11

Bumi Pendukung Kehidupan dan Teori Ekosistem

Drs. Sudrajat,S.U.

Dosen pada FMIPA, Fak.Kedokteran, Fak.Kesmas dan Program Pasca Sarjana Ilmu Lingkungan UNMUL

Tahun 2008

Apa pendukung keberlanjutan Apa pendukung keberlanjutan kehidupan di Bumi ? kehidupan di Bumi ?

TroposTroposferfer

StratosStratosferfer

HHiidrosdrosferfer

LitosLitosfer fer

BiosBiosferfer

Gb.1

Gb.2.

Atmosphere

Biosphere

CrustLower mantle

AsthenosphereUpper mantle

Continentalcrust

Oceaniccrust

LithosphereVegetationand animals

Soil

Rock

Crust (soiland rock)

Atmosphere(air)

Biosphere(living and dead

organisms)

Lithosphere(crust, top of upper mantle)

Hydrosphere(water)

Core

Mantle

Apa Keberlanjutan Kehidupan Apa Keberlanjutan Kehidupan di Bumi di Bumi ??

Sistem Pendukung Kehidupan di BumiSistem Pendukung Kehidupan di Bumi

Satu arah aliran energi Satu arah aliran energi berkualitas tinggi berkualitas tinggi

Siklus MateriSiklus Materi

GravitGravitasi asi

Gb.3.

Gambar 4

Biosphere

Carboncycle

Phosphoruscycle

Nitrogencycle

Watercycle

Oxygencycle

Heat in the environment

HeatHeatHeat

Sistem-sistem pendukung Kehidupan Sistem-sistem pendukung Kehidupan

Aliran Energi Matahari ke dan dari Aliran Energi Matahari ke dan dari Bumi Bumi

Gb.5.

Heat radiatedby the earth

Solarradiation

Absorbedby ozone

UV radiation

Visiblelight

Absorbedby theearth

Reflected byatmosphere (34%)

Energy in = Energy out

Radiated byatmosphereas heat (66%)

Lower Stratosphere(ozone layer)

Troposphere Greenhouseeffect

Heat

Aliran Energi Matahari ke dan dari Bumi Aliran Energi Matahari ke dan dari Bumi

Gb.6.

Mengapa Bumi cocok untuk Mengapa Bumi cocok untuk kehidupankehidupan??

Ketersediaan airKetersediaan air

TemperaturTemperatur

GGravitasi ravitasi

AtmosAtmosferfer

Apa Apa eekologi kologi ??

EEkkologologi adalah studi bagaimana i adalah studi bagaimana organisme berinteraksi dengan organisme berinteraksi dengan lingkungannyalingkungannya;;

Faktor-faktor apa yang mengontrol Faktor-faktor apa yang mengontrol penyebaran dan kelimpahan suatu penyebaran dan kelimpahan suatu organisme ? organisme ?

““Eco” Eco” dari kata dari kata “Oiko” = “ “Oiko” = “rumah rumah ””

1010

Berasal dari Kata latin yakni Oeco (Yunani, oikos= rumah) dan logos ( ilmu). Jadi Ekologi merupakan ilmu yang mempelajari rumah tempat tinggal makhluk. Istilah ini pertama kali digunakan oleh seorang biologiwan Jerman, Haeckel pada tahun 1896.

1111

Haeckel menganggap Ekologi itu sebagai pengetahuan mengenai keseluruhan hubungan berbagai organisme dengan lingkungan dunia luar, dan dengan keadaan kehidupan organik dan anorganik ..

1212

Odum,E.P.1983.menyatakan bahwa

Ekologi adalah ilmu pengetahuan

yang mempelajari hubungan antara

organisme dan lingkungannya.

1313

Cara mudah memahami ruang lingkung ekologi dapat dilakukan dengan memahami KONSEP JENJANG ORGANISASI BENDA DAN SPEKTRUM BIOLOGI berikut.

