EKOSISTEM

Pengertian Ekologi

Ekologi berasal dari kata oikos = rumah atau tempat hidup, dan logos = Istilah ekologi pertama kali diperkenalkan oleh Ernest Haeckel.  Menurut Ernest Haeckel (Zoologiwan asal Jerman 1834 – 1914), ekologi  adalah suatu kajian terhadap hubungan timbal balik (interaksi) antar organisme dan antar makhluk hidup dengan lingkungannya.

Ruang lingkup ekologi

Ruang lingkup ekologi mencakup dua aspek, yaitu:

o   Lingkungan, merupakan tempat dan segala sesuatu yang terdapat di sekitar organisme, yang meliputi lingkungan biotic dan abiotik.

o   Interaksi antar komponen, yaitu hubungan antar komponen yang mencakup hubungan antar individu, dalam populasi, hubungan antar populasi, hubungan antar komunitas, serta hubungan antara komponen biotic dengan abiotik.

Pengertian Ekosistem

Ekosistem merupakan system yang didalamnya terdapat hubungan timbal balik antara makhluk hidup dengan lingkungannya. Ilmu yang mempelajari ekosistem adalah ekologi

 

Komponen Penyusun Ekosistem

Komponen-komponen penyusun ekosistem meliputi komponen biotik, dan komponen abiotik

-  Komponen biotik

Komponen biotik merupakan  komponen yang terdiri atas semua makhluk hidup, yang meliputi manusia, hewan, tumbuhan, jamur, dan mikroorganisme.  Antar komponen biotic satu dengan yang lainnya saling terjadi interaksi untuk memenuhi kebutuhan hidupnya. 

-  Komponen abiotik

Komponen abiotik merupakan komponen penyusun ekosistem selain makhluk hidup, yang meliputi: udara, air, tanah, cahaya, iklim, dan topografi.

      Udara

Faktor-faktor yang mempengaruhi keadaan udara antara lain:

Ø  Suhu (temperatur)

Suhu mempengaruhi berlangsunya proses kimia dalam tubuh organisme.  Setiap organisme memiliki batas-batas suhu minimal, optimal, dan maksimal.  Oleh karena itu setiap organisme selalu beradaptasi untuk mendapatkan suhu yang optimum.

Ø  Kelembaban, merupakan jumlah uap air di udara.  Kelembaban berpengaruh terhadap temperatur (suhu) lingkungan.  Setiap organisme memiliki batas-batas kelembaban minimal, optimal, dan maksimal.  Oleh karena itu setiap organisme selalu beradaptasi untuk mendapatkan kelembaban yang optimum. 

Ø  Angin

Angin disebabkan karena terjadinya perbedaan tekanan udara.  Angin sangat berperan dalam penyebaran biji atau spora, menjadi media dalam penyerbukan tumbuhan, dan menjadi perantara terjadinya hujan. 

Ø  Intensitas  cahaya

Intensitas cahaya merupakan banyaknya cahaya yang menyinari suatu lingkungan.  Perbedaan letak daerah dipermukaan bumi berpengaruh terhadap besarnya intensitas  cahaya.  Cahaya merupakan sumber energi utama bagi semua makhluk hidup.  

 

 

      Air.

Air merupakan kebutuhan pokok setiap organisme.  Lebih dari 50% penyusun tubuh organisme terdiri atas air. Dalam tubuh organisme air digunakan sebagai media hidrolisis atau pelarut pada reaksi kimia dalam tubuh.  Pada makhluk hidup yang hidup di lingkungan air, air mutlak digunakan untuk kehidupannya.

Faktor-faktor yang mempengaruhi keadaan air antara lain:

Ø  Salitinitas (kadar garam), merupakan jumlah berat garam (NaCl), dalam satuan gram, yang terkandung dalam setiap liter air.  Berdasarkan kadar garamnya, air dibedakan 3 jenis, yaitu seperti pada table berikut:

 Tebel jenis air berdasdarkan kadar salinitasnya

Jenis air	Kadar garam /salinitas
Air tawar	< 5 ppm
Air payau	5 – 35  ppm
Air asin	> 35 ppm

 Ø  Curah hujan, merupakan banyaknya hujan yang tercurah di suatu daerah dalam waktu tertentu.  Satuan curah hujan adalah cm/tahun.  Curah hujan akan mempengaruhi jenis organisme yang hidup di suatu daerah.

Ø  Arus

Ø  Ombak

Ø  Penguapan

      Tanah

Faktor-faktor yang mempengaruhi keadaan tanah, antara lain:

Ø  pH (derajat keasaman), menentukan jenis tanah, apakah bersifat asam (pH < 7), netral (pH = 7), atau basa (pH > 7). 

Ø  Garam mineral, merupakan unsur hara, atau unsur mikro dalam tanah yang dibutuhkan tumbuhan

Ø  Tekstur tanah merupakan komposisi  partikel tanah, yang menentukan penyerapan air oleh tanah. 

      Iklim

      Topografi 

Topografi merupakan perbedaan letak di bumi. Perbedaan letak di bumi akan mempengaruhi perbedaan berbagai faktof lingkungan, seperti suhu, iklim, curah hujan, dan intensitas cahaya.  Akibat adanya perbedaan letak di bumi ini akan mempengaruhi penyebaran (distribusi) makhluk hidup. 

 

Satuan Organisme dalam Ekosistem

Makhluk hidup memiliki tingkat organisasi dari yang paling kecil hingga tingkat yang paling kompleks.  Tingkat organisasi kehidupan tesebut yaitu:

§  Sel, merupakan satuan structural dan fungsional terkecil dari suatu makhluk hidup.

§  Jaringan, merupakan kumpulan sel yang memiliki bentuk dan fungsi yang sama.

§  Organ, merupakan kumpulan beberapa jaringan untuk melaksanakan fungsi tertentu di dalam tubuh.

§  System organ, merupakan kumpulan berbagai organ yang bekerja sama melakukan fungsi tertentu di dalam tubuh

§  Organisme /individu, merupakan satuan organisme tunggal yang berdiri sendiri.

§  Species/jenis, merupakan makhluk hidup yang mampu melakukan perkawinan alami antara sesamanya (interbreding) dan menghasilkan keturunan yang fertile.

