A. Populasi dan Komunitas Makhluk Hidup
1. Populasi Makhluk Hidup
Populasi berasal dari bahasa latin yaitu ”populus” yang artinya rakyat, berarti penduduk. Populasi dari suatu negara dimaksudkan adalah penduduk dari negara tersebut. Sedangkan populasi yang dimaksudkan dalam ekologi adalah populasi dari spesies-spesies atau jenis-jenis organisme. Populasi meliputi kumpulan individu-individu organisme di suatu tempat yang memiliki sifat-sifat serupa, mempunyai asal-usul yang sama, dan tidak ada yang menghalangi anggota-anggota individunya untuk berhubungan satu sama lain mengembangkan keturunan secara bebas. Individu-individu itu merupakan kumpulankumpulan yang heteroseksual. Diperkirakan di atas planet Bumi saat ini ditemui kurang lebih 5 juta spesies tumbuhan, 10 juta spesies hewan dan lebih kurang 2-3 juta spesies mikroorganisme, dan lebih kurang 10% dan semua organisme itu yang berhasil diidentifikasi dan diberi nama (Utina 2015:14)
Populasi didefinisikan sebagai kelompok kolektif organisme dari spesies yang sama (atau kelompok lain di mana individu-individu dapat bertukar informasi genetik) yang menempati ruang dan atau waktu tertentu, sebagai contoh adalah populasi manusia di Kecamatan Kokap, populasi pohon cengkih di Kelurahan Purwosari, populasi harimau di suatu hutan, dan sebagainya. Populasi memiliki berbagai ciri/sifat maupun parameter yang unik dari kelompok, atau sifat kebersamaan (kolektif) dan sudah tidak merupakan sifat dari masing-masing individu pembentuknya. Sifat-sifat tersebut antara lain kepadatan, natalitas, mortalitas, penyebaran umur, potensi biotik, dispersi, dan bentuk serta perkembangan, yang mencerminkan adanya dinamika populasi.
Beberapa sifat populasi yang penting berkenaan dengan ekologi, yaitu pertumbuhan populasi, kerapatan populasi dan struktur populasi.
a. Pertumbuhan populasi
Sifat dinamis populasi yang mendasar adalah tumbuh, yaitu kemampuan untuk menambah jumlah individu. Tumbuh dirumuskan sebagai sifat esensial yang membedakan populasi mahluk hidup dengan materi mati. Laju pertumbuhan populasi yang dinyatakan dalam jumlah individu, yang dalam pertambahan populasi dibagi jangka waktu terjadinya penambahan ini, yang dapat dirumuskan dengan:
N = jumlah individu populasi asal
D = besarnya perubahan
t = waktu
Apabila populasi yang individu-individu anggotanya bertambah atau berkurang karena migrasi, maka perubahan itu secara positif hanya dapat diisi oleh keturunannya, misalnya kelahiran atau natalitas yang harus terjadi. Ada beberapa cara menghitung natalitas, tetapi selalu dihubungkan dengan kematian atau mortalitas yang juga terjadi. Keseluruhan proses ini disebut sebagai laju pertumbuhan. Konsep mendasar dari fenomena pertumbuhan populasi adalah pertumbuhan eksponensial.
b. Kerapatan populasi
Ukuran populasi tumbuhan dan hewan di suatu tempat tertentu (kerapatan populasi) biasanya tergantung dari migrasi. Karena pengaruh pakan atau lingkungan fisik populasi maka ukuran populasi suatu spesies akan tidak sama dengan ukuran spesies lain. Misalnya gajah yang bertubuh besar yang rendah potensi biologiknya, akan dengan cepat merusak lingkungan hidupnya hingga persediaan pakannya juga cepat habis, dan akan segera diikuti dengan angka kematian tinggi, tetapi angka kelahirannya rendah dan akhirnya angka kematian pun akan turun kembali diikuti meningkatnya angka kelahiran.
c. Struktur populasi
Sifat demografi yang penting bagi setiap anggota populasi adalah kenyataan pada saat keseimbangn populasi itu dalam keadaan reproduktif. Karena itu maka pada umumnya populasi dibagi dalam tiga kategori, yaitu pre-reproduktif, reproduktif dan post-reproduktif.
2. Komunitas Makhluk hidup
Clements (dalam Utina 2015:20) mengatakan bahwa suatu komunitas merupakan suatu organisme dengan jenis komposisi yang terbatas dan mempunyai sejumlah kehidupan. Komunitas merupakan salah satu jenjang organisme biologik langsung di bawah ekosistem, namun satu jenjang di atas populasi. Posisi itu menunjukkan bahwa kaidah-kaidah tingkat populasi akan mempengaruhi konsep-konsep komunitas, dan pada gilirannya kaidah-kaidah komunitas harus dipertimbangkan dalam memahami konsep-konsep ekosistem.
Struktur komunitas adalah sekumpulan populasi dari spesies-spesies yang berlainan dan secara bersama-sama menghuni suatu tempat. Semua populasi di tempat yang menjadi perhatian termasuk komunitas, seperti semua tumbuhan dan hewan serta mikroorganisme. Secara sempit sering dicontohkan misalnya komunitas tumbuhan paku-pakuan, komunitas hutan tropis basah, atau komunitas burung pemakan biji-bijian di sawah. Karakteristik komunitas yang unik adalah keragamam (diversity), yaitu jumlah spesies dan jumlah individu-individu masing-masing spesies pada suatu komunitas. Keberadaan suatu komunitas tertentu hidup pada suatu tempat tertentu disebabkan adanya lingkungan abiotik yang sesuai dimana terjadi interaksi antara komunitas-komunitas.
