EKOSISTEM

EKOSISTEM

A. Pengertian

Ekositem adalah suatu sistem di alam yang mengandung komponen hayati (organisme} dan komponen nonhayati (abiotik), dimana antara kedua komponen tersebut terjadi hubungan timbal balik untuk mempertukarkan zat-zat yang perlu untuk mempertahankan kehidupan.

Dalam beberapa kepustakaan, istilah biocoenosis,geocoenosis, dan biogeocoenosis (geobiocoenosis) secara berurutan digunakan untuk komponen biotik, abiotik dan ekosistem.

Ekosistem merupakan satuan fungsional dasar ekologi,karena ekosistem mencakup organisme dan lingkungan abiotik yang saling berinteraksi.

Pencetus istilah ekosistem adalah A.G. Tarisley pada tahun 1935, seorang ekolog Inggeris.

B. Komponen Ekosistem

1. Dari Segi "trophic level", ekosistem terdiri atas:

1) Komponen autotrofik, yaitu organisme yang mampu mensitesis makanannya sendiri yang berupa bahan organik dari bahan-bahan anorganik sederhana dengan bantuan sinar matahari dan zat hijau daun.

2) Komponen heterotrofik, yaitu organisme yang sumber makanannya diperoleh dari bahan-bahan organik yang dibentuk oleh komponen aututrofik, penyusun kembali dan menguraikan bahan-bahan organik kompleks yang telah mati kedalam senyawa

anorganik sederhana. Dari segi penyusunnya (struktur), komponen ekosistem terdiri atas :

1) Komponen abiotik yaitu komponen fisik dan kirnia seperti tanah, air, udara, sinar matahari, dll.' yang merupakan medium untuk berlangsungnya kehidupan.

2) Produsen yaitu organisme autotrofik, umumnya tumbuhan berklorofil, yang mampu mensintesis makanannya sendiri dari bahan anorganik

3) Konsumen yaitu organisme heterotrofik

4) Pengurai, yaitu organisme heterotrofik yang menguraikan bahan organik yang berasal dari organisme mati, menyerap sebagian hasil penguraian tersebut dan melepas bahan-bahan yang sederhana yang dapat dipakai oleh produsen. Untuk tujuan deskripsif, komponen-komponen

ekosistem seyogyanya diperinci sebagai berikut :

1) Bahan-bahan anorganik (C, N, Co2, H20, dll)

2) Senyawa organik (protein, lemak, karbohidrat, dll)

3) Iklim fsuhu, dan faktor fisik lainnya)

4) Produser

5) Konsumer makro ("phagotroph" yaitu organisme heterotrofik, umumnya hewan) yang memakan organisme lain atau bahan organik.

6) Konsumer mikro (saprotroph, osmotroph), yaitu organisme heterotrofik, umumnya jamur dan bakteri, yang menghancurkan bahan organik mati, menyerap sebagian hasil perombakannya, dan membebaskan bahan-bahan anorganik sederhana yang berguna bagi produser.

Point (1) s/d (3) adalah Komponen abiotik.

Point (4) s/d (6) adalah komponen biotik.

Organisme heterotrofik dapat juga dibedakan kedalam :

1) Biophage, yaitu organisme yang mengkonsumsi organisme lainnya.

2) Saprophage, yaitu organisme pengurai bahan-bahan organik yang telah mati. Dari segi fungsional, suatu ekoisistem sebaiknya dianalisis menurut :

(1). Aliran energi

(2). Rantai pangan

(3). Pola keanekaragaman dalam ruang dan wakcu

(4}. Siklus nutrien

(5). Pengembangan dan evolusi

(6). Kontrol (sibernetik) Dalam hal konsumer, selain pembagian di atas, konsumer dapat juga dibedakan kedalam:

1) Konsumer I (konsumer primer) adalah hewan-hewan herbivora yang makanannya bergantung pada produser (tumbuhan hLjau), contoh : insekta, rodentia, kelinci, dll. (ekosistem daratan), moluska,krustacea, dll (ekosistem akuatik)

2) Konsumer II (konsumer sekunder)adalah karnivora dan omnivora yang memakan herbivora, contoh: burung gagak, rubah, kucing, ular, dll.

