BAB I
SEJARAH EKOLOGI DAN RUANG LINGKUP KAJIAN EKOLOGI
1.1 Sejarah Ekologi
Manusia tertarik pada ekologi dalam cara yang praktis sejak awal sejarahnya. Di dalam masyarakat yang primitif setiap induvidu, untuk hidupnya, perlu memiliki pengetahuan yang pasti tentang lingkungannya, yakni mengenai tenaga-tenaga alam dan mengenai tumbuhan serta binatang di sekitarnya.
Ekologi berasal dari bahasa yunani oikos yang berarti rumah tangga dan logos yang berarti ilmu.
• Krebs (1978) ekologi sebagai suatu kajian makhluk di tempat hidupnya.
• Ernest Haeckel (1869) menuliskan bahwa ekologi adalah suatu hubungan keseluruhan antara makhluk hidup, dalam hal ini hewan dengan lingkungan organik dan anorganik.
• Charles Elton (1927) dalam bukunya Animal Zoology memberi arti ekologi sebagai sejarah alam secara ilmiah.
• Andrewastha (1961) Selajutnya ditulisnya arti ekologi yang jelas dan terbatas yang berbunyi bahwa ekologi adalah kajian ilmiah tentang agihan dan kelimpahan makhluk Agihan makhluk yaitu adanya mkhluk tumbuhan dan makhluk hewan di suatu waktu dan di suatu ruang.
• Krebs (1978) ekologi diberi arti sebagai kajian ilmiah tentang interaksi yang menentukan distribusi / agihan dan kelimpahan makhluk.
• Eugene Odum (1983) memberi arti ekologi adalah kajian tentang struktur dan fungsi alam. Lingkungan dapat berupa lingkungan fisik atau lingkungan kimia, atau lingkungan hayati, jadi dapat berupa tumbuhan dan hewan dapat bertindak sebagai lingkungan bagi makhluk hidup lain.
• Kendeigh (1980) ekologi merupakan kajian tentang hewan dan tumbuhan dalam hubungannya dalam suatu makhluk yang satu dengan yang lain dan antara makhluk dengan laiannya.
• Daniel (1971) ekologi merupakan ilmu yang berkaitan dengan tanggapan makhluk. Tanggapan makhluk dapat secara tunggal dan bersama-sama. Ekologi berkaitan dengan cara-cara makhluk merupakan lingkungan itu menyesuaikan diri. Ekologi ialah ilmu tentang interaksi antara memberi dan menerima, antara stimulus dan tanggapan, antar stimulus dan umpan balik.
• Begon (1986) ekologi merupakan ilmu tetua, karena manusia pertama sudah mengetahui, secara ilmiah diakui setelah tahun 1869 yang di populerkan oleh Ernest Haeckel.
•
1.2 Ruang Lingkup Ekologi
Ekologi mempunyai ruang lingkup seperti halnya dalam Kendeigh (1980) yaitu sebagai berikut :
1. Distribusi dan kelimpahan setempat dan secara geografis jenis makhluk (Habitat, Relung, Komunitas Dan Biogeografi)
2. Perubahan menurut waktu dan keberdaan, kelimpahan serta aktivitas makhluk hidup (Musiman, Tahunan, Seksional, Seologik)
3. Saling keterkaitan antara makhluk dalam populasi serta komunitas (Ekologi Populasi)
4. Adaptasi struktural dan penyesuaian fungsional oleh makhluk terhadap lingkungan fisik mereka (Ekologi Fisiologi)
5. Perilaku hewan terhadap kondisi alam (Ethologi)
6. Perkembangan evolusioner semua saling berkaitan (Ekologi Evolusioner)
7. Produktivitas hayati alam bagaimanakah produktivitas ini berguna paling baik bagi kemanusiaan (Ekologi Ekosistem)
8. Perkembangan model matematik untuk menghubungkan interaksi parameter dan membuat perkiraan mengenai pengaruh (Analisis Sistem)
Pembagian lambing-lambang biologi dapat di bedakan secara vertical (berdasarkan taksonomi) dan horizontal (dasar kajian)
Kajian dasar Primata Mammalia Homosapien Paku Pisces Kingdom
Morfologi
Fisiologi
Anatomi
Histologi
Taksonomi
Ekologi Divisio
Classis
Ordo
Familia
Genus
Spesies
1.3 Pendekatan Kajian Ekologi
1. Kajian ekologi Berdasarkan taksonomi ( berbagai tingkat takson )
Ekologi tumbuhan, Ekologi hewan (ekologi serangga, ekologi burung), ekologi mikroba (jasad renik).
2. kajian ekologi berdasarkan jenis habitat
Ekologi bahari , ekologi perairan tawar, ekologi perairan darat terestial, ekologi estuaria, ekologi padang.
3. Kajian ekologi berdasarkan kompleksitas jenis organisme bisa mengkaji ekologi hanya 1 populasi (beberapa populasi saling berinteraksi)
4. kajian ekologi berdasarkan penggunaan model
KOMPONEN BIOTIK Gen – Sel – Organ – Organisme – Populasi - Komunitas
Ditambah
KOMPONEN ABIOTIK
Sama dengan
BIOSISTEM Sist.Genetika – S.Sel -S.Organ - S.Populasi - Ekosistem
Kompleksitas jenis organisme
1. Autoekologi / autekologi/ otoekologi yaitu mengkaji suatu jenis populasi pada suatu tempat / habitat tanpa dikaitkan dengan populasi lainnya,.
2. Sinetologi ( berbagai jenis yang saling terkait ) yaitu mengkaji berbagai jenis ekologi pada suatu habitat yang saling berinteraksi.
BAB II
KONSEP – KONSEP DASAR EKOSISTEM
A TINGKATAN DALAM EKOSISTEM
Setiap individu membutuhkan lingkungan fisik tertentu sebagai komunitas biotic harus berinteraksi dengan komunitas abiotik. Dalam habitat terjadi interksi-interaksi yng sangat komplek dan sangat rumit antar komponen, antar komunitas dan habitat walaupun begitu interaksi tetap berjalan secara normal sehingga antara komunitas biotic dan habitat membentuk sebuah system ekologi atau disebut ekosistem.
1) Individu
Merupakan sebutan dari organisme utuh (tunggal) yang tidak dapat hidup sendirian sehingga harus berinteraksi dengan sejenis maupun lain jenis dan cenderung berinteraksi dengan individu yng sejenis karena mempunyai kebutuhan yang sama. Individu berasal dari berbagai macam tingkatan yaitu sebagai berikut : senyawa anorganik (H, N, C, O) berorganisasi menjadi organel sel jaringan organ system organ individu organisme.
2) Populasi
Merupakan sekelompok individu yang mempunyai kebutuhan sama dn saling berinteraksi, serta menempati pada habitat tertentu, sehingga kebutuhan hidup mulai terpenuhi karena adanya interaksi.
3) Komunitas Biotik
Membentuk kelompok yang lebih besar antara beberapa populasi saling berinteraksi karena adanya sifat kebutuhan yang berbeda, interaksi yang terjadi semakin lengkap namun semua kebutuhan belum dapat terpenuhi.
4) Habitat
Merupakan tempat tinggal (wilayah) yang dihuni oleh komunitas biotic. Komunitas biotic akan berinteraksi dengan tempat tinggal di sekitarnya. Interaksi yang terjadi sangat komplek yang berlangsung secara normal dan seimbang sehingga membentuk sesuatu sistem yaitu interaksi-interaksi yang menyatukan komponen yang ada.
5) Ekosistem
Merupakan interaksi antara komunitas biotik dengan habitatnya yang di dalamnya terdapat beberapa komponen abiotik yng sifatny komplek serta mambantuk suatu kesatuan yang utuh dan menjalankan sebuah fungsi tertentu.
6) Biosfer
Merupakan tingkatan ekosistem terbesar, yang mencakup seluruh bentuk kehidupan di bumi.
B SIFAT EKOSISTEM
Sistem yaitu interaksi-interaksi yang menyatukan komponen yang ada menjadi satu kesatuan dan menjadikan sebuah fungsi tertentu. Dari sudut pandang lain, sistem merupakan sekelompok komponen yang saling terkait, dan saling mempengaruhi sehingga mambentuk suatu kesatuan secara utuh. Syarat dari sebuah sistem yamg baik yaitu adanya interaksi antar komponen harus serasi dan seimbang, keseimbangan dalam ekosistem dinamakan keseimbangan yang dinamis(steddy state) yaitu keseimbangan yang sewaktu-waktu bisa mengalami perubahan yang akan diikuti oleh berbagai macam proses sehingga akan berakhir dengan keseimbangan yang baru.
Di dalam sebuah ekosistem yang menjadi sebab dari setiap ekosistem mempunyai keseimbangan yang steady state karena adanya mekanisme umpan balik. Umpan balik dapat diartikan sebagai pengaruh balik yang diberikan oleh komponen yang turut berubah kepada komponen yang pertama kali berubah.
Umpan balik ada 2 macam yaitu sbb :
1. Umpan balik positif
Yaitu umpan balik yang mendukung terjadinya perubahan.
2. Umpan balik negatif
Yaitu u7mpan balik yang menghambat terjadinya perubahan sehingga perubahan akan berhenti
C. PROSES YANG TERJADI DALAM EKOSISTEM
1. Aliran Energi
Energi merupakan daya yang digunakan untuk melakukan aktivitas sumber energi utama: Sinar Matahari.
Matahari dimanfaatkan langsung oleh tumbuhan hijau dalam bentuk elektromagnetik untuk proses fotosintesis.
Rumput C6H12O6 (Lemak, Karbohidrat, Protein)
Proses Fotosintesis
KI Aktifitas
KII
Habis
D
Sifat-sifat Energi
Hukum Termodinamika I
“Energi tidak dapat diciptakan atau dimusnahkan, energi dapat di transformasi dari bentuk energi yang satu menjadi energi lain”
Misal:
Energi Matahari Energi Kimia
K : Konsumen
D : Dekomposer.
Hukum Termodinamika II
“Tidak ada transfer energi yang 100% efisien, sebagian energi akan hilang dalam bentuk panas”.
Ada kemungkinan energi dalam bentuk ekosistem:
1) Dialirkan melalui rantai makanan atau jaring-jaring makanan.
2) Dapat disimpan dalam ekosistem dalam bentuk materi kimia.
3) Dapat keluar dari ekosistem dalam bentuk panas.
Bentuk Energi
Energi cahaya (matahari), energi kimia (K, L, Protein), Energi Gerak (aktivitas), Energi Panas (habis dalam bentuk panas).
Pola Aliran Energi
a) Energi yang masuk dalam ekosistem berupa energi radiasi matahari atau energi cahaya tapi tidak semuanya dapat dimanfaatkan.
b) Energi yang di simpan berupa materi tumbuhan dapat dialirkan melalui rantai makanan dan jaring makanan dari produsen sampai dengan konsumen sampai dengan decomposer.
c) Apabila materi tidak dikonsumsi maka energi akan disimpan dalam sistem kemudian diteruskan sampai decomposer.
d) Setiap tingkat trafik di dalam rantai makanan menggunakan energi untuk hidup dan sebagian dikeluarkan sebagai panas.
e) Kemungkinan ekspor energi / energi menuju ekosistem lain dalam bentuk materi organik.
Fotosintesis (C6H12O6)
Produsen 4 5
2
Konsumen I 4
3 5
2
Konsumen II 4
2 5
Dekomposer 4
5
Pola Aliran Energi / Diagram
POLA ALIRAN ENERGI
Fotosintesis (C6H12O6)
Produsen 4 5
2
Konsumen I 4
3 5
2
Konsumen II 4
2 5
Dekomposer 4
5
Daur Materi (Daur Biogeokimia)
Ada dua unsur kimia:
1. Unsur Esensial (C, H, O, N)
2. Unsur Non esensial
Ex: Fe, Boron (B), Mg, dll.
Jika tumbuhan kekurangan unsur:
C : akan timbul bintik-bintik putih dipermukaan daun
Fe : Daun pada tumbuhan akan mudah rontok
N : daun menguning
Mg : Proses fotosintesis terhambat
Pengertian daur biogeokimia
Proses pertukaran air dan unsur kimia dari lingkungan biotik maupun abiotik
DIAGRAM
SIKLUS KARBON
Atmosfer, Gudang CO2
Pembakaran
Fotosintesis
Penghausan Respirasi
Tumbuhan Hewan Bakteria
Materi organik
Bahan bakar fosil
Batuan karbonat
Sumber utama CO2 ada di atmosfer CO2 dapat langsung dimanfaatkan oleh tumbuhan.
Diagram
Siklus Nitrogen
Gudang Nitrogen
Di atmosfer (N2)
Bakteri Bakteri fiksasi
denitrifikasi Nitrogen dan petir
Protoplasma
Tumbuhan Hewan
Sintesis Bakteri Amonia Toksik
Protein
Nitrat Dalam Nitrat Nitrisomonas
Tanah
penumpukan Dan sedimen
Guano Penyucian / pengadukan
Ikan dan brung laut
Sedimentasi di laut dangkal
pengadukan
Hilang sebagai sedimen
Di laut dalam
Konversi nitrogen Nitrat
1. Proses Biologis
- Bakteri simbiotik : Rhizobium (pada bintil akar tanaman polong)
Non simbiotik azotobaxter
- jamur
2. Elektrokimia (Petir / halilintar)
Fungsi daur biokimia / daur materi mendaur ulang kembali unsur-unsur kimia yang sudah terpakai oleh semua organisme atau makhluk di bumi sehingga proses kelangsungan hidup tetap terjaga
Perbedaan daur biogeokimia dan daur energi
Energi maupun materi yang beredar dalam ekosistem melalui rantai makanan dan jaring makanan dalam ekosistem berbentuk materi organik.
Siklus Fosfor
Batuan fosfat yang terlarutkan air
Tumbuhan hewan
Bakteri
Batuan fosfat Aksereri
Endapan guano tulang
Fosil tulang gigi
Batuan fulkanis
Erosi
Burung laut Fosfat terlarut
Bakteri pembentuk fosfat
Ikan Endapan dangkal laut
Hilang ke endapan dalam
Batuan fosfat yang terlarut dalam air sebagian hilang ke dalam air dan sebagian di obserbsi tanaman. Tanaman yang dimakan oleh hewan akan merupakan sumber fosfar bila hewan ini mati bakteri dalam hal ini berfungsi sebagai agen pelapukan bahan-bahan dasar yang mengandung fosfar misal bahan organik (sisa tumbuhan, kerangka hewan) dan batuan mineral yang mengandung fosfar erosi membawa senyawa fosfat ke dalam air dimana tumbuhan air akan memanfaatkan.
2. Rantai – rantai makanan, jaring-jaring makanan dan tingkat-tingkat trofik
Energi pangan sumber daya di dalam tumbuh-tumbuhan melalui satu seri organisme dengan diulang-ulang dimakan dan memakan dinamakan rantai makanan. Rantai-rantai pangan terdiri dari dua tipe dasar; rantai pangan perumputan, yang mulai dari dasar tumbuh-tumbuhan hijau ke herbivora yang merumput (yakni organisme yang makan tumbuhan hijau) dan terus ke karnivora (yakni pemakan binatang); dan rantai pangan sisa, yang dimulai dari bahan-bahan mati ke mikroorganisme dan kemudian ke organisme yang makan sisa detritivora dan pemangsanya. Di dalam komunitas-komunitas alam yang kompleks, organisme-organisme yang makanannya diperoleh dari tumbuh-tumbuhan dengan jumlah langkah yang sama dikatakan termasuk ke dalam tingkat trofik yang sama. Jadi tumbuh-tumbuhan hijau (tingkat produsen) menduduki tingkat trofik pertama, pemakan-pemakan tumbuhan tingkat trofik kedua (tingkat konsumen primer pertama), karnivora yang makan herbivora, tingkat ketiga (tingkat konsumen sekunder) dan karnivora sekunder tingkat keempat (tingkat konsumen tertier). Perlu ditegaskan bahwa klasifikasi trofik ini merupakan satu dari fungsi dan bukan dari jenis; populasi jenis tertentu dapat menduduki satu, atau lebih dari satu, tingkat trofik menurut sumber energi yang sebenarnya di asimilasi. Arus energi pada tingkat trofik sama dengan seluruh asimilasi (A) pada tingkat itu, yang sebaliknya sama dengan produksi (P) biomas ditambah dengan respirasi (R). Organisme dekomposer ditempatkan pada kotak terpisah sebagai cara memisahkan rantai pangan perumputan dan sisa-sisa. Seperti telah dikemukakan dalam Bab 2, “dekomposer” sebenernya merupakan golongan campuran dilihat dari segi tingkat energinya.
D. KOMPONEN ATAU MATERI DALAM EKOSISTEM
Komponen tersusun atas komponen biotik dan abiotik. Secara garis besar komponen-komponen meliputi :
a. Komponen abiotik
Komponen abiotik merupakan komponen ekosistem yang tersusun atas benda-benda mati, yang terdiri atas :
• Faktor klimatik
Meliputi cahaya matahari, temperatur, kelembapan dan kandungan gas di atmosfer dll.
• Faktor edafik
Meliputi sifat fisik tanah seperti tekstur, kemiringan, porositas, kapasitas menahan air dll. Serta sifat kimia tanah seperti ph, kandungan dan jenis unsur hara.
• Faktor topografi
Meliputi ketinggian tempat, derajat kemiringan lahan, arah kemiringan lahan dsb.
• Faktor air
Meliputi kedalaman perairan, kecerahan, ph, kandungan unsur hara, kecepatan arus, warna air dsb.
b. Komponen Biotik
Komponen biotik merupakan komponen ekosistem yang tersusun atas keanekaragaman makhuk hidup yang terdiri atas :
• Produsen
Merupakan organisme autrotof yang bisa menghasilkan bahan organik dan bahan anorganik, meliputi tumbuhan hijau dan sebagaian bakteri
• Konsumen
Merupakan organisme heterotrof yang makan organisme lain, meliputi herbivora dan karnivora
• Dekomposer
Merupakan organisme heterotrof yang merombak / menguraikn organisme yang telah mati. Meliputi berbagai jenis bakteri actinomycetes, dan fungi.
BAB III
KONSEP FAKTOR LINGKUNGAN
A. Faktor dan Komponen-komponen Faktor Lingkungan.
Ilmu Lingkungan adalah suatu ilmu yang mempelajari hubungan antara jasad hidup (termasuk manusia) dengan lingkungannya dengan melibatkan berbagai disiplin untuk penjelasannya. Berbagai ilmu dimaksud yang ikut menyusun sintesa terhadap Ilmu Lingkungnan dapat meliputi ilmu-ilmu sosiologi, fisika, kimia, geografi, meteorologi, hidrologi, pertanian dan kehutanan, kesehatan masyarakat dan lain-lain. Keseluruhannya memberikan partisipasi melalui berbagai teori tertentunya untuk dimanfaatkan dan disintesakan kembali sebagai suatu ilmu baru, yaitu Ilmu Lingkugan.
Bahwa Ilmu Lingkungan mempelajari masalah lingkungan yang ditekankan kepada variabel-variabel energi, materi, ruang, waktu dan keanekaragaman (diversitas). Didalam menjelaskan variabel-variabel tersebut memang dibutuhkan berbagai ilmulain sebagai faktor pendukungnya. Dengan demikian sifat ilmu lingkungan merupakan perpaduan dari berbagai ilmu murni (pure sciences) yang kemudian dikembangkan sebagai ilmu penerapan (applied sciences). Sedangkan yang kami maksudkan dengan ilmu penerapan disini adalah ilmu yang mencoba meramalkan perkiraan faktor pengaruh yang terdapat didalam lingkungan terhadap jasad hidup, yang dari sini diperkembangkan kembali dalam suatu konsepsi dasar melalui pengembangan beberapa asas dalam hubungan dengan masalah lingkungan.
Definisi ilmu lingkungan: Ilmu yang mampu menerapkan berbagai disiplin (fragmen berbagai ilmu dasar) melaluipendekatan ekologis terhadap masalah lingkungan hidup yang diakibatkan karena aktivitas manusia sendiri.
Jelas apabila kita memperhatikan perbedaan dari segi definisi-definisi tersebut, maka dapat kami kemukakan bahwa Ekologi lebih ditujukan kepada peranannya sebagai ilmu dasar sedangkan ilmu lingkungan diperkembangkan sebagai ilmu penerapan yang pada dasarnya berpijak pada kaedah-kaedah ekologi. Walaupun demikian sering kedua ilmu tersebut masih saling dikacaukan satu sama lain dimana keduanya akhirnya dianggap sam, seolah-olah Ilmu Lingkungan lebih digunakan hari ini untuk memecahkan masalah-masalah lingkungan baru yang disebabkan karena akibat-akibat sampingan yang ditimbulkan didalam pembangunan.
Demikian pentingnya penanggulangan masalah lingkungan dewasa ini hingga akhirnya ilmu lingkungan kini mulai dipopulerkan sebagai suatu ilmu pengetahuan yang bersifat penerapan (applied). Untuk mampu menaggulangi suatu masalah lingkungan tertentu kini sudah waktunya penggunaan pendekatan multi disipliner maupun pendekatan secara lintas sektoral diintegrasikan secara team. Karena suatu permasalahan lingkungan dewasa ini sudah melibatkan berbagai aspek maupun memberikan berbagai dampak yang sudah sedemikian “complicated”.
Faktor Lingkungan adalah Segala sesuatu yang ada di luar organisme. Lingkunga indifidu berbeda dengan populasi, dengan komunitas karena lingkungan indifidu lebih menekankan pada indifidu-indifidu sejenis/tak sejenis dan lingkungan abiotik. Sedangkan lingkungan populasi merupakan semua populasi lainnya dan komponen abiotik, sedangkan lingkungan komunitas hanya komponen abitik saja tanpa dipengaruhi oleh indifidu (sejenis dan taksejenis) maupun oleh populasi.
Perbedaan Lingkungan bagi indifidu dengan populasi:
1. Lingkungan bagi indifidu: untuk indifidu sejenis, indifidu tak sejenis dan komponen abiotik.
2. Lingkungan bagi populasi: untuk indifidu tak sejenis dan komponen abiotik.
3. Lingkungan bagi komunitas: Hanya lingkungan abiotik nya saja.
Lingkungan mempunyai dua dimensi yaitu dimensi ruang dan waktu. Lingkungan berdimensi ruang adalah: Kondisi lingkungan yang akan berubah sejalan dengan berubahnya kondisi ruangan. Sedangkan Lingkungan berdimensi waktu adalah kondisi lingkungan akan berubah sejalan dengan berubahnya waktu.
Kompone-Komponen Faktor Lingkungan:
1. Pada ekosistem terestrial:
a. Faktor Klimatik adalah faktor yang berkaitan dengan iklim, cuaca, kondisi atmosfer yang meliputi:
• Suhu /temperatur udara adalah Energi panas yang diserap oleh atmosfer pada waktu tertentu dan diukur dengan termometer udara satuannya ºC.