Komunitas memiliki konsep-konsep ekologik, seperti konsep habitat dan relung. Setiap organisme hidup secara khas menghuni lokasi tertentu, atau disebut habitat. Pada setiap lintang, habitat mampu mendukung banyak spesies (individu) yang tergantung dari produktivitasnya, kerumitan struktur dan kesesuaian spesies dengan kondisi fisik habitatnya. Suatu pada alang-alang, misalnya, menjadi habitat bagi 5 spesies burung, 6 spesies hewan herbivora, 2 spesies carnivora dan seterusnya. Relung atau ruang-ruang kegiatan spesies merupakan semua dimensi lingkungan yang meliputi faktor-faktor fisik, kimia dan biologik, waktu keseharian atau tahunan. Setiap spesies mendiami relung tertentu yang ditentukan oleh pakan dan ukurannya. Jadi, di antara karnivora-karnivora di suatu komunitas lahan berpohon, dapat ditemui relung-relung predator yang dihuni rubah, luak, musang, tikus dan sebagian mamalia dan predator burung seperti elang yang diurnal dan burung hantu yang nokturnal.
a. Macam komunitas
Di alam terdapat bermacam-macam komunitas yang secara garis besar dibagi menjadi:
1) Komunitas Akuatik; komunitas ini misalnya terdapat di laut, danau, sungai, parit dan kolam.
2) Komunitas Terestrial; sekelompok organisme yang terdapat di pekarangan, padang rumput, padang pasir, halaman kantor, halaman sekolah, kebun raya dan sebagainya.
Margalef (1958) mengemukakan bahwa untuk keanekaragaman komunitas perlu dipelajari aspek keanekaragaman itu dalam organisasi komunitas, misalnya:
1) Mengalokasikan individu populasinya ke dalam spesiesnya.
2) Menempatkan spesies tersebut ke dalam habitat dan nichenya.
3) Menentukan kepadatan relatifnya dalam habitat.
4) Menempatkan tiap individu ke dalam setiap habitatnya dan menentukan fungsinya.
Komunitas seperti halnya tingkat organisasi jasad hidup lain, mengalami serta menjalani siklus hidup, artinya komunitas itu lahir, meningkat dewasa, dan kemudian bertambah dewasa dan tua. Bedanya, komunitas alami tidak pernah mati. Apabila komunitas lahir di atas bongkahan batu larva sebuah gunung berapi yang belum berapa lama meletus, maka pada awalnya komunitas itu hanya tumbuhan pelopor seperti ganggang, lumut, kerak dan paku-pakuan. Tumbuhan pelopor ini akan mengubah keadaan lingkungan sedemikian rupa sehingga tumbuhan dan hewan lain dapat pindah dan hidup di tempat tersebut. Lama- kelamaan komunitas itu akan dikuasai oleh spesies yang dapat hidup unggul, stabil dan mandiri di dalamnya. Proses demikian inilah yang disebut dengan “suksesi”. Sedangkan komunitas yang sudah mencapai kemantapan disebut komunitas yang sudah mencapai puncak atau klimaks.
Komunitas alami dapat memiliki jumlah jenis yang besar. Namun demikian hanya sedikit jenis yang mengendalikan komunitas tersebut, dan jenis ini disebut “jenis dominan”. Hal ini juga tidak menyatakan bahwa jenis yang lebih langka tidak penting. Karena jenis langka ini menentukan diversitas (keanekaragaman), dan aspek struktur komunitas.
b. Nama komunitas
Nama komunitas harus dapat memberikan keterangan mengenai sifat-sifat komunitas tersebut. Cara yang paling sederhana, pemberian nama itu dengan menunjukkan bagaimana wujud komunitas seperti padang rumput, pantai pasir, lautan, hutan jati. Nama tersebut menunjukkan bentuk dan wujud komunitas secara keseluruhan. Cara yang paling baik untuk menamakan komunitas itu adalah dengan mengambil beberapa sifat yang jelas dan mantap, baik hidup ataupun tidak. Di darat tumbuhan utama biasanya memberikan pedoman yang jelas dan mantap. Dalam komunitas perairan, habitat fisik dapat juga digunakan misalnya komunitas padang pasir, komunitas hamparan rumput, komunitas perairan terbuka. Menurut Zoer’aini (2003) ringkasnya pemberian nama komunitas berdasarkan:
1) Bentuk atau struktur utama seperti jenis dominan, bentuk-bentuk hidup atau indikator lannya seperti hutan pinus, hutan agathis, hutan jati, atau hutan Dipterocarphaceae. Dapat juga berdasarkan sifat tumbuhan dominan seperti hutan sklerofil, di Indonesia hutan ini banyak terdapat di Flores. Dalam komunitas ini banyak terdapat pohon Eucalyptus yang mempunyai sifat keras dan liat karena mengandung skelofil.
2) Berdasarkan habitat fisik dari komunitas, seperti komunitas hamparan lumpur, komunitas pantai pasir, komunitas lautan dan sebagainya.
3) Berdasarkan sifat-sifat atau tanda-tanda fungsional misalnya tipe metabolisme komunitas. Berdasarkan sifat lingkungan alam seperti iklim, misalnya terdapat di daerah tropik dengan curah hujan yang terbagi rata sepanjang tahun, maka disebut hutan hujan tropik.
B. Berbagai Bentuk Ekosistem Alami
Utomo (2012:1.14) mengatakan di dalam ekosistem, organisme yang ada selalu berinteraksi secara timbal balik dengan lingkungannya. Interaksi timbal balik ini membentuk suatu sistem yang kemudian kita kenal sebagai sistem ekologi atau ekosistem. Dengan kata lain ekosistem merupakan suatu satuan fungsional dasar yang menyangkut proses interaksi organisme hidup dengan lingkungannya. Lingkungan yang dimaksud dapat berupa lingkungan biotik (makhluk hidup) maupun abiotik (non makhluk hidup). Sebagai suatu sistem, di dalam suatu ekosistem selalu dijumpai proses interaksi antara makhluk hidup dengan lingkungannya, antara lain dapat berupa adanya aliran energi, rantai makanan, siklus biogeokimiawi, perkembangan, dan pengendalian.