§  Populasi, merupakan kelompok makhluk hidup yang terdiri dari species yang sama

§  Komunitas, merupakan kelompok organisme dari berbagai populasi yang hidup saling berinteraksi dalam suatu habitat tertentu.

§  Ekosistem, merupakan bagian utama dari biosfer yang didalamnya terdapat komunitas hewan dan tumbuhan yang saling berinteraksi beserta lingkungan abiotiknya.

§  Biosfer, merupakan lapisan bumi tempat makhluk hidup berada.

Macam-Macam Ekosistem

Secara garis besar, ekosistem dibedakan atas ekosistem darat dan ekosistem peraian.  Ekosistem perairan dibedakan atas ekosistem air tawar dan ekosistem air laut. 

 

Komponen-komponen factor biotik dalam ekosistem

Berdasarkan fungsinya, komponen-komponen factor biotik dalam ekosistem dikelompokkan sebagai berikut:

§  Produsen, merupakan organisme yang mampu membuat makanan sendiri dengan mensintesis bahan anorganik menjadi bahan organic melalui proses fotosintesis.   Produsen disebut juga organisme autotrof (mampu membuat makanan sendiri).  Makhluk hidup yang termasuk produsen meliputi tumbuhan dan ganggang.

§  Konsumen, merupakan organisme yang tidak mampu membuat makanan sendiri (heterotrof).  Untuk mendapatkan makanannya ia memakan organisme lain baik tumbuhan maupun hewan.  Konsumen disebut juga organisme yang mampu menelan dan mencerna makanannya.   Berdasarkan jenis makanan yang dimakannya, konsumen dibedakan:

Ø  Herbivore, merupakan konsumen pemakan tumbuhan, misalnya kambing, kerbau dan rusa.

Ø  Karnivora, merupakan konsumen pemakan hewan, misalnya srigala dan harimau.

Ø  Omnivore, merupakan konsumen pemakan tumbuhan dan hewan, misalnya manusia dan  tikus.

Ø  Scavenger, merupakan konsumen pemakan makanan yang ditinggalkan organisme lain, misalnya anjing hutan, burung gagak yang memakan makanan yang ditinggalkan oleh singa.

§  Detritivor, merupakan hewan pemakan detritus (hancuran, remukan, atau bagian bagian lembut dari organisme yang sudah terurai atau lapuk).  Organisme yang termasuk detritus antara lain: rayap, cacing, teripang, luwing, dan lain-lain. 

§  Perombak (pengurai), merupakan mikrorganisme yang mampu mengubah molekul organic menjadi anorganik atau menguraikan organisme mati atau sisa-sisa produk organisme menjadi zat anorganik sehingga dapat digunakan kembali oleh organisme autotrof.  Organisme yang termasuk pengurai adalah  bakteri dan jamur. 

 

 

Aksi Interaksi

Pengertian Aksi Interaksi

Aksi = gerakan, tindakan, atau sikap; interaksi = hubungan yang saling mempengaruhi

Aksi interaksi adalah hubungan timbal balik yang saling mempengaruhi antara komponen biotic dengan biotik dan komponen biotic dengan abiotik. 

Akibat dari aksi interaksi terbentuk rantai makanan, jaring-jaringan makanan, aliran energi, daur/siklus materi (siklus biogeokimia), dan kompetisi.

Penyebab terjadinya aksi interaksi

Terjadinya aksi interaksi disebabkan karena setiap makhluk hidup ingin memenuhi kebutuhannya, yang meliputi kebutuhan:  energi, makanan, oksigen, air, mineral, ruangan, dan reproduksi. 

Aksi interaksi makhluk hidup meliputi:

o   Aksi interaksi antar individu dalam populasi

o   Aksi interaksi antar populasi dalam komunitas

o   Aksi interaksi antar komunitas dalam ekosistem

o   Aksi interaksi antar factor biotic dengan abiotik

Interaksi Individu dalam Populasi

Interaksi individu dalam populasi terdiri atas:

-  Interaksi yang saling menguntungkan, meliputi:

• Hubungan perkembangbiakan
• Hubungan tolong menolong dalam melaksanakan pekerjaan, misalnya koloni tawon atau rayap dalam membangun rumah.
• Hubungan tolong menolong dalam mendapatkan makanan, misalnya kerjasama semut dalam mengangkat makanan ke dalam sarang
• Hubungan tolong menolong dalam menghadapi ancaman, misalnya pembagian kerja pada lebah, dimana ada yang menjadi raja, ratu, pekerna, dan tentara yang menjaga kerajaannya dari ancaman.

-  Interaksi kompetisi, meliputi:

• Kompetisi dalam memperoleh makan
• Kompetisi dalam memperoleh air
• Kompetisi dalam memperoleh energi
• Kompetisi dalam memperoleh tempat tinggal/wilayah kekuasaan

o   Kompetisi dalam memperoleh pasangan

Interaksi Populasi dalam Komunitas

Bentuk interaksi populasi dalam komunitas meliputi:

-  Netral, yaitu hubungan yang tidak saling mempengaruhi, misalnya ayam dengan sapi yang hidup pada suatu tempat yang sama.

-  Kompetisi/persaingan, yaitu hubungan persaingan dalam memperoleh sesuatu misalnya, misalnya persaingan memperoleh makanan, daerah kekuasaan, energi, dan lain-lain.  Di dalam persaingan, organisme yang menang akan menjadi penguasa, sedangkan organisme yang dikalahkan akan mushan atau meninggalkan tempat.

-  Komensalisme, yaitu hubungan antarindividu dari populasi yang berbeda dimana satu individu mendapat keuntungan, namun individu yang lain tidak diuntukan, namun tidak juga dirugikan, misalnya Anggrek yang hidup menempel pada pohon Akasia.

-  Mutualisme, yaitu hubungan antarindividu dari populasi yang berbeda yang keduanya saling menguntungkan, misalnya

-  Protokoperasi, yaitu hubungan antarindividu dari populasi yang berbeda yang keduanya menyatu saling menguntungkan, misalnya lichens (lumut kerak) yang merupakan interaksi antara ganggang hijau biru dengan jamur.

-  Predasi, yaitu hubungan pemangsaan, diamana satu individu memangsa individu lain pada organisme yang berbeda, misalnya harimau memangsa rusa, elang memangsa ayam. 

