Ekologi Tumbuhan HUKUM SHELFORD DAN KONS
MAKALAH EKOLOGI TUMBUHAN
HUKUM SHELFORD DAN KONSEP FAKTOR PEMBATAS
Disusun Oleh:
Rezky Aulianur S.
201510070311007
Nurul Hidayatul Arofah
201510070311034
Enies Nabila Fithri Tiara Sari
201510070311038
PROGRAM STUDI PENDIDIKAN BIOLOGI
FAKULTAS KEGURUAN DAN ILMU PENDIDIKAN
UNIVERSITAS MUHAMMADIYAH MALANG
2016
KATA PENGANTAR
Puji syukur kehadirat Allah SWT karena atas limpahan rahmat, taufiq,
serta hidayah-Nya. Sehingga penulis dapat menyelesaikan Makalah yang disusun
untuk memenuhi tugas Mata Kuliah Ekologi Tumbuhan yang telah diberikan oleh
Dr. Abdulkadir Rahardjanto, M.Si dengan tepat waktu.
Shalawat dan salam selalu penulis sampaikan kepada Nabi Muhammad
SAW, yang telah memberikan petunjuk hingga akhir zaman untuk kita umatnya.
Dalam penyusunan makalah ini tentu penulis mengalami masalah, namun itu
semua dapat teratasi dengan berbagai dukungan dan bimbingan dari pihak lain.
Untuk itu penulis mengucapkan terima kasih, kepada:
1. Dr. Abdulkadir Rahardjanto, M.Si selaku Dosen Pengampu Mata
Kuliah Ekologi Tumbuhan,
2. Semua teman-teman Pendidikan Biologi III-A yang telah senantiasa
memberikan saran dan kritik dalam penyusunan makalah ini, serta
3. Kedua orang tua yang telah membantu baik dalam moril maupun
materi.
Demikian penyusunan dari makalah ini. Penulis menyadari bahwa
makalah ini masih jauh dari kesempurnaan, untuk itu penulis sangat
mengharapkan kritik dan saran yang bersifat membangun, khususnya dari Dosen
Mata Kuliah Ekologi Tumbuhan guna menjadi acuan bekal pengalaman bagi
penulis untuk lebih baik di masa yang akan datang dan demi kesempurnaan dari
makalah ini.
Malang, Oktober 2016
Penulis
BAB I
PENDAHULUAN
1.1 Latar Belakang
Ekosistem merupakan suatu kesatuan di dalam alam yang terdiri dari
semua organisme yang berfungsi bersama-sama di suatu tempat yang berinteraksi
dengan lingkungan fisik yang memungkinkan terjadinya aliran energi dan
membentuk struktur biotik yang jelas dan siklus materi di antara komponen hidup
dan tak hidup.
Setiap organisme di dalam habitatnya selalu dipengaruhi oleh berbagai hal
disekitarnya. Setiap faktor yang berpengaruh terhadap kehidupan organisme
tersebut disebut dengan faktor lingkungan. Lingkungan mempunyai dimensi
ruang dan waktu, yang berarti kondisi lingkungan tidak mungkin seragam baik
dalam arti ruang maupun waktu. Kondisi lingkungan akan berubah sejalan dengan
perubahan ruang, dan akan berubah pula sejalan dengan waktu.
Lingkungan organisme tersebut merupakan suatu kompleks dan variasi
faktor yang beraksi berjalan secara simultan, selama perjalan hidup organisme itu,
ada kalanya tidak sama sekali, hal ini tidak saja bergantung pada besaran
intensitas faktor itu dan faktor – faktor lainnya dari lingkungan, tetapi juga
kondisi organisme itu, baik tumbuhan maupun hewan.
Faktor - faktor tersebut dinamakan faktor pembatas, dengan mengetahui
faktor pembatas (Limiting Factor) suatu organisme dalam suatu ekosistem maka
dapat diantisipasi kondisi-kondisi di mana organisme tidak dapat bertahan hidup.
Umumnya suatu organisme yang mempunyai kemampuan untuk melewati atau
melampaui faktor pembatasnya maka ia memiliki toleransi yang besar dan kisaran
geografi penyebaran yang luas pula. Sebaliknya jika organisme tersebut tidak
mampu melewatinya maka ia memiliki toleransi yang sempit dan memiliki
kisaran geografi penyebaran yang sempit pula. Tidak sedikit didapati pula bahwa
ada organisme tertentu yang tidak hanya beradaptasi dengan faktor pembatas
lingkungan fisik saja, tetapi mereka bisa memanfaatkan periodisitas alami untuk
mengatur dan memprogram kehidupannya guna mengambil keuntungan dari
keadaan tersebut. Di sini kami akan mengurai lebih dalam lagi mengenai Hukum
Shelford dan prinsip – prinsip yang berhubungan dengan konsep faktor pembatas
tersebut.
1.2 Rumusan Masalah
1. Apa yang dimaksud dengan Hukum Toleransi Shelford?
2. Apa yang dimaksud dengan Konsep Faktor Pembatas?
1.3 Tujuan
1. Untuk memahami Hukum Toleransi Shelford
2. Untuk mengetahui Konsep Faktor Pembatas pada Tumbuhan
BAB II
PEMBAHASAN
2.1 Hukum Toleransi Shelford
Untuk dapat bertahan hidup didalam keadaan tertentu, suatu organisme
harus memiliki bahan-bahan yang penting yang diperlukan untuk pertumbuhan
dan berkembangbiak (Samingan, 1994). Hukum Leibig adalah hukum atau
ketentuan fenomena alam pada ekosistem tertentu yang menyatakan bahwa
organisme tertentu hanya dapat bertahan hidup pada kondisi faktor tertentu dalam
keadaan minimum.(RA Hutagalung, 2010). Gagasan bahwa suatu organisme tidak
lebih kuat daripada rangkaian terlemah rantai kebutuhan ekologinya (Samingan,
1994).
