EKOLOGI - NANIKDN CHEMISTRY UNS
advertisement
BAB IV EKOLOGI PENGERTIAN DAN RUANG LINGKUP EKOLOGI Komponen Gene Biotik Komponen Abiotik Sel Jaringan Organ Organisme Populasi MATERI ENERGI Sistem Sistem Sistem Sistem Sistem Sistem Sel Jaringan Organ Organisme Populasi Biosistem Gene Spektrum Biologi Komunitas Sistem Komunitas (Ekosistem) PEMBAGIAN EKOLOGI 1) Berdasarkan keilmuan: • Sinekologi : kelompok organisme terhadap lingkungan • Outekologi : individu terhadap lingkungan 2) Berdasarkan taksonomi: • Ekologi manusia • Ekologi tumbuhan • Ekologi hewan • Ekologi mikrobia 3) Berdasarkan keperluan praktis: • Ekologi air tawar • Ekologi laut • Ekologi daratan Ada pula yang membedakan antara ilmu lingkungan dan ekologi. Ekologi lingkungan yang masih murni Ilmu lingkungan lingkungan yang dikelola oleh manusia KOMPONEN EKOSISTEM Secara Fungsional: • Komponen autotrof membuat makanan • Komponen heterotrof mempergunakan dan mendekomposisi makanan Secara Struktural: • Substansi abiotik : C; N; CO2; H2O; dan lain-lain yang terlibat dalam siklus materi. Seperti: karbohidrat; lemak; protein; vitamin; temperatur; iklim; tekanan udara. • Produsen • Konsumen • Pengurai Macam-macam Ekosistem: Secara garis besar: • Ekosistem daratan : padang rumput; hutan; padang pasir dan lain-lain • Ekosistem lautan : air tawar; air laut dan lain-lain ALIRAN ENERGI DAN MATERI: Secara Fungsional: Energi : suatu bahan yang menyebabkan organisme mempunyai kemampuan untuk melakukan kerja Energi dari matahari tumbuhan, hewan dan manusia Rantai makanan (food chain) Piramida makanan : Tingkatan Trofik IV Konsumen III Tingkatan Trofik III Konsumen II Tingkatan Trofik II Konsumen I Tingkatan Trofik I Produsen Matahari Produsen Bahan/ materi (nutrisi) Konsumen I (herbivora) Konsumen II (karnivora) Konsumen III (omnivora) Pengurai / Perombak / Dekomposer Bagan Rantai Makanan dengan aliran energi dan dalur materi di dalamnya K2 K1 (1). Rantai makanan (2). Jaring-jaring makanan H P : Produsen H : Herbivora K : Karnivora P (1) (2) Hubungan antara Rantai Makanan dan Jaring-jaring Makanan DAUR KARBON CO2 + Air + S.M. Dekomposer Senyawa Organik Konsumen DAUR NITROGEN N2 NO3 Protein Amonia NO2 NO3 DAUR KALSIUM Caruban Kalsium + CO2 Dekomposer Akar Tanaman (Senyawa Organik) Konsumen HABITAT, NICHE dan KOMUNITAS 1. Habitat dan Niche Habitat : tempat di mana organisme hidup dengan persyaratan tertentu Niche/relung : status yang fungsional atau profesi makhluk hidup dalam habitatnya Dua jenis makhluk hidup pada suatu habitat yang sama dan mempunyai relung sama, maka akan terjadi persaingan. 2. Populasi Komunitas T T L D M P = = = = = = (L + D) – (M + P) pertumbuhan populasi lahir pendatang mati pergi HUKUM INTERAKSI • Netral : kambing dan kucing • Kompetisi : kambing dan kerbau • Predasi : harimau dan hewan kecil • Mutualisme : Kerbau dan beruang • Komensalisme : Anggrek dan tumbuhan • Parasitisme : Hewan dan bekteri • Antibiosa/amensalisme : Alelopaty dari gulma Daya Dukung : besar kecilnya kemampuan untuk menampung dan memberikan hasil kepada populsi manusia