Minggu, 28 Oktober 2012
KONSEPSI EKOSISTEM
KONSEPSI
EKOSISTEM
Nenek
moyang kita telah mampu dan memiliki pengetahuan dimana harus mencari makanan
atau tumbuhan yg dapat dimakan dan dimana dapat mencari buruan yang dapat
diburu.Mereka juga dapat menentukan tempat dimana mereka dapat tinggal bersama
kelompoknya di tempat aman dari serangan binatang buas dan keganasan
cuaca/iklim.
Di
jaman moderen ini pengetahuan orang sudah makin jauh tidak hanya sekedar
mencari tumbuhan yang dapat dimakan, tetapi sudah dapat mengetahui dimana kita
bisa menanam tanaman dengan input yang minimal dan membangun permukiman/rumah
dengan resiko yang minimal. Kita juga mengetahui adanya berbagai resiko
kerusakan lingkungan yang timbul karena kegiatan kita.Semuanya ini memberikan
gambaran pada kita bagaimana kita selalu berhubungan dengan lingkungan dimana
kita berada.
Dalam
bab ini akan diuraikan bagaimana keterkaitan organisme dengan lingkungannya di
permukaan bumi ini yang sangat ditentukan oleh keadaan fisik, kimiawi, atau
biologis.
Ilmu
ekologi tidak seperti ilmu yang lain. Ilmu ekologi sangat mudah dirasakan dan
dialami oleh semua orang bahkan semua makhluk dimuka bumi ini.Sungguhpun
ekologi bukan ilmu pengetahuan yang mudah untuk dipelajari. Untuk mempelajari eita
kita harus mempelajari organisme dalam 3 level yaitu level individu organisme,
level populasi dari individu dan level komunitas dari populasi.
Untuk
mempelajari hal tersebut tentunya dibutuhkan pengetahuan yang berkaitan dengan
ilmu-ilmulain seperti biokimia, perilaku, klimatologi, geologi biologi secara
luas, dll. Di dalam ekologi kita akan berhadapan dengan variabilitas atau
keragaman yang luar biasa seperti jutaan spesies dan keragaman fisiknya serta
miyaran sifat individu. Tetapi di dalam mempelajari ekologi kita akanmencari
kecenderungan suatu keseragaman sehingga dapat ditarik suatu kesimpulan dalam
keragaman tersebut. Jangan kita malah tenggelam dalam jutaan keanekaragaman
yang membuat kita tidak dapat menemukan apa-apa.
Apakah
ekologi
Ekologi
(dari bahasa yunani oikos = rumah=tempat hidup dan logos = ilmu=yang
mempelajari) adalah ilmu yang mempelajari bagaimana orgaisme saling
berinteraksi satu sama lain dalam lingkungan abiotiknya. Untuk meningkatkan
pemahaman hubungan antar organisme ini dikelaskan bahan yang dibicarakan ke
dalam kelas-kelas dari tingkat sub aton àatom à cel à…….Sampai ke tingkat àbiosphere. Para ekologist
mencoba memfokuskan perhatiannya untuk
dapat menjelaskan interaksi antar organisme, populasi dan komunitas. Berikut
ilustrasi tingkat organisasi bahan/materi di biosphere.
|
|
BIOSPHERE
|
|
|
Galaksi
|
||
|
Tatasurya
|
||
|
Planet
|
EKOSISTEM
|
|
|
Bumi
|
||
|
Biosphere
|
|
|
|
Ekosistem
|
|
|
|
Komunitas
|
|
KOMUNITAS
|
|
Populasi
|
|
|
|
Organisme
|
|
|
|
System organ
|
|
|
|
Organ tubuh
|
POPULASI
|
|
|
Jaringan
|
||
|
Cell
|
||
|
Protoplasma
|
||
|
Molekul
|
ORGANISME
|
|
|
Atom
|
||
|
Subatomic
|
Organisme, dan
spesies
Organisme
adalah segala bentuk kehidupan.Organisme merupakan unit pokok dalam
ekologi.Sedang cell adalah unit dasar kehidupan setiap organisme. Beberapa
organisme seperti bakteri merupakan organisme dengan sel tunggal, tetapi
kebanyakan orgaisme adalah multi sel. Organisme dapat dikelaskan ke dalam
spesies, yaitu kelompok organisme yang satu sama lain mirip dalam kenampakan,
perilaku, susunan kimia, dan susunan genetis. Para ilmuwan menggunakan cara
tertentu untuk mengklasifikasikan organisme ini misalnya taksonomi tumbuhan dan
taksonomi hewan.