Justus Von Liebig merupakan perintis dalam pengkajian pengaruh
berbagai factor terhadap pertumbuhan tumbuh-tumbuhan (Samingan, 1994).Justus
Von Liebig (1840), mengatakan bahwa “Pertumbuhan sesuatu tanaman tergantung
pada jumlah bahan makanan yang disediakan baginya dalam jumlah minimum”
(Samingan, 1994). Banyak penulis mengembangkan pernyataan tadi meliputi
factor selain hara, namun untuk menghidari kekacauan pendapat, tampaknya lebih
baik membatasi konsep tadi pada material kimia. Justus Von Liebig menemukan
tanaman tidak ditentukan oleh unsure hara N, P, K yang diperlukan dalam jumlah
banyak tetapi oleh mineral seperti magnesium yang diperlukan dalam jumlah
yang sedikit. Bukan hanya unsure hara N, P, K yang dapat bertindak sebagai
factor pembatas, tetapi materi kimiawi lainnya seperti oksigen dan fosfor untik
proses pertumbuhan dan reproduksi. Temuan ini dikenal sebagai Hukum
Minimum Liebig (Rohmani, 2013). Dalam keadaan mantap bahan penting yang
tersedia dalam jumlah mendekati minimum yang diperlukan akan cenderung
merupakan pembatas.
Hukum Minimum Liebig dapat dipakai : Satu, hanya dalam keadaan yang
tetap, yaitu bila pemasukan dan pengeluaran energi adalah seimbang. Misalnya
CO2 adalah faktor pembatas utama dalam danau dan oleh karena itu produktivitas
seimbang dengan kecepatan penyediaan CO2 yang berasal dari proses
pembusukan bahan organik dengan cahaya, nitrogen, fosfor dan unsur-unsur
utama lainnya. Kedua adalah faktor interaksi. Misalnya pada: beberapa tumbuhan
memperlihatkan bahwa kebutuhan Zn lebih sedikit bila tumbuh di bawah naungan
dari pada dengan cahaya penuh. Konsentrasi Zn yang rendah dalam tanah akan
berkurang sifat membatasnya bagi tanaman yang berada di bawah naungan
dibanding dengan cahaya penuh pada kondisi yang sama.
Oleh karena itu, Liebig menyatakan di dalam Hukum Minimum
Liebig yaitu: “Pertumbuhan tanaman tergantung pada unsur atau senyawa yang
berada dalam keadaan minimum”. Organisme mempunyai batas maksimum dan
minimum ekologi, yaitu kisaran toleransi dan ini merupakan konsep Hukum
Toleransi Shelford.
Victor E. Shelford menyatakan bahwa “Kehadiran dan keberhasilan
sesuatu organisme tergantung kepada lengkapnya kompleks-kompleks keadaan.
Ketiadaan atau kegagalan suatu organisme dapat dikendalikan oleh kekurangan
atau kelebihan secara kualitatif maupun kuantitatif dari salah satu beberapa factor
yang mungkin mendekati batas-batas toleransi (Samingan, 1994).
Tidak hanya terlalu minimumnya sesuatu yang dibutuhkan oleh suatu
organisme yang merupakan factor pembatas, seperti yang telah dipaparkan oleh
Liebig. Namun terlalu maksimumnya sesuatu yang dibutuhkan juga merupakan
factor pembatas dengan mengetahui kisaran batas toleransi suatu organism
tersebut.
Keperluan nutiren bagi tumbuhan atau pertumbuhan suatu tanaman sesuai
dengan bunyi dari hukum Shelford dan hukum faktor pemicu (triger factor)
(Artawan dan Wijana, 2013).
Kebutuhan nutrisi tanaman mempunyai batas maksimal dalam penyerapan
hara yang dibutuhkan. Hukum toleransi Shelford bahwa dosis respon suatu
tanaman dapat berupa kekahatan, toleransi dan keracunan. Penambahan suatu
unsur hara yang menyebabkan peningkatan respon tanaman maka unsur tesebut
disebut kahat. Toleransi yaitu penambahan unsur hara tidak mengubah respon
tanaman. Tanaman dikatakan keracunan apabila penambahan suatu unsur hara
menyebabkan penurunan respon tanaman (Eskawidi, dkk., 2005).
“Besar populasi dan penyebaran suatu jenis dapat dikendalikan oleh faktor
yang melampaui batas toleransi maksimal atau minimal atau mendekati batas
toleransi. Apabila melampaui batas itu yaitu lebih rendah dari batas toleransi
minimal atau lebih tinggi dari batas toleransi maksimal, maka makhluk hidup itu
akan mati dan populasinya akan punah dari sistem tersebut.”
Untuk menyatakan derajat toleransi sering dipakai istilah steno untuk
sempit dan euri untuk luas. Cahaya, temperatur dan air secara ekologis
merupakan faktor lingkungan yang penting untuk daratan, sedangkan cahaya,
temperatur dan kadar garam merupakan faktor lingkungan yang penting untuk
lautan.
Beberapa akses tambahan terhadap hukum toleransi dapat dinyatakan
sebagai berikut:
1. Organisme-organisme dapat memiliki kisaran toleransi yang lebar bagi
satu faktor dan kisaran yang sempit untuk lainnya
2. Organisme-organisme dengan kisaran-kisaran toleransi yang luas untuk
semua faktor wajar memiiki penyebaran yang paling luas
3. Apabila keadaan-keadaan tidak optimum bagi suatu jenis mengenai satu
faktor ekologi, batas-batas toleransi terhadap faktor-faktor ekologi
lainnya dapat dikurangi berkenaan dengan faktor-faktor ekologi lain
4. Sering kali ditemukan bahwa organisme-organisme di alam sebenarnya
tidak hidup dalam kisaran maksimumberkenaan dengan faktor fisik
tertentu
5. Periode produksi biasanya periode yang gawat apabila faktor-faktor
lingkungan bersifat membatasi
Faktor Kompensasi dan Ekotipe. Organisme tidak pasif terhadap lingkungan
fisik, mereka mengubah lingkungan fisik dan menyesuaikan diri guna mengurangi
efek pembatas tempratur, cahaya, air, serta keadaan fisik lainnya.
Faktor kompensasi terutama epektif pada tingkat komunitas suatu
organisasi, tetapi juga terjadi pada suatu jenis. Jenis dengan daerah penyebaran
yang luas umumnya selalu berkembang dan populasi yang beradaptasi secara
lokal disebut ekotipe yang mempunyai keadaan optimum dan batas-batas toleransi
yang sesuai dengan kondisi-kondisi lokal.
Dalam komunitas banyak jenis dengan optimum yang berbeda, seluruhnya
sanggup mengganti naik turunnya tempratur. Pada umumnya kurva kecepatan
metabolisme temperatur akan lebih rata untuk ekosistem daripada untuk jenis.
