4. prinsip_prinsip ekologi

7/14/2019 4. Prinsip_prinsip Ekologi

1/36

3/13/2014 1

PRINSIP-PRINSIP EKOLOGI

TIM IAD UNIVERSITAS AIRLANGGA


2/36

3/13/2014 2

SUB-TOPIK:

Pengertian dan Ruang Lingkup Ekologi

Materi dan Energi

Hk. konservasi materi; Hk. Termodinamika; Kaitan keduahukum dg. krisis lingkungan

Struktur Ekosistem

Ekosfer; Matahari; Ekosistem & struktur ekosistem; Faktorpembatas; Bioma;

Fungsi Ekosistem

Aliran energi & siklus materi; Konsep relung

Perubahan dlm Ekosistim

Suksesi ekologi; Stabilitas dlm sistem kehidupan


3/36

3/13/2014 3

Pengertian Ekologi

Ekologi merupakan cabang ilmu biologi yang

mempelajari hubungan timbal balik antaramakluk hidup dan lingkungannya.

Kata ekologipertama diusulkan oleh Ernst

Haeckel (1869; German),dari kata dasar:oikos= rumah; & logos= ilmu.

Ia mendifinisikan ekologi sebagai :

Suatu keseluruhan pengetahuan yangmempelajari hubungan total antara

organisme dengan lingkungannya yang

bersifat organik maupun anorganik.


4/36

3/13/2014 4

Ruang Lingkup Ekologi

Ekologi merupakan kajian ilmiah mengenai interaksiantara organisme dan lingkungannya

Ekologi menggunakan pengamatan dan eksperimental

untuk menguji penjelasan hipotetis mengenai interaksi.

Lingkunganberarti semua faktor eksternal yang bersifatbiologis, fisis, maupun kimiawi yang secara langsung

mempengaruhi kehidupan, pertumbuhan,

perkembangan, dan reproduksi makhluk hidup.

Interaksi ekologis mempengaruhi bagaimana organismeberevolusi, dan perubahan evolusioner selanjutnya akan

mempengaruhi hubungan ekologis.


5/36

3/13/2014 5

Penelitian ekologi meliputi tingkatan-tingkatan

organisasi organisme, mulai individu suatuorganisme dari populasi, komunitas, dan ekosistemhingga biosfer.

Ekologi menyediakan konteks ilmiah bagi evaluasi

masalah-masalah lingkungan. Meskipunpermasalahan lingkungan memiliki komponenpolitis, ekonomis, dan etis; ekologilah yangmenyediakan dasar ilmiah untuk pemahaman

permasalahan ini


6/36

3/13/2014 6

MATERI DAN ENERGI

Hukum Konservasi Materi:Materi tidak dapat diciptakan atau dimusnahkan,hanya berubah bentuk dari satu bentuk materi kebentuk materi yang lain

Dalam pemanfaatnyaManusia hanya mengubah

dari satu bentuk materi ke bentuk lainnya danmanusia tidak dapat menciptakan serta

menghancurkannya


7/36

3/13/2014 7

HUKUM TERMODINAMIKA

Hk. Termodinamika-I: Transmisi & transformasi energi

Hk. Termodinamika-II: Entropi sistem yang terisolasi selalu meningkat

Termodinamika: cabang Fisika yangmembahas hubungandi antara bentuk-

bentuk energiHk. Termodinamikapunya aplikasiekologis yang sangat penting


8/36

3/13/2014 8

Hukum-I Termodinamika:

Masukan energi ke dalam suatu sistemakan digunakan, baik untuk kerja (energi

kinetik) atau disimpan (energi potensial)

dan

Dalam setiap transformasi energi, selalu

ada energi yang hilang/ tak

termanfaatkan (berupa panas)


9/36

3/13/2014 9

Hukum-II Termodinamika: Semua proses (dalam sistem energi

mengalir) tidak dapat berbalik, dan selalu

dibarengi dengan penurunan keteraturan(penurunan kualitas)

Energi selalu terdegradasi menjadi

bentuk yang lebih terdispersi sebagaipanas pada suhu rendah


10/36

3/13/2014 10

Hukum konservasi materi dan hukumtermodinaka (I dan II) memberikan kunci

pemahaman dan penyelesaikan terhadappermasalahan lingkungan

Diaplikasikan oleh masyarakat matter-recycling(masyarakat berkelanjutan)

Bukan pada masyarakan throwaway(penghasil dan pembuang sampah)

HK. KONSERVASI MATERI,

HK. TERMODINAMIKA

DAN KRISIS LINGKUNGAN


11/36

3/13/2014 11

EKOSISTEM

1935, A.G. Tansley (Inggris) memperkenalkankonsep: Sistem Ekologi atau Ekosistem. Sistem antara makhluk hidup dengan lingkungannya.

