Lely Riawati, ST., MT

  Ekologi Lely Riawati, ST., MT Ekologi Terbentuk dari kata “oikos” dan “logos”. Oikos berarti tempat tinggal. Logos berarti ilmu  ilmu mengenai tempat tinggal makhluk hidup.

  Diperkenalkan pertama kali oleh Ernest Haeckel, ahli biologi Jerman, pada 1869.

  Ekologi didefinisikan sebagai ilmu yang mempelajari hubungan timbal balik antara Ekologi Ilmu lingkungan adalah ilmu inter-disipliner untuk mengukur dan menilai perubahan dan dampak kegiatan manusia terhadap ekosistemagar manusia dapat mengelola ekosistem untuk kelangsungan hidupnya (survival) sendiri Prinsip dasar ilmu lingkungan: manusia pada hakekatnya adalah bagian dari lingkungan alam (ekosistem) dimana ia hidup.

  Ekologi Apabila kita ingin menanggulangi permasalahan lingkungan, maka kita perlu terlebih dahulu memahami sistem lingkungan dimana kita berada.

  Studi Ekologi Ekologi juga berhubungan erat dengan tingkatan-tingkatan organisasi makhluk hidup, yaitu dimulai dari individu, populasi, komunitas, ekosistem, bioma dan biosfer yang saling mempengaruhi dan merupakan suatu sistem yang menunjukkan kesatuan .

  Istilah Organisme  suatu zat hidup, jasad hidup atau makhluk hidup Individu  organisme tunggal  seekor tikus, sebatang pohon jambu, seorang manusia Populasi  kelompok organisme yang sejenis yang hidup dan berbiak pada suatu daerah tertentu

  Istilah Komunitas adalah kumpulan dari berbagai populasi yang hidup pada daerah tertentu yang saling berinteraksi dan mempengaruhi satu sama lain Ekosistem adalah tatanan kesatuan secara utuh menyeluruh antara segenap unsur lingkungan hidup yang saling mempengaruhi dalam hubungan timbal balik antara organisme dengan lingkungan biotik dan abiotik.

  Tempat tinggal organisme hidup disebut habitat, bioma

A. INDIVIDU

  Dalam mempertahankan hidup, setiap jenis individu dihadapkan pada permasalahan terkait dengan lingkungan

  Individu akan menyesuaikan diri dengan lingkungannya.

  Kemampuan atau kecenderungan makhluk hidup dalam menyesuaikan diri dengan lingkungan baru untuk dapat

A. INDIVIDU

  Adaptasi Morfologi 

  penyesuaian bentuk tubuh untuk kelangsungan hidupnya

  Gigi hewan karnivora  4 gigi taring yg besar dan runcing (menangkap

  Gigi-gigi khusus

  mangsa), gigi geraham dgn ujung yang tajam (mencabik-cabik mangsa) Elang memiliki paruh yang kuat dengan rahang atas yang melengkung

  Paruh

  dan ujungnya tajam. Fungsi paruh untuk mencengkeram korbannya.

A. INDIVIDU

  Trenggiling  punya moncong panjang dengan ujung mulut kecil (mengisap

  Moncong

  semut dari sarangnya), lidah panjang dan bergetah yang dapat dijulurkan jauh keluar mulut (menangkap serangga)

  Tumbuhan insektivora  daun berbentuk piala dan permukaan dalam

  Daun

  licin (menggelincirkan serangga yang hinggap) Akar tumbuhan gurun kuat dan panjang

  Akar

  (menyerap air dalam tanah),akar hawa

A. INDIVIDU

  Adaptasi Fisiologi  penyesuaian

  fungsi fisiologi tubuh untuk mempertahankan hidupnya.

