19 April 202319 April 2023 SHARIFUDDIN BIN ANDY OMARSHARIFUDDIN BIN ANDY OMAR 11
E K O S I S T E M
Sharifuddin Bin Andy Omar
19 April 202319 April 2023 SHARIFUDDIN BIN ANDY OMARSHARIFUDDIN BIN ANDY OMAR 22
Pengertian• EKOSISTEM atau SISTEM EKOLOGI merupakan
setiap unit di dalam alam (suatu biosistem) yang terdiri dari semua organisme yang berfungsi bersama-sama (komunitas biotik) di suatu tempat yang berinteraksi dengan lingkungan fisik (abiotik) yang memungkinkan terjadinya aliran energi yang membentuk suatu struktur biotik yang jelas dan siklus materi di antara komponen-komponen hidup dan tak hidup.
• Ekosistem merupakan unit dasar dalam ekologi karena terdiri dari organisme dan lingkungan abiotik, yang saling mempengaruhi sifat masing-masing. Kedua komponen ini diperlukan untuk memelihara kelangsungan hidup di bumi.
19 April 202319 April 2023 SHARIFUDDIN BIN ANDY OMARSHARIFUDDIN BIN ANDY OMAR 33
• 1877, istilah biocoenosis digunakan oleh Karl Mobius (Jerman) untuk menyatakan komunitas organisme-organisme dalam oyster reef.
• 1887, istilah microcosm digunakan oleh S.A. Forbes pada danau
• 1935, istilah ekosistem pertama kali diusulkan oleh A.G. Tansley (Inggris)
• 1944, Sukachaev melaporkan tentang penggunaan istilah geobiocoenosis, yang telah dirintis sebelumnya oleh V.V. Dokuchaev dan muridnya G.F. Morosov yang menggunakan istilah biogeocoenosis
19 April 202319 April 2023 SHARIFUDDIN BIN ANDY OMARSHARIFUDDIN BIN ANDY OMAR 44
Istilah lain yang digunakan untuk menyatakan ekosistem adalah:
- Holocoen (Friederichs, 1930)
- Biosystem (Thienemann, 1939)
- Bioenert body (Vernadsky, 1944)
- Holon (Koestler, 1969) Suatu ekosistem dapat berfungsi jika terdapat
interaksi dari tiga komponen dasar, yaitu:
- Komunitas
- Aliran energi
- Siklus energi
19 April 2023 SHARIFUDDIN BIN ANDY OMAR 5
19 April 202319 April 2023 SHARIFUDDIN BIN ANDY OMARSHARIFUDDIN BIN ANDY OMAR 66
• Aliran energi berjalan satu arah. Sebahagian dari energi matahari yang datang ditransformasikan dan ditingkatkan kualitasnya yaitu dikonversi oleh komunitas organisme menjadi bahan organik.
• Namun sebahagian besar dari energi yang masuk tersebut mengalami proses degradasi dan keluar dari sistem sebagai energi panas.
• Energi dapat disimpan lalu dikembalikan atau diekspor, tetapi tidak dapat digunakan secara berulang
19 April 202319 April 2023 SHARIFUDDIN BIN ANDY OMARSHARIFUDDIN BIN ANDY OMAR 77
• Sebaliknya, materi (unsur-unsur hara yang penting bagi kehidupan, misalnya: karbon, nitrogen, fosfor, dan sebagainya) dapat dipakai secara berulang.
• Efisiensi dari daur ulang serta jumlah pemasukan dan pengeluaran unsur-unsur hara dari suatu sistem sangat bervariasi, tergantung kepada tipe ekosistem.
19 April 202319 April 2023 SHARIFUDDIN BIN ANDY OMARSHARIFUDDIN BIN ANDY OMAR 88
• Semua ekosistem, termasuk biosfer, merupakan sistem-sistem yang terbuka, dimana terdapat aliran energi yang masuk dan keluar.
• Bagian yang sangat penting dari konsep ekosistem adalah adanya lingkungan masukan dan lingkungan keluaran yang saling berhubungan dan amat diperlukan bagi pemeliharaan dan berfungsinya ekosistem tersebut.