Ekosistem: kesatuan interaksi antara

makhluk hidup dengan lingkungannya

Ekosfer: Satu kesatuan ekosistem di bumi(biosfer)

Ekosfer/biosfermenempati lapisan bumiyang memungkinkan interaksi di antaralitosfer/pedosfer, hidrosfer, dan atmosfer.


12/36

3/13/2014 12

Ekosfer(Ecosphere )

Bumi dapat dibagi ke dalam : Atmosfer (Atmosphere): daerah (gas dan

partikel) yang terdapat di atas bumi

Hidrosfer (Hydrosphere): daerah yang

meliputi semua cairan di bumi (laut, sungai,air tanah, es, uap air)

Litosfere (Lithosphere):daerah tanah danbatuan di bumi.

Semua kehidupan yang terdapat dalamlapisan tipis udara, air, dan tanah disebutekosferatau biosfer


13/36

3/13/2014 13

Hidrosfer

Atmosfer

Litosfer

Ekosfer atau

Biosfer

Panas Panas Panas Panas

Ekosfer atau Biosfer adalah

bagian bumi di mana

makluk hidup berada dan

berinteraksi


14/36

3/13/2014 14

Kecuali energi surya, ekosfer mampu

memenuhi kebutuhannya sendiri (air,mineral, oksigen, fosfor, karbon,nitrogen, dll.)

Semua bahan-bahan kimia pentingharus mengalami daur ulang untukmenjamin kelangsungan sistem

kehidupan di bumi


15/36

3/13/2014 15

Dalam tingkatan organisasi materi

ekologi membahas: organisme,

populasi, komunitas, ekosistem,

dan ekosfer/biosfer

Setiap dan/atau kumpulan organisme di alam

hidup dalam habitat

Ukuran habitat bervariasi Kumpulan populasi hewan dan tumbuhan

yang hidup di habitat tertentu dinamakan

komunitas

STRUKTUR EKOSISTEM


16/36

3/13/2014 16

Tingkat Organisasi Materi

Atom

MolekulProtoplasma

Sel

Jaringan

Organ

Sistem OrganOrganisme

Populasi

Komunitas

Ekosistem

Ekosfer

Bumi

Planet

Sistem Surya

Galaksi

EKOLOGI


17/36

3/13/2014 17

Populasi: kumpulan organisme sejenisyang hidup dan berinteraksi pada habitattertentu

Komunitas: kumpulam populasi yang

hidup dan berinteraksi di habitat tertentu


18/36

3/13/2014 18

KOMPONEN EKOSISTEM

Abiotik: sumber energi dari luar (surya),faktor fisik (angin, panas, kelembaban,gelombang, dll.)dan faktor kimia (semua

bahan kimia yang ada di air, tanah, &udara)

Biotik: produser (tumbuhan & bakteri),

konsumer (herbivora, omnivora & karni-vora) & dekomposer (mikrokonsumer:bakteri, jamur, protozoa & invertebrata)


19/36

3/13/2014 19

Secara umum dikelompokkan:

ekosistem daratan(beragam tipe

hutan, savana, gurun, tundra, dll.)

ekosistem akuatik(perairan laut,perairan tawar, danpayau/estuari

KLASIFIKASI EKOSISTEM


20/36

3/13/2014 20

PERAN EKOSISTEM

Menyangga iklim

Recycle bahan kimia vital yang diperlukan

tumbuhan dan hewan

Tempat pembuangan limbah manusia

Mengontrol lebih dari 95 % hama dan

penyakitMenjaga sumberdaya genetik


21/36

3/13/2014 21

ENERGI SURYA : SUMBER ENERGIUNTUK KEHIDUPAN DI BUMI

Energi Surya = Energi RadiantatauRadiasi Elektromagnetik bergerak melaluiudara sebagai gelombang listrik danmagnet (Gel. Elektromagnetik)

Kecepatan gelombang elektromagnetik ini300.000 km/detik, mencapai bumi (150

juta km jaraknya dari matahari) dalam

waktu 8 menitHanya 0,000000002 dari total energi surya

yang diterima oleh bumi.