• Kelembapan udara adalah Jumlah uap air yang dikandung dalam udara dibandingkan dengan kemampuan maksimal udara untuk menampung kuat airnya. Alat untuk mengukur kelembapan udara adalah Higrometer satuannya %.
• Intensitas cahaya adalah Banyaknya cahaya yang diterima pada suatu tempat tetentu. Alat untuk mengukur intensitas cahaya adalah Luxs meter satuannya Lux.
• Arah dan kecepatan angin, angin selain berperan dalam menentukan kelembapan juga berperan dalam penyebaran biji tumbuhan tertentu. Alat untuk mengukur kecepatan angin adalah anemometer satuannya km/jam.
• Keberadaan awan.
• Debu.
2. Faktor Topografi meliputi:
• Ketinggian tempat.
• Kemiringan lahan
• Kerataan permukaan daratan.
3. Faktor yang ada didalam tanah.
Lithosfer sebagai komponen tanah mempunyai berbagai fungsi didalam ekologi, antara lain:
a. Tanah sebagai habitat untuk hidup atau pemukiman bagi organisme, khususnya manusia.
b. Tanah merupakan media yang memungkinkan timbulnya berbagai proses yang ada hubungannya dengan kehidupan:
• Prose peredaran bahan-bahan mineral (mineral cycle).
• Proses peredaran sistem energi (energy flow/cycle).
• Prose penyimpanan dan peredaran aliran air (under ground-water cycle)
• Proses pembusukan alami (natural decomposition & purification).
c. Sumber cadangan daya alami.
Faktor yang ada didalam tanah meliputi:
• pH tanah.
• Temperatur.
• Kadar air.
• Warna Tanah.
• Tekstur tanah.
4. Pada Ekosistem aquatik.
Ekosistem kehidupan air yang dikenal dengan istilah “aquatic ecosystem” kini mempunyai peranan yang sangat penting didalam pembangunan. Jika diandingkan dengan ekosistem hutan atau terrestial maka sebenarnya lebih sederhana. Beberapa komponen dalam sustem kehidupan air yang perlu memperoleh perhatian sebagai faktor determinan adalah:
a. Nutrient air (water nutrients), meliputi gas oksigen, karbon dioksida, mineral, maupun unsur0unsur karbon, nitrogen, fosfor dan lain-lain.
b. Pemanfaatan bahan-bahan organik dan anorganik yang terdapat dalam bahan sampah yang masih mampu bertindak sebagai dedritus food chain tersebut terakhir ini secara langsung menunjang terhadap siklus nutrien air.
c. Faktor-faktor yang berhubungan dengan siklus energi, seperti:
• Kemampuan penyinaran matahari kedalam air.
• Komposisi dan kondisi biota air (dalam hubungan fotosintesis)
• Suhu, kadar garam (salinity), pH dan turbelensi air.
Jelasnya kemampuan penyerapan energi sinar matahari dalam sistem air ditentukan akhirnya oleh:
• Turbelensi (suspended substances)
• Kedalaman air.
• Faktor sirkulasi (termasuk pengaruh angin diatas permukaan air). Sistem srkulasi ini menentukan pemanasan pula dalam sitem air.
• Komposisi dan kemampuan biota air sendiri.
Faktor lainnya adalah:
• Kedalaman perairan.
• Kecepatan arus.
• Salinitas.
• Suhu.
• Warna air.
• Rasa.
• Kecerahan
• Kekeruhan air.
• Dasar perairan.
B. Hukum yang Berkaitan dengan Faktor Lingkungan.
Hukum yang mengkaji tentang faktor lingkungan meliputi Hukum Minimum Liebig dan Hukum Toleransi Selford.
1. Hukum Minimum Liebig.
Dalam penelitian yang dilakukan oleh Liebig, bahwa setiap hasil panen akan megalami suatu masa yaitu berkurangnya hasil panen karena suatu faktor tertentu. Salah satu faktornya adalah karena kekurangan senyawa Zn. Pertumbuhan tanman tidak dipengaruhi oleh keadaan unsur hara yang melimpah, tetapi ada kalanya unsur hara itu itu sedikit. Jadi pertumbuhan tanaman ditentukan oleh jumlah unsur hara esensial dalam jumlah minimum kritis.
2. Hukum Toleransi Selford.
Pertumbuhan tanman selain dipengaruhi oleh faktor unsur hara saja, tetapi dipengaruhi oleh faktor lingkungan juga. Karena lingkungan berperan sebagai tempat berlangsungnya kehidupan, tanpa lingkungan makhluk hidup tidak dapat hidup begitupun dengan lingkungan tanpa makhluk hidup lingkungan tidak dapat ada dengan baik, tanpa makhluk hidup lingkungan akan rusak. Jadi adanya hubungan saling ketergantungan antara lingkungan dan faktor-faktor biotik.
a. Semua faktor-faktor lingkungan, jenis organisme memiliki kondisi minimum dan maksimum dari kedua kondisi tersebut maka akan ada kisaran toleransi dan didalam kisaran toleransi terdapat sebuah kisaran optimum.
DTFB (Daerah Tekanan Fisiologis Batas Batas
Bawah)
Kisaran toleransi
DTFA (Daerah Tekanan Fisiologis Batas Atas)
Daerah tidak toleran
Kisaran optimum (organismenya paling melimpah)
Batas Batas
Bawah Atas
Besarnya faktor lingkungan minimum yang masih bisa diterima organisme merupakan batas bawah. Sedangkan besarnya faktor lingkungan dalam jumlah maksimal yang masih bisa diterima organisme adalah batas atas.
Sebagai contohnya pada hewan beruang makan sebanyak-banyaknya untuk beristirahat (hibermasi). Hibermasi adalah waktu yang digunakan binatang (organisme) untuk beristirahat dalam waktu lama untuk menghemat energi. Cotoh lainnya adalah pada daun jati dengan menggugurkan daunnya, dalam hal ini tumbuhan melakukan absisi (menggugurkan daunnya) yang berpengaruh hormon aksisat oleh gas etilen. Contoh lainnya adalah katak pada musim panas karena gas-gas yang terdapat pada katak.
a. Konsep faktor pembatas
Pada dasarnya Hukum Minimum Liebig dan Hukum Minimum Selford, kedua hukum tersebut dibagi menjai satu menjadi konsep Faktor Pembatas.
Setiap keberadaan pertumbuhan organisme dipengaruhi lingkungan, faktor lingkugan yang membatasi pertumbuhan organisme di sebut faktor pembatas. Misalnya: cahaya faktor pokoknya adalah:
a. Kualitas cahaya.
Kualitas merupakan komposisi panjang cahaya yang dipancarkan oleh cahaya.panjang gelombang cahaya adalah 0.3-10 mikro yang disebut gelombang violet dan panjang gelombang kurang dari 0.3 mikro adalah gelombang ultraviolet/infrared.
b. Intensitas cahaya.
Berdasarkan intensitas cahaya tumbuhan digolongkan menjadi dua: yaitu golongan tumbuhan Heliophyta (tumbuhan yang tahan terhadap intensitas cahaya paling tinggi), sedangkan golongan tumbuhan yang tahan terhadap intensitas cahaya rendah adalah tumbuhan Celiophyta dan,
c. Lamanya penyinaran.
Berdasarkan lamanya penyinaran yaitu selama pergantian siang dan malam tumbuhan di kelomokkan menjadi dua yaitu:
• Tumbuhan berhari panjang: Lama penyinaran lebih dari 12 jam contohnya rumput.
• Tumbuhan berhari pendek adalah tumbuhan yang tahan terhadap lamanya penyinaran kurang dari 12 jam, contohnya dalah Bunga Crysan.
Fungsi cahaya yang paling penting adalah mengontrol laju foto sintesis. Pada tumbuhan biasanya terdapat lapisan kutikula / zat kitin untuk menghadapi intensitas cahaya yang tinggi.
b. Suhu.
Suhu berpengaruh terhadap ekosistem karena suhu merupakan syarat yang diperlukan organisme untuk hidup. Ada jenis organisme yang dapat hidup pada kisaran suhu tertentu. Peran utama suhu adalah:
• Mengontrol proses-proses kimia didalam tubuh organisme, bisa juga dipengaruhi enzim (laju akan meningkat pada suhu tinggi,dan tidak akan terjadi laju pada suhu rendah).
• Mempengaruhi laju transpirasi dan efaporasi, dapat mengakibatkan terjadinya hujan, pengaruhnya bila suhu tinggi akan mengakibatkan gugurnya daun-daun pada tumbuhan. Misalnya: pada suhu tinggi akan menggugurkan daunnya atau daunnya tumbuh kecil-kecil.
c. Air
Air berpengaruh terhadap ekosistem karena air dibutuhkan untuk kelangsungan hidup organisme. Bagi tumbuhan, air diperlukan dalam pertumbuhan, perkecambahan dan penyebaran biji, bagi hewan dan manusia, air diperlukan sebagai air minum dan sarana hidup lain, misalnya transportasi bagi manusia, dan tempat hidup bagi ikan. Bagi unsur abiotik lain, misalnya tanah dan batuan, air diperlukan sebagai pelarut dan pelapuk.
Perannya adalah:
• Melarutkan unsur-unsur yang diserap oleh tumbuhan.
• Sebagai penunjang jaringan tumbuhan. Tumbuhan di golongkan menjadi:
a). Tumbuhan hidrofit adalah tumbuhan yang dapat hidup di air. Contohnya teratai, enceng gondok.
b). Tumbuhan halofit adalah tumbuhan yang hidup pada kondisi kadar garam yang tinggi. Misalnya bakau yang dibatasi oleh berpindahnya habitat (rumput laut).
c). Tumbuhan mesofit adalah tumbuhan yang tidak dibatasi oleh air, misalnya tumbuh-tumbuhan yang hidup didaerah terbuka misal rumput, dibatasi ketika suplai air tidak ada.
d). Tumbuhan cerofit adalah tumbuhan yang hidup pada daerah kering, misal kaktus, lidah buaya. Dibatasi oleh kondisi air lebih banyak.
Faktor pembatas tidak hanya dibatasi oleh satu faktor saja, misal dibatasi oleh unsur hara dan lain-lain.
d. Tanah.
Tanah merupakan tempat hidup bagi organisme. Jenis tanah yang berbeda menyaebabkan organisme yang hidup didalamnya juga berbeda. Tanah juga menyediakan unsur-unsur penting bagi pertumbuhan organisme, terutama tumbuhan.Peran utama tanah adalah:
• Tanah beeperan sebagai suplai air, tumbuhan akan mendapatkan air.
• Tanah berperan sebagia suplai nutrisi meliputi partikel tanah bahan organik dan anorganik.
• Tanah sebagai penyokong tumbuhan, sebagai medium sehingga akardapat berdiri kokoh.
• Peranan utama partikel tanah sebagai penyerapan air, untuk pertumbuhan tanaman/ organisme, untuk penambahan pupuk.
e. Letak Topografi.
Berperan semakin tinggi letak topografi akan menyebabkan semakin sedikit kadar O2 nya.
Fakto biotik sebagai faktor pembatas, semua makhluk hidup selalu bergantung kepada makhluk hidup yang lain. Tipa indifidu akan selalu berhubungan dengan indifidu lain yang sejenis atau lain jenis, baik indifidu dalam satu populasinya atau indifidu dari populasi lain. Interaksi demikian banyak kita lihat disekitar kita.
Interaksi antar organisme dalam komunitas ada yang sangat erat dan ada yang kurang erat. Interaksi antar organisme dapat dikatagorikan sebagai berikut:
f. Netral.
Hubungan tidak saling mengganggu antar organisme dalam habitat yang sama yang bersifat tidak menguntungkan dan tidak merugikan kedua belah pihak, disebut netral. Contohnya antara capung dan sapi.
g. Predasi.
Predasi adalah hubungan antara mangsa dan pemangsa (predator). Hubungan ini sangat erat, sebab tanpa mangsa, predator tidak dapat hidup, sebaliknya predator juga berfungsi sebagai pengontrol populasi mangsa. Contoh: singa dengan mangsanya, misalnya kijang dan rusa, katak dengan tikus, tikus dangan ular, kucing. Selain ini hewan akan menjadi faktor pembatas bagi tumbuhan dan predator akan menjadi faktor pembatas bagi mangsanya.
h. Parasitisme.
Adalah hubungan antar organisme bila salah satu organisme hidup dan berkembang pada organisme lain dengan mengambil makanan dari organisme lain itu (hospes/inangnya) sehingga bersifat merugikan inangnya. Contoh: plasmodium dengan manusia, Taenia saginata dengan sapi, dan benalu dengan pohon inang. Organisme parasit akan menjadi faktor pembatas bagi inangnya.
i. Komensalisme.
Merupakan hubungan antara dua organisme yang berbeda spersies, dalam bentuk kehidupan bersama untuk berbagai sumber makanan, salah satu spesies diuntungkan dan spesies lainnya tidak dirugikan. Cotohnya anggrek dengan pohon yang ditumpanginya.
j. Mutualisme.
Mutualisme adalah hubungan antara dua organisme yang berbeda spesies yang saling menguntungkan kedua bekah pihak. Contoh: Bakteri Rhizobium yang hidup pada bintil akar tanaman kacang-kacangan.
BAB IV
ADAPTASI
Adaptasi adalah setiap sifat atau bagian yang dimiliki oleh organisme yang berguna bagi kelanjutan hidupnya pada keadaan sekeliling habitatnya.
Sifat-sifat tersebut memungkinkan organisme atau tanaman mampu menggunakan lebih baik unsur-unsur yang tersedia (hara, air, suhu, cahaya juga sifat resistensi terhadap pengganggu/penyakit atau hama). Tamanan dapat mempunyai adaptasi morfologis seperti kekuatan batang atau bentuk tanaman dan adaptasi fisiologis yang menghasilkan ketahanan parasit, kemampuan yang lebih besar dalam mengambil unsur-unsur hara atau tahan terhadap kekeringan. Sebetulnya perbedaan yang jelas tidak ada karena keduanya sama-sama menggambarkan proses fisiologis. Jadi adaptasi dapat dinyatakan sebagai kemampuan individu untuk mengatasi keadaan lingkunggan dan menggunakan sumber-sumber alam lebih baik untuk mempertahankan hidupnya dalam relung (nisia, niche) yang diduduki.
Keadaan lingkungan disini berarti keadaan yang terus menerus berubah selama pertumbuhan tanaman berlangsung. Hal ini berarti setiap organisme mempunyai adaptasi untuk dihup pada berbagai macam keadaan lingkungan. Dengan demikian berarti organisme (setiap makhluk hidup) merupakan hasil keturunan biologi dalam lingkungannya. Johannsen (1903) memberikan istilah genotipe untuk sifat-sifat keturunan yang diterima organisme yang relatif konstan selama hidupnya. Sedang fenotipe untuk rupa atau bentuk organisme yang akan selalu mengalami perubahan.
Sumber Adaptasi
Sudah merupakan suatu pendapat umum bahwa setiap makhluk hidup (organisme) itu dapat hidup dalam suatu keadaan lingkungan tertentu. Misalnya: ikan hdup di dalam air karena alat pernafasannya, burung-burung terbang karena mereka mempunyai sayap. Banyak tanaman digurun (padang pasir) yang mempunyai struktur tertentu yang memungkinkan mereka dapat bertahan pada lingkungannya. Semua kemampuan ini disebut adaptasi, tetapi bagaimana terjadinya adaptasi ini?
Jean Baptise Lamarch (1744 – 1829) seorang ahli biologi Perancis yang juga merupakan penganut faham teleologi, mencoba menerangkan perubahan-perubahan tersebut. (Teleologi adalah sautu faham yang mengatakan bahwa adaptasi timbul karena diingini, yaitu perubahan struktur atau bentuk yang terjadi karena adanya keinginan yang timbul dari dalam untuk menghadapi perubahan lingkungan).
Menurut dia, tingkat perkembangan suatu organ adalah sebanding dengan penggunaannya dan apa yang diperoleh atau diubah pada individu dalam masa hidupnya adalah kekal dan bilamana terdapat dalam dua jenis kelamin, sifat itu akan diturunkan.
Darwin (1809 – 1882) yang membuka tabir dari misteri ini. Menurut pendapatnya, organisme menjadi sesuai dengan lingkungannya dalam proses evolusi, proses ini dikendalikan oleh varian-varian genetik hasil seleksi alami yang relatif lebih baik ketahanannya.
Pokok-pokok teori Darwin itu sebagai berikut:
1. Sesuai dengan Malthus bahwa kecepatan berkembang biak dari binatang lebih besar daripada mempertahankan jumlahnya.
2. Apabila banyak individu yang musnah maka akan terjadi suatu kemauan untuk bertahan, baik di antara anggota dari jenis yang sama maupun di antara anggota-anggota dari jenis yang berbeda.
3. Keragaman binatang berikut variasi-variasinya yang ada akan diturunkan.
4. Dalam berjuang mempertahankan eksistensi kehidupannya, organisme yang tahan akan terus hidup dan yang lemah akan kalah dan musnah.
Point keempat dari teori Darwin inilah yang dikenal dengan seleksi alami dimana variasi yang dapat bertahan akan terkumpul untuk mengalami lagi perubahan untuk selanjutnya menuju kearah adaptasi. Perubahan bertingkat ini kalau cukup lama akan membentuk suatu spesies baru.
Wallace dan Srb (1963) kurang menyokong pendapat Darwin yang menyatakan bahwa adaptasi yang prosesnya sampai pada tingkatan dimana kemampuan menyesuaikan diri sudah berlangsung turun temurun pada prinsipnya adalah proses evolusi. Dalam hal ini beliau menegaskan bahwa perubahan bentuk atau fungsi dalam proses adaptasi secara turun temurun yang berlangsung perlahan-lahan adalah perubahan secara evolusi, tetapi bukanlah berarti semua proses evolusi sama dengan adaptasi atau sebaliknya.
Jadi arti dari evolusi asalnya suau jenis jelas dihasilkan oleh alam. Dari teori ini timbul “Konsep Genetik Adaptasi” yang menyatakan bahwa adaptasi terjadi karena seleksi lingkungan yang bekerja sebagai saringan terhadap variasi-variasi genetik yang ada. Baik Darwin maupun Wallace (mempunyai teori yang sama dengan Darwin), melihat organisme secara keseluruhannya, dalam kehidupan di alam sekitarnya. Mereka melihat bahwa pengaruh luar memberi efek pada organisme atau ekologi tumbuhan dan binatang.
Nilai Adaptasi Dan Koefisien Seleksi
Nilai adaptasi dalam suatu tanaman ditentukan oleh banyak faktor termasuk:
- Vigor somatik
- Daya tunbuh
- Lamanya periode reproduksi
- Banyaknya keturunan (biji, dll.)
- Efisiensi mekanisme pollinasi
Adaptasi adalah cara bagaimana organisme mengatasi tekanan lingkungan sekitarnya untuk bertahan hidup. Organisme yang mampu beradaptasi terhadap lingkungannya mampu untuk:
1. memperoleh air, udara dan nutrisi (makanan).
2. mengatasi kondisi fisik lingkungan seperti temperatur, cahaya dan panas.
3. mempertahankan hidup dari musuh alaminya.
4. bereproduksi.
5. merespon perubahan yang terjadi di sekitarnya.
Organisme yang mampu beradaptasi akan bertahan hidup, sedangkan yang tidak mampu beradaptasi akan menghadapi kepunahan atau kelangkaan jenis.
BENTUK ADAPTASI
Adaptasi terbagi atas tiga jenis yaitu:
1. Adaptasi Morfologi
adalah penyesuaian struktur alat tubuh luar suatu organisme terhadap lingkungan tempat hidupnya, adaptasi morfologi meliputi bentuk tubuh. Adaptasi Morfologi dapat dilihat dengan jelas. Sebagai contoh: paruh dan kaki burung berbeda sesuai makanannya. Contoh adaptasi morfologi adalah sebagai berikut:
a. Bentuk kaki berbagai jenis
Bentuk kaki atau cakar burung dapat dibedakan menjadi tipe perenang, tipe pemanjat, petengger, pejalan, dan pencengkram.
b. Bentuk paruh berbagai jenis burung
Bentuk paruh burung dapat dibedakan menjadi tipe pemakan biji, pemakan daging, pemakan ikan dan penghisap madu.
c. Alat gerak berbagai jenis hewan.
Bentuk alat gerak bagian depan hewan dapat dibedakan menjadi sirip, sayap, selaput tipis, kaki depan dan lengan.
d. tumbuhan darat
a. Xerofit adalah tumbuhan darat yang hidup di daerah kurang air (kering) contohnya kaktus.
b. Higrofit adalah tumbuhan darat yang hidup pada lingkungan lembab, contohnya lumut.
e. Tumbuhan air
Hidrofit adalah tumbuhan yang hidup didalam air, contohnya teratai.
2. Adaptasi Fisiologi
adalah penyesuaian fungsi alat-alat tubuh bagian dalam suatu organisme terhadap lingkungan tempat hidupnya. Adaptasi fisiologi meliputi fungsi alat-alat tubuh. Adaptasi ini bisa berupa enzim yang dihasilkan suatu organisme. Contoh: dihasilkannya enzim selulase oleh hewan memamah biak. Contoh adaptasi fisiologis adalah sbb.
a. Herbivora dapat mencerna rumput atau daun yang banyak mengandung serat (selulosa) dengan bantuan enzim selulase.
b. Teredo navalis yang hidup kayu galangan kapal, dapat mencerna kayu dengan serat selulase.
c. Penyesuaian sel-sel retina mata manusia terhadap rangsangan cahaya.
d. Tubuh manusia mampu menambah sel darah merah apabila ada didaerah pegunungan yang tinggi agar dapat mengikat oksigen labih banyak agar dapat mencukupi kebutuhan sel-sel tubuh.
3. Adaptasi Tingkah Laku
adalah penyesuaian tingkah laku suatu organisme terhadap lingkungan tempat hidupnya. Adaptasi tingkah laku meliputi perubahan tingkah laku misalnya
a. ikan paus yang sesekali menyembul ke permukaan untuk mengambil udara.
b. Bunglon mengubah warna tubuh sesuai dengan warna lingkungan untuk mengaburkan pandangan mata musuh.
c. Rayap suka memakan kembali kelupasan kulitnya untuk memperoleh kembali flagellata penghasil enzim selulase.
d. Daun jagung akan menggulung apabila udara sangat panas.
e. Kerbau suka berkubang untuk mengurangi pengaruh panas pada tubuhnya dan agar kulitnya yang tebal menjadi lunak.
DAFTAR PUSTAKA
• Odum, eugene,P. 1993. Dasar-Dasar Ekologi, edisi ketiga, Yogyakarta ; Universitas. Gajah Mada Press
• Odum, howard, T. 1992. Ekologi sistem, Yogyakarta ; Universitas Gajah Mada Press
• Polunin, nicholas. 1997. Teori ekosistem dan penerapannya. Yogyakarta ; Universitas Gajah Mada Press
• Susatyo, ari. 2003. Petunjuk praktikum ekologi. Semarang ; IKIP PGRI Semarang
BAB I
SEJARAH EKOLOGI DAN RUANG LINGKUP KAJIAN EKOLOGI
1.1 Sejarah Ekologi
Manusia tertarik pada ekologi dalam cara yang praktis sejak awal sejarahnya. Di dalam masyarakat yang primitif setiap induvidu, untuk hidupnya, perlu memiliki pengetahuan yang pasti tentang lingkungannya, yakni mengenai tenaga-tenaga alam dan mengenai tumbuhan serta binatang di sekitarnya.