Gambar Predasi

-  Parasitisme, yaitu hubungan organisme yang hidupnya menempel pada organisme populasi lain dan memakan bagian tubuh organisme yang ditumpanginya, misalnya benalu yang hidup pada pohon mangga, dan bakteri Micobacterium tuberculosis yang menyebabkan penyakit TBC pada manusia. 

Berdasarkan letak menempelnya pada inang, organisme parasit dibedakan atas:

·         Ectoparasit, yaitu parasit yang menempel pada bagian luar tubuh inang, seperti kutu yang hidup dikepala manusia

·         Endoparasit, yaitu parasit yang hidup di dalam tubuh inang, seperti cacing pita yang hidup di dalam usus sapi.

Perbedaan parasit dengan predasi adalah sebagai berikut:

Predator	Parasit
Organisme yang dimangsa langsung di bunuh	Organisme yang ditumpanginya tidak dibunuh
Pemangsa memakan seluruh tubuh organisme yang dimangsa	Predator hanya memakan bagian tubuh organisme inang.
Ukuran pemangsa lebih besar atau sama dengan organisme yang dimangsa	Ukuran organisme parasit lebih kecil dari pada hewan inang

 

 

Interaksi Komunitas dalam Ekosistem

Interaksi antar komunitas terjadi antar individu dalam suatu komunitas dengan individu lain dari komunitas yang berbeda, misalnya Interaksi antara burung elang yang hidup dikomunitas darat dengan ikan yang hidup di laut.

Interaksi antara komponen biotic dengan abiotik

Interaksi antara komponen biotic dengan abiotik terjadi dalam hal:

·         Pengambilan dan perpindahan energi, melalui aliran energi

·         Pengambilan dan perpindahan materi, melalui siklus materi

 

Rantai Makanan

Rantai makanan adalah perpindahan materi dan energi dari makhluk hidup satu ke makhluk hidup lain melalui proses memakan dan dimakan dengan urutan tertentu.

Contoh rantai makanan:  

tumbuhan ---- ulat -----burung pipit------burung elang

Berdasarkan komponen tingkat tropiknya, rantai makanan dibedakan:

·         Rantai makanan perumput, komponen tingkat trofik pertamanya adalah tumbuhan hijau

Contoh:    padi-----tikus -----ular------elang

                        K 1        K 2        K 3          K4

·         Rantai makanan detritus, komponen tingkat trofik pertamanya adalah detritus (hancuran tumbuhan atau hewan yang sudah terurai atau gapuk.

Contoh:  detritus-----cacing -----burung ------elang

                  K 1             K 2           K 3               K4

Dalam rantai makanan terjadi aliran energi  dan siklus /daur materi

Jaring-Jaring Makanan

Jaring-jaring makanan adalah sekumpulan rantai makanan atau peristiwa makan memakan yang berhubungan satu sama lain yang digambarkan dalam bentuk jarring-jaring yang kompleks.

Contoh jaring-jaring makanan

Gambar jaring-jaring makanan (Sumber: Koleksi Penyusun)

 

Piramida ekologi

Piramida ekologi merupakan piramida yang menggambarkan tingkat trofik (tingkat makanan) dalam suatu ekosistem.  Piramida ekologi terdiri atas piramida jumlah, piramida biomassa, dan piramida energi.

·         Piramida jumlah

Piramida jumlah didasarkan atas jumlah individu yang menduduki suatu trofik atau satuan luas (m²).

Permasalahan piramida jumlah adalah taraf trofik tidak selalu tepat dan bentuk piramida dapat berubah-ubah, seperti:

·         Piramida biomassa

Piramida biomassa menggambarkan massa atau berat individu dalam gram berat kering/m2 pada suatu waktu

Permasalahan piramida biomassa adalah terjadinya perubahan massa jika terjadi perubahan iklim, seperti:

Ø  Pada musim hujan rumput tumbuh subur sehingga massanya per m² menjadi bertambah

Ø  Pada musim kemarau rumput tumbuh tidak subur sehingga massanya per m² menjadi berkurang

·         Piramida energi

Piramida energi menggambarkan besarnya energi yang dibutuhkan oleh organisme yang menempati setiap tingkat trofik.  

Keuntungan piramida energi adalah:

Ø  Memperhitungkan kecepatan produksi

Ø  Masa 2 jenis organisme yang sama tidak selalu memiliki energi yang sama

Ø  Tidak ditemukan piramida terbalik

PRODUKTIVATS EKOSISTEM

Produktivitas ekosistem merupakan kecepatan biomassa dalam suatu komunitas atau ekosistem dalam kurun waktu tertentu yang diukur dalam berat/luas/waktu. 

Produktivitas ekosistem dibedakan atas:

Ø  Produktivitas primer, terdiri atas:

• Produktivitas primer kotor (PPK), yaitu kecepatan produsen menyimpan energi cahaya menjadi bahan organic /satuan luas/satuan waktu.  Setiap ekosistem memiliki   produktivitas primer kotor yang berbeda, tergantung pada cahaya, air, karbondioksida, dan factor-faktor lainnya.
• Produktivitas primer bersih (PPB), yaitu energi yang disimpan dalam tubuh makhluk hidup.  Tidak semua energi yang diterima dapat disimpan dalam tubuh, sebaga sebagian besar energi telah terbuang saat aktivitas, respirasi, bergerak, reproduksi, dan terbuang dalam bentuk panas.   PPB inilah yang masuk ke dalam tubuh konsumen berikutnya.

Ø  Produktivitas sekunder, merupakan kecepatan penimbunan energi potensial oleh konsumen dan dekomposer.

 

TIPE EKOSISTEM

Tipe ekosistem ditentukan dari factor biotic yang dijumpai pada lingkungan abiotik tertentu.

Tipe ekosistem meliputi:

¨       Ekosistem laut

¨       Ekosistem pantai

¨       Ekosistem air tawar

¨       Ekosistem darat

 

1.      EKOSISTEM LAUT

Ciri-ciri ekosistem laut

Ciri-ciri ekosistem laut adalah sebagai berikut:

Salinitas atau kadar garamnya tinggi, dimana 75% mineral air laut didominasi oleh NaCl (garam)

Ekosistem laut Tidak terlalu dipengaruhi oleh factor iklim dan cuaca

Suhu di daerah permukaan lebih tinggi dibandingkan suhu di kedalaman.

