Mengkaji Ekologi Beserta Komponen Dan Proses Di Dalamnya. Rev.docx

MENGKAJI EKOLOGI BESERTA KOMPONEN DAN PROSES DI DALAMNYA

Untuk Memenuhi Tugas Matakuliah Biologi Umum yang dibina oleh Bapak Dr. Sueb, M.Kes Disajikan Pada Hari Rabu Tanggal, 30 Agustus 2017

Disusun oleh : Kelompok 13 OFFERING B 2017 1. BINAZIR TUZA QIYAH MA’RUFAH

170341615065

2. YAYUK SARI AGUS TINA

170341615117

UNIVERSITAS NEGERI MALANG FAKULTAS MATEMATIKA DAN PENGETAHUAN ALAM JURUSAN BIOLOGI PRODI S1 PENDIDIKAN BIOLOGI Agustus 2017 KATA PENGANTAR

ii

Puji syukur kami panjatkan kehadirat Allah SWT yang telah memberikan rahmat serta karunia-Nya kepada kami sehingga kami berhasil menyelesaikan Makalah ini dengan tepat pada waktunya yang berjudul “Mengkaji Ekologi Beserta Komponen dan Proses di Dalamnya” Pada kesempatan ini tak lupa penulis menyampaikan ucapan terima kasih kepada pihak yang membantu penulis baik secara moril, materil dan doa kepada penulis agar makalah ini dapat diselesaikan dengan baik. Ucapan terima kasih yang tak terhingga khususnya penulis sampaikan kepada: 1. Bapak Dr. H. Sueb, M. Kes selaku dosen pembimbing dalam mata kuliah Biologi Umum. 2. Orang tua penulis yang banyak memberikan dorongan, masukan, dan saran untuk makalah ini. 3. Semua teman yang telah berpartisipasi dalam memberikan kritik dan saran terhadap makalah ini. Dengan harapan semoga semua amal baik tersebut, akan mendapat imbalan yang baik pula. Meskipun demikian, penulis menyadari bahwa dalam penulisan makalah ini masih banyak kekurangan. Kurang lebihnya penulis mohon maaf jika ada kekurangan.

Malang, 1 September 2017

Penulis

iii

Mengkaji Ekologi Beserta Komponen dan Proses di Dalamnya Binazir Tuza Qiyah M, Yayuk Sari A.T dan Dr. Sueb, M.Kes. Jurusa Biologi, FMIPA, Universitas Negeri Malang Email : [email protected], [email protected] Abstrak : Penulisan ini bertujuan untuk menambah wawasan ilmu pengetahuan tentang ekologi baik komponen maupun proses di dalamnya, serta menambah pemahaman tentang konsep ekologi yang selayaknya diterapkan dalam mengelola lingkungan hidup. Kami menggunakan beberapa metode untuk memperoleh data penelitian ini mengkaji dari berbagai buku ajar dan artikel seperti Ekologi Hutan karya Ir. Indriyanto, buku Pengantar Ekologi karya Prof. Dr. R. Soedjiran Resosoedarmo dkk, dan Campbell jilid 3. Hasilnya, pemahaman mengenai ekologi serta komponen dan proses di dalamnya sebagai konsep dasar harus dikembangkan demi mencari dan menerapkan pola hidup yang berkualitas, dan untuk menyelesaikan masalah yang berkaitan dengan keseimbangan ekologi. Kata kunci : ekologi, komponen ekologi, peran manusia Abstract : This paper aims to broaden the knowledge about ecological components and processes in it, as well as add to the understanding of the concept of ecology should be applied in managing the environment. We use several methods to obtain the data this study examines from a variety of textbooks and articles such as Forest Ecology works Ir. Indriyanto and study Guide Biology. As a result, understanding of the ecological as well as components and processes in it as the basic concept should be developed for the sake of finding and implementing a lifestyle quality, and to resolve problems related to ecological balance. Keywords : ecology, components of ecology, the role of human

iv

DAFTAR ISI Kata Pengantar .......................................................................................................... ii Daftar Isi ................................................................................................................... iii Abstrak ..................................................................................................................... iv Pendahuluan ............................................................................................................. Kajian Pustaka .......................................................................................................... Pembahasan .............................................................................................................. Simpulan ................................................................................................................... Daftar Rujukan ......................................................................................................... Lampiran ...................................................................................................................

v

PENDAHULUAN Dewasa ini marak sekali berita mengenai musibah bencana alam seperti kebakaran hutan, banjir, tanah longsor dan punahnya berbagai kehidupan di muka bumi ini disebabkan oleh ulah tangan manusia. Bencana-bencana tersebut merupakan masalah yang berkaitan dengan keseimbangan ekologi. Hal tersebut disebabkan oleh kurangnya pemahaman dan kesadaran manusia dalam menjaga dan melestarikan keseimbangan ekologi. Eksploitasi sumber daya alam besarbesaran yang tidak diimbangi oleh pelestarianya, perkembangan pola hidup manusia yang cenderung merusak alam serta dibarengidengan kemajuan IPTEK yang sangat pesat membuat manusia cenderung melakukan hal-hal yang merusak lingkungan untuk memenuhi kebutuhan hidupnya. Kehidupan sebagai dinamika yang mengandung pergeseran dan perubahan secara terus-menerus. Oleh karena itu setiap manusia harus mampu menyesuaikan dirinya dengan alam dan lingkungannya, serta sesama makhluk hidup yang merupakan bagian dari alam. Atas dasar hal-hal tersebut manusia perlu sekali mengenali alamnya sendiri dengan memahami hal-hal yang berkaitan dengan ekologi komponenya serta prosesnya. Ekologi mencoba memahami hubungan timbal balik antara makhluk hidup dengan

lingkunganya,

interaksi

antara

tumbuh-tumbuhan,

binatang,

manusiadengan alam lingkunganya. Ilmu ekologi juga tidak terlepas dari pembahasan mengenai ekosistem dan berbagai komponen penyusun yaitu faktor biotik dan abiotik

1.1 Rumusan masalah 1. Apa pengertian dari ekologi, populasi, komunitas, dan ekosistem? 2. Apa saja jenis-jenis ekologi? 3. Apa saja komponen penyusun ekologi? 4. Bagaimanakah susunan ekosistem? 5. Apa saja jenis-jenis ekosistem? 6. Bagaimana daur biogeokimiawi global? 7. Bagaimana menghitung produktivitas? 8. Bagaimana peran manusia dalam biosfer?

1.2 Tujuan Penulisan 6

1. Untuk mengetahui definisi dari ekologi, populasi, komunitas dan ekosistem 2. Untuk mengetahui komponen-komponen ekologi 3. Untuk mengetahui daur biogeokimia. 4. Untuk mengetahui produktivitas dalam ekosistem. 5. Untuk mengetahui peran manusia dalam biosfer.

1.3 Manfaat penulisan 1. Manfaat teoritik, untuk menambah wawasan mengenai ilmu ekologi. 2. Menambah kesadaran dan pemahaman manusia mengenai pentingnya keseimbangan ekologi. 3. Menerapkan konsep ekologi dalam mencari pola hidup berkualitas dalam mengelola lingkungan hidup.