Ekologi berasal dari bahasa yunani oikos yang berarti rumah tangga dan logos yang berarti ilmu.
• Krebs (1978) ekologi sebagai suatu kajian makhluk di tempat hidupnya.
• Ernest Haeckel (1869) menuliskan bahwa ekologi adalah suatu hubungan keseluruhan antara makhluk hidup, dalam hal ini hewan dengan lingkungan organik dan anorganik.
• Charles Elton (1927) dalam bukunya Animal Zoology memberi arti ekologi sebagai sejarah alam secara ilmiah.
• Andrewastha (1961) Selajutnya ditulisnya arti ekologi yang jelas dan terbatas yang berbunyi bahwa ekologi adalah kajian ilmiah tentang agihan dan kelimpahan makhluk Agihan makhluk yaitu adanya mkhluk tumbuhan dan makhluk hewan di suatu waktu dan di suatu ruang.
• Krebs (1978) ekologi diberi arti sebagai kajian ilmiah tentang interaksi yang menentukan distribusi / agihan dan kelimpahan makhluk.
• Eugene Odum (1983) memberi arti ekologi adalah kajian tentang struktur dan fungsi alam. Lingkungan dapat berupa lingkungan fisik atau lingkungan kimia, atau lingkungan hayati, jadi dapat berupa tumbuhan dan hewan dapat bertindak sebagai lingkungan bagi makhluk hidup lain.
• Kendeigh (1980) ekologi merupakan kajian tentang hewan dan tumbuhan dalam hubungannya dalam suatu makhluk yang satu dengan yang lain dan antara makhluk dengan laiannya.
• Daniel (1971) ekologi merupakan ilmu yang berkaitan dengan tanggapan makhluk. Tanggapan makhluk dapat secara tunggal dan bersama-sama. Ekologi berkaitan dengan cara-cara makhluk merupakan lingkungan itu menyesuaikan diri. Ekologi ialah ilmu tentang interaksi antara memberi dan menerima, antara stimulus dan tanggapan, antar stimulus dan umpan balik.
• Begon (1986) ekologi merupakan ilmu tetua, karena manusia pertama sudah mengetahui, secara ilmiah diakui setelah tahun 1869 yang di populerkan oleh Ernest Haeckel.
•
1.2 Ruang Lingkup Ekologi
Ekologi mempunyai ruang lingkup seperti halnya dalam Kendeigh (1980) yaitu sebagai berikut :
1. Distribusi dan kelimpahan setempat dan secara geografis jenis makhluk (Habitat, Relung, Komunitas Dan Biogeografi)
2. Perubahan menurut waktu dan keberdaan, kelimpahan serta aktivitas makhluk hidup (Musiman, Tahunan, Seksional, Seologik)
3. Saling keterkaitan antara makhluk dalam populasi serta komunitas (Ekologi Populasi)
4. Adaptasi struktural dan penyesuaian fungsional oleh makhluk terhadap lingkungan fisik mereka (Ekologi Fisiologi)
5. Perilaku hewan terhadap kondisi alam (Ethologi)
6. Perkembangan evolusioner semua saling berkaitan (Ekologi Evolusioner)
7. Produktivitas hayati alam bagaimanakah produktivitas ini berguna paling baik bagi kemanusiaan (Ekologi Ekosistem)
8. Perkembangan model matematik untuk menghubungkan interaksi parameter dan membuat perkiraan mengenai pengaruh (Analisis Sistem)
Pembagian lambing-lambang biologi dapat di bedakan secara vertical (berdasarkan taksonomi) dan horizontal (dasar kajian)
Kajian dasar Primata Mammalia Homosapien Paku Pisces Kingdom
Morfologi
Fisiologi
Anatomi
Histologi
Taksonomi
Ekologi Divisio
Classis
Ordo
Familia
Genus
Spesies
1.3 Pendekatan Kajian Ekologi
1. Kajian ekologi Berdasarkan taksonomi ( berbagai tingkat takson )
Ekologi tumbuhan, Ekologi hewan (ekologi serangga, ekologi burung), ekologi mikroba (jasad renik).
2. kajian ekologi berdasarkan jenis habitat
Ekologi bahari , ekologi perairan tawar, ekologi perairan darat terestial, ekologi estuaria, ekologi padang.
3. Kajian ekologi berdasarkan kompleksitas jenis organisme bisa mengkaji ekologi hanya 1 populasi (beberapa populasi saling berinteraksi)
4. kajian ekologi berdasarkan penggunaan model
KOMPONEN BIOTIK Gen – Sel – Organ – Organisme – Populasi - Komunitas
Ditambah
KOMPONEN ABIOTIK
Sama dengan
BIOSISTEM Sist.Genetika – S.Sel -S.Organ - S.Populasi - Ekosistem
Kompleksitas jenis organisme
1. Autoekologi / autekologi/ otoekologi yaitu mengkaji suatu jenis populasi pada suatu tempat / habitat tanpa dikaitkan dengan populasi lainnya,.
2. Sinetologi ( berbagai jenis yang saling terkait ) yaitu mengkaji berbagai jenis ekologi pada suatu habitat yang saling berinteraksi.
BAB II
KONSEP – KONSEP DASAR EKOSISTEM
A TINGKATAN DALAM EKOSISTEM
Setiap individu membutuhkan lingkungan fisik tertentu sebagai komunitas biotic harus berinteraksi dengan komunitas abiotik. Dalam habitat terjadi interksi-interaksi yng sangat komplek dan sangat rumit antar komponen, antar komunitas dan habitat walaupun begitu interaksi tetap berjalan secara normal sehingga antara komunitas biotic dan habitat membentuk sebuah system ekologi atau disebut ekosistem.
1) Individu
Merupakan sebutan dari organisme utuh (tunggal) yang tidak dapat hidup sendirian sehingga harus berinteraksi dengan sejenis maupun lain jenis dan cenderung berinteraksi dengan individu yng sejenis karena mempunyai kebutuhan yang sama. Individu berasal dari berbagai macam tingkatan yaitu sebagai berikut : senyawa anorganik (H, N, C, O) berorganisasi menjadi organel sel jaringan organ system organ individu organisme.
2) Populasi
Merupakan sekelompok individu yang mempunyai kebutuhan sama dn saling berinteraksi, serta menempati pada habitat tertentu, sehingga kebutuhan hidup mulai terpenuhi karena adanya interaksi.
3) Komunitas Biotik
Membentuk kelompok yang lebih besar antara beberapa populasi saling berinteraksi karena adanya sifat kebutuhan yang berbeda, interaksi yang terjadi semakin lengkap namun semua kebutuhan belum dapat terpenuhi.
4) Habitat
Merupakan tempat tinggal (wilayah) yang dihuni oleh komunitas biotic. Komunitas biotic akan berinteraksi dengan tempat tinggal di sekitarnya. Interaksi yang terjadi sangat komplek yang berlangsung secara normal dan seimbang sehingga membentuk sesuatu sistem yaitu interaksi-interaksi yang menyatukan komponen yang ada.
5) Ekosistem
Merupakan interaksi antara komunitas biotik dengan habitatnya yang di dalamnya terdapat beberapa komponen abiotik yng sifatny komplek serta mambantuk suatu kesatuan yang utuh dan menjalankan sebuah fungsi tertentu.
6) Biosfer
Merupakan tingkatan ekosistem terbesar, yang mencakup seluruh bentuk kehidupan di bumi.
B SIFAT EKOSISTEM
Sistem yaitu interaksi-interaksi yang menyatukan komponen yang ada menjadi satu kesatuan dan menjadikan sebuah fungsi tertentu. Dari sudut pandang lain, sistem merupakan sekelompok komponen yang saling terkait, dan saling mempengaruhi sehingga mambentuk suatu kesatuan secara utuh. Syarat dari sebuah sistem yamg baik yaitu adanya interaksi antar komponen harus serasi dan seimbang, keseimbangan dalam ekosistem dinamakan keseimbangan yang dinamis(steddy state) yaitu keseimbangan yang sewaktu-waktu bisa mengalami perubahan yang akan diikuti oleh berbagai macam proses sehingga akan berakhir dengan keseimbangan yang baru.
Di dalam sebuah ekosistem yang menjadi sebab dari setiap ekosistem mempunyai keseimbangan yang steady state karena adanya mekanisme umpan balik. Umpan balik dapat diartikan sebagai pengaruh balik yang diberikan oleh komponen yang turut berubah kepada komponen yang pertama kali berubah.
Umpan balik ada 2 macam yaitu sbb :
1. Umpan balik positif
Yaitu umpan balik yang mendukung terjadinya perubahan.
2. Umpan balik negatif
Yaitu u7mpan balik yang menghambat terjadinya perubahan sehingga perubahan akan berhenti
C. PROSES YANG TERJADI DALAM EKOSISTEM
1. Aliran Energi
Energi merupakan daya yang digunakan untuk melakukan aktivitas sumber energi utama: Sinar Matahari.
Matahari dimanfaatkan langsung oleh tumbuhan hijau dalam bentuk elektromagnetik untuk proses fotosintesis.
Rumput C6H12O6 (Lemak, Karbohidrat, Protein)
Proses Fotosintesis
KI Aktifitas
KII
Habis
D
Sifat-sifat Energi
Hukum Termodinamika I
“Energi tidak dapat diciptakan atau dimusnahkan, energi dapat di transformasi dari bentuk energi yang satu menjadi energi lain”
Misal:
Energi Matahari Energi Kimia
K : Konsumen
D : Dekomposer.
Hukum Termodinamika II
“Tidak ada transfer energi yang 100% efisien, sebagian energi akan hilang dalam bentuk panas”.
Ada kemungkinan energi dalam bentuk ekosistem:
1) Dialirkan melalui rantai makanan atau jaring-jaring makanan.
2) Dapat disimpan dalam ekosistem dalam bentuk materi kimia.
3) Dapat keluar dari ekosistem dalam bentuk panas.
Bentuk Energi
Energi cahaya (matahari), energi kimia (K, L, Protein), Energi Gerak (aktivitas), Energi Panas (habis dalam bentuk panas).
Pola Aliran Energi
a) Energi yang masuk dalam ekosistem berupa energi radiasi matahari atau energi cahaya tapi tidak semuanya dapat dimanfaatkan.
b) Energi yang di simpan berupa materi tumbuhan dapat dialirkan melalui rantai makanan dan jaring makanan dari produsen sampai dengan konsumen sampai dengan decomposer.
c) Apabila materi tidak dikonsumsi maka energi akan disimpan dalam sistem kemudian diteruskan sampai decomposer.
d) Setiap tingkat trafik di dalam rantai makanan menggunakan energi untuk hidup dan sebagian dikeluarkan sebagai panas.
e) Kemungkinan ekspor energi / energi menuju ekosistem lain dalam bentuk materi organik.
Fotosintesis (C6H12O6)
Produsen 4 5
2
Konsumen I 4
3 5
2
Konsumen II 4
2 5
Dekomposer 4
5
Pola Aliran Energi / Diagram
POLA ALIRAN ENERGI
Fotosintesis (C6H12O6)
Produsen 4 5
2
Konsumen I 4
3 5
2
Konsumen II 4
2 5
Dekomposer 4
5
Daur Materi (Daur Biogeokimia)
Ada dua unsur kimia:
1. Unsur Esensial (C, H, O, N)
2. Unsur Non esensial
Ex: Fe, Boron (B), Mg, dll.
Jika tumbuhan kekurangan unsur:
C : akan timbul bintik-bintik putih dipermukaan daun
Fe : Daun pada tumbuhan akan mudah rontok
N : daun menguning
Mg : Proses fotosintesis terhambat
Pengertian daur biogeokimia
Proses pertukaran air dan unsur kimia dari lingkungan biotik maupun abiotik
DIAGRAM
SIKLUS KARBON
Atmosfer, Gudang CO2
Pembakaran
Fotosintesis
Penghausan Respirasi
Tumbuhan Hewan Bakteria
Materi organik
Bahan bakar fosil
Batuan karbonat
Sumber utama CO2 ada di atmosfer CO2 dapat langsung dimanfaatkan oleh tumbuhan.
Diagram
Siklus Nitrogen
Gudang Nitrogen
Di atmosfer (N2)
Bakteri Bakteri fiksasi
denitrifikasi Nitrogen dan petir
Protoplasma
Tumbuhan Hewan
Sintesis Bakteri Amonia Toksik
Protein
Nitrat Dalam Nitrat Nitrisomonas
Tanah
penumpukan Dan sedimen
Guano Penyucian / pengadukan
Ikan dan brung laut
Sedimentasi di laut dangkal
pengadukan
Hilang sebagai sedimen
Di laut dalam
Konversi nitrogen Nitrat
1. Proses Biologis
- Bakteri simbiotik : Rhizobium (pada bintil akar tanaman polong)
Non simbiotik azotobaxter
- jamur
2. Elektrokimia (Petir / halilintar)
Fungsi daur biokimia / daur materi mendaur ulang kembali unsur-unsur kimia yang sudah terpakai oleh semua organisme atau makhluk di bumi sehingga proses kelangsungan hidup tetap terjaga
Perbedaan daur biogeokimia dan daur energi
Energi maupun materi yang beredar dalam ekosistem melalui rantai makanan dan jaring makanan dalam ekosistem berbentuk materi organik.
Siklus Fosfor
Batuan fosfat yang terlarutkan air
Tumbuhan hewan
Bakteri
Batuan fosfat Aksereri
Endapan guano tulang
Fosil tulang gigi
Batuan fulkanis
Erosi
Burung laut Fosfat terlarut
Bakteri pembentuk fosfat
Ikan Endapan dangkal laut
Hilang ke endapan dalam
Batuan fosfat yang terlarut dalam air sebagian hilang ke dalam air dan sebagian di obserbsi tanaman. Tanaman yang dimakan oleh hewan akan merupakan sumber fosfar bila hewan ini mati bakteri dalam hal ini berfungsi sebagai agen pelapukan bahan-bahan dasar yang mengandung fosfar misal bahan organik (sisa tumbuhan, kerangka hewan) dan batuan mineral yang mengandung fosfar erosi membawa senyawa fosfat ke dalam air dimana tumbuhan air akan memanfaatkan.
2. Rantai – rantai makanan, jaring-jaring makanan dan tingkat-tingkat trofik
Energi pangan sumber daya di dalam tumbuh-tumbuhan melalui satu seri organisme dengan diulang-ulang dimakan dan memakan dinamakan rantai makanan. Rantai-rantai pangan terdiri dari dua tipe dasar; rantai pangan perumputan, yang mulai dari dasar tumbuh-tumbuhan hijau ke herbivora yang merumput (yakni organisme yang makan tumbuhan hijau) dan terus ke karnivora (yakni pemakan binatang); dan rantai pangan sisa, yang dimulai dari bahan-bahan mati ke mikroorganisme dan kemudian ke organisme yang makan sisa detritivora dan pemangsanya. Di dalam komunitas-komunitas alam yang kompleks, organisme-organisme yang makanannya diperoleh dari tumbuh-tumbuhan dengan jumlah langkah yang sama dikatakan termasuk ke dalam tingkat trofik yang sama. Jadi tumbuh-tumbuhan hijau (tingkat produsen) menduduki tingkat trofik pertama, pemakan-pemakan tumbuhan tingkat trofik kedua (tingkat konsumen primer pertama), karnivora yang makan herbivora, tingkat ketiga (tingkat konsumen sekunder) dan karnivora sekunder tingkat keempat (tingkat konsumen tertier). Perlu ditegaskan bahwa klasifikasi trofik ini merupakan satu dari fungsi dan bukan dari jenis; populasi jenis tertentu dapat menduduki satu, atau lebih dari satu, tingkat trofik menurut sumber energi yang sebenarnya di asimilasi. Arus energi pada tingkat trofik sama dengan seluruh asimilasi (A) pada tingkat itu, yang sebaliknya sama dengan produksi (P) biomas ditambah dengan respirasi (R). Organisme dekomposer ditempatkan pada kotak terpisah sebagai cara memisahkan rantai pangan perumputan dan sisa-sisa. Seperti telah dikemukakan dalam Bab 2, “dekomposer” sebenernya merupakan golongan campuran dilihat dari segi tingkat energinya.
D. KOMPONEN ATAU MATERI DALAM EKOSISTEM
Komponen tersusun atas komponen biotik dan abiotik. Secara garis besar komponen-komponen meliputi :
a. Komponen abiotik
Komponen abiotik merupakan komponen ekosistem yang tersusun atas benda-benda mati, yang terdiri atas :
• Faktor klimatik
Meliputi cahaya matahari, temperatur, kelembapan dan kandungan gas di atmosfer dll.
• Faktor edafik
Meliputi sifat fisik tanah seperti tekstur, kemiringan, porositas, kapasitas menahan air dll. Serta sifat kimia tanah seperti ph, kandungan dan jenis unsur hara.
• Faktor topografi
Meliputi ketinggian tempat, derajat kemiringan lahan, arah kemiringan lahan dsb.
• Faktor air
Meliputi kedalaman perairan, kecerahan, ph, kandungan unsur hara, kecepatan arus, warna air dsb.
b. Komponen Biotik
Komponen biotik merupakan komponen ekosistem yang tersusun atas keanekaragaman makhuk hidup yang terdiri atas :
• Produsen
Merupakan organisme autrotof yang bisa menghasilkan bahan organik dan bahan anorganik, meliputi tumbuhan hijau dan sebagaian bakteri
• Konsumen
Merupakan organisme heterotrof yang makan organisme lain, meliputi herbivora dan karnivora
• Dekomposer
Merupakan organisme heterotrof yang merombak / menguraikn organisme yang telah mati. Meliputi berbagai jenis bakteri actinomycetes, dan fungi.
BAB III
KONSEP FAKTOR LINGKUNGAN
A. Faktor dan Komponen-komponen Faktor Lingkungan.
Ilmu Lingkungan adalah suatu ilmu yang mempelajari hubungan antara jasad hidup (termasuk manusia) dengan lingkungannya dengan melibatkan berbagai disiplin untuk penjelasannya. Berbagai ilmu dimaksud yang ikut menyusun sintesa terhadap Ilmu Lingkungnan dapat meliputi ilmu-ilmu sosiologi, fisika, kimia, geografi, meteorologi, hidrologi, pertanian dan kehutanan, kesehatan masyarakat dan lain-lain. Keseluruhannya memberikan partisipasi melalui berbagai teori tertentunya untuk dimanfaatkan dan disintesakan kembali sebagai suatu ilmu baru, yaitu Ilmu Lingkugan.
Bahwa Ilmu Lingkungan mempelajari masalah lingkungan yang ditekankan kepada variabel-variabel energi, materi, ruang, waktu dan keanekaragaman (diversitas). Didalam menjelaskan variabel-variabel tersebut memang dibutuhkan berbagai ilmulain sebagai faktor pendukungnya. Dengan demikian sifat ilmu lingkungan merupakan perpaduan dari berbagai ilmu murni (pure sciences) yang kemudian dikembangkan sebagai ilmu penerapan (applied sciences). Sedangkan yang kami maksudkan dengan ilmu penerapan disini adalah ilmu yang mencoba meramalkan perkiraan faktor pengaruh yang terdapat didalam lingkungan terhadap jasad hidup, yang dari sini diperkembangkan kembali dalam suatu konsepsi dasar melalui pengembangan beberapa asas dalam hubungan dengan masalah lingkungan.
Definisi ilmu lingkungan: Ilmu yang mampu menerapkan berbagai disiplin (fragmen berbagai ilmu dasar) melaluipendekatan ekologis terhadap masalah lingkungan hidup yang diakibatkan karena aktivitas manusia sendiri.
Jelas apabila kita memperhatikan perbedaan dari segi definisi-definisi tersebut, maka dapat kami kemukakan bahwa Ekologi lebih ditujukan kepada peranannya sebagai ilmu dasar sedangkan ilmu lingkungan diperkembangkan sebagai ilmu penerapan yang pada dasarnya berpijak pada kaedah-kaedah ekologi. Walaupun demikian sering kedua ilmu tersebut masih saling dikacaukan satu sama lain dimana keduanya akhirnya dianggap sam, seolah-olah Ilmu Lingkungan lebih digunakan hari ini untuk memecahkan masalah-masalah lingkungan baru yang disebabkan karena akibat-akibat sampingan yang ditimbulkan didalam pembangunan.
Demikian pentingnya penanggulangan masalah lingkungan dewasa ini hingga akhirnya ilmu lingkungan kini mulai dipopulerkan sebagai suatu ilmu pengetahuan yang bersifat penerapan (applied). Untuk mampu menaggulangi suatu masalah lingkungan tertentu kini sudah waktunya penggunaan pendekatan multi disipliner maupun pendekatan secara lintas sektoral diintegrasikan secara team. Karena suatu permasalahan lingkungan dewasa ini sudah melibatkan berbagai aspek maupun memberikan berbagai dampak yang sudah sedemikian “complicated”.
Faktor Lingkungan adalah Segala sesuatu yang ada di luar organisme. Lingkunga indifidu berbeda dengan populasi, dengan komunitas karena lingkungan indifidu lebih menekankan pada indifidu-indifidu sejenis/tak sejenis dan lingkungan abiotik. Sedangkan lingkungan populasi merupakan semua populasi lainnya dan komponen abiotik, sedangkan lingkungan komunitas hanya komponen abitik saja tanpa dipengaruhi oleh indifidu (sejenis dan taksejenis) maupun oleh populasi.
Perbedaan Lingkungan bagi indifidu dengan populasi:
1. Lingkungan bagi indifidu: untuk indifidu sejenis, indifidu tak sejenis dan komponen abiotik.
2. Lingkungan bagi populasi: untuk indifidu tak sejenis dan komponen abiotik.
3. Lingkungan bagi komunitas: Hanya lingkungan abiotik nya saja.
Lingkungan mempunyai dua dimensi yaitu dimensi ruang dan waktu. Lingkungan berdimensi ruang adalah: Kondisi lingkungan yang akan berubah sejalan dengan berubahnya kondisi ruangan. Sedangkan Lingkungan berdimensi waktu adalah kondisi lingkungan akan berubah sejalan dengan berubahnya waktu.
Kompone-Komponen Faktor Lingkungan:
1. Pada ekosistem terestrial:
a. Faktor Klimatik adalah faktor yang berkaitan dengan iklim, cuaca, kondisi atmosfer yang meliputi:
• Suhu /temperatur udara adalah Energi panas yang diserap oleh atmosfer pada waktu tertentu dan diukur dengan termometer udara satuannya ºC.