19 April 2023 SHARIFUDDIN BIN ANDY OMAR 9
19 April 202319 April 2023 SHARIFUDDIN BIN ANDY OMARSHARIFUDDIN BIN ANDY OMAR 1010
Besarnya lingkungan masukan dan keluaran sangat bervariasi, tergantung kepada:
1. Ukuran dari sistem (semakin besar, semakin sedikit ketergantungannya pada faktor-faktor luar).
2. Intensitas metabolik (semakin tinggi lajunya maka semakin besar masukan dan keluarannya).
19 April 202319 April 2023 SHARIFUDDIN BIN ANDY OMARSHARIFUDDIN BIN ANDY OMAR 1111
3. Keseimbangan autotropik dan heterotropik (semakin besar ketidak-seimbangannya, semakin banyak faktor-faktor luar yang diperlukan untuk menyeimbangkan).
4. Tahap dan perkembangan (sistem yang masih muda berbeda dengan sistem yang sudah matang atau tua).
19 April 202319 April 2023 SHARIFUDDIN BIN ANDY OMARSHARIFUDDIN BIN ANDY OMAR 1212
Struktur Ekosistem
Berdasarkan struktur tropik (jenjang makanan) suatu ekosistem tersusun atas:
a. Komponen autotropik atau “lapisan hijau”, terdiri dari tumbuhan atau bagian tumbuhan berhijau daun yang dapat mengikat energi matahari, menggunakan bahan-bahan anorganik yang sederhana dan membentuk zat-zat atau senyawa organik yang lebih kompleks.
19 April 202319 April 2023 SHARIFUDDIN BIN ANDY OMARSHARIFUDDIN BIN ANDY OMAR 1313
b. Komponen heterotropik atau “lapisan coklat”, terdiri dari tanah atau sedimen, bahan organik yang dirombak, perakaran, dan sebagainya, dimana terjadi proses-proses pemakaian, penyusunan, dan perombakan zat-zat atau senyawa-senyawa yang kompleks.
c. Kelompok auksotropik, merupakan kelompok antara autotrof dan heterotrof. Beberapa jenis ganggang memerlukan satu senyawa organik yang merupakan zat tumbuh yang tidak dapat diproduksinya.
19 April 202319 April 2023 SHARIFUDDIN BIN ANDY OMARSHARIFUDDIN BIN ANDY OMAR 1414
Berdasarkan aspek biologis, komponen-komponen ekosistem terdiri atas:
a. Senyawa-senyawa atau bahan-bahan anorganik yang menghubungkan bagian biotik dan abiotik dari ekosistem (C, N, H2O, CO2, dll)
b. Senyawa-senyawa organik yang menghubung-kan bagian biotik dan abiotik dari ekosistem (protein, karbohidrat, lipid, bahan humus, dll)
c. Iklim (udara, air, dan lingkungan substrat, termasuk keadaan iklim dan faktor-faktor fisik lainnya)
19 April 202319 April 2023 SHARIFUDDIN BIN ANDY OMARSHARIFUDDIN BIN ANDY OMAR 1515
d. Produser, yaitu semua organisme autotrofik yang sebagian besar terdiri dari tumbuhan berhijau daun. Kelompok ini dapat membuat bahan-bahan makanan dari zat-zat anorganik yang sederhana.
e. Makrokonsumer (fagotrof), yaitu organisme heterotrofik yang sebagian besar adalah hewan yang memangsa organisme lain dan bahan-bahan organik yang hancur.
f. Mikrokonsumer (saprotrof, dekomposer, atau osmotrof), yaitu organisme heterotrofik yang sebagian besar berupa mikroorganisme (jazad renik).
19 April 202319 April 2023 SHARIFUDDIN BIN ANDY OMARSHARIFUDDIN BIN ANDY OMAR 1616
Mikroorganisme (jamur, bakteri, dll) memperoleh makanan atau energi dengan merombak jaringan tubuh yang telah mati dan mengabsorbsi bahan organik terlarut yang dikeluarkan atau diserap dari organisme lain.
Proses dekomposisi oleh saprotrof menyebab-kan unsur-unsur hara dalam bahan organik akan terurai sehingga dapat dimanfaatkan kembali oleh produser.
Saprotrof juga dapat memberi makan pada makrokonsumer dan mengeluarkan zat-zat (hormon) yang dapat menghambat atau menstimulir komponen-komponen biotik lainnya di dalam ekosistem.