  Kelenjar bau Kantong tinta

  Musang mensekresikan bau busuk (menghindarkan diri dari musuhnya) Cumi-cumi dan gurita tinta disemprotkan ke dalam air sekitarnya (musuh tidak dapat melihat mereka) Kulit kadal  berubah warna

A. INDIVIDU

  Adaptasi tingkah laku  adaptasi yang didasarkan pada tingkah laku. tupai virginia sering berbaring tidak berdaya dengan mata tertutup

  Pura-pura tidur / mati

  bila didekati seekor anjing Ikan salem raja (hidup dilaut)  migrasi untuk mencari tempat yang sesuai untuk bertelur (sungai )

  Migrasi

  Telur yang telah menetas untuk sementara tinggal di air tawar. Setelah menjadi lebih besar

B. POPULASI

  Ukuran populasi berubah sepanjang waktu  dinamika populasi.

  Perubahan ini dapat dihitung dengan menggunakan rumus perubahan jumlah dibagi waktu  kecepatan perubahan dalam populasi.

  Beberapa faktor penyebab dari alam

B. POPULASI

  Penentu utama pertumbuhan populasi

  Populasi mempunyai karakteristik yang khas untuk kelompoknya yang tidak dimiliki oleh masing-masing individu anggotanya diantaranya :

• kepadatan (densitas)
• laju kelahiran (natalitas)
• laju kematian (mortalitas
• penyebaran umur
• bentuk pertumbuhan dll Untuk organisme yang dapat bergerak (hewan/manusia)  dapat juga disebabkan imigrasi

C. KOMUNITAS

  Komunitas memiliki derajat keterpaduan yang lebih kompleks bila dibandingkan dengan individu dan populasi.

  Dalam komunitas, semua organisme merupakan bagian dari komunitas dan antara komponennya saling berhubungan melalui keragaman interaksinya

D. EKOSISTEM

  Antara komunitas dan lingkungannya selalu terjadi interaksi. Interaksi ini menciptakan kesatuan ekologi yang disebut ekosistem.

  Komponen penyusun ekosistem adalah produsen (tumbuhan hijau), konsumen (herbivora, karnivora, dan omnivora), detrivores, dekomposer Contoh Ekosistem

  Komponen Ekosistem

MANUSIA TUMBUHAN*

• * HEWAN faktor biotik faktor abiotik TANAH

  AIR Komponen Ekosistem

D. EKOSISTEM

KOMPONEN EKOSISTEM

  memiliki komponen dan menjalankan fungsi/ proses tertentu yang saling berkaitan dan bergantung

  BIOTIK ABIOTIK satu dengan yang lainnya.

  Manusia, hewan,

  1. Faktor kimiawi tumbuhan,

  2. Faktor fisis mikroorganisme.

  Bagi setiap makhluk hidup, komponen ekosistem:

  menyediakan sumber

FUNGSI EKOSISTEM

  daya untuk kebutuhan (Proses  Dinamika) hidup, dan membentuk kondisi lingkungan

ALIRAN ENERGI DAUR MATERI

D. EKOSISTEM

• – KOMPONEN BIOTIK

  a. Produsen  kelompok organisme yang mampu memanfaatkan secara langsung energi dari lingkungan abiotik, produsen terbesar tumbuhan (fotosintesis) b. Konsumen  dari kelompok herbivora (konsumen pada tingkat paling bawah  konsumen primer) hingga karnivora tingkat 1,2,...,puncak.

  c. Detritivor  kelompok organisme pemakan detritus (sisa-sisa bagian tubuh dari tumbuhan ataupun organisme lain yang mati ditanah)

D. EKOSISTEM

• – KOMPONEN ABIOTIK YG MEMPENGARUHI

  1. Air : pelarut biologis dan sebagai media berlangsungnya reaksi

  biokimia dalam tubuh makhluk hidup sebagian besar enzim pada tubuh hewan merupakan enzim hidrolase

  2. Udara

  3. Tanah : tempat hidup bagi organisme dan menyediakan unsur

  penting bagi pertumbuhan organisme

  4. Suhu : merupakan syarat yang diperlukan organisme untuk

  hidup. Ada jenis-jenis organisme yang hanya dapat hidup pada kisaran suhu tertentu.

