Upload
truongtuyen
View
310
Download
5
Embed Size (px)
Citation preview
1
Nov-12 1
PRINSIP-PRINSIP EKOLOGI
TIM IAD UNIVERSITAS AIRLANGGA
Nov-12 2
Pengertian Ekologi
Ekologi merupakan cabang ilmu biologi yang
mempelajari hubungan timbal balik antara
makluk hidup dan lingkungannya.
Kata ekologi pertama diusulkan oleh Ernst
Haeckel (1869; German), dari kata dasar:
“oikos” = rumah; & “logos” = ilmu.
Ia mendifinisikan ekologi sebagai :
”Suatu keseluruhan pengetahuan yang
mempelajari hubungan total antara
organisme dengan lingkungannya yang
bersifat organik maupun anorganik”.
Nov-12 3
Tingkat Organisasi Materi
Atom
Molekul
Protoplasma
Sel
Jaringan
Organ
Sistem Organ
Organisme
Populasi
Komunitas
Ekosistem
Ekosfer
Bumi
Planet
Sistem Surya
Galaksi
EKOLOGI
Nov-12 4
EKOSISTEM
A.G. Tansley (Inggris,1935) memperkenalkan konsep: Sistem Ekologi/Ekosistem Sistem antara MH dengan lingkungannya
Ekosistem: kesatuan interaksi antara makhluk hidup
dengan lingkungannya
Peran Ekosistem
Menyangga iklim
Recycle bahan kimia vital yang diperlukan tumb & hewan
Tempat pembuangan limbah manusia
Mengontrol hama dan penyakit
Menjaga sumberdaya genetik
2
Nov-12 5
Ekosistem
Menurut Habitat :
1. Ekosistem terestrial hutan, savana, gurun, tundra dll
2. Ekosistem perairan air laut dan air tawar
3. Ekosistem estuaria payau
Struktur Ekosistem
Komponen abiotis
Komponen biotis :
Produsen (Autotrofik)
Konsumen (Heterotrofik)
Pengurai/perombak/dekomposer
Nov-12 6
EKOSISTEM
Nov-12 7
FUNGSI EKOSISTEM
Agar dapat bertahan hidup, makhluk hidup selain harus mendapatkan masukan (input) yang terus-menerus materi dan energi, tapi juga ada keluaran (output) yang dihasilkan berupa limbah dan panas Organisme harus dapat menjaga keseimbangan antara input dan output
Kelangsungan ekosfer dan ekosistem sangat bergantung pada siklus materi dan aliran materi
Siklus materi di ekosfer berlangsung sempurna, akan tetapi siklus materi di ekosistem tidak harus sempurna, karena materi dapat mengalir dari satu ekosistem ke ekosistem lainnya.
Siklus materi dan aliran energi merupakan sarana penghubung antara komponen utama dalam ekosistem
Nov-12 8 8
FUNGSI EKOSISTEM
Aliran energi dalam ekosistem
termanifestasi dalam bentuk rantai
makanan dan jaring-jaring makanan.
Rantai makanan : sekuen transfer nutrien dan
energi dari satu organisme ke organisme lain
Daun kelinci srigala harimau dekomposer .
Jaring makanan : banyak rantai makanan yg
membentuk jaringan
Piramida makanan : penurunan jumlah/energi
pd setiap tingkat tropik dlm rantai mkn
hny sktr 10% energi yg ditransfer
pd tingkat tropik di atasnya
3
Nov-12 9
a. Rantai makanan b. Jaring makanan
Nov-12 10
Nov-12 11
BIOAKUMULASI
Proses terakumulasinya senyawa dari lingkungan ke dalam tubuh organisme sehingga kandungan senyawa didalam tubuh organisme tersebut lebih tinggi dibanding di lingkungannya.
BIOMAGNIFIKASI Proses transfer senyawa dari satu organisme ke organisme lain di dalam
suatu rantai makanan.
