LAPORAN EKOSISTEM ANGGREK diajukan untuk memenuhi matakuliah Ilmu Pertanian Umum tujuan kunjungan memahami ekosistem anggrek Oleh: Anita M Tary Muhammad Fatih Janata Riyan Purwanto Achmad Hafirudin A. (191710201003) (191710201032) (191710201034) (191710201094) JURUSAN TEKNIK PERTANIAN FAKULTAS TEKNOLOGI PERTANIAN UNIVERSITAS JEMBER 2019 BAB I PENDAHULUAN Latar Belakang Ekosistem diartikan sebagai tatanan kesatuan secara utuh menyeluruh antara segenap komponen lingkungan hidup yang saling berinteraksi membentuk suatu kesatuan yang teratur. Keteraturan tersebut ada dalam suatu keseimbangan tertentu yang bersifat dinamis. Artinya, bisa terjadi perubahan, baik besar maupun kecil, yang disebabkan oleh faktor alamiah maupun akibat ulah manusia. Keseimbangan suatu ekosistem akan terjadi, bila komponen-komponennya dalam jumlah yang berimbang. Komponen-komponen ekosistem mencakup : Faktor Abiotik, Produsen, Konsumen, Detritivora, dan Dekomposer (Pengurai). Di antara komponen- komponen ekosistem terjadi terjadi interaksi, saling membutuhkan dan saling memberikan apa yang menjadi sumber penghidupannya. Tujuan Makalah - mengidentifikasi bentuk ekosistem pada tanaman anggrek - mengidentifikasi prinsip-prinsip didalam ekosistem anggrek - mengidentifikasi siklus biogeokimia pada ekosistem anggrek - mengidentifikasi ikatan rantai makanan dan rantai energi pada ekosistem anggrek - mengidentifikasi interaksi-interaksi yang terjadi pada ekosistem anggrek Manfaat manfaat dari makalah/laporan ini ialah menambah pengetahuan bagi pembaca dan penulis, yang nantinya diharapkan dapat mengembangkan ilmu pengetahuan dan mampu mengatasi, memecah dan mencegah masalah yang ada dalam laporan ini. BAB II TINJAUAN PUSTAKA 2.1. Ekosistem Alami dan Buatan Ekosistem secara umum terbagi menjadi dua, yaitu ekosistem alami dan ekosistem buatan. 1. Ekosistem Alami Ekosistem alami adalah ekosistem yang dibuat langsung oleh alam. Ekosistem alami, bertugas menjaga keseimbangan ekosistem. Sehingga jika ada satu ekosistem yang rusak, maka keseimbangan lingkungan akan terganggu. Ekosistem alami terbagi lagi menjadi dua, yaitu ekosistem darat dan ekosistem laut. A. Ekosistem Darat Sabana Sabana dari daerah tropik terdapat di wilayah dengan curah hujan 40 – 60 inci per tahun, tetapi temepratur dan kelembaban masih tergantung musim. Sabana yang terluas di dunia terdapat di Afrika; namun di Australia juga terdapat sabana yang luas. Hewan yang hidup di sabana antara lain serangga dan mamalia seperti zebra, singa, dan hyena. Padang Rumput Padang rumput terdapat di daerah yang terbentang dari daerah tropik ke subtropik. Ciri-ciri padang rumput adalah curah hujan kurang lebih 25-30 cm per tahun, 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, tikus dan ular. Gurun Gurun terdapat di daerah tropik yang berbatasan dengan padang rumput. Ciri-ciri ekosistem gurun adalah gersang dan curah hujan rendah (25 cm/tahun). 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, semut, ular, kadal, katak, kalajengking, dan beberapa hewan nokturnal lain. Hutan Hujan Tropis Hutan hujan tropis terdapat di daerah tropik dan subtropik. Ciri-cirinya adalah curah hujan 200-225 cm per tahun. Spesies pepohonan relatif banyak, jenisnya berbeda antara satu dengan yang lainnya tergantung letak geografisnya. Tinggi pohon utama antara 20-40 m, cabang-cabang pohon tinggi dan berdaun lebat hingga membentuk tudung (kanopi). Dalam hutan basah terjadi perubahan iklim mikro, yaitu iklim yang langsung terdapat di sekitar organisme. Daerah tudung cukup mendapat sinar matahari, variasi suhu dan kelembapan tinggi, suhu sepanjang hari sekitar 25 °C. Dalam hutan hujan tropis sering terdapat tumbuhan khas, yaitu liana (rotan) dan anggrek sebagai epifit. Hewannya antara lain, kera, burung, badak, babi hutan, harimau, dan burung hantu. Hutan Gugur Hutan gugur terdapat di daerah beriklim sedang yang memiliki emapt musim, ciri-cirinya adalah curah hujan merata sepanjang tahun. Jenis pohon sedikit (10 s/d 20) dan tidak terlalu rapat. Hewan yang terdapat di hutam gugur antara lain rusa, beruang, rubah, bajing, burung pelatuk, dan rakun (sebangsa luwak). Taiga Taiga terdapat di belahan bumi sebelah utara dan di pegunungan daerah tropik, ciri-cirinya adalah suhu di musim dingin rendah. Biasanya taiga merupakan hutan yang tersusun atas satu spesies seperti konifer, pinus, dan sejenisnya. Semak dan tumbuhan basah sedikit sekali, sedangkan hewannya antara lain moose, beruang hitam, ajag, dan burung-burung yang bermigrasi ke selatan pada musim gugur. Tundra 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 perdu, dan rumput alangalang. Pada umumnya, tumbuhannya mampu beradaptasi dengan keadaan yang dingin. Gua Karst berawal dari nama kawasan batu gamping di wilayah Yugoslavia. Kawasan karst di Indonesia rata-rata mempunyai ciri-ciri yang hampir sama yaitu, tanahnya kurang subur untuk pertanian, sensitif terhadap erosi, mudah longsor, bersifat rentan dengan pori-pori aerasi yang rendah, gaya permeabilitas yang lamban dan didominasi oleh pori-pori mikro. Ekosistem karst mengalami keunikan tersendiri, dengan keragaman aspek biotis yang tidak dijumpai di ekosistem lain. B. Ekosistem air 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. Ekosistem Air Laut Habitat laut (oseanik) ditandai oleh salinitas (kadar garam) yang tinggi dengan ion CI- mencapai 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, sehingga terdapat batas antara lapisan air yang panas di bagian atas dengan air yang dingin di bagian bawah yang disebut daerah termoklin. Ekosistem Estuari Estuari (muara) merupakan tempat bersatunya sungai dengan laut. Estuari sering dipagari oleh lempengan lumpur intertidal yang luas atau rawa garam. Ekosistem estuari memiliki produktivitas yang tinggi dan kaya akan nutrisi. Komunitas tumbuhan yang hidup di estuari antara lain rumput rawa garam, ganggang, dan fitoplankton. Komunitas hewannya antara lain berbagai cacing, kerang, kepiting, dan ikan. Ekosistem Pantai Dinamakan demikian karena yang paling banyak tumbuh di gundukan pasir adalah tumbuhan Ipomoea pes caprae yang tahan terhadap hempasan gelombang dan angin. Tumbuhan yang hidup di ekosistem ini menjalar dan berdaun tebal. Ekosistem Sungai Sungai adalah suatu badan air yang mengalir ke satu arah. Air sungai dingin dan jernih serta mengandung sedikit sedimen dan makanan. Aliran air dan gelombang secara konstan memberikan oksigen pada air. Suhu air bervariasi sesuai dengan ketinggian dan garis lintang. Ekosistem Terumbu Karang Ekosistem ini terdiri dari coral yang berada dekat pantai. Efisiensi ekosistem ini sangat tinggi. Hewan-hewan yang hidup di karang memakan organisme mikroskopis dan sisa organik lain. Berbagai invertebrata, mikro organisme, dan ikan, hidup di antara karang dan ganggang. Herbivora seperti siput, landak laut, ikan, menjadi mangsa bagi gurita, bintang laut, dan ikan karnivora. Kehadiran terumbu karang di dekat pantai membuat pantai memiliki pasir putih. Ekosistem Laut Dalam Kedalamannya lebih dari 6.000 m. Biasanya terdapat lele laut dan ikan laut yang dapat mengeluarkan cahaya. Sebagai produsen terdapat bakteri yang bersimbiosis dengan karang tertentu. Ekosistem Lamun Lamun atau seagrass adalah satu-satunya kelompok tumbuh-tumbuhan berbunga yang hidup di lingkungan laut. Tumbuh-tumbuhan ini hidup di habitat perairan pantai yang dangkal. Seperti halnya rumput di darat, mereka mempunyai tunas berdaun yang tegak dan tangkai-tangkai yang merayap yang efektif untuk berbiak. Berbeda dengan tumbuh-tumbuhan laut lainnya (alga dan rumput laut), lamun berbunga, berbuah dan menghasilkan biji. Mereka juga mempunyai akar dan sistem internal untuk mengangkut gas dan zat-zat hara. Sebagai sumber daya hayati, lamun banyak dimanfaatkan untuk berbagai keperluan. 