Dalam lingkungan yang miskin unsur hara, daur ulang antara autotrof dan
heterotrof seringkali mengganti langkanya zat makanan.
2.2 Konsep Faktor Pembatas
Pertumbuhan organisme yang baik dapat tercapai apabila faktor lingkungan
yang mempengaruhi pertumbuhan berimbang dan juga menguntungkan. Apabila
salah satu dari faktor lingkungan tidak seimbang dengan faktor lingkungan yang
lain, maka faktor ini dapat menekan atau kadang-kadang akan menghentikan
pertumbuhan organisme. Faktor lingkungan yang paling tidak optimum akan
menurunkan tingkat produktivitas organisme, Prinsip ini di sebut sebagai Prinsip
Faktor Pembatas. Liebig menemukan bahwa pertumbuhan tanaman akan terbatas
karena terbatasnya unsur hara yang diperlukan dalam jumlah kecil dan
ketersediaan di alam hanya sedikit.
Kehadiran dan keberhasilan suatu organisme atau golongan organismeorganisme tergantung kepada keadaan kompleks. Dalam Asas Lingkungan
Holocoenotic:
1. Keadaan yang manapun yang mendekati atau melampaui batas-batas toleransi
dinamakan sebagai membatasi atau faktor pembatas.
2. Bilamana suatu faktor pembatas dapat diatasi, maka akan timbul faktor
pembatas lain
3. Bilamana salah satu faktor lingkungan diubah, perubahan ini akan
mempengaruhi atau merubah komponen-komponen lain . Contoh: Suhu udara
rumah kaca dinaikkan 10 derajat celcius,maka udara dalam rumah kaca
banyak mengandung uap air, sehingga penguapan meningkat, kadar air tanah
berkurang, tanah menjadi kering .
4. Lingkungan merupakan kumpulan macam-macam faktor lingkungan yang
saling berinteraksi. Jika satu faktor diubah, hampir semua faktor lainnya ikut
berubah
5. Hubungan antara komunitas makhluk hidup dengan lingkungannya bersifat
holocoenotik Artinya tidak ada dinding pemisah antara faktor-faktor
lingkungan dan dengan organisme di dalamnya Eksosisem sebagai satu
keseluruhan, sulit untuk memisahkan satu faktor/organisme di alam tanpa
mengganggu komponen ekosistem lain.
Pentingnya Faktor-Faktor Fisis sebagai Faktor-Faktor Pembatas:
1. Tempratur/suhu
Beberapa organisme dapat hidup pada temperatur yang rendah sekali.
Sedangkan beberapa mikroorganisme, terutama bakteri dan algae dapat hidup dan
berkembang pada musim-musim semi yang panas kira-kira 88 0 C Organisme yang
hidup di air umumnya mempunyai batas toleransi lebih sempit terhadap suhu
daripada hewan yang hidup di darat, sehingga temperatur penting dan sering kali
merupakan faktor pembatas. Semua proses-proses kimia dalam metabolisme
seperti difusi, pembentukan dinding sel tergantung pada suhu. Kalau temperatur
melampaui minimum, pernafasan dapat berhenti dan menyebabkan kematian.
Pengaruh temperatur di dalam metabolisme, tidak hanya tentang lajunya tetapi
juga mengenai produk yang dihasilkannya. Pengaruh temperatur tampak juga
pada perkecambahan dan susunan jenis vegetasi.
Perubahan Iklim berdampak pada pada temperatur dan curah hujan. Hal ini
mengakibatkan beberapa spesies tidak dapat menyesuaikan diri, terutama spesies
yang mempunyai kisaran toleransi yang rendah terhadap fluktuasi suhu
(Surakusumah, 2000).
2. Cahaya
Cahaya adalah sumber energi, tetapi juga suatu pembatas pada kedua tingkat
maksimum dan minimum. Oleh karena itu cahaya sebagai faktor pembatas dan
pengontrol. Intensitas cahaya mengontrol seluruh ekosistem melalui pengaruhnya
pada produksi primer. Berdasarkan kebutuhan cahaya dikenal:
a. Tumbuhan perlu cahaya penuh (light demanding)
b. Tumbuhan yang toleran dan setengah toleran.
3. Air
Air untuk fungsi fisiologis perlu bagi semua protoplasma. Dari sudut
ekologis terutama sebagai faktor pembatas curah hujan sebagian besar ditentukan
oleh geografi dan pola gerakan udara yang besar atau sistem iklim. Penyebaran
curah hujan sepanjang tahun merupakan faktor pembatas yang sangat penting
untuk organisme.
Lingkungan mikro merupakan habitat organisme dengan faktor-faktor fisik
lingkungan sekitar yang banyak dipengaruhi oleh iklim mikro dan perbedaan
topografi.
o Perbedaan iklim mikro ini dapat menghasilkan komunitas yang ada
menjadi berbeda.
o Suatu faktor lingkungan sering menentukan organisme yang akan
ditemukan pada suatu daerah.
o Sebaliknya dapat ditentukan keadaan lingkungan fisik dari organisme yang
ditemukan pada suatu daerah. Organisme inilah yang disebut indikator
ekologi (indikator biologi/bioindikator).
Dengan mengetahui faktor pembatas (limiting factor) suatu organisme
dalam suatu ekosistem maka dapat diantisipasi kondisi-kondisi di mana organisme
tidak dapat bertahan hidup (Champbell, 2000). Umumnya suatu organisme yang
mempunyai kemampuan untuk melewati atau melampaui faktor pembatasnya
maka ia memiliki toleransi yang besar dan kisaran geografi penyebaran yang luas
pula. Sebaliknya jika organisme tersebut tidak mampu melewatinya maka ia
memiliki toleransi yang sempit dan memiliki kisaran geografi penyebaran yang
sempit pula.
Tidak sedikit didapati pula bahwa ada organisme tertentu yang tidak hanya
beradaptasi dengan faktor pembatas lingkungan fisik saja, tetapi mereka bisa
memanfaatkan periodisitas alami untuk mengatur dan memprogram kehidupannya
guna mengambil keuntungan dari keadaan tersebut. Faktor pembatas fisik bagi
suatu organisme kita kenal secara luas di antaranya faktor cahaya matahari, suhu,
ketersediaan sejumlah air, gabungan antara faktor suhu dan kelembaban, dan lain
sebagainya.