Ekosistem juga dapat didefinisikan sebagai suatu satuan lingkungan yang melibatkan unsur-unsur biotik (jenis-jenis makhluk) dan faktor-faktor fisik (iklim, air, dan tanah) serta kimia (keasaman dan salinitas) yang saling berinteraksi satu sama lainnya. Gatra yang dapat digunakan sebagai ciri keseutuhan ekosistem adalah energetika (taraf trofi atau makanan, produsen, konsumen, dan redusen), pendauran hara (peran pelaksana taraf trofi), dan produktivitas (hasil keseluruhan sistem). Jika dilihat komponen biotanya, jenis yang dapat hidup dalam ekosistem ditentukan oleh hubungannya dengan jenis lain yang tinggal dalam ekosistem tersebut. Selain itu keberadaannya ditentukan juga oleh keseluruhan jenis dan faktor-faktor fisik serta kimia yang menyusun ekosistem tersebut.
1. Struktur Ekosistem
Bila kita memasuki suatu ekosistem, baik ekosistem daratan maupun perairan, akan dijumpai adanya dua macam organisme hidup yang merupakan komponen biotik ekosistem. Kedua macam komponen biotik tersebut adalah autotrofik dan heterotrofik.
a. Autotrofik, terdiri atas organisme yang mampu menghasilkan (energi) makanan dari bahan-bahan anorganik dengan proses fotosintesis ataupun kemosintesis. Organisme ini tergolong mampu memenuhi kebutuhan dirinya sendiri. Organisme ini sering disebut produsen.
b. Heterotrofik, terdiri atas organisme yang menggunakan, mengubah atau memecah bahan organik kompleks yang telah ada yang dihasilkan oleh komponen autotrofik. Organisme ini termasuk golongan konsumen, baik makrokonsumen maupun mikrokonsumen.
Secara struktural ekosistem mempunyai enam komponen sebagai berikut:
a. Bahan anorganik yang meliputi C, N, CO2 , H2O, dan lain-lain. Bahanbahan ini akan mengalami daur ulang.
b. Bahan organik yang meliputi karbohidrat, lemak, protein, bahan humus, dan lain-lain. Bahan-bahan organik ini merupakan penghubung antara komponen biotik dan abiotik.
c. Kondisi iklim yang meliputi faktor-faktor iklim, misalnya angin, curah hujan, dan suhu.
d. Produsen adalah organisme-organisme autotrof, terutama tumbuhan berhijau daun (berklorofil). Organisme-organisme ini mampu hidup hanya dengan bahan anorganik, karena mampu menghasilkan energi makanan sendiri, misalnya dengan fotosistesis. Selain tumbuhan berklorofil, juga ada bakteri kemosintetik yang mampu menghasilkan energi kimia melalui reaksi kimia. Tetapi peranan bakteri kemosintetik ini tidak begitu besar jika dibandingkan dengan tumbuhan fotosintetik.
e. Makrokonsumen adalah organisme heterotrof, terutama hewan-hewan seperti kambing, ular, serangga, dan udang. Organisme ini hidupnya tergantung pada organisme lain, dan hidup dengan memakan materi organik.
f. Mikrokonsumen adalah organisme-organisme heterotrof, saprotrof, dan osmotrof, terutama bakteri dan fungi. Mereka inilah yang memecah materi organik yang berupa sampah dan bangkai, menguraikannya sehingga terurai menjadi unsur-unsurnya (bahan anorganik). Kelompok ini juga disebut sebagai organisme pengurai atau dekomposer.
Komponen-komponen a, b, dan c, merupakan komponen abiotik/ nonbiotik, atau komponen yang tidak hidup, sedangkan komponen - komponen d, e, f, merupakan komponen yang hidup atau komponen biotik.
2. Tipe Ekosistem
Dalam mengenal berbagai tipe ekosistem, pada umumnya digunakan ciri komunitas yang paling menonjol. Untuk ekosistem daratan biasanya digunakan komunitas tumbuhan atau vegetasinya, karena wujud vegetasi merupakan pencerminan penampakan luar interaksi antara tumbuhan, hewan, dan lingkungannya.
Pada dasarnya di Indonesia terdapat empat kelompok ekosistem utama, yaitu:
a. Kelompok Ekosistem Bahari
Ekosistem bahari dapat dikelompokkan lagi ke dalam ekosistem yang lebih kecil lagi, yaitu: ekosistem laut dalam, pantai pasir dangkal, terumbu karang, pantai batu, dan pantai lumpur. Dalam setiap ekosistem pada ekosistem bahari ada perbedaan dalam komponen penyusunnya, baik biotik maupun abiotik.
b. Kelompok Ekosistem Darat Alami
Pada ekosistem darat alami di Indonesia terdapat tiga bentuk vegetasi utama, yaitu:
1) Vegetasi pamah merupakan bagian terbesar hutan dan mencakup kawasan yang paling luas di Indonesia, terletak pada ketinggian 0-1000 m. Vegetasi pamah terdiri dari vegetasi rawa dan vegetasi darat. Vegetasi rawa terdapat di tempat yang selalu tergenang air dan membentuk urutan yang menerus dari air terbuka sampai hutan campuran. Di Indonesia terdapat beberapa bentuk vegetasi rawa bergantung pada kedalaman, salinitas dan kualitas air, serta kondisi drainase dan banjir. Beberapa contoh vegetasi pamah adalah hutan bakau, hutan rawa air tawar, hutan tepi sungai, hutan rawa gambut, dan komunitas danau.
2) Vegetasi pegunungan sangat beraneka ragam dan sering menunjukkan pemintakatan yang jelas, sesuai dengan pemintakatan flora yang berlaku untuk semua kawasan tropik. Vegetasi pegunungan dapat diklasifikasi menjadi hutan pegunungan, padang rumput, vegetasi terbuka pada lereng berbatu, vegetasi rawa gambut dan danau, serta vegetasi alpin.