 

Pengelompokan daerah pada ekosistem laut

1. Pengelompokan daerah pada ekosistem laut secara vertical

Secara vertical, daerah ekosistem laut dibedakan atas:

-   Daerah litoral, yaitu daerah yang berbatasan dengan darat (disebut juga daerah pasang surut)

-   Daerah neritrik, yaitu daerah dengan kedalaman  sekitar 200 m dari permukaan laut dan dapat ditembus cahaya matahari.

-  Daerah batial, yaitu daerah laut dengan kedalaman 200 – 2.000 m

-  Daerah absial, yaitu daerah  laut dengan kedalaman lebih dari 1.500 m. Di daerah ini cahaya matahari tidak dapat masuk sehingga gelap

-  Daerah hadal, yaitu daerah  laut dengan kedalaman lebih dari 4.000 m.  Di daerah ini cahaya matahari tidak dapat masuk sehingga gelap

2. Pengelompokan daerah pada ekosistem laut secara horizontal

-  Daerah epipelagik, yaitu daerah  antara permukaan sampai kedalaman air sekitar 200 m

-  Daerah mesopelagik, yaitu daerah  antara kedalaman 200 – 1000 m

-  Daerah batiopelagik, yaitu daerah  lereng benua dengan kedalaman 200 – 1500 m

-  Daerah absialpelagik, yaitu daerah  dengan kedalaman mencapai 4000 m

-  Daerah hadalpelagik, yaitu daerah  dengan kedalaman lebih dari 6000 m

3. Pengelompokan daerah pada ekosistem laut berdasdasarkan cahaya yang masuk

Berdasarkan intensitas cahaya matahari yang masuk ke dalam ekosistem laut, daerah ekosistem laut dibedakan:

-  Daerah fotik (eufotik), merupakan daerah yang masih mendapatkan sinar matahari dengan kedalaman kurang lebih 200 m.  Pada daerah ini aktivitas fotosintesis lebih besar dari pada respirasi

-  Daerah disfotik, merupakan  daerah yang mendapatkan sinar matahari remang-remang dengan. Pada daerah ini aktivitas fotosintesis lebih lebih kecil atau sama dengan respirasi

-  Daerah afotik, merupakan daerah yang tidak mendapatkan sinar matahari sehingga daerah ini gelap dan fotosintesis tidak ada sama sekali.

Pengelompokan organisme  pada ekosistem laut

Berdasarkan sifat atau cara hidupnya, organisme pada ekosistem laut ataupun air tawar dikelompokkan sebagai berikut:

¨       Plankton, merupakan organisme air yang gerakannya pasif dan melayang mengikuti arus air, misalnya organisme-organisme renik (berukuran sangat kecil) pada perairan.

Berdasarkan jenisnya, plankton dibedakan atas:

o   Fitoplankton, yaitu plankton tumbuhan (memiliki klorofil dan dapat berfotosintesis)

o   Zooplankton, yiatu plankton hewan (hewan berikuran kecil)

¨       Nekton, merupakan organisme air yang aktif dan bergerak bebas, misalnya ikan.

¨       Bentos, yaitu organisme air yang bergerak hidup di dasar perairan, misalnya bintang laut, karang laut, anemone, dan timun laut.

¨       Perifiton,  yaitu organisme air yang hidupnya melekat atau merayap pada benda-benda yang mengapung di permukaan air laut, misalnya teritip, serangga air.

¨       Neuston, yaitu organisme kecil yang berenang atau di permukaan perairan, misalnya ubur-ubur,

 

d.      EKOSISTEM PANTAI

Ciri-ciri ekosistem pantai

Ü  Terletak di daerah pertemuan antara laut dengan daratan, atau disebut juga daerah pasang surut.

Ü  Ekosistem pantai dipengaruhi oleh siklus harian pasang surut air laut

Ü  Terdapat hutan pantai yang terdiri dari dua formasi, yaitu

*        Formasi Pes-ceprae, merupakan hutan pantai yang didominasi oleh tumbuhan Ipomea Pes-ceprae (telapak kabing) yang menjalar, berdaun tebal, dan tahan terhadap hempasan gelombang dan angin. Tumbuhan lain yang terdapat di formasi pes-ceprai ini adalah Spinifex littorius, vigna, Euphorbia,  Crinum asiaticum, dan Pandanus sp.

*        Formasi Barringtonia, didominasi oleh tumbuhan Barringtonia.

Estuari

Estuari merupakan daerah bertemunya sungai dengan laut yang dipagari oleh lempeng intertidal (rawa garam) yang luas.  Salinitas di  estuary dipengaruhi oleh pasang surut, artinya jika pasang salinitas akan naik, namun jika surut, maka salinitasnya akan turun

Berdasarkan salinitasnya, daerah estuary dibedakan atas:

*        Oligohalin, merupakan daearh dengan salinitas rendah (0.5 – 3 ppt)

*        Mesohalin, merupakan daearh dengan salinitas sedang (3 – 17 ppt)

*        Polyhalin, merupakan daearh dengan salinitas tinggi (17– 30 ppt)

 

5. EKOSISTEM AIR TAWAR

Ciri ekosistem air tawar

Ü  Variasi suhu rendah

Ü  Iklim dan cuaca sangat mempengaruhi ekosistem air tawar

Ü  Salinitas air sangat rendah

Ü  Terdapat aliran air

Berdasarkan intensitas cahaya yang diterimanya ekosistem air tawra dibedakan menjadi 3 daerah, yaitu:

Ø  Daerah litoral, yaitu daerah yang dangkal dan cahaya matahari dapat sampai ke dasar perairan

Ø  Daerah limnetik, yaitu daerah dimana cahaya matahari hanya sampai menembus kedalman tertentu

Ø  Profundal, yaitu daerah yang dalam dan tidak terjangkau cahaya matahari. 

Ekosistem air tawar dibedakan atas:

Ø  Ekosistem air  mengalir, yaitu sungai

Ø  Ekosistem air tenang, meliputi danau dan rawa

 

f.        EKOSISTEM DARAT

1.      Bioma gurun

Letak bioma gurun adalah di daerah tropic yang berbatasan dengan padang rumput

Ciri-ciri bioma gurun:

Ü  Pancaran sinar matahari sangat panas

Ü  Kecepatan penguapan (evaporasi) lebih tinggi dibandingan  kecepatan pengendapan presipitasi

Ü  Perbedaan suhu antara siang dan malam  sangat tinggi, dimana saat siang suhu sangat tinggi, sedangkan saat malam suhu sangat rendah.