Contoh : Senyawa DDT
Lumpur danau Udang di Lumpur danau 0,014 ppm 0,4 ppm
Burung pemakan ikan Ikan pemangsa Udang 98,8 ppm 4,0 ppm
Nov-12 12
HABITAT & NICHE HABITAT : tempat tinggal suatu organisme
NICHE : “status fungsional” organisme dalam ekosistem sehubungan dgn tempat tinggal, tingkah laku, sifat atau aktivitas lain
Competitive Exclusion Principle tidak ada 2 spesies dlm ekosistem yg sama, dpt menempati relung ekologi yg sama
Spesies berbeda mungkin dapat hidup dalam habitat yang sama, tetapi mempunyai relung ekologi yang berbeda
Spesies berbeda dapat menempati relung ekologi yang sama di dalam ekosistem, tetapi berlokasi di tempat yang berbeda ecological equivalent
4
Nov-12 13
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 yang terdapat dalam ekosistem
tetap konstan dari waktu ke waktu dalam waktu
yang relatif lama meski selalu mendapatkan
tambahan anak. Nov-12 14
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 perubahan lingkungan fisiknya.
Pergantian suatu komunitas dengan komunitas lain dalam ekosistem dikenal sebagai Suksesi ekologi
Suksesi ekologi dibedakan atas:
Suksesi primer
Terjadi di ekosistem yang sebelumnya tidak berkehidupan
Perubahan diawali oleh spesies pioner menuju ekosistem klimaks
Suksesi sekunder
Terjadi di ekosistem yang sebelumnya telah berpenghuni
Penyebab: kebakaran, banjir dll.
Ekosistem klimaks: ekosistem yang telah mencapai puncak kestabilan. Ekosistem klimaks cenderung bertahan lama dan stabil selama kondisi lingkungan tidak berubah secara drastis
Nov-12 15
STABILITAS DALAM SISTEM KEHIDUPAN
Organisme, populasi, komunitas, dan ekosistem mempunyai kemampuan untuk melawan atau mengatasi perubahan atau tekanan dari luar (memiliki tingkatan stabilitas)
Setiap organisme mempunyai kisaran toleransi tertentu terhadap faktor lingkungan fisik dan kimia.
Toleransi organisme terhadap faktor lingkungan menentukan kelimpahan dan distribusinya dalam ekosistem
Ada beberapa istilah :
Steno sempit
Eury luas contoh : steno/euryhydrik,
steno/eurythermal,
steno/euryhalin.
Nov-12 16
Kisaran toleransi organisme terhadap faktor
lingkungan
Kisaran toleransi
Zona letal Zona
letal
Stress Stress
Optimum
Intensitas faktor lingkungan Ju
mla
h o
rgan
ism
e y
an
g s
urv
ive
5
Nov-12 17
KISARAN TOLERANSI ORGANISME
TERHADAP FAKTOR LINGKUNGAN
Optimum
Pusat
penyebaran
kelimpahan
hewan terbesar
Hewan
jarang
Zona
Teg.
Fisiologis
Zona
tak
toleran
Hewan
tak ada
Zona
Teg.
Fisiologis
Hewan
jarang
Zona
tak
toleran
Hewan
tak ada
Batas
bawah
toleransi
Rendah Tinggi Batas
atas
toleransi
PO
PU
LA
SI
Gradien faktor
lingkungan Nov-12 18
B C
A B C
Nov-12 19
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)
Nov-12 20
MATERI DAN ENERGI
Materi = segala sesuatu yg memiliki massa & menempati ruang
Hukum Konservasi Materi:
“Materi tidak dapat diciptakan/dimusnahkan, hanya berubah bentuk dari satu bentuk materi ke bentuk materi yang lain”
Dalam pemanfaatnya Manusia hanya mengubah dari satu bentuk materi ke bentuk lainnya manusia tidak
dapat menciptakan serta menghancurkannya
6
Nov-12 21
HUKUM TERMODINAMIKA
Hk. Termodinamika-I : Transmisi/pemindahan & transformasi/perubahan
energi
Hk. Termodinamika-II : Entropi sistem yang terisolasi selalu meningkat
Termodinamika: cabang Fisika yang membahas hubungan di antara bentuk-bentuk energi
Hk. Termodinamika punya aplikasi ekologis yang sangat penting
Nov-12 22
Hukum Kekekalan Energi
(Hukum I Termodinamika)
Energi tidak dapat diciptakan atau
dimusnahkan, tetapi berubah dari satu bentuk
ke bentuk lainnya.
Energi yang hilang dari sistem sama dengan
energi yang ditangkap oleh lingkungannya.