• Kelembapan udara adalah Jumlah uap air yang dikandung dalam udara dibandingkan dengan kemampuan maksimal udara untuk menampung kuat airnya. Alat untuk mengukur kelembapan udara adalah Higrometer satuannya %.
• Intensitas cahaya adalah Banyaknya cahaya yang diterima pada suatu tempat tetentu. Alat untuk mengukur intensitas cahaya adalah Luxs meter satuannya Lux.
• Arah dan kecepatan angin, angin selain berperan dalam menentukan kelembapan juga berperan dalam penyebaran biji tumbuhan tertentu. Alat untuk mengukur kecepatan angin adalah anemometer satuannya km/jam.
• Keberadaan awan.
• Debu.
2. Faktor Topografi meliputi:
• Ketinggian tempat.
• Kemiringan lahan
• Kerataan permukaan daratan.
3. Faktor yang ada didalam tanah.
Lithosfer sebagai komponen tanah mempunyai berbagai fungsi didalam ekologi, antara lain:
a. Tanah sebagai habitat untuk hidup atau pemukiman bagi organisme, khususnya manusia.
b. Tanah merupakan media yang memungkinkan timbulnya berbagai proses yang ada hubungannya dengan kehidupan:
• Prose peredaran bahan-bahan mineral (mineral cycle).
• Proses peredaran sistem energi (energy flow/cycle).
• Prose penyimpanan dan peredaran aliran air (under ground-water cycle)
• Proses pembusukan alami (natural decomposition & purification).
c. Sumber cadangan daya alami.
Faktor yang ada didalam tanah meliputi:
• pH tanah.
• Temperatur.
• Kadar air.
• Warna Tanah.
• Tekstur tanah.
4. Pada Ekosistem aquatik.
Ekosistem kehidupan air yang dikenal dengan istilah “aquatic ecosystem” kini mempunyai peranan yang sangat penting didalam pembangunan. Jika diandingkan dengan ekosistem hutan atau terrestial maka sebenarnya lebih sederhana. Beberapa komponen dalam sustem kehidupan air yang perlu memperoleh perhatian sebagai faktor determinan adalah:
a. Nutrient air (water nutrients), meliputi gas oksigen, karbon dioksida, mineral, maupun unsur0unsur karbon, nitrogen, fosfor dan lain-lain.
b. Pemanfaatan bahan-bahan organik dan anorganik yang terdapat dalam bahan sampah yang masih mampu bertindak sebagai dedritus food chain tersebut terakhir ini secara langsung menunjang terhadap siklus nutrien air.
c. Faktor-faktor yang berhubungan dengan siklus energi, seperti:
• Kemampuan penyinaran matahari kedalam air.
• Komposisi dan kondisi biota air (dalam hubungan fotosintesis)
• Suhu, kadar garam (salinity), pH dan turbelensi air.
Jelasnya kemampuan penyerapan energi sinar matahari dalam sistem air ditentukan akhirnya oleh:
• Turbelensi (suspended substances)
• Kedalaman air.
• Faktor sirkulasi (termasuk pengaruh angin diatas permukaan air). Sistem srkulasi ini menentukan pemanasan pula dalam sitem air.
• Komposisi dan kemampuan biota air sendiri.
Faktor lainnya adalah:
• Kedalaman perairan.
• Kecepatan arus.
• Salinitas.
• Suhu.
• Warna air.
• Rasa.
• Kecerahan
• Kekeruhan air.
• Dasar perairan.
B. Hukum yang Berkaitan dengan Faktor Lingkungan.
Hukum yang mengkaji tentang faktor lingkungan meliputi Hukum Minimum Liebig dan Hukum Toleransi Selford.
1. Hukum Minimum Liebig.
Dalam penelitian yang dilakukan oleh Liebig, bahwa setiap hasil panen akan megalami suatu masa yaitu berkurangnya hasil panen karena suatu faktor tertentu. Salah satu faktornya adalah karena kekurangan senyawa Zn. Pertumbuhan tanman tidak dipengaruhi oleh keadaan unsur hara yang melimpah, tetapi ada kalanya unsur hara itu itu sedikit. Jadi pertumbuhan tanaman ditentukan oleh jumlah unsur hara esensial dalam jumlah minimum kritis.
2. Hukum Toleransi Selford.
Pertumbuhan tanman selain dipengaruhi oleh faktor unsur hara saja, tetapi dipengaruhi oleh faktor lingkungan juga. Karena lingkungan berperan sebagai tempat berlangsungnya kehidupan, tanpa lingkungan makhluk hidup tidak dapat hidup begitupun dengan lingkungan tanpa makhluk hidup lingkungan tidak dapat ada dengan baik, tanpa makhluk hidup lingkungan akan rusak. Jadi adanya hubungan saling ketergantungan antara lingkungan dan faktor-faktor biotik.
a. Semua faktor-faktor lingkungan, jenis organisme memiliki kondisi minimum dan maksimum dari kedua kondisi tersebut maka akan ada kisaran toleransi dan didalam kisaran toleransi terdapat sebuah kisaran optimum.
DTFB (Daerah Tekanan Fisiologis Batas Batas
Bawah)
Kisaran toleransi
DTFA (Daerah Tekanan Fisiologis Batas Atas)
Daerah tidak toleran
Kisaran optimum (organismenya paling melimpah)
Batas Batas
Bawah Atas
Besarnya faktor lingkungan minimum yang masih bisa diterima organisme merupakan batas bawah. Sedangkan besarnya faktor lingkungan dalam jumlah maksimal yang masih bisa diterima organisme adalah batas atas.
Sebagai contohnya pada hewan beruang makan sebanyak-banyaknya untuk beristirahat (hibermasi). Hibermasi adalah waktu yang digunakan binatang (organisme) untuk beristirahat dalam waktu lama untuk menghemat energi. Cotoh lainnya adalah pada daun jati dengan menggugurkan daunnya, dalam hal ini tumbuhan melakukan absisi (menggugurkan daunnya) yang berpengaruh hormon aksisat oleh gas etilen. Contoh lainnya adalah katak pada musim panas karena gas-gas yang terdapat pada katak.
a. Konsep faktor pembatas
Pada dasarnya Hukum Minimum Liebig dan Hukum Minimum Selford, kedua hukum tersebut dibagi menjai satu menjadi konsep Faktor Pembatas.
Setiap keberadaan pertumbuhan organisme dipengaruhi lingkungan, faktor lingkugan yang membatasi pertumbuhan organisme di sebut faktor pembatas. Misalnya: cahaya faktor pokoknya adalah:
a. Kualitas cahaya.
Kualitas merupakan komposisi panjang cahaya yang dipancarkan oleh cahaya.panjang gelombang cahaya adalah 0.3-10 mikro yang disebut gelombang violet dan panjang gelombang kurang dari 0.3 mikro adalah gelombang ultraviolet/infrared.
b. Intensitas cahaya.
Berdasarkan intensitas cahaya tumbuhan digolongkan menjadi dua: yaitu golongan tumbuhan Heliophyta (tumbuhan yang tahan terhadap intensitas cahaya paling tinggi), sedangkan golongan tumbuhan yang tahan terhadap intensitas cahaya rendah adalah tumbuhan Celiophyta dan,
c. Lamanya penyinaran.
Berdasarkan lamanya penyinaran yaitu selama pergantian siang dan malam tumbuhan di kelomokkan menjadi dua yaitu:
• Tumbuhan berhari panjang: Lama penyinaran lebih dari 12 jam contohnya rumput.
• Tumbuhan berhari pendek adalah tumbuhan yang tahan terhadap lamanya penyinaran kurang dari 12 jam, contohnya dalah Bunga Crysan.
Fungsi cahaya yang paling penting adalah mengontrol laju foto sintesis. Pada tumbuhan biasanya terdapat lapisan kutikula / zat kitin untuk menghadapi intensitas cahaya yang tinggi.
b. Suhu.
Suhu berpengaruh terhadap ekosistem karena suhu merupakan syarat yang diperlukan organisme untuk hidup. Ada jenis organisme yang dapat hidup pada kisaran suhu tertentu. Peran utama suhu adalah:
• Mengontrol proses-proses kimia didalam tubuh organisme, bisa juga dipengaruhi enzim (laju akan meningkat pada suhu tinggi,dan tidak akan terjadi laju pada suhu rendah).
• Mempengaruhi laju transpirasi dan efaporasi, dapat mengakibatkan terjadinya hujan, pengaruhnya bila suhu tinggi akan mengakibatkan gugurnya daun-daun pada tumbuhan. Misalnya: pada suhu tinggi akan menggugurkan daunnya atau daunnya tumbuh kecil-kecil.
c. Air
Air berpengaruh terhadap ekosistem karena air dibutuhkan untuk kelangsungan hidup organisme. Bagi tumbuhan, air diperlukan dalam pertumbuhan, perkecambahan dan penyebaran biji, bagi hewan dan manusia, air diperlukan sebagai air minum dan sarana hidup lain, misalnya transportasi bagi manusia, dan tempat hidup bagi ikan. Bagi unsur abiotik lain, misalnya tanah dan batuan, air diperlukan sebagai pelarut dan pelapuk.
Perannya adalah:
• Melarutkan unsur-unsur yang diserap oleh tumbuhan.
• Sebagai penunjang jaringan tumbuhan. Tumbuhan di golongkan menjadi:
a). Tumbuhan hidrofit adalah tumbuhan yang dapat hidup di air. Contohnya teratai, enceng gondok.
b). Tumbuhan halofit adalah tumbuhan yang hidup pada kondisi kadar garam yang tinggi. Misalnya bakau yang dibatasi oleh berpindahnya habitat (rumput laut).
c). Tumbuhan mesofit adalah tumbuhan yang tidak dibatasi oleh air, misalnya tumbuh-tumbuhan yang hidup didaerah terbuka misal rumput, dibatasi ketika suplai air tidak ada.
d). Tumbuhan cerofit adalah tumbuhan yang hidup pada daerah kering, misal kaktus, lidah buaya. Dibatasi oleh kondisi air lebih banyak.
Faktor pembatas tidak hanya dibatasi oleh satu faktor saja, misal dibatasi oleh unsur hara dan lain-lain.
d. Tanah.
Tanah merupakan tempat hidup bagi organisme. Jenis tanah yang berbeda menyaebabkan organisme yang hidup didalamnya juga berbeda. Tanah juga menyediakan unsur-unsur penting bagi pertumbuhan organisme, terutama tumbuhan.Peran utama tanah adalah:
• Tanah beeperan sebagai suplai air, tumbuhan akan mendapatkan air.
• Tanah berperan sebagia suplai nutrisi meliputi partikel tanah bahan organik dan anorganik.
• Tanah sebagai penyokong tumbuhan, sebagai medium sehingga akardapat berdiri kokoh.
• Peranan utama partikel tanah sebagai penyerapan air, untuk pertumbuhan tanaman/ organisme, untuk penambahan pupuk.
e. Letak Topografi.
Berperan semakin tinggi letak topografi akan menyebabkan semakin sedikit kadar O2 nya.
Fakto biotik sebagai faktor pembatas, semua makhluk hidup selalu bergantung kepada makhluk hidup yang lain. Tipa indifidu akan selalu berhubungan dengan indifidu lain yang sejenis atau lain jenis, baik indifidu dalam satu populasinya atau indifidu dari populasi lain. Interaksi demikian banyak kita lihat disekitar kita.
Interaksi antar organisme dalam komunitas ada yang sangat erat dan ada yang kurang erat. Interaksi antar organisme dapat dikatagorikan sebagai berikut:
f. Netral.
Hubungan tidak saling mengganggu antar organisme dalam habitat yang sama yang bersifat tidak menguntungkan dan tidak merugikan kedua belah pihak, disebut netral. Contohnya antara capung dan sapi.
g. Predasi.
Predasi adalah hubungan antara mangsa dan pemangsa (predator). Hubungan ini sangat erat, sebab tanpa mangsa, predator tidak dapat hidup, sebaliknya predator juga berfungsi sebagai pengontrol populasi mangsa. Contoh: singa dengan mangsanya, misalnya kijang dan rusa, katak dengan tikus, tikus dangan ular, kucing. Selain ini hewan akan menjadi faktor pembatas bagi tumbuhan dan predator akan menjadi faktor pembatas bagi mangsanya.
h. Parasitisme.
Adalah hubungan antar organisme bila salah satu organisme hidup dan berkembang pada organisme lain dengan mengambil makanan dari organisme lain itu (hospes/inangnya) sehingga bersifat merugikan inangnya. Contoh: plasmodium dengan manusia, Taenia saginata dengan sapi, dan benalu dengan pohon inang. Organisme parasit akan menjadi faktor pembatas bagi inangnya.
i. Komensalisme.
Merupakan hubungan antara dua organisme yang berbeda spersies, dalam bentuk kehidupan bersama untuk berbagai sumber makanan, salah satu spesies diuntungkan dan spesies lainnya tidak dirugikan. Cotohnya anggrek dengan pohon yang ditumpanginya.
j. Mutualisme.
Mutualisme adalah hubungan antara dua organisme yang berbeda spesies yang saling menguntungkan kedua bekah pihak. Contoh: Bakteri Rhizobium yang hidup pada bintil akar tanaman kacang-kacangan.
BAB IV
ADAPTASI
Adaptasi adalah setiap sifat atau bagian yang dimiliki oleh organisme yang berguna bagi kelanjutan hidupnya pada keadaan sekeliling habitatnya.
Sifat-sifat tersebut memungkinkan organisme atau tanaman mampu menggunakan lebih baik unsur-unsur yang tersedia (hara, air, suhu, cahaya juga sifat resistensi terhadap pengganggu/penyakit atau hama). Tamanan dapat mempunyai adaptasi morfologis seperti kekuatan batang atau bentuk tanaman dan adaptasi fisiologis yang menghasilkan ketahanan parasit, kemampuan yang lebih besar dalam mengambil unsur-unsur hara atau tahan terhadap kekeringan. Sebetulnya perbedaan yang jelas tidak ada karena keduanya sama-sama menggambarkan proses fisiologis. Jadi adaptasi dapat dinyatakan sebagai kemampuan individu untuk mengatasi keadaan lingkunggan dan menggunakan sumber-sumber alam lebih baik untuk mempertahankan hidupnya dalam relung (nisia, niche) yang diduduki.
Keadaan lingkungan disini berarti keadaan yang terus menerus berubah selama pertumbuhan tanaman berlangsung. Hal ini berarti setiap organisme mempunyai adaptasi untuk dihup pada berbagai macam keadaan lingkungan. Dengan demikian berarti organisme (setiap makhluk hidup) merupakan hasil keturunan biologi dalam lingkungannya. Johannsen (1903) memberikan istilah genotipe untuk sifat-sifat keturunan yang diterima organisme yang relatif konstan selama hidupnya. Sedang fenotipe untuk rupa atau bentuk organisme yang akan selalu mengalami perubahan.
Sumber Adaptasi
Sudah merupakan suatu pendapat umum bahwa setiap makhluk hidup (organisme) itu dapat hidup dalam suatu keadaan lingkungan tertentu. Misalnya: ikan hdup di dalam air karena alat pernafasannya, burung-burung terbang karena mereka mempunyai sayap. Banyak tanaman digurun (padang pasir) yang mempunyai struktur tertentu yang memungkinkan mereka dapat bertahan pada lingkungannya. Semua kemampuan ini disebut adaptasi, tetapi bagaimana terjadinya adaptasi ini?
Jean Baptise Lamarch (1744 – 1829) seorang ahli biologi Perancis yang juga merupakan penganut faham teleologi, mencoba menerangkan perubahan-perubahan tersebut. (Teleologi adalah sautu faham yang mengatakan bahwa adaptasi timbul karena diingini, yaitu perubahan struktur atau bentuk yang terjadi karena adanya keinginan yang timbul dari dalam untuk menghadapi perubahan lingkungan).
Menurut dia, tingkat perkembangan suatu organ adalah sebanding dengan penggunaannya dan apa yang diperoleh atau diubah pada individu dalam masa hidupnya adalah kekal dan bilamana terdapat dalam dua jenis kelamin, sifat itu akan diturunkan.
Darwin (1809 – 1882) yang membuka tabir dari misteri ini. Menurut pendapatnya, organisme menjadi sesuai dengan lingkungannya dalam proses evolusi, proses ini dikendalikan oleh varian-varian genetik hasil seleksi alami yang relatif lebih baik ketahanannya.
Pokok-pokok teori Darwin itu sebagai berikut:
1. Sesuai dengan Malthus bahwa kecepatan berkembang biak dari binatang lebih besar daripada mempertahankan jumlahnya.
2. Apabila banyak individu yang musnah maka akan terjadi suatu kemauan untuk bertahan, baik di antara anggota dari jenis yang sama maupun di antara anggota-anggota dari jenis yang berbeda.
3. Keragaman binatang berikut variasi-variasinya yang ada akan diturunkan.
4. Dalam berjuang mempertahankan eksistensi kehidupannya, organisme yang tahan akan terus hidup dan yang lemah akan kalah dan musnah.
Point keempat dari teori Darwin inilah yang dikenal dengan seleksi alami dimana variasi yang dapat bertahan akan terkumpul untuk mengalami lagi perubahan untuk selanjutnya menuju kearah adaptasi. Perubahan bertingkat ini kalau cukup lama akan membentuk suatu spesies baru.
Wallace dan Srb (1963) kurang menyokong pendapat Darwin yang menyatakan bahwa adaptasi yang prosesnya sampai pada tingkatan dimana kemampuan menyesuaikan diri sudah berlangsung turun temurun pada prinsipnya adalah proses evolusi. Dalam hal ini beliau menegaskan bahwa perubahan bentuk atau fungsi dalam proses adaptasi secara turun temurun yang berlangsung perlahan-lahan adalah perubahan secara evolusi, tetapi bukanlah berarti semua proses evolusi sama dengan adaptasi atau sebaliknya.
Jadi arti dari evolusi asalnya suau jenis jelas dihasilkan oleh alam. Dari teori ini timbul “Konsep Genetik Adaptasi” yang menyatakan bahwa adaptasi terjadi karena seleksi lingkungan yang bekerja sebagai saringan terhadap variasi-variasi genetik yang ada. Baik Darwin maupun Wallace (mempunyai teori yang sama dengan Darwin), melihat organisme secara keseluruhannya, dalam kehidupan di alam sekitarnya. Mereka melihat bahwa pengaruh luar memberi efek pada organisme atau ekologi tumbuhan dan binatang.
Nilai Adaptasi Dan Koefisien Seleksi
Nilai adaptasi dalam suatu tanaman ditentukan oleh banyak faktor termasuk:
- Vigor somatik
- Daya tunbuh
- Lamanya periode reproduksi
- Banyaknya keturunan (biji, dll.)
- Efisiensi mekanisme pollinasi
Adaptasi adalah cara bagaimana organisme mengatasi tekanan lingkungan sekitarnya untuk bertahan hidup. Organisme yang mampu beradaptasi terhadap lingkungannya mampu untuk:
1. memperoleh air, udara dan nutrisi (makanan).
2. mengatasi kondisi fisik lingkungan seperti temperatur, cahaya dan panas.
3. mempertahankan hidup dari musuh alaminya.
4. bereproduksi.
5. merespon perubahan yang terjadi di sekitarnya.
Organisme yang mampu beradaptasi akan bertahan hidup, sedangkan yang tidak mampu beradaptasi akan menghadapi kepunahan atau kelangkaan jenis.
BENTUK ADAPTASI
Adaptasi terbagi atas tiga jenis yaitu:
1. Adaptasi Morfologi
adalah penyesuaian struktur alat tubuh luar suatu organisme terhadap lingkungan tempat hidupnya, adaptasi morfologi meliputi bentuk tubuh. Adaptasi Morfologi dapat dilihat dengan jelas. Sebagai contoh: paruh dan kaki burung berbeda sesuai makanannya. Contoh adaptasi morfologi adalah sebagai berikut:
a. Bentuk kaki berbagai jenis
Bentuk kaki atau cakar burung dapat dibedakan menjadi tipe perenang, tipe pemanjat, petengger, pejalan, dan pencengkram.
b. Bentuk paruh berbagai jenis burung
Bentuk paruh burung dapat dibedakan menjadi tipe pemakan biji, pemakan daging, pemakan ikan dan penghisap madu.
c. Alat gerak berbagai jenis hewan.
Bentuk alat gerak bagian depan hewan dapat dibedakan menjadi sirip, sayap, selaput tipis, kaki depan dan lengan.
d. tumbuhan darat
a. Xerofit adalah tumbuhan darat yang hidup di daerah kurang air (kering) contohnya kaktus.
b. Higrofit adalah tumbuhan darat yang hidup pada lingkungan lembab, contohnya lumut.
e. Tumbuhan air
Hidrofit adalah tumbuhan yang hidup didalam air, contohnya teratai.
2. Adaptasi Fisiologi
adalah penyesuaian fungsi alat-alat tubuh bagian dalam suatu organisme terhadap lingkungan tempat hidupnya. Adaptasi fisiologi meliputi fungsi alat-alat tubuh. Adaptasi ini bisa berupa enzim yang dihasilkan suatu organisme. Contoh: dihasilkannya enzim selulase oleh hewan memamah biak. Contoh adaptasi fisiologis adalah sbb.
a. Herbivora dapat mencerna rumput atau daun yang banyak mengandung serat (selulosa) dengan bantuan enzim selulase.
b. Teredo navalis yang hidup kayu galangan kapal, dapat mencerna kayu dengan serat selulase.
c. Penyesuaian sel-sel retina mata manusia terhadap rangsangan cahaya.
d. Tubuh manusia mampu menambah sel darah merah apabila ada didaerah pegunungan yang tinggi agar dapat mengikat oksigen labih banyak agar dapat mencukupi kebutuhan sel-sel tubuh.
3. Adaptasi Tingkah Laku
adalah penyesuaian tingkah laku suatu organisme terhadap lingkungan tempat hidupnya. Adaptasi tingkah laku meliputi perubahan tingkah laku misalnya
a. ikan paus yang sesekali menyembul ke permukaan untuk mengambil udara.
b. Bunglon mengubah warna tubuh sesuai dengan warna lingkungan untuk mengaburkan pandangan mata musuh.
c. Rayap suka memakan kembali kelupasan kulitnya untuk memperoleh kembali flagellata penghasil enzim selulase.
d. Daun jagung akan menggulung apabila udara sangat panas.
e. Kerbau suka berkubang untuk mengurangi pengaruh panas pada tubuhnya dan agar kulitnya yang tebal menjadi lunak.
DAFTAR PUSTAKA
• Odum, eugene,P. 1993. Dasar-Dasar Ekologi, edisi ketiga, Yogyakarta ; Universitas. Gajah Mada Press
• Odum, howard, T. 1992. Ekologi sistem, Yogyakarta ; Universitas Gajah Mada Press
• Polunin, nicholas. 1997. Teori ekosistem dan penerapannya. Yogyakarta ; Universitas Gajah Mada Press
• Susatyo, ari. 2003. Petunjuk praktikum ekologi. Semarang ; IKIP PGRI Semarang
SEJARAH EKOLOGI DAN RUANG LINGKUP KAJIAN EKOLOGI
1.1 Sejarah Ekologi
Manusia tertarik pada ekologi dalam cara yang praktis sejak awal sejarahnya. Di dalam masyarakat yang primitif setiap induvidu, untuk hidupnya, perlu memiliki pengetahuan yang pasti tentang lingkungannya, yakni mengenai tenaga-tenaga alam dan mengenai tumbuhan serta binatang di sekitarnya.