3) Vegetasi monsun terdapat di daerah yang beriklim kering musiman dengan Q > 33,3 % dan evapotranspirasi melebihi curah hujan yang umumnya kurang dari 1500 mm/tahun. Jumlah hari hujan selama empat bulan terkering berturut-turut kurang dari 20. Musim kemarau pendek sampai kemarau panjang terjadi pada pertengahan tahun. Beberapa contoh di antaranya adalah hutan monsun, savana, dan padang rumput.
c. Kelompok Ekosistem Suksesi
Ekosistem suksesi adalah ekosistem yang berkembang setelah terjadi perusakan terhadap ekosistem alami yang terjadi karena peristiwa alami maupun karena kegiatan manusia atau bila ekosistem buatan tidak dirawat lagi dan dibiarkan berkembang sendiri menurut kondisi alam setempat. Ekosistem ini dapat dibedakan menjadi dua kelompok, yaitu:
1) Ekosistem suksesi primer berkembang pada substrat baru seperti permukaan tanah terbuka yang ditinggalkan, tanah longsor atau pemapasan tanah untuk penambangan dan pembuatan jalan, timbunan abu atau lahar yang dimuntahkan letusan gunung berapi, timbunan tanah bekas galian, endapan pasir pantai dan endapan lumpur di tepi danau dan tepi sungai atau muara.
2) Ekosistem suksesi sekunder berkembang setelah ekosistem alami rusak total tetapi tidak terbentuk substrat baru yang diakibatkan khususnya oleh kegiatan manusia, seperti penebangan hutan habis-habisan dan pembakaran. Ekosistem ini juga dapat berkembang dari ekosistem buatan yang ditinggalkan yang kemudian berkembang secara alami seperti yang terjadi pada perladangan berpindah atau sistem rotasi yang meninggalkan lahan garapan untuk diberakan setelah dua atau tiga kali panen.
d. Kelompok Ekosistem Buatan
Di samping ekosistem alam ada ekosistem buatan manusia, seperti danau, hutan tanaman, dan agroekosistem (sawah tadah hujan, sawah irigasi, sawah surjan, sawah rawa, sawah pasang surut, kebun pekarangan, kolam, dan lain-lain). Sebagai gambaran dari ekosistem buatan akan diuraikan mengenai ekosistem kolam dan ekosistem padang rumput.
Berdasarkan macam habitatnya Ekosistem dibagi menjadi dua yaitu ekosistem darat dan akuatik. Ekosistem darat seperti padang rumput, hutan, gurun dan tundra. Ekosistem Akuatik seperti ekosistem air air tawar, ekosistem estuarina dan ekosistem marine. Ekosistem darat dibedakan atas dasar vegetasi yang dominan. Ekosistem akuatik dibedakan atas sifat kimia yaitu kadar garamnya, ekosistem air tawar (kadar garam sangat rendah) di dalamnya yang termasuk danau, kolam, rawa, ngarai dan sungai. Samudera dan laut merupakan ekosistem marine (kadar garam sangat tinggi). Teluk, muara sungai dan rawa pasang surut dimana air tawar bercampur dengan air laut membentuk ekosistem estuarina.
C. Aliran Energi dan Materi Dalam Ekosistem Alami
Iskandar (2017:13) mengatakan dalam ekosistem, energi itu mengalir dari matahari hingga ke pengurai. Energi itu dimanfaatkan oleh makhluk hidup dengan mengubahnya ke dalam bentuk makanan. Berikut akan diuraikan aliran energi, rantai makanan dan jaring-jaring makanan.
1. Aliran Energi
Produser mendapatkan energi dari cahaya matahari untuk menyusun zat organik. Energi itu digunakan untuk menyusun gula.Jadi, energi diubah dari energi kimia.Selanjutnya, energi kimia berpindah ke konsumen I, lalu ke konsumen II, ke konsumen III, dan seterusnya. Dengan ka ta lain, energi mengalir dari matahari ke produser, ke konsumen I, ke konsumen II, dan ke konsumen III. Inilah yang dikatakan sebagai aliran energi di dalam ekosistem. Aliran energi berakhir pada proses penguraian. Didalam proses penguraian, energi dilepaskan dalam bentuk panas, kemudian tersebar ke lingkungan, dan tidak dapat dimanfaatkan lagi.
Pada setiap tingkat trofik, energi yang dilepaskan ke lingkungan dalam bentuk panas dapat men capai 90%. Jadi hanya 10% dari energi itu yang dapat digunakan untuk kegiatan hidup or ganisme. Semakin jauh energi itu dari sumbernya, semakin kecil alirannya. Hal ini disebabkan karena ada energi yang terbuang dalam bentuk panas tubuh, yang tidak dapat dimanfaatkan lagi. Dengan demikian, di dalam ekosistem terjadi pemborosan energi.Juga tampak bahwa energi itu mengalir dari matahari ke dalam ekosistem dalam satu alur dan berakhir sebagai energi panas yang tak termanfaatkan lagi. Dengan kata lain energi tidak dapat berdaur ulang. Matahari adalah sumber energi bagi kehidupan.
Ditinjau dari jaraknya terhadap sumber energi matahari, maka produser menempati jarak yang terpendek. Dikatakan produser menempati tingkat trofik II, konsumen II menempati tingkat trofik III, dan seterusnya.
2. Rantai Makanan
Sebagai produser, tumbuhan menyediakan makanan bagi makhluk hidup lainnya. Tumbuhan dimakan konsumer I, konsumer I dimakan konsumer II, konsumer II dimakan konsumer III, dan se terusnya hingga karnivor puncak. Peristiwa makan dimakan dapat digambar dan diurutkan dalam bentuk linier, yang dikenal sebagai rantai makanan.
Gambar Rantai Makanan pada Berbagai Ekosistem
3. Jaring-jaring Makanan
Di alam, perjalanan makanan tidak hanya dapat digambarkan secara sederhana dalam bentuk rantai makanan. Proses makan dan dimakan yang terjadi di alam sangat kompleks. Karena itu, selain digambarkan dalam bentuk rantai makanan, juga digambarkan dalam bentuk jaring-jaring makanan.