2. Ekosistem Buatan Ekosistem buatan adalah ekosistem yang dibuat oleh manusia. Fungsi ekosistem buatan adalah menjaga ekosistem alami tetap seimbang. Selain itu, ekosistem buatan dibuat untuk melestarikan hewan atau tumbuhan yang ada terancam punah, sehingga tidak ada lagi makhluk hidup yang punah di bumi. ekosistem buatan adalah salah satu cara untuk melestarikan keanekaragaman hayati. Contoh ekosistem buatan antara lain: Suaka marga satwa Suaka marga satwa adalah upaya perlindungan pada ekosistem yang dinilai memiliki keunikan. Keunikan itu juga berisi berbagai macam jenis flora dan fauna yang harus dilindungi. Suaka marga satwa dibuat oleh manusia langsung di alam. Taman hutan raya adalah taman hutan yang sebagian masih habitat asli, dan sebagian telah di perbarui dengan lingkungan buatan. Taman hutan raya mengkhususkan pada konservasi koleksi tumbuhan. Ciri- ciri hutan raya adalah mempunyai koleksi tumbuhan yang banyak serta unik, mempunyai wilayah yang luas, serta masih memiliki keindahan habitat aslinya. Hutan raya juga dapat dikatakan sebagai hutan buatan, karena sebagian besar dibuat oleh manusia. Kebun binatang Kebun binatang adalah salah satu bentuk konservasi dengan memakai lingkungan alam buatan, yang terpisah- pisah pada setiap jenis spesies. Kekurangan dari kebun binatang adalah, hewan berada di dalam kandang yang terbatas. Selain itu, banyak kebun binatang yang tidak dirawar dengan baik. Akibatnya banyak binatang yang mati atau kelaparan, seperti yang terjadi di kebun binatang bandung. Taman Safari Taman safari adalah upaya pelestarian flora dan fauna melalui pembuatan lingkungan buatan. Berbeda dengan kebung binatang yang setiap spesies berada dalam satu kandang, pada taman safari, beberapa spesies berada dalam satu wilayah besar. Setiap wilayah terpisah oleh pagar tinggi. Pengunjung harus memakai mobil atau kendaraan dari taman safari jika ingin mengunjungi serta melihat jenis fauna dan flora di dalamnya Taman safari adalah salah satu cara melestarikan lingkungan dengan metode eksitu. Taman safari memakai metode yang jauh lebih baik daro pada kebun binatang, sehingga hewan tidak merasa terkekang. Waduk Waduk adalah sebuah tempat penampungan air raksasa yang di buat oleh manusia. Selain itu, waduk juga sebagai penghalang aliran air sungai, sehingga aliran menjadi meninggi dan terlihat seperti danau yang besar. Waduk juga biasa di sebut sebagai bendungan. Waduk berfungsi sebagai salah satu penyedia air bagi masyarakat, selain itu waduk juga di pakai sebagai bagian dari system irigasi di sawah. Waduk dapat menjadi ekosistem baru bagi ikan- ikan air tawar 2.2. Prinsip Ekosistem Ekosistem harus mempunyai beberapa ketentuan untuk dapat membentuk interkasi organisme dengan lingkungannya seperti antara komponen biotik dan komponen abiotik, komponen biotik dan komponen biotik, serta komponen abiotik dan komponen abiotik. Prinsip ekosistem sebagai berikut : 1) Keanekaragaman 2) Saling keterkaitan dan ketergantungan 3) Keteraturan dan keseimbangan yang dinamis 4) Harmonisasi dan stabilitas 5) Manfaat dan produktivitas Keanekaragaman Keanekaragaman makhluk hidup perlu dijaga supaya ekosistem menjadi stabil. Semakin beranekaragam makhluk hidup dalam suatu ekosistem, semakin stabil ekosistem tersebut. Flora dan fauna alami yang terdapat di hutan perlu dilestarikan karena merupakan sumber plasma nutfah (plasma benih). Sumber plasma nutfah dapat dimanfaatkan untuk mencari bibit unggul bagi kepentingan kesejahteraan manusia. Upaya perlindungan keanekaragaman hayati dapat dilakukan dengan mendirikan cagar alam, taman nasional, hutan wisata, taman laut, hutan lindung dan kebun raya. Untuk mencegah kepunahan makhluk hidup, kadang diperlukan pemeliharaan untuk mengembangbiakannya, yang disebut dengan penangkaran. Ketergantungan Saling kebergantungan tidak hanya terjadi antar komponen biotik. Saling kebergantungan juga terjadi antara komponen biotik dan abiotiknya. 1. Saling Kebergantungan Antarkomponen Biotik a. Rantai Makanan Perpindahan materi dan energi melalui proses makan dan dimakan dengan urutan tertentu disebut rantai makanan Tiap tingkat dari rantai makanan disebut tingkat trofi atau taraf trofi. Karena organisme pertama yang mampu menghasilkan zat makanan adalah tumbuhan maka tingkat trofi pertama selalu diduduki tumbuhan hijau atau produsen. Tingkat selanjutnya adalah tingkat trofi kedua, terdiri atas hewan pemakan tumbuhan yang biasa disebut konsumen primer. Hewan pemakan konsumen primer merupakan tingkat trofi ketiga, terdiri atas hewan-hewan karnivora. b. Jaring-Jaring Makanan Pada hakikatnya, setiap makhluk hidup di dalam suatu ekosistem merupakan sumber materi dan energi bagi makhluk hidup lainnya. Suatu kenyataannya bahwa setiap jenis makhluk hidup tidak hanya memakan satu jenis makhluk hidup lainnya. Akibat dari semua itu maka di dalam suatu ekosistem, rantai-rantai makanan itu akan saling berhubungan satu sama lain sedemikian rupa sehingga membentuk seperi jaring-jaring. Itulah sebabnya disebut jaring-jaring makanan. 2.Saling Kebergantungan Antara Komponen Biotik dan Abiotik Saling kebergantungan di antara komponen yang ada dalam ekosistem, baik antara komponen biotik dan abiotik contohnya dapat dilihat pada siklus karbon. Siklus karbon tidak akan berjalan dengan baik apabila tidak ada tumbuhan, hewan, pengurai, air dan tanah. Keseimbangan Keseimbangan dalam ekosistem merupakan kemampuan ekosistem untuk menahan berbagai perubahan dalam sistem secara keseluruhan. Semua kelas organisasi kehidupan pada ekosistem saling hubungan timbal balik membentuk kehidupan harmonis dan seimbang. Faktor yang Mempengaruhi Keseimbangan Ekosistem. Perubahan di ekosistem terpegaruh oleh beberapa faktor sehingga akan mengganggu kondisi homeostasisnya. Faktor pengganggu pada keseimbangan ekosistem mencakup faktor alam serta faktor perilaku manusia. Berikut contoh faktor yang menganggu kesimbangan ekosistem, antara lain: 1. Faktor Alam Faktor alam banyak terpengaruh oleh bencana alam yang telah terjadi. Beberapa bencana yang bisa menjadi pengaruh keseimbangan ekosistem diantaranya: Gunung meletus Tsunami Gempa Banjir Longsor Pergeseran lempeng tektonik Beberapa bencana alam ini kemungkinan terjadi karena ulah dari manusia sendiri, seperti banjir dan juga longsor. 2. Faktor Perilaku Manusia Perilaku manusia yang tak bertanggungjawab bisa merusak keseimbangan ekosistem, baik dalam ekosistem alami ataupun ekosistem buatan. Dengan pertumbuhan penduduk sangat pesat, manusia menjadi semakin banyak mengeksploitasi alam secara berlebihan guna memenuhi segala kebutuhan hidupnya. Sejumlah perilaku manusia yang dapat mengganggu keseimbangan ekosistem diantaranya: 1. Penebangan Liar. Berpotensi sebagai penyebab longsor serta banjir, selain itu penebangan liar membuat habitat hewan menjadi rusak. 