LAPORAN PRAKTIKUM PENGUKURAN FAKTOR BIOTIK EKOSISTEM Dosen Pengampu: Dr. Wiwi Wikanta, M.Kes. Sitta Amaliah, S.Si, M.Si. Oleh : Rizki Handayani 20161113028 Agnes Anjani 20161113039 Ismy Tsaniyah 20161113042 Prili Eka Nur Syafitri 20161113034 Ahmad Fauzy 20161113038 Ellyyatus Suryaningsih 20161113046 PROGRAM STUDI PENDIDIKAN BIOLOGI FAKULTAS KEGURUAN DAN ILMU PENDIDIKAN UNIVERSITAS MUHAMMADIYAH SURABAYA 2019 I. II. Judul : Pengukuran Faktor Biotik Ekosistem Dasar Teori Menurut Setiowati, dkk., (2007) ekosistem merupakan hubungan timbal balik antara suatu komunitas makhluk hidup (factor biotik) dan lingkungannya (factor abiotik). Lingkungan biotik adalah keseluruhan organisme yang berpotensi memengaruhi kehidupan organisme yang lain, sedangkan lingkungan abiotik adalah keseluruhan unsur tak hidup baik bersifat fisika maupun kimia (fisika-kimia) yang berpotensi mengenali kehidupan organisme tertentu (Ramlawati, dkk., 2017). Ekosistem merupakan tingkat organisasi yang lebih tinggi dari komunitas, atau merupakan satu kesatuan dari suatu komunitas dengan lingkungannya. Dalam ekosistem terdapat dua aspek penting yaitu energy dan siklus materi. Untuk mendapatkan energy dan materi yang diperlukan untuk kehidupanya, semua komunitas biotik bergantung pada lingkungan abiotic. Organisme produsen memerlukan energy cahaya, osigen, air dan garam-garam mineral yang diambil dari lingkungan abiotic (Latuconsina, 2019). Materi dan energy berasal dari lingkungan abiotic akan kembali ke lingkungan abiotic. Dengan demikian, konsep ekosistem menyangkut hubungan dalam suatu komunitas dan juga semua hubungan antara komunitas dan lingkungan abiotiknya (Irwan dalam Latuconsina, 2019). Ekosistem padang rumput adalah salah satu kelompok ekosistem daratan (terestrial) yang terbentuk secara alami, mempunyai ciri khas seperti ditumbuhi tumbuhan jenis rumput, memiliki curah hujan terbatas dan tidak merata diperkirakan 25-30 cm/tahun. Kondisi tersebut dikarenakan area padang rumput yang luas, sehingga tumbuhan susah untuk mengambil dan mengelola air sehingga tanaman pohon menjadi sulit tumbuh maupun berkembang. Komponen biotik merupakan suatu komponen ekosistem berupa makhluk hidup yang tinggal dalam suatu ekosistem, contohnya manusia, hewan, tumbuhan, dan mikroorganisme lain termasuk komponen biotik. Tiap komponen memiliki peranan masing-masing yang erat kaitannya dalam pemenuhan kebutuhan akan makanan. Hal ini menyebabkan terjadinya keseimbangan di dalam ekosistem. Di dalam ekosistem, komponen biotik memiliki peranan (relung) dan tugas tertentu. Komponen biotik dalam ekosistem berdasarkan peranannya dikelompokkan menjadi tiga, yaitu sebagai produsen, konsumen, dan pengurai (dekomposer). III. Rumusan Masalah Adapun rumusan masalah adalah sebagai berikut: 1. Apa saja jenis organisme (tumbuhan dan hewan) pada ekosistem darat? 