Jaring-jaring makanan memperlihatkan hubungan populasi dengan populasi yang lain. Jaringjaring yang menggambarkan hubungan makan-dimakan itu terbentuk agar kelansungan hidup tiap populasi terjamin.Semakin kompleksnya aliran energi dan aliran makanan.Hal inilah yang mengakibatkan terjadinya kestabilan komunitas dan kestabilan ekosistem. Artinya, jika salah satu populasi spesies hilang, jaring-jaring makanan masih tetap berjalan. Coba bayangkan jika jaring-jaring makanan itu sederhana. Jika salah satu populasi spesies hilang, maka aliran energi dan aliran makanan didalam ekosistem tersebut akan kacau. Itulah pentingnya keanekaragaman hayati yang berinteraksi dalam menjaga kestabilan suatu komunitas.
Gambar Jaring-jaring Makanan pada Ekosistem
4. Piramida Ekologi
Dalam ekosistem alami, biasanya produser yang menempati tingkat trofi k pertama memiliki jumlah yang lebih besar dibandingkan konsumer I, dan konsumer II. Jika digambarkan, akan berbentuk piramida dengan ujung yang semakin meruncing. Piramida tersebut dikatakan sebagai piramida ekologi.
a. Piramida Jumlah Individu
Piramida jumlah menggambarkan jumlah individu dalam populasi yang menempati tingkat trofik tertentu. Jumlah organisme yang menempati tingkat trofik I memiliki jumlah yang lebih besar dibandingkan dengan organisme yang menempati tingkat trofi k II. Demikian pula jumlah organisme yang menempati tingkat trofi k II lebih besar dibandingkan dengan jumlah organisme yang menempati tingkat trofi k III. Demikian setrusnya. Jadi, dalam ekosistem normal, jum lah produser lebih banyak daripada konsumerI (karnivor) dan konsumer I lebih banyak daripada konsumer II (karnivor).
b. Piramida Biomassa
Biomassa adalah berat total komponen biotik pada area tertentu pada suatu waktu. Biomassa tumbuhan diukur pada suatu waktu tertentu. Biomassa tumbuhan diukur dari berat akar tertentu.Biasanya dihitung sebagai berat menempati areal tertentu. Biasanya dihitung sebagai berat kering per m2 (g/m2 ). Piramida biomasa dibuat berdasarkan berat populasinya pada suatu waktu. Untuk mengukur biomassa seluruhnya dilakukan dengan teknik sampling (cuplikan) guna memperkirakan keseluruhnya. Jadi, untuk menentukan biomassa hutan yang luas dapat diambil sebagian areal sebagai sampel untuk memperkirakan biomassa seluruhnya.
c. Piramida Energi
Piramida biomassa hanya menggambarkan keadaan ekosistem pada waktu tertentu. Untuk dapat mengambarkan keadaan ekosistem dalam jangka waktu lebih lama digunakan piramida energi. Piramida energi dapat memberikan gambaran lebih akurat tentang aliran energi pada suatu ekosistem. Di dalam ekosistem normal terjadi penurunan energi akibat pemborosan energi. Piramida energi menggambarkan banyaknya energi yang tersimpan dalam bentuk senyawa organik yang dapat digunakan sebagai bahan makanan. Energi yang tersimpan itu dikenal sebagai produksi primer. Energi itu disetarakan dengan mengubah satuan beratkering ke satuan energi yang dinyatakan dalam kalori atau joule. Dengan demikian biomassa energi dinyatakan dalam kalori per m2 per satuan waktu (kal/m2 /tahun).
d. Daur Biogeokimia
Ketika kita memakan nasi, pernahkah kita membayangkan bahwa ada molekul zat yang kita makan berasal dari molekul yang pernah dikeluarkan oleh tubuh kita sendiri? Satu molekul air atau satu atom hidrogen mungkin pernah singgah berkali-kali ke dalam tubuh kita mengikuti daur materi. Bagian tubuh kita mungkin merupakan bagian tubuh makhluk yang telah punah jutaan tahun yang lalu, atau mungkin pernah menjadi bagian tubuh, atau akan menjadi bagian tu buh hewan pada masa depan.
Zat karbon air, nitrogen, belerang, dan zat-zat lainnya yang diperlukan makhluk hidup secara te rus-menerus di daur ulang di dalam ekosistem. Di dalam daur ulang materi, zat-zat tersebut men jadi bagian tubuh makhluk hidup. Makhluk hidup kemudian mati dan zat-zat tersebut masuk ke dalam tanah karena kegiatan pengurai. Zat-zat kimia yang ada didalam tanah merupakan bahan makanan bagi tumbuhan diangkut ke tubuh tumbuhan kemudian menjadi bagian dari tubuh tumbuhan itu sendiri. Secara singkat, daur ulang materi itu sebagai berikut:
Dengan demikian, materi tersebut telah melalui daur yang dikenal sebagai daur biogeokimia, karena berlangsung melewati tubuh makhluk hidup, tanah, dan reaksi-reaksi kimia.Daur biogeokimia itu diperlukan untuk kelestarian makhluk hidup dan ekosistem. Artinya, jika daur ulang materi itu terhenti, makhluk hidup akan mati dan ekosistem akan punah.
Siklus Biogeokimia atau siklus organik anorganik adalah siklus unsur atau senyawa kimia yang mengalir dari komponen abiotik ke biotik dan kembali lagi ke komponen abiotik.siklus tersebut tidak hanya melalui organisme, tetapi juga melibatkan reaksi-reaksi kimia dalam lingkungan abiotik.
Fungsi siklus biogeokimia adalah sebagai siklus materi yang mengembalikan semua unsurunsur kimia yang sudah terpakai oleh semua yang ada di bumi baik komponen biotik maupun abiotik, sehingga kelangsungan hidup di bumi dapat terjaga.siklus-siklus biogeokimia antara lain: siklus air, siklus sulfur (belerang), siklus nitrogen, siklus karbon, dan siklus fosfor.
a. Daur Air
Air di atmosfer berada dalam bentuk uap air. Uap air berasal dari air di daratan dan laut yang menguap karena panas cahaya matahari. Sebagian besar uap air di atmosfer berasal dari laut karena laut mencapai tiga perempat luas permukaan bumi.Uap air di atmosfer terkondensasi menjadi awan yang turun ke daratan dan laut dalam bentuk hujan. Air hujan di daratan masuk ke dalam tanah membentuk air permukaan tanah dan air tanah.
