POPULASI, EKOSISTEM, BIOSFIR

ADI BASUKRIADI

Departemen BiologiFakultas Matematika dan Il mu Pengetahuan Alam

Universitas Indonesia

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).

POPULASI• Definisi : sekelompok individu sejenis yang

terdapat di suatu daerah tertentu

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 tN = ukuran populasi awale = 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

• 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.

EKOSISTEM

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

• Pada semua ekosistem, hubungan makan

memakan membentuk struktur yang anggota-anggotanya masuk ke dalam sebuah hirarki transfer energi yang disebut tingkat trofik

RANTAI MAKANAN

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 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

Pergerakan karbon melalui ekosistem laut

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

• DEFINISI : seluruh bagian bumi yang ditempati mahluk hidup

• Terdiri atas : hidrosfir, litosfir, atmosfir

BIOSFIR

• 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

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

Sirkulasi udara global ditentukan :

Pola sirkulasi udara global menentukan pola curah hujan bervariasi sesuai garis lintang

IKLIM REGIONAL

• Iklim lokal dipengaruhi kedekatan dengan lautdan 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 bioma-bioma

• 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

• 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 PANTAI

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