7

PEMBAHASAN Definisi Ekologi Ekologi pertama kali dikenalkan oleh Ernest Haeckel, yaiitu seorang ahli biologi berkebangsaan Jerman pada tahun 1869. Istilah ekologi berasal dari bahasa Yunani, yaitu oikos yang berarti rumah atau tempat tinggal atau tempat hidup atau habitat, dan logos yang berati ilmu, telaah, studi, atau kajian (Soemarwoto,1983;Irwan,1992;Resosoedarmo dkk, 1986). Oleh karena itu, secara harfiah ekologi berarti ilmu tentang makhluk hidup dalam rumahnya atau ilmu tentang tempat tinggal makhluk hidup. Odum (1993) menyatakan bahwa ekologi adalah suatu studi tentang struktur dan fungsi ekosistem atau alam dan manusia sebagai bagiannya. Struktur ekosistem menunjukkan suatu keadaan dari sistem ekologi pada waktu dan tempat tertentu termasuk densitas organisme, biomassa, penyebaran materi (unsur hara), energi, serta faktor-faktor fisik dan kimia lainnya yang menciptakan keadaan sistem tersebut. Fungsi ekosistem menunjukkan hubungan sebab akibat yang terjadi secara keseluruhan antarkomponen dalam sistem. Ini jelas membuktikan bahwa ekologi merupakan cabang ilmu yang mempelajari seluruh pola hubungan timbal balik antara makhluk hidup yang satu dengan makhluk hidup yang lainnya, serta dengan semua komponen yang ada di sekitarnya. Pembagian Ekologi Berdasarkan atas komposisi jenis organisme yang dikaji, maka ekologi dibedakan menjadi 2 sebagai berikut: 1. Autekologi, yaitu ekologi yang mempelajari suatu spesies organisme atau organismes secara individu yang berinteraksi dengan lingkunganya. Contoh autekologi misalnya mempelajari sejarah hidup suatu organisme (baik tumbuhan maupun binatang), perilaku, adaptasinya terhadap lingkungan. Jadi, jika kita mempelajari hubungan antara pohon Pinus merkusii dengan lingkunganya, maka itu termasuk autekologi. Contoh lain adalah mempelajari perilaku hidup siamang (Hylobates syndactylus) di suatu taman nasional Pulau Sumatra 2. Sinekologi, yaitu ekologi yang mempelajari kelompok organisme yang tergabung dalam satu kesatuan dan saling berinteraksi dalam daerah tertentu. Misalnya mempelajari struktur dan komposisi spesies tumbuhan di hutan rawa, hutan gambut, atau di hutan payau, mempelajari pola distribusi binatang liar di hutan alam, hutan wisata , suaka margasatwa,atau ditaman nasional danlain sebagainya. 8

Berdasarkan atas habitat suatu spesies organisme, maka ekologi dapat digolongkan sebagai berikut: 1. Ekologi daratan (terestrial), yaitu mempelajari hubungan timbal balik antara organisme dengan organisme lainya serta dengan semua komponen lingkungan yang ada di wilayah daratan. Contoh wilayah daratan adalah tegalan, kebun, ladang, hutan lahan kering, padang rumput, atau gurun. 2. Ekologi air tawar (freshwater), yaitu mempelajari hubungan timbal balik antara organisme dengan organisme lainya serta dengan semua komponen lingkungan yang ada di wilayah perairan tawar. Contoh wilayah peraiarn tawar adalah danau, sungai, kolam,sumur, rawa, atau sawah. 3. Ekologi bahari, yaitu mempelajari hubungan timbal balik antara organisme dengan oganisme lainya serta dengan semua komponen lingkungan yang ada di wilayah perairan asin atau lautan. 4. Ekologi estuarin, yaitu hubungan timbal balik antara organisme dengan organisme lainya serta dengan semua komponen lingkungan yang ada di wilayah perairan payau. Contoh wilayah perairan payau adalah muara sungai, daerah perairan pantai, teluk, laguna. 5. Ekologi hutan, yaitu hubungan timbal balik antara morganisme dengan organisme lainya serta dengan semua komponen lingkungan yang ada di ekosistem hutan. 6. Ekologi padang rumput, yaitu mempelajari hubungan timbal balik antara organisme dengan organisme lainya serta dengan semua komponen lingkungan yang ada di ekosistem padang rumput .

Berdasarkan taksonomi atau sistematika mahkluk hidup, maka cabang-cabang ekologi dapat berkembang diantaranya sebagai berikut. 1. Ekologi tumbuhan, yaitu mempelajari hubungan timbal balik antara tetumbuhan dengan semua komponen lingkungan yang ditempati. 2. Ekologi serangga, yaitu mempelajari hubungan timbal balik antara serangga dengan semua komponen lingkungan yang ditempati. 3. Ekologi burung, yaitu mempelajari hubungan timbal balik antara burung dengan semua komponen lingkungan yang ditempati. 4. Ekologi vertebrata, yaitu mempelajari hubungan timbal balik antara hewan vertebrata dengan semua komponen yang ditempatin. 5. Ekologi mikroba, yaitu mempelajari hubungan timbal balik antara hewan jasad renik dengan semua komponen lingkungan yang ditempati. 9

Komponen Penyusun Ekologi 1. Faktor Biotik Faktor biotik adalah faktor hidup yang meliputi semua makhluk hidup di bumi, baik tumbuhan maupun hewan. Dalam ekosistem, tumbuhan berperan sebagai produsen, hewan berperan sebagai konsumen, dan mikroorganisme berperan sebagai dekomposer. Faktor biotik juga meliputi tingkatan-tingkatan organisme yang meliputi individu, populasi, komunitas, ekosistem, dan biosfer. Tingkatan-tingkatan organisme makhluk hidup tersebut dalam ekosistem akan saling berinteraksi, saling mempengaruhi membentuk suatu sistem yang menunjukkan kesatuan. 2. Faktor Abiotik Faktor abiotik adalah faktor tak hidup yang meliputi faktor fisik dan kimia. Faktor abiotik adalah sebagai berikut: a. Suhu Suhu berpengaruh terhadap ekosistem karena suhu merupakan syarat yang diperlukan organisme untuk hidup. Ada jenis-jenis organisme yang hanya dapat hidup pada kisaran suhu tertentu. b. Sinar matahari Sinar matahari mempengaruhi ekosistem secara global karena matahari menentukan suhu. Sinar matahari juga merupakan unsur vital yang dibutuhkan oleh tumbuhan sebagai produsen untuk berfotosintesis. 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 d. Tanah Tanah merupakan tempat hidup bagi organisme. Jenis tanah yang berbeda menyebabkan organisme yang hidup didalamnya juga berbeda. Tanah juga menyediakan unsur-unsur penting bagi pertumbuhan organisme, terutama tumbuhan. e. Ketinggian Tempat Ketinggian tempat menentukan jenis organisme yang hidup di tempat tersebut, karena ketinggian yang berbeda akan menghasilkan kondisi fisik dan kimia yang berbeda. f. Angin Angin selain berperan dalam menentukan kelembapan juga berperan dalam penyebaran 10

biji tumbuhan tertentu g. Garis lintang Garis lintang yang berbeda menunjukkan kondisi lingkungan yang berbeda pula. Garis lintang secara tak langsung menyebabkan perbedaan distribusi organisme di permukaan bumi Tingkatan Organisme dalam Ekologi Makhluk hidup atau organisme memiliki tingkat organisasi yang berkisar dari tingkat yang paling sederhana ke tingkat organisasi paling kompleks. a. Protoplasma adalah zat hidup alam sel dan terdiri atas senyawa organik zat yang kompleks seperti lemak, protein, dan sebangsanya. b. Sel adalah satuan dasar suatu organisme dan terdiri atas protoplasma dan inti yang terkandung dalam membran. c. Jaringan adalah kumpulan sel yang memiliki bentuk dan fungsi sama, misalnya jaringan otot. d. Organ atau alat tubuh merupakan bagian dari suatu organisme yang mempunyai fungsi tertentu, misalnya kaki atau telinga pada hewan, daun atau akar pada tumbuhan. e. Sistem organ adalah kerjasama antara struktur dan fungsional yang harmonis, umpama kerjasama antara mata dan telinga, antara mata dan tangan, dan lain sebangainya dalam suatu tubuh. f. Organisme adalah suatu benda hidup, jasad hidup atu makhluk hidup. g. Populasi adalah kelompok organisme yang sejenis yang hidup dan berbiak pada suatu daerah tertentu. Umpamanya populasi manusia di Jakarta, populasi banteng di Baluran, populasi badak di Ujung Kulon. h. Komunitas adalah semua populasi dan berbagai jenis yang menempati suatu daerah tertentu. Di daerah itu setiap populasi berinteraksi antar satu dengan yang lainya. Umpamanya harimau berinteraksi dengan populasi gajah di hutan Sumatera Selatan. i. Ekosistem adalah tatanan kesatuan secara utuh menyeluruh antara segenap unsur lingkungan hidup yang saling mempengaruhi. Ekosistem merupakan hubungan timbal balik yang kompleks antara organisme dengan lingkunganya baik yang hidup maupun tak hidup(tanah, air, udara ; atau kimia-fisik) yang secara bersamasama membentuk suatu sitem ekologi.