Manusia Berakal, dapat belajar dan berkomunikasi mengatasi lingkungan dan contoh: - udara dingin perapian buat rumah berpakaian - jarak alat transportasi mengubah lingkungan contoh: - hutan sawah, ladang, permukiman - daratan penampungan air hujan Akibat Pengubahan Lingkungan • • Pada umumnya manusia diuntungkan Hewan dan tumbuhan dirugikan Untuk menghindari hal ini, pengubahan lingkkungan harus berwawasan kelestarian lingkungan OIKOS: RUMAH, LOGOS: DISKUSI TENTANG SESUATU Ernest Haeckel (Ahli Biologi Jerman,1869) EKONOMI: OIKOS: RUMAH, NOMOS: PENGELOLAAN EKOLOGI: ILMU YANG MEMPELAJARI HUBUNGAN TIMBAL BALIK ANTARA ORGANISME DAN LINGKUNGAN (Hayati, Fisik) Sangat kompleks, melibatkan berbagai komponen lingkungan yang saling berinteraksi, tidak sesederhana yang dibayangkan UNTUK MENCAPAI KESEIMBANGAN SPEKTRUM BIOLOGI Komponen biotik gene sel organorgan organisme populasi populasi komunitas komunitas sel jaringan jaringan organisme gene + Komponen abiotik Biosistem ENERGI MATERI Sistem Sistem Sistem Sistem Sistem Sistem Sistem sel jaringan organ organisme populasi komunitas gene EKOLOGI PEMBAGIAN EKOLOGI AUTEKOLOGI: mempelajari individu dalam hubungannya dengan lingkungan; pendekatan fisiologi KEILMUAN SINEKOLOGI: mempelajari kelompok individu sbg suatu komunitas: Pengaruh lingkungan terhadap komposisi dan struktur vegetasi TAKSONOMI MANUSIA, HEWAN, TUMBUHAN DAN JASAD RENIK MORFOLOGI, ANATOMI, HISTOLOGI, FISIOLOGI, GENETIKA BIOLOGI KUE LAPIS Biol.molekuler Morfologi Genetika Ekologi Fisiologi Manusia Bakteriologi Entomologi Ornitologi Botani EKOLOGI (ECOLOGY) ILMU MURNI: MEMBAHAS TEORI, KONSEP DAN KAIDAH HUBUNGAN TIMBAL BALIK ANTARA ORGANISME DAN LINGKUNGAN ILMU LINGKUNGAN (ENVIRONMENT SCIENCE) ILMU TERAPAN: PENERAPAN TEORI, KONSEP DAN KAIDAH EKOLOGI DALAM PENGELOLAAN LINGKUNGAN SISTEM EKOLOGI: Satuan struktur dan fungsi dalam ekologi, terbentuk oleh hubungan timbal balik MH dan Lingk. (Istilah Ekosistem oleh A.G. Tansley, 1935: Struktuk berhubungan dg keanekaragaman spesies, Fungsi berhubungan dg siklus materi dan arus energi melalui komponen-komponen ekosistem) SECARA STRUKTURAL: • ABIOTIK (ANORGANIK, ORGANIK, UNSUR TANAH DAN IKLIM) • BIOTIK (TUMBUHAN, BINATANG, MIKRO ORGANISME DAN MANUSIA) SECARA FUNGSIONAL: BERDASARKAN SEGI TROFIK • PRODUSEN (AUTOTROF) autos:sendiri, trophikos:menyediakan mkn • KONSUMEN (HETEROTROF) • MIKROKONSUMEN (PARASIT, SCAVENGER, SAPROBA) • PENGURAI (DEKOMPOSER:HUMIFIKASI, TRANSFORMER:MINERALISASI) • KESEIMBANGAN INTERAKSI ANTAR KOMPONEN • TRANSFER MATERI DAN ENERGI • KEMAMPUAN MENAHAN BERBAGAI PERUBAHAN DALAM SISTEM DINAMIS TERJAGA KARENA: MATAHARI PRODUSEN BAHAN/ MATERI (NUTRISI) Siklus materi Arus energi KONS I (HERB) KONS II (KARNI) KONS III (OMNI) DEKOMPOSER, TRANSFORMER HUBUNGAN ANTAR KOMPONEN DALAM EKOSISTEM RANTAI MAKANAN: TRANSFER ENERGI DAN MATERI MELALUI SERANGKAIAN ORGANISME DEKOMPOSER KONSUMEN III Cermin dari kestabilan ekosistem KONSUMEN II KONSUMEN I PRODUSEN RANTAI MAKANAN (FOOD CHAIN) JARING MAKANAN (FOOD WEB) Secara operasional: 1.Fiksasi Energi 2.Pembentukan bahan