2. Pencemaran. Dampaknya dari pencemaran udara adalah menipisnya lapisan ozon sebagai pelindung Bumi (pemanasan global). 3. Penggunaan pupuk anorganik & pestisida. Pemakaian pupuk anorganik dan pestisida bisa mengikis kesuburan pada tanah sehingga tanah menjadi rusak dan membunuh organisme ekosistem sawah. 4. Pembuangan limbah sembarangan. Semua limbah jika tak diolah dan langsung dibuang maka menimbulkan masalah lingkungan yang berakibat bagi kesehatan manusia. Stabilitas Pada jangka pendek, ekosistem yang konstan berubah pada basis musiman (sepeti gugurnya daun dan proses dekomposisi) dan berlangsung sepanjang tahun, hal ini akan menjadi fluktuasi ekosistem yang alami pada awal pembetukannya. Untuk jangka panjang, akan terbentuk kondisi mantap dari keseimbangan yang dinamis. Kesulitannya dalam ekologi ialah mengisolasi kedua periode jangka tersebut dan juga dalam mencirikan stabilitas. Ada dua konsep stabilitas yang digunakan, yaitu stabilitas dipandang dari jumlah jenis dalam ekosistem yang konstan, atau jumlah individu suatu jenis di dalam suatu populasi. Konsep ini sering disebut sebagai `stabilitas tanpa goyangan' (no-oscillation stability). Konsep yang lain ialah stabilitas dipandang sebagai kemampuan suatu sistem dalam memelihara, atau mengembalikan dirinya, pada kondisi orisinilnya setelah tejadi perubahan atau dampak karena faktor eksternal. Konsep ini sering disebut sebagai `stabilitas ketahanan' (stability-resistance). Para ahli ekologi tidak pernah membedakan kedua konsep tersebut bahkan lebih menekankan pada istilah daya tenting (resilience) yang berkaitan dengan kemampauan suatu sistem untuk mengatur dirt terhadap tekanan dan hal ini sebagai property yang fundamental bagi stabilitas. Produktivitas Laju produksi makhluk hidup dalam ekosistem disebut sebagai produktivitas. Produksi bagi ekosistem merupakan proses pemasukan dan penyimpanan energy dalam ekosistem. Pemasukan energy dalam ekosistem yang dimaksud adalah pemindahan energi cahaya menjadi energy kimia oleh produsen. Sedangkan penyimpanan energi yang dimaksudkan adalah penggunaan energy oleh konsumen dan mikroorganisme. 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. 2.3. Siklus Beogeokimia Daur biogeokimia adalah daur ulang air dan komponen-komponen kimia (unsur kimia) yang melibatkan peran serta dari makhluk hidup termasuk manusia dan bebatuan/geofisik. Daur Biogeokimia memiliki peranan yang sangat penting bagi kehidupan manusia. Yang termasuk daur biogeokimia antara lain: Daur fospor Daur air Daur Belerang/Sulfur Daur nitrogen Daur Karbon dan oksigen 1. Siklus Fospor Siklus fosfor dalam lingkungan hidup relatif lebih sederhana bila dibandingkan dengan siklus bahan-bahan kimia yang lain, tetapi siklus fosfor ini mempunyai peranan yang sangat penting sebagai pembawa energi dalam bentuk ATP (Adenosin Triphosphat). Siklus unsur ini adalah perputaran bahan kimia yang menghasilkan endapan seperti halnya siklus kalsium. Sebagian besar fosfor terdapat dalam batuan beku dan bahan induk tanah sebagai senyawa apatit. fluoroapatit (Ca 10 (PO 4 ) 6 F 2 ) merupakan salah satu mineral apatit yang dikenal. Dalam lingkungan tidak ditemukan senyawa fosfor yang berbentuk gas, pada umumnya unsur fosfor yang terdapat di lingkungan berupa partikel-partikel padat. Di alam, unsur fosfor banyak terdapat dalam bentuk HPO 42- atau HPO 4- , baik sebagai ion anorganik maupun organik yang larut serta yang tidak larut. Posfor merupakan elemen penting dalam kehidupan karena semua makhluk hidup membutuhkan posfor dalam bentuk ATP (Adenosin Tri Fosfat), sebagai sumber energi untuk metabolisme sel. Sangat dibutuhkan untuk membentuk asam nukleat, protein, ATP Fosfor tidak mengalami fase gan Batuan yang mengandung fosfat → pelapukan → fosfat terbawa ke laut →terbentuk sedimen Bakteri dan jamur → mengurai materi anorganik di tanah → fosfor → dipakai tumbuhan Fosfat di tanah → digunakan tumbuhan → dimakan herbivor → dimakan karnivor → fosfat keluar melalui urin dan feses. Posfor terdapat di alam dalam bentuk ion fosfat (PO43-). Ion Fosfat terdapat dalam bebatuan. Adanya peristiwa erosi dan pelapukan menyebabkan fosfat terbawa menuju sungai hingga laut membentuk sedimen. Adanya pergerakan dasar bumi menyebabkan sedimen yang mengandung fosfat muncul ke permukaan. Di darat tumbuhan mengambil fosfat yang terlarut dalam air tanah. Siklus fosfor, bersifat kritis karena fosfor secara umum merupakan hara yang terbatas dalam ekosistem. Tidak ada bentuk gas dari fosfor yang stabil, oleh karena itu siklus fosfor adalah “endogenik”. Dalam geosfer, fosfor terdapat dalam jumlah besar dalam mineral-mineral yang sedikit sekali larut seperti hidroksiapilit, garam kalsium. Adapun gambar dari siklus fosfor adalah sebagai berikut. Fosfor terlarut dari mineral-mineral fosfat dan sumber-sumber lainnya, seperti pupuk fosfat, diserap oleh tanaman dan tergabung dalam asam nukleat yang menyusun material genetic dalam organisme. Mineralisasi dari biomassa oleh pembusukan/penguraian mikroba mengembalikan fosfor kepada larutan garamnya yang kemudian dapat mengendap sebagai bahan mineral. Sejumlah besar dari mineral-mineral fosfat digunakan sebagai bahan pupuk, industry kimia, dan “food additives”. Fosfor merupakan salah satu komponen dari senyawa-senyawa sangat toksik, terutama insektisida organofosfat. 2. Siklus Air Air di atmosfer berada dalam bentuk uap air. Uap air berasal dari air di daratan dan laut yang menguap karena panas cahaya matahari. Sebagian besar uap air di atmosfer berasal dari laut karena laut mencapai tigaperempat luas permukaan bumi. Uap air di atmosfer terkondensasi menjadi awan yang turun ke daratan dan laut dalam bentuk hujan. Air hujan di daratan masuk ke dalam tanah membentuk air permukaan tanah dan air tanah. 3. Siklus Belerang (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. Siklus belerang relative kompleks dimana melibatkan berbagai macam gas, mineralmineral yang sukar larut dan beberapa sepsis lainnya dalam larutan. Siklus ini berkaitan dengan siklus oksigen dimana belerang bergabung dengan oksigen membentuk gas belerang oksida, SO2, sebagai bahan pencemar air. Diantara spesispesi yang secara siknifikan terlihat dalam siklus belerang adalah gas hydrogen sulfide H2S; mineral-mineral sulfide seperti PbS; asam sulfat H2SO4; belerang oksida, SO2 komponen utama dari hujan asam; dan belerang yang terikat dalam protein. Hujan asam didefinisikan sebagai segala macam hujan dengan pH di bawah 5,6. Hujan secara alami bersifat asam (pH sedikit di bawah 6) karena karbondioksida (CO2) di udara yang larut dengan air hujan memiliki bentuk sebagai asam lemah. Jenis asam dalam hujan ini sangat bermanfaat karena membantu melarutkan mineral dalam tanah yang dibutuhkan oleh tumbuhan dan binatang. Hujan asam disebabkan oleh belerang (sulfur) yang merupakan pengotor dalam bahan bakar fosil serta nitrogen di udara yang bereaksi dengan oksigen membentuk sulfur dioksida dan nitrogen oksida. Zat-zat ini berdifusi ke atmosfer dan bereaksi dengan air untuk membentuk asam sulfat dan asam nitrat yang mudah larut sehingga jatuh bersama air hujan. Air hujan yang asam tersebut akan meningkatkan kadar keasaman tanah dan air permukaan yang terbukti berbahaya bagi kehidupan ikan dan tanaman 4. Siklus Nitrogen Pada umumnya makhluk hidup tidak dapat mengambil langsung nitrogen yang ada di udara. Tapi nitrogen dapat diambil pada proses fiksasi nitrogen oleh bakteri Azotobacter dan Rhizobium. Nitritasi : proses pengubahan amonia menjadi ion nitrit oleh Nitromonas dan Nitrococcus Nitratasi: proses pengubahan nitrit menjadi nitrat oleh Nitrobacter Denitrifikasi: proses pemecahan senyawa HNO3 menjadi gas N2 oleh Pseudomonas denitrificans dan Thiobacillus denitrificans Di alam, Nitrogen terdapat dalam bentuk senyawa organik seperti urea, protein, dan asam nukleat atau sebagai senyawa anorganik seperti ammonia, nitrit, dan nitrat. 