Ü  Hujan turun secara tidak teratur

Ü  Curah hujan rendah  (25 cm/tahun)

Ü  Kelembaban udara sangat rendah

Ü  Tanah tandus dan gersang

Ciri Tumbuhan yang hidup di bioma gurun

Tumbuhan semusim umumnya berukuran kecil, berbunga, berbuah dan berbiji dengan jika turun hujan.

Tumbuhan menahun bersifat serofit, beradun kecil bahkan tidak berdaun, daun berlapis lilin, berduri, berapakar panjang, dan memiliki jaringan penyimpan air

Ciri Hewan yang hidup di bioma gurun

Hewan yang hidup di daerah gurun bertubuh kecil, mencari makan pada pagi dan malam hari, hidup di lubang-lubang, misalnya hewan pengerat, ular, kadal, kalajengking, katak, dan hewan bertubuh besar memiliki organ penyimpan air, misalnya unta.

 

2.      Bioma hutan bakau

Letak bioma  hutan bakau adalah di daerah subtropik hingga trpoik di sepanjang  pantai yang landai

Ciri-ciri bioma hutan bakau adalah :

Ü  Didominasi oleh tumbuhan bakau

Ü  Kadar garam air dan tanah tinggi

Ü  Kadar oksigen air dan tanah rendah

Tumbuhan yang dijumpai di bioma hutan   bakau memiliki daun tebal, kaku, dan berlaipis kutikula yang tebal, memiliki akar yang rapat dan kuat, bebarpa jenis memiliki akar tunggang, akar napas (pneumatofora) dan akar lutut yang berfungsi untuk menyerap oksigen dari udara.   Beberapa jenis tumbuhan pada bioma hutan bakan adalah: Rhizopora, Avicenna, Bruguiera

Hewan yang dijumpai di bioma hutan bakau antara lain ikan, udang, kepiting, biawak, buaya, burung.

3.      Bioma hutan basah / hutan hujan tropis

Letak bioma hutan basah adalah di daerah tropic dan subtropis yang banyak dijumpai di Amerika Tengah, Afrika, Asia Tenggara, termasuk Indonesia, dan  Australia Bagian Utara

Ciri-ciri bioma gurun:

Ü  Keadaan hutan lembab dengan suhu sekitar 25_oC.

Ü  Mengalami perubahan iklim setempat (iklim mikro)

Ü  Matahari bersinar sepanjang tahun.

Ü  Perubahan suhu dari waktu ke waktu hanya sedikit.

Ü  Ketinggian pohon mencapai 20 – 40 meter.  Beberapa jenis pohon tingginya dapat lebih dari 40 m.

Ü  Pepohonan memiliki cabang yang banyak, berdaun lebat, dan membentuk tudung atau kanopi yang menyebabkan keadaan hutan menjadi gelap.

Ü  Hujan turun merata sepanjang tahun

Ü  Curah hujan tinggi  (200 - 225 cm/tahun)

Tumbuhan yang hidup di bioma hutan basah sangat beragam.  Tumbuhan khas yang dijumpai di bioma hutan basa adalah liana dan tumbuhan epipit, seperti anggrek.

Hewan yang hidup di bioma hutan basah antara lain harimau, burung, kera, badak, babi hutan, dll.

4.      Bioma hutan gugur

Letak bioma hutan gugur adalah di daerah beriklim sedang, yaitu di daerah Amerika Serikat, Eropa, Asia Timur, Chili, dan Pegunungan Amerika Tengah

Ciri-ciri bioma hutan gugur:

Ü  Pada bioma hutan gugur terdapat 4 musim, yaitu musim dingin, panas, gugur, dan semi.

Ü  Ketinggian pohon mencapai 30 – 40 meter. 

Ü  Pepohonan berdaun lebar dan menggugurkan daunnya pada musim dingin.

Ü  Hujan turun merata sepanjang tahun

Ü  Curah hujan tinggi  (70 – 100 cm/tahun)

Tumbuhan yang hidup di bioma hutan gugur

Tumbuhan yang hidup di bioma hutan gugur berdaun lebar dan menggugurkan daunnya pada musim dingin.  Beberapa jenis tumbuh yang hidup di bioma hutan gugur antara lain: Querqus  sp (oak) dan Aler campester (maple)

Hewan yang hidup di bioma hutan gugur

Hewan yang hidup di bioma hutan gugur antara lain beruang, rusa, rakun, rubah, burung pelatuk, bajing, dll.

5.      Bioma hutan lumut

Letak bioma  hutan lumut adalah di daerah pegunungan yang terletak pada ketinggian di atas batas kondensasi air.

Ciri-ciri bioma hutan lumut :

Ü  Didominasi oleh tumbuhan lumut

Ü  Permukaan tanah, bebatuan, dan tumbuhan ditutupi oleh lumut

Ü  Suhu lingkungan rendah dan kelembaban tinggi.

6.      Bioma padang rumput

Letak bioma padang rumput adalah di daerah subtropic yang terbentang sampai daerah tropis.

Ciri-ciri bioma padang rumput:

Ü  Didiminasi oleh tumbuh rumput

Ü  Porositas tanah banyak, draninase cepat namun tidak teratur sehingga tumbuhan sukar untuk mengambil air.

Ü  Hujan turun secara tidak teratur

Ü  Curah hujan (25 – 50 cm/tahun)

Tumbuhan yang hidup di bioma padang rumput umumnya adalah jenis rumput-rumputan baik rumput yang pendek, misalnya Buffalo grasses, dan grana, hingga rumput yang panjangnya mencapai 3 m seperti Indian grasses dan Bluestem

Hewan yang hidup di bioma gurun antara lain bison, kanguru, zebra, jerapah, gajah, ular, singa, dan srigala

7.      Bioma sabana

Letak bioma  sabana adalah di daerah subtropik hingga trpoik, yaitu di Afrika, Nusa Tenggara, dan Australia

Ciri-ciri bioma hutan bakau adalah :

Ü  Didominasi oleh tumbuhan alang-alang

Ü  Sabana berasal dari hutan yang rusak yang dalam suksesi berikutnya terbentuk alang-alang.