11

j. Biosfer adalah lapisan bumi tempat ekosistem beroperasi. Lapisan biosfer tipis sekali, yaitu sampai 9000 meter diatas permukaan bumi, beberapa meter di bawah permukaan tanah dan beberapa ribu meter di bawah permukaan laut, padahal diameter bumi kira-kira 12.000 kilometer. Biosfer merupakan organisasi hayati paling kompleks. Menurut hasil penelitian antariksa mutakhir, dalam tatasurya matahari kita yang memiliki 9 planet, hanya bumi yang satu-satunya memiliki biosfer. Planet yang lebih dekat ke matahari terlalu panas, sedangkan planaet yang lebih jauh terlalu dingin untuk mengemban kehidupan.

Pengertian Ekosistem Istilah

ekosistem

pertama

kali

dipakai

oleh

Tansley

pada

1935.

Ekosistem adalah hubungan timbal balik antara unsur-unsur hayati dengan nonhayati yang membentuk sistem ekologi atau tingkatan organisasi kehidupan yang mencakup organisme dan lingkungan tak hidup, dimana kedua komponen tersebut saling mempengaruhi dan berinteraksi. Pada ekosistem, setiap organisme mempunyai suatu peranan, ada yang berperan sebagai produsen, konsumen ataupun dekomposer.. Ekosistem merupakan suatu interaksi yang kompleks dan memiliki penyusun yang beragam. Suatu ekosistemberdasarkan susunan dan fungsinya tersusun dari beberapa komponen sebagai berikut : 1) Komponen autotrof Autotrof berasaldari kata Auto yang berarti sendiri,

dan trophikos yang berarti

“menyediakan makan” pengertian dari Autotrof adalah organisme yang mampu menyediakan/mensintesis makanan sendiri yang berupa bahan organik dari bahan anorganik dengan bantuan energi seperti matahari dan kimia. Komponen autotrof berfungsi sebagai produsen, contohnya tumbuh-tumbuhan hijau. 2) Komponen heterotrof Heterotrof berasal dari kata “Heteros” yang berarti berbeda, dan trophikos yang berarti

makanan).Pengertian

dari

Heterotrof

merupakan

organisme

yang

memanfaatkan bahan-bahan organik sebagai makanannya dan bahan tersebut disediakan oleh organisme lain. Yang tergolong heterotrof adalah manusia, hewan, jamur, dan mikroba. 3) Bahan tak hidup (abiotik)

12

Bahan tak hidup yaitu komponen fisik dan kimia yang terdiri dari tanah, air, udara, sinar

matahari.Bahan

tak

hidup

merupakan

medium

atau

substrat

tempat berlangsungnya kehidupan, ataulingkungan tempat hidup. 4) Pengurai (dekomposer) Pengertian dari Pengurai adalah organisme heterotrof yang menguraikan bahan organik yang berasal dari organisme mati (bahan organik kompleks). Organisme pengurai menyerap sebagian hasil penguraian tersebut dan melepaskan bahan-bahan yang

sederhana

yang

dapat

digunakan

kembali

oleh

produsen.

Termasuk pengurai ini adalah bakteri dan jamur. Macam-macam Ekosistem Secara garis besar ekosistem dibedakan menjadi ekosistem darat dan ekosistem perairan. Ekosistem perairan dibedakan atas ekosistem air tawar dan ekosistem air Laut. 1)

Ekosistem darat Ekosistem darat ialah ekosistem yang lingkungan fisiknya berupa daratan. Berdasarkan letak geografisnya

(garis

lintangnya),

ekosistem

darat

dibedakan menjadi beberapa bioma,

yaitu sebagaiberikut. ·

Bioma gurun Beberapa Bioma gurun terdapat di daerah tropika (sepanjang garis balik) yang berbatasan dengan padang rumput.Ciri-ciri bioma gurun adalah gersang dan curah hujan rendah (25 cm/tahun). Suhu siang hari tinggi (bisa mendapai 45°C) sehingga penguapan juga tinggi, sedangkan malam hari suhu sangat rendah (bisa mencapai 0°C). Perbedaan suhu antara siang dan malam sangat besar. Tumbuhan semusim yang terdapat di gurun berukuran kecil. Selain itu, di gurun dijumpai pula tumbuhan menahun berdaun seperti duri contohnya kaktus, atau tak berdaun dan memiliki akar panjang serta mempunyai jaringan untuk menyimpan air. Hewan yang hidup di gurun antara lain rodentia, ular, kadal, katak, dan kalajengking.

·

Bioma padang rumput Bioma ini terdapat di daerah yang terbentang dari daerah tropik ke subtropik. Ciri-cirinya adalah curah hujan kurang lebih 25-30 cm per tahun dan hujan turun tidak teratur. Porositas (peresapan air) tinggi dan drainase (aliran air) cepat. Tumbuhan yang ada terdiri atas tumbuhan terna (herbs) dan rumput yang keduanya tergantung pada kelembapan. Hewannya antara lain: bison, zebra, singa, anjing liar, serigala, gajah, jerapah, kangguru, serangga, tikusdanular.

·

Bioma Hutan Basah Bioma

Hutan

Basah

terdapat

di

daerah

tropika

dan

subtropik.

Ciri-cirinya adalah, curah hujan 200-225 cm per tahun. Species pepohonan relatif banyak, 13

jenisnya berbeda antara satu dengan yang lainnya tergantung letak geografisnya. Tinggi pohon utama antara 20-40 m, cabang-cabang pohon tinngi dan berdaun lebat hingga membentuk tudung (kanopi). Dalam hutan basah terjadi perubahan iklim mikro (iklim yang langsung terdapat di sekitar organisme). Daerah tudung cukup mendapat sinar matahari. Variasi suhu dan kelembapan tinggi/besar; suhu sepanjang hari sekitar 25°C. Dalam hutan basah tropika sering terdapat tumbuhan khas, yaitu liana (rotan), kaktus, dan anggrek sebagai epifit. Hewannya antara lain, kera, burung, badak, babi hutan, harimau, dan burung hantu. ·

Bioma hutan gugur Bioma hutan gugur terdapat di daerah beriklim sedang, Ciri-cirinya adalah curah hujan merata sepanjang tahun. Terdapat di daerah yang mengalami empat musim (dingin, semi, panas, dan gugur). Jenis pohon sedikit (10 s/d 20) dan tidak terlalu rapat. Hewannya antara lain rusa, beruang, rubah, bajing, burung pelatuk, dan rakoon (sebangsaluwak).

·

Bioma taiga Bioma taiga terdapat di belahan bumi sebelah utara dan di pegunungan daerah tropik. Ciricirinya adalah suhu di musim dingin rendah. Biasanya taiga merupakan hutan yang tersusun atas satu spesies seperti konifer, pinus, dap sejenisnya. Semak dan tumbuhan basah sedikit sekali. Hewannya antara lain moose, beruang hitam, ajag, dan burung-burung yang bermigrasi ke selatan pada musim gugur.

·

Bioma tundra Bioma tundra terdapat di belahan bumi sebelah utara di dalam lingkaran kutub utara dan terdapat di puncak-puncak gunung tinggi. Pertumbuhan tanaman di daerah ini hanya 60 hari. Contoh tumbuhan yang dominan adalah Sphagnum, liken, tumbuhan biji semusim, tumbuhan kayu yang pendek, dan rumput. Pada umumnya, tumbuhannya mampu beradaptasi dengan keadaan yang dingin. Hewan yang hidup di daerah ini ada yang menetap dan ada yang datang pada musim panas, semuanya berdarah panas. Hewan yang menetap memiliki rambut atau bulu

yang

tebal,

contohnya

muscox,

rusa

kutub,

beruang

kutub,

dan insekta terutama nyamuk danlalat hitam. 2)

Ekosistem Air Tawar Ciri-ciri ekosistem air tawar antara lain variasi suhu tidak menyolok, penetrasi cahaya kurang, dan terpengaruh oleh iklim dan cuaca. Macam tumbuhan yang terbanyak adalah jenis ganggang, sedangkan lainnya tumbuhan biji. Hampir semua filum hewan terdapat dalam air tawar. Organisme yang hidup di air tawar pada umumnya telah beradaptasi. Adaptasi organisme air tawar adalah sebagai berikut. Adaptasi tumbuhan

14

Tumbuhan yang hidup di air tawar biasanya bersel satu dan dinding selnya kuat seperti beberapa alga biru dan alga hijau. Air masuk ke dalam sel hingga maksimum dan akan berhenti sendiri. Tumbuhan tingkat tinggi, seperti teratai (Nymphaea gigantea), mempunyai akar jangkar (akar sulur). Hewan dan tumbuhan rendah yang hidup di habitat air, tekanan osmosisnya sama dengan tekanan osmosis lingkungan atau isotonis. Adaptasi hewan Ekosistem air tawar dihuni oleh nekton. Nekton merupakan hewan yang bergerak aktif dengan menggunakan otot yang kuat. Hewan tingkat tinggi yang hidup di ekosistem air tawar, misalnya ikan, dalam mengatasi perbedaan tekanan osmosis melakukan osmoregulasi untuk memelihara keseimbangan air dalam tubuhnya melalui sistem ekskresi, insang, dan pencernaan. Habitat air tawar merupakan perantara habitat laut dan habitat darat. Penggolongan organisme dalam air dapat berdasarkan aliran energi dan kebiasaan hidup. 3)

Ekosistem air laut Ekosistem air laut dibedakan atas lautan, pantai, estuari, dan terumbu karang.