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). Beberapa jenis bakteri yang dapat menambat nitrogen terdapat pada akar legume tumbuhan lain, misalnya Marsiella Siklus nitrogen merupakan proses pembentukan dan penguraian nitrogen sebagai sumber protein utama di alam. Nitrogen menjadi penyusun utama protein dan sangat diperlukan oleh tumbuhan dan hewan dalam jumlah besar. Nitrogen diperlukan tumbuhan dalam bentuk terikat (ikatan suatu senyawa dengan unsur lain). Nitrogen bebas dapat difiksasi (di ikat) di dalam tanah oleh bakteri yang bersifat simbiotik dan dapat mengikat protein jika bekerjasama dengan akar tumbuhan polong, yang mempunyai bintil akar, rumpun tropik, dan beberapa jenis gangaang. Selain itu terdapat bakteri dalam tanah yang dapat memikat nitrogen secara langsung, yaitu acetobacter sp yang bersifat aerob dan clostridium sp. yang bersifat anaerob. Selain itu, terdapat beberapa jenis spesies gangganng biru yang dapat menambat nitrogen, antara lain nostoc sp. dan anabaena sp. Tumbuhan memperoleh nitrogen di dalam tanah berupa amonia (NH3), ion nitrit (NO2-), dan ion nitrat (NO3-). Dalam tanah nitrogen terdapat dalam organik tanah di berbagai tahap pembusukan, namun belum dapat dimanfaatkan tumbuhan. Nitrogen yang dimanfaatkan tumbuhan biasanya terikat dalam bentuk ammonium dan (NH4+) ion nitrat (NO3-). Amonia diperoleh dari hasil penguraian jaringan yang mati dan oleh bakteri. Amonia ini dapat dinitrifikasi oleh bakteri nitrit, yaitu nitrosomonas dan nitrosococcus menjadi NO2-. Selanjutnya oleh bakteri denitrifikasi, yaitu pseudomonas denitrifikasi, nitrat diubah kembali menjadi ammonia dan ammonia diubah kembali menjadi nitrogen yang dilepas bebas ke udara. Dengan cara ini siklus nitrogen akan berulang dalam ekosistem. Nitrat sangat mudah larut dalam tanah, sehinga cepat hilang karena proses pembusukan. Taraf ketersesisaan nitrogen dalam tanah tergantung pada banyaknya bahan organik, populasi zat-zat renik, dan tingkat pembasuhan tanah oleh air. Dalam keadaan alami terjadi keseimbangan antara laju pertumbuhan dan gaya-gaya yang menentukan penyediaan nitrogen dalam tanah. Proses pemanenan menyebabkan sejumlah besar nitrogen terikat hilang akibat tanah mengalami pembasuhan oleh gerak aliran air dan kegiatan jasad renik. Selain itu nitrogen terikat juga hilang, karena diambil oleh bakteri pengubah nitrat menjadi nitrogen. Hal ini menyebabkan pertanian intensif sangat tergantung pada tambahan pupuk nitrogen. Bakteri penghasil ion nitrit dan nitrat bersifat autotrof dan aerob, sehingga kehidupannya dipengaruhi oleh aerosotama, suhu, dan kandungan air dalam tanah. Sementara itu proses perubahan nitrit menjadi nitrogen bersifat 5. Siklus Karbon dan Oksigen Sumber karbon di alam adalah CO 2 : CO 2 di alam → fotosintesis → tumbuhan mati → karbon tersimpan di dalam fosil Makhluk hidup bernapas → mengeluarkan CO 2 dipakai untuk fotosintesis Hewan mati → karbon tersimpan di dalam fosil Fosil → bahan bakar → CO 2 terlepas kembali ke udara Proses timbal balik fotosintesis dan respirasi seluler bertanggung jawab atas perubahan dan pergerakan utama karbon. Naik turunnya CO 2 dan O 2 atsmosfer secara musiman disebabkan oleh penurunan aktivitas fotosintetik. Dalam skala global kembalinya CO 2 dan O 2 ke atmosfer melalui respirasi hampir menyeimbangkan pengeluarannya melalui fotosintesis. Akan tetapi pembakaran kayu dan bahan bakar fosil menambahkan lebih banyak lagi CO 2 ke atmosfir. Sebagai akibatnya jumlah CO 2 di atmosfer meningkat. CO 2 dan O 2 atmosfer juga berpindah masuk ke dalam dan ke luar sistem akuatik, dimana CO 2 dan O 2 terlibat dalam suatu keseimbangan dinamis dengan bentuk bahan anorganik lainnya. A. Siklus Oksigen Senyawaan oksigen dengan semua unsure kecuali He, Ne, dan mungkin Ar dikenal. Molekul oksigen (dioksigen, O2 ) bereaksi dengan semua unsur lain kecuali halogen, beberapa logam mulia, dan gas-gas mulia baik dalam suhu ruangan atau pada pemanasan. Oksigen merupakan unsur yang vital bagi kehidupan di bumi ini. Sumber oksigen paling besar berasal dari proses fotosintesis yang dilakukan tumbuhan. Tumbuhan dan manusia atau hewan adalah komponen penyusun ekosistem yang mempengaruhi terjadinya proses atau daur oksigen di alam semesta. Adapun daur oksigen tersebut dijelaskan seperti pada gambar di bawah ini. 1. Proses fotosintesis tumbuhan dan alga menyerap CO2 dan menghasilkan O2 yang dilepaskan ke atmosfer. 2. Kemudian O2 dihirup oleh manusia dan hewan melalui respirasi atau pernafasan. 3. Oksigen oleh manusia dan hewan kemudian digunakan sebagai bahan bakar sari makanan melalui proses metabolisme dalam tubuhnya masing-masing. 4. Metabolisme manusia dan hewan menghasilkan CO2 yang kemudian dilepaskan ke atmosfer. 5. Aktivitas industri juga dapat bekerja saat oksigen tersedia dan membuang CO2 ke atmosfer sebagai limbah industri. 6. Senyawa hasil respirasi makhluk hidup dan pembakaran industri adalah CO2 dan H2O. Kedua senyawa ini kemudian digunakan kembali oleh tumbuhan untuk melakukan proses fotosintesis. 7. Begitu seterusnya sehingga daur oksigen dapat terus berlanjut. B. Siklus Karbon Siklus karbon adalah siklus biogeokimia di mana karbon dipertukarkan antara biosfer, geosfer, hidrosfer, dan atmosfer bumi. Dalam siklus ini terdapat empat reservoir karbon utama yang dihubungkan oleh jalur pertukaran. Reservoir-reservoir tersebut adalah: 1. Atmosfer 2. Biosfer Teresterial, meliputi freshwater sistem dan material nonhayati organik seperti soil karbon (karbon tanah) 3. Lautan, meliputi karbon anorganik terlarut dan biota laut hayati atau nonhayati 4. Sedimen, meliputi bahan baker fosil Pertukaran karbon antara reservoir terjadi karena proses kimia, fisika, geologi, dan biologi yang bermacam-macam. Terdapat lebih banyak persenyawaan karbon yang dikenal daripada persenyawaan unsur lain kecuali hydrogen. Kebanyakan dikenal sebagai zat-zat kimia organic. Keistimewaan karbon yang unik adalah kecenderungannya secara alamiah mengikat dirinya sendiri dalam rantai-rantai atau cincin-cincin , tidak hanya dengan ikatan tunggal, C-C, tetapi juga mengandung ikatan ganda, C=C atau C=C . Di atmosfer terdapat kandungan COZ sebanyak 0.03%. Sumber-sumber COZ di udara berasal dari respirasi manusia dan hewan, erupsi vulkanik, pembakaran batubara, dan asap pabrik. Karbon dioksida di udara dimanfaatkan oleh tumbuhan untuk berfotosintesis dan menghasilkan oksigen yang nantinya akan digunakan oleh manusia dan hewan untuk berespirasi. Hewan dan tumbuhan yang mati, dalam waktu yang lama akan membentuk batubara di dalam tanah. Batubara akan dimanfaatkan lagi sebagai bahan