populasi, ekosistem, biosfir

POPULASI, EKOSISTEM, BIOSFIR
ADI BASUKRIADI
Departemen Biologi
Fakultas Matematika dan Il mu Pengetahuan Alam
Universitas Indonesia
POPULASI
• Definisi : sekelompok individu sejenis yang
terdapat di suatu daerah tertentu
KARAKTERISTIK
• kepadatan/kerapatan (jumlah individu per satuan luas
atau volume),
• ukuran (jumlah individu total di suatu daerah atau jumlah
individu di dalam gene pool),
• struktur umur (jumlah individu dari berbagai tingkatan
umur),
• dispersi (penyebaran spasial lokal),
• rasio kelamin (proporsi jantan terhadap betina),
• dinamika (perubahan dalam jumlah dan/atau kepadatan
berdasarkan waktu).
DISPERSI POPULASI
DISTRIBUSI LARREA
ALASAN POLA MENGELOMPOK DI ALAM
1. Setiap jenis beradaptasi terhadap kisaran kondisi
abiotik dan biotik yang agak terbatas
2. Banyak hewan yang membentuk kelompok sosial
yang menawarkan keuntungan bagi kelangsungan
hidup dan reproduksi individunya.
3. Banyak jenis yang tidak mampu menyebarkan
benih, larva, atau bentuk lain dari generasi barunya
ke tempat yang jauh.
POPULASI KUPU-KUPU RAJA
• Menghabisklan musim dinginnya di pantai
California dan Mexico tengah
UKURAN DAN PERTUMBUHAN POPULASI
• Tergantung : kelahiran, kematian, imigrasi,
emigrasi
• Variabel tunggal : laju pertambahan per kapita per
satuan waktu (r) atau laju pertambahan intrinsik
• Pertumbuhan Eksponensial
dN/dt = (b-d)N = rN atau Nt = Nert
Nt = ukuran populasi pada waktu t
N = ukuran populasi awal
e = 2,718281828 (dibulatkan menjadi 2,72)
r = laju pertambahan intrinsik, b-d
• Ciri khas : kurva berbentuk huruf J
•Di alam, pertumb. Eksp. terjadi ketika:
1) Sejenis organisme dimasukkan ke
daerah baru yang sesuai.
2) Dihentikannya suatu perlakuan kepada
sejenis organisme yang biasa ditekan
jumlahnya dengan perlakuan.
3) Musuh alami yang biasa
mengendalikan tidak ada atau mati.
• Pertumbuhan eksponensial memperlihatkan
potensi biotik mahluk hidup dengan sumberdaya
yang tidak terbatas dan tidak ada musuh alami.
• Di alam pertumbuhan populasi dibatasi
• Daya dukung atau carrying capacity (K)
adalah jumlah individu maksimum dari suatu
populasi mahluk hidup yang dapat didukung
oleh suatu lingkungan.
• Pertumbuhan logistik:
dN/dt = rN (K-N)/K atau Nt = K / (1 + ea-rt)
N/K adalah hambatan lingkungan, nilai N/K
dapat menghambat pertumb. Populasi
• Kurva pertumbuhan populasi logistik akan
berbentuk huruf S.
• Menggambarkan suatu populasi yang
ukurannya dikendalikan faktor terkait
kepadatan populasi
• Populasi mahluk hidup juga dipengaruhi
faktor tidak terkait kepadatan
• Kerjasama kedua faktor menghasilkan
pengendalian alami
POLA-POLA SEJARAH HIDUP
• Setiap jenis mempunyai masa hidup tertentu,
hanya sedikit individu mampu mencapai
umur maksimum
• Pengamatan terhadap kelangsungan hidup
kohor diperoleh kurva kelangsungan hidup
• Ada tiga tipe kurva kelangsungan hidup yang
umum di alam, yaitu kurva tipe I, II, dan III.
• Kurva tipe I : tipikal manusia dan mamalia besar
dengan sedikit keturunan dan ada pengasuhan induk
• Kurva tipe II : tipikal sebagian burung, sebagian
reptil dan amfibia, kelangsungan hidupnya konstan
• Kurva tipe III : tipikal hewan banyak anak dengan
sedikit atau tanpa pengasuhan induk dan/atau hewan
muda yang rentan. Berbagai avertebrata dan ikan.
PERTUMBUHAN POPULASI MANUSIA
• Kita berhasil meningkatkan daya dukung
lingkungan
• Pengembangan metode saluran dan
pengelolaan limbah
• Penemuan vaksin, antibiotik, dan lain-lain
PIRAMIDA POPULASI MANUSIA
MODEL TRANSISI DEMOGRAFI
EKOSISTEM
• DEFINISI : asosiasi berbagai jenis mahluk
hidup (komunitas) dan lingkungan fisiknya
yang dihubungkan oleh aliran energi dan
daur materi
• Ekosistem merupakan sebuah sistem
terbuka, dengan masukan dan keluaran
energi dan nutrien.