KomponenBiotik G e n a S e l Organ Makhluk Populasi Komunitas +

Komp.Abiotik MATERI ENERGI

Sistem Sist. Sist. Sist. Sist. Sist. EkosistemBiologi Gen. Sel. Organ Organisme Populasi

Gambar Spektrum Organisasi ( Sumber : Odum, 1983)

1414

Hubungan interaksi antara komponen BIOTIK dengan komponen ABIOTIK akan membentuk suatu SISTEM KEHIDUPAN ( BIOSISTEM).

Gen, Sel, Organ, Makhluk, Populasi dan Komunitas adalah komponen-komponen hayati ( biotik), sedangkan Unsur ( bahan) sampai ke energi adalah yang mewakili abiotik ( benda mati).

1515

Dari gambar tersebut, tampak bahwa KEDUDUKAN EKOLOGI DALAM JENJANG ORGANISASI INI ADALAH DIMULAI PADA TENGAH-TENGAH YAKNI LEVEL SISTEMORGANISME, POPULASI , KOMUNITAS, EKOSISTEM DAN EKOSFER.

Tipe-tipe EkologiTipe-tipe Ekologi•Organisma (Organisma (fisiologis dan tingkah laku fisiologis dan tingkah laku ))•PopulaPopulasisi•KomunitasKomunitas•EEkkososiistemstem•GlobalGlobal

Ekologi Ekologi OrganismaOrganisma Pertanyaan utama adalah bagaimana Pertanyaan utama adalah bagaimana

organisme merespon faktor biotik dan organisme merespon faktor biotik dan abiotik di sekitarnya abiotik di sekitarnya

Fisiologi. Morfologi dan tingkah laku Fisiologi. Morfologi dan tingkah laku

Ekologi Ekologi PopulaPopulasisi

Suatu populasi adalah sekelompok organisme yang terdiri Suatu populasi adalah sekelompok organisme yang terdiri dari satu spesies hidup di tempat sama dan waktu samadari satu spesies hidup di tempat sama dan waktu sama

Pertanyaan yang relevan adalah faktor-faktor apa yang Pertanyaan yang relevan adalah faktor-faktor apa yang memperngaruhi jumlah individu yang hidup di satu habitat memperngaruhi jumlah individu yang hidup di satu habitat antara lain, antara lain,

- ukuran, distribusi populasi - ukuran, distribusi populasi ??- - laju kelahiran dan laju kematian laju kelahiran dan laju kematian ??

- - Laju pertumbuhan populasi Laju pertumbuhan populasi ??

Ekologi Komunitas Ekologi Komunitas

Suatu komunitas terdiri atas organisme-Suatu komunitas terdiri atas organisme-organisme yang hidup di suatu area dan organisme yang hidup di suatu area dan berinteraksi berinteraksi

Pertanyaan kunci diarahkan kePertanyaan kunci diarahkan ke Interaksi antar organisme antar organisme Interaksi antar organisme antar organisme ((Siapa Siapa

memangsa siapamemangsa siapa, , Siapa membantu siapa Siapa membantu siapa )) Bagaimana interaksi mempengaruhi struktur Bagaimana interaksi mempengaruhi struktur

komunitas komunitas

Mutualisme

Predator dan parasit

Kompetisi

Interaksi Spesies

Struktur Komunitas Struktur Komunitas Faktor-faktor apa yang mempengaruhi struktur komunitas Faktor-faktor apa yang mempengaruhi struktur komunitas ?? FaFaktor-faktor ktor-faktor : abioti (: abioti (aa..ll., ., iklim, uap air iklim, uap air )) dan biotik dan biotik ((interaksi spesies interaksi spesies )) Struktur komunitas Struktur komunitas : : Komposisi spesiesKomposisi spesies, , jumlah jumlah , , Kelimpahan Kelimpahan

Komunitas Padang Rumput dan perbatasan dg savannah

Ekologi Ekologi EEkkososiistem stem

Suatu ekosistem terdiri dari komunitas Suatu ekosistem terdiri dari komunitas biotik dan faktor-faktor yg biotik dan faktor-faktor yg mempengaruhinyamempengaruhinya..