Ekologi berasal dari bahasa yunani oikos yang berarti rumah tangga dan logos yang berarti ilmu.
• Krebs (1978) ekologi sebagai suatu kajian makhluk di tempat hidupnya.
• Ernest Haeckel (1869) menuliskan bahwa ekologi adalah suatu hubungan keseluruhan antara makhluk hidup, dalam hal ini hewan dengan lingkungan organik dan anorganik.
• Charles Elton (1927) dalam bukunya Animal Zoology memberi arti ekologi sebagai sejarah alam secara ilmiah.
• Andrewastha (1961) Selajutnya ditulisnya arti ekologi yang jelas dan terbatas yang berbunyi bahwa ekologi adalah kajian ilmiah tentang agihan dan kelimpahan makhluk Agihan makhluk yaitu adanya mkhluk tumbuhan dan makhluk hewan di suatu waktu dan di suatu ruang.
• Krebs (1978) ekologi diberi arti sebagai kajian ilmiah tentang interaksi yang menentukan distribusi / agihan dan kelimpahan makhluk.
• Eugene Odum (1983) memberi arti ekologi adalah kajian tentang struktur dan fungsi alam. Lingkungan dapat berupa lingkungan fisik atau lingkungan kimia, atau lingkungan hayati, jadi dapat berupa tumbuhan dan hewan dapat bertindak sebagai lingkungan bagi makhluk hidup lain.
• Kendeigh (1980) ekologi merupakan kajian tentang hewan dan tumbuhan dalam hubungannya dalam suatu makhluk yang satu dengan yang lain dan antara makhluk dengan laiannya.
• Daniel (1971) ekologi merupakan ilmu yang berkaitan dengan tanggapan makhluk. Tanggapan makhluk dapat secara tunggal dan bersama-sama. Ekologi berkaitan dengan cara-cara makhluk merupakan lingkungan itu menyesuaikan diri. Ekologi ialah ilmu tentang interaksi antara memberi dan menerima, antara stimulus dan tanggapan, antar stimulus dan umpan balik.
• Begon (1986) ekologi merupakan ilmu tetua, karena manusia pertama sudah mengetahui, secara ilmiah diakui setelah tahun 1869 yang di populerkan oleh Ernest Haeckel.
•
1.2 Ruang Lingkup Ekologi
Ekologi mempunyai ruang lingkup seperti halnya dalam Kendeigh (1980) yaitu sebagai berikut :
1. Distribusi dan kelimpahan setempat dan secara geografis jenis makhluk (Habitat, Relung, Komunitas Dan Biogeografi)
2. Perubahan menurut waktu dan keberdaan, kelimpahan serta aktivitas makhluk hidup (Musiman, Tahunan, Seksional, Seologik)
3. Saling keterkaitan antara makhluk dalam populasi serta komunitas (Ekologi Populasi)
4. Adaptasi struktural dan penyesuaian fungsional oleh makhluk terhadap lingkungan fisik mereka (Ekologi Fisiologi)
5. Perilaku hewan terhadap kondisi alam (Ethologi)
6. Perkembangan evolusioner semua saling berkaitan (Ekologi Evolusioner)
7. Produktivitas hayati alam bagaimanakah produktivitas ini berguna paling baik bagi kemanusiaan (Ekologi Ekosistem)
8. Perkembangan model matematik untuk menghubungkan interaksi parameter dan membuat perkiraan mengenai pengaruh (Analisis Sistem)
Pembagian lambing-lambang biologi dapat di bedakan secara vertical (berdasarkan taksonomi) dan horizontal (dasar kajian)
Kajian dasar Primata Mammalia Homosapien Paku Pisces Kingdom
Morfologi
Fisiologi
Anatomi
Histologi
Taksonomi
Ekologi Divisio
Classis
Ordo
Familia
Genus
Spesies
1.3 Pendekatan Kajian Ekologi
1. Kajian ekologi Berdasarkan taksonomi ( berbagai tingkat takson )
Ekologi tumbuhan, Ekologi hewan (ekologi serangga, ekologi burung), ekologi mikroba (jasad renik).
2. kajian ekologi berdasarkan jenis habitat
Ekologi bahari , ekologi perairan tawar, ekologi perairan darat terestial, ekologi estuaria, ekologi padang.
3. Kajian ekologi berdasarkan kompleksitas jenis organisme bisa mengkaji ekologi hanya 1 populasi (beberapa populasi saling berinteraksi)
4. kajian ekologi berdasarkan penggunaan model
KOMPONEN BIOTIK Gen – Sel – Organ – Organisme – Populasi - Komunitas
Ditambah
KOMPONEN ABIOTIK
Sama dengan
BIOSISTEM Sist.Genetika – S.Sel -S.Organ - S.Populasi - Ekosistem
Kompleksitas jenis organisme
1. Autoekologi / autekologi/ otoekologi yaitu mengkaji suatu jenis populasi pada suatu tempat / habitat tanpa dikaitkan dengan populasi lainnya,.
2. Sinetologi ( berbagai jenis yang saling terkait ) yaitu mengkaji berbagai jenis ekologi pada suatu habitat yang saling berinteraksi.
BAB II
KONSEP – KONSEP DASAR EKOSISTEM
A TINGKATAN DALAM EKOSISTEM
Setiap individu membutuhkan lingkungan fisik tertentu sebagai komunitas biotic harus berinteraksi dengan komunitas abiotik. Dalam habitat terjadi interksi-interaksi yng sangat komplek dan sangat rumit antar komponen, antar komunitas dan habitat walaupun begitu interaksi tetap berjalan secara normal sehingga antara komunitas biotic dan habitat membentuk sebuah system ekologi atau disebut ekosistem.
1) Individu
Merupakan sebutan dari organisme utuh (tunggal) yang tidak dapat hidup sendirian sehingga harus berinteraksi dengan sejenis maupun lain jenis dan cenderung berinteraksi dengan individu yng sejenis karena mempunyai kebutuhan yang sama. Individu berasal dari berbagai macam tingkatan yaitu sebagai berikut : senyawa anorganik (H, N, C, O) berorganisasi menjadi organel sel jaringan organ system organ individu organisme.
2) Populasi
Merupakan sekelompok individu yang mempunyai kebutuhan sama dn saling berinteraksi, serta menempati pada habitat tertentu, sehingga kebutuhan hidup mulai terpenuhi karena adanya interaksi.
3) Komunitas Biotik
Membentuk kelompok yang lebih besar antara beberapa populasi saling berinteraksi karena adanya sifat kebutuhan yang berbeda, interaksi yang terjadi semakin lengkap namun semua kebutuhan belum dapat terpenuhi.
4) Habitat
Merupakan tempat tinggal (wilayah) yang dihuni oleh komunitas biotic. Komunitas biotic akan berinteraksi dengan tempat tinggal di sekitarnya. Interaksi yang terjadi sangat komplek yang berlangsung secara normal dan seimbang sehingga membentuk sesuatu sistem yaitu interaksi-interaksi yang menyatukan komponen yang ada.
5) Ekosistem
Merupakan interaksi antara komunitas biotik dengan habitatnya yang di dalamnya terdapat beberapa komponen abiotik yng sifatny komplek serta mambantuk suatu kesatuan yang utuh dan menjalankan sebuah fungsi tertentu.
6) Biosfer
Merupakan tingkatan ekosistem terbesar, yang mencakup seluruh bentuk kehidupan di bumi.
B SIFAT EKOSISTEM
Sistem yaitu interaksi-interaksi yang menyatukan komponen yang ada menjadi satu kesatuan dan menjadikan sebuah fungsi tertentu. Dari sudut pandang lain, sistem merupakan sekelompok komponen yang saling terkait, dan saling mempengaruhi sehingga mambentuk suatu kesatuan secara utuh. Syarat dari sebuah sistem yamg baik yaitu adanya interaksi antar komponen harus serasi dan seimbang, keseimbangan dalam ekosistem dinamakan keseimbangan yang dinamis(steddy state) yaitu keseimbangan yang sewaktu-waktu bisa mengalami perubahan yang akan diikuti oleh berbagai macam proses sehingga akan berakhir dengan keseimbangan yang baru.
Di dalam sebuah ekosistem yang menjadi sebab dari setiap ekosistem mempunyai keseimbangan yang steady state karena adanya mekanisme umpan balik. Umpan balik dapat diartikan sebagai pengaruh balik yang diberikan oleh komponen yang turut berubah kepada komponen yang pertama kali berubah.
Umpan balik ada 2 macam yaitu sbb :
1. Umpan balik positif
Yaitu umpan balik yang mendukung terjadinya perubahan.
2. Umpan balik negatif
Yaitu u7mpan balik yang menghambat terjadinya perubahan sehingga perubahan akan berhenti
C. PROSES YANG TERJADI DALAM EKOSISTEM
1. Aliran Energi
Energi merupakan daya yang digunakan untuk melakukan aktivitas sumber energi utama: Sinar Matahari.
Matahari dimanfaatkan langsung oleh tumbuhan hijau dalam bentuk elektromagnetik untuk proses fotosintesis.
Rumput C6H12O6 (Lemak, Karbohidrat, Protein)
Proses Fotosintesis
KI Aktifitas
KII
Habis
D
Sifat-sifat Energi
Hukum Termodinamika I
“Energi tidak dapat diciptakan atau dimusnahkan, energi dapat di transformasi dari bentuk energi yang satu menjadi energi lain”
Misal:
Energi Matahari Energi Kimia
K : Konsumen
D : Dekomposer.
Hukum Termodinamika II
“Tidak ada transfer energi yang 100% efisien, sebagian energi akan hilang dalam bentuk panas”.
Ada kemungkinan energi dalam bentuk ekosistem:
1) Dialirkan melalui rantai makanan atau jaring-jaring makanan.
2) Dapat disimpan dalam ekosistem dalam bentuk materi kimia.
3) Dapat keluar dari ekosistem dalam bentuk panas.
Bentuk Energi
Energi cahaya (matahari), energi kimia (K, L, Protein), Energi Gerak (aktivitas), Energi Panas (habis dalam bentuk panas).
Pola Aliran Energi
a) Energi yang masuk dalam ekosistem berupa energi radiasi matahari atau energi cahaya tapi tidak semuanya dapat dimanfaatkan.
b) Energi yang di simpan berupa materi tumbuhan dapat dialirkan melalui rantai makanan dan jaring makanan dari produsen sampai dengan konsumen sampai dengan decomposer.
c) Apabila materi tidak dikonsumsi maka energi akan disimpan dalam sistem kemudian diteruskan sampai decomposer.
d) Setiap tingkat trafik di dalam rantai makanan menggunakan energi untuk hidup dan sebagian dikeluarkan sebagai panas.
e) Kemungkinan ekspor energi / energi menuju ekosistem lain dalam bentuk materi organik.
Fotosintesis (C6H12O6)
Produsen 4 5
2
Konsumen I 4
3 5
2
Konsumen II 4
2 5
Dekomposer 4
5
Pola Aliran Energi / Diagram
POLA ALIRAN ENERGI
Fotosintesis (C6H12O6)
Produsen 4 5
2
Konsumen I 4
3 5
2
Konsumen II 4
2 5
Dekomposer 4
5
Daur Materi (Daur Biogeokimia)
Ada dua unsur kimia:
1. Unsur Esensial (C, H, O, N)
2. Unsur Non esensial
Ex: Fe, Boron (B), Mg, dll.
Jika tumbuhan kekurangan unsur:
C : akan timbul bintik-bintik putih dipermukaan daun
Fe : Daun pada tumbuhan akan mudah rontok
N : daun menguning
Mg : Proses fotosintesis terhambat
Pengertian daur biogeokimia
Proses pertukaran air dan unsur kimia dari lingkungan biotik maupun abiotik
DIAGRAM
SIKLUS KARBON
Atmosfer, Gudang CO2
Pembakaran
Fotosintesis
Penghausan Respirasi
Tumbuhan Hewan Bakteria
Materi organik
Bahan bakar fosil
Batuan karbonat
Sumber utama CO2 ada di atmosfer CO2 dapat langsung dimanfaatkan oleh tumbuhan.
Diagram
Siklus Nitrogen
Gudang Nitrogen
Di atmosfer (N2)
Bakteri Bakteri fiksasi
denitrifikasi Nitrogen dan petir
Protoplasma
Tumbuhan Hewan
Sintesis Bakteri Amonia Toksik
Protein
Nitrat Dalam Nitrat Nitrisomonas
Tanah
penumpukan Dan sedimen
Guano Penyucian / pengadukan
Ikan dan brung laut
Sedimentasi di laut dangkal
pengadukan
Hilang sebagai sedimen
Di laut dalam
Konversi nitrogen Nitrat
1. Proses Biologis
- Bakteri simbiotik : Rhizobium (pada bintil akar tanaman polong)
Non simbiotik azotobaxter
- jamur
2. Elektrokimia (Petir / halilintar)
Fungsi daur biokimia / daur materi mendaur ulang kembali unsur-unsur kimia yang sudah terpakai oleh semua organisme atau makhluk di bumi sehingga proses kelangsungan hidup tetap terjaga
Perbedaan daur biogeokimia dan daur energi
Energi maupun materi yang beredar dalam ekosistem melalui rantai makanan dan jaring makanan dalam ekosistem berbentuk materi organik.
Siklus Fosfor
Batuan fosfat yang terlarutkan air
Tumbuhan hewan
Bakteri
Batuan fosfat Aksereri
Endapan guano tulang
Fosil tulang gigi
Batuan fulkanis
Erosi
Burung laut Fosfat terlarut
Bakteri pembentuk fosfat
Ikan Endapan dangkal laut
Hilang ke endapan dalam
Batuan fosfat yang terlarut dalam air sebagian hilang ke dalam air dan sebagian di obserbsi tanaman. Tanaman yang dimakan oleh hewan akan merupakan sumber fosfar bila hewan ini mati bakteri dalam hal ini berfungsi sebagai agen pelapukan bahan-bahan dasar yang mengandung fosfar misal bahan organik (sisa tumbuhan, kerangka hewan) dan batuan mineral yang mengandung fosfar erosi membawa senyawa fosfat ke dalam air dimana tumbuhan air akan memanfaatkan.
2. Rantai – rantai makanan, jaring-jaring makanan dan tingkat-tingkat trofik
Energi pangan sumber daya di dalam tumbuh-tumbuhan melalui satu seri organisme dengan diulang-ulang dimakan dan memakan dinamakan rantai makanan. Rantai-rantai pangan terdiri dari dua tipe dasar; rantai pangan perumputan, yang mulai dari dasar tumbuh-tumbuhan hijau ke herbivora yang merumput (yakni organisme yang makan tumbuhan hijau) dan terus ke karnivora (yakni pemakan binatang); dan rantai pangan sisa, yang dimulai dari bahan-bahan mati ke mikroorganisme dan kemudian ke organisme yang makan sisa detritivora dan pemangsanya. Di dalam komunitas-komunitas alam yang kompleks, organisme-organisme yang makanannya diperoleh dari tumbuh-tumbuhan dengan jumlah langkah yang sama dikatakan termasuk ke dalam tingkat trofik yang sama. Jadi tumbuh-tumbuhan hijau (tingkat produsen) menduduki tingkat trofik pertama, pemakan-pemakan tumbuhan tingkat trofik kedua (tingkat konsumen primer pertama), karnivora yang makan herbivora, tingkat ketiga (tingkat konsumen sekunder) dan karnivora sekunder tingkat keempat (tingkat konsumen tertier). Perlu ditegaskan bahwa klasifikasi trofik ini merupakan satu dari fungsi dan bukan dari jenis; populasi jenis tertentu dapat menduduki satu, atau lebih dari satu, tingkat trofik menurut sumber energi yang sebenarnya di asimilasi. Arus energi pada tingkat trofik sama dengan seluruh asimilasi (A) pada tingkat itu, yang sebaliknya sama dengan produksi (P) biomas ditambah dengan respirasi (R). Organisme dekomposer ditempatkan pada kotak terpisah sebagai cara memisahkan rantai pangan perumputan dan sisa-sisa. Seperti telah dikemukakan dalam Bab 2, “dekomposer” sebenernya merupakan golongan campuran dilihat dari segi tingkat energinya.
D. KOMPONEN ATAU MATERI DALAM EKOSISTEM
Komponen tersusun atas komponen biotik dan abiotik. Secara garis besar komponen-komponen meliputi :
a. Komponen abiotik
Komponen abiotik merupakan komponen ekosistem yang tersusun atas benda-benda mati, yang terdiri atas :
• Faktor klimatik
Meliputi cahaya matahari, temperatur, kelembapan dan kandungan gas di atmosfer dll.
• Faktor edafik
Meliputi sifat fisik tanah seperti tekstur, kemiringan, porositas, kapasitas menahan air dll. Serta sifat kimia tanah seperti ph, kandungan dan jenis unsur hara.
• Faktor topografi
Meliputi ketinggian tempat, derajat kemiringan lahan, arah kemiringan lahan dsb.
• Faktor air
Meliputi kedalaman perairan, kecerahan, ph, kandungan unsur hara, kecepatan arus, warna air dsb.
b. Komponen Biotik
Komponen biotik merupakan komponen ekosistem yang tersusun atas keanekaragaman makhuk hidup yang terdiri atas :
• Produsen
Merupakan organisme autrotof yang bisa menghasilkan bahan organik dan bahan anorganik, meliputi tumbuhan hijau dan sebagaian bakteri
• Konsumen
Merupakan organisme heterotrof yang makan organisme lain, meliputi herbivora dan karnivora
• Dekomposer
Merupakan organisme heterotrof yang merombak / menguraikn organisme yang telah mati. Meliputi berbagai jenis bakteri actinomycetes, dan fungi.
BAB III
KONSEP FAKTOR LINGKUNGAN
A. Faktor dan Komponen-komponen Faktor Lingkungan.
Ilmu Lingkungan adalah suatu ilmu yang mempelajari hubungan antara jasad hidup (termasuk manusia) dengan lingkungannya dengan melibatkan berbagai disiplin untuk penjelasannya. Berbagai ilmu dimaksud yang ikut menyusun sintesa terhadap Ilmu Lingkungnan dapat meliputi ilmu-ilmu sosiologi, fisika, kimia, geografi, meteorologi, hidrologi, pertanian dan kehutanan, kesehatan masyarakat dan lain-lain. Keseluruhannya memberikan partisipasi melalui berbagai teori tertentunya untuk dimanfaatkan dan disintesakan kembali sebagai suatu ilmu baru, yaitu Ilmu Lingkugan.
Bahwa Ilmu Lingkungan mempelajari masalah lingkungan yang ditekankan kepada variabel-variabel energi, materi, ruang, waktu dan keanekaragaman (diversitas). Didalam menjelaskan variabel-variabel tersebut memang dibutuhkan berbagai ilmulain sebagai faktor pendukungnya. Dengan demikian sifat ilmu lingkungan merupakan perpaduan dari berbagai ilmu murni (pure sciences) yang kemudian dikembangkan sebagai ilmu penerapan (applied sciences). Sedangkan yang kami maksudkan dengan ilmu penerapan disini adalah ilmu yang mencoba meramalkan perkiraan faktor pengaruh yang terdapat didalam lingkungan terhadap jasad hidup, yang dari sini diperkembangkan kembali dalam suatu konsepsi dasar melalui pengembangan beberapa asas dalam hubungan dengan masalah lingkungan.
Definisi ilmu lingkungan: Ilmu yang mampu menerapkan berbagai disiplin (fragmen berbagai ilmu dasar) melaluipendekatan ekologis terhadap masalah lingkungan hidup yang diakibatkan karena aktivitas manusia sendiri.
Jelas apabila kita memperhatikan perbedaan dari segi definisi-definisi tersebut, maka dapat kami kemukakan bahwa Ekologi lebih ditujukan kepada peranannya sebagai ilmu dasar sedangkan ilmu lingkungan diperkembangkan sebagai ilmu penerapan yang pada dasarnya berpijak pada kaedah-kaedah ekologi. Walaupun demikian sering kedua ilmu tersebut masih saling dikacaukan satu sama lain dimana keduanya akhirnya dianggap sam, seolah-olah Ilmu Lingkungan lebih digunakan hari ini untuk memecahkan masalah-masalah lingkungan baru yang disebabkan karena akibat-akibat sampingan yang ditimbulkan didalam pembangunan.
Demikian pentingnya penanggulangan masalah lingkungan dewasa ini hingga akhirnya ilmu lingkungan kini mulai dipopulerkan sebagai suatu ilmu pengetahuan yang bersifat penerapan (applied). Untuk mampu menaggulangi suatu masalah lingkungan tertentu kini sudah waktunya penggunaan pendekatan multi disipliner maupun pendekatan secara lintas sektoral diintegrasikan secara team. Karena suatu permasalahan lingkungan dewasa ini sudah melibatkan berbagai aspek maupun memberikan berbagai dampak yang sudah sedemikian “complicated”.
Faktor Lingkungan adalah Segala sesuatu yang ada di luar organisme. Lingkunga indifidu berbeda dengan populasi, dengan komunitas karena lingkungan indifidu lebih menekankan pada indifidu-indifidu sejenis/tak sejenis dan lingkungan abiotik. Sedangkan lingkungan populasi merupakan semua populasi lainnya dan komponen abiotik, sedangkan lingkungan komunitas hanya komponen abitik saja tanpa dipengaruhi oleh indifidu (sejenis dan taksejenis) maupun oleh populasi.
Perbedaan Lingkungan bagi indifidu dengan populasi:
1. Lingkungan bagi indifidu: untuk indifidu sejenis, indifidu tak sejenis dan komponen abiotik.
2. Lingkungan bagi populasi: untuk indifidu tak sejenis dan komponen abiotik.
3. Lingkungan bagi komunitas: Hanya lingkungan abiotik nya saja.
Lingkungan mempunyai dua dimensi yaitu dimensi ruang dan waktu. Lingkungan berdimensi ruang adalah: Kondisi lingkungan yang akan berubah sejalan dengan berubahnya kondisi ruangan. Sedangkan Lingkungan berdimensi waktu adalah kondisi lingkungan akan berubah sejalan dengan berubahnya waktu.
Kompone-Komponen Faktor Lingkungan:
1. Pada ekosistem terestrial:
a. Faktor Klimatik adalah faktor yang berkaitan dengan iklim, cuaca, kondisi atmosfer yang meliputi:
• Suhu /temperatur udara adalah Energi panas yang diserap oleh atmosfer pada waktu tertentu dan diukur dengan termometer udara satuannya ºC.