Dimuka
bumi ini diperkirakan ada sekitar 4 – 100 juta spesies, yang kebanyakan adalah
spesies jasad mikro yang terlalu kecil untuk dilihat dengan mata telanjang.
Kita belum tahu secara pasti berapa jumlah spesies yang ada di muka bumi ini, tetapi kitatahu bahwa kita hidup berama dengan
sekitar 10 – 15 juta spesies di muka bumi ini.Dari spesies yang hidup bersama-sama
kita ini ada sekitar 1,4 juta spesies telah diidentifikasi dan diberi nama yang
sebagian besar adalah insecta.
Populasi,
komunitas dan ekosistem
Populasi adalah
kelompok spesies yang sama dan saling
berinteraksi. Spesies yang berbeda yang saling berhubungan dengan kelompok
spesies lain dalam suatu area disebut komunitas. Sedangkan komunitas yang
berinteraksi dengan lingkungan abiotiknya yang berupa materi dan energi disebut
ekosistem
Populasi
adalah sekelompok individu dari spesies yang sama yang saling berinteraksi dan
menempati suatu area tertentu. Misalnya ikan emas di kolam, ikan tuna di laut, pohon
kemiri di hutan, bunga edelways di puncak gunung, manusia di suatu desa. Pada
umumnya secara alami individu dalam populasi memiliki sedikit perbedaan
sehingga antar individu memilki sifat dan perilaku yang berbeda satu sama lain.
Ini yang disebut sebagai keragaman genetis populasi.Tempat dimana populasi atau
individu hidup ini disebut habitat,
yang dapat berupa kawasan sempit tertentu misalnya kolam ikan atau dapat juga
seluas samudera, bahkan juga dapat hanya sesempit perut rayap dimana populasi
jenis bakteri tertentu hidup di dalamnya. Tempat atau area dimana kita dapat
menemukan spesies disebut sebaran/distribusi atau range/rentang.
Komunitas atau juga sering disebut komunitas biologi terdiri atas semua
populasi dari berbagai spesies yang hidup dan berinteraksi satu sama lain di
suatu tempat.
Sedangekosistem adalah komunitas dimana seluruh
populasi dari spesies yang berbeda saling berinteraksi satu sama lain dan juga
berinteraksi dengan lingkungan abiotiknya yang berupa materi dan energi.
Ekosistem dapat bervariasi dari hanya sekedar cekungan air rawa sampai seluruh
sungai, atau sepetak hutan sampai seluruh kawasan hutan.Ekosistem dapat alami
atau buatan manusia.Ekosistem buatan misalnya kawasan pertanian (sawah) kebun
sawit, HTI, atau bendungan/waduk, juga desa, kota, atau kota metropolitan
seperti Jakarta.
Seluruh
gabungan ekosistem dimuka bumi ini kemudian disebut biosfer (biosphere), yaitu ekosistem global dimana seluruh
kehidupan saling berhubungan. Satu hal yang dapat kita simpulkan dari belajar
ekologi ini bahwa semua terkait dengan semua yang lain.
Bumi sebagai
penyangga sistem kehidupan.
Bumi
tersusun atas empat lapisan yang saling berhubungan, sebagai penyangga
kehidupan (biosphere).Yang sesungguhnya tersusun atas banyak lapisan.Lapisan
atmosphere, adalah lapisan tipis udara yang melindungi bumi, di dalam lapisan
ini terdapat lapisan troposphere yang hanya setebal sekitar 17 km, dari atas
permukaan laut. Di dalam lapaisan ini udara didominasi oleh nitrogen (78%) dan
oksigen (21%) sedang gas yang lain hanya sekitar 1% saja. Di dalam lapisan
troposphere inilah proses cuaca dan iklim terjadi, sehingga ada perbedaan iklim
dari satu tempat ke tempat lain dan adanya perbedaan cuaca dari waktu ke waktu.