bakar yang juga menambah kadar C02 di udara. Di ekosistem air, pertukaran C02 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 C02 di air. Siklus karbon adalah siklus biogeokimia dimana karbon dipertukarkan antara biosfer, geosfer, hidrosfer, dan atmosfer Bumi (objek astronomis lainnya bisa jadi memiliki siklus karbon yang hampir sama meskipun hingga kini belum diketahui). Dalam siklus ini terdapat empat reservoir karbon utama yang dihubungkan oleh jalur pertukaran. Reservoir-reservoir tersebut adalah atmosfer, biosfer teresterial (biasanya termasuk pula freshwater system dan material non-hayati organik seperti karbon tanah (soil carbon)), lautan (termasuk karbon anorganik terlarut dan biota laut hayati dan non-hayati), dan sedimen (termasuk bahan bakar fosil). Pergerakan tahuan karbon, pertukaran karbon antar reservoir, terjadi karena proses-proses kimia, fisika, geologi, dan biologi yang bermaca-macam. Lautan mengadung kolam aktif karbon terbesar dekat permukaan Bumi, namun demikian laut dalam bagian dari kolam ini mengalami pertukaran yang lambat dengan atmosfer. Karbon dioksida (rumus kimia: CO2) atau zat asam arang adalah sejenis senyawa kimia yang terdiri dari dua atom oksigen yang terikat secara kovalen dengan sebuah atom karbon. Ia berbentuk gas pada keadaan temperatur dan tekanan standar dan hadir di atmosfer bumi. Rata-rata konsentrasi karbon dioksida di atmosfer bumi kirakira 387 ppm berdasarkan volume [1] walaupun jumlah ini bisa bervariasi tergantung pada lokasi dan waktu. Karbon dioksida adalah gas rumah kaca yang penting karena ia menyerap gelombang inframerah dengan kuat. Karbon dioksida dihasilkan oleh semua hewan, tumbuh-tumbuhan, fungi, dan mikroorganisme pada proses respirasi dan digunakan oleh tumbuhan pada proses fotosintesis. Oleh karena itu, karbon dioksida merupakan komponen penting dalam siklus karbon. Karbon dioksida juga dihasilkan dari hasil samping pembakaran bahan bakar fosil. Karbon dioksida anorganik dikeluarkan dari gunung berapi dan proses geotermal lainnya seperti pada mata air panas. Karbon dioksida tidak mempunyai bentuk cair pada tekanan di bawah 5,1 atm namun langsung menjadi padat pada temperatur di bawah -78 °C. Dalam bentuk padat, karbon dioksida umumnya disebut sebagai es kering. Neraca karbon global adalah kesetimbangan pertukaran karbon (antara yang masuk dan keluar) antar reservoir karbon atau antara satu putaran (loop) spesifik siklus karbon (misalnya atmosfer – biosfer). Analisis neraca karbon dari sebuah kolam atau reservoir dapat memberikan informasi tentang apakah kolam atau reservoir berfungsi sebagai sumber (source) atau lubuk (sink) karbon dioksida. 2.4. Rantai Makanan dan Rantai Energi Rantai makanan adalah perpindahan energi makanan dari sumber daya tumbuhan melalui seri organisme atau melalui jenjang makan. Rantai makanan merupakan bagian dari jaring-jaring makanan, di mana rantai makanan bergerak secara linear dari produsen ke konsumen teratas. Panjang rantai makanan ditentukan dari seberapa banyak titik yang menghubungkan antar tingkatan trofik. Pada setiap tahap pemindahan energi, 80%–90% energi potensial kimia hilang sebagai panas, karena itu langkah-langkah dalam rantai makanan umumnya terbatas 4-5 langkah saja. Dengan kata lain, semakin pendek rantai makanan semakin besar pula energi yang tersedia pada setiap suksesi level. Rantai makanan pertama kali diteliti oleh ilmuwan Arab Al-Jahiz pada abad ke-9, yang lalu dipopulerkan kembali oleh Charles Sutherland Elton pada tahun 1927. Dalam suatu ekosistem biasanya ada faktor biotik dan abiotik. Faktor-faktor biotik dalam suatu ekosistem ada yang disebut sebagai produsen, konsumen tingkat satu, konsumen tingkat dua konsumen tingkat tiga dan seterusnya sampai konsumen puncak. Yang termasuk produsen disini semuanya jenis tumbuhan yang mempunyai klorofil baik tingkat monoseluler (fitoplankton) maupun yang polyseluler (tumbuhan tinggi). Jadi pengertian produsen disini adalah tumbuhan yang dapat membuat zat-zat organik dari bahan-bahan anorganik dengan bantuan energi cahaya (fotosintesis). Konsumen tingkat satu adalah konsumen yang langsung memakan produsen yang di sebut dengan herbivora (pemakan tumbuhan). Konsumen tingkat satu ini benar-benar menggunakan energi kimia dari hasil fotosintesis. Hewan-hewan konsumen tingkat satu banyak macamnya, sapi, kambing, marmut, kelinci, belalang, ulat dan sebagainya. Konsumen tingkat dua adalah konsumen yang memakan konsumen tingkat satu, atau disebut pemakan daging (karnivora). Energi kimia yang ada pada konsumen pertama ada pada otot/daging berupa protein ataupun lemak. Demikian juga untuk konsumen tingkat tiga sampai tingkat puncak. Sehingga kalau kita amati disini terjadilah suatu peralihan energi sesuai dengan hukum kekekalan energi, bahwa energi tidak dapat di musnahkan tetapi berubah bentuknya. Disini pun sama energi matahari dirubah menjadi energi kimia (amilum/zat tepung) oleh tumbuhan dalam proses fotosintesis amilum di rubah oleh konsumen tingkat satu menjadi protein dan lemak dalam otot/daging. Dekomposer terdiri atas bakteri, jamur (fungi), tumbuhan atau hewan yang memakan organisme mati dan melepaskan zat-zat organik yang dihasilkan dari organisme itu ke rantai makanan. Contohnya seekor kambing yang mati di padang rumput mungkin akan digerogoti oleh spesies-pesies pemakan bangkai seperti burung pemakan bangkai, gagak dan lain-lain. Zat-zat yang tidak dimakan mengalami penguraian oleh bakteri dan jamur, sehingga bagian-bagian bangkai yang tidak dimakan oleh burung gagak, menjadi tersedia bagi organisme-organisme lain, misal rumput. Demikianlah seterusnya sampai konsumen puncak. Dari aliran tersebut kalau kita buatkan bagannya sebagai berikut: Produsen (tumbuhan hijau) → konsumen I → konsumen II → konsumen (puncak) → dekomposer Puncak tertinggi dalam tingkatan tropik ditepati oleh predator yang hampir tidak mungkin dimakan oleh organisme lain. Posisi konsumen yang berada diantara herbivora dan predator, dia memakan organisme lain tetapi juga mempersiapkan diri sebagai makanan dari para predator diatasnya. Panjang tingkatan tropik dalam rantai makanan ditentukan oleh kompleksitas suatu ekosistem, namum umumnya banyaknya tingkatan tropik tidak jauh berbeda tiap ekosistem. 1. 2. 3. 4. 5. Produsen tumbuhan yang dapat memasak makanan sendiri. Konsumen Ihewan pemakan tumbuhan (herbivora). Konsumen II hewan pemakan konsumen I (karnivora). Konsumen III hewan pemakan konsumen II (karnivora). Dekomposer organisme yang menguraikan bahan organik menjadi anorganik dari organisme yang sudah mati (bakteri dan jamur). Siklus Energi Pada siklus ini lebih ditekankan pada perputaran energi yang terjadi diantara komponen ekosistem. Siklus energi ini diawali dari energi matahari yang ditangkap oleh produsen, kemudian terus berputar tiada henti pada konsumen dan semua komponen ekosistem yang. hal ini karena menurut hukum termodinamika bahwa energi dapat berubah bentuk, tidak dapat dimusnahkan serta diciptakan. Perubahan bentuk energi inn dikenal dengan istilah transformasi energi. Aliran energi di alam atau ekosistem tunduk kepada hukum-hukum termodinamika tersebut. Dengan proses fotosintesis energi cahaya matahari ditangkap oleh tumbuhan, dan diubah menjadi energi kimia atau makanan yang disimpan di dalam tubuh tumbuhan. Proses aliran energi berlangsung dengan adanya proses rantai makanan. Tumbuhan dimakan oleh herbivora, dengan demikian energi makanan dari tumbuhan mengalir masuk ke tubuh herbivora. Herbivora dimakan oleh karnivora, sehingga energi makanan dari herbivora masuk ke tubuh karnivora. Di alam rantai makanan itu tidak sederhana, tetapi ada banyak, satu dengan yang lain saling terkait atau berhubungan sehingga membentuk jaring-jaring makanan. Organisme-organisme yang memperoleh energi makanan dari tumbuhan dengan jumlah langkah yang sama dimasukkan ke dalam aras trofik yang sama. Makin tinggi aras trofiknya, makin tinggi pula efisiensi ekologinya. 