2. Bagaimana cara mengukur karakteristik struktur komunitas dalam suatu ekosistem secara kualitatif dan kuantitatif (kepadatan, kerapatan, frekuensi, dominansi) berdasarkan metode pengukuran tertentu? IV. Tujuan 1. Untuk mengetahui jenis organisme (tumbuhan dan hewan) pada ekosistem darat 2. Untuk mengukur karakteristik struktur komunitas dalam suatu ekosistem secara kualitatif dan kuantitatif (kepadatan, kerapatan, frekuensi, dominansi) berdasarkan metode pengukuran tertentu V. Hasil a) Tabel 1. Data Faktor Abiotik Ekosistem Hasil pengukuran pada kuadran / plot keFaktor No Ekosistem Iklim 3 1 2 Suhu 1 Padang rumput Kelembapan Angin Penguapan 40o C 42 o C 41 o C 70 76 73 61 cm/s 182 cm/s 61,6 cm/s 6,7 6,7 6,4 b) Table 2. Hasil Pengamatan Biotik Ekosistem No Nama jenis / spesies organisme Jumlah individu 1 Rumput hijau 2 Rumput Kering 218 3 Perdu kecil 14 1.909 c) Tabel 3. Hasil Pengamatan Vegetasi Ekosistem Padang Rumput No Plota Kuadran I II III IV V Nama Spesies Jumlah Individu Rumput hijau 365 Rumput kering 77 Perdu kecil 6 Rumput hijau 339 Rumput kering 50 Perdu kecil 3 Rumput hijau 493 Rumput kering 37 Perdu kecil 1 Rumput hijau 305 Rumput kering 28 Perdu kecil 3 Rumput hijau 407 Rumput kering 26 Perdu kecil 1 No 1 d) Table 4. Hasil Analisis Vegetasi Nama Spesies / K jenis tumbuhan Ζ© πΌππππ£πππ’ Rumput hijau πΎπ = πΎ= ππ’ππ πππ‘ππ 365 + 339 + 439 + 305 + 407 πΎ= 2M K = 954,5 2 Rumput Kering πΎ= Ζ© πΌππππ£πππ’ ππ’ππ πππ‘ππ Perdu kecil πΎ= Ζ© πΌππππ£πππ’ ππ’ππ πππ‘ππ 6+3+1+3+1 πΎ= 2M K=7 Total Ζ© πΌππππ£πππ’ Ζ©πΎ F x 100% 1.909 π 100% 1.070,5 Kr = 178,3% πΎπ = Ζ© πΌππππ£πππ’ Ζ©πΎ x 100% πΎπ 77 + 50 + 37 + 28 + 26 109 πΎ= = π 100% 2M 1.070,5 K = 109 3 πΎπ = Kr* Ζ© K = 1.070,5 Kr = 10,1% πΎπ = Ζ© πΌππππ£πππ’ Ζ©πΎ x 100% πΎπ = 7 π 100% 1.070,5 Kr = 0,65% Ζ©Kr = 189,05% INP Fr* πΉ Fr π½ππ πππ‘ππ πππ‘πππ’πππππ¦π πππππ = ππ’πππβ π ππβ πππ‘ππ π πππππππ 25 πΉ= 25 F=1 πΉππππ’πππ π π πππππ = π₯ 100% Ζ©F πΉ Fr π½ππ πππ‘ππ πππ‘πππ’πππππ¦π πππππ = ππ’πππβ π ππβ πππ‘ππ π πππππππ 25 πΉ= 25 F=1 πΉππππ’πππ π π πππππ = π₯ 100% Ζ©F πΉ Fr π½ππ πππ‘ππ πππ‘πππ’πππππ¦π πππππ = ππ’πππβ π ππβ πππ‘ππ π πππππππ 10 πΉ= 25 F = 0,4 πΉππππ’πππ π π πππππ = π₯ 100% Ζ©F Ζ©F = 2,4 Ζ©Fr = 84,16 % 1 π₯ 100% 2,4 Fr = 41,6% Fr = 1 π₯ 100% 2,4 Fr = 41,6% Fr = 0,4 π₯ 100% 2,4 Fr = 0,96% Fr = INP = Kr + Fr INP = 178,3%+ 41,6% INP = 219,9% INP = Kr + Fr INP = 10,1 + 41,6% INP = 51,7% INP = Kr + Fr INP = 0,65% + 0,4% INP = 1,05% e) Table 5. Hasil Analisis Flora No Kuadran / plot Total jumlah spesies Tumbuhan E H’ H’= - Ζ© (Pi x ln Pi) H’= − ∑ ( 1 I πΈ= 365 448 ln 365 77 448 448 )+ ( ln 77 )+ ( 448 6 448 ln 6 ) 448 448 πΈ= H’= -Ζ© (- 0,166) + (-0,302) + (-0,039) + (-0,057) 2 II 0,525 ln 3 E = 0,229 H’= 0,525 π»′ = − ∑ ( π»′ ln π 339 ln 392 339 )+ ( 392 50 ln 392 50 )+ ( 392 3 ln 392 3 ) 392 392 π» ′ = − Ζ© (−0,082) + (−0,262) + (−0,037) π»′ ln π 0,381 πΈ= ln 3 πΈ= E = 0,346 ′ H = 0,381 π»′ = − ∑ ( 3 III 531 493 ln 531 493 )+ ( 531 37 ln 531 ′ 37 )+ ( 531 π» = − Ζ© (−0,185) + (−0,262) + (−0,011) H ′ = 0,458 1 ln 531 1 ) 351 πΈ= πΈ= π»′ ln π 0,458 ln 3 E = 0,416 π»′ = − ∑ ( 4 IV 336 305 ln 336 305 )+ ( 336 28 ln 336 28 )+ ( 336 3 ln 336 3 ) 336 πΈ= ′ π» = − Ζ© (−0,087) + (−0,207) + (−0,042) H ′ = 0,336 π»′ = − ∑ ( 5 V 434 407 ln 434 407 )+ ( 434 26 ln 434 ′ π»′ ln π 0,336 ln 3 E = 0,305 26 )+ ( 434 π» = − Ζ© (−0,060) + (−0,168) + (−0,013) H ′ = 0,241 πΈ= 1 ln 434 1 ) 434 πΈ= πΈ= π»′ ln π 0,241 ln 3 E = 0,219 VI. Pembahasan Berdasarkan hasil praktikum pengukuran factor abiotic ekosistem padang rumput didapatkan data factor iklim yaitu, suhu, kelembapan angin dan penguapan yang masing-masing dilakukan 3 kali pengulangan. Pada suhu diperoleh hasil secara berurutan adalah 41o C, 42o C dan 41o C diperoleh rata-rata 41,33o C. Pada kelembapan setelah 3 kali pengulangan didapatkan hasil berturut-turut 70, 76 dan 73 sehingga didapatkan rata-rata yaitu 73. Pada penguapan setelah dilakukan 3 kali pengulangan didapatkan hasil secara berurutan 6,7, 6,7 dan 6,4 diperoleh rata-rata 19,8. Berdasarkan data di atas dapat diketahui bahwa suhu pada padang rumput dapat dikatakan tinggi. Hal tersebut dikarenakan cahaya matahari bebas masuk ke padang rumput tersebut, tidak ada pepohonan yang menghalangi intensitas cahaya yang mengenai padang rumput dan ditambah lagi dengan waktu pengamatan adalah siang hari yang mana intensitas cahaya matahari sedang pada tahap maksimum sehingga menyebabkan suhu tinggi. Pada kelembapan, udara panas umumnya banyak mengandung uap air daripada udara dingin. Tejadinya penguapan air dari permukaan tanah dan tumbuhan akibat meningkatnya suhu pada area terbuka menyebabkan terjadinya peningkatan kandungan uap air di udara, sehingga kelembaban udaranya tinggi. Kecepatan angin setelah 3 kali pengulangan didapatkan hasil 61 cm/s, 182 cm/s dan 61,6 cm/s. Factor yang menyebabkan adanya gerakan massa udara adalah adanya perbedaan tekanan udara dari satu tempat ke tempat yang lain merupakan hasil dari pengaruh ketidakseimbangan pemanasan sinar matahari terhadap tempat-tempat yang berada dipermukaan bumi. Pada data penguapan didapatkan hasil 6,7 pada pengulangan pertama dan kedua sedangkan pada pengulangan ketiga didapatkan 6,4. Pada tempat terbuka seperti padang rumput akan langsung terkena sinar matahari tanpa ada sesuatu yang menghalangi sehingga penguapannya pun juga tinggi. Berdasarkan hasil praktikum pengukuran factor biotik ekosistem padang rumput didapatkan hasil terdapat banyak organisme (hewan dan tumbuhan) pada ekosistem padang rumput tersebut. Organisme hewan yang dapat dijumpai pada padang rumput di ketiga kuadran adalah kumbang (Coleoptera) sebanyak 58 ekor, semut (Formicidae) sebanyak 143 ekor, belalang (Caelifera) sebanyak 19 ekor, labalaba (Araneae) sebanyak 9 ekor, kelabang (Scolopendra) sebanyak 2 ekor, lalat (Diptera) sebanyak 2 ekor, kutu daun (Aphidoidea) sebanyak 3 ekor dan tawon (Vespa affinis) sebanyak 1 ekor. Selain dijumpai beberapa jenis hewan, juga dijumpai beberapa spesies tumbuhan pada ketiga kuadran yaitu rumput sebanyak 2275, bunga sebanyak 85, tumbuhan A sebanyak 44 dan tumbuhan B sebanyak 10. Indeks Nilai Penting (INP) menunjukkan kepentingan suatu jenis tumbuhan serta peranannya dalam komunitas. Analisis komunitas tumbuhan merupakan suatu cara mempelajari susunan atau komposisi jenis dan bentuk atau struktur vegetasi. Untuk mengetahui jenis vegetasi yang dominan di suatu lokasi dapat dilihat dengan mengetahui nilai tertinggi INP. Pada tahap analisis