Di
atas lapiasa troposphere terdapat lapisan stratosphere yang membentang keatas
dari 17 sampai 48 km dari atas permukaan laut.Lapisan ini memiliki peran yang
sangat vital, salah satunya karena di bagian bawah dari lapisan ini ada lapisan
ozon (O3)yangberfungsi menyaring bagian dari sinarmatahai yang
berbahaya bagi kehidupan yaitu sinar ultraviolet. Dengan adanya lpaisan oson
inilah yang memungkinkan adanya kehidupan di atas tanah dan di permukaan air.
Lapisan
yang lain adalah hydrosphere, yang terdiri dari air yang ada di seluruh bagian
bumi kita ini. Airyang ada di muka bumi dapat dalam bentuk air atau cairan yang
ada di permukaan bumi dan di dalam tanah dan sebagai lengas tanah (ground water
dan soil maisture), berbentuk es di kutub, puncak gunung, didalam tanah sebagai
permafrost atau yang terapung di laut sebagai iceberg, dan uap air yang ada di
atmosphere.
Sedangkan
bumi sendiri tersusun atas inti magma, kulitbumi yang berupa batuan, dan bagian
tipis kulit luar yang disebut kulit luar (outer crust).Lithosphere adalah
bagian dari kulit luar dan upper mantel.Di dalam lithosphere inilah terkandung
sumberdaya alam yang tidak terbarukan yang berupa mineral dan bahan bakar
fossil seperti minyak bumi dan batubara dan juga sumberdaya alam yang dapat
diperbarui seperti kesuburan tanah (nutrient) yang dibutuhkan untuk pertumbuhan
vegetasi.Jadi kalau diibaratkan bumi itu seperti buah apel maka biosphere tidak
bedanya dengan kulit apel yang tipis itu saja.Tujuan dalam mempelajari ekologi
adalah untuk memahami interaksi antar lapisan (udara, air, tanah dan organisme)
dalam menyangga sistem kehidupan.
Apa
yang dapat menjaga keberlangsungan hidup di muka bumi
Adanya energi
sinar matahari, siklus materi, dan gaya gravitasi bumi yang mampu memperthankan
adanya keberlangsungan hidup di muka bumi ini
Energi
dari mata hari, sebuah fusi nucear raksasa, menyuport hampir seluruh kehidupan
di muka bumi ini dengan penerangan dan menghangatkan planet bumi. Sinar matahari ini juga yang menyupost proses
fotosintesa tanaman, alga, dan plankton yang memiliki klorofil dimana organisme
tersebut menyerap panas matahari dan mensitesa untuk menghasilkan senyawa
seperti karbohidrat yang membuat organisme ini hidup dan memberi makanan bagi
jasad hidup yang ain (konsumer). Matahari juga lah yang menggerakkan sebagian
besar daur materi dan memungkinkan peristiwa/proses iklim dan cuaca berlangsung
yang dapat mendistribusikan panas dan air tawar ke seluruh permukaan bumi.
Gambar
: Kehidupan dibumi tergantung dari aliran enegi sinar matahari ke biosphere dan
kembali lagi ke luar agkasa, siklus materi, dan gravitasi bumi yang menjaga
gas-gas di atmosphere tidak lepas keangkasa, menjaga berjalannya siklus materi
melalui gerakan air dan udara dan jasad hidup. (Miller, 2007).
Sebagian
besar energi yang masuk ke permukaan bumi berupa gelombang yang dapat dilihat
dengan mata.Sebagian besar dari gelombang ini kemudian ada yang masuk dan
menembus atmosfer sampai ke permukaan bumi dan ada yang diserap di atmosfer
atau dipantulkan keluar atmosfer. Yang pasti bahwa jumlah panas yang diterima bumi sama dengan
jumlah panas yang dikeluarkan ke luar angkasa. Apabila hal ini tidak
seimbang lagi maka kita akan kepanasan atau kedinginan karenanya. Secara
sekematis seperti yang ditampilkan dalam gambar berikut.
Gambar
: Aliran energi ke dan dari permukaan bumi (Miller, 2007)
Sebagian
besar energi sinar matahari yang masuk ke atmosferakan mengalami degradasi
menjadi gelombang panjang berupa sinar infra merah yang tidak kasat mata.