·

Laut Habitat laut (oseanik) ditandai oleh salinitas (kadar garam) yang tinggi dengan ion CImencapai 55% terutama di daerah laut tropik, karena suhunya tinggi dan penguapan besar. Di daerah tropik, suhu laut sekitar 25°C. Perbedaan suhu bagian atas dan bawah tinggi. Batas antara

lapisan

air

yang

panas

di

bagian

atas

dengan

air

yang

dingin

di

bagian bawah disebut daerahtermoklin. Di daerah dingin, suhu air laut merata sehingga air dapat bercampur, maka daerah permukaan laut tetap subur dan banyak plankton serta ikan. Gerakan air dari pantai ke tengah menyebabkan air bagian atas turun ke bawah dan sebaliknya, sehingga memungkinkan terbentuknya rantai makanan yang berlangsung balk. Habitat laut dapat dibedakan berdasarkankedalamannya dan wilayah permukaannya secara horizontal. Menurut kedalamannya, ekosistem air laut dibagi sebagai berikut. a. Litoral merupakan daerah yang berbatasan dengan darat. b. Neretik merupakan daerah

yang

masih

dapat

ditembus

cahaya

matahari

sampai bagiandasar dalamnya ± 300 meter. c. Batial merupakandaerah yang dalamnyaberkisarantara 200-2500 m. d. Abisal merupakan daerah yang lebih jauh dan lebih dalam dari pantai (1.50010.000 m). 4)

Ekosistem pantai 15

Ekosistem pantai letaknya berbatasan dengan ekosistem darat, laut, dan daerah pasang surut.Ekosistem pantai dipengaruhi oleh siklus harian pasang surut laut. Organisme yang Daerah paling atas pantai hanya terendam saat pasang naik tinggi. Daerah ini dihuni oleh beberapa jenis ganggang, moluska, dan remis yang menjadi konsumsi bagi kepiting dan burung pantai. Daerah tengah pantai terendam saat pasang tinggi dan pasang rendah. Daerah ini dihuni oleh ganggang, porifera, anemon laut, remis dan kerang, siput herbivora dan karnivora, kepiting, landak laut, bintang laut, dan ikan-ikan kecil. Daerah pantai terdalam terendam saat air pasang maupun surut. Daerah ini dihuni olehberagaman vertebrata dan ikan serta rumput laut. Produktivitas Pengertian produktivitas primer Produktivitas primer adalah laju pembentukan senyawa-senyawa organic yang kaya energy dari senyawa-senyawa anorganik. Jumlah seluruh bahan organic (biomassa) yang terbentuk dalam proses produktivitas dinamakan produktivitas primer kotor atau produksi kotor. Jumlah seluruh bahan organik yang terbentuk dalam proses produksivitas dinamakan produksi primer kotor, atau produksi total. Karena sebagian dari produksi total ini digunakan tumbuhan untuk kelangsungan proses-proses hidup, respirasi. Produksi primer bersih adalah istilah yang digunakan bagi jumlah sisa produksi primer kotor setelah sebagian digunakan untuk respirasi. Produksi primer inilah yang tersedia bagi tingkatan-tingkatan trofik lain (Amstrong, 1994). Produksi primer kotor maupun bersih pada umumnya dinyatakan dalam jumlah gram karbon (C) yang terikat per satuan luas atau volume air laut per interval waktu. Jadi, produksi dapat dilaporkan sebagai jumlah gram karbon per m2 per hari (gC/m2/hari), atau satuansatuan lain yang lebih tepat. Hasil tetap (Standing crop) yang diterapkan pada tumbuhan ialah jumlah biomassa tumbuhan yang terdapat dalam suatu volume air tertentu pada suatu saat tertentu. Di laut khususnya laut terbuka, fitoplankton merupakan organisme autotrof utama yang menentukan produktivitas primer perairan. Produktivitas jumlah karbon yang terdapat di dalam matenal hidup dan secara umum dinyatakan sebagai jumlah gram karbon yang dihasilkan dalam satu meter kuadrat kolom air per hari (g C/m2/hari) atau jumlah gram karbon yang dihasilkan dalam satu meter kubik per hari (g C/m3/hari). Selain jumlah karbon yang dihasilkan tinggi rendahnya produktivitas primer perairan dapat diketahui dengan melakukan pengukuran terhadap biomassa fitoplankton dan konsentrasi klorofil-a. dimana kedua metode ini dapat diukur secara langsung di lapangan (Wardoyo, 1978). 16

Di lingkungan perairan Indonesia Produksi bagi ekosistem merupakan proses pemasukan dan penyimpanan energy dalam ekosistem. Pemasukan energy dalam ekosistem yang dimaksud adalah pemindahan energy cahaya menjadi energy kimia oleh produsen. Sedangkan penyimpanan energy yang dimaksudkan adalah penggunaan energy oleh konsumen dan mikroorganisme. Laju produksi makhluk hidup dalam ekosistem disebut sebagai produktivitas.

Produktivitas primer merupakan laju penambatan energy yang dilakukan oleh produsen. Menurut Campbell (2002), Produktivitas primer menunjukkan Jumlah energy cahaya yang diubah menjadi energy kimia oleh autotrof suatu ekosistem selama suatu periode waktu tertentu.

produktivitas primer dikenal sebagai produktivitas primer kotor (gross primary productivity, GPP). Tidak semua hasil produktivitas ini disimpan sebagai bahan organic pada tubuh organisme produsen atau pada tumbuhan yang sedang tumbuh, karena organisme tersebut menggunakan sebagian molekul tersebut sebagai bahan bakar organic dalam respirasinya. Dengan demikian, Produktivitas primer bersih (net primary productivity, NPP) sama dengan produktivitas primer kotor dikurangi energy yang digunakan oleh produsen untuk respirasi (Rs): NPP = GPP – Rs Dalam sebuah ekosistem, produktivitas primer menunjukkan simpanan energy kimia yang tersedia bagi konsumen. Pada sebagian besar produsen primer, produktivitas primer bersih dapat mencapai 50% – 90% dari produktivitas primer kotor. Menurut Campbell et al (2002), Rasio NPP terhadap GPP umumnya lebih kecil bagi produsen besar dengan struktur nonfotosintetik yang rumit, seperti pohon yang mendukung sistem batang dan akar yang besar dan secara metabolik aktif. Produktivitas primer dapat dinyatakan dalam energy persatuan luas persatuan waktu (J/m2/tahun), atau sebagai biomassa (berat kering organik) vegetasi yang ditambahkan ke ekosistem persatuan luasan per satuan waktu (g/m2/tahun). Namun demikian, produktivitas primer suatu ekosistem hendaknya tidak dikelirukan dengan total biomassa dari autotrof fotosintetik yang terdapat pada suatu waktu tertentu, yang disebut biomassa tanaman tegakan (standing crop biomass). Produktivitas primer menunjukkan laju di mana organisme-organisme mensintesis biomassa baru. Meskipun sebuah hutan memiliki biomassa tanaman tegakan yang sangat besar, produktivitas primernya mungkin sesungguhnya kurang dari produktivitas primer beberapa padang rumput yang tidak mengakumulasi vegetasi (Campbell et al., 2002). 17

B. Metode Pengukuran Produktivitas Primer Berikut ini adalah beberapa metode pengukuran produktivitas primer suatu perairan, antara lain: 1.