Ü  Sabana dibedakan atas:

Ü  Sabana murni, yaitu hanya didominasi oleh satu jenis tumbuhan.

Ü  Sabana campuran, yaitu didominasi oleh berbagai jenis tumbuhan.

Tumbuhan yang dijumpai di bioma sabana pada umumnya adalah rumput alang-alang.

Hewan yang dijumpai di bioma sabana antara lain kijang, zebra, macan tutul, singa, dll

8.      Bioma taiga

Letak bioma taigaadalah di daerah utara Amerika Utara, Eropa, Asia yang terbentang di sebelah selatan pegunungan yang tinggi.

Ciri-ciri bioma taiga:

Ü  Suhu saat musim dingin sangat rendah sehingga membentuk salju

Ü  Saat musim panas pertumbuhan tanaman berlangsung antara 3 – 6 bulan.

Tumbuhan yang hidup di bioma hutan gugur

Tumbuhan yang hidup di bioma taiga adalah tumbuhan conifer, seperti Juniperus sp, betula sp, Alnus sp, dll.

Hewan yang hidup di bioma hutan gugur

Hewan yang hidup di bioma taiga antara lain: beruang, ajak, moose, dll.

9.      Bioma tundra

Letak bioma  tundra adalah di daerah kutub belahan bumi utara dengan ketinggian di atas 2500 meter.

Ciri-ciri bioma hutan bakau adalah :

Ü  Perbedaan musim panas dan dingin sangat mencolok.

Ü  Perubahan dari musim panas ke musim dingin sangat cepat.

Ü  Banyak dijumpai genangan-genangan air yang membeku, pada air yang dangkal gengangan air membeku sampai bagian dasarnya.

Tumbuhan yang dijumpai di bioma tundra memiliki cirri sebagai berikut:

Tumbuhan semusim masa pertumbuhannya sangat pendek, memiliki bunga yang mencolok dan berbunga serempak.

Saat musim dingin dumbuhan mengalami dormansi.

Hewan yang dijumpai di bioma tundra memiliki cirri antara lain:

Ü  Memiliki lapisan lemak yang tebal di bawah kulit untuk mengatur suhu tubuhnya

Ü  Pada musim panas hewan di bioma tundara berbulu gelap, sedangkan pada musim dingin berbulu putih. 

Ü  Beberapa jeis hewan di bioma tundra antara lain: Caribou, Reindeer, Muskoxen, dan beruang kutub.

 

Suksesi Dan Keseimbangan Lingkungan

Pengertian suksesi

Suksesi adalah proses perubahan yagn berlangsung satu arah secara teratur yang terjadi pada suatu komunitas dalam jangka waktu tertentu hingga terbantuk komunitas baru yang berbeda dari komunitas semula. 

Macam-macam suksesi

Berdasarkan kondisi awal habitat suatu lingkungan yang mengalami kerusakan, suksesi dibedakan atas:

·         Suksesi primer

Suksesi primer adalah suksesi yang dimulai dari ekosistem yang mengalami kerusakan total, misalnya akibat letusan gunung berapi, dimana tidak ada lagi makhluk hidup yang dapat hidup di ekosistem tersebut. Suksesi primer ini diawali dengan tumbuhan  pioneer (perintis).  Yang termasuk tumbuhan perintis antara lain lichens (lumut kerak), ganggang, dan lumut.

Gambar letusan krakatau 1883 (Sumber: rovicky.wordpress.com) yang menyebabkan kerusakan ekosistem yang sangat parah. (kiri) dan gambar anak krakatau saat ini hasil dari proses suksesi primer (Sumber travelplusindonesia.blogspot.com)

 

·         Suksesi sekunder

Suksesi sekunder adalah suksesi yang terjadi pada ekosistem yang mengalami kerusakan tidak parah, misalnya kerusakan akibat banjir, angina kencang, tsunami, penebangan hutan, dan pembukaan lahan.

Gambar proses suksesi

 

Akhir dari suksesi

Akhir dari suksesi adalah terbentuk komunitas klimaks (komunitas yang seimbang), yaitu komunitas yang ditandai dengan keseimbangan, dimana tidak terjadi pergantian dominasi lagi.  Komunitas klimaks dapat terjadi karena dua faktor:

·         Daya dukung lingkungan, yaitu kemampuan lingkungan untuk menyediakan segala sumber daya alam yang diperlukan oleh makhluk

·         Daya lenting lingkungan, yaitu kemampuan lingkungan untuk pulih kembali.

Berdasarkan tempat terbentuknya, komunitas klimaks dibedakan 3 macam, yaitu

*        Hidrosfer, yaitu suksesi yang terbentuk di ekosistem  air tawar

*        Halosfer, yaitu suksesi yang terbentuk di ekosistem  air payau

*        Xerosfer, yaitu suksesi yang terbentuk di daerah gurun.

Berdasarkan klimaksnya, ekosistem dibedakan atas:

·         Monoklimaks, yaitu klimaks yang terjadi pada daerah dengan musim tertentu

·         Poliklimaks, yaitu klimaks yang dipengaruhi oleh factor fisik yang salah satunya dominant, seperti factor tanah, tofografi, dan drainase.

Faktor-faktor yang mempengaruhi kecepatan suksesi

Faktor-faktor yang mempengaruhi kecepatan suksesi antara lain:

·         Luas komunitas yang mengalami gangguan

·         Jenis tumbuhan di sekitar komunitas

·         Kehadiran pemencar benih

·         Iklim

·         Kecepatan angin

·         Jenis substrat yang terbentuk

ALIRAN ENERGI DAN BIOLIMIMA

Pengertian energi

Energi adalah kemampuan untuk melakukan usaha atau kerja.  Satuan energi secara internasional adalah Joule (J), sedangkan satuan energi secara tradisional/konvensional adalah Kalori (Kal). 1 Joule = 0,293 kalori; 1 kalori =  4,186 Joule.