2.5. Interaksi dalam Ekosistem Interaksi antar individu Simbiosis adalah bentuk interaksi yang sangat erat dan khusus antara dua makhluk hidup yang berlainan jenis. Makhluk hidup yang melakukan simbiosis disebut simbion. Simbiosis dapat dibedakan menjadi beberapa macam, diantaranya : 1. Simbiosis Mutualisme Interaksi antara dua individu ataupun populasi yang saling menguntungkan. Misalnya, simbiosis antara jenis jamur tertentu dan jenis alga tertentu membentuk likenes, antara bunga dengan kupukupu. 2. Simbiosis Parasitisme Interaksi dua individu/populasi di mana salah satu individu untung, sedang simbion pasangannya rugi. Contohnya, benalu yang tumbuh pada ranting pohon mangga, cacing perut dan cacing tambang yang hidup di dalam usus manusia. 3. Simbiosis Komensalisme Interaksi antara individu/populasi yang satu untung sedangkan individu/populasi lainnya tidak untung dan juga tidak rugi. Contohnya, interaksi antara anggrek dengan tanaman inangnya. 4. Netralisme adalah interaksi antara dua jenis organisme yang tidak saling memengaruhi. Interaksi netralisme sesungguhnya jarang terjadi di alam. Contoh : kambing vs kupu-kupu. 5. Protokoperasi adalah bentuk interaksi fakultatif (tidak merugikan keduanya) antara dua organisme. Salah satu contoh interaksi ini adalah saling menempelnya akar (graft) antara dua pohon. Diketahui ada beberapa jenis pohon yang membentuk graft alami. Sebagian dari mereka menggunakan graft interspesifik, bahkan ada yang sampai intergenerik (sudah berkembang jauh). Kedua pohon yang mengalami graft akan saling bertukar hasil fotosintesis dari pohon, sehingga menghasilkan fotosintesis yang lebih seragam. Simbiosis bakteri rhizobium dengan bintil akar tumbuhan polong-polongan https://twitter.com 6. Predasi (predatorisme) atau disebut juga pemangsa adalah interaksi antara pemangsa (predator) dan mangsa (preis). Pada umumnya pemangsa lebih besar dari pada mangsa. Berbeda dengan parasit, pemangsa akan memakan organisme mangsanya. Jadi, pemangsa akan membunuh mangsanya. Sebagai contoh: Burung jalak vs kutu kerbau. Burung jalak akan memangsa kutu-kutu pada kulit kerbau. 7. Herbivori adalah bentuk interaksi dimana hewan mengonsumsi seluruh atau sebagian tumbuhan dari konsumen. Konsumen pemakan jaringan hidup disebut biofag dan konsumen pemakan jaringan mati disebut saprofag. Hewan yang bersifat saprofag disebut detritifor. Detritifor sesungguhnya adalah konsumen yang biasanya memakan detritus, yaitu serpihan bahan-bahan organik dari tumbuhan. Contoh: semut, cacing, serangga tanah dsb. Daftar kemungkinan tipe interaksi biologis “On” jika organisme A dan B cukup dekat dan berinteraksi, “Off” jika tidak terjadi interaksi. NO Nama Interaksi ON OFF A B A B 1 Netralisme o o o o 2 3 4 5 6 7 Mutualisme Protokoperasi Komensalisme Parasitisme Predasi Herbivori + + + + + + + + o - o - o o + o o Interaksi antar populasi Interaksi antar populasi debadakan menjadi 2 (dua) yaitu : 1. Kompetisi, adalah hubungan antar populasi dan di antara populasi terdapat kepentingan yang sama, sehingga terjadi persaingan untuk mendapatkan apa yang diperlukan. Contoh : persaingan antar populasi lembu dan populasi kambing di padang rumput. 2. Alelopati, merupakan interaksi antar populasi, bila populasi yang satu menghasilkan zat yang dapat menghalangi timbulnya populasi lain. Contoh : disekitar pohon wahut (juglans) jarang ditumbuhi tumbuhan lain karena tumbuhan ini menghasilkan zat bersifat toksik. BAB III KAJIAN MAKALAH 3.1. Tumbuhan Anggrek Suku anggrek-anggrekan (Bahasa Latin: Orchidaceae) merupakan satu suku tumbuhan berbunga dengan anggota jenis terbanyak. Jenis-jenisnya tersebar luas dari daerah tropika basah hingga wilayah sirkumpolar, meskipun sebagian besar anggotanya ditemukan di daerah tropika. Tanaman anggrek tersebar luas dari daerah tropika hingga daerah sirkumpolar. Sebagian besar tanaman anggrek hidup secara epifit dengan melekat pada batang pohon tempatnya tumbuh namum tidak merugikan tanaman yang ditumpangi. Ada pula tanaman anggrek yang tumbuh secara geofitis atau sering dikenal terrestria artinya tumbuh di tanah dengan akar-akar di dalam tanah. Ada pula yang bersifat saprofit, tumbuh pada media daun-daun kering dan kayu-kayu lapuk yang telah membusuk menjadi humus pada beberapa anggrek yang berada pada iklim sedang biasanya hidup di tanah dan membentuk umbi sebagai salah satu bentuk adaptasi terhadap keadaan lingkungan disekitarnya. Ciri ciri Botani Anggota suku ini cenderung memiliki organ-organ yang sukulen atau "berdaging": tebal dengan kandungan air yang tinggi. Dengan demikian ia dapat hidup pada kondisi ketersediaan air yang rendah. Air diperoleh dari hujan, tetesan, embun, atau uap air di udara. Namun, anggrek tidak ditemukan di daerah gurun karena perakarannya tidak intensif. Anggrek menyukai cahaya matahari tetapi tidak langsung sehingga ia biasa ditemukan di alam sebagai tumbuhan lantai hutan atau di bawah naungan. Sebagai tanaman hias, anggrek tahan di dalam ruang. Akar serabut, tidak dalam. Jenis-jenis epifit yaitu mengembangkan akar sukulen dan melekat pada batang pohon tempatnya tumbuh,namun tidak merugikan pohon inang. Ada pula yang tumbuh geofitis,dengan istilah lain terrestria artinya tumbuh di tanah dengan akar-akar di dalam tanah. Ada pula yang bersifat saprofit, tumbuh pada media daun-daun kering dan kayu-kayu lapuk yang telah membusuk menjadi humus. Pada permukaan akar seringkali ditemukan jamur akar (mikoriza) yang bersimbiosis dengan anggrek. Batang anggrek beruas-ruas. Anggrek yang hidup di tanah ("anggrek tanah") batangnya pendek dan cenderung menyerupai umbi. Sementara itu, anggrek epifit batangnya tumbuh baik, seringkali menebal dan terlindungi lapisan lilin untuk mencegah penguapan berlebihan. Pertumbuhan batang dapat bersifat "memanjang" (monopodial) atau "melebar" (simpodial), tergantung genusnya. Daun anggrek biasanya oval memanjang dengan tulang daun memanjang pula, khas daun monokotil. Daun dapat pula menebal dan berfungsi sebagai penyimpn air. Bunga anggrek berbentuk khas dan menjadi penciri yang membedakannya dari anggota suku lain. Bunga-bunga anggrek tersusun majemuk, muncul dari tangkai bunga yang memanjang, muncul dari ketiak daun. Bunganya simetri bilateral. Helaian Kelopak bunga (sepal) biasanya berwarna mirip dengan mahkota bunga (sehingga disebut tepal). Satu helai mahkota bunga termodifikasi membentuk semacam "lidah" yang melindungi suatu struktur aksesoris yang membawa benang sari dan putik. Benang sari memiliki tangkai sangat pendek dengan dua kepala sari berbentuk cakram kecil (disebut "pollinia") dan terlindung