22/36

3/13/2014 22

Spektrum Gelombang Elektromagnetik

Matahari

Sinar

Kosmik

Sinar

Gama

Sinar

X=Xrays

UltraViol-

Jauh

UltraViol-

dekat

SinarTampak

Infra Mer-

dekatInfra

Mer-jauh

Micro

wave

TV wa-

veRadio

wave

Energi Tinggi, Gel. Pendek Energi Rendah, Gel. Panjang

Energi matahari yang

sampai ke bumi

Kembali ke angkasa


23/36

3/13/2014 23

STRUKTUR EKOSISTEM

Dibagi ke dalam Dua Komponen Utama : Abiotik :

Sinar matahari

Faktor fisik : Iklim, angin, panas

Faktor kimia : semua bahan kimia di dalam air,udara, tanah

Biotik :

Produser : tumbuhan

Konsumer : herbivora (konsumer 1), karnivora

(konsumer 2)

Dekomposer : bakteri, fungi, dll.


24/36

3/13/2014 24

Komponen Dasar Suatu Ekosistem

Makrokonsumersekunder

Makrokonsumer

primer

Produser

Dekomposer

atauMikrokonsumer

Abiotik (nutrien

tumbuhan)

Panas

Panas

Panas

Panas

Panas

Aliran energi satu arah

Siklus bahan kimia


25/36

3/13/2014 25

Bioma: Ekosistem Utama Daratan

Faktor pembatas dalam ekosistem:

Faktor tunggal yang paling tidak tercukupi

dalam sebuah ekosistem, dan menjadi faktor

penentu ada tidaknya suatu spesiestumbuhan dan hewan.

Bioma

Hutan hujan tropis sampai tundra


26/36

3/13/2014 26

FUNGSI EKOSISTEM

Aliran energi dan siklus materi Agar dapat bertahan hidup, makhluk hidup selain harus

mendapatkan masukan (input) yang terus-menerusmateri dan energi, tapi juga ada keluaran (output) yangdihasilkan berupa limbah dan panas.

Organisme harus dapat menjaga keseimbanganantara input dan output

Kelangsungan ekosfer dan ekosistem sangat bergantungpada siklus materi dan aliran materi

Siklus materi di ekosferberlangsung sempurna, akan

tetapi siklus materi di ekosistemtidak harus sempurna,karena materi dapat mengalir dari satu ekosistem keekosistem lainnya.

Siklus materi dan aliran energi merupakan saranapenghubung antara komponen utama dalam ekosistem


27/36

3/13/2014 27

FUNGSI EKOSISTEM

Aliran energi dalam ekosistem termanifestasidalam bentuk rantai makanan dan jaring-

jaring makanan.

Rantai makanan:sekuen transfer nutrien danenergi dari satu organisme ke organisme lain.

Kelinci makan daun, srigala makan kelinci, dan srigala

dimakan harimau. Bila tanaman, kelinci, srigala dan

harimau mati mereka akan dikonsumsi olehdekomposer (pengurai: bakteri, jamur, dan cacing).

Jaring makanan:banyak rantai makanan yang

membentuk jaringan.


28/36

3/13/2014 28

Tipe rantaimakanan

Produser Konsumerprimer

Konsumersekunder

Konsumertersier

Konsumerkuartier

Perumputan

darat

Beras manusia

Dekomposerdarat Daun Bakteri

Dekomposer

perumputan

darat

Daun Jamur Tupai Elang

Perumputanakuatik Fitoplankton Zooplankton Ikan kecil Ikan Besar Manusia

Perumputan

darat-

akuatik

Bijian Belalang Katak Ikan truit Manusia

Beberapa Tipe Rantai Makanan


29/36

3/13/2014 29

SIKLUS KIMIA DALAM EKOSISTEM

Kehidupan disusun oleh: Karbon, Oksigen,Hidrogen, Nitrogen, Fosfor dan Sulfur = 95%

massa makhluk hidup, nutrien makro

Nutrien mikro= besi, mangan, tembaga,

yodium dan lainnya Nutrien makro harus secara kontinyu didaur-

ulang melalui siklus biogeokimia.

Terdapat tiga tipe siklus biogeokimia: gas,sedimen, dan hidrologi.