Faktor-faktor Faktor-faktor abiotiabiotik adalah k adalah zat-zat zat-zat seperti tanah, atmosfer, air, nutrient, seperti tanah, atmosfer, air, nutrient, energi , suhuenergi , suhu

Pertanyaan ditekankan kepada aliran Pertanyaan ditekankan kepada aliran energi dan siklus nutrien energi dan siklus nutrien

Siklus Siklus nitrogen nitrogen dalam dalam tanahtanah

litter

NO3-

leaching

nitrification

denitrification

N2

mineralization

Bacteriaand fungi

NH4+

uptake

N-fixation

decomp.

Ekologi Ekologi Global Global Kontrol dan pola sirkulasi energi Kontrol dan pola sirkulasi energi dan nutrien di duniadan nutrien di dunia

Global Net Primary Productivity

Atmospheric CO2 and Temp.

BiomBiomaa Daerah-daerah di Daerah-daerah di

dunia yang memiliki dunia yang memiliki tipe organisme tipe organisme sejenis meskipun di sejenis meskipun di dalamnya terjadi dalamnya terjadi variasi spesies variasi spesies

Sebagian ditentukan Sebagian ditentukan oleh faktor iklim-oleh faktor iklim-suhusuhu, , air air , , musim musim

fafakktortor-faktor lain-faktor lain – – tanahtanah, topogr, topografiafi

Bioma di Amerika Utara

Bioma di Dunia Bioma di Dunia

TemperaturTemperatur Temperature is Temperature is

partly determined partly determined by the amount of by the amount of solar radiation solar radiation hitting an areahitting an area

Depends on Depends on latitude, angle of latitude, angle of incidenceincidence

2828

1.2. PERKEMBANGAN EKOLOGI Periode awal sejarah, Untuk Kepentingan Praktis Manusia sebagai pengetahuan lingk. Pencarian sumber-sumber energi, sumber-sumber makanan.

Setelah diketemukan api, pengubahan alam lingk. > drastis

2929

Pertumbuhan manusia >, IPTEK >

------- Power untuk mengubah alam >

Awal abad 20 ( 1900 - an ), Ekologi merupakan bagian biologi

Akhir Abad 20-an, Ekologi berkembang pesat sbg sarana untuk menciptakan dan memelihara mutu peradaban manusia ( ILMU LINGKUNGAN)

3030

1.3. ILMU LINGKUNGANIlmu lingkungan mengintegrasikan berbagai disiplin ilmu untuk mempelajari hubungan antara jasad hidup (termasuk manusia) dengan lingkungannya.

3131

Ilmu-ilmu tersebut antara lain biologi, geologi, kimia, fisika, sosiologi, epidemiologi, kesehatan masyarakat, planologi, geografi, ekonomi, metereologi, hidrologi, pertanian, kehutanan, perikanan, peternakan, dll yang dipandang dalam perspektif yang luas dan saling berkaitan.

3232

Ilmu lingkungan dapat dipandang sebagai poros tempat berbagai AZAS DAN KONSEP ANEKA RAGAM ILMU YANG TERPENCAR DAN KHUSUS DIGABUNGKAN KEMBALI SECARA SALING MELENGKAPI UNTUK MENGATASI MASALAH YANG MENYANGKUT HUBUNGAN ANTARA JASAD HIDUP DAN LINGKUNGAN -NYA.

3333

Di dalam ilmu lingkungan, tekanan ditujukan untuk menyatukan kembali berbagai disiplin ilmu yang menyangkut masalah lingkungan ke dalam katagori variabel yang serupa yakni : Energi Zat atau Materi Ruang Waktu dan Keanekaragaman.

3434

Sehingga ,Ilmu Lingkungan merupakan lintasan berbagai llmu yang membahas hubungan antara makhluk hidup dan lingkungannya yang intinya menelaah masalah yang serupa di dalam ekologi yakni proses pemindahan energi dalam berbagai sistem,materi didalam suatu ruang, waktu dan keanekara-gamannya.