Metode Panen Cara ini di tentukan berdasarkan berat pertumbuhan dari tumbuhan. Dapat dinyatakan secara langsung berat keringnya atau kalori yang terkandung, tetapi keduanya dinyatakan dalam luas dan priode waktu tertentu. Metode ini mengukur produksi komunitas bersih. Metode penuaian ini sangat cocok dan baik pada ekosistem daratan, dan biasanya untuk vegetasi yang sederhana.

2.

Metode Pengukuran Oksigen Oksigen merupakan hasil sampingan dari fotosintesis, sehingga ada hubungan erat antara produktifvitas dengan oksigan yang dihasilkan oleh tumbuhan. Tetapi harus diingat sebagian oksigen dimanfaatkan oleh tumbuhan tersebut dalam proses respirasi, dan harus diperhitungkan dalam penentuan produktivitas. Metode ini sangat cocok dalam menentukan produktivitas primer ekosistem perairan, dengan fitoplankton sebagai produsennya.

3.

Metode Karbon dioksida Karbondioksida yang di pakai dalam fotosintesis oleh tumbuhan dapat dipergunakan sebagai indikasi untuk produktivitas primer. Dalam hal ini seperti juga pada metode penentuan oksigen proses respirasi harus diperhitungkan. Metode ini cocok untuk tumbuhan darat dan dapat dipakai pada suatu organ daun, seluruh bagian tumbuhan dan bahkan satu komunitas tumbuhan. Ada dua teknik atau metode utama yaitu : metode ruang tutup dan ruang aerodinamika.

4.

Metode pH Metode ini digunakan pada ekosistem perairan. Pada ekosistem perairan pH air merupakan fungsi dari kadar karbon dioksida terlarut. Metode ini baik dilakukan di laboratorium karena mudah dikontrol.

5.

Pengukuran berkurangnya bahan mentah Berkurangnya kandungan bahan-bahan mentah yang tersedia menggambarkan tinggak produktivitas. Metode ini baik dilakukan pada ekosistem perairan. Metode ini mengukur produksi bersih komunitas.

6.

Metode Radioaktivitas Materi aktif yang dapat diidentifikasi radiasinya dimasukkan dalam sistem. Misalnya karbon aktif (C14) dapat diintroduksi melalui suplai karbondioksida yang nantinya 18

diasimilasikan oleh tumbuhan dan dipantau untuk mendapatkan perkiraan produktivitas. Teknik ini sangat mahal dan memerlukan peralatan yang canggih, tetapi memiliki kelebihan dari metode lainya, yaitu dapat dipakai dalam berbagai tipe ekosistem tanpa melakukan penghancuran terhadap ekosistem. 7.

Metode Klorofil Produktivitas berhubungan erat dengan jumlah klorofil yang ada. Rasio asimilasi untuk tumbuhan atau ekosistem adalah laju dari produktivitas pergram klorofil. Konsentrasi klorofil dapat ditentukan berdasarkan cara yang sederhana, yaitu dengan cara mengekstraksi pigmen tumbuhan (Campbell, 2002).

D.

Faktor-Faktor yang Mempengaruhi Produktivitas Primer Menurut Campbell (2002), terjadinya perbedaan produktivitas pada berbagai ekosistem dalam biosfer disebabkan oleh adanya faktor pembatas dalam setiap ekosistem. Faktor yang paling penting dalam pembatasan produktivitas bergantung pada jenis ekosistem dan perubahan musim dalam lingkungan. Produktivitas pada ekosistem dipengaruhi oleh beberapa faktor antara lain: 1. Suhu atau Temperatur Dalam setiap penelitian pada ekosistem akuatik, pengukuran suhu air merupakan mutlak dilakukan. Hal ini disebabkan karena kelarutan berbagai jenis gas di air serta semua aktifitas biologis fisiologis di dalam ekosistem akuatik sangat dipengaruhi oleh temperatur. Menurut hukum Van’t Hoffs kenaikan temperatur sebesar 10 oC (hanya pada kisaran yang masih dapat ditolerir) akan meningkatkan aktivitas fisiologis (misalnya respirasi) dari organisme sebesar 2-3 kali lipat. Pola temperatur suatu ekosistem akuatik dipengaruhi oleh berbagai faktor seperti intensitas cahaya matahari, pertukaran panas antara air dengan udara sekelilingnya dan juga oleh faktor kanopi (penutupan oleh vegetasi) dari pepohonan yang tumbuh di tepi. Berdasarkan gradasi suhu rata-rata tahunan, maka produktivitas akan meningkat dari wilayah kutub ke ekuator. Namun pada hutan hujan tropis, suhu bukanlah menjadi faktor dominan yang menentukan produktivitas, tapi lamanya musim tumbuh. Adanya suhu yang tinggi dan konstan hampir sepanjang tahun dapat bermakna musim tumbuh bagi tumbuhan akan berlangsung lama, yang pada gilirannya meningkatkan produktivitas. Suhu secara langsung ataupun tidak langsung berpengaruh pada produktivitas. Secara langsung suhu berperan dalam mengontrol reaksi enzimatik dalam proses fotosintetis, sehingga tingginya suhu dapat meningkatkan laju maksimum fotosintesis. Sedangkan secara 19

tidak langsung, misalnya suhu berperan dalam membentuk stratifikasi kolom perairan yang akibatnya dapat mempengaruhi distribusi vertikal fitoplankton. Menurut Soetjipta, bahwa temperatur yang masih dapat ditolerir oleh organisme pada suatu perairan berkisar antara 20-30, dan temperatur yang sesuai dengan fitoplankton berkisar antara 25-30oC, sedangkan temperatur yang optimal untuk pertumbuhan dari zooplankton berkisar antara 15-35oC. 2. Cahaya Cahaya merupakan sumber energy primer bagi ekosistem. Cahaya memiliki peran yang sangat vital dalam produktivitas primer, oleh karena hanya dengan energy cahaya tumbuhan dan fitoplankton dapat menggerakkan mesin fotosintesis dalam tubuhnya. Hal ini berarti bahwa wilayah yang menerima lebih banyak dan lebih lama penyinaran cahaya matahari tahunan akan memiliki kesempatan berfotosintesis yang lebih panjang sehingga mendukung peningkatan produktivitas primer. Pada ekosistem terrestrial seperti hutan hujan tropis memilik produktivitas primer yang paling tinggi karena wilayah hutan hujan tropis menerima lebih banyak sinar matahari tahunan yang tersedia bagi fotosintesis dibanding dengan iklim sedang. Sedangkan pada eksosistem perairan, laju pertumbuhan fitoplankton sangat tergantung pada ketersediaan cahaya dalam perairan. Laju pertumbuhan maksimum fitoplankton akan mengalami penurunan jika perairan berada pada kondisi ketersediaan cahaya yang rendah. 3. Intensitas Cahaya Matahari Faktor cahaya matahari yang masuk ke dalam air akan mempengaruhi sifat-sifat optis dari air. Sebagian cahaya matahari tersebut akan diabsorbsi dan sebagian lagi akan dipantulkan ke luar dari permukaan air. Dengan bertambahnya kedalaman lapisan air intensitas cahaya tersebut akan mengalami perubahan yang signifikan baik secara kulitatif maupun kuantitatif. Cahaya gelombang pendek merupakan yang paling kuat yang mengalami pembiasan yang menyebabkan kolom air yang jernih akan terlihat berwarna biru dari permukaan. Pada lapisan dasar, warna air akan berubah menjadi hijau kekuningan, karena intensitas dari warna ini paling baik ditransmisi dalam air sampai ke lapisan dasar. Kondisi optik dalam air selain dipengaruhi oleh intensitas cahaya matahari , juga dipengaruhi oleh berbagai substrat dan benda yang lain yang terdapat di dalam air, misalnya oleh plankton dan humin yang terlarut dalam air. Vegetasi yang ada disepanjang aliran air juga dapat mempengaruhi intensitas cahaya yang masuk ke dalam air, karena tumbuh-tumbuhan tersebut juga mempunyai kemampuan untuk mengabsorbsi cahaya matahari 4. Air, curah hujan dan kelembaban 20