• Kelembapan udara adalah Jumlah uap air yang dikandung dalam udara dibandingkan dengan kemampuan maksimal udara untuk menampung kuat airnya. Alat untuk mengukur kelembapan udara adalah Higrometer satuannya %.
• Intensitas cahaya adalah Banyaknya cahaya yang diterima pada suatu tempat tetentu. Alat untuk mengukur intensitas cahaya adalah Luxs meter satuannya Lux.
• Arah dan kecepatan angin, angin selain berperan dalam menentukan kelembapan juga berperan dalam penyebaran biji tumbuhan tertentu. Alat untuk mengukur kecepatan angin adalah anemometer satuannya km/jam.
• Keberadaan awan.
• Debu.
2. Faktor Topografi meliputi:
• Ketinggian tempat.
• Kemiringan lahan
• Kerataan permukaan daratan.
3. Faktor yang ada didalam tanah.
Lithosfer sebagai komponen tanah mempunyai berbagai fungsi didalam ekologi, antara lain:
a. Tanah sebagai habitat untuk hidup atau pemukiman bagi organisme, khususnya manusia.
b. Tanah merupakan media yang memungkinkan timbulnya berbagai proses yang ada hubungannya dengan kehidupan:
• Prose peredaran bahan-bahan mineral (mineral cycle).
• Proses peredaran sistem energi (energy flow/cycle).
• Prose penyimpanan dan peredaran aliran air (under ground-water cycle)
• Proses pembusukan alami (natural decomposition & purification).
c. Sumber cadangan daya alami.
Faktor yang ada didalam tanah meliputi:
• pH tanah.
• Temperatur.
• Kadar air.
• Warna Tanah.
• Tekstur tanah.
4. Pada Ekosistem aquatik.
Ekosistem kehidupan air yang dikenal dengan istilah “aquatic ecosystem” kini mempunyai peranan yang sangat penting didalam pembangunan. Jika diandingkan dengan ekosistem hutan atau terrestial maka sebenarnya lebih sederhana. Beberapa komponen dalam sustem kehidupan air yang perlu memperoleh perhatian sebagai faktor determinan adalah:
a. Nutrient air (water nutrients), meliputi gas oksigen, karbon dioksida, mineral, maupun unsur0unsur karbon, nitrogen, fosfor dan lain-lain.
b. Pemanfaatan bahan-bahan organik dan anorganik yang terdapat dalam bahan sampah yang masih mampu bertindak sebagai dedritus food chain tersebut terakhir ini secara langsung menunjang terhadap siklus nutrien air.
c. Faktor-faktor yang berhubungan dengan siklus energi, seperti:
• Kemampuan penyinaran matahari kedalam air.
• Komposisi dan kondisi biota air (dalam hubungan fotosintesis)
• Suhu, kadar garam (salinity), pH dan turbelensi air.
Jelasnya kemampuan penyerapan energi sinar matahari dalam sistem air ditentukan akhirnya oleh:
• Turbelensi (suspended substances)
• Kedalaman air.
• Faktor sirkulasi (termasuk pengaruh angin diatas permukaan air). Sistem srkulasi ini menentukan pemanasan pula dalam sitem air.
• Komposisi dan kemampuan biota air sendiri.
Faktor lainnya adalah:
• Kedalaman perairan.
• Kecepatan arus.
• Salinitas.
• Suhu.
• Warna air.
• Rasa.
• Kecerahan
• Kekeruhan air.
• Dasar perairan.
B. Hukum yang Berkaitan dengan Faktor Lingkungan.
Hukum yang mengkaji tentang faktor lingkungan meliputi Hukum Minimum Liebig dan Hukum Toleransi Selford.
1. Hukum Minimum Liebig.
Dalam penelitian yang dilakukan oleh Liebig, bahwa setiap hasil panen akan megalami suatu masa yaitu berkurangnya hasil panen karena suatu faktor tertentu. Salah satu faktornya adalah karena kekurangan senyawa Zn. Pertumbuhan tanman tidak dipengaruhi oleh keadaan unsur hara yang melimpah, tetapi ada kalanya unsur hara itu itu sedikit. Jadi pertumbuhan tanaman ditentukan oleh jumlah unsur hara esensial dalam jumlah minimum kritis.
2. Hukum Toleransi Selford.
Pertumbuhan tanman selain dipengaruhi oleh faktor unsur hara saja, tetapi dipengaruhi oleh faktor lingkungan juga. Karena lingkungan berperan sebagai tempat berlangsungnya kehidupan, tanpa lingkungan makhluk hidup tidak dapat hidup begitupun dengan lingkungan tanpa makhluk hidup lingkungan tidak dapat ada dengan baik, tanpa makhluk hidup lingkungan akan rusak. Jadi adanya hubungan saling ketergantungan antara lingkungan dan faktor-faktor biotik.
a. Semua faktor-faktor lingkungan, jenis organisme memiliki kondisi minimum dan maksimum dari kedua kondisi tersebut maka akan ada kisaran toleransi dan didalam kisaran toleransi terdapat sebuah kisaran optimum.
DTFB (Daerah Tekanan Fisiologis Batas Batas
Bawah)
Kisaran toleransi
DTFA (Daerah Tekanan Fisiologis Batas Atas)
Daerah tidak toleran
Kisaran optimum (organismenya paling melimpah)
Batas Batas
Bawah Atas
Besarnya faktor lingkungan minimum yang masih bisa diterima organisme merupakan batas bawah. Sedangkan besarnya faktor lingkungan dalam jumlah maksimal yang masih bisa diterima organisme adalah batas atas.
Sebagai contohnya pada hewan beruang makan sebanyak-banyaknya untuk beristirahat (hibermasi). Hibermasi adalah waktu yang digunakan binatang (organisme) untuk beristirahat dalam waktu lama untuk menghemat energi. Cotoh lainnya adalah pada daun jati dengan menggugurkan daunnya, dalam hal ini tumbuhan melakukan absisi (menggugurkan daunnya) yang berpengaruh hormon aksisat oleh gas etilen. Contoh lainnya adalah katak pada musim panas karena gas-gas yang terdapat pada katak.
a. Konsep faktor pembatas
Pada dasarnya Hukum Minimum Liebig dan Hukum Minimum Selford, kedua hukum tersebut dibagi menjai satu menjadi konsep Faktor Pembatas.
Setiap keberadaan pertumbuhan organisme dipengaruhi lingkungan, faktor lingkugan yang membatasi pertumbuhan organisme di sebut faktor pembatas. Misalnya: cahaya faktor pokoknya adalah:
a. Kualitas cahaya.
Kualitas merupakan komposisi panjang cahaya yang dipancarkan oleh cahaya.panjang gelombang cahaya adalah 0.3-10 mikro yang disebut gelombang violet dan panjang gelombang kurang dari 0.3 mikro adalah gelombang ultraviolet/infrared.
b. Intensitas cahaya.
Berdasarkan intensitas cahaya tumbuhan digolongkan menjadi dua: yaitu golongan tumbuhan Heliophyta (tumbuhan yang tahan terhadap intensitas cahaya paling tinggi), sedangkan golongan tumbuhan yang tahan terhadap intensitas cahaya rendah adalah tumbuhan Celiophyta dan,
c. Lamanya penyinaran.
Berdasarkan lamanya penyinaran yaitu selama pergantian siang dan malam tumbuhan di kelomokkan menjadi dua yaitu:
• Tumbuhan berhari panjang: Lama penyinaran lebih dari 12 jam contohnya rumput.
• Tumbuhan berhari pendek adalah tumbuhan yang tahan terhadap lamanya penyinaran kurang dari 12 jam, contohnya dalah Bunga Crysan.
Fungsi cahaya yang paling penting adalah mengontrol laju foto sintesis. Pada tumbuhan biasanya terdapat lapisan kutikula / zat kitin untuk menghadapi intensitas cahaya yang tinggi.
b. Suhu.
Suhu berpengaruh terhadap ekosistem karena suhu merupakan syarat yang diperlukan organisme untuk hidup. Ada jenis organisme yang dapat hidup pada kisaran suhu tertentu. Peran utama suhu adalah:
• Mengontrol proses-proses kimia didalam tubuh organisme, bisa juga dipengaruhi enzim (laju akan meningkat pada suhu tinggi,dan tidak akan terjadi laju pada suhu rendah).
• Mempengaruhi laju transpirasi dan efaporasi, dapat mengakibatkan terjadinya hujan, pengaruhnya bila suhu tinggi akan mengakibatkan gugurnya daun-daun pada tumbuhan. Misalnya: pada suhu tinggi akan menggugurkan daunnya atau daunnya tumbuh kecil-kecil.
c. Air
Air berpengaruh terhadap ekosistem karena air dibutuhkan untuk kelangsungan hidup organisme. Bagi tumbuhan, air diperlukan dalam pertumbuhan, perkecambahan dan penyebaran biji, bagi hewan dan manusia, air diperlukan sebagai air minum dan sarana hidup lain, misalnya transportasi bagi manusia, dan tempat hidup bagi ikan. Bagi unsur abiotik lain, misalnya tanah dan batuan, air diperlukan sebagai pelarut dan pelapuk.
Perannya adalah:
• Melarutkan unsur-unsur yang diserap oleh tumbuhan.
• Sebagai penunjang jaringan tumbuhan. Tumbuhan di golongkan menjadi:
a). Tumbuhan hidrofit adalah tumbuhan yang dapat hidup di air. Contohnya teratai, enceng gondok.
b). Tumbuhan halofit adalah tumbuhan yang hidup pada kondisi kadar garam yang tinggi. Misalnya bakau yang dibatasi oleh berpindahnya habitat (rumput laut).
c). Tumbuhan mesofit adalah tumbuhan yang tidak dibatasi oleh air, misalnya tumbuh-tumbuhan yang hidup didaerah terbuka misal rumput, dibatasi ketika suplai air tidak ada.
d). Tumbuhan cerofit adalah tumbuhan yang hidup pada daerah kering, misal kaktus, lidah buaya. Dibatasi oleh kondisi air lebih banyak.
Faktor pembatas tidak hanya dibatasi oleh satu faktor saja, misal dibatasi oleh unsur hara dan lain-lain.
d. Tanah.
Tanah merupakan tempat hidup bagi organisme. Jenis tanah yang berbeda menyaebabkan organisme yang hidup didalamnya juga berbeda. Tanah juga menyediakan unsur-unsur penting bagi pertumbuhan organisme, terutama tumbuhan.Peran utama tanah adalah:
• Tanah beeperan sebagai suplai air, tumbuhan akan mendapatkan air.
• Tanah berperan sebagia suplai nutrisi meliputi partikel tanah bahan organik dan anorganik.
• Tanah sebagai penyokong tumbuhan, sebagai medium sehingga akardapat berdiri kokoh.
• Peranan utama partikel tanah sebagai penyerapan air, untuk pertumbuhan tanaman/ organisme, untuk penambahan pupuk.
e. Letak Topografi.
Berperan semakin tinggi letak topografi akan menyebabkan semakin sedikit kadar O2 nya.
Fakto biotik sebagai faktor pembatas, semua makhluk hidup selalu bergantung kepada makhluk hidup yang lain. Tipa indifidu akan selalu berhubungan dengan indifidu lain yang sejenis atau lain jenis, baik indifidu dalam satu populasinya atau indifidu dari populasi lain. Interaksi demikian banyak kita lihat disekitar kita.
Interaksi antar organisme dalam komunitas ada yang sangat erat dan ada yang kurang erat. Interaksi antar organisme dapat dikatagorikan sebagai berikut:
f. Netral.
Hubungan tidak saling mengganggu antar organisme dalam habitat yang sama yang bersifat tidak menguntungkan dan tidak merugikan kedua belah pihak, disebut netral. Contohnya antara capung dan sapi.
g. Predasi.
Predasi adalah hubungan antara mangsa dan pemangsa (predator). Hubungan ini sangat erat, sebab tanpa mangsa, predator tidak dapat hidup, sebaliknya predator juga berfungsi sebagai pengontrol populasi mangsa. Contoh: singa dengan mangsanya, misalnya kijang dan rusa, katak dengan tikus, tikus dangan ular, kucing. Selain ini hewan akan menjadi faktor pembatas bagi tumbuhan dan predator akan menjadi faktor pembatas bagi mangsanya.
h. Parasitisme.
Adalah hubungan antar organisme bila salah satu organisme hidup dan berkembang pada organisme lain dengan mengambil makanan dari organisme lain itu (hospes/inangnya) sehingga bersifat merugikan inangnya. Contoh: plasmodium dengan manusia, Taenia saginata dengan sapi, dan benalu dengan pohon inang. Organisme parasit akan menjadi faktor pembatas bagi inangnya.
i. Komensalisme.
Merupakan hubungan antara dua organisme yang berbeda spersies, dalam bentuk kehidupan bersama untuk berbagai sumber makanan, salah satu spesies diuntungkan dan spesies lainnya tidak dirugikan. Cotohnya anggrek dengan pohon yang ditumpanginya.
j. Mutualisme.
Mutualisme adalah hubungan antara dua organisme yang berbeda spesies yang saling menguntungkan kedua bekah pihak. Contoh: Bakteri Rhizobium yang hidup pada bintil akar tanaman kacang-kacangan.
BAB IV
ADAPTASI
Adaptasi adalah setiap sifat atau bagian yang dimiliki oleh organisme yang berguna bagi kelanjutan hidupnya pada keadaan sekeliling habitatnya.
Sifat-sifat tersebut memungkinkan organisme atau tanaman mampu menggunakan lebih baik unsur-unsur yang tersedia (hara, air, suhu, cahaya juga sifat resistensi terhadap pengganggu/penyakit atau hama). Tamanan dapat mempunyai adaptasi morfologis seperti kekuatan batang atau bentuk tanaman dan adaptasi fisiologis yang menghasilkan ketahanan parasit, kemampuan yang lebih besar dalam mengambil unsur-unsur hara atau tahan terhadap kekeringan. Sebetulnya perbedaan yang jelas tidak ada karena keduanya sama-sama menggambarkan proses fisiologis. Jadi adaptasi dapat dinyatakan sebagai kemampuan individu untuk mengatasi keadaan lingkunggan dan menggunakan sumber-sumber alam lebih baik untuk mempertahankan hidupnya dalam relung (nisia, niche) yang diduduki.
Keadaan lingkungan disini berarti keadaan yang terus menerus berubah selama pertumbuhan tanaman berlangsung. Hal ini berarti setiap organisme mempunyai adaptasi untuk dihup pada berbagai macam keadaan lingkungan. Dengan demikian berarti organisme (setiap makhluk hidup) merupakan hasil keturunan biologi dalam lingkungannya. Johannsen (1903) memberikan istilah genotipe untuk sifat-sifat keturunan yang diterima organisme yang relatif konstan selama hidupnya. Sedang fenotipe untuk rupa atau bentuk organisme yang akan selalu mengalami perubahan.
Sumber Adaptasi
Sudah merupakan suatu pendapat umum bahwa setiap makhluk hidup (organisme) itu dapat hidup dalam suatu keadaan lingkungan tertentu. Misalnya: ikan hdup di dalam air karena alat pernafasannya, burung-burung terbang karena mereka mempunyai sayap. Banyak tanaman digurun (padang pasir) yang mempunyai struktur tertentu yang memungkinkan mereka dapat bertahan pada lingkungannya. Semua kemampuan ini disebut adaptasi, tetapi bagaimana terjadinya adaptasi ini?
Jean Baptise Lamarch (1744 – 1829) seorang ahli biologi Perancis yang juga merupakan penganut faham teleologi, mencoba menerangkan perubahan-perubahan tersebut. (Teleologi adalah sautu faham yang mengatakan bahwa adaptasi timbul karena diingini, yaitu perubahan struktur atau bentuk yang terjadi karena adanya keinginan yang timbul dari dalam untuk menghadapi perubahan lingkungan).
Menurut dia, tingkat perkembangan suatu organ adalah sebanding dengan penggunaannya dan apa yang diperoleh atau diubah pada individu dalam masa hidupnya adalah kekal dan bilamana terdapat dalam dua jenis kelamin, sifat itu akan diturunkan.
Darwin (1809 – 1882) yang membuka tabir dari misteri ini. Menurut pendapatnya, organisme menjadi sesuai dengan lingkungannya dalam proses evolusi, proses ini dikendalikan oleh varian-varian genetik hasil seleksi alami yang relatif lebih baik ketahanannya.
Pokok-pokok teori Darwin itu sebagai berikut:
1. Sesuai dengan Malthus bahwa kecepatan berkembang biak dari binatang lebih besar daripada mempertahankan jumlahnya.
2. Apabila banyak individu yang musnah maka akan terjadi suatu kemauan untuk bertahan, baik di antara anggota dari jenis yang sama maupun di antara anggota-anggota dari jenis yang berbeda.
3. Keragaman binatang berikut variasi-variasinya yang ada akan diturunkan.
4. Dalam berjuang mempertahankan eksistensi kehidupannya, organisme yang tahan akan terus hidup dan yang lemah akan kalah dan musnah.
Point keempat dari teori Darwin inilah yang dikenal dengan seleksi alami dimana variasi yang dapat bertahan akan terkumpul untuk mengalami lagi perubahan untuk selanjutnya menuju kearah adaptasi. Perubahan bertingkat ini kalau cukup lama akan membentuk suatu spesies baru.
Wallace dan Srb (1963) kurang menyokong pendapat Darwin yang menyatakan bahwa adaptasi yang prosesnya sampai pada tingkatan dimana kemampuan menyesuaikan diri sudah berlangsung turun temurun pada prinsipnya adalah proses evolusi. Dalam hal ini beliau menegaskan bahwa perubahan bentuk atau fungsi dalam proses adaptasi secara turun temurun yang berlangsung perlahan-lahan adalah perubahan secara evolusi, tetapi bukanlah berarti semua proses evolusi sama dengan adaptasi atau sebaliknya.
Jadi arti dari evolusi asalnya suau jenis jelas dihasilkan oleh alam. Dari teori ini timbul “Konsep Genetik Adaptasi” yang menyatakan bahwa adaptasi terjadi karena seleksi lingkungan yang bekerja sebagai saringan terhadap variasi-variasi genetik yang ada. Baik Darwin maupun Wallace (mempunyai teori yang sama dengan Darwin), melihat organisme secara keseluruhannya, dalam kehidupan di alam sekitarnya. Mereka melihat bahwa pengaruh luar memberi efek pada organisme atau ekologi tumbuhan dan binatang.
Nilai Adaptasi Dan Koefisien Seleksi
Nilai adaptasi dalam suatu tanaman ditentukan oleh banyak faktor termasuk:
- Vigor somatik
- Daya tunbuh
- Lamanya periode reproduksi
- Banyaknya keturunan (biji, dll.)
- Efisiensi mekanisme pollinasi
Adaptasi adalah cara bagaimana organisme mengatasi tekanan lingkungan sekitarnya untuk bertahan hidup. Organisme yang mampu beradaptasi terhadap lingkungannya mampu untuk:
1. memperoleh air, udara dan nutrisi (makanan).
2. mengatasi kondisi fisik lingkungan seperti temperatur, cahaya dan panas.
3. mempertahankan hidup dari musuh alaminya.
4. bereproduksi.
5. merespon perubahan yang terjadi di sekitarnya.
Organisme yang mampu beradaptasi akan bertahan hidup, sedangkan yang tidak mampu beradaptasi akan menghadapi kepunahan atau kelangkaan jenis.
BENTUK ADAPTASI
Adaptasi terbagi atas tiga jenis yaitu:
1. Adaptasi Morfologi
adalah penyesuaian struktur alat tubuh luar suatu organisme terhadap lingkungan tempat hidupnya, adaptasi morfologi meliputi bentuk tubuh. Adaptasi Morfologi dapat dilihat dengan jelas. Sebagai contoh: paruh dan kaki burung berbeda sesuai makanannya. Contoh adaptasi morfologi adalah sebagai berikut:
a. Bentuk kaki berbagai jenis
Bentuk kaki atau cakar burung dapat dibedakan menjadi tipe perenang, tipe pemanjat, petengger, pejalan, dan pencengkram.
b. Bentuk paruh berbagai jenis burung
Bentuk paruh burung dapat dibedakan menjadi tipe pemakan biji, pemakan daging, pemakan ikan dan penghisap madu.
c. Alat gerak berbagai jenis hewan.
Bentuk alat gerak bagian depan hewan dapat dibedakan menjadi sirip, sayap, selaput tipis, kaki depan dan lengan.
d. tumbuhan darat
a. Xerofit adalah tumbuhan darat yang hidup di daerah kurang air (kering) contohnya kaktus.
b. Higrofit adalah tumbuhan darat yang hidup pada lingkungan lembab, contohnya lumut.
e. Tumbuhan air
Hidrofit adalah tumbuhan yang hidup didalam air, contohnya teratai.
2. Adaptasi Fisiologi
adalah penyesuaian fungsi alat-alat tubuh bagian dalam suatu organisme terhadap lingkungan tempat hidupnya. Adaptasi fisiologi meliputi fungsi alat-alat tubuh. Adaptasi ini bisa berupa enzim yang dihasilkan suatu organisme. Contoh: dihasilkannya enzim selulase oleh hewan memamah biak. Contoh adaptasi fisiologis adalah sbb.
a. Herbivora dapat mencerna rumput atau daun yang banyak mengandung serat (selulosa) dengan bantuan enzim selulase.
b. Teredo navalis yang hidup kayu galangan kapal, dapat mencerna kayu dengan serat selulase.
c. Penyesuaian sel-sel retina mata manusia terhadap rangsangan cahaya.
d. Tubuh manusia mampu menambah sel darah merah apabila ada didaerah pegunungan yang tinggi agar dapat mengikat oksigen labih banyak agar dapat mencukupi kebutuhan sel-sel tubuh.
3. Adaptasi Tingkah Laku
adalah penyesuaian tingkah laku suatu organisme terhadap lingkungan tempat hidupnya. Adaptasi tingkah laku meliputi perubahan tingkah laku misalnya
a. ikan paus yang sesekali menyembul ke permukaan untuk mengambil udara.
b. Bunglon mengubah warna tubuh sesuai dengan warna lingkungan untuk mengaburkan pandangan mata musuh.
c. Rayap suka memakan kembali kelupasan kulitnya untuk memperoleh kembali flagellata penghasil enzim selulase.
d. Daun jagung akan menggulung apabila udara sangat panas.
e. Kerbau suka berkubang untuk mengurangi pengaruh panas pada tubuhnya dan agar kulitnya yang tebal menjadi lunak.
DAFTAR PUSTAKA
• Odum, eugene,P. 1993. Dasar-Dasar Ekologi, edisi ketiga, Yogyakarta ; Universitas. Gajah Mada Press
• Odum, howard, T. 1992. Ekologi sistem, Yogyakarta ; Universitas Gajah Mada Press
• Polunin, nicholas. 1997. Teori ekosistem dan penerapannya. Yogyakarta ; Universitas Gajah Mada Press
• Susatyo, ari. 2003. Petunjuk praktikum ekologi. Semarang ; IKIP PGRI Semarang
BAB I
SEJARAH EKOLOGI DAN RUANG LINGKUP KAJIAN EKOLOGI
1.1 Sejarah Ekologi
Manusia tertarik pada ekologi dalam cara yang praktis sejak awal sejarahnya. Di dalam masyarakat yang primitif setiap induvidu, untuk hidupnya, perlu memiliki pengetahuan yang pasti tentang lingkungannya, yakni mengenai tenaga-tenaga alam dan mengenai tumbuhan serta binatang di sekitarnya.