Tumbuhan darat menyerap air yang ada di dalam tanah. Dalam tubuh tumbuhan air mengalir melalui suatu pembuluh.Kemudian melalui tranpirasi uap air dilepaskan oleh tumbuhan ke atmosfer.Transpirasi oleh tumbuhan mencakup 90% penguapan pada ekosistem darat. Hewan memeroleh air langsung dari air permukaan serta dari tumbuhan dan hewan yang dimakan, sedangkan manusia menggunakan sekitar seperempat air tanah. Sebagian air keluar dari tubuh hewan dan manusia sebagai urin dan keringat.
Air tanah dan air permukaan sebagian mengalir ke sungai, kemudian ke danau dan ke laut. Siklus ini di sebut Siklus Panjang. Sedangkan siklus yang dimulai dengan proses Transpirasi dan Evapotranspirasi dari air yang terdapat di permukaan bumi, lalu diikuti oleh Presipitasi atau turunnya air ke permukaan bumi disebut Siklus Pendek.
b. Daur Karbon
Proses timbal balik fotosintesis dan respirasi seluler bertanggung jawab atas perubahan dan pergerakan utama karbon. Naik turunnya CO2 dan O2 atsmosfer secara musiman disebabkan oleh penurunan aktivitas fotosintesis. Dalam skala global kembalinya CO2 dan O2 ke atmosfer melalui respirasi hampir menyeimbangkan pengeluarannya melalui fotosintesis.Akan tetapi pembakaran kayu dan bahan bakar fosil menambahkan lebih banyak lagi CO2 ke atmosfir. Se bagai akibatnya jumlah CO2 di atmosfer meningkat. CO2 dan O2 atmosfer juga berpindah ma suk ke dalam dan ke luar sistem akuatik, dimana CO2 dan O2 terlibat dalam suatu keseimbangan dinamis dengan bentuk bahan anorganik lainnya.
c. Daur Nitrogen
Di alam, Nitrogen terdapat dalam bentuk senyawa organik seperti urea, protein, dan asam nukleat atau sebagai senyawa anorganik seperti ammonia, nitrit, dan nitrat. Daur nitrogen adalah transfer nitrogen dari atmosfir ke dalam tanah. Selain air hujan yang membawa sejumlah nitrogen, penambahan nitrogen ke dalam tanah terjadi melalui proses fiksasi nitrogen. Fiksasi nitrogen secara biologis dapat dilakukan oleh bakteri Rhizobium yang bersimbiosis dengan polong-polongan, bakteri Azotobacter dan Clostridium.Selain itu ganggang hijau biru dalam air juga memiliki kemampuan memfi ksasi nitrogen.
Nitrat yang di hasilkan oleh fiksasi biologis digunakan oleh produsen (tumbuhan) diubah menjadi molekul protein. Selanjutnya jika tumbuhan atau hewan mati, mahluk pengurai merombaknya menjadi gas amoniak (NH3) dan garam ammonium yang larut dalam air (NH4+). Pro ses ini disebut dengan amonifi kasi. Bakteri Nitrosomonas mengubah amoniak dan senyawa amonium menjadi nitrat oleh Nitrobacter. Apabila oksigen dalam tanah terbatas, nitrat dengan cepat ditransformasikan menjadi gas nitrogen atau oksida nitrogen oleh proses yang disebut denitrifi kasi.
d. Daur Sulfur (Belerang)
Sulfur terdapat dalam bentuk sulfat anorganik. Sulfur direduksi oleh bakteri menjadi sulfi da dan kadang-kadang terdapat dalam bentuk sulfur dioksida atau hidrogen sulfi da. Hidrogen sulfi da ini seringkali mematikan mahluk hidup di perairan dan pada umumnya dihasilkan dari penguraian bahan organik yang mati. Tumbuhan menyerap sulfur dalam bentuk sulfat (SO4 ). Perpindahan sulfat terjadi melalui proses rantai makanan, lalu semua makhluk hidup mati dan akan diuraikan komponen organiknya oleh bakteri. Beberapa jenis bakteri terlibat dalam daur sulfur, antara lain Desulfoma-culum dan Desulfi brio yang akan mereduksi sulfat menjadi sulfi da dalam bentuk hidrogen sulfi da (H2 S). Kemudian H2 S digunakan bakteri fotoautotrof anaerob seperti Chromatium dan melepaskan sulfur dan oksigen. Sulfur dioksidasi menjadi sulfat oleh bakteri kemolitotrof seperti Thiobacillus.
e. Daur Posfor
Posfor merupakan elemen penting dalam kehidupan karena semua makhluk hidup membutuhkan posfor dalam bentuk ATP (Adenosin Tri Fosfat), sebagai sumber energi untuk metabolisme sel. Posfor terdapat di alam dalam bentuk ion fosfat (PO4 3-).Ion Fosfat terdapat dalam bebatuan. Adanya peristiwa erosi dan pelapukan menyebabkan fosfat terbawa menuju sungai hingga laut membentuk sedimen.Adanya pergerakan dasar bumi menyebabkan sedimen yang mengandung fosfat muncul ke permukaan. Di darat tumbuhan mengambil fosfat yang terlarut dalam air tanah Herbivora mendapatkan fosfat dari tumbuhan yang dimakannya dan karnivora mendapatkan fosfat dari herbivora yang dimakannya.Seluruh hewan mengeluarkan fosfat melalui urin dan feses.Bakteri dan jamur mengurai bahan-bahan anorganik di dalam tanah lalu melepaskan pospor kemudian diambil oleh tumbuhan.