Produktivitas pada ekosistem terrestrial berkorelasi dengan ketersediaan air. Air merupakan bahan dasar dalam proses fotosintesis, sehingga ketersediaan air merupakan faktor pembatas terhadap aktivitas fotosintetik. Secara kimiwi air berperan sebagai pelarut universal, keberadaan air memungkinkan membawa serta nutrient yang dibutuhkan oleh tumbuhan. Air memiliki siklus dalam ekosistem. Keberadaan air dalam ekosistem dalam bentuk air tanah, air sungai/perairan, dan air di atmosfer dalam bentuk uap. Uap di atmosfer dapat mengalami kondensasi lalu jatuh sebagai air hujan. Interaksi antara suhu dan air hujan yang banyak yang berlangsung sepanjang tahun menghasilkan kondisi kelembaban yang sangat ideal tumbuhan terutama pada hutan hujan tropis untuk meningkatkan produktivitas. Tingginya

kelembaban

pada

gilirannya

akan

meningkatkan

produktivitas

mikroorganisme. Selain itu, proses lain yang sangat dipengaruhi proses ini adalah pelapukan tanah yang berlangsung cepat yang menyebabkan lepasnya unsure hara yang dibutuhkan oleh tumbuhan. Terjadinya petir dan badai selama hujan menyebabkan banyaknya nitrogen yang terfiksasi di udara, dan turun ke bumi bersama air hujan. Namun demikian, air yang jatuh sebagai hujan akan menyebabkan tanah-tanah yang tidak tertutupi vegetasi rentan mengalami pencucian yang akan mengurangi kesuburan tanah. Pencucian adalah penyebab utama hilangnya zat hara dalam ekosistem. 5. Nutrien Tumbuhan membutuhkan berbagai ragam nutrient anorganik, beberapa dalam jumlah yang relatif besar dan yang lainnya dalam jumlah sedikit, akan tetapi semuanya penting. Pada beberapa ekosistem terrestrial, nutrient organic merupakan faktor pembatas yang penting bagi produktivitas. Produktivitas dapat menurun bahkan berhenti jika suatu nutrient spesifik atau nutrient tunggal tidak lagi terdapat dalam jumlah yang mencukupi. Nutrient spesifik yang demikian disebut nutrient pembatas (limiting nutrient). Pada banyak ekosistem nitrogen dan fosfor merupakan nutrient pembatas utama, beberapa bukti juga menyatakan bahwa CO2 kadang-kadang membatasi produktivitas. Produktivitas di laut umumnya terdapat paling besar diperairan dangkal dekat benua dan disepanjang terumbu karang, di mana cahaya dan nutrient melimpah. Produktivitas primer persatuan luas laut terbuka relative rendah karena nutrient anorganic khusunya nitrogen dan fosfor terbatas ketersediaannya dipermukaan. Di tempat yang dalam di mana nutrient melimpah, namun cahaya tidak mencukupi untuk fotosintesis. Sehingga fitoplankton, berada pada kondisi paling produktif ketika arus yang naik ke atas membawa nitrogen dan fosfor kepermukaan. 6. Tanah

21

Potensi ketersedian hidrogen yang tinggi pada tanah-tanah tropis disebabkan oleh diproduksinya asam organik secara kontinu melalui respirasi yang dilangsungkan oleh mikroorganisme tanah dan akar (respirasi tanah). Jika tanah dalam keadaan basah, maka karbon dioksida (CO2) dari respirasi tanah beserta air (H2O) akan membentuk asam karbonat (H2CO3 ) yang kemudian akan mengalami disosiasi menjadi bikarbonat (HCO3-) dan sebuah ion hidrogen bermuatan positif (H+). Ion hidrogen selanjutnya dapat menggantikan kation hara yang ada pada koloid tanah, kemudian bikarbonat bereaksi dengan kation yang dilepaskan oleh koloid, dan hasil reaksi ini dapat tercuci ke bawah melalui profil tanah. Hidrogen yang dibebaskan ke tanah sebagai hasil aktivitas biologi, akan bereaksi dengan liat silikat dan membebaskan aluminium. Karena aluminium merupakan unsur yang terdapat dimana-mana di daerah hutan hujan tropis, maka alminiumlah yang lebih dominan berasosiasi dengan tanah asam di daerah ini. Sulfat juga dapat menjadi sumber pembentuk asam di tanah. Sulfat ini dapat masuk ke ekosistem melalui hujan maupun jatuhan kering, juga melalui aktivitas organisme mikro yang melepaskan senyawa gas sulfur. Asam organik juga dapat dilepaskan dari aktivitas penguraian serasah. 7.

Herbivora Sekitar 10 % dari produktivitas vegetasi darat dunia dikonsumsi oleh herbivora biofag.

Persentase ini bervariasi menurut tipe ekosistem darat. Namun demikian, akibat yang ditimbulkan oleh herbivore pada produktivitas primer sangat sedikit sekali diketahui. Bahkan hubunga antar herbivore dan produktivitas primer bersih kemungkinan bersifat kompleks, di mana konsumsi sering menstimulasi produktivitas tumbuhan sehingga meningkat mencapai tingkat tertentu yang kemudian dapat menurun jika intensitasnya optimum. walaupun defoliasi pada individu pohon secara menyeluruh sering sekali terjadi, hal ini disebabkan oleh tingginya keanekaragaman di daerah hutan hujan tropis. Selain itu, banyak pohon mengembangkan alat pelindung terhadap herbivora melalui produksi bahan kimia tertentu yang jika dikonsumsi oleh herbivora memberi efek yang kurang baik bagi herbivora. 8.

DO (Dissolved Oxygen). Disolved oxygen (DO) merupakan banyaknya oksigen terlarut dalam suatu perairan.

Oksigen terlarut merupakan suatu faktor yang sangat penting di dalam ekosistem perairan, terutama sekali dibutuhkan untuk proses respirasi bagi sebahagian besar organisme air. Kelarutan oksigen sangat dipengaruhi terutama oleh faktor suhu. Kelarutan maksimum oksigen di dalam air terdapat pada suhu yaitu sebesar 14,16 mg/l O2. Konsentrasi ini akan menurun sejalan dengan meningkatnya suhu air. Dengan peningkatan suhu akan menyebabkan konsentrasi oksigen akan menurun dan sebaliknya suhu yang semakin rendah akan meningkatkan konsentrasi oksigen terlarut semakin tinggi. 22

Sumber utama oksigen terlarut dalam air adalah penyerapan oksigen dari udara melalui kontak antara permukaan air dengan udara, dan dari proses fotosintesis. Pengaruh oksigen terlarut terhadap fisiologi organisme air terutama adalah dalam proses respirasi. Nilai oksigen terlarut di suatu perairan mengalami fluktuasi harian maupun musiman. Fluktuasi ini selain dipengaruhi oleh perubahan temperatur juga dipengaruhi oleh aktifitas fotosintesis dari tumbuhan yang menghasilkan oksigen. nilai DO yang berkisar antara 5,45-7,00 mg/l cukup baik bagi proses kehidupan biota perairan. Nilai oksigen terlarut di perairan sebaiknya berkisar antara 6-8 mg/l. 9.

BOD (Biochemical Oxygen Demand) Nilai BOD (Biochemical Oxygen Demand) menyatakan jumlah oksigen yang

dibutuhkan oleh mikroorganisme aerobik dalam proses penguraian senyawa organik, yang diukur pada suhu 200 C Dari hasil penelitian misalnya diketahui bahwa untuk menguraikan senyawa organik yang terdapat di dalam limbah rumah tangga secara sempurna, mikroorganisme membutuhkan waktu sekitar 20 hari lamanya. Mengingat bahwa waktu selama 20 hari dianggap terlalu lama dalam proses pengukuran ini, sementara dari hasil penelitian diketahui bahwa setelah pengukuran dilakukan selama 5 hari jumlah senyawa organik yang diuraikan sudah mencapai kurang lebih 70% maka pengukuran yang umum dilakukan adalah pengukuran selama 5 hari (BOD5). Nilai konsentrasi BOD menunjukan suatu kualitas perairan yang masih tergolong baik dimana apabila konsumsi oksigen selama 5 hari berkisar sampai 5 mg/l oksigen maka perairan tersebut tergolong baik dan apabila konsumsi oksigen berkisar antara 10 mg/l -20 mg/l oksigen akan menunjukkan tingakat pencemaran oleh materi organik yang tinggi dan untuk air limbah BOD umumnya lebih dari 100 mg/l. Pengukuran BOD didasarkan pada kemampuan mikroorganisme untuk menguraikan senyawa organik, artinya hanya terdapat substansi yang mudah diuraikan secara biologis seperti senyawa yang umumnya yang terdapat dalam limbah rumah tangga.