organik (Fotosintesis) 3.Produsen dimakan konsumen 4.Degradasi, humifikasi, mineralisasi, digunakan kembali oleh produsen Secara fungsional dapat dianalisis dari segi: 1.Aliran energi 2.Rantai makanan 3.Pola keanekaragaman menurut ruang dan waktu 4.Perkembangan, evolusi dan sibernetika (pengaturan, pengendalian secara keseluruhan) RANTAI MAKANAN DIATAS PERMUKAAN TANAH DISEBUT RANTAI MAKANAN PENGGEMBALAAN (GRAZING FOOD CHAIN) RANTAI MAKANAN DARI PERMUKAAN TANAH KE BAWAH DISEBUT RANTAI MAKANAN DETRITUS (DETRITUS FOOD CHAIN) HABITAT DAN RELUNG Habitat: alamat,tempat tinggal MH/skelompok MH yg membentuk komunitas. Sesuai dg syarat hidup MH (dpt mempertahankan hidup),berarti faktor lingkungan berada dlm kisaran antara titik minimum & maksimum (titik kardinal). Relung (niche): cara utk hidup, fungsi&posisi MH dalam suatu habitat, profesi MH pada suatu habitat. Persaingan terjadi bila MH berada pd habitat&relung yg ENERGI Energi: kemampuan melakukan kerja, dalam bentuk energi mekanik, energi kimia, energi panas, energi radiasi. HUKUM TERMODINAMIKA I DAN II Berubah dari bentuk satu ke bentuk yang lain: energi radiasi memanaskan daratan dan lautan, menimbulkan perbedaan tekanan udara, menggerakkan angin, kincir air bergerak dst. SELALU ADA ENERGI TAK TERMANFAATKAN PADA SETIAP PERUBAHAN BENTUK ENERGI, DAN HILANG SEBAGAI PANAS DISEBUT ENTROPI (EFISIENSI ENERGI TIDAK 100%) ENTROPI BESAR BERARTI KETERATURAN (HOMEOSTASIS) SISTEM RENDAH KOMPONEN EKOSISTEM DAPAT DIGAMBARKAN BERDASARKAN JUMLAH ORGANISME, KANDUNGAN ENERGI ATAU BERAT KERING (BIOMASSA) SETIAP TINGKATAN TROFIK (tingkat perolehan makanan dari suatu organisme) GAMBAR PADA UMUMNYA BERBENTUK PIRAMID DINAMAKAN PIRAMIDA SEHINGGA DAPAT BERUPA PIRAMIDA JUMLAH PIRAMIDA ENERGI PIRAMIDA BIOMASSA EKOLOGI TINGKATAN TROFIK IV (DEKOMPOSER) TINGKATAN TROFIK III (KONSUMEN II) TINGKATAN TROFIK II KONSUMEN I TINGKATAN TROFIK I (PRODUSEN) TRANSFER MATERI BERUPA DAUR SUBSTANSI KIMIA DARI LINGKUNGAN KE ORGANISME KEMBALI KE LINGKUNGAN DAUR SEDIMEN MATERI YANG BERSUMBER DI KULIT BUMI T E R D I R I A T A S DAUR AIR (HIDROLOGI) DAUR GAS MATERI YANG BERSUMBER DI ATMOSFER DAUR HIDROLOGI UAP AIR TRANSPIRASI EVAPORASI EVAPORASI tumbuhan ABSORPSI PERAIRAN AIR TANAH AIR HUJAN DARATAN DAUR NITROGEN SUMBER N: Udara (78%), seny.anorganik (NO3, NO2, NH4), seny.organik (protein, urine). Pengikatan N2 secara biologi dan kimiawi N2 KILAT tumbuhan HUJAN BINATANG KOTORAN/SE DEKOM RESAH POSISI TUMBUHAN TANAH ORGANISME PENAMBAT N Secara Biologi: bakteri nonsimbiotik (5-20 kg ha-1th-1), Bakteri simbiotik (400 kg ha-1 th-1) Secara kimia: energi kilat menyatukan N dan O: NO2+hujan:HNO3 DAUR KARBON DAN OKSIGEN CO2 O2 tumbuhan MANUSIA/ BINATANG INDUSTRI SERESAH/ KOTORAN PEMBAKARAN DAUR FOSFOR Diserap dalam bentuk: H2PO4-,HPO42-,PO43-. Bahan baku: batuan fosfat. BURUNG GUANO BATUAN FOSFAT tumbuhan EROSI DAN PENCUCIAN IKAN PERAIRAN /LAUT SERESAH DEKOMPISISI BINATANG LIMBAH EKOSISTEM TUMBUH DAN BERKEMBANG (BERUBAH) AKIBAT DARI PERUBAHAN KESEIMBANGAN INTERAKSI ANTAR KOMPONEN PERUBAHAN LINGKUNGAN SECARA LAMBAT (EVOLUSI