEAKAN SUDAH TAK PEDULI TERHADAP KERUSAKAN LINGKUNGAN PROSES MENUJU KIAMAT?