3535

Dengan demikian, Ilmu lingkungan tidak lain merupakan Ekologi Terapan yang menerapkan berbagai azas dan konsepnya kepada masalah yang lebih luas yang menyangkut hubungan manusia dan lingkungannya.

3636

1.4. PEMBAGIAN EKOLOGI

Ekologi dapat dibedakan atas Autoekologi dan Synekologi.

Autoekologi ( Autos ; diri sendiri) berarti mempelajari hubungan antara individu dengan lingkungannya. Jadi yang dipelajari ialah organisme secara individual atau spesies dalam hubungannya dengan lingkungannya. Studi ini menekankan aspek siklus hidup, adaptasi terhadap lingkungan, sifat parasit atau non parasit, dan lainnya.Mis. Studi Pola Makan Bekantan di Hutan Sei Wein, Balikpapan.

3737

Synekologi (Syn: Bersama ; ilmu pengetahuan yang mempelajari mereka yang bersama mempunyai satu rumah/satu tempat tinggal), yaitu studi mengenai berbagai kelompok organisme sebagai suatu kesatuan yang saling berinteraksi dalam suatudaerah tertentu. Mis. Studi ekosistem hutan Dipterocarpacea dataran rendah di Kalimantan Timur.

3838

Berdasarkan atas habitatnya, ekologi dapat dibedakan atas :a. Ekologi Kelautan (Marine Ecology);b. Ekologi Perairan Tawar (Fresh Water Ecology/Lymnology);c. Ekologi Darat (Terrestrial Ecology );d. Ekologi Kuala (Estuary Ecology );e. Ekologi Pesisir ;f. Ekologi Hutan (Forest Ecology) ;g.Ekologi Padang Rumput;i. Dan lain-lainnya.

3939

Berdasarkan objek studinya dapat pula dikelompokkan atas ekologi tumbuhan, ekologi hewan, ekologi manusia,ekologi serangga, ekologi ikan, ekologi orang utan, dll.

Bidang-bidang telaahan ekologi saat ini telah berkembang sangat pesat, sehingga satu bidang kajian ekologi telah melahirkan cabang ekologi baru seperti Ekologi Komunitas Ekologi populali, Biogeografi, Palaeoekologi, Ekofisiologi, Ekologi Modeling, dan lainnya.

4040

1.5. OBJEK EKOLOGI

Objek utama studi ekologi adalah :

Populasi dan

Komunitas.

4141

POPULASI adalah suatu kelompok individu dari jenis yang sama di suatu daerah tertentu.

KOMUNITAS meliputi semua populasi yang berada di suatu daerah tertentu.

Komunitas dengan lingkungan nir-hayati (benda tak hidup) membentuk suatu sistem ekologik yang disebut dengan ekosistem.

4242

SATUAN POKOK EKOLOGI ADALAH EKOSISTEM ATAU SISTEM EKOLOGI, merupakan satuan kehidupan yang terdiri atas suatu komunitas makhluk hidup dengan berbagai komponen fisik yang berinteraksi membentuk suatu sistem. Sistem biologik yang paling besar disebut dengan biosfer.

4343

Pendekatan studi ekologi :

PENDEKATAN HOLOLOGIK yakni studi ekosistem secara menyeluruh dikaji bersama-sama, kemudian komponen-komponen ekosistem tersebut ditelaah.

PENDEKATAN MEROLOGIK yakni pendekatan dengan menggunaan kajian terhadap komponen - komponen utama terlebih dulu kemudian disin- tesis menjadi satu kesatuan sistem.

4444

Pendekatan studi ekologi :

Berdasarkan lokasi kegiatan studinya, pendekatan studi ekologi dapat dilakukan dengan melalui: STUDI LAPANGAN, STUDI LABORATORIK ATAU PEMODELAN MATEMATIS.

4545

1.5.ASPEK KAJIAN FUNGSIONAL DI DALAM SUATU EKOSISTEM

sirkuit-sirkuit energi rantai-rantai makanan pola-pola keanekaragaman dalam waktu dan ruang daur-daur makanan ( biogeokimia) perkembangan dan evolusi pengendalian ( cybernetics)