oleh struktur kecil yang harus dibuka oleh serangga penyerbuk (atau manusia untuk vanili) dan membawa serbuk sari ke mulut putik. Tanpa bantuan organisme penyerbuk, tidak akan terjadi penyerbukan. Buah anggrek berbentuk kapsul yang berwarna hijau dan jika masak mengering dan terbuka dari samping. Bijinya sangat kecil dan ringan, sehingga mudah terbawa angin. Biji anggrek tidak memiliki jaringan penyimpan cadangan makanan; bahkan embrionya belum mencapai kematangan sempurna. Perkecambahan baru terjadi jika biji jatuh pada medium yang sesuai dan melanjutkan perkembangannya hingga kemasakan. Anggrek Berdasarkan Tipe Pertumbuhan Monopodial Anggrek ini hanya memiliki satu batang dan satu titik tumbuh saja. Bunganya tumbuh dari ujung batang. Anggrek ini dapat diperbanyak dengan stek batang dan biji. contoh: Vanda sp., dan Phalaenopsis sp. (Anggrek Bulan). Simpodial Anggek ini memiliki lebih dari satu titik tumbuh. Tunas baru muncul dari sekitar batang utama. Bunga bisa muncul di pucuk atau sisi batang, tetapi ada juga yang muncul dari akar tinggal. Batangnya menyimpan air cadangan makanan atau umbi semu. Anggrek ini dapat diperbanyak dengan cara split, pemisahan keiki, biji. Contoh: Dendrobium sp., Cattleya sp. Anggrek Berdasarkan Tempat Tumbuh AnggrekEpifit Anggrek yang tumbuh menumpang pada pohon lain tanpa merugikan tanaman inangnya dan membutuhkan naungan dari cahaya matahari. Akar anggrek menyerap makanan dari air hujan, kabut dan udara sekitar. Contoh: Cattleya sp., Dendrobium sp., Vanda sp. Phalaenopsis sp. AnggrekTerestial Anggrek yang tumbuh di tanah dan membutuhkan cahaya matahari langsung. akarnya mengambil makanan dari tanah. Contoh: Phaius sp. AnggrekSaprofit. Anggrek yang tumbuh pada media yang mengandung humus atau daun-daun kering, serta menbutuhkan sedikit cahaya matahari. Jenis ini tidak memiliki daun dan klorofil. Contoh: Goodyera sp. AnggrekLitofit. Anggrek yang tumbuh pada batu-batuan atau tanah berbatu, dan tahan terhadap cahaya matahari penuh. Anggek ini mengambil makanan dari hujan, udara, humus. Contoh: Paphiopedilum sp. 3.2 Ekosistem Anggrek Alami dan Ekosistem Anggrek Buatan Anggrek merupakan tanaman yang mudah beradaptasi dengan lingkungannya. Tak heran apabila tanaman anggrek bisa di jumpai hampir di seluruh bagian dunia. Lokasi tumbuhnya juga sangat beragam, mulai dari daerah dataran rendah, dataran tinggi, kawasan suhu tinggi maupun kawasan suhu rendah. Anggrek dapat tumbuh secara alami di alam dan pada umumnya berkembang di ekosistem hutan. Jadi ekosistem anggrek alami disini adalah lingkup ekosistem yang lebih kecil dari ekosistem hutan dan terbatas pada lingkup tumbuhan anggrek. Selain dapat tumbuh dan berkembang secara alami, anggrek juga sudah banyak di budidayakan dan di kembangkan oleh manusia. Anggrek yang dikembangkan oleh manusia berada di lingkungan yang berbeda-beda. Anggrek dapat tumbuh ditamantaman kota, tempat penelitian tumbuhan, dan tempat budidaya anggrek. Lokasi-lokasi inilah tempat terjadinya ekosistem anggrek buatan, karena terdapat campur tangan manusia didalamnya. 3.3 Prinsip Ekosistem Anggrek Dalam sebuah ekosistem pastilah terdapat keanekaragaman komponen didalamnya tidak terkecuali ekosistem anggrek. Pada Ekosistem anggrek terdapat komponen biotik dan abiotik yang sangat beragam. Komponen biotik merupakan komponen yang berupa makhluk hidup yang terdapat dalam sebuah ekosistem. Dalam ekosistem anggrek komponen biotik pada umumnya adalah pohon inang, serangga, mikroba, dan lainnya. Komponen abiotik merupakan komponen yang bukan berupa makhluk hidup. Dalam hal ini komponen abiotik umumnya adalah tanah, suhu dan kelembapan, cahaya matahati, air, mineral, dan lainnya. Setiap komponen dalam suatu ekosistem saling berkaitan dan tidak dapat dipisahkan. Ekosistem anggrek akan terjadi jika setiap komponen terpenuhi. Semisal ada komponen yang tidak ada maka besar kemungkinan bahwa ekosistem anggrek tidak akan berjalan dengan baik. Contoh, misal komponen abiotik dalam hal ini air dan mineral, anggrek bukanlah tanaman parasit yang mengambil sari makanan dari inangnya, sehingga untuk memenuhi makanannya anggrek harus membuatnya sendiri. Dalam proses pembuatan makanan (fotosíntesis) diperlukan komponen abiotik berupa air dan mineral. Tanpa itu tanaman anggrek tidak dapat bertahan hidup dan akan mati. 3.4. Siklus Beogeokimia Pada Ekosistem Anggrek I. Air dan Mineral Air merupakan suatu senyawa yang ada di alam yang mempunyai peranan penting bagi keberlangsungan hidup dan aktifitas mahkluk hidup. Air juga merupakan reagen yang penting dalam proses-proses fotosintesa dan dalam proses-proses hidrolik. Disamping itu juga merupakan pelarut dari garam-garam, gas-gas dan materialmaterial yang bergerak kedalam tumbuh tumbuhan. Kekurangan air akan mengganggu aktifitas fisiologis maupun morfologis, sehingga mengakibatkan terhentinya pertumbuhan. Urutan senyawa terlarut didalam air alam menurut jumlahnya ialah: garam mineral, senyawa organik dan gas-gas. Air dapat dimanfaatkan secara biologis maupun non biologis. Secara biologis air diperlukan untuk membentuk senyawa karbohidrat, carrier bagi zat gizi, dan sebagainya. Molekul air tersusun atas dua atom hidrogen dan satu atom oksigen (H2O). Dalam keadaan cair, molekul-molekul air saling bertautan membentuk polimer via ikatan hidrogen. Karena ikatan inilah air mempunyai panas latent penguapan yang besar serta daya pelarutan yang tinggi. Air memiliki keunikan sifat antara lain memberikan tegangan permukaan air yang cukup kuat, dan memberikan bentuk butir-butir air. Demikian pula air mempunyai tingkat adhesi yang tinggi dengan kebanyakan material, Kohesi yang kuat sangat membantu proses penyerapan air dari akar ke pucuk tumbuhan yang tinggi. Imbibisi (proses merasuknya air ke dalam struktur berpori-pori) membantu penyerapan air ke dalam biji dan memecahkan kulit biji sehingga biji tersebut dapat tumbuh. Ikatan hidrogen juga menyebabkan air mempunyai kapasitas panas yang tinggi sehingga dapat berfungsi sebagai tempat penampung panas yang efektif. Karena air memiliki keunikan seperti diatas maka air dapat berfungsi baik sebagai media untuk hidup oleh suatu organisme. Air menjaga level temperatur yang stabil yang penting bagi iklim dan kehidupan. air juga memiliki viskositas yang rendah sehingga dapat dengan mudah mengalir. Hal ini sangat penting dalam sistem transportasi pada tumbuhan. Selain itu air memerlukan energi yang banyak untuk menguap sehingga memoderasi panas dari matahari, menjaga temperatur ekosistem air, dan menjaga temperatur organisma dari ekses panas. Menurut Noggle dan Frizt (1983) fungsi air bagi tanaman yaitu : (1) sebagai senyawa utama pembentuk protoplasma, (2) sebagai senyawa pelarut bagi masuknya mineralmineral dari larutan tanah ke tanaman dan sebagai pelarut mineral nutrisi yang akan diangkut dari satu bagian sel ke bagian sel lain, (3) sebagai media terjadinya reaksireaksi metabolik, (4) sebagai rektan pada sejumlah reaksi metabolisme seperti siklus asam trikarboksilat, (5)mengatur mekanisme gerakan tanaman seperti membuka dan menutupnya stomata, membuka dan menutupnya bunga serta melipatnya daun-daun tanaman tertentu, (6) berperan dalam perpanjangan sel, (7) sebagai bahan metabolisme dan produk akhir respirasi, serta (8) digunakan