Aliran energi Berdasarkan perananya, komponen biotik dibedakan menjadi tiga golongan yaitu, produsen, konsumen, dan pengurai. Produsen merupakan organisme autotrof. Produsen merupakan ernegi utama bagi organisme lain. Konsumen merupakan organisme heterotrof (herbivora, karnivora, dan omnivora). Pengurai berperan merombak sisa produk organisme atau organisme yang mati. Contoh pengurai yaitu jamur dan bakteri. Antara produsen dan konsumen akan terjadi proses makan dan dimakan yang desebut rantai makanan. Beberapa 23

rantai makanan akan membentuk jaring-jaring makanan. Susunan jaring-jaring makanan lebih kompleks dibandingkan rantai makanan. Organisme yang terlibat dalam rantai makanan akan digolongkan ke dalam tingkattingkat trofik. Tingkatan trofik dalam rantai makanan dapat digambarkan sebagai piramida makanan. Tumbuhan atau produsen menempati tingkat trofik I, konsumen 1 menempati tingkat trofik II, konsumen 2 menmpati tingkat trofik III, dan seterusnya. Selain dimulai dari produsen, rantai makanan dapat dimulai dari detritus. Detritus adalah partikel-partikel organik hasil penguraian organisme yang telah mati dan sisa organisme. Cotoh detrivor adalah cacing, luing, dan rayap. Detrivor dapat membentuk rantai makanan yang disebut detritus. Dalam suatu rantai makanan terjadi aliran energi. Herbivora (konsumen primer) memperoleh energi dari produsen, sedangkan karnivora (konsumen sekunder) memperoleh energi dari konsumen primer. Demikian seterusnya sampai konsumen terakhir. Jadi dalam hubungan

makan

dan

dimakan

terjadi

aliran

energi

dari

lingkungan

abiotik

(matahari)→produsen→konsumen→kembali ke alam. Piramida makanan :

Daur Biogeokimia 1. Daur nitrogen Gas nitrogen ikatannya stabil dan sulit bereaksi, sehingga tidak bisa dimanfaatkan secara langsung oleh makhluk hidup. Nitrogen dalam tubuh makhluk hidup merupakan komponen penyusun asam amino yang akan membentuk protein. Nitrogen bebas juga dapat bereaksi dengan hidrogen atau oksigen dengan bantuan kilat atau petir membentuk nitrat (NO). Tumbuhan menyerap nitrogen dalam bentuk nitrit ataupun nitrat dari dalam 24

tanah untuk menyusun protein dalam tubuhnya. Ketika tumbuhan dimakan oleh herbivora, nitrogen yang ada akan berpindah ke tubuh hewan tersebut bersama makanan. Ketika tumbuhan dan hewan mati ataupun sisa hasil ekskresi hewan (urine) akan diuraikan oleh dekomposer menjadi amonium dan amonia. Oleh bakteri nitrit (contohnya Nitrosomonas), amonia akan diubah menjadi nitrit, proses ini disebut sebagai nitritasi. Kemudian, nitrit dengan bantuan bakteri nitrat (contohnya Nitrobacter) akan diubah menjadi nitrat, proses ini disebut sebagai proses nitratasi. Peristiwa proses perubahan amonia menjadi nitrit dan nitrat dengan bantuan bakteri disebut sebagai proses nitrifikasi. Adapula bakteri yang mampu mengubah nitrit atau nitrat menjadi nitrogen bebas di udara, proses ini disebut sebagai denitrifikasi. Di negara-negara maju, nitrogen bebas dikumpulkan untuk keperluan industri. Selain karena proses secara alami melalui proses nitrifikasi, penambahan unsur nitrogen di alam dapat juga melalui proses buatan melalui pemupukan. Reaksi kimia pada proses nitrifikasi adalah sebagai berikut.

2. Daur fosfor Unsur fosfor merupakan unsur yang penting bagi kehidupan, tetapi persediaannya sangat terbatas. Dengan kemampuannya untuk membentuk ikatan kimia berenergi tinggi, fosfor sangat penting dalam transformasi energi pada semua organisme. Sumber fosfor terbesar dari batuan dan endapan-endapan yang berasal dari sisa makhluk hidup. Sumber ini lambat laun akan mengalami pelapukan dan erosis, bersamaan dengan itu fosfor akan dilepaskan ke dalam ekosistem. Tetapi sebagian besar senyawa fosfor akan hilang ke 25

perairan dan diendapkan. Fosfor dalam tubuh merupakan unsur penyusun tulang, gigi, DNA atau RNA, dan protein. Daur fosfor dimulai dari adanya fosfat anorganik yang berada di tanah yang diserap oleh tumbuhan. Hewan yang memakan tumbuhan akan memperoleh fosfor dari tumbuhan yang dimakannya. Tumbuhan atau hewan yang mati ataupun sisa ekskresi hewan (urine dan feses) yang berada di tanah, oleh bakteri pengurai akan menguraikan fosfat organik menjadi fosfat anorganik yang akan dilepaskan ke ekosistem.

3. Daur sulfur Belerang dalam tubuh organisme merupakan unsur penyusun protein. Di alam, sulfur (belerang) terkandung dalam tanah dalam bentuk mineral tanah dan di udara dalam bentuk SO atau gas sulfur dioksida. Ketika gas sulfur dioksida yang berada di udara bersenyawa dengan oksigen dan air, akan membentuk asam sulfat yang ketika jatuh ke tanah akan menjadi bentuk ion-ion sulfat (SO4 2- ). Kemudian ion-ion sulfat tadi akan diserap oleh tumbuhan untuk menyusun protein dalam tubuhnya. Ketika manusia atau hewan memakan tumbuhan, maka akan terjadi perpindahan unsur belerang dari tumbuhan ke tubuh hewan atau manusia. Ketika hewan atau tumbuhan mati, jasadnya akan diuraikan oleh bakteri dan jamur pengurai dan menghasilkan bau busuk, yaitu gas hidrogen sulfida (H2S) yang akan dilepas ke udara dan sebagian tetap ada di dalam tanah. Gas hidrogen sulfida yang ada di udara akan bersenyawa dengan oksigen membentuk sulfur oksida, dan yang di tanah oleh bakteri tanah akan diubah menjadi ion sulfat dan senyawa sulfur oksida yang nanti akan diserap kembali oleh tumbuhan. 26

4. Daur karbon Sumber-sumber CO2 di udara berasal dari respirasi manusia dan hewan, erupsi vulkanik, pembakaran batu bara, dan asap pabrik. Karbon dioksida di udara dimanfaatkan oleh tumbuhan untuk berfotosintesis dan menghasilkan oksigen. Hewan dan tumbuhan yang mati, dalam waktu yang lama akan membentuk batu bara di dalam tanah. Batu bara akan dimanfaatkan lagi sebagai bahan bakar yang juga menambah kadar CO2 di udara. Di ekosistem air, pertukaran CO2 dengan atmosfer berjalan secara tidak langsung. Karbon dioksida berikatan dengan air membentuk asam karbonat yang akan terurai menjadi ion bikarbonat. Bikarbonat adalah sumber karbon bagi alga yang memproduksi makanan untuk diri mereka sendiri dan organisme heterotrof lain. Sebaliknya, saat organisme air berespirasi, CO2 yang mereka keluarkan menjadi bikarbonat. Jumlah bikarbonat dalam air adalah seimbang dengan jumlah CO2 di air. Lintasan arus utama siklus karbon adalah dari atmosfer atau hidrosfer ke dalam jasad hidup, kemudian kembali lagi ke atmosfer atau hidrosfer 5. Daur hidrologi (air) Pemanasan air samudra oleh sinar matahari merupakan kunci proses siklus hidrologi tersebut dapat berjalan secara kontinu. Air berevaporasi kemudian jatuh sebagai presipitasi dalam bentuk hujan, salju, hujan es, hujan gerimis, atau kabut. Pada perjalanan menuju bumi, beberapa presipitasi dapat berevaporasi kembali ke atas, atau langsung jatuh yang kemudian diintersepsi oleh tanaman sebelum mencapai tanah. Setelah mencapai tanah siklus hidrologi terus bergerak secara kontinu dalam tiga cara yang berbeda.