Faktor pembatas nonfisik adalah unsur-unsur nonfisik seperti zat kimia
yang terdapat dalam lingkungan akan menjadi faktor pembatas bagi organismeorganisme untuk dapat hidup dan berinteraksi satu sama lainnya (Hutagalung,
2010).
Kondisi lingkungan perairan (aquatic) berbeda dengan kondisi lingkungan
daratan (terrestrial), terutama ditinjau dari keberadaan unsur kimiawi seperti; O 2,
CO2, dan gas-gas terlarut lainnya yang dapat diperoleh organisme di
lingkungannya (Hutagalung, 2010).
Garam biogenik adalah garam-garam yang terlarut dalam air, seperti karbon
(C), hidrogen (H), oksigen (O), nitrogen (N), sulfur (S), posfor (P), kalium (K),
kalsium (Ca), dan magnesium (Mg). Zat kimia ini merupakan unsur vital bagi
keberlanjutan organisme tertentu (Hutagalung, 2010).
Tanah terdiri atas bahan induk, bahan organik, dan mineral yang hasil
pencampurannya dapat membentuk tekstur tanah tertentu. Ruang-ruang antara
hasil pencampuran bahan-bahan tadi diisi oleh gas dan air. Kondisi tekstur dan
kemampuan tanah inilah yang akan menentukan ketersediaan unsur hara bagi
tumbuhan dan hewan di atasnya (Soeraatmadja,1987).
Tumbuhan perdu yang mempunyai daun lebar lebih tahan terhadap
keterbatasan sinar matahari, sedangkan pada tumbuhan rerumputan sangat
membutuhkan sinar matahari. Lebar atau kecil daun berpengaruh langsung
terhadap kemampuan tumbuhan untuk melakukan kegiatan fotosintesis dan
penguapan (transpirasi). Semakin lebar daun semakin tinggi kemampuan
fotosintesis dan semakin besar pula penguapan. Faktor cahaya, temperatur, dan
kadar garam dalam ekosistem perairan akan berinteraksi bersama menjadi faktor
pembatas utama terhadap keberadaan organisme. Hal ini dapat dilihat jelas pada
perbedaan jenis organisme yang biasa didapati di dekat muara sungai dengan yang
terdapat di lepas pantai atau laut dalam (Hutagalung, 2010).
2.3 Kajian Ayat Al-Qur’an
(19).
ي
وأ يل ي ي
ي
قيِ ييناَ س
مديدييناَ ي
واَ س
فيِ ي
ض ي
واَيلير ي
هاَ ير ي
هاَ ي
ي
س ي
وأ ي
ز
ي
ل
ن
زو
و
م
ء
ن
ي
ش
ل
ك
ن
م
َها
ِفي
َنا
ت
ب
ن
س
ي
ي
ي
ز
س
ي
ي
ي
ي
ن
ي
ي
ي
Dan Kami telah menghamparkan bumi dan menjadikan padanya gunung-gunung
dan Kami tumbuhkan padanya segala sesuatu menurut ukuran (Q.S Al-Hijr: 19)
(20).
ه
م س
م ي
ج ي
و ي
ن لي ي
فيِ ي
م ي
م لي ز
ست ز ي
و ي
هاَ ي
عل ييناَ ل يك ز ي
عاَي س ي
ش ي
ي
ن
ز س
قيِ ي
ب سيراَ س
Dan Kami telah menjadikan untukmu di bumi keperluan-keperluan hidup, dan
(Kami menciptakan pula) makhluk-makhluk yang kamu sekali-kali bukan
pemberi rezki kepadanya Q. S Al-Hijr : 20)
BAB III
PENUTUP
3.1 Kesimpulan
1. Hukum minimum (Justus Von Liebig, 1840), kehidupan makhluk hidup
ditentukan (sangat dipengaruhi) oleh unsur-unsur yang berada atau tersedia
dalam jumlah yang sedikit atau minimum.
2. Hukum Toleransi (Shelford), setiap organisme mempunyai batas-batas
toleransi tertentu (maksimum dan minimum) untuk setiap faktor alam.
3. Faktor pembatas, adalah faktor-faktor alam yang berada pada atau
melampaui titik minimum atau maksimum daya toleransi suatu organisme.
4. Daya dukung lingkungan (carrying capacity), kemampuan suatu areal
tanah atau lahan untuk memberikan jaminan (mendukung) kehidupan
orgaisme.
5. Faktor alam yang holocoenotic, di alam ini ternyata tidak hanya antara
organisme dan lingkungannya saja terjadi interaksi, akan tetapi antara
sesama faktor-faktor lingkungan itu sendiri juga terjadi hubungan tersebut.
6. Habitat dan niche,habitat adalah tempat dimana organisme hidup. Niche
adalah peranan suatu makhluk hidup di habitatnya.
DAFTAR PUSTAKA
Artawan, Ketut., dan Wijana, Nyoman. 2013. Analisis Komposisi dan
Keanekaragaan Spesies Tumbuhan di Kawasan Wisata Lovina, Singaraja.
Seminar Nasional FMIPA UNDIKSHA III. Bali.
Campbell. 2000. Biologi Edisi Kelima Jilid Tiga. Erlangga; Jakarta.
Eskawidi, Mukti R., Anggarwulan, Endang., dan Solichatun. 2005. Pengaruh
Vermikompos terhadap Kadar Nitrogen Tanah, Aktivitas Nitrat Reduktase
dan Pertumbuhan Caisin (Brassica rapa L. cv. Caisin). Bio Smart. Vol 7
(1):32-36.
Hutagalung, RA., 2010. Ekologi Dasar. Jakarta:Erlangga
Rohmani, Yudi Miftahul. 2013. Faktor Pembatas. Jurnal Faktor Pembatas. 1(1):16
Samingan, Tjahyono. 1994. Dasar-Dasar Ekologi Edisi Ketiga. Jogjakarta : UGM
Press
Soeraatmadja. 1987. Ilmu Lingkungan. ITB; Bandung.
Surakusumah, Wahyu. 2000. Perubahan Iklim dan Pengaruhnya terhadap
Keanekaragaman
Hayati.
Makalah
Perubahan
Lingkungan
Global.
Universitas Pendidikan Indonesia.