Gelombang infra merah ini kemudian di atmosfer akan bertemu dengan (yang sering
disebut sebagai) gas rumah kaca yang terdiri dari (CO2, CH4,
N2O, uap air, dan ozon O3) di lapisan troposfer. Radiasi
ini kemudian menyebabkan molekul-molekul gas rumah kaca tersebut bergetar dan
mengeluarkan panas berupa gelombang lebih panjang lagi ke troposfer, yang kemudian
dapat menyebabkan pemanasan/ menghangatkan udara dan permukaan bumi. Tanpa
adanya pengaruh gas rumah kaca alami ini permukaan bumi akan terlalu dingin
untuk memungkinkan adanya kehidupan di muka bumi seperti yang kita temukan saat
ini.
Belakangan
diketahui bahwa aktivitas manusia mulai menyebabkan adanya “gangguan” terhadap
gas rumah kaca alami ini dan
diperkirakan akan meningkatkan suhu bumi. Pembahasan hal ini akan dibahas
secara terpisah dalam bab lain. Atau baca buku karangan Priyono dkk (2010) yang
berjudul Rehabilitasi Lahan Kritis pada bab terakhir.
Komponen
Ekosistem
Kita
lihat dari luar angkasa, bumi kita menyerupai puzle raksaksa yang tersusun atas
berbagai bentuk lahan dan lautan yang luas.Para ahli biologi telah mengkelaskan
bagian daratan dari biosfer ini sebagai biome (BY-ohms). Di dalam pembagian
ini ada perbedaan wilayah yang luas misalnya berupa hutan, padang pasir, padang
rumput, dengan iklim yang berbeda demikian juga spesies khas (khususnya
tumbuhan) yang cocok dengan kondisi iklim masing-masing. Perbedaan biome karena
perbedaan vegetasi ini terutama disebabkan adanya perbedaan iklim yang utamanya
adalah faktor curah hujan.Curah hujan berkisar antara kurang dari 250 mm/tahun
sampai lebih dari 1250 mm per tahun.Transek ini menyangkut ketinggian dari 0 -
4.600 m dpl.
Gambar
: Contoh biome di amerika serikat dari nevada (pantai barat amerika) sampai timur/tenggara
di Pegunungan appalacian sebelah timur mississippi (Miller, 2007).
Komponen abiotik
dan biotik ekosistem
Ekosisten
terdiri dari komponen tidak hidup (abiotik) seperti air, udara, nutrien, dan
sinar matahari. Komponen hidup (biotik) yang berupa komponen biologis seperti produser yang berupa tumbuhan, alga yang
dapat menghasilkan makanan untuk dirinya sendiri;konsumer seperti binatang yang memperoleh bahan makanannya dari tumbuhan
atau binatang yang lain;pengurai pada
umumnya bakteri yang mengurai sisa-sisa tumbuhan atau binatang dan mendaurnya
masuk ke dalam tanah atau perairan untuk dikonsumsi produser lagi.
Masing-masing
spesies dan populasinya akan memiliki syarat hidup yang berbeda-beda. Satu
spesies dapat hidup sangat baik di tanah yang basah, yang lain butuh tanah yang
kering dan lembab. Spesies lain lagi butuh sinar matahari terang benderang dan
suhu tinggi sedang spesies yang lain hanya dapat tumbuh dan berkembang dengan
baik dalam kondisi cahaya redup di bawah naungan pohon. Masing-masing spesies
memiliki batas toleransi yang dapat diterima. Di luar batas tersebut spesies
akan mati. Di dalam spesies sendiri akan terjadi sedikit perbedaan toleransi
karena perbedaan faktor genetis atau perbedaan kondisi kesehatan, umur, atau
faktor yang lain. Sebagai contoh orang ada yang dapat nyamat di lingkungan yang
panas seperti di Bengkulu, sedang orang lain merasa tidak tahan hidup di cuaca
panas dan hanya dapat hidup nyaman di dataran tinggi seperti di sekitar bukit
kaba.