LINGKUNGAN) DISEBUT SUKSESI PRIMER TERJADI PADA LINGKUNGAN PERAWAN, BARU TERBENTUK ATAU BELUM ADA REKAYASA (CONTOH: DELTA) SUKSESI SEKUNDER TERJADI PADA LINGKUNGAN YANG TELAH TERREKAYASA SECARA OBYEKTIF SUKSESI SELALU PROGRESIF (MAJU) • KUANTITAS (JENIS DAN JUMLAH ORGANISME) MENINGKAT SEHINGGA MAKIN KOMPLEKS • KUALITAS LINGKUNGAN MENINGKAT DIVERSITAS RENDAH DIVERSITAS TINGGI TERSUBSIDI MANDIRI DIVERSITAS TINGGI RENDAH STABILITAS TINGGI RENDAH (KERENTANAN TERHADAP GANGGUAN) DAYA LENTING (KELENTINGAN/RESILIENSI) KEMAMPUAN KEMBALI KE KEADAAN SEMULA SETELAH MENERIMA GANGGUAN V1 V1 V2 TAK BERHUBUNGAN LANGSUNG DENGAN DIVERSITAS INTERAKSI ANTAR ORGANISME ORGANISME TIPE INTERAKSI A B BILA BERINTERAKSI A BILA B TAK BERINTERAKSI 0 0 0 0 + + 0 0 0 0 0 MUTUALISME + + - 0 PREDATISME + - - + PARASITISME + - - + KOMENSALISME (EPIFIT) + 0 - 0 AMENSALISME 0 - 0 0 PROTOKOOPERASI + + 0 0 NETRALISME KOMPETISI DINAMIKA POPULASI (P) TERGANTUNG FAKTOR NATALITAS (N) MORTALITAS (M) MIGRASI (IMIGRASI/I DAN EMIGRASI/E) P = (N + I) – (M + E) NATALITAS TERGANTUNG • POTENSI BIOTIK (KEPRIDIAN) MORTALITAS TERGANTUNG • DAYA HIDUP (SURVIVORSHIP) UMUR NISBAH JENIS SEKS (SEX RATIO) MIGRASI TERGANTUNG • VAGILITAS (POTENSI MIGRASI) • BARRIER DAYA DUKUNG LINGKUNGAN KATASTROPI OSCILASI DDL Kurve J Kurve S MANUSIA DAN BIOSFER LINGKUNGAN IMMANEN MANUSIA MERASA BAGIAN DARI LINGKUNGAN manusia LINGKUNGAN manusia TRANSENDEN MANUSIA MERASA DILUAR LINGKUNGAN MANUSIA IMMANEN SANGAT MENJAGA LINGKUNGAN BERAKIBAT PADA KEMAJUAN (TERUTAMA TEKNOLOGI) BERJALAN LAMBAT MANUSIA TRANSENDEN MENGEKSPLOITASI LINGKUNGAN SEDEMIKIAN RUPA DENGAN MENGERAHKAN SEGALA KEMAMPUAN (TEKNOLOGI) NAMUN DEMIKIAN BAIK PADA MANUSIA IMMANEN MAUPUN TRANSENDEN TIMBUL MASALAH LINGKUNGAN YANG MAKIN MERESAHKAN SEHINGGA PBB PADA TAHUN 1972 MEMPRAKARSAI KONFERENSI LINGKUNGAN HIDUP (PERTAMA) DI STOCKHOLM (SWEDIA) HASIL KONFERENSI TERTUANG DALAM DOKUMEN COCOYOC ANTARA LAIN MEMUAT: • PBB MEMBENTUK UNITED NATION ENVIRONMENT PROGRAM (UNEP) • MARKAS BESAR UNEP DI NAIROBI KENYA DAN KENYA DITETAPKAN SEBAGAI TAMAN DUNIA • TGL 5 JUNI (HARI KONFERENSI DIBUKA) DITETAPKAN LINGKUNGAN HIDUP SEDUNIA SEBAGAI HARI • ISU MASALAH LINGKUNGAN SAAT ITU: KEPADATAN PENDUDUK, KEMISKINAN, BUTA HURUF, KELANGKAAN ENERGI DAN PENCEMARAN WORLD COMISSION ON ENVIRONMENT AND DEVELOPMENT (WCED 1987) LAPORAN OUR COMMON FUTURE TELAH TERJADI KERUSAKAN LINGKUNGAN YANG RADIKAL: • LAJU DESERTIFIKASI SKALA TINGGI • LAJU DEFORESTASI SKALA TINGGI • LAJU PENIPISAN OZON SKALA TINGGI • PENCEMARAN AIR PERMUKAAN DAN TANAH AKIBAT DARI PEMBANGUNAN TERFOKUS PADA EKONOMI UNITED NATIONS CONFERENCE ON ENVIRONMENT AND DEVELOPMENT DI RIO De JANEIRO (BRAZIL) DIHADIRI 110 KEPALA PEMERINTAHAN MENGHASILKAN 5 DOKUMEN: (TERMASUK KONFERENSI N G O TERSELENGGARA SECARA PARALEL) 1. KONVENSI IKLIM (TERUTAMA TENTANG EMISI CO2) 2. KONVENSI BIODIVERSITAS 3. ASAS KEHUTANAN (USAHA PENCEGAHAN DEFORESTASI) 4. DEKLARASI RIO (KESEPAKATAN UNTUK MELAKUKAN PEMBANGUNAN BERKELANJUTAN) 5. AGENDA 21 (PETUNJUK PRAKTIS TENTANG PROTEKSI LINGKUNGAN DAN PEMBANGUNAN BERKELANJUTAN)