27

a. Evaporasi (transpirasi) Air yang ada di laut, di daratan, di sungai, di tanaman, dan sebagainya, kemudian akan menguap ke angkasa (atmosfer) dan akan menjadi awan. Pada keadaan jenuh, uap air (awan) itu akan menjadi bintik-bintik air yang selanjutnya akan turun (precipitation) dalam bentuk hujan, salju, es, dan kabut. b. Infiltrasi (perkolasi) Ke dalam tanah air bergerak ke dalam tanah melalui celah-celah dan pori-pori tanah dan batuan menuju permukaan air tanah. Air dapat bergerak akibat aksi kapiler, atau air dapat bergerak secara vertikal atau horizontal di bawah permukaan tanah hingga air tersebut memasuki kembali sistem air permukaan.

c. Air permukaan Air bergerak di atas permukaan tanah, dekat dengan aliran utama dan danau, makin landai lahan maka makin sedikit pori-pori tanah, maka aliran permukaan semakin besar. Aliran permukaan tanah dapat dilihat biasanya pada daerah urban. Sungai-sungai bergabung satu sama lain dan membentuk sungai utama yang membawa seluruh air permukaan di sekitar daerah aliran sungai menuju laut. 6. Daur oksigen oksigen (O2) dalam keadaan bebas terdapat di atmosfer dan di dalam air. Oksigen tersebut diambil atau digunakan oleh makhluk hidup seperti tumbuhan, hewa, dan manusia untuk pernapasan (respirasi). Oksigen yang diambil itu kemudian diganti oleh tumbuhan hijau yang melepas oksigen ke atmosfer pada saat berlangsungnya proses fotosintesis.

28

Peran Manusia dalam Biosfer 1. Manusia sebagai organisme yang dominan secara ekologi Terdapat 2 alasan mengapa manusia disebut dominan secara ekologi, yakni : a. Manusia dapat berkompetensi secara lebih baik untuk memenuhi kebutuhan hidupnya terutama dalam hal makanan, jika dibandingkan dengan makhluk lain yang ada di ekosistem. b. Manusia mampu memberikan pengaruh yang besar tehadap lingkungan tempat hidupnya atau terhadap organisme lain. 2. Manusia sebagai makhluk pembuat alat Kemampuan membuat alat, erat hubunganya dengan sikap tegak manusia yang memungkinkan ia dapat bebas menggunakan tanganya. Disamping itu kemampuan itu erat hubunganya dengan kemampuan penglihatan, kecekatan dan kemampuan penalaran dari otaknya yang lebih tinggi. Jadi manusia menjadi dominan dalam ekosistem berkat kemampuan membuat dan menggunakan alat. 3. Manusia sebagai penyebab evolusi Evolusi alamiah berlangsung sangat lambat, tetapi perusakan alam oleh manusia baik yang disengaja ataupun tidak akan mempercepat evolusi organik. Akibatnya adalah menurunya

29

jumlah organisme tertentu bahkan ada beberapa yang punah, tetapi di lain pihak terdapat organisme jens tertentu yang jumlahnya meningkat dengan pesat terutama varietasnya. 4. Manusia sebagai makhluk perampok sumber daya alam. Manusia dikenal sebagai makhluk yang paling hebat dalam mengeksploitasi ekosistem. Hal ini terjadi karena sifatnya yang omnivora dan kebutuhanya yang beraneka ragam. Sejak semula manusia mengeksploitasi ekosistem tidak hanya untuk memenuhi kebutuhan makanan saja, tetapi juga untuk keperluan lain. Di lain pihak, manusia cenderung untuk menanam dan mengambil tumbuhan secara berlebihan. Manusia menanam tumbuhan kemudian memanen hasi pertanianya dengan mengangkut biomassa yang terdapat di permukaan dan dibawah tanah. Zat-zat hara yang ada di dalam biomassa ini akan menghilang dari ekosistem. Dan harus diganti dengan melakuakan pemupukan baik pupuk organik maupun anorganik untuk mengembalikan ketersediaanya di dalam tanah sehingga dapat diperoleh hasil pertanian yang memadai.

30

PENUTUP a. Kesimpulan 1. Ekologi diartikan sebagai ilmu yang mempelajari baik interaksi antar makhluk hidup maupun interaksi antara makhluk hidup dan lingkungannya. Adapun jenis-jenis ekologi diantaranya : ekologi hutan, ekologi laut, ekologi air tawar, ekologi tanaman, dan ekologi serangga. 2.

Suatu organisme tidak dapat hidup sendiri. Untuk kelangsungan hidupnya suatu organisme akan sangat bergantung pada organisme lain dan berbagai komponen lingkungan yang ada di sekitarnya.

3. Ekosistem adalah hubungan timbal balik antara unsur-unsur hayati dengan nonhayati yang membentuk sistem ekologi atau tingkatan organisasi kehidupan yang mencakup organisme dan lingkungan tak hidup, dimana kedua komponen tersebut saling mempengaruhi dan berinteraksi. 4. Ekosistem dibedakan menjadi ekosistem darat dan ekosistem perairan. Ekosistem perairan dibedakan atas ekosistem air tawar dan ekosistem air laut. 5. Produktivitas primer merupakan laju penambatan energi yang dilakukan oleh produsen. Produktivitas primer dibedakan atas produktivitas primer kasar (bruto) yang merupakan hasil asimilasi total, dan produktivitas primer bersih (neto) yang merupakan penyimpanan energi di dalam jaringan tubuh tumbuhan. 6. Produktivitas primer bersih ekosistem dapat dijabarkan sebagai berikut: NPP = GPP – Rs Di mana NPP adalah net primary productivity, GPP adalah gorss primary productivity, dan Rs adalah laju Respirasi. 7.

Aliran energi adalah jalur satu arah dari perubahan energi pada suatu ekosistem. Proses aliran energi antar organisme dapat terjadi karena adanya proses makan dan di makan. Proses makan dan dimakan terjadi antara satu kelompok organisme dengan kelompok organisme lainnya.

8. Aliran energi di ekosistem dpat dalam bentuk rantai makanan, jaring-jaring makanan dan piramida ekologi yang didalamnya terjadi proses pertukaran energi dari satu organisme ke organisme lainnya 9. Siklus biogeokimia atau siklus organik-anorganik adalah siklus unsur atau senyawa kimia yang mengalir dari komponen abiotik ke biotik dan kembali lagi ke komponen 31

abiotik. Daur biogekimia terbagi atas daur sulfur, daur air, daur nitrogen, daur oksigen dan karbondioksida dan daur fosfor. 10. Peran manusia dalam biosfer : 1. Manusia sebagai organisme yang dominan secara ekologi. 2. Manusia sebagai makhluk pembuat alat 3. Manusia sebagai penyebab evolusi 4. Manusia sebagai makhluk perampok sumber daya alam. 11.

b. Saran Dalam suatu kehidupan, suatu organisme tidak dapat hidup sendiri. Untuk kelangsungan hidupnya

suatu

organisme

akan

sangat

bergatung

pada

organisme

lain

dan berbagai komponen lingkungan yang ada di sekitarnya.

32

Daftar Pustaka Heddy, Suwasono, dkk. 1986. Pengantar Ekologi. Jakarta: Rajawali. Rahardjanto, Abdulkadir. 2001. Ekologi Umum. Umm Press: Malang Campbell, N. A., J. B. Reece, L. G. Mitchell. 2002. Biologi (terjemahan), Edisi Kelima Jilid 3. Jakarta: Penerbit Erlangga. Resosoedarmo, Soedjiran, dkk. 1984. Pengantar Ekologi. Bandung ; Remaja Karya Heddy, Suwasono, dkk. 1986. Pengantar Ekologi. Jakarta : Rajawali Indriyanto,2006, Ekologi Hutan.Jakarta : Bumi Aksara

33

LAMPIRAN

34

35