Ekologi berasal dari bahasa yunani oikos yang berarti rumah tangga dan logos yang berarti ilmu.
• Krebs (1978) ekologi sebagai suatu kajian makhluk di tempat hidupnya.
• Ernest Haeckel (1869) menuliskan bahwa ekologi adalah suatu hubungan keseluruhan antara makhluk hidup, dalam hal ini hewan dengan lingkungan organik dan anorganik.
• Charles Elton (1927) dalam bukunya Animal Zoology memberi arti ekologi sebagai sejarah alam secara ilmiah.
• Andrewastha (1961) Selajutnya ditulisnya arti ekologi yang jelas dan terbatas yang berbunyi bahwa ekologi adalah kajian ilmiah tentang agihan dan kelimpahan makhluk Agihan makhluk yaitu adanya mkhluk tumbuhan dan makhluk hewan di suatu waktu dan di suatu ruang.
• Krebs (1978) ekologi diberi arti sebagai kajian ilmiah tentang interaksi yang menentukan distribusi / agihan dan kelimpahan makhluk.
• Eugene Odum (1983) memberi arti ekologi adalah kajian tentang struktur dan fungsi alam. Lingkungan dapat berupa lingkungan fisik atau lingkungan kimia, atau lingkungan hayati, jadi dapat berupa tumbuhan dan hewan dapat bertindak sebagai lingkungan bagi makhluk hidup lain.
• Kendeigh (1980) ekologi merupakan kajian tentang hewan dan tumbuhan dalam hubungannya dalam suatu makhluk yang satu dengan yang lain dan antara makhluk dengan laiannya.
• Daniel (1971) ekologi merupakan ilmu yang berkaitan dengan tanggapan makhluk. Tanggapan makhluk dapat secara tunggal dan bersama-sama. Ekologi berkaitan dengan cara-cara makhluk merupakan lingkungan itu menyesuaikan diri. Ekologi ialah ilmu tentang interaksi antara memberi dan menerima, antara stimulus dan tanggapan, antar stimulus dan umpan balik.
• Begon (1986) ekologi merupakan ilmu tetua, karena manusia pertama sudah mengetahui, secara ilmiah diakui setelah tahun 1869 yang di populerkan oleh Ernest Haeckel.
•
1.2 Ruang Lingkup Ekologi
Ekologi mempunyai ruang lingkup seperti halnya dalam Kendeigh (1980) yaitu sebagai berikut :
1. Distribusi dan kelimpahan setempat dan secara geografis jenis makhluk (Habitat, Relung, Komunitas Dan Biogeografi)
2. Perubahan menurut waktu dan keberdaan, kelimpahan serta aktivitas makhluk hidup (Musiman, Tahunan, Seksional, Seologik)
3. Saling keterkaitan antara makhluk dalam populasi serta komunitas (Ekologi Populasi)
4. Adaptasi struktural dan penyesuaian fungsional oleh makhluk terhadap lingkungan fisik mereka (Ekologi Fisiologi)
5. Perilaku hewan terhadap kondisi alam (Ethologi)
6. Perkembangan evolusioner semua saling berkaitan (Ekologi Evolusioner)
7. Produktivitas hayati alam bagaimanakah produktivitas ini berguna paling baik bagi kemanusiaan (Ekologi Ekosistem)
8. Perkembangan model matematik untuk menghubungkan interaksi parameter dan membuat perkiraan mengenai pengaruh (Analisis Sistem)
Pembagian lambing-lambang biologi dapat di bedakan secara vertical (berdasarkan taksonomi) dan horizontal (dasar kajian)
Kajian dasar Primata Mammalia Homosapien Paku Pisces Kingdom
Morfologi
Fisiologi
Anatomi
Histologi
Taksonomi
Ekologi Divisio
Classis
Ordo
Familia
Genus
Spesies
1.3 Pendekatan Kajian Ekologi
1. Kajian ekologi Berdasarkan taksonomi ( berbagai tingkat takson )
Ekologi tumbuhan, Ekologi hewan (ekologi serangga, ekologi burung), ekologi mikroba (jasad renik).
2. kajian ekologi berdasarkan jenis habitat
Ekologi bahari , ekologi perairan tawar, ekologi perairan darat terestial, ekologi estuaria, ekologi padang.
3. Kajian ekologi berdasarkan kompleksitas jenis organisme bisa mengkaji ekologi hanya 1 populasi (beberapa populasi saling berinteraksi)
4. kajian ekologi berdasarkan penggunaan model
KOMPONEN BIOTIK Gen – Sel – Organ – Organisme – Populasi - Komunitas
Ditambah
KOMPONEN ABIOTIK
Sama dengan
BIOSISTEM Sist.Genetika – S.Sel -S.Organ - S.Populasi - Ekosistem
Kompleksitas jenis organisme
1. Autoekologi / autekologi/ otoekologi yaitu mengkaji suatu jenis populasi pada suatu tempat / habitat tanpa dikaitkan dengan populasi lainnya,.
2. Sinetologi ( berbagai jenis yang saling terkait ) yaitu mengkaji berbagai jenis ekologi pada suatu habitat yang saling berinteraksi.
BAB II
KONSEP – KONSEP DASAR EKOSISTEM
A TINGKATAN DALAM EKOSISTEM
Setiap individu membutuhkan lingkungan fisik tertentu sebagai komunitas biotic harus berinteraksi dengan komunitas abiotik. Dalam habitat terjadi interksi-interaksi yng sangat komplek dan sangat rumit antar komponen, antar komunitas dan habitat walaupun begitu interaksi tetap berjalan secara normal sehingga antara komunitas biotic dan habitat membentuk sebuah system ekologi atau disebut ekosistem.
1) Individu
Merupakan sebutan dari organisme utuh (tunggal) yang tidak dapat hidup sendirian sehingga harus berinteraksi dengan sejenis maupun lain jenis dan cenderung berinteraksi dengan individu yng sejenis karena mempunyai kebutuhan yang sama. Individu berasal dari berbagai macam tingkatan yaitu sebagai berikut : senyawa anorganik (H, N, C, O) berorganisasi menjadi organel sel jaringan organ system organ individu organisme.
2) Populasi
Merupakan sekelompok individu yang mempunyai kebutuhan sama dn saling berinteraksi, serta menempati pada habitat tertentu, sehingga kebutuhan hidup mulai terpenuhi karena adanya interaksi.
3) Komunitas Biotik
Membentuk kelompok yang lebih besar antara beberapa populasi saling berinteraksi karena adanya sifat kebutuhan yang berbeda, interaksi yang terjadi semakin lengkap namun semua kebutuhan belum dapat terpenuhi.
4) Habitat
Merupakan tempat tinggal (wilayah) yang dihuni oleh komunitas biotic. Komunitas biotic akan berinteraksi dengan tempat tinggal di sekitarnya. Interaksi yang terjadi sangat komplek yang berlangsung secara normal dan seimbang sehingga membentuk sesuatu sistem yaitu interaksi-interaksi yang menyatukan komponen yang ada.
5) Ekosistem
Merupakan interaksi antara komunitas biotik dengan habitatnya yang di dalamnya terdapat beberapa komponen abiotik yng sifatny komplek serta mambantuk suatu kesatuan yang utuh dan menjalankan sebuah fungsi tertentu.
6) Biosfer
Merupakan tingkatan ekosistem terbesar, yang mencakup seluruh bentuk kehidupan di bumi.
B SIFAT EKOSISTEM
Sistem yaitu interaksi-interaksi yang menyatukan komponen yang ada menjadi satu kesatuan dan menjadikan sebuah fungsi tertentu. Dari sudut pandang lain, sistem merupakan sekelompok komponen yang saling terkait, dan saling mempengaruhi sehingga mambentuk suatu kesatuan secara utuh. Syarat dari sebuah sistem yamg baik yaitu adanya interaksi antar komponen harus serasi dan seimbang, keseimbangan dalam ekosistem dinamakan keseimbangan yang dinamis(steddy state) yaitu keseimbangan yang sewaktu-waktu bisa mengalami perubahan yang akan diikuti oleh berbagai macam proses sehingga akan berakhir dengan keseimbangan yang baru.
Di dalam sebuah ekosistem yang menjadi sebab dari setiap ekosistem mempunyai keseimbangan yang steady state karena adanya mekanisme umpan balik. Umpan balik dapat diartikan sebagai pengaruh balik yang diberikan oleh komponen yang turut berubah kepada komponen yang pertama kali berubah.
Umpan balik ada 2 macam yaitu sbb :
1. Umpan balik positif
Yaitu umpan balik yang mendukung terjadinya perubahan.
2. Umpan balik negatif
Yaitu u7mpan balik yang menghambat terjadinya perubahan sehingga perubahan akan berhenti
C. PROSES YANG TERJADI DALAM EKOSISTEM
1. Aliran Energi
Energi merupakan daya yang digunakan untuk melakukan aktivitas sumber energi utama: Sinar Matahari.
Matahari dimanfaatkan langsung oleh tumbuhan hijau dalam bentuk elektromagnetik untuk proses fotosintesis.
Rumput C6H12O6 (Lemak, Karbohidrat, Protein)
Proses Fotosintesis
KI Aktifitas
KII
Habis
D
Sifat-sifat Energi
Hukum Termodinamika I
“Energi tidak dapat diciptakan atau dimusnahkan, energi dapat di transformasi dari bentuk energi yang satu menjadi energi lain”
Misal:
Energi Matahari Energi Kimia
K : Konsumen
D : Dekomposer.
Hukum Termodinamika II
“Tidak ada transfer energi yang 100% efisien, sebagian energi akan hilang dalam bentuk panas”.
Ada kemungkinan energi dalam bentuk ekosistem:
1) Dialirkan melalui rantai makanan atau jaring-jaring makanan.
2) Dapat disimpan dalam ekosistem dalam bentuk materi kimia.
3) Dapat keluar dari ekosistem dalam bentuk panas.
Bentuk Energi
Energi cahaya (matahari), energi kimia (K, L, Protein), Energi Gerak (aktivitas), Energi Panas (habis dalam bentuk panas).
Pola Aliran Energi
a) Energi yang masuk dalam ekosistem berupa energi radiasi matahari atau energi cahaya tapi tidak semuanya dapat dimanfaatkan.
b) Energi yang di simpan berupa materi tumbuhan dapat dialirkan melalui rantai makanan dan jaring makanan dari produsen sampai dengan konsumen sampai dengan decomposer.
c) Apabila materi tidak dikonsumsi maka energi akan disimpan dalam sistem kemudian diteruskan sampai decomposer.
d) Setiap tingkat trafik di dalam rantai makanan menggunakan energi untuk hidup dan sebagian dikeluarkan sebagai panas.
e) Kemungkinan ekspor energi / energi menuju ekosistem lain dalam bentuk materi organik.
Fotosintesis (C6H12O6)
Produsen 4 5
2
Konsumen I 4
3 5
2
Konsumen II 4
2 5
Dekomposer 4
5
Pola Aliran Energi / Diagram
POLA ALIRAN ENERGI
Fotosintesis (C6H12O6)
Produsen 4 5
2
Konsumen I 4
3 5
2
Konsumen II 4
2 5
Dekomposer 4
5
Daur Materi (Daur Biogeokimia)
Ada dua unsur kimia:
1. Unsur Esensial (C, H, O, N)
2. Unsur Non esensial
Ex: Fe, Boron (B), Mg, dll.
Jika tumbuhan kekurangan unsur:
C : akan timbul bintik-bintik putih dipermukaan daun
Fe : Daun pada tumbuhan akan mudah rontok
N : daun menguning
Mg : Proses fotosintesis terhambat
Pengertian daur biogeokimia
Proses pertukaran air dan unsur kimia dari lingkungan biotik maupun abiotik
DIAGRAM
SIKLUS KARBON
Atmosfer, Gudang CO2
Pembakaran
Fotosintesis
Penghausan Respirasi
Tumbuhan Hewan Bakteria
Materi organik
Bahan bakar fosil
Batuan karbonat
Sumber utama CO2 ada di atmosfer CO2 dapat langsung dimanfaatkan oleh tumbuhan.
Diagram
Siklus Nitrogen
Gudang Nitrogen
Di atmosfer (N2)
Bakteri Bakteri fiksasi
denitrifikasi Nitrogen dan petir
Protoplasma
Tumbuhan Hewan
Sintesis Bakteri Amonia Toksik
Protein
Nitrat Dalam Nitrat Nitrisomonas
Tanah
penumpukan Dan sedimen
Guano Penyucian / pengadukan
Ikan dan brung laut
Sedimentasi di laut dangkal
pengadukan
Hilang sebagai sedimen
Di laut dalam
Konversi nitrogen Nitrat
1. Proses Biologis
- Bakteri simbiotik : Rhizobium (pada bintil akar tanaman polong)
Non simbiotik azotobaxter
- jamur
2. Elektrokimia (Petir / halilintar)
Fungsi daur biokimia / daur materi mendaur ulang kembali unsur-unsur kimia yang sudah terpakai oleh semua organisme atau makhluk di bumi sehingga proses kelangsungan hidup tetap terjaga
Perbedaan daur biogeokimia dan daur energi
Energi maupun materi yang beredar dalam ekosistem melalui rantai makanan dan jaring makanan dalam ekosistem berbentuk materi organik.
Siklus Fosfor
Batuan fosfat yang terlarutkan air
Tumbuhan hewan
Bakteri
Batuan fosfat Aksereri
Endapan guano tulang
Fosil tulang gigi
Batuan fulkanis
Erosi
Burung laut Fosfat terlarut
Bakteri pembentuk fosfat
Ikan Endapan dangkal laut
Hilang ke endapan dalam
Batuan fosfat yang terlarut dalam air sebagian hilang ke dalam air dan sebagian di obserbsi tanaman. Tanaman yang dimakan oleh hewan akan merupakan sumber fosfar bila hewan ini mati bakteri dalam hal ini berfungsi sebagai agen pelapukan bahan-bahan dasar yang mengandung fosfar misal bahan organik (sisa tumbuhan, kerangka hewan) dan batuan mineral yang mengandung fosfar erosi membawa senyawa fosfat ke dalam air dimana tumbuhan air akan memanfaatkan.
2. Rantai – rantai makanan, jaring-jaring makanan dan tingkat-tingkat trofik
Energi pangan sumber daya di dalam tumbuh-tumbuhan melalui satu seri organisme dengan diulang-ulang dimakan dan memakan dinamakan rantai makanan. Rantai-rantai pangan terdiri dari dua tipe dasar; rantai pangan perumputan, yang mulai dari dasar tumbuh-tumbuhan hijau ke herbivora yang merumput (yakni organisme yang makan tumbuhan hijau) dan terus ke karnivora (yakni pemakan binatang); dan rantai pangan sisa, yang dimulai dari bahan-bahan mati ke mikroorganisme dan kemudian ke organisme yang makan sisa detritivora dan pemangsanya. Di dalam komunitas-komunitas alam yang kompleks, organisme-organisme yang makanannya diperoleh dari tumbuh-tumbuhan dengan jumlah langkah yang sama dikatakan termasuk ke dalam tingkat trofik yang sama. Jadi tumbuh-tumbuhan hijau (tingkat produsen) menduduki tingkat trofik pertama, pemakan-pemakan tumbuhan tingkat trofik kedua (tingkat konsumen primer pertama), karnivora yang makan herbivora, tingkat ketiga (tingkat konsumen sekunder) dan karnivora sekunder tingkat keempat (tingkat konsumen tertier). Perlu ditegaskan bahwa klasifikasi trofik ini merupakan satu dari fungsi dan bukan dari jenis; populasi jenis tertentu dapat menduduki satu, atau lebih dari satu, tingkat trofik menurut sumber energi yang sebenarnya di asimilasi. Arus energi pada tingkat trofik sama dengan seluruh asimilasi (A) pada tingkat itu, yang sebaliknya sama dengan produksi (P) biomas ditambah dengan respirasi (R). Organisme dekomposer ditempatkan pada kotak terpisah sebagai cara memisahkan rantai pangan perumputan dan sisa-sisa. Seperti telah dikemukakan dalam Bab 2, “dekomposer” sebenernya merupakan golongan campuran dilihat dari segi tingkat energinya.
D. KOMPONEN ATAU MATERI DALAM EKOSISTEM
Komponen tersusun atas komponen biotik dan abiotik. Secara garis besar komponen-komponen meliputi :
a. Komponen abiotik
Komponen abiotik merupakan komponen ekosistem yang tersusun atas benda-benda mati, yang terdiri atas :
• Faktor klimatik
Meliputi cahaya matahari, temperatur, kelembapan dan kandungan gas di atmosfer dll.
• Faktor edafik
Meliputi sifat fisik tanah seperti tekstur, kemiringan, porositas, kapasitas menahan air dll. Serta sifat kimia tanah seperti ph, kandungan dan jenis unsur hara.
• Faktor topografi
Meliputi ketinggian tempat, derajat kemiringan lahan, arah kemiringan lahan dsb.
• Faktor air
Meliputi kedalaman perairan, kecerahan, ph, kandungan unsur hara, kecepatan arus, warna air dsb.
b. Komponen Biotik
Komponen biotik merupakan komponen ekosistem yang tersusun atas keanekaragaman makhuk hidup yang terdiri atas :
• Produsen
Merupakan organisme autrotof yang bisa menghasilkan bahan organik dan bahan anorganik, meliputi tumbuhan hijau dan sebagaian bakteri
• Konsumen
Merupakan organisme heterotrof yang makan organisme lain, meliputi herbivora dan karnivora
• Dekomposer
Merupakan organisme heterotrof yang merombak / menguraikn organisme yang telah mati. Meliputi berbagai jenis bakteri actinomycetes, dan fungi.
BAB III
KONSEP FAKTOR LINGKUNGAN
A. Faktor dan Komponen-komponen Faktor Lingkungan.
Ilmu Lingkungan adalah suatu ilmu yang mempelajari hubungan antara jasad hidup (termasuk manusia) dengan lingkungannya dengan melibatkan berbagai disiplin untuk penjelasannya. Berbagai ilmu dimaksud yang ikut menyusun sintesa terhadap Ilmu Lingkungnan dapat meliputi ilmu-ilmu sosiologi, fisika, kimia, geografi, meteorologi, hidrologi, pertanian dan kehutanan, kesehatan masyarakat dan lain-lain. Keseluruhannya memberikan partisipasi melalui berbagai teori tertentunya untuk dimanfaatkan dan disintesakan kembali sebagai suatu ilmu baru, yaitu Ilmu Lingkugan.
Bahwa Ilmu Lingkungan mempelajari masalah lingkungan yang ditekankan kepada variabel-variabel energi, materi, ruang, waktu dan keanekaragaman (diversitas). Didalam menjelaskan variabel-variabel tersebut memang dibutuhkan berbagai ilmulain sebagai faktor pendukungnya. Dengan demikian sifat ilmu lingkungan merupakan perpaduan dari berbagai ilmu murni (pure sciences) yang kemudian dikembangkan sebagai ilmu penerapan (applied sciences). Sedangkan yang kami maksudkan dengan ilmu penerapan disini adalah ilmu yang mencoba meramalkan perkiraan faktor pengaruh yang terdapat didalam lingkungan terhadap jasad hidup, yang dari sini diperkembangkan kembali dalam suatu konsepsi dasar melalui pengembangan beberapa asas dalam hubungan dengan masalah lingkungan.
Definisi ilmu lingkungan: Ilmu yang mampu menerapkan berbagai disiplin (fragmen berbagai ilmu dasar) melaluipendekatan ekologis terhadap masalah lingkungan hidup yang diakibatkan karena aktivitas manusia sendiri.
Jelas apabila kita memperhatikan perbedaan dari segi definisi-definisi tersebut, maka dapat kami kemukakan bahwa Ekologi lebih ditujukan kepada peranannya sebagai ilmu dasar sedangkan ilmu lingkungan diperkembangkan sebagai ilmu penerapan yang pada dasarnya berpijak pada kaedah-kaedah ekologi. Walaupun demikian sering kedua ilmu tersebut masih saling dikacaukan satu sama lain dimana keduanya akhirnya dianggap sam, seolah-olah Ilmu Lingkungan lebih digunakan hari ini untuk memecahkan masalah-masalah lingkungan baru yang disebabkan karena akibat-akibat sampingan yang ditimbulkan didalam pembangunan.
Demikian pentingnya penanggulangan masalah lingkungan dewasa ini hingga akhirnya ilmu lingkungan kini mulai dipopulerkan sebagai suatu ilmu pengetahuan yang bersifat penerapan (applied). Untuk mampu menaggulangi suatu masalah lingkungan tertentu kini sudah waktunya penggunaan pendekatan multi disipliner maupun pendekatan secara lintas sektoral diintegrasikan secara team. Karena suatu permasalahan lingkungan dewasa ini sudah melibatkan berbagai aspek maupun memberikan berbagai dampak yang sudah sedemikian “complicated”.
Faktor Lingkungan adalah Segala sesuatu yang ada di luar organisme. Lingkunga indifidu berbeda dengan populasi, dengan komunitas karena lingkungan indifidu lebih menekankan pada indifidu-indifidu sejenis/tak sejenis dan lingkungan abiotik. Sedangkan lingkungan populasi merupakan semua populasi lainnya dan komponen abiotik, sedangkan lingkungan komunitas hanya komponen abitik saja tanpa dipengaruhi oleh indifidu (sejenis dan taksejenis) maupun oleh populasi.
Perbedaan Lingkungan bagi indifidu dengan populasi:
1. Lingkungan bagi indifidu: untuk indifidu sejenis, indifidu tak sejenis dan komponen abiotik.
2. Lingkungan bagi populasi: untuk indifidu tak sejenis dan komponen abiotik.
3. Lingkungan bagi komunitas: Hanya lingkungan abiotik nya saja.
Lingkungan mempunyai dua dimensi yaitu dimensi ruang dan waktu. Lingkungan berdimensi ruang adalah: Kondisi lingkungan yang akan berubah sejalan dengan berubahnya kondisi ruangan. Sedangkan Lingkungan berdimensi waktu adalah kondisi lingkungan akan berubah sejalan dengan berubahnya waktu.
Kompone-Komponen Faktor Lingkungan:
1. Pada ekosistem terestrial:
a. Faktor Klimatik adalah faktor yang berkaitan dengan iklim, cuaca, kondisi atmosfer yang meliputi:
• Suhu /temperatur udara adalah Energi panas yang diserap oleh atmosfer pada waktu tertentu dan diukur dengan termometer udara satuannya ºC.