  5. Sinar matahari : mempengaruhi ekosistem secara global 

  matahari menentukan suhu, untuk berfotosintesis

  6. Garis lintang : garis lintang berbeda menunjukkan kondisi lingkungan yang berbeda pula.

  Macam Ekosistem Ekosistem juga dapat dibedakan menjadi:

  A. Ekosistem alami, dan

  B. Ekosistem binaan/terbangun (kota, desa, lahan pertanian) Ekosistem Alami mengalami proses-proses perubahan secara alami tanpa campur tangan manusia.

  Ekosistem Binaan

  Biosfer

  Lapisan bumi tempat ekosistem beroperasi, merupakan keseluruhan bioma dan ekosistem di bumi dimana antara yang satu dengan yang lain lain saling terhubungkan oleh siklus air dan atmosfer Lapisan biosfer meliputi

  Atmosfer  ribuan meter di atas permukaan air laut Litosfer  beberapa meter dibawah permukaan tanah Hidrosfer  ribuan meter di bawah permukaan air laut Lapisan Atmosfir Atmosfer Bumi adalah lapisan gas yang mengelilingi planet bumi yang ditahan oleh gravitasi bumi.

  Atmosfer melindungi kehidupan di bumi dengan menyerap radiasi ultraviolet matahari, pemanasan permukaan melalui retensi panas (efek rumah kaca), dan mengurangi suhu ekstrem di antara siang dan malam.

  Udara kering mengandung kira-kira (dengan volume) 78,09% nitrogen, 20,95% oksigen, 0,93% argon, 0,039% karbon dioksida, dan sejumlah kecil gas lainnya. Lapisan Atmosfer

  Lapisan Atmosfir Troposphere. 18 km di atas permukaan air laut pada area katulistiwa, 8 km di atas permukaan air laut pada area kutub. Panas berasal dari konduksi, konveksi, evaporasi, dan radiasi. Kenaikan ketinggian menurunkan temperatur sebesar 6,4ºC / 1000 m.

  Stratosphere. 18 - 50 km di atas permukaan air laut. Panas berasal dari absorpsi UV oleh ozon.

  Mesosphere. 50 - 80 km di atas permukaan air laut.

  Thermosphere. Panas berasal dari reaksi sinar UV dengan atom, molekul, ion dan plasma. Lapisan Bumi Inner Core. Mengandung inti padat iron-nickel.

  Temperatur sangat panas (3000º-6650ºC).

  Outer core. Mengandung senyawa iron-nickel bermuatan magnetik. Liquid lower mantle. Mengandung iron silicates. Liquid upper mantle. Mengandung iron magnesium silicates. Athenosphere. Berwujud semisolid, dan plastis. Crust. Terdiri dari continental crust (daratan) dan

  ocean crust (dasar perairan). Continental crust

  Lapisan Litosfer The O or organic horizon. Mengandung humus, Campuran kompleks dari

  Forest dekomposisi organic material, floor microorganisme, dan sedimen.

  The A horizon. Tersusun dari coarse sand, silt dan mineral. The E or eluviation horizon. Proses eluviation memisahkan fine particles dan mineral dengan coarse material menggunakan air resapan.

  The B horizon. Fine particles dan Mineral mineral yang terlarut dari E horizon soil tersimpan di B horizon. B horizon tipikal kemerahan atau kecoklatan karena kandungan mineral dan organic oxides yang terkandung.

  The C horizon. Terbentuk dari weathered bedrock atau regoliths. C horizon tidak tepengaruh zona biologis dan hanya organic matter kecil yang

terkandung di dalamnya.

  Lapisan tanah paling bawah adalah the R or rock horizon, yang terbentuk dari bedrock. bebatuan kasar yang Gerakan Keping Tektonik Divergent boundaries : zona di mana kepingan bumi bergerak berpisah, sehingga meninggalkan celah.

  Convergent boundaries : zona di mana kepingan bumi bergerak bertemu, sehingga membentuk gunung atau kepingan saling tumpang tindih.

  Transform boundaries : zona di mana kepingan bumi mengalami deformasi. Siklus Bebatuan

  Batuan yang terbentuk dari batuan cair, atau magma yang keluar dari bumi disebut igneous rocks.