3) Konsumer III (konsumer tertier) adalah karnivora dan omnivora, misal singa, hari-mau, dll., disebut juga Top-Konsumer

4) Parasit, Scavenger dan saprobe

C. Faktor Penyebab Perbedaan Ekosistem

Ekosistem yang satu berbeda dengan ekosistem yang lain, karena:

1) Perbedaan kondisi iklim (hutan hujan, hutan musim,hutan savana)

2) Perbedaan letak dari permukaan laut, topografi dan formasi geologik (zonasi pada pegunungan, lereng pegunungan yang curam, lembah sungai)

3) Perbedaan kondisi tanah dan air tanah (pasir, lempung, basah, kering)

D. Macam dan Ukuran Ekosistem

Berdasarkan proses terjadinya ada dua macam ekosistem, yaitu:

1) Ekosistem alam: laut, sungai, hutan alam, danau alam, dll.

2) Ekosistem buatan: sawah, kebun, hutan tanaman, tambak, all. Ukuran ekosistem bervariasi dari sebetsar kultur dalam botol di laboratorium, seluas danau, sungai, lautan sampai biosfir ini.

Secara umum, ada dua tipe ekosistem, yaitu:

1) Ekosistem terestris

− Ekosistem hutan

− Ekosistem padang rumuput

− Ekosistem gurun

− Ekosistem anthropogen (sawah, kebun, dll.}

2) Ekosistem akuatik

(a). Ekosistem air tawar

- Kolam

- Danau

- Sungai

- dll.

(b). Ekosistem lautan

E. Tahap-tahap Dasar Operasi pada Ekosistem

1) Penerimaan energi radiasi

2) Pembuatan bahsn-bahan organik dari bahan anorganik oleh produser

3) Pemanfaatan produser oleh konsumer dan lebih jauh lagi pada bahan-bahan terkonsumsi

4) Perombakan bahan-bahan organik dari organisme yang mati oleh dekomposer kedalam bentuk

anorganik sederhana untuk penggunaan ulang oleh produser.

F. Ekologi Niche

Niche adalah peranan suatu mahkluk hidup dalam suatu habitat. Sedangkan habitat adalah tempat hidup organisme. Dengan demikian ekologi niche adalah peran

total dari suatu species dalam komunitas. Ekologi niche mencakup species organisme, faktor lingkungan, areal tempat hidup, spesialisasi dari populasi species dalam suatu komunicas.

G. Energi dalam Ekosistem

- Energi adalah kemampuan untuk melakukan kerja.

- Bentuk energi yang berperan penting pada mahkluk hidup adalah energi mekanik, kimia, radiasi dan panas.

- Perilaku energi di alam mengikuti Hukum Thermodinamika, yaitu:

Hukum Thermodinamika I:

Energi dapat diubah dari suatu bentuk ke bentuk lainnya, tetapi energy tak pernah dapat diciptakan atau dimusnahkan.

Hukum Thermodinamika II:

Setiap terjadi perobahan bentuk energi pasti terjadi degradasi energi dari bentuk energi yang terpusat menjadi bentuk energi yang terpencar atau karena berbagai energi selalu memencar menjadi panas, tidak ada transformasi secara spontan dari suatu bentuk energi menjadi energi potensial berlangsung dengan efisien 100%. Misal, 57% energi surya diserap atmosfir,dan 35 % disebarkan untuk memanaskan air dan daratan. Dari sekitar ±3% energi surya yang mengenai permukaan tumbuhan, 10 - 15% dipantulkan, 5% ditransmit, 80 - 85% diserap dan ±2% (0.5 -3,5%) dari total energi cahaya digunakan fotosintesis serta sisanya dirubah menjadi bentuk panas.

H. Rantai Pangan

Rantai pangan ada1ah pengalihan energi dari sumberdaya dalam tumbuhan melalui sederetan organisme yang makan dan yang dimakan. Semakin pendek rantai pangan semakin besar energi yang dapat disimpan dalam bentuk tubuh organisme di ujung rantai pangan.

Rantai pangan terdiri atas tiga tipe:

1) Rantai pemangsa, dimulai dari hewan kecil sebagi mata rantai pertama ke hewan yang lebih besar dan berakhir pada hewan terbesar dimana landasan permulaan adalah tumbuhan sebagai produsen.

2) Rantai parasit, berawal dari organisme besar ke organisme kecil.

3)Rantai saprofit, berawal dari organisme mati ke mikroorganisme, dikenal juga sebagai rantai pangan detritus. Dalam suatu ekosistem, rantai-rantai pangan berkaitan satu sama lain membentuk suatu jaring-jaring pangan (food web).

- Dalam suatu ekosistem dikenal adanya tingkat tropik dari suatu kelompok organisme.

- Berbagai organisme yang memperoleh sumber makanan melalui langkah yang sama dianggap

termasuk pada tingkat tropik yang sama.