Hukum tentang energi

Hukum Thermodinamika I: “Energi dapat diubah dari satu bentuk energi ke bentuk energi lain, tetapi energi tidak dapat diciptakan dan tidak dapat dimusnahkan”. Misalnya energi  cahaya matahari dapat diubah menjadi energi kimia oleh tumbuhan, energi kimia dapat diubah menjadi energi gerak (pada hewan atau manusia).

Hukum Thermodinamika II:

a.       “Bahwa setiap terjadi perubahan bentuk energi selalu terjadi degradasi energi dari bentuk energi terpusat menjadi bentuk yang tersebar”.   Misalnya untuk melakukan gerak diperlukan banyak energi, namun tidak semua energi tersebut yang dibutuhkan untuk bergerak,  karena sebagian terbuang pada saat respirasi.

b.      “Bahwa dalam proses transformasi energi tidak akan terjadi transformasi energi yang mempunyai efisiensi 100%”. Misalnya pada proses fotosintesis, hanya sedikit energi yang dapat diubah menjadi energi potensial dalam bentuk makanan, kaerna sebagian besar energi cahaya matahari berubah menjadi energi panas yang tidak dapat dipergunakan.

 

 

Sumber Energi

Sumber energi bagi seluruh kehidupan adalah cahaya matahari.  Energi matahari diubah oleh tumbuhan menjadi energi kimia berupa zat makanan.  Energi kimia dari tumbuhan diubah menjadi energi gerak oleh manusia atau hewan memakan tumbuhan tersebut. 

Banyaknya energi cahaya yang  dapat diterima oleh tumbuhan satu dengan yang lain berbeda-beda, tergantung pada letak ketinggian daerah dari permukaan laut dan adanya penutupan suatu daerah, misalnya penutupan oleh tumbuhan.

Beberapa hal yang berkaitan dengan energi:

Ø  Energi dapat diubah dari satu bentuk ke bentuk lain

Ø  Energi tidak dapat diciptakan  dan tidak dapat dimushankan

Ø  Energi tidak dapat didaur ulang dan tidak dapat kembali ke matahari.

Ø  Energi panas yang tersebar ke alam tidak dalam dipergunakan lagi.

Ø  Energi dapat disimpan.

Ø  Energi yang dapat disimpan oleh makhluk hidup hanya sedikit, karena sebagian digunakan untuk respirasi, aktivitas, reproduksi, dan pertumbuhan.

Ø  Setiap konsumen dalam tingkat trofik mendapatkan energi yang lebih rendah dari energi yang didapat oleh konsumen sebelumnya,  karena sebagian energi tersebut terbuang saat respirasi, aktivitas, reproduksi, dan pertumbuhan oleh  organisme pada konsumen sebelumnya.

Ø  Pengurai merupakan batas akhir penggunaan energi.

Urutan Aliran Energi

Urutan aliran energi adalah sebagai berikut

Siklus materi

Urutan siklus materi adalah sebagai berikut

Gambar Siklus Materi (Sumber: Koleksi Penyusun)

Siklus biogeokimia (siklus materi)

Siklus biogeokimia adalah siklus unsure/senyawa kimia yang mengalir dari komponen abiotik dan biotic dan mengalami perpindahan dari organisme satu ke organisme lain serta beredar kembali ke lingkungan fisik (abiotik).  Senyawa atau unsur-unsur kimia yang diperlukan organisme, di antaranya adalah sebagai berikut: karbon, oksigen, nitrogen, hydrogen, air, sulfur, dan daur sediment. 

·         Siklus nitrogen

Nitrogen di atmosfer terdapat dalam bentuk N_2.  80% gas yang terdapat di udara adalah nitrogen.   Nitrogen merupakan  bahan pembentuk asam amino (protein).  Manusia dan hewan memerlukan  nitrogen dalam bentuk protein.  Sedangkan tumbuhan memerlukan nitrogen dalam bentuk nitrat (NO^3-).  Melalui proses asimilasi, tumbuhan mengubah nitrat menjadi protein. 

Siklus nitrogen adalah sebagai berikut:

Jika ada halilintar atau petir, akan menyebabkan terjadinya persenyawaan antara N₂ di atmosfer dengan H₂ dan O₂ yang kemudian terbawa oleh air hujan (H₂O) dan ikut terbawa ke tanah dengan turunnya hujan menjadi NO^3- (nitrat) dan NO^2- (Nitrit).  Nitrat (NO^3-) dapat diserap oleh tumbuhan.

Kotoran hewan, urin, tumbuhan dan hewan yang mati akan diurai oleh bakteri menjadi ammonium dan amoniak (NH₃).   Amonium lalu diubah menjadi nitrat (NO^3-) oleh bakteri Nitrosomonas.  

Gambar siklus nitrogen (Sumber: Koleksi Penyusun)

 

·         Siklus karbon

Di atmosfer karbon terdapat dalam bentuk CO₂.  Di dalam air, karbon terdapat dalam bentuk CO₂ terlarut.  Manusia dan hewan memperoleh karbon dalam bentuk karbohidrat yang diperoleh dari tumbuhan.  Karbohidrat tersebut  akan digunakan untuk membentuk energi dalam tubuh manusia dan hewan.

Siklus karbon adalah sebagai berikut:

v  CO₂ dihasilkan dari:

-          Dari hasil metabolisme atau pengubahan zat makanan menjadi ATP (energi), pada manusia dan hewan yang dikeluarkan melalui proses pernapasan.

-          CO₂ juga dihasilkan dari  pembakaran bahan bakar fosil (minyak bumi dan batu bara). 

-          CO₂ juga dihasilkan dari  proses pembusukan kotoran organsime atau pembusukan organisme yang telah mati (tumbuhan, hewan, dan manusia) oleh organisme pengurai.

v  Penggunaan CO₂

-          CO2 digunakan oleh tumbuhan pada saat fotosintesis_.   CO₂ tersebut kemudian di ubah menjadi karbohidrat atau amilum dalam proses fotosintesis oleh tumbuhan hijau, ganggang, dan fitoplankton. 

-          Manusia dan hewan memperoleh karbon dalam bentuk karbohidrat atau amilum ketika memakan tumbuhan yang mengandung karbohidrat. 

-          Dari hasil metabolisme atau pengubahan zat makanan menjadi ATP (energi), manusia dan hewan mengeluarkan CO₂ ke atmosfer, dimana CO₂ tersebut kemudian akan digunakan kembali oleh tumbuhan untuk fotosintesis.