MODEL EKOSISTEM
• menunjukkan aliran energi satu arah dan daur
nutrien antara organisme autotrof dan heterotrof
• Sebagian besar energi yang aslinya diikat oleh
autotrof hilang ke lingkungan sebagai panas
metabolik
RANTAI MAKANAN
• Pada semua ekosistem, hubungan makan
memakan membentuk struktur yang anggotaanggotanya masuk ke dalam sebuah hirarki
transfer energi yang disebut tingkat trofik
JARING-JARING MAKANAN
• Di ekosistem alami, beberapa rantai makanan
saling berhubungan satu sama lain membentuk
sebuah jaring-jaring makanan
ALIRAN ENERGI DALAM EKOSISTEM
• Struktur trofik sebuah ekosistem seringkali diwakili
oleh sebuah piramida biomassa, piramida aliran
energi, atau piramida jumlah
• Semua energi berasal dari matahari
• Transfer energi dalam rantai makanan
tidak 100 % efisien
• Pada setiap tingkat, lebih banyak energi
untuk metabolisme dan hilang sebagai
limbah organik daripada yang diteruskan
ke tingkat trofik berikutnya
DAUR BIOGEOKIMIA
• Dalam daur biogeokimia, ion atau molekul dari
nutrien dipindahkan dari lingkungan ke
organisme, lalu kembali lagi ke lingkungan
• Tiga tipe daur biogeokimia : daur hidrologi,
daur atmosfir, daur sedimen
DAUR HIDROLOGI
• 84 % penguapan terjadi di laut, dan 16 % di darat
• 77 % presipitasi terjadi di laut, dan 23 % di darat
PERJALANAN AIR HUJAN DI DARAT
• Dalam kondisi normal, perembesan dan aliran
permukaan air tidak atau hanya sedikit mencuci
mineral-mineral tanah
• Air hujan dan pelapukan batu menjadi sumber
pengganti berbagai mineral
• penggundulan hutan dapat mengganggu
ketersediaan nutrien untuk seluruh ekosistem.
DAUR KARBON
Pergerakan karbon melalui ekosistem laut
• Pergerakan karbon melalui ekosistem daratan terjadi
ketika tanaman mengikat karbon dalam fotosistensis
• Karbon dikembalikan ke atmosfir dari darat terutama
melalui respirasi aerobik dan pembakaran
Pergerakan karbon melalui ekosistem laut
• Di ekosistem laut, karbon terlarut
• Karbon terlarut menjadi cangkang dan tulang
organisme laut dan menjadi bagian sedimen
• Pengangkatan tektonik membawa karbon ke
permukaan
DAUR NITROGEN
DAUR FOSFOR
• Adalah contoh daur
sedimen
• Kerak bumi adalah
gudang utama fosfor
• Dalam daurnya, fosfor
bergerak dari darat ke
sedimen di laut dan
kembali lagi ke darat
BIOSFIR
• DEFINISI : seluruh bagian bumi yang
ditempati mahluk hidup
• Terdiri atas : hidrosfir, litosfir, atmosfir
• kondisi iklim dan tanah yang sama mempengaruhi
pertumbuhan produsen primer yang akhirnya
mempengaruhi bentuk dan distribusi ekosistem
• Contoh : di gurun di Amerika Baratdaya dan Afrika
kita menemukan tanaman kaktus yang mirip
SIRKULASI UDARA DAN IKLIM
• Di atmosfir bumi : gelombang uv diserap di
atmosfir bagian atas, terutama pada lapisan
ozon (17 - 25 km dpl)
• Sebagian besar sirkulasi udara global terjadi di
troposfir
Sirkulasi udara global ditentukan :
1) perbedaan pancaran s. m. pada garis lintang yang berbeda
2) distribusi massa daratan yang tidak seragam
3) rotasi bumi dan bentuk keseluruhan membelokkan arah
angin ke barat dan ke timur
Pola sirkulasi udara global menentukan pola
curah hujan
bervariasi sesuai garis lintang
IKLIM REGIONAL
• Iklim lokal dipengaruhi kedekatan dengan laut
dan variasi topografi
- Sirkulasi arus mempengaruhi iklim regiona
di belahan bumi utara ada upwelling dan summer yang dingin
- Gunung, lembah, dan aspek-aspek topografi lain
juga mempengaruhi iklim regional
BIOMA
• Pola sirkulasi udara di atmosfir dan di permukaan
laut, bersama topografi, memunculkan perbedaan
suhu dan kelembaban regional
• W. Sclater dan Alfred Wallace memberikan enam daerah
utama biogeografi, masing-masing dengan jenis tumbuhan
dan hewan yang khas
• Masing-masing daerah biogeografi dapat dibagi menjadi biomabioma
• Bioma adalah region daratan besar yang dicirikan oleh vegetasi
klimaks dalam batas-batas ekosistemnya
• Distribusi dan ciri-ciri bioma adalah hasil dari sejarah evolusi,
suhu, tingkat kelembaban, dan komposisi tanah
• Variasi di bioma-bioma Amerika Utara, sesuai
dengan elevasi dan ketersediaan air
EKOSISTEM DANAU
• Danau dibagi menjadi zona littoral, limnetik,
dan profundal
Zona littoral : dari tepi hingga ke kedalaman di
mana tumbuhan berakar tidak dapat tumbuh
Zona limnetik adalah zona terbuka setelah
zona littoral hingga kedalaman yang masih
terkena cahaya matahari
Zona profundal adalah semua badan air
dengan kedalaman di mana gelombang cahaya
untuk fotosisnteis tidak dapat menembus lagi
Zonasi Danau
• Danau yang baru terbentuk disebut danau oligotrofik
• Danau yang kaya nutrien dengan produktivitas primer
tinggi disebut eutrofik
• Eutrofikasi : pengayaan nutrien sebuah danau atau
badan air lainnya
pupuk & deterjen
EKOSISTEM PANTAI
• Lautan mempunyai dua zona kehidupan utama,
yaitu zona pantai dan zona laut terbuka
• zona pantai : estuarin dan pasang surut
- erosi mencegah terjadinya akumulas detritus di zona
berbatu, berlaku jaring-jaring makanan merumput
- di pantai berpasir dan lumpur, sedimen mudah buyar.
Jaring-jaring makanan didasarkan pada detritus
EKOSISTEM LAUT
• Dua bidang besar laut terbuka, pelagik dan bentik
• Pelagik adalah seluruh volume air laut, dan bentik
meliputi semua sedimen dan bebatuan dasar laut
Zona utama dari laut di dunia
Jaring-jaring makanan di laut