19 April 202319 April 2023 SHARIFUDDIN BIN ANDY OMARSHARIFUDDIN BIN ANDY OMAR 1717
Wiegert dan Owen (1971) membedakan komponen heterotropik atas dua kelompok:
a. Kelompok biophage = organisme yang memangsa atau memperoleh makanannya dengan memakan organisme lainnya
b. Kelompok saprophage = organisme yang memperoleh makanannya dari bahan-bahan organik yang telah mati
19 April 202319 April 2023 SHARIFUDDIN BIN ANDY OMARSHARIFUDDIN BIN ANDY OMAR 1818
Berdasarkan struktur kehidupan, ekosistem memiliki dua komponen, yaitu:
1. Komponen abiotik, yang meliputi:
a. senyawa organik
b. senyawa anorganik
c. lingkungan (fisika kimiawi)
2. Komponen biotik, yang meliputi:
a. produser
b. makrokonsumer (phagotroph)
c. mikrokonsumer (saprotroph)
19 April 2023 SHARIFUDDIN BIN ANDY OMAR 19Rabu 19 April 2023 Sharifuddin Bin Andy Omar 19
19 April 202319 April 2023 SHARIFUDDIN BIN ANDY OMARSHARIFUDDIN BIN ANDY OMAR 2020
Ekosistem daratan
Ekosistem akuatik
Rumput dan hijauan (pohon) Autotroph Fitoplankton
Serangga dan mamalia Herbivora Zooplankton
Avertebrata tanah Detritivora Makrozooben-thos
Burung dan hewan lain Karnivora Ikan
Bakteri dan jamur pengurai Saprovora Bakteri, Flagellata
19 April 202319 April 2023 SHARIFUDDIN BIN ANDY OMARSHARIFUDDIN BIN ANDY OMAR 2121
Antara satu ekosistem dan ekosistem lainnya dapat berbeda disebabkan oleh:
1. Jumlah jenis organisme produsen
2. Jumlah jenis organisme konsumen
3. Jumlah biodiversitas mikroorganisme
4. Jumlah dan macam komponen abiotik
5. Kompleksitas interaksi antar komponen
6. Berbagai proses yang berjalan di dalam ekosistem
19 April 202319 April 2023 SHARIFUDDIN BIN ANDY OMARSHARIFUDDIN BIN ANDY OMAR 2222
Studi tentang Ekosistem
Ada dua macam pendekatan untuk mempelajari ekosistem, yaitu:
1. Secara hologis = masukan-masukan dan keluaran-keluaran dari suatu ekosistem diukur, dan bagian-bagian komponen diteliti sesuai dengan tujuan studi
2. Secara merologis = bagian-bagian utama dari ekosistem dipelajari terlebih dahulu, kemudian digabungkan ke dalam sistem secara keseluruhan
19 April 202319 April 2023 SHARIFUDDIN BIN ANDY OMARSHARIFUDDIN BIN ANDY OMAR 2323
PENGENDALIAN BIOLOGIS: HIPOTESIS GAIA
Selain dapat beradaptasi dengan lingkungan fisiknya, setiap organisme juga melakukan aktivitas terhadap ekosistem sehingga dapat menyesuaikan lingkungan geokimia terhadap kebutuhan-kebutuhan biologisnya.
Komunitas organisme dengan lingkungan berkembang bersama sebagai ekosistem.
19 April 202319 April 2023 SHARIFUDDIN BIN ANDY OMARSHARIFUDDIN BIN ANDY OMAR 2424
James Lovelock (1979) mengemukakan hipotesis Gaia yang menyatakan bahwa: organisme, terutama mikroorganisme, telah berevolusi bersama dengan lingkungan fisik untuk membentuk sistem pengendalian yang pelik yang mempertahankan keadaan bumi agar tetap sesuai untuk kehidupan.
Atmosfer bumi yang dicirikan oleh O2 yang tinggi dan CO2 yang rendah, dengan suhu dan pH yang sedang pada permukaan bumi, tidak mungkin terjadi tanpa adanya kegiatan penyanggaan dari organisme dahulu kala dan kegiatan terus-menerus dari tumbuh-tumbuhan dan mikroba yang memperkecil fluktuasi faktor-faktor fisik yang mungkin terjadi jika tidak ada sistem kehidupan.