Suwasono, Heddy. 1986. Pengantar Ekologi. Universitas Brawijaya; Malang
HUKUM SHELFORD DAN KONSEP FAKTOR PEMBATAS
Disusun Oleh:
Rezky Aulianur S.
201510070311007
Nurul Hidayatul Arofah
201510070311034
Enies Nabila Fithri Tiara Sari
201510070311038
PROGRAM STUDI PENDIDIKAN BIOLOGI
FAKULTAS KEGURUAN DAN ILMU PENDIDIKAN
UNIVERSITAS MUHAMMADIYAH MALANG
2016
KATA PENGANTAR
Puji syukur kehadirat Allah SWT karena atas limpahan rahmat, taufiq,
serta hidayah-Nya. Sehingga penulis dapat menyelesaikan Makalah yang disusun
untuk memenuhi tugas Mata Kuliah Ekologi Tumbuhan yang telah diberikan oleh
Dr. Abdulkadir Rahardjanto, M.Si dengan tepat waktu.
Shalawat dan salam selalu penulis sampaikan kepada Nabi Muhammad
SAW, yang telah memberikan petunjuk hingga akhir zaman untuk kita umatnya.
Dalam penyusunan makalah ini tentu penulis mengalami masalah, namun itu
semua dapat teratasi dengan berbagai dukungan dan bimbingan dari pihak lain.
Untuk itu penulis mengucapkan terima kasih, kepada:
1. Dr. Abdulkadir Rahardjanto, M.Si selaku Dosen Pengampu Mata
Kuliah Ekologi Tumbuhan,
2. Semua teman-teman Pendidikan Biologi III-A yang telah senantiasa
memberikan saran dan kritik dalam penyusunan makalah ini, serta
3. Kedua orang tua yang telah membantu baik dalam moril maupun
materi.
Demikian penyusunan dari makalah ini. Penulis menyadari bahwa
makalah ini masih jauh dari kesempurnaan, untuk itu penulis sangat
mengharapkan kritik dan saran yang bersifat membangun, khususnya dari Dosen
Mata Kuliah Ekologi Tumbuhan guna menjadi acuan bekal pengalaman bagi
penulis untuk lebih baik di masa yang akan datang dan demi kesempurnaan dari
makalah ini.
Malang, Oktober 2016
Penulis
BAB I
PENDAHULUAN
1.1 Latar Belakang
Ekosistem merupakan suatu kesatuan di dalam alam yang terdiri dari
semua organisme yang berfungsi bersama-sama di suatu tempat yang berinteraksi
dengan lingkungan fisik yang memungkinkan terjadinya aliran energi dan
membentuk struktur biotik yang jelas dan siklus materi di antara komponen hidup
dan tak hidup.
Setiap organisme di dalam habitatnya selalu dipengaruhi oleh berbagai hal
disekitarnya. Setiap faktor yang berpengaruh terhadap kehidupan organisme
tersebut disebut dengan faktor lingkungan. Lingkungan mempunyai dimensi
ruang dan waktu, yang berarti kondisi lingkungan tidak mungkin seragam baik
dalam arti ruang maupun waktu. Kondisi lingkungan akan berubah sejalan dengan
perubahan ruang, dan akan berubah pula sejalan dengan waktu.
Lingkungan organisme tersebut merupakan suatu kompleks dan variasi
faktor yang beraksi berjalan secara simultan, selama perjalan hidup organisme itu,
ada kalanya tidak sama sekali, hal ini tidak saja bergantung pada besaran
intensitas faktor itu dan faktor – faktor lainnya dari lingkungan, tetapi juga
kondisi organisme itu, baik tumbuhan maupun hewan.
Faktor - faktor tersebut dinamakan faktor pembatas, dengan mengetahui
faktor pembatas (Limiting Factor) suatu organisme dalam suatu ekosistem maka
dapat diantisipasi kondisi-kondisi di mana organisme tidak dapat bertahan hidup.
Umumnya suatu organisme yang mempunyai kemampuan untuk melewati atau
melampaui faktor pembatasnya maka ia memiliki toleransi yang besar dan kisaran
geografi penyebaran yang luas pula. Sebaliknya jika organisme tersebut tidak
mampu melewatinya maka ia memiliki toleransi yang sempit dan memiliki
kisaran geografi penyebaran yang sempit pula. Tidak sedikit didapati pula bahwa
ada organisme tertentu yang tidak hanya beradaptasi dengan faktor pembatas
lingkungan fisik saja, tetapi mereka bisa memanfaatkan periodisitas alami untuk
mengatur dan memprogram kehidupannya guna mengambil keuntungan dari
keadaan tersebut. Di sini kami akan mengurai lebih dalam lagi mengenai Hukum
Shelford dan prinsip – prinsip yang berhubungan dengan konsep faktor pembatas
tersebut.
1.2 Rumusan Masalah
1. Apa yang dimaksud dengan Hukum Toleransi Shelford?
2. Apa yang dimaksud dengan Konsep Faktor Pembatas?
1.3 Tujuan
1. Untuk memahami Hukum Toleransi Shelford
2. Untuk mengetahui Konsep Faktor Pembatas pada Tumbuhan
BAB II
PEMBAHASAN
2.1 Hukum Toleransi Shelford
Untuk dapat bertahan hidup didalam keadaan tertentu, suatu organisme
harus memiliki bahan-bahan yang penting yang diperlukan untuk pertumbuhan
dan berkembangbiak (Samingan, 1994). Hukum Leibig adalah hukum atau
ketentuan fenomena alam pada ekosistem tertentu yang menyatakan bahwa
organisme tertentu hanya dapat bertahan hidup pada kondisi faktor tertentu dalam
keadaan minimum.(RA Hutagalung, 2010). Gagasan bahwa suatu organisme tidak
lebih kuat daripada rangkaian terlemah rantai kebutuhan ekologinya (Samingan,
1994).