- Berdasarkan tingkat tropik :

Tumbuhan hijau : tingkat tropik I

Herbivora : tingkat tropik II

Karnivora : tingkat tropik III

Karnivora sekunder : tingkat tropik IV

I. Struktur Tropik dan Piramida Ekologi

- Ukuran individu menentukan besarnya metabolisms suatu organisme. Semakin kecil ukuran organisme, semakin besar rnetabolisrne per gram biomassa. Oleh karena itu, semakin kecil organisme semakin kecil biomassa yang dapat ditunjang pada suatu tingkat tropik dalam ekosistemnya.

- Fenomena interaksi antara rantai-rantai makanan dan hubungan metabolisme dengan ukuran organisme menyebabkan berbagai komunitas mempunyai struktur tropik tertentu.

- Struktur tropik dapat diukur dan dipertelakan, baik dengan biomassa per satuan luas maupun dengan banyaknya energi yang ditambat per satuan luas per satuan waktu pada tingkat tropik yang berurutan.

- Piramida ekologi dapat menggambarkan struktur dan fungsi tropic: Ada tiga tipe paramida ekologi yaitu :

a) Piramida jumlah individu, yang menggambarkan jumlah individu dalam produser dan konsumer suatu ekosistem

b) Piramida biomassa, yang menggambarkan biomassa dalam setiap tingkat tropik.

c) Piramida energi, yang menggambarkan besarnya energi pada setiap tingkat tropik. Semakin tinggi tingkat tropik, semakin efisien dalam penggunaan energi.

J. Produktivitas

- Produktivitas primer adalah kecepatan penyimpanan energi potensial oleh organisme produsen melalui proses fotosintesis dalam bentuk bahan-bahan organik yang dapat digunakan sebagai

bahan pangan. Unit satuannya:

1) Ash Free Dry Weight Kal./ha/th.

2) Dry Weight Ton/ha/th. Produktivitas primer dibagi dua macam:

(1). Produktivitas primer kotor: Kecepatan total fotosintesis, mencakup pula bahan organic yang dipakai untuk respliasi selama pengukuran. Istilah ini sama dengan asimilasi total.

(2). Produktivitas primer bersih: Kecepatan penyimpanan bahan-bahan organik dalam jaringan tumbuhan sebagai kelebihan bahan yang dipakai untuk respirasi oleh tumbuh-tumbuhan selama pengukuran. Istilah ini sama dengan asimilasi bersih.

- Produktivitas sekunder adalah kecepatan penyimpanan energi potensial pada tingkat tropik

konsumen dan pengurai. Produktivitas Primer kotor pada Ekosistem Akuatik

Ho. Ekosistem

Prod . Primer Kotor

Kcal/m2/th

1. Laut terbuka

1.000

2. Pesisir 2.000

3. Upwelling Zone

4. Estuari dan reefs

6.000

20.000

Produktlvitas Primer Kotor pada Ekosistem Terestris

No. Ekosistem

Kcal/m2/th

1. Gurun dan tundra 200

2. Padang rumput

3. Hut an lahan kering

4. Hutan konifer

2.500

2.500

3.000

5. Hutan temperate basah

6. Pertanian

8.000

12.000

7. Hutan tropik dan subtropik 20 .000 K. Siklus Biogeokimia

- Di alam telah diketahui ada ±100 unsur kimia, tetapi hanya 30 - 40 unsur yang sangat diperlukan oleh mahkluk hidup.

- Unsur-unsur kimia, termasuk unsur utama dari protoplasma, cenderung untuk bersirkulasi dalam

biosfir dengan pola tertentu dari 1ingkungannya ke organisme dan kembali lagi ke lingkungan, siklus ini disebut siklus biogeokimia. Sedangkan, pergerakan unsur-unsur dan senyawa-senyawa

anorganik yang penting untuk menunjang kehidupan disebut siklus hara. Kedua siklus tersebut

masing-masing terdiri atas dua kompartemen atau dua pool, yaitu :

1) Reservoir poo_l : besar, lambat bergerak, umumnya bukan komponen ekologi.

2) Exchange atau Cycling pool : kecil, tapi lebih aktif bertukar dengan cepat antara organisme

dengan lingkungannya. Dilihat dari sudut biosfir secara keseluruhan, siklus biogeokimia terdiri atas :

a) Tipe gas, dimana reservoir adalah di atmosfir atau hidrosfir {lautan), misal siklus Karbon

(CO2) dan siklus Nitrogen (N)

b) Tipe sedimen, dimana reservoir adalah di kerak bumi, misal siklus Posfor