19 April 202319 April 2023 SHARIFUDDIN BIN ANDY OMARSHARIFUDDIN BIN ANDY OMAR 2525
Mars VenusBumi (tanpa kehidupan)
Bumi
Atmosfer
CO2 95 98 98 0,03
N2 2,7 1,9 1,9 79
O2 (%) 0,13Sangat sedikit
Sangat sedikit
21
Suhu permukaan
(°C)-55 477 290 ± 50 13
19 April 202319 April 2023 SHARIFUDDIN BIN ANDY OMARSHARIFUDDIN BIN ANDY OMAR 2626
Hipotesis Gaia menyarankan pentingnya menemukan dan mempertahankan suatu sistem pengendalian yang memungkinkan biosfer dapat menyesuaikan diri terhadap tingkat pencemaran (CO2, panas, belerang, oksida nitrogen) yang disebabkan oleh aktivitas manusia akibat kemajuan teknologi.
Penghutanan kembali dengan menggunakan pemupukan sebagian dapat berhasil. Keadaan ini memberikan gambaran bahwa kerusakan ekosistem dapat diperbaiki, tetapi dengan usaha dan biaya yang tinggi.
19 April 202319 April 2023 SHARIFUDDIN BIN ANDY OMARSHARIFUDDIN BIN ANDY OMAR 2727
PRODUKSI DAN DEKOMPOSISI Persamaan umum reaksi oksidasi-reduksi
dalam fotosintesis:
CO2 + 2 H2A (CH2O) + H2O + 2 A
Reaksi oksidasinya adalah:
2 H2A 4 H + 2 AReaksi reduksinya adalah:
4 H + CO2 (CH2O) + H2O
Energi
Cahaya
19 April 202319 April 2023 SHARIFUDDIN BIN ANDY OMARSHARIFUDDIN BIN ANDY OMAR 2828
Pada tumbuhan hijau (alga & tanaman): A adalah oksigen. H2O dioksidasi membebaskan gas oksigen dan CO2 direduksi menjadi karbohidrat dan membebaskan air.
Pada bakteri sulfur hijau (Chlorobacteriaceae) dan bakteri sulfur ungu (Thiorhodaceae), H2A berupa senyawa-senyawa anorganik belerang.
Sebaliknya, pada bakteri non-sulfur ungu dan bakteri nin-sulfur coklat (Athiorhodaceae), H2A dapat juga berupa senyawa organik.
Oleh karena itu, pada fotosintesis oleh kelompok bakteri tidak ada pembebasan oksigen.
19 April 2023 SHARIFUDDIN BIN ANDY OMAR 29
19 April 202319 April 2023 SHARIFUDDIN BIN ANDY OMARSHARIFUDDIN BIN ANDY OMAR 3030
Siklus pentosa fosfat (C3) Siklus asam dikarboksilat (C4)
Kloroplat berukuran besar, terdapat di sekeliling urat daun
Butuh 400 – 1000 g air untuk setiap 1 g bahan kering
Penggunaan air efisien, <400 g untuk memproduksi 1 g bahan kering
Terhambat oleh kadar pksigen yang tinggi
Tidak terhambat oleh kadar pksigen yang tinggi
Tahan terhadap serangan hama serangga
Tomat, gandum, padi, sayur-mayur
Berupa rumput-rumputan (Gramineae), jagung, gandum, tebu
Dominan di gurun, padang rumput daerah beriklim sedang
19 April 202319 April 2023 SHARIFUDDIN BIN ANDY OMARSHARIFUDDIN BIN ANDY OMAR 3131
Proses dekomposisi yang dilakukan oleh kelompok organisme heterotrofik diperkirakan seimbang dengan proses metabolisme yang dilakukan oleh kelompok autotrofik.
Tipe-tipe dekomposisi:a. Respirasi aerobik, merupakan proses kebalikan
dari fotosintesis oleh tumbuhan. Bahan organik dirombak kembali menjadi CO2 dan H2O dengan pembebasan energi.
b. Respirasi anaerobik, adalah respirasi dalam kondisi tanpa O2, umumnya dilakukan oleh kelompok saprofag (bakteri, Protozoa, dll.)
c. Fermentasi, juga bersifat anaerobik, misalnya oleh ragi
19 April 202319 April 2023 SHARIFUDDIN BIN ANDY OMARSHARIFUDDIN BIN ANDY OMAR 3232
Proses dekomposisi yang terbesar adalah yang melibatkan mikroorganisme heterotrofik dan saprofag yang menyerang tubuh tumbuhan atau binatang yang telah mati.