  Batuan yang terbentuk pada permukaan atau di bawahnya karena pengaruh cuaca dan terdekomposisi dalam beberapa lapisan disebut sedimentary rocks.

  Igneous atau sedimentary rocks yang mendapatkan tekanan atau temperatur (tetapi belum melebur) membentuk metamorphic

  rocks. Siklus Bebatuan

  Di bumi ada tiga jenis batuan yaitu batuan beku, batuan sedimen, dan batuan metamorf.

  Ketiga batuan tersebut dapat berubah menjadi batuan metamorf tetapi ketiganya juga bisa berubah menjadi batuan lainnya.

  Semua batuan akan mengalami pelapukan dan erosi menjadi partikel- partikel atau pecahan-pecahan yang lebih kecil yang akhirnya juga bisa membentuk batuan sedimen.

  Batuan juga bisa melebur atau meleleh menjadi magma dan kemudian kembali menjadi batuan beku. Kesemuanya ini disebut Siklus Bebatuan Semua batuan yang ada di permukaan bumi akan mengalami pelapukan.

  Macamnya adalah pelapukan secara:

  1. Fisika: perubahan suhu panas  dingin. Hujan pun juga dapat membuat rekahan-rekahan yang ada di batuan menjadi berkembang sehingga proses-proses fisika tersebut dapat membuat batuan pecah.

  2. Kimia: beberapa jenis larutan kimia dapat bereaksi dengan batuan (larutan HCl bereaksi dengan batu gamping), air pun dapat bereaksi melarutan beberapa jenis batuan

  “hujan asam”

  3. Biologi: misal disebabkan oleh gangguan dari akar tanaman yang cukup besarmampu membuat rekahan-rekahan di batuan dan akhirnya dapat memecah batuan.

  Siklus Bebatuan

  Setelah batuan mengalami pelapukanpecah menjadi bagian yang lebih kecil lagi sehingga mudah untuk berpindah tempat. Berpindahnya tempat dari partikel-partikel kecil ini disebut erosi, dapat terjadi melalui beberapa cara:

  1. Akibat grafitasi bumi pecahan batuan menggelinding melalui tebing jatuh dipermukaan tanah.

  2. Akibat air: air yang melewati pecahan-pecahan kecil batuan yang ada dapat mengangkut pecahan tersebut dari satu tempat ke tempat yang lain.

  3. Akibat angin: biasanya terjadi di daerah gurun.

  4. Akibat glasier: sungai es atau yang sering disebut glasier seperti yang ada di Alaska sekarang juga mampu memindahkan pecahan-

  Kandungan Litosfer oxygen (47%), silicon (28%), aluminum (8%), iron (5%), calcium (4%), sodium (3%), potassium (3%) and magnesium (2%)

PROSES TERBENTUKNYA TANAH

  Batuan-batuan induk (bedrock-R) terpecah menjadi menjadi bagian-bagian kecil akibat perubahan cuaca . Di pecahan- pecahan mineral ini tumbuh lumut sehingga air dapat meresap ke bebatuan sehingga lambat laun akan terbentuk tanah Tanah terdiri dari berbagai lapisan, lapisan yang terbentuk secara horizontal ini di sebut dengan Horizon. Bagian atas merupakan bagian yang kaya akan humus dan bagian terbawah merupakan batuan-batuan yang kasar Hydrosfer Photic Zone- surface waters

  Nutrient-rich water producers Aphotic Pelagic Zone- no light

  (below 650 feet) Benthic Zone- sea floor

  Sessile organisms (attached to sea floor) Hydrosfer Daerah Fotik  dapat ditembus cahaya matahari  fotosintesis Daerah Afotik  tidak tertembus cahaya matahari

  Keberadaan Air (1,386,000,000 cubic

  3 kilometers (km ) Earth’s water Sekitar 0,9 % (kurang dari 1%) dari air dibumi yang mungkin digunakan oleh

  Sekitar 97 % Kandungan Garam Air Laut air yang ada dibumi berada dilautan Bioma

  Bioma

  Bioma Bioma : Gabungan beberapa ekosistem yang memiliki kemiripan

• Tundra • Hutan decidous (Hutan Gugur)
• Padang pasir atau Gurun • Taiga • Hutan hujan tropis (hutan basah)
• Savana

Bioma Tundra  terdapat di daerah kutub  Tumbuhan dominan  lumut kerak (Lichenes), lumut Sphagnum, rumput dan tumbuhan pendek, biasanya hanya berumur 4 bulan.