Input energi selalu sama dengan output energi
Nov-12 23
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 sebagai
panas pada suhu rendah
Nov-12 24
Konversi Energi Matahari ke Energi Kimia
dalam Makanan
Mat
aha
ri
Energi
kimia
(fotosinte-
sis)
Energi
kimia
(makanan)
Energi
mekanik
(bergerak
,
berfikir,dll
)
Limba
h
panas
Limba
h
panas
Limba
h
panas
Limba
h
panas
7
Nov-12 25
Hukum konservasi materi dan hk termodinamika (I & II) memberikan kunci pemahaman dan penyelesaikan thd permasalahan lingkungan
Diaplikasikan oleh masyarakat “matter-recycling” (masyarakat berkelanjutan) reusing & recycling --- meningkatkan pertumbuhan ekonomi tanpa menurunkan SDA
Bukan pada masyarakat “throwaway” (penghasil dan pembuang sampah) tipe masyarakat ini hny dapat berkelanjutan dgn suplai energi yg tak terbatas
HK. KONSERVASI MATERI,
HK. TERMODINAMIKA
DAN KRISIS LINGKUNGAN
Nov-12 26
Masyarakat Satu-Arah
Tidak-Berkelanjutan
Masyarakat
Satu Arah
(One-Way or
Throwaway) Materi
Limbah di air,
darat dan
udara
Energi
H-Q
Energi L-Q
Panas
Nov-12 27
Masyarakat Berkelanjutan
Recycling
Energi
H-Q
Materi
Masya-
rakat
Berke-
lanjutan
Energi
L-Q
Panas
Kontrol
Pencemaran
Recycle &
Reuse
Output
Materi
Limbah
Materi
Nov-12 28
ENERGI SURYA : SUMBER ENERGI
UNTUK KEHIDUPAN DI BUMI
Energi Surya = Energi Radiant atau Radiasi Elektromagnetik bergerak melalui udara sebagai gelombang listrik dan magnet (Gel. Elektromagnetik)
Kecepatan gelombang elektromagnetik ini 300.000 km/detik, mencapai bumi sktr 8 menit jarak matahari – bumi = 150 juta km
Hanya 0,000000002 dari total energi surya yang diterima oleh bumi.
8
Nov-12 29
Spektrum Gelombang
Elektromagnetik Matahari
Sinar
Kosmik
Sinar
Gama
Sinar
X=Xrays
UltraViol-
Jauh
UltraViol-
dekat
Sinar Tampak
Infra Mer-
dekat
Infra
Mer-jauh
Micro
wave
TV wa-
ve Radio
wave
Energi Tinggi, Gel. Pendek Energi Rendah, Gel. Panjang
Energi matahari yang
sampai ke bumi
Kembali ke angkasa
Nov-12 30
Komponen Dasar Suatu Ekosistem
Makrokonsumer
sekunder
Makrokonsumer
primer
Produser
Dekomposer
atau
Mikrokonsumer
Abiotik (nutrien
tumbuhan)
Panas
Panas
Panas
Panas
Panas
Aliran energi satu arah
Siklus bahan kimia
Nov-12 31
Bioma: Ekosistem Utama
Daratan
Struktur suatu ekosistem ditentukan oleh adanya faktor pembatas faktor tunggal yang paling tidak tercukupi dalam sebuah ekosistem & menjadi faktor penentu ada tidaknya suatu spesies tumbuhan dan hewan curah hujan
Bioma
Hutan hujan tropis, hutan musim, savana, gurun, tundra
Nov-12 32
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 3 tipe siklus biogeokimia: gas,
sedimen, dan hidrologi.
9
Nov-12 33
SIKLUS BIOGEOKIMIA
Siklus gas meliputi siklus karbon, oksigen, dan nitrogen; di mana atmosfer merupakan reservoar utama dari siklus ini.
Siklus sedimen memindahkan materi dari daratan ke laut, kemudian kembali lagi ke daratan; meliputi siklus fosfor, kalsium, sulfur, magnesium, dan kalium.
Siklus hidrologi merupakan siklus pergerakan air dari laut ke daratan, dan kemudian kembali lagi ke laut.
Nov-12 34
Nov-12 35
SIKLUS CO2
Nov-12 36
SIKLUS NITROGEN
10
Nov-12 37