vegetasi (tumbuhan) dihitung INP pada rumput diperoleh hasil INP = 125,15%, INP bunga sebesar 27,27%, INP tumbuhan A sebesar 24,79% dan INP tumbuhan B sebesar 22,74%. Perhitungan tersebut menunjukkan bahwa rumput merupakan jenis vegetasi yang dominan pada padang rumput yang diamati dalam praktikum. Beragamnya nilai INP ini menunjukkan adanya pengaruh lingkungan tempat tumbuh seperti kelembaban, suhu dan tidak mampu atau kalah berkompetisi, seperti perebutan akan zat hara, sinar matahari dan ruang tumbuh dengan jenis-jenis lainnya yang sangat mempengaruhi pertumbuhan. Menurut Odum (1971) jenis yang dominan mempunyai produktivitas yang besar. Keberadaan jenis dominan pada lokasi penelitian menjadi suatu indicator bahwa komunitas tersebut berada pada habitat yang sesuai dan mendukung pertumbuhannya. Pada tahap analisis vegetasi flora dihitung tingkat keanekaragaman dan keseragaman. Pada kuadran I tingkat keanekaragaman setelah dihitung menggunakan perhitungan Shanon Wiener diperoleh sebesar 0,161, hal ini menunjukkan bahwa tingkat keanekaragaman pada kuadran I kecil sedangkan keseragaman pada kuadran I diperoleh hasil 0,116 yang menunjukkan bahwa keadaan keanekaragaman berada pada kategori buruk. Pada kuadran II tingkat keanekaragamannya 0,315 yang artinya menunjukkan bahwa tingakt keanekaragaman pada kuadran I berada pada kategori kecil sedangkan tingkat keseragamannya diperoleh 0,346 yang artinya keseragaman berada pada kategori buruk. Pada kuadran III keanekaragaman tumbuhan diperoleh nilai 0,188 yang artinya keanekaragamannya kecil sedangkan keseragamannya diperoleh hasil 0,13 yang artinya keseragaman tumbuhan berada pada kategori buruk. Keanekaragaman spesies dapat digunakan untuk mengukur stablitas ekosistem, yaitu kemampuan untuk menjaga dirinya tetap stabil meskipun ada gangguan terhadap komponen-komponennya. Keanekaragaman spesies yang tinggi menunjukkan bahwa suatu ekosistem memiliki kompleksitas tinggi, karena interaksi spesies yang terjadi dalam ekosistem itu sangat tinggi. Suatu komunitas dikatakan memiliki keanekaragaman tinggi, apabila disusun oleh banyak spesies. Berdasarkan hasil perhitungan keanekaragaman dan keseragaman pada vegetasi tumbuhan dapat diketahui bahwa masing-masing masih dalam tingkat rendah atau kecil, hal tersebut menunjukkan bahwa pada ekosistem padang rumput tersebut memiliki kompleksitas rendah karena interaksi spesies yang terjadi di dalamnya rendah. Pada tahap analisis animal vegetasi dihitung tingkat keanekaragaman dan keseragaman. Pada kuadran I tingkat keanekaragamannya setelah dihitung menggunakan perhitungan Shanon Wiener diperoleh sebesar 1,384 yang mana angka ini menunjukkan bahwa tingkat keanekaragaman hewan di kuadran I adalah rendah. Sedangkan keseragaman setelah dihitung diperoleh hasil sebesar 0,666 yang artinya bahwa kategori keseragaman dalam kuadran I adalah buruk. Pada kuadran II tingkat keanekaragaman setelah dihitung diperoleh hasil 0,693 yang artinya bahwa keanekaragaman hewan pada kuadran II tersebut kecil atau rendah sedangkan tingkat keseragamannya setelah dihitung diperoleh jumlah 0,999 