dalam proses respirasi. Air diserap melalui akar oleh tanaman melewati dinding sel dan akan melalui xylem untuk diangkut ke daun sehingga dapat digunakan sebagai bahan untuk fotosíntesis. II. Siklus Mineral Tanaman membutuhkan banyak elemen untuk membangun diri dan fungsiannya. Untuk itu mereka membutuhkan karbon (C) dari udara dalam bentuk CO2, hidrogen (H) dan Oksigen (O) dari air (H2O). Oksigen juga di absorbsi dari udara yang terkonsentrasi sebagai O2 yang hampir 20%. Selain itu tanaman juga membutuhkan elemen lainnya seperti mineral yang biasanya diserap oleh akar dan beberapa diserap oleh daunan. Mineral yang dibutuhkan oleh tanaman secara alami dibagi menjadi 2 kelompok. Kelompok pertama, disebut makroelemen (mineral yang dibutuhkan dalam jumlah banyak), terdiri dari nitrogen (N), fosfor (P), potassium (K), kalsium (Ca), sulfur (S), magnesium (Mg), dan besi (Fe). Kelompok mineral yang kedua dibutuhkan dalam jumlah yang sedikit oleh karena itu disebut mikroelemen. Kelompok ini diantaranya : molybdenum (Mo), tembaga (Cu), seng (Zn), boron (B), klorin (Cl), sodium (Na), silikon (Si), kobalt (Co), dan mangan (Mn). Alumunium (Al), galium (Ga), selenium (Se), vandium (V), nikel (ni), dan mineral lain Selain itu mineral dapat melakukan tiga fungsi bagi pertumbuhan dan perkembangan tumbuhan, yaitu fungsi elektro kimia, strukur dan katalis. Peranan elektrokimia meliputi proses penyeimbangan konsentrasi ion, stabilisasi makromolekul, stabilisasi koloida dan netralisasi muatan. Peranan struktur dilakukan oleh mineral dalam keterlibatannya pada struktur kimia molekul biologi atau fungsi dalam membentuk polimer strutur, misal kalsium dalam pektin. Dalam fungsinya sebagai katalis, mineral terlibat dalam bagian aktif (active site) suatu enzim. Mineral-mineral yang termasuk dalam kelompok makro (makronutrien) memiliki ketiga peranan tersebut diatas, sedangkan kelompok unsur mikro (mikronutrien) hanya mendukung fungsi katalis. Pengambilan mineral pada tanaman terjadi secara difusi dan osmosis, dengan mengikuti aliran air atau berdasarkan perpindahan anion (negatif berubah menjadi ion) dan kation untuk menjaga keseimbangan dalam sel (Donnan Equilibrium). Tetapi, kebanyakan uptake dilakukan secara aktif (disebut uptake aktif) yang mengakibatkan pengeluaran energi. Energi yang dibutuhkan untuk uptake aktif berasal dari respirasi. Oleh karena itu proses ini memerlukan oksigen dan dipengaruhi oleh suhu. Studi tentang nutrisi dan ekologi menunjukkan bahwa anggrek memperoleh mineral melalui mikoriza pada mereka dan secara langsung dari substrat dimana mereka tumbuh. III. Fiksasi Karbon Karbon terdapat secara alami di atmodfer bumi dalam bentuk karbon dioksida. Karbon dioksida terbentuk dari hasil respirasi makhluk hidup, pembakaran minyek bumi dan sebagainya. Bumi kita memiliki jumlah karbon dioksida (CO2) di udara yang semakin banyak tiap tahunnya dan mengakibatkan efek rumah kaca. Bagi tanaman, CO2 sangat penting untuk proses fotosintesis. Proses fotosintesis adalah proses pengolahan bahan dari luar tanaman seperti air, CO2, nutrisi, yang akan digunakan untuk kebutuhan hidup, memperbaiki kerusakan sel, dan sebagai sumber energi serta untuk membentuk cadangan makanan bagi tanaman. Secara singkat, proses fotosintesis dapat dijelaskan dengan persamaan : Tanaman menyerap karbon dioksida dari udara melalui stomata daun. Air diserap dari tanah melalui akar, kemudian transportasinya melalui xylem untuk proses fotosintesisnya. Fotosintesis dalam tumbuhan tingkat tinggi dapat terjadi melalui 3 jalur yaitu C3, C4 dan CAM. Anggrek merupakan tanaman dengan diversitas yang sangat tinggi sehingga pada tanaman anggrek fotosintesisnya juga melalui ketiga jalur tersebut diatas. Jalur C3 terjadi pada tanaman subtropis, bergantung pada suhu, tanpa mekanisme penumpukkan CO2. Contoh spesies jalur ini diantaranya : P. barbatum, Eulophia keithii, Tainia penangiana. Jalur ini sering juga disebut Siklus Calvin atau reaksi gelap yang merupakan reaksi lanjutan dari reaksi terang dalam fotosintesis. Reaksi gelap adalah reaksi pembentukan gula dari CO2 yang terjadi di stroma. Jalur C4 terjadi pada tanaman tropis, prosesnya membutuhkan intensitas cahaya tinggi, dengan mekanisme penumpukkan konsentrasi CO2. Contoh spesies anggrek jalur ini adalah Arundina graminifolia, Araghnis Maggie Oei. Jalur CAM terjadi pada tumbuhan yang tumbuh di daerah kering, CO2 difiksasi dalam keadaan gelap dengan mekanisme penumpukkan CO2. Contoh spesies anggrek jalur ini adalah Vanillea, Thuria marshaliana. 3.5. Rantai Makanan dan Rantai Energi Tumbuhan Anggrek 3.6. Inretaksi dalam Ekosistem Anggrek Memahami Interaksi Dalam Ekosistem Berbicara soal ekosistem, pasti tak akan pernah lepas dari pola interaksi yang dibangun oleh komponen-komponen yang ada di dalamnya. Komponen tersebut, baik itu abiotik dan biotik, saling terkait satu sama lainnya. Masing-masing komponen tak bisa berdiri secara sendiri-sendiri sehingga pada akhirnya membentuk sebuah kesatuan harmoni. Interaksi dalam ekosistem ini pada akhirnya akan melibatkan beberapa pola yakni interaksi antar-individu atau antar-organisme, interaksi antar-populasi serta interaksi antar-komunitas. Interaksi yang seimbang dan selaras akan berujung pada keseimbangan ekosistem yang menghasilkan harmoni. Anggrek pada dasarnya hanya melakukan interaksi dengan inangnya yang biasa disebut simbiosis komensalisme. Simbiosis mutualisme merupakan hubungan antara dua jenis organisme yang berbeda spesies di mana salah satu spesies diuntungkan, sedangkan spesies yang lain tidak dirugikan/diuntungkan. Fungsinya adalah agar anggrek mendapatkan sinar matahari, air serta zat-zat untuk melakukan proses fotosintesis. Keuntungan yang akan didapatkan oleh tumbuhan anggrek seperti mendapat cahaya matahari, air dan menyerap zat anorganik dari kulit batang, sementara pohon inangnya tidak dirugikan atau pun diuntungkan dari keberadaan tumbuhan anggrek. Anggrek juga mempunyai interaksi dengan jamur. Dalam proses interaksi ini, jamur membantu dalam hal pertumbuhan anggrek. Hal ini dikarenakan anggrek tidak bisa untuk bertumbuh sendiri. Jadi harus adanya bantuan dari jamur dengan menempelkan benang – benang jamur pada bagian anggrek agar dapat bertumbuh. Dalam hal ini, anggrek diuntungkan, tetapi jamur tidak diuntungkan dan juga tidak dirugikan. BAB IV PENUTUP 4.1. Kesimpulan DAFTAR PUSTAKA https://www.academia.edu/10805944/Ekosistem https://ilmugeografi.com/biogeografi/contoh-ekosistem-alami https://dosenbiologi.com/lingkungan/keseimbangan-ekosistem https://docplayer.info/30120187-Produktivitas-primer-dan-sekunder-bab-1pendahuluan.html https://dokumen.tips/documents/rantai-makananpdf.html https://www.usd.ac.id/fakultas/pendidikan/f1l3/PLPG2017/Download/materi/ipa/BA B-VI_-EKOLOGI.pdf http://staffnew.uny.ac.id/upload/132206555/pendidikan/ILMU+LINGKUNGAN_TO PIK+II-PRINSIP-PRINSIP+LINGKUNGAN+(EKOSISTEM).pdf https://docplayer.info/29841472-Pengertian-ruang-lingkup-ekologi-danekosistem.html https://id.wikipedia.org/wiki/Daur_biogeokimia https://civitas.uns.ac.id/evania/2017/04/10/siklus-biogeokimia/ https://id.wikipedia.org/wiki/Rantai_makanan https://docplayer.info/72063578-Aliran-energi-dalam-ekosistem.html https://www.academia.edu/20476070/KOMPONEN_EKOSISTEM?auto=download