Justus Von Liebig merupakan perintis dalam pengkajian pengaruh
berbagai factor terhadap pertumbuhan tumbuh-tumbuhan (Samingan, 1994).Justus
Von Liebig (1840), mengatakan bahwa “Pertumbuhan sesuatu tanaman tergantung
pada jumlah bahan makanan yang disediakan baginya dalam jumlah minimum”
(Samingan, 1994). Banyak penulis mengembangkan pernyataan tadi meliputi
factor selain hara, namun untuk menghidari kekacauan pendapat, tampaknya lebih
baik membatasi konsep tadi pada material kimia. Justus Von Liebig menemukan
tanaman tidak ditentukan oleh unsure hara N, P, K yang diperlukan dalam jumlah
banyak tetapi oleh mineral seperti magnesium yang diperlukan dalam jumlah
yang sedikit. Bukan hanya unsure hara N, P, K yang dapat bertindak sebagai
factor pembatas, tetapi materi kimiawi lainnya seperti oksigen dan fosfor untik
proses pertumbuhan dan reproduksi. Temuan ini dikenal sebagai Hukum
Minimum Liebig (Rohmani, 2013). Dalam keadaan mantap bahan penting yang
tersedia dalam jumlah mendekati minimum yang diperlukan akan cenderung
merupakan pembatas.
Hukum Minimum Liebig dapat dipakai : Satu, hanya dalam keadaan yang
tetap, yaitu bila pemasukan dan pengeluaran energi adalah seimbang. Misalnya
CO2 adalah faktor pembatas utama dalam danau dan oleh karena itu produktivitas
seimbang dengan kecepatan penyediaan CO2 yang berasal dari proses
pembusukan bahan organik dengan cahaya, nitrogen, fosfor dan unsur-unsur
utama lainnya. Kedua adalah faktor interaksi. Misalnya pada: beberapa tumbuhan
memperlihatkan bahwa kebutuhan Zn lebih sedikit bila tumbuh di bawah naungan
dari pada dengan cahaya penuh. Konsentrasi Zn yang rendah dalam tanah akan
berkurang sifat membatasnya bagi tanaman yang berada di bawah naungan
dibanding dengan cahaya penuh pada kondisi yang sama.
Oleh karena itu, Liebig menyatakan di dalam Hukum Minimum
Liebig yaitu: “Pertumbuhan tanaman tergantung pada unsur atau senyawa yang
berada dalam keadaan minimum”. Organisme mempunyai batas maksimum dan
minimum ekologi, yaitu kisaran toleransi dan ini merupakan konsep Hukum
Toleransi Shelford.
Victor E. Shelford menyatakan bahwa “Kehadiran dan keberhasilan
sesuatu organisme tergantung kepada lengkapnya kompleks-kompleks keadaan.
Ketiadaan atau kegagalan suatu organisme dapat dikendalikan oleh kekurangan
atau kelebihan secara kualitatif maupun kuantitatif dari salah satu beberapa factor
yang mungkin mendekati batas-batas toleransi (Samingan, 1994).
Tidak hanya terlalu minimumnya sesuatu yang dibutuhkan oleh suatu
organisme yang merupakan factor pembatas, seperti yang telah dipaparkan oleh
Liebig. Namun terlalu maksimumnya sesuatu yang dibutuhkan juga merupakan
factor pembatas dengan mengetahui kisaran batas toleransi suatu organism
tersebut.
Keperluan nutiren bagi tumbuhan atau pertumbuhan suatu tanaman sesuai
dengan bunyi dari hukum Shelford dan hukum faktor pemicu (triger factor)
(Artawan dan Wijana, 2013).
Kebutuhan nutrisi tanaman mempunyai batas maksimal dalam penyerapan
hara yang dibutuhkan. Hukum toleransi Shelford bahwa dosis respon suatu
tanaman dapat berupa kekahatan, toleransi dan keracunan. Penambahan suatu
unsur hara yang menyebabkan peningkatan respon tanaman maka unsur tesebut
disebut kahat. Toleransi yaitu penambahan unsur hara tidak mengubah respon
tanaman. Tanaman dikatakan keracunan apabila penambahan suatu unsur hara
menyebabkan penurunan respon tanaman (Eskawidi, dkk., 2005).
“Besar populasi dan penyebaran suatu jenis dapat dikendalikan oleh faktor
yang melampaui batas toleransi maksimal atau minimal atau mendekati batas
toleransi. Apabila melampaui batas itu yaitu lebih rendah dari batas toleransi
minimal atau lebih tinggi dari batas toleransi maksimal, maka makhluk hidup itu
akan mati dan populasinya akan punah dari sistem tersebut.”
Untuk menyatakan derajat toleransi sering dipakai istilah steno untuk
sempit dan euri untuk luas. Cahaya, temperatur dan air secara ekologis
merupakan faktor lingkungan yang penting untuk daratan, sedangkan cahaya,
temperatur dan kadar garam merupakan faktor lingkungan yang penting untuk
lautan.
Beberapa akses tambahan terhadap hukum toleransi dapat dinyatakan
sebagai berikut:
1. Organisme-organisme dapat memiliki kisaran toleransi yang lebar bagi
satu faktor dan kisaran yang sempit untuk lainnya
2. Organisme-organisme dengan kisaran-kisaran toleransi yang luas untuk
semua faktor wajar memiiki penyebaran yang paling luas
3. Apabila keadaan-keadaan tidak optimum bagi suatu jenis mengenai satu
faktor ekologi, batas-batas toleransi terhadap faktor-faktor ekologi
lainnya dapat dikurangi berkenaan dengan faktor-faktor ekologi lain
4. Sering kali ditemukan bahwa organisme-organisme di alam sebenarnya
tidak hidup dalam kisaran maksimumberkenaan dengan faktor fisik
tertentu
5. Periode produksi biasanya periode yang gawat apabila faktor-faktor
lingkungan bersifat membatasi
Faktor Kompensasi dan Ekotipe. Organisme tidak pasif terhadap lingkungan
fisik, mereka mengubah lingkungan fisik dan menyesuaikan diri guna mengurangi
efek pembatas tempratur, cahaya, air, serta keadaan fisik lainnya.
Faktor kompensasi terutama epektif pada tingkat komunitas suatu
organisasi, tetapi juga terjadi pada suatu jenis. Jenis dengan daerah penyebaran
yang luas umumnya selalu berkembang dan populasi yang beradaptasi secara
lokal disebut ekotipe yang mempunyai keadaan optimum dan batas-batas toleransi
yang sesuai dengan kondisi-kondisi lokal.
Dalam komunitas banyak jenis dengan optimum yang berbeda, seluruhnya
sanggup mengganti naik turunnya tempratur. Pada umumnya kurva kecepatan
metabolisme temperatur akan lebih rata untuk ekosistem daripada untuk jenis.