Hal yang penting yang perlu dipahami dalam siklus biogeokimia :
a. Unsur/materi/senyawa (kimia) akan terdapat di bumi (geo) dan dalam tubuh organisme
b. Perpindahan dari geo ke geo terjadi misalnya dari udara diserap oleh tanah atau lautan denganperantara hujan, pelapukan (perubahan batuan menjadi tanah), erosi (pengikisan) dan pengendapan
c. Unsur/senyawa kimia dari bumi (geo) ke organisme (bio) digunakan untukberbagai proses metabolisme
d. Penyerapan/perpindahanunsur/senyawa melibatkan berbagai jenis mikroorganisme yang berperan sebagai decomposer
D. Macam-Macam Bentuk Pola Kehidupan
Makhluk hidup dengan lingkungan tertentu membentuk pola kehidupan yang khas, sehingga ditemukan berbagai pola kehidupan dengan kekhasan masing-masing. Adanya perbedaan lingkungan menyebabkan timbulnya berbagai pola kehidupan.
Pola kehidupan dapat dibagi dalam tiga bagian, yaitu:
1. Pola Kehidupan di Darat
Faktor-faktor yang mempengaruhi pola kehidupan di darat, antara lain:
a. Keadaan tanah
b. Suhu
c. Angin
d. Kelembaban udara
e. Curah hujan
f. Pancaran sinar matahari
Pola kehidupan di darat dapat mengalami perubahan menurut musim, misalnya:
a. Pada waktu musim hujan kelembaban udara cukup tinggi, tanah basah, tumbuhan hidup subur.
b. Pada waktu musim kemarau kelembaban udara menurun, tumbuhan sebagian mati.
Pada pola kehidupan darat dikenal istilah bioma, yaitu daerah habitat yang meliputi skala yang luas.
a. Bioma Gurun dan Setengah Gurun, banyak ditemukan di Amerika Utara, Afrika Utara, Australia dan Asia Barat.
b. Bioma Padang Rumput, membentang mulai dari daerah tropis sampai dengan daerah beriklim sedang, seperti Hongaria, Rusia Selatan, Asia Tengah, Amerika Selatan, Australia.
c. Bioma Sabana, adalah pandang rumput dengan diselingi oleh gerombolan pepohonan. Berdasarkan jenis tumbuhan yang menyusunnya, sabana dibedakan menjadi dua, yaitu:
1) Sabana Murni: bila pohon-pohon yang menyusunnya hanya terdiri atas satu jenis tumbuhan saja.
2) Sabana Campuran: bila pohon-pohon penyusunnya terdiri dari campuran berjenis-jenis pohon.
d. Bioma Hutan Tropis, merupakan bioma yang memiliki keanekaragaman jenis tumbuhan dan hewan yang paling tinggi. Meliputi daerah aliran sungai Amazone-Orinaco, Amerika Tengah, sebagian besar daerah Asia Tenggara dan Papua Nugini, dan lembah Kongo di Afrika.
1) Hutan musim, di daerah tropis selain hutan tropis terdapat pula hutan musim.
2) Hutan lumut, banyak ditemukan di lereng gunung atau pegunungan yang terletak pada ketinggian di atas batas kondensasi uap air. Di hutan lumut, yang tumbuh tidak hanya lumut saja, melainkan hutan yang banyak pepohonanya yang tertutup oleh lumut.
e. Bioma Hutan Gugur (Deciduous Forest), ciri khas dari hutan ini adalah tumbuhannya sewaktu musim dingin, daun-daunnya meranggas. Bioma ini dapat dijumpai di Amerika Serikat, Eropa Barat, Asia Timur, dan Chili.
f. Bioma Hutan Taiga/Hutan Homogen, bioma ini kebanyakan terdapat di daerah antara subtropika dengan daerah kutub, seperti di daerah Skandinavia, Rusia, Siberia, Alaska, Kanada.
g. Bioma Huta Tundra, terletak di kawasan lingkungan Kutub Utara sehingga iklimnya adalah iklim kutub. Istilah tundra berarti dataran tanpa pohon, vegetasinya didominasi oleh lumut dan lumut kerak, vegetasi lainnya adalah rumput-rumputan dan sedikit tumbuhan berbunga berukuran kecil.
h. Hutan Bakau/Mangrove, banyak ditemukan di sepanjang pantai yang landai di daerah tropik dan subtropik. Tumbuhan yang dominan adalah pohon bakau (Rhizophora sp), sehingga nama lainnya adalah hutan bakau, selain pohon bakau ditemukan pula pohon Kayu Api (Avicennia) dan pohon Bogem (Bruguiera).
2. Pola Kehidupan di Air
Lingkungan hidup di air dapat dibedakan menjadi:
a. Lingkungan air tawar: sungai, rawa, kolam, parit
b. Lingkungan air asin: laut
c. Lingkungan air payau: danau air tawar
Faktor yang penting dalam kehidupan di air adalah sifat-sifat air itu sendiri, misalnya:
a. Pola kehidupan di air akibat cahaya matahari
1) Lingkungan air yang tembus cahaya matahari mengakibatkan tumbuhan hijau sebagai produsen dapat mengadakan proses fotosintesis. Proses fotosintesis menghasilkan zat makanan yang berguna bagi tumbuhan air dan merupakan sumber makanan bagi makhluk hidup lainnya di dalam air.
2) Lingkungan air yang dalam tidak tembus cahaya matahari merupakan daerah yang tidak ada produsen, sehingga hewan yang hidup adalah pemangsa dan pengurai (karnivora dan saprovora), yang mendapat makanan dari bahan-bahan yang mengendap di dasarnya.
b. Pola kehidupan di air akibat zat-zat pelarut
1) Limbah-limbah industri yang terlarut di dalam air dapat mengakibatkan produsen dalam air tidak berkembang sehingga ikan-ikan kekurangan makanan dan akhirnya mati.