Saat ini  kadar CO₂ diatmosfer semakin meningkat, karena semakin banyaknya penggunaan bahan pembakaran fosil dan semakin banyaknya tumbuhan yang ditebang dimana tumbuhan tersebut berfungsi menyerap CO_2.

 

·         Siklus oksigen

Di dalam tubuh oksigen diperlukan untuk proses oksidasi atau pembakaran zat makanan untuk diubah menjadi ATP atau energi pada proses metabolisme.  Oksigen diperoleh melalui proses pernapasan, dimana organisme menghisap oksigen dan mengeluarakan karbondioksida.

Di atmosfer oksigen  terdapat dalam bentuk  O₂ dan di alam air  oksigen terdapat dalam bentuk oksigen terlarut. 

Siklus oksigen adalah sebagai berikut:

-          Oksigen dihasilkan dari proses fotosintesis  tumbuhan dan ganggang, dimana tumbuhan, ganggang, dan fitoplankton pada saat fotosintesis menyerap CO₂ dan melepaskan O₂ dan uap air ke atmosfer sebagai zat sisa dari proses fotosintesis.

-          Ketika bernapas, manusia dan hewan menghisap oksigen (O₂) dan melepaskan zat sisa metaboisme berupa CO₂ dan uap air H₂O. 

-          CO₂ akan diserap tumbuhan dan ganggang pada saat terjadi proses fotosintesis, dan kemudian dilepaskan oksigen (O₂), dimana oksigen tersebut  kemudian akan dihisap oleh  manusia dan hewan pada saat respirasi. 

     Gambar siklus oksigen dan karbon (Sumber: Koleksi Penyusun)

·         Siklus air

Di dalam tubuh air diperlukan untuk membantu dalam hidrolisis pada reaksi metabolisme

Gambar siklus air (Sumber: Koleksi Penyusun)

 

Siklus air dibedakan atas :

·         Siklus pendek

Proses siklus pendek air adalah sebagai berikut

Ø  Air laut, sungai, danau, dan rawa mengalami penguapan akibat teriknya panas sinar matahari.  Dari percikan ombak pun akan terbentuk uap air.

Ø  Dengan bantuan angin uap air tersebut diterbangkan ke angkasa dan selanjutnya uap air tersebut mengalami kondensasi dan terbentuklah titik-titik air. 

Ø  Kumpulan titik-titik air diangkasa tersebut akan kembali jatuh ke bumi sebagai hujan.

 

·         Siklus panjang

Proses siklus pendek air adalah sebagai berikut:

Ø  Respirasi tumbuhan, hewan, manusia, hasil fotosintesis tumbuhan, dan aktivitas manusia seperti memasak akan menghasilkan uap air. 

Ø  Dengan bantuan angin uap air tersebut diterbangkan ke angkasa dan selanjutnya uap air tersebut mengalami kondensasi dan terbentuklah titik-titik air. 

Ø  Kumpulan titik-titik air diangkasa tersebut akan kembali jatuh ke bumi sebagai hujan.

 

·         Siklus belerang (S)

Sulfur atau belerang merupakan unsur penting penyusun protein.  Di alam sulfur terdapat di kerak bumi dalam bentuk sulfat (SO₄^{2 -}).  Tumbuhan memperoleh sulfur dalam tanah ini dalam bentuk sulfat (SO₄^{2 -}).  Manusia dan hewan mendapatkan sulfur dari memakan tumbuhan.  

Gambar siklus belerang  (Sumber: Koleksi Penyusun)

 

Siklus sulfur (belerang) adalah sebagai berikut:

o   Tumbuhan atau hewan yang mati akan diurai oleh jasad renik menjadi gas berbau busuk (H₂S) atau SO₂ (dimetil sulfide), dan SO₄^2- (sulfat).  Secara alami gunung berapi pun menghasilkan sulfat atau berelang.  Begitu pula dengan hasil pembakaran minyak bumi dan batu bara dari asap pabrik atau kendaraan bermotor akan menghasilkan SO₂.  Jika gas SO₂ hasil buangan asap kendaraan di udara terlalu banyak, maka gas tersebut akan bereaksi dengan air hujan menjadi asam sulfat (H₂SO₄) yang menyebabkan terjadinya hujan asam yang sangat merugikan ekosistem.

o   Oleh tumbuhan sulfat diserap melalui akar untuk kemudian dalam proses asimilasi akan terbentuk menjadi protein. 

o   Jika manusia dan hewan memakan tumbuhan yang berprotein, maka  protein akan masuk ke dalam tubuh manusia maupun hewan.  Manusia, hewan, dan tumbuhan yang mati akan diurai oleh mikroorgansme, dan kandungan sulfurnya akan dilepaskan kembali ke alam. 

·         Siklus fosfor

Fosfor merupakan bahan pembentuk tulang manusia maupun hewan, sebagai bahan pembentuk asam nukleat (protein), dan ATP (energi).  Manusia dan hewan mandapatkan melalui memakan tumbuhan. 

Gambar siklus fosfor  (Sumber: Koleksi Penyusun)

Siklus fosfor adalah sebagai berikut:

o   Tumbuhan atau hewan yang mati, feses, dan urin organisme akan diurai menjadi fosfat orgaik yang kemudian akan diubah menjadi fosfat anorganik oleh aktivitas bakteri.  Secara alami gunung berapi pun menghasilkan sulfat atau berelang.  Begitu pula dengan hasil pembakaran minyak bumi dan batu bara dari asap pabrik atau kendaraan bermotor akan menghasilkan SO₂.  Jika gas SO2 hasil buangan asap kendaraan di udara terlalu banyak, maka gas tersebut akan bereaksi dengan air hujan menjadi asam sulfat (H₂SO₄) yang menyebabkan terjadinya hujan asam yang sangat merugikan ekosistem.

o   Oleh tumbuhan sulfat diserap melalui akar untuk kemudian dalam proses asimilasi akan terbentuk menjadi protein. 

o   Jika manusia dan hewan memakan tumbuhan yang berprotein, maka  protein akan masuk ke dalam tubuh manusia maupun hewan.  Manusia, hewan, dan tumbuhan yang mati akan diurai oleh mikroorgansme, dan kandungan sulfurnya akan dilepaskan kembali ke alam.