Gambar
:Komponen utama ekosistem di lapangan
Faktor yang
membatasi pertumbuhan populasi
Ketersediaan
sumber materi dan energi dapat membatasi jumlah organismedalam populasi
Berbagai
macam faktor dapat membatasi jumlah organisme dalam setiap populasi.Kadang-kadang
ada satu faktor yang dapat membatasi jumlah organisme, yang kemudian disebut
sebagai faktor pembatas. Faktor pembatas memiliki peran yang penting dalam
menentukan pertumbuhan populasi dibanding faktor-faktor yang lain. Prisip dalam
ekologi dikenal bahwa (prinsip faktor
pembatas): terlalu banyak atau
terlalu sedikit faktor abiotik dapat menghambat/membatasi pertumbuhan populasi
meskipun faktor-faktor lain berada pada atau mendekati kondisi optimum.
Di
dalam lingkungan darat, curah hujan sering menjadi faktor pembatas, sehingga
terjadi gurun pasir ketika jumlah curah hujan tahunan kurang dari 250 mm. Di
daratan, salah satu kandungan unsur hara dapat menjadi faktor pembatas.
Misalnya kandungan P. Sebagai ilustrasi, petani menanm jagung di tanah yang
kurang P, maka meskipun unsur lain seperti Nitrogen, Kalium, air dan unsur lain
tersedia cukup melimpah, pertumbuhan jagung akan terhambat atau terhenti ketika
P yang tersedia dalam tanah telah habis terserap tanaman. Terlalu banyak juga
dapat menjadi faktor pembatas misalnya terlalu banyak air yang menyebabkan
kondisi tanah anaerob membuat banyak tanaman tidak dapat hidup meskipun unsur-unsur
lain yang dibutuhkan tanaman dalam kondisi optimum. Demikian juga kebanyakan
unsur seperti kebanyakan pupuk juga dapat mematikan tanaman karena keracunan
atau terjadi plasmolisis.Hal ini sering ditemuai pada para penggemar tanaman
hias yang tidak menguasai ilmu pertanian.
Faktor
pembatas dalam lingkungan akuatik dapat berupa ketersediaan nutrient, sinar
matahari, dan oksigen terlarut. Hal lain yang dapat menjadi faktor pembatas
dalam ekosistem akuatik adalah
kegaraman/salinitas dan juga kelarutan beberapa jenis garam.
Produser: sebagai
sumber utama seluruh makanan
Banyak organisme
dalam ekosistem yang dapat memproduksi makanan berupa karbohidrat yang mereka
butuhkan dari bahan kimia yang ada di lingkungan mereka.Sebagian besar
membutuhkan sinar matahari untuk memproduksi tetapi beberapa organisme tidak
membutuhkan matahari.
Organisme
di permukaan bumi ini adalah sebagai produser yang memproduksi makanan atau
konsumer yang makan makanan. Produser yang sering disebut sebagai organisme
aututrof membuat makanannya sendiri dari
senyawa atau unsur kimia dan energi yang diperoleh dari lingkungannya. Di
daratan, sebagian besar produser adalah tanaman dengan daun berwarna hijau. Di
perairan (tawar dan asin) berupa ganggang, dan tumbuhan air di dekat garis
pantai. Sedang di laut pedalaman sebagai producer utama adalah fitoplankton,
mikro organisme yang terapung-apung dan mengikuti gerakan air laut. Sebagian
besar produser menangkap sinarmatahari untuk memproduksi karbohidrat seperti
glukosa (C6H12O6) dengan fotosintesa.
Sungguhpun ratusan proses kimiawi terjadi dalam fotosintesa, secara singkat
keseluruhan reaksi fotosintesa dapat diringkas seperti brikut :
|
6 CO2
|
+
|
6 H2O
|
sinar mataharià
|
C6H12O6
|
+
|
6 O2
|
|
karbondioksida
|
|
air
|
Sinar mataharià
|
glukose
|
+
|
oksigen
|
Beberapa
produser kebanyakan adalah bakteri-bakteri jenis tertentu, dapat memproduksi
makanan dari merubah komponen anorganik sederhana yang berada di sekitarnya
menjadi senyawa kompleks tanpa membutuhkan sinar matahari, melalui proses yang
disebut chemosynthesis (kemosintesa).
Langganan:
Posting Komentar
(Atom)
0 komentar:
Posting Komentar