yang artinya tingkat keseragaman hewan hewan tersebut buruk. Pada kuadran III keanekaragaman hewan setelah dihitung diperoleh hasil 0,366 yang artinya tingkat keanekaragaman pada kuadran tersebut rendah atau kecil sedangkan tingkat keseragamannya diperoleh 0,53 yang artinya buruk. Berdasarkan hasil analisis animal vegetasi diperoleh hasil keanekaragaman dan keseragaman pada kuadran I, II dan III rendah. Hal tersebut menunjukkan bahwa padang rumput memiliki kompleksitas yang rendah. Jumlah keanekaragaman spesies tidak banyak yang ditemukan dikarenakan daya dukung pada ekosistem padang rumput tidak memungkinkan lebih banyak hewan yang bisa hidup. Seperti diketahui bahwa factor biotik tidak akan lepas dari factor abiotiknya, jadi factor abiotic dalam ekosistem padang rumput juga sangat berpengaruh terhadap keberlangsungan hidup suatu spesies baik tumbuhan maupun hewan. VII. Diskusi 1. Kelompokkan organisme yang diperoleh dari table hasil pengamatan di atas ke dalam kelompok produsen, konsumen dan pengurai! Buatlah grafik batang dari masing-masing kelompok organisme tersebut! Jawab: Grafik 1. INP Vegetasi Flora (Tumbuhan) Indeks Nilai Penting 140,00% 120,00% 100,00% 80,00% 60,00% 40,00% 20,00% 0,00% Rumput Bunga Tumbuhan A Indeks Nilai Penting Tumbuhan B Grafik 2. Keanekaragaman dan Keseragaman Kelompok Konsumen Konsumen 1,6 1,4 1,2 1 0,8 0,6 0,4 0,2 0 Nilai Keanekaragaman Nilai Keseragaman Grafik 3. Keanekaragaman dan Keseragaman Kelompok Produsen Produsen 0,4 0,35 0,3 0,25 0,2 0,15 0,1 0,05 0 Keaneragaman keseragaman Kuadran 1 0,161 0,116 Kuadran 2 0,315 0,346 Kuadran 3 0,188 0,13 2. Gambar bagan rantai dan jaring-jaring makanan, tingkat trofik factor biotik ekosistem tersebut dan tunjukkan aliran energinya! Jawab: Rumput Belalang Semut Tumbuhan A Tumbuhan B Karangan bunga Kutu rumput Kelabang Tawon Laba-laba Kumbang 3. Apa yang dimaksud dengan istilah kepadatan/ kerapatan/ density/ kelimpahan/ abundansi, frekuensi dan penutupan/ kerimbunan/ dominansi serta nilai penting spesies dalam suatu komunitas? Jawab: a. Kepadatan / kerapatan/ density/ kelimpahan/ abundansi adalah ukuran besarnya populasi dalam suatu ruang atau volume. Ukuran ini dipengaruhi oleh factor internal dan eksternal. Pada factor internal contohnya seperti terumbu karang rusak padahal terumbu karang adalah rumah bagi anemone, ketika terumbu karang rusak anemone akan pindah atau mati sehingga kerapatan pada habitat tersebut akan berkurang ukurannya dan sebaliknya. b. Frekuensi adalah ukuran dari regularitas terdapatnya suatu spesies frekuensi memberikan gambaran bagaimana pola penyebaran suatu spesies, apakah menyebar keseluruh kawasan atau kelompok. Hal ini menunjukkan daya penyebaran dan adaptasinya terhadap lingkungan tersebut. c. Penutupan / kerimbunan/ dominansi adalah proporsi antara luas tempat yang ditutupi oleh spesies tumbuhan dengan luas total habitat. Dominansi dapat dinyatakan dengan menggunakan luas penutupan tajuk ataupun luas bidang dasar. d. Nilai penting spesies dalam suatu komunitas adalah parameter kuantitatif yang dapat dipakai untuk menyatakan tingkat dominansi spesies-spesies dalam suatu komunitas tumbuhan. Spesies-spesies yang dominan dalam suatu komunitas tumbuhan akan memiliki indeks nilai penting yang tinggi, sehingga spesies yang paling dominan tentu saja memiliki indeks nilai penting yang paling besar. 