Dalam lingkungan yang miskin unsur hara, daur ulang antara autotrof dan
heterotrof seringkali mengganti langkanya zat makanan.
2.2 Konsep Faktor Pembatas
Pertumbuhan organisme yang baik dapat tercapai apabila faktor lingkungan
yang mempengaruhi pertumbuhan berimbang dan juga menguntungkan. Apabila
salah satu dari faktor lingkungan tidak seimbang dengan faktor lingkungan yang
lain, maka faktor ini dapat menekan atau kadang-kadang akan menghentikan
pertumbuhan organisme. Faktor lingkungan yang paling tidak optimum akan
menurunkan tingkat produktivitas organisme, Prinsip ini di sebut sebagai Prinsip
Faktor Pembatas. Liebig menemukan bahwa pertumbuhan tanaman akan terbatas
karena terbatasnya unsur hara yang diperlukan dalam jumlah kecil dan
ketersediaan di alam hanya sedikit.
Kehadiran dan keberhasilan suatu organisme atau golongan organismeorganisme tergantung kepada keadaan kompleks. Dalam Asas Lingkungan
Holocoenotic:
1. Keadaan yang manapun yang mendekati atau melampaui batas-batas toleransi
dinamakan sebagai membatasi atau faktor pembatas.
2. Bilamana suatu faktor pembatas dapat diatasi, maka akan timbul faktor
pembatas lain
3. Bilamana salah satu faktor lingkungan diubah, perubahan ini akan
mempengaruhi atau merubah komponen-komponen lain . Contoh: Suhu udara
rumah kaca dinaikkan 10 derajat celcius,maka udara dalam rumah kaca
banyak mengandung uap air, sehingga penguapan meningkat, kadar air tanah
berkurang, tanah menjadi kering .
4. Lingkungan merupakan kumpulan macam-macam faktor lingkungan yang
saling berinteraksi. Jika satu faktor diubah, hampir semua faktor lainnya ikut
berubah
5. Hubungan antara komunitas makhluk hidup dengan lingkungannya bersifat
holocoenotik Artinya tidak ada dinding pemisah antara faktor-faktor
lingkungan dan dengan organisme di dalamnya Eksosisem sebagai satu
keseluruhan, sulit untuk memisahkan satu faktor/organisme di alam tanpa
mengganggu komponen ekosistem lain.
Pentingnya Faktor-Faktor Fisis sebagai Faktor-Faktor Pembatas:
1. Tempratur/suhu
Beberapa organisme dapat hidup pada temperatur yang rendah sekali.
Sedangkan beberapa mikroorganisme, terutama bakteri dan algae dapat hidup dan
berkembang pada musim-musim semi yang panas kira-kira 88 0 C Organisme yang
hidup di air umumnya mempunyai batas toleransi lebih sempit terhadap suhu
daripada hewan yang hidup di darat, sehingga temperatur penting dan sering kali
merupakan faktor pembatas. Semua proses-proses kimia dalam metabolisme
seperti difusi, pembentukan dinding sel tergantung pada suhu. Kalau temperatur
melampaui minimum, pernafasan dapat berhenti dan menyebabkan kematian.
Pengaruh temperatur di dalam metabolisme, tidak hanya tentang lajunya tetapi
juga mengenai produk yang dihasilkannya. Pengaruh temperatur tampak juga
pada perkecambahan dan susunan jenis vegetasi.
Perubahan Iklim berdampak pada pada temperatur dan curah hujan. Hal ini
mengakibatkan beberapa spesies tidak dapat menyesuaikan diri, terutama spesies
yang mempunyai kisaran toleransi yang rendah terhadap fluktuasi suhu
(Surakusumah, 2000).
2. Cahaya
Cahaya adalah sumber energi, tetapi juga suatu pembatas pada kedua tingkat
maksimum dan minimum. Oleh karena itu cahaya sebagai faktor pembatas dan
pengontrol. Intensitas cahaya mengontrol seluruh ekosistem melalui pengaruhnya
pada produksi primer. Berdasarkan kebutuhan cahaya dikenal:
a. Tumbuhan perlu cahaya penuh (light demanding)
b. Tumbuhan yang toleran dan setengah toleran.
3. Air
Air untuk fungsi fisiologis perlu bagi semua protoplasma. Dari sudut
ekologis terutama sebagai faktor pembatas curah hujan sebagian besar ditentukan
oleh geografi dan pola gerakan udara yang besar atau sistem iklim. Penyebaran
curah hujan sepanjang tahun merupakan faktor pembatas yang sangat penting
untuk organisme.
Lingkungan mikro merupakan habitat organisme dengan faktor-faktor fisik
lingkungan sekitar yang banyak dipengaruhi oleh iklim mikro dan perbedaan
topografi.
o Perbedaan iklim mikro ini dapat menghasilkan komunitas yang ada
menjadi berbeda.
o Suatu faktor lingkungan sering menentukan organisme yang akan
ditemukan pada suatu daerah.
o Sebaliknya dapat ditentukan keadaan lingkungan fisik dari organisme yang
ditemukan pada suatu daerah. Organisme inilah yang disebut indikator
ekologi (indikator biologi/bioindikator).
Dengan mengetahui faktor pembatas (limiting factor) suatu organisme
dalam suatu ekosistem maka dapat diantisipasi kondisi-kondisi di mana organisme
tidak dapat bertahan hidup (Champbell, 2000). Umumnya suatu organisme yang
mempunyai kemampuan untuk melewati atau melampaui faktor pembatasnya
maka ia memiliki toleransi yang besar dan kisaran geografi penyebaran yang luas
pula. Sebaliknya jika organisme tersebut tidak mampu melewatinya maka ia
memiliki toleransi yang sempit dan memiliki kisaran geografi penyebaran yang
sempit pula.
Tidak sedikit didapati pula bahwa ada organisme tertentu yang tidak hanya
beradaptasi dengan faktor pembatas lingkungan fisik saja, tetapi mereka bisa
memanfaatkan periodisitas alami untuk mengatur dan memprogram kehidupannya
guna mengambil keuntungan dari keadaan tersebut. Faktor pembatas fisik bagi
suatu organisme kita kenal secara luas di antaranya faktor cahaya matahari, suhu,
ketersediaan sejumlah air, gabungan antara faktor suhu dan kelembaban, dan lain
sebagainya.