2) Pemupukan sering dilakukan pada kolam ikan agar tumbuhan air sebagai produsen tumbuh subur sehingga makhluk hidup di dalam air tidak kekurangan makanan.
c. Pola kehidupan di air akibat gaya tekan ke atas
Karena adanya gaya tekan ke atas oleh air berlainan pada tiap kedalaman air, maka hewan yang hidup di daerah dasar berlainan jenisnya dengan yang hidup di daerah permukaan.
d. Pola kehidupan di air akibat perubahan suhu
1) Suhu yang mudah berubah-ubah dapat mempengaruhi kehidupan di dalam air, baik untuk produsen maupun bagi makhluk hidup lainnya.
2) Pola kehidupan di dalam air di semua lingkungan sebenarnya sama, hanya jenis makhluk hidupnya yang berbeda, hal ini disebabkan oleh sifat khas masing-masing lingkungan air tersebut.
3. Pola Kehidupan yang Khas
Hubungan timbal-balik antara komponen-komponen dalam suatu ekosistem merupakan pola kehidupan dalam suatu komunitas. Pola kehidupan yang khas terbagi atas:
a. Simbiosis
Simbiosis adalah cara hidup bersama antara dua makhluk hidup yang berbeda dalam hubungan yang erat. Jenis-jenis simbiosis,yaitu:
1) Simbiosis mutualisme, adalah cara hidup bersama yang menguntungkan bagi kedua belah pihak, misalnya: kupu-kupu dengan bunga, badak dengan sejenis burung, dan lain-lain.
2) Simbiosis parasitisme, adalah cara hidup antara dua makhluk hidup yang berbeda, yang satu mendapat keuntungan, yang lainnya dirugikan, misalnya: benalu dengan pohon inang, tali putri dengan tumbuhan inang, kutu buah dengan tumbuhan inang, dan lain-lain.
3) Simbiosis komensalisme, adalah cara hidup antara dua makhluk hidup yang berbeda, yang satu diuntungkan sedangkan yang lainnya tidak dirugikan, misalnya: ikan hiu dengan ikan-ikan remosa, tumbuhan paku dengan pohon yang tinggi, dan lain-lain.
b. Antibiosis
Antibiosis atau anti simbiosis adalah persekutuan hidup antara dua jenis makhluk hidup, yang satu menghambat kehidupan makhluk hidup lainnya. Misalnya: Pennicillium dengan jamur dan bakteri tertentu pennicillium dapat menghasilkan penicilin (sejenis antibiotik) dan menghambat pertumbuhan jamur dan bakteri tertentu. Macam-macam antibiotika yang dihasilkan dari pola kehidupan sebagai antibiosis, antara lain: Penisilin, Streptomisin, Kloromisin, Anreomisin, Teramisin, Tetraksiklin, dan lain-lain.
SOAL
1. Berdasarkan spektrum biologi, ruang lingkup ekologi meliputi ....
a. organisme hingga ekosistem
b. sistem organ hingga ekosistem
c. populasi hingga ekosistem
d. populasi hingga biosfer
2. Komponen abiotik di dalam suatu ekosistem berperanan sebagai ....
a. penyedia makanan bagi setiap komponen biotik
b. sumber energi bagi tumbuhan
c. pengendali proses-proses di dalam ekosistem tersebut
d. penghasil energi kimia bagi tumbuhan
3. Unsur-unsur penyusun produsen dalam suatu ekosistem dapat terdiri dari ....
a. tumbuhan dan bakteri
b. organisme fotosintetik dan kemosintetik
c. hewan dan fungi
d. tumbuhan, fungi, dan bakteri
4. kemampuan untuk menambah jumlah individu disebut sebagai..
a. Pertumbuhan populasi
b. Kerapatan populasi
c. Struktur populasi
d. Ciri – ciri populasi
Kedua macam komponen biotik tersebut adalah autotrofik dan heterotrofik.
5. Organisme ini sering disebut produsen, terdiri atas organisme yang mampu menghasilkan (energi) makanan dari bahan-bahan anorganik dengan proses fotosintesis ataupun kemosintesis. Organisme ini tergolong mampu memenuhi kebutuhan dirinya sendiri. berdasarkan pegertian diatas maka tergolong ke dalam jenis komponen biotik….
a. Heterotrofik
b. holistik
c. Autotrofik
d. Olologik
6. Berikut ini yang teramsuk Piramida Ekologi adalah..kecuali
a. Piramida Jumlah Individu
b. Piramida Biomassa
c. Piramida Energi
d. Piramida jumlah penduduk
7. Proses timbal balik fotosintesis dan respirasi seluler bertanggung jawab atas perubahan dan pergerakan utama karbon.
a. Daur Nitrogen
b. Daur Air
c. Daur Karbon
d. Daur Sulfur (Belerang)
8. Berikut ini yang termasuk ke dalam bentuk pola kehidupan adalah.. kecuali
a. Pola Kehidupan di Darat
b. Pola Kehidupan di Air
c. Pola Kehidupan yang Khas
d. Pola kehidupan di air akibat zat-zat pelaru
9. Factor – factor yang mempengaruhi pola Kehidupan di Darat adalah.. kecuali
a. Keadaan tanah
b. Suhu
c. Keadaan terumbu karang
d. Angin
10. Cara hidup bersama yang menguntungkan bagi kedua belah pihak, misalnya: kupu-kupu dengan bunga, badak dengan sejenis burung, dan lain-lain.
a. Simbiosis mutualisme
b. Simbiosis parasitisme
c. Simbiosis komensalisme
d. Antibiosisme
Daftar Pustaka
Iskandar, Haris. 2017. Harmoni Alam Semesta. Jakarta: Direktorat jendral pendidikan anak usia dini dan pendidikan masyarakat.
Ramlawati, dkk. 2017. Ekologi. Jakarta: Kementian Pendidikan dan Direktorat Jenderal Guru dan Tenaga Kependidikan.
Utina, Ramli dan Dewi Wahyuni K. Baderan. 2015. Ekologi dan Lingkungn Hidup. Gorontalo: UNG Press.
Utomo, Suyut Warno, dkk. 2012. Ekologi. Tanggerang Selatan: Universitas Terbuka.
Tidak ada komentar:
Posting Komentar