4. Jelaskan bagaimana dukungan factor abiotic terhadap factor biotik pada ekosistem tersebut! Jawab: Tiap komponen memiliki peranan masing-masing yang erat kaitannya dalam pemenuhan kebutuhan akan makanan. Hal ini menyebabkan terjadinya keseimbangan di dalam ekosistem padang rumput yang kami amati. Factor abiotic misalnya cahaya akan mendukung terjadinya proses fotosintesis pada rumput (sebagai factor biotik) yang ada pada padang rumput tersebut sehingga terjadi keseimbangan dalam ekosistem tersebut. Rumput akan bisa hidup dengan dukungan dari factor abiotic seperti CO2, cahaya, air dan lainnya sehingga ekosistem tersebut tetap dalam keadaan stabil. 5. Berdasarkan data di atas, hewan atau tumbuhan apa yang memiliki nilai K, F, D dan INP tertinggi, dan sebaliknya? Mengapa? Jawab: Tumbuhan Tertinggi Terendah Nilai K Rumput Nilai K Tumbuhan B Nilai F Rumput Nilai F Bunga, Tumbuhan A dan tumbuhan B Nilai INP Rumput Nilai INP Tumbuhan B K rumput tertinggi karena kehidupan rumput di padang rumput didukung oleh daya dukung lingkungan maupun dari factor abiotiknya sehingga rumput tumbuh dalam ekosistem tersebut dalam jumlah yang besar. Frekuensi penyebaran rumput dalam ekosistem tersebut paling banyak. Rumput memiliki INP tertinggi yaitu sebesar 125,15% dikarenakan spesies rumput tersebut memiliki pengaruh penting daripada tumbuhan lainnya dalam ekosistem padang rumput tersebut. 6. Berdasarkan data di atas, apa kesimpulan yang dapat dirumuskan tentang kondisi ekosistem tersebut? Jawab: Kondisi ekosistem padang rumput berdasarkan hasil praktikum bisa dikatakan kurang stabil dikarenakan konsumen terbilang rendah dalam ekosistem padang rumput tersebut hal ini berarti bahwa kebutuhan konsumen untuk hidup di ekosistem tersebut tidak terpenuhi / daya dukung lingkungan tidak memenuhi syarat untuk konsumen tetap bertahan hidup sehingga jumlah konsumen menjadi rendah. VIII. Kesimpulan Berdasarkan hasil praktikum, dapat disimpulkan bahwa: 1. Terdapat berbagai macam jenis organisme yang ditemukan pada ekosistem padang rumput baik flora maupun faunanya misalnya belalang, lalat, tawon, rumput, bunga dan lain-lain yang artinya bahwa ekosistem tersebut mendukung hewan dan tumbuhan tersebut baik dari segi makanan maupun dukungan dari factor abiotic untuk tetap hidup di ekosistem padang rumput. 2. Mengukur karakteristik struktur komunitas dalam ekosistem padang rumput secara kuantitatif menggunakan rumus dari kerapatan dan frekuensi didapatkan nilai untuk kerapatan dengan total 827,8 dan frekuensi 2,98. DAFTAR PUSTAKA Latuconsina, Husain. 2019. Ekologi Perairan Tropis: Prinsip Dasar Pengelolaan Sumber Daya Hayati Perairan. Yogyakarta: Gajah Mada Uiversity press. Setiowati, Tetty. 2007. Biologi Interaktif. Jakarta Timur: Azka press. Odum, E.P. 1971. Dasar-Dasar Ekologi Edisi Ketiga. Yogyakarta: Gajah Mada University Press.