Faktor pembatas nonfisik adalah unsur-unsur nonfisik seperti zat kimia
yang terdapat dalam lingkungan akan menjadi faktor pembatas bagi organismeorganisme untuk dapat hidup dan berinteraksi satu sama lainnya (Hutagalung,
2010).
Kondisi lingkungan perairan (aquatic) berbeda dengan kondisi lingkungan
daratan (terrestrial), terutama ditinjau dari keberadaan unsur kimiawi seperti; O 2,
CO2, dan gas-gas terlarut lainnya yang dapat diperoleh organisme di
lingkungannya (Hutagalung, 2010).
Garam biogenik adalah garam-garam yang terlarut dalam air, seperti karbon
(C), hidrogen (H), oksigen (O), nitrogen (N), sulfur (S), posfor (P), kalium (K),
kalsium (Ca), dan magnesium (Mg). Zat kimia ini merupakan unsur vital bagi
keberlanjutan organisme tertentu (Hutagalung, 2010).
Tanah terdiri atas bahan induk, bahan organik, dan mineral yang hasil
pencampurannya dapat membentuk tekstur tanah tertentu. Ruang-ruang antara
hasil pencampuran bahan-bahan tadi diisi oleh gas dan air. Kondisi tekstur dan
kemampuan tanah inilah yang akan menentukan ketersediaan unsur hara bagi
tumbuhan dan hewan di atasnya (Soeraatmadja,1987).
Tumbuhan perdu yang mempunyai daun lebar lebih tahan terhadap
keterbatasan sinar matahari, sedangkan pada tumbuhan rerumputan sangat
membutuhkan sinar matahari. Lebar atau kecil daun berpengaruh langsung
terhadap kemampuan tumbuhan untuk melakukan kegiatan fotosintesis dan
penguapan (transpirasi). Semakin lebar daun semakin tinggi kemampuan
fotosintesis dan semakin besar pula penguapan. Faktor cahaya, temperatur, dan
kadar garam dalam ekosistem perairan akan berinteraksi bersama menjadi faktor
pembatas utama terhadap keberadaan organisme. Hal ini dapat dilihat jelas pada
perbedaan jenis organisme yang biasa didapati di dekat muara sungai dengan yang
terdapat di lepas pantai atau laut dalam (Hutagalung, 2010).
2.3 Kajian Ayat Al-Qur’an
(19).
ي
وأ يل ي ي
ي
قيِ ييناَ س
مديدييناَ ي
واَ س
فيِ ي
ض ي
واَيلير ي
هاَ ير ي
هاَ ي
ي
س ي
وأ ي
ز
ي
ل
ن
زو
و
م
ء
ن
ي
ش
ل
ك
ن
م
َها
ِفي
َنا
ت
ب
ن
س
ي
ي
ي
ز
س
ي
ي
ي
ي
ن
ي
ي
ي
Dan Kami telah menghamparkan bumi dan menjadikan padanya gunung-gunung
dan Kami tumbuhkan padanya segala sesuatu menurut ukuran (Q.S Al-Hijr: 19)
(20).
ه
م س
م ي
ج ي
و ي
ن لي ي
فيِ ي
م ي
م لي ز
ست ز ي
و ي
هاَ ي
عل ييناَ ل يك ز ي
عاَي س ي
ش ي
ي
ن
ز س
قيِ ي
ب سيراَ س
Dan Kami telah menjadikan untukmu di bumi keperluan-keperluan hidup, dan
(Kami menciptakan pula) makhluk-makhluk yang kamu sekali-kali bukan
pemberi rezki kepadanya Q. S Al-Hijr : 20)
BAB III
PENUTUP
3.1 Kesimpulan
1. Hukum minimum (Justus Von Liebig, 1840), kehidupan makhluk hidup
ditentukan (sangat dipengaruhi) oleh unsur-unsur yang berada atau tersedia
dalam jumlah yang sedikit atau minimum.
2. Hukum Toleransi (Shelford), setiap organisme mempunyai batas-batas
toleransi tertentu (maksimum dan minimum) untuk setiap faktor alam.
3. Faktor pembatas, adalah faktor-faktor alam yang berada pada atau
melampaui titik minimum atau maksimum daya toleransi suatu organisme.
4. Daya dukung lingkungan (carrying capacity), kemampuan suatu areal
tanah atau lahan untuk memberikan jaminan (mendukung) kehidupan
orgaisme.
5. Faktor alam yang holocoenotic, di alam ini ternyata tidak hanya antara
organisme dan lingkungannya saja terjadi interaksi, akan tetapi antara
sesama faktor-faktor lingkungan itu sendiri juga terjadi hubungan tersebut.
6. Habitat dan niche,habitat adalah tempat dimana organisme hidup. Niche
adalah peranan suatu makhluk hidup di habitatnya.
DAFTAR PUSTAKA
Artawan, Ketut., dan Wijana, Nyoman. 2013. Analisis Komposisi dan
Keanekaragaan Spesies Tumbuhan di Kawasan Wisata Lovina, Singaraja.
Seminar Nasional FMIPA UNDIKSHA III. Bali.
Campbell. 2000. Biologi Edisi Kelima Jilid Tiga. Erlangga; Jakarta.
Eskawidi, Mukti R., Anggarwulan, Endang., dan Solichatun. 2005. Pengaruh
Vermikompos terhadap Kadar Nitrogen Tanah, Aktivitas Nitrat Reduktase
dan Pertumbuhan Caisin (Brassica rapa L. cv. Caisin). Bio Smart. Vol 7
(1):32-36.
Hutagalung, RA., 2010. Ekologi Dasar. Jakarta:Erlangga
Rohmani, Yudi Miftahul. 2013. Faktor Pembatas. Jurnal Faktor Pembatas. 1(1):16
Samingan, Tjahyono. 1994. Dasar-Dasar Ekologi Edisi Ketiga. Jogjakarta : UGM
Press
Soeraatmadja. 1987. Ilmu Lingkungan. ITB; Bandung.
Surakusumah, Wahyu. 2000. Perubahan Iklim dan Pengaruhnya terhadap
Keanekaragaman
Hayati.
Makalah
Perubahan
Lingkungan
Global.
Universitas Pendidikan Indonesia.
Suwasono, Heddy. 1986. Pengantar Ekologi. Universitas Brawijaya; Malang