• Kelembapan udara adalah Jumlah uap air yang dikandung dalam udara dibandingkan dengan kemampuan maksimal udara untuk menampung kuat airnya. Alat untuk mengukur kelembapan udara adalah Higrometer satuannya %.
• Intensitas cahaya adalah Banyaknya cahaya yang diterima pada suatu tempat tetentu. Alat untuk mengukur intensitas cahaya adalah Luxs meter satuannya Lux.
• Arah dan kecepatan angin, angin selain berperan dalam menentukan kelembapan juga berperan dalam penyebaran biji tumbuhan tertentu. Alat untuk mengukur kecepatan angin adalah anemometer satuannya km/jam.
• Keberadaan awan.
• Debu.
2. Faktor Topografi meliputi:
• Ketinggian tempat.
• Kemiringan lahan
• Kerataan permukaan daratan.
3. Faktor yang ada didalam tanah.
Lithosfer sebagai komponen tanah mempunyai berbagai fungsi didalam ekologi, antara lain:
a. Tanah sebagai habitat untuk hidup atau pemukiman bagi organisme, khususnya manusia.
b. Tanah merupakan media yang memungkinkan timbulnya berbagai proses yang ada hubungannya dengan kehidupan:
• Prose peredaran bahan-bahan mineral (mineral cycle).
• Proses peredaran sistem energi (energy flow/cycle).
• Prose penyimpanan dan peredaran aliran air (under ground-water cycle)
• Proses pembusukan alami (natural decomposition & purification).
c. Sumber cadangan daya alami.
Faktor yang ada didalam tanah meliputi:
• pH tanah.
• Temperatur.
• Kadar air.
• Warna Tanah.
• Tekstur tanah.
4. Pada Ekosistem aquatik.
Ekosistem kehidupan air yang dikenal dengan istilah “aquatic ecosystem” kini mempunyai peranan yang sangat penting didalam pembangunan. Jika diandingkan dengan ekosistem hutan atau terrestial maka sebenarnya lebih sederhana. Beberapa komponen dalam sustem kehidupan air yang perlu memperoleh perhatian sebagai faktor determinan adalah:
a. Nutrient air (water nutrients), meliputi gas oksigen, karbon dioksida, mineral, maupun unsur0unsur karbon, nitrogen, fosfor dan lain-lain.
b. Pemanfaatan bahan-bahan organik dan anorganik yang terdapat dalam bahan sampah yang masih mampu bertindak sebagai dedritus food chain tersebut terakhir ini secara langsung menunjang terhadap siklus nutrien air.
c. Faktor-faktor yang berhubungan dengan siklus energi, seperti:
• Kemampuan penyinaran matahari kedalam air.
• Komposisi dan kondisi biota air (dalam hubungan fotosintesis)
• Suhu, kadar garam (salinity), pH dan turbelensi air.
Jelasnya kemampuan penyerapan energi sinar matahari dalam sistem air ditentukan akhirnya oleh:
• Turbelensi (suspended substances)
• Kedalaman air.
• Faktor sirkulasi (termasuk pengaruh angin diatas permukaan air). Sistem srkulasi ini menentukan pemanasan pula dalam sitem air.
• Komposisi dan kemampuan biota air sendiri.
Faktor lainnya adalah:
• Kedalaman perairan.
• Kecepatan arus.
• Salinitas.
• Suhu.
• Warna air.
• Rasa.
• Kecerahan
• Kekeruhan air.
• Dasar perairan.
B. Hukum yang Berkaitan dengan Faktor Lingkungan.
Hukum yang mengkaji tentang faktor lingkungan meliputi Hukum Minimum Liebig dan Hukum Toleransi Selford.
1. Hukum Minimum Liebig.
Dalam penelitian yang dilakukan oleh Liebig, bahwa setiap hasil panen akan megalami suatu masa yaitu berkurangnya hasil panen karena suatu faktor tertentu. Salah satu faktornya adalah karena kekurangan senyawa Zn. Pertumbuhan tanman tidak dipengaruhi oleh keadaan unsur hara yang melimpah, tetapi ada kalanya unsur hara itu itu sedikit. Jadi pertumbuhan tanaman ditentukan oleh jumlah unsur hara esensial dalam jumlah minimum kritis.
2. Hukum Toleransi Selford.
Pertumbuhan tanman selain dipengaruhi oleh faktor unsur hara saja, tetapi dipengaruhi oleh faktor lingkungan juga. Karena lingkungan berperan sebagai tempat berlangsungnya kehidupan, tanpa lingkungan makhluk hidup tidak dapat hidup begitupun dengan lingkungan tanpa makhluk hidup lingkungan tidak dapat ada dengan baik, tanpa makhluk hidup lingkungan akan rusak. Jadi adanya hubungan saling ketergantungan antara lingkungan dan faktor-faktor biotik.
a. Semua faktor-faktor lingkungan, jenis organisme memiliki kondisi minimum dan maksimum dari kedua kondisi tersebut maka akan ada kisaran toleransi dan didalam kisaran toleransi terdapat sebuah kisaran optimum.
DTFB (Daerah Tekanan Fisiologis Batas Batas
Bawah)
Kisaran toleransi
DTFA (Daerah Tekanan Fisiologis Batas Atas)
Daerah tidak toleran
Kisaran optimum (organismenya paling melimpah)
Batas Batas
Bawah Atas
Besarnya faktor lingkungan minimum yang masih bisa diterima organisme merupakan batas bawah. Sedangkan besarnya faktor lingkungan dalam jumlah maksimal yang masih bisa diterima organisme adalah batas atas.
Sebagai contohnya pada hewan beruang makan sebanyak-banyaknya untuk beristirahat (hibermasi). Hibermasi adalah waktu yang digunakan binatang (organisme) untuk beristirahat dalam waktu lama untuk menghemat energi. Cotoh lainnya adalah pada daun jati dengan menggugurkan daunnya, dalam hal ini tumbuhan melakukan absisi (menggugurkan daunnya) yang berpengaruh hormon aksisat oleh gas etilen. Contoh lainnya adalah katak pada musim panas karena gas-gas yang terdapat pada katak.
a. Konsep faktor pembatas
Pada dasarnya Hukum Minimum Liebig dan Hukum Minimum Selford, kedua hukum tersebut dibagi menjai satu menjadi konsep Faktor Pembatas.
Setiap keberadaan pertumbuhan organisme dipengaruhi lingkungan, faktor lingkugan yang membatasi pertumbuhan organisme di sebut faktor pembatas. Misalnya: cahaya faktor pokoknya adalah:
a. Kualitas cahaya.
Kualitas merupakan komposisi panjang cahaya yang dipancarkan oleh cahaya.panjang gelombang cahaya adalah 0.3-10 mikro yang disebut gelombang violet dan panjang gelombang kurang dari 0.3 mikro adalah gelombang ultraviolet/infrared.
b. Intensitas cahaya.
Berdasarkan intensitas cahaya tumbuhan digolongkan menjadi dua: yaitu golongan tumbuhan Heliophyta (tumbuhan yang tahan terhadap intensitas cahaya paling tinggi), sedangkan golongan tumbuhan yang tahan terhadap intensitas cahaya rendah adalah tumbuhan Celiophyta dan,
c. Lamanya penyinaran.
Berdasarkan lamanya penyinaran yaitu selama pergantian siang dan malam tumbuhan di kelomokkan menjadi dua yaitu:
• Tumbuhan berhari panjang: Lama penyinaran lebih dari 12 jam contohnya rumput.
• Tumbuhan berhari pendek adalah tumbuhan yang tahan terhadap lamanya penyinaran kurang dari 12 jam, contohnya dalah Bunga Crysan.
Fungsi cahaya yang paling penting adalah mengontrol laju foto sintesis. Pada tumbuhan biasanya terdapat lapisan kutikula / zat kitin untuk menghadapi intensitas cahaya yang tinggi.
b. Suhu.
Suhu berpengaruh terhadap ekosistem karena suhu merupakan syarat yang diperlukan organisme untuk hidup. Ada jenis organisme yang dapat hidup pada kisaran suhu tertentu. Peran utama suhu adalah:
• Mengontrol proses-proses kimia didalam tubuh organisme, bisa juga dipengaruhi enzim (laju akan meningkat pada suhu tinggi,dan tidak akan terjadi laju pada suhu rendah).
• Mempengaruhi laju transpirasi dan efaporasi, dapat mengakibatkan terjadinya hujan, pengaruhnya bila suhu tinggi akan mengakibatkan gugurnya daun-daun pada tumbuhan. Misalnya: pada suhu tinggi akan menggugurkan daunnya atau daunnya tumbuh kecil-kecil.
c. Air
Air berpengaruh terhadap ekosistem karena air dibutuhkan untuk kelangsungan hidup organisme. Bagi tumbuhan, air diperlukan dalam pertumbuhan, perkecambahan dan penyebaran biji, bagi hewan dan manusia, air diperlukan sebagai air minum dan sarana hidup lain, misalnya transportasi bagi manusia, dan tempat hidup bagi ikan. Bagi unsur abiotik lain, misalnya tanah dan batuan, air diperlukan sebagai pelarut dan pelapuk.
Perannya adalah:
• Melarutkan unsur-unsur yang diserap oleh tumbuhan.
• Sebagai penunjang jaringan tumbuhan. Tumbuhan di golongkan menjadi:
a). Tumbuhan hidrofit adalah tumbuhan yang dapat hidup di air. Contohnya teratai, enceng gondok.
b). Tumbuhan halofit adalah tumbuhan yang hidup pada kondisi kadar garam yang tinggi. Misalnya bakau yang dibatasi oleh berpindahnya habitat (rumput laut).
c). Tumbuhan mesofit adalah tumbuhan yang tidak dibatasi oleh air, misalnya tumbuh-tumbuhan yang hidup didaerah terbuka misal rumput, dibatasi ketika suplai air tidak ada.
d). Tumbuhan cerofit adalah tumbuhan yang hidup pada daerah kering, misal kaktus, lidah buaya. Dibatasi oleh kondisi air lebih banyak.
Faktor pembatas tidak hanya dibatasi oleh satu faktor saja, misal dibatasi oleh unsur hara dan lain-lain.
d. Tanah.
Tanah merupakan tempat hidup bagi organisme. Jenis tanah yang berbeda menyaebabkan organisme yang hidup didalamnya juga berbeda. Tanah juga menyediakan unsur-unsur penting bagi pertumbuhan organisme, terutama tumbuhan.Peran utama tanah adalah:
• Tanah beeperan sebagai suplai air, tumbuhan akan mendapatkan air.
• Tanah berperan sebagia suplai nutrisi meliputi partikel tanah bahan organik dan anorganik.
• Tanah sebagai penyokong tumbuhan, sebagai medium sehingga akardapat berdiri kokoh.
• Peranan utama partikel tanah sebagai penyerapan air, untuk pertumbuhan tanaman/ organisme, untuk penambahan pupuk.
e. Letak Topografi.
Berperan semakin tinggi letak topografi akan menyebabkan semakin sedikit kadar O2 nya.
Fakto biotik sebagai faktor pembatas, semua makhluk hidup selalu bergantung kepada makhluk hidup yang lain. Tipa indifidu akan selalu berhubungan dengan indifidu lain yang sejenis atau lain jenis, baik indifidu dalam satu populasinya atau indifidu dari populasi lain. Interaksi demikian banyak kita lihat disekitar kita.
Interaksi antar organisme dalam komunitas ada yang sangat erat dan ada yang kurang erat. Interaksi antar organisme dapat dikatagorikan sebagai berikut:
f. Netral.
Hubungan tidak saling mengganggu antar organisme dalam habitat yang sama yang bersifat tidak menguntungkan dan tidak merugikan kedua belah pihak, disebut netral. Contohnya antara capung dan sapi.
g. Predasi.
Predasi adalah hubungan antara mangsa dan pemangsa (predator). Hubungan ini sangat erat, sebab tanpa mangsa, predator tidak dapat hidup, sebaliknya predator juga berfungsi sebagai pengontrol populasi mangsa. Contoh: singa dengan mangsanya, misalnya kijang dan rusa, katak dengan tikus, tikus dangan ular, kucing. Selain ini hewan akan menjadi faktor pembatas bagi tumbuhan dan predator akan menjadi faktor pembatas bagi mangsanya.
h. Parasitisme.
Adalah hubungan antar organisme bila salah satu organisme hidup dan berkembang pada organisme lain dengan mengambil makanan dari organisme lain itu (hospes/inangnya) sehingga bersifat merugikan inangnya. Contoh: plasmodium dengan manusia, Taenia saginata dengan sapi, dan benalu dengan pohon inang. Organisme parasit akan menjadi faktor pembatas bagi inangnya.
i. Komensalisme.
Merupakan hubungan antara dua organisme yang berbeda spersies, dalam bentuk kehidupan bersama untuk berbagai sumber makanan, salah satu spesies diuntungkan dan spesies lainnya tidak dirugikan. Cotohnya anggrek dengan pohon yang ditumpanginya.
j. Mutualisme.
Mutualisme adalah hubungan antara dua organisme yang berbeda spesies yang saling menguntungkan kedua bekah pihak. Contoh: Bakteri Rhizobium yang hidup pada bintil akar tanaman kacang-kacangan.
BAB IV
ADAPTASI
Adaptasi adalah setiap sifat atau bagian yang dimiliki oleh organisme yang berguna bagi kelanjutan hidupnya pada keadaan sekeliling habitatnya.
Sifat-sifat tersebut memungkinkan organisme atau tanaman mampu menggunakan lebih baik unsur-unsur yang tersedia (hara, air, suhu, cahaya juga sifat resistensi terhadap pengganggu/penyakit atau hama). Tamanan dapat mempunyai adaptasi morfologis seperti kekuatan batang atau bentuk tanaman dan adaptasi fisiologis yang menghasilkan ketahanan parasit, kemampuan yang lebih besar dalam mengambil unsur-unsur hara atau tahan terhadap kekeringan. Sebetulnya perbedaan yang jelas tidak ada karena keduanya sama-sama menggambarkan proses fisiologis. Jadi adaptasi dapat dinyatakan sebagai kemampuan individu untuk mengatasi keadaan lingkunggan dan menggunakan sumber-sumber alam lebih baik untuk mempertahankan hidupnya dalam relung (nisia, niche) yang diduduki.
Keadaan lingkungan disini berarti keadaan yang terus menerus berubah selama pertumbuhan tanaman berlangsung. Hal ini berarti setiap organisme mempunyai adaptasi untuk dihup pada berbagai macam keadaan lingkungan. Dengan demikian berarti organisme (setiap makhluk hidup) merupakan hasil keturunan biologi dalam lingkungannya. Johannsen (1903) memberikan istilah genotipe untuk sifat-sifat keturunan yang diterima organisme yang relatif konstan selama hidupnya. Sedang fenotipe untuk rupa atau bentuk organisme yang akan selalu mengalami perubahan.
Sumber Adaptasi
Sudah merupakan suatu pendapat umum bahwa setiap makhluk hidup (organisme) itu dapat hidup dalam suatu keadaan lingkungan tertentu. Misalnya: ikan hdup di dalam air karena alat pernafasannya, burung-burung terbang karena mereka mempunyai sayap. Banyak tanaman digurun (padang pasir) yang mempunyai struktur tertentu yang memungkinkan mereka dapat bertahan pada lingkungannya. Semua kemampuan ini disebut adaptasi, tetapi bagaimana terjadinya adaptasi ini?
Jean Baptise Lamarch (1744 – 1829) seorang ahli biologi Perancis yang juga merupakan penganut faham teleologi, mencoba menerangkan perubahan-perubahan tersebut. (Teleologi adalah sautu faham yang mengatakan bahwa adaptasi timbul karena diingini, yaitu perubahan struktur atau bentuk yang terjadi karena adanya keinginan yang timbul dari dalam untuk menghadapi perubahan lingkungan).
Menurut dia, tingkat perkembangan suatu organ adalah sebanding dengan penggunaannya dan apa yang diperoleh atau diubah pada individu dalam masa hidupnya adalah kekal dan bilamana terdapat dalam dua jenis kelamin, sifat itu akan diturunkan.
Darwin (1809 – 1882) yang membuka tabir dari misteri ini. Menurut pendapatnya, organisme menjadi sesuai dengan lingkungannya dalam proses evolusi, proses ini dikendalikan oleh varian-varian genetik hasil seleksi alami yang relatif lebih baik ketahanannya.
Pokok-pokok teori Darwin itu sebagai berikut:
1. Sesuai dengan Malthus bahwa kecepatan berkembang biak dari binatang lebih besar daripada mempertahankan jumlahnya.
2. Apabila banyak individu yang musnah maka akan terjadi suatu kemauan untuk bertahan, baik di antara anggota dari jenis yang sama maupun di antara anggota-anggota dari jenis yang berbeda.
3. Keragaman binatang berikut variasi-variasinya yang ada akan diturunkan.
4. Dalam berjuang mempertahankan eksistensi kehidupannya, organisme yang tahan akan terus hidup dan yang lemah akan kalah dan musnah.
Point keempat dari teori Darwin inilah yang dikenal dengan seleksi alami dimana variasi yang dapat bertahan akan terkumpul untuk mengalami lagi perubahan untuk selanjutnya menuju kearah adaptasi. Perubahan bertingkat ini kalau cukup lama akan membentuk suatu spesies baru.
Wallace dan Srb (1963) kurang menyokong pendapat Darwin yang menyatakan bahwa adaptasi yang prosesnya sampai pada tingkatan dimana kemampuan menyesuaikan diri sudah berlangsung turun temurun pada prinsipnya adalah proses evolusi. Dalam hal ini beliau menegaskan bahwa perubahan bentuk atau fungsi dalam proses adaptasi secara turun temurun yang berlangsung perlahan-lahan adalah perubahan secara evolusi, tetapi bukanlah berarti semua proses evolusi sama dengan adaptasi atau sebaliknya.
Jadi arti dari evolusi asalnya suau jenis jelas dihasilkan oleh alam. Dari teori ini timbul “Konsep Genetik Adaptasi” yang menyatakan bahwa adaptasi terjadi karena seleksi lingkungan yang bekerja sebagai saringan terhadap variasi-variasi genetik yang ada. Baik Darwin maupun Wallace (mempunyai teori yang sama dengan Darwin), melihat organisme secara keseluruhannya, dalam kehidupan di alam sekitarnya. Mereka melihat bahwa pengaruh luar memberi efek pada organisme atau ekologi tumbuhan dan binatang.
Nilai Adaptasi Dan Koefisien Seleksi
Nilai adaptasi dalam suatu tanaman ditentukan oleh banyak faktor termasuk:
- Vigor somatik
- Daya tunbuh
- Lamanya periode reproduksi
- Banyaknya keturunan (biji, dll.)
- Efisiensi mekanisme pollinasi
Adaptasi adalah cara bagaimana organisme mengatasi tekanan lingkungan sekitarnya untuk bertahan hidup. Organisme yang mampu beradaptasi terhadap lingkungannya mampu untuk:
1. memperoleh air, udara dan nutrisi (makanan).
2. mengatasi kondisi fisik lingkungan seperti temperatur, cahaya dan panas.
3. mempertahankan hidup dari musuh alaminya.
4. bereproduksi.
5. merespon perubahan yang terjadi di sekitarnya.
Organisme yang mampu beradaptasi akan bertahan hidup, sedangkan yang tidak mampu beradaptasi akan menghadapi kepunahan atau kelangkaan jenis.
BENTUK ADAPTASI
Adaptasi terbagi atas tiga jenis yaitu:
1. Adaptasi Morfologi
adalah penyesuaian struktur alat tubuh luar suatu organisme terhadap lingkungan tempat hidupnya, adaptasi morfologi meliputi bentuk tubuh. Adaptasi Morfologi dapat dilihat dengan jelas. Sebagai contoh: paruh dan kaki burung berbeda sesuai makanannya. Contoh adaptasi morfologi adalah sebagai berikut:
a. Bentuk kaki berbagai jenis
Bentuk kaki atau cakar burung dapat dibedakan menjadi tipe perenang, tipe pemanjat, petengger, pejalan, dan pencengkram.
b. Bentuk paruh berbagai jenis burung
Bentuk paruh burung dapat dibedakan menjadi tipe pemakan biji, pemakan daging, pemakan ikan dan penghisap madu.
c. Alat gerak berbagai jenis hewan.
Bentuk alat gerak bagian depan hewan dapat dibedakan menjadi sirip, sayap, selaput tipis, kaki depan dan lengan.
d. tumbuhan darat
a. Xerofit adalah tumbuhan darat yang hidup di daerah kurang air (kering) contohnya kaktus.
b. Higrofit adalah tumbuhan darat yang hidup pada lingkungan lembab, contohnya lumut.
e. Tumbuhan air
Hidrofit adalah tumbuhan yang hidup didalam air, contohnya teratai.
2. Adaptasi Fisiologi
adalah penyesuaian fungsi alat-alat tubuh bagian dalam suatu organisme terhadap lingkungan tempat hidupnya. Adaptasi fisiologi meliputi fungsi alat-alat tubuh. Adaptasi ini bisa berupa enzim yang dihasilkan suatu organisme. Contoh: dihasilkannya enzim selulase oleh hewan memamah biak. Contoh adaptasi fisiologis adalah sbb.
a. Herbivora dapat mencerna rumput atau daun yang banyak mengandung serat (selulosa) dengan bantuan enzim selulase.
b. Teredo navalis yang hidup kayu galangan kapal, dapat mencerna kayu dengan serat selulase.
c. Penyesuaian sel-sel retina mata manusia terhadap rangsangan cahaya.
d. Tubuh manusia mampu menambah sel darah merah apabila ada didaerah pegunungan yang tinggi agar dapat mengikat oksigen labih banyak agar dapat mencukupi kebutuhan sel-sel tubuh.
3. Adaptasi Tingkah Laku
adalah penyesuaian tingkah laku suatu organisme terhadap lingkungan tempat hidupnya. Adaptasi tingkah laku meliputi perubahan tingkah laku misalnya
a. ikan paus yang sesekali menyembul ke permukaan untuk mengambil udara.
b. Bunglon mengubah warna tubuh sesuai dengan warna lingkungan untuk mengaburkan pandangan mata musuh.
c. Rayap suka memakan kembali kelupasan kulitnya untuk memperoleh kembali flagellata penghasil enzim selulase.
d. Daun jagung akan menggulung apabila udara sangat panas.
e. Kerbau suka berkubang untuk mengurangi pengaruh panas pada tubuhnya dan agar kulitnya yang tebal menjadi lunak.
DAFTAR PUSTAKA
• Odum, eugene,P. 1993. Dasar-Dasar Ekologi, edisi ketiga, Yogyakarta ; Universitas. Gajah Mada Press
• Odum, howard, T. 1992. Ekologi sistem, Yogyakarta ; Universitas Gajah Mada Press
• Polunin, nicholas. 1997. Teori ekosistem dan penerapannya. Yogyakarta ; Universitas Gajah Mada Press
• Susatyo, ari. 2003. Petunjuk praktikum ekologi. Semarang ; IKIP PGRI Semarang