   Hewan  rusa, serigala dan beruang kutub. Contoh : bioma tundra alpen Bioma , Hutan decidous (Hutan Gugur)

   Terdapat di daerah yang memiliki 4 musim (musim semi, panas, gugur dan dingin)  Tumbuhan yang dominan berdaun lebar, seperti pohon oak, elm, maple dan beech  Musim panas  menghijau  Musim gugur menggugurkan daunnya  Musim dingin  daunnya „habis‟  Musim semi pohon-pohon tersebut mulai menumbuhkan daunnya. Bioma Padang pasir atau Gurun  Banyak terdapat di daerah kering dengan curah hujan sedikit.

   Tumbuhan yang teradaptasi dengan keadaan kering, misalnya tubuhnya ditutupi oleh kutikula yang tebal dan akar yang panjang, kaktusyang menyimpan banyak air pada batangnya dan daunnya menyempit menjadi duri.

   Hewan  unta, tikus,ular, kadal, kalajengking, dan semut Bioma Taiga  Terletak di selatan tundra, yaitu di antara daerah beriklim sedang dengan kutub  hutan berawa atau hutan boreal.

   Tumbuhan dominannya konifer atau tumbuhan berdaun jarum (pinus).

   Hewan  beruang hitam, serigala Bioma Hutan hujan tropis (hutan basah)  Terdapat di daerah tropis yang banyak turun hujan.

   Vegetasinya tumbuh sangat rapat, tumbuhan beraneka ragam tumbuhan pendek yang hidup di dasar hutan hingga tumbuhan yang berukuran tinggi dll.

   Hewan monyet, macan, harimau, tapir, gajah, burung dll. Contoh : Bukit Barisan Bioma Savana  Padang rumput yang diselingi dengan sebaran pohon yang tumbuh jarang.

   Hewan bison, gajah, jerapah, zebra, domba, biri-biri, harimau, cheetah, serigala dan ular.

  Daur Hidup Air

  Daur Hidup Karbon

  Daur Hidup Nitrogen

  Daur Hidup Fosfor

  Daur Hidup Sulfur

  Daur Hidup Energi

  Produsen dan Konsumen

  RANTAI / JARING-JARING MAKANAN Rantai / jaring-jaring makanan, merupakan peristiwa makan dan dimakan dalam suatu ekosistem sehingga terjadi perpindahan energi dengan pola urutan tertentu

  Rantai/Jaring-jaring Pangan Daratan

  Rantai/Jaring-jaring Pangan Perairan aliran energi dalam ekosistem. Pada piramida energi dapat diketahui adanya penurunan sejumlah energi yang tersedia di setiap tingkat trofik secara berurutan.

  Piramida Ekologi Berkurangnya energi di setiap tingkat trofik dikarenakan hanya sejumlah makanan tertentu yang ditangkap dan

  Piramida biomassa, dimakan oleh tingkat trofik selanjutnya

  yaitu piramida yang menggambarkan bahwa jumlah biomassa pada tingkat trofik 1 lebih banyak daripada

  Biomass Pyramid

  biomassa organisme tingkat trofik 2, begitu seterusnya. Biomassa adalah ukuran berat materi hidup pada waktu tertentu

  Energy Pyramid Pyramid of Numbers

  Piramida jumlah, yaitu piramida yang

menggambarkan bahwa jumlah organisme

  Piramida Ekologi pada tingkat trofik pertama lebih banyak dari pada organisme tingkat trofik kedua atau dengan kata lain jumlah herbivora

lebih banyak daripada karnivora tingkat 1,

karnivora tingkat 1 lebih banyak dari karnivora tingkat 2 dan seterusnya

  Po pul asi vs Lingkung an

  Selamat Belajar …