Dekomposisi terdiri atas 3 tahap:
a. Pembentukan butiran-butiran detritus oleh proses fisik dan biologis yang diikuti dengan pembebas-an bahan organik yang terlarut.
b. Produksi yang relatif cepat oleh saprofag untuk menghasilkan humus dan pembebasan bahan-bahan organik tambahan yang terlarut
c. Mineralisasi humus yang berlangsung lambat.
19 April 202319 April 2023 SHARIFUDDIN BIN ANDY OMARSHARIFUDDIN BIN ANDY OMAR 3333
Degradasi bahan organik merupakan proses yang panjang dan kompleks tetapi berperan penting dalam ekosistem, karena:
a. Memungkinkan siklus unsur-unsur hara melalui mineralisasi bahan-bahan organik yang telah mati
b. Membentuk senyawa-senyawa organik kompleks yang dapat mengikat unsur hara dan menyedia-kannya kembali untuk diambil oleh tanaman
c. Dengan bantuan mikroba, dapat mengembalikan unsur hara.
d. Menghasilkan energi (makanan) untuk organisme lain e. Menghasilkan zat-zat metabolit sekunder yang dapat
menghambat, menstimulasi, dan mengaturf. Mengubah zat-zat inert bumi untuk menghasilkan tanahg. Memelihara keadaan udara agar sesuai untuk kebutuhan
organisme aerobik yang biomasnya besar (manusia).
19 April 202319 April 2023 SHARIFUDDIN BIN ANDY OMARSHARIFUDDIN BIN ANDY OMAR 3434
Sifat Sibernetik dan Stabilitas Ekosistem
Selain adanya aliran energi dan siklus materi, ekosistem juga kaya akan arus komunikasi fisis dan kimia yang menghubungkan semua bagian-bagian serta mengendalikan dan mengatur sistem sebagai satu kesatuan.
Ekosistem memiliki sifat sibernetik (pengemudi atau penguasa) tetapi fungsi pengendalian ini bersifat internal dan menyebar, bukan bersifat eksternal dan spesifik seperti pada peralatan sibernetik buatan manusia.
19 April 202319 April 2023 SHARIFUDDIN BIN ANDY OMARSHARIFUDDIN BIN ANDY OMAR 3535
Di alam terdapat beberapa spesies atau komponen yang dapat melaksanakan suatu fungsi tertentu sehingga memungkinkan terjadinya stabilitas.
Derajat stabilitas yang dapat dicapai sangat bervariasi, tergantung pada kerasnya tantangan lingkungan dan efisiensi dari pengendalian di dalam.
Stabilitas dibedakan atas: a) stabilitas resistensi = kemampuan ekosistem
untuk bertahan terhadap kerusakan dan menjaga struktur dan fungsinya secara utuh.
b) stabilitas resiliensi = kemampuan ekosistem untuk cepat pulih apabila mengalami gangguan.
19 April 202319 April 2023 SHARIFUDDIN BIN ANDY OMARSHARIFUDDIN BIN ANDY OMAR 3636
Bentuk-bentuk EkosistemPengelompokan berdasarkan kegiatan iptek:a. Ekosistem alami = komponen-komponennya
lengkap, dapat memelihara dan memenuhi kebutuhannya sendiri, selalu dalam keseimbangan, lebih mantap, tidak mudah terganggu, tidak mudah tercemar.
b. Ekosistem buatan = komponen-komponennya kurang lengkap, memerlukan subsidi dari luar, memerlukan pemeliharaan dan perawatan, mudah terganggu, mudah tercemar, tidak mantap, dan lebih rentan terhadap perubahan.
19 April 202319 April 2023 SHARIFUDDIN BIN ANDY OMARSHARIFUDDIN BIN ANDY OMAR 3737
Berdasarkan habitat, ekosistem dapat dibedakan atas:
a. Ekosistem mangrove
b. Ekosistem pantai
c. Ekosistem sungai (daerah aliran sungai)
d. Ekosistem danau
e. Ekosistem terumbu karang
f. Ekosistem rawa gambut
g. Hutan dataran rendah
h. Gunung
i. Gua
Top Related