30/36

3/13/2014 30

SIKLUIS BIOGEOKIMIA

Siklus gas meliputi siklus karbon, oksigen, dannitrogen; di mana atmosfer merupakanreservoarutama dari siklus ini.

Siklus sedimen memindahkan materi daridaratan ke laut, kemudian kembali lagi kedaratan; meliputi siklus fosfor, kalsium, sulfur,magnesium, dan kalium.

Siklus hidrologi merupakan siklus pergerakan airdari laut ke daratan, dan kemuduian kembali lagike laut.


31/36

3/13/2014 31

KONSEP RELUNG (NICHE CONCEPT) Relung ekologi: mendeskripsikan semua faktor fisik, kimia, dan

biologi yang diperlukan spesies untuk bertahan hidup, tetapsehat, dan bereproduksi.

Relung ekologi mendiskripsikan apa yang dilakukan spesies,bagaimana ia mentransformasi materi dan energi, danbagaimana ia merespons dan memodifikasi lingkungan fisik danbiologinya

Relung ekologi berbeda dengan habitat. Habitat adalah lokasi fisik, atau biasanya dianalogkan sebagai

alamat dalam ekosistem; sedangkan relung dianalogkansebagai pekerjaan dan gaya hidup

Spesies berbeda dapat hidup dalam habitat yang sama, tetapidengan relung ekologi yang berbeda.

Spesies berbeda dapat menempati relung ekologi yang sama didalam ekosistem, tetapi berlokasi di tempat yang berbeda =ecological equivalent.


32/36

3/13/2014 32

DAYA DUKUNG LINGKUNGAN(CARRYING CAPACITY)

Jumlah individu maksimum dari suatu spesies

yang dapat hidup dalam suatu ekosistem

ditentukan oleh luas relung yang tersedia bagi

spesies tersebut. Konsep relung dapat digunakan untuk

menjelaskan mengapa ukuran populasi dari

suatu spesies yangb terdapat dalam ekosistem

tetap konstan dari waktu ke waktu dalam waktuyang relatif lama meski selalu mendapatkan

tambahan anak.


33/36

3/13/2014 33

PERUBAHAN DALAM EKOSISTEM

Keseimbangan alam bukan berarti bahwa ekosistem tidak berubah.

Ekosistem sangat dinamis, dan tidak statis. Komunitas tumbuhan dan hewan yang terdapat dalam beberapa

ekosistem secara gradual selalu berubah karena adanya perubahanlingkungan fisiknya.

Pergantian suatu komunitas dengan komunitas lain dalam ekosistemdikenal sebagai Suksesi ekologi

Suksesi ekologi dibedakan atas: Suksesi primer

Terjadi di ekosistem yang sebelumnya tidak berkehidupan

Perubahan diawali oleh spesies pioner menuju ekosistemklimaks

Suksesi sekunder

Terjadi di ekosistem yang sebelumnya telah berpenghuni

Penyebab: kebakaran, banjir dll.

Ekosistem klimaks: ekosistem yang telah mencapai puncakkestabilan. Ekosistem klimaks cenderung bertahan lama dan stabilselama kondisi lingkungan tidak berubah secara drastis


34/36

3/13/2014 34

STABILITAS DALAM SISTEM KEHIDUPAN

Organisme, populasi, komunitas, dan ekosistemmempunyai kemampuan untuk melawan ataumengatasi perubahan atau tekanan dari luar(memiliki tingkatan stabilitas).

Setiap organisme mempunyai kisaran toleransitertentu terhadap faktor lingkungan fisik dankimia.

Toleransi organisme terhadap faktor lingkunganmenentukan kelimpahan dan distribusinyadalam ekosistem (Gambar)


35/36

3/13/2014 35

Kisaran toleransi organisme terhadap faktor lingkungan

Kisaran toleransi

Zona letalZona

letal

StressStress

Optimum

Intensitas faktor lingkungan

Jumlahorganismeyangsurvive


36/36

3/13/2014 36

RESPONS ORGANISME TERHADAP

PERUBAHAN LINGKUNGAN

Strategi hewan dalam merespons

perubahan lingkungan di luar batas kisaran

toleransinya, di antaranya:

Mengubah penampakannya dan fungsi

tubuhnya.

Melakukan migrasi (pindah tempat) Melakukan hibernasi (istirahat selama musim

dingin atau kemarau yang panjang)

4. prinsip_prinsip ekologi

Documents