Tatap Muka ke-2

Tujuan :

Meningkatkan kompetensi

- Intelektual : Memahami Konsep Hukum Minimum,

faktor pembatas, batas kisaran toleransi (tolerance

limit) dan perubahannya di era global warming

- Afektif : Meningkatkan kesadaran dampak aktivitas

manusia pada perubahan lingkungan dan kemampuan

alam untuk recovery

I asked for Strength...

and God gave me difficulties to

make me strong.

I asked for Wisdom...

and God gave me problems to

solve.

I asked for prosperity...

and God gave me a brain and

brawn to work.

A. Hukum Minimum dari Liebig (1840)

Dalam kondisi mantap, bahan yang esensial dan tersedia di

lingkungan dalam jumlah mendekati minimum kritis, cenderung

untuk bersifat membatasi

Dalam kondisi tidak mantap

Jumlah bahan Pengaruhnya

Berubah-ubah cepat

Contoh :

H2O, CO2, O2 di udara >>>>

Zn, Mn, B, Co di tanah

SHELFORD (1913) : HUKUM KISARAN TOLERANSI

Organisme punya nilai minimum dan maksimum ekologis yang merupakan batas-batas dari kisaran toleransinya

Organisme bisa mempunyai kisaran toleransi lebar untuk satu faktor dan sempit untuk faktor lain

Organisme dengan kisaran toleransi lebar untuk semua faktor, umumnya tampak terdistribusi secara luas

Jika suatu faktor ada dalam kondisi tidak optimum untuk suatu spesies, maka batas toleransi faktor lain bisa berubah

Kisaran toleransi bersifat genetis dan spesifik untuk tiap spesies serta stadia pertumbuhan

Kisaran toleransi bisa berubah melalui : adaptasi, aklimatisasi, dormansi, perubahan ritmis atau siklik

Terlalu < atau > Membatasi (suhu, cahaya, RH, dst.)

B. KONSEP BATAS KISARAN TOLERANSI

KISARAN TOLERANSI

Parameter

Faktor Lingkungan

Faktor Lingkungan :

Halin

Termal

Cious

Phagous

Hydric

Salinitas

Suhu

Ruang

Makanan

Air

Contoh :

Oligohalin

Polytermal

Stenotermal

Euryphagous

Eury Oligo Steno

Poli Steno

Min. Maks. Min. Maks.

PENYESUAIAN TERHADAP KISARAN TOLERANSI

1. ADAPTASI

Penyesuaian secara fisiologi, morfologis, tingkah laku, dst

Satu populasi, banyak generasi berturutan

Perubahan genetis akibat mutasi dan seleksi

Umumnya irreversible

2. AKLIMATISASI

Penyesuaian secara fisiologis

Satu individu, satu generasi

Reversible

Waktu pendek 30 25 20 15 10 5 0 35 oC

Akl. 15 o C

Akl. 25 oC

3. DORMANSI

Penyesuaian secara fisiologis

Faktor di luar batas kisaran toleransi

Contoh :

4. PERUBAHAN RITMIS / SIKLIK

Akibat perubahan musim

Akibat waktu harian

Hibernasi Tikus

Beruang

Aestivasi Bekicot

Achatina

fulica

Non aktif

Tidur Zzzzzz....!!!!

Non aktif

Iklim Edafis Geografis Perairan

I asked for Courage.. and God gave me obstacles to overcome.

I asked for Love...

and God gave me troubled people to help.

I asked for Favors...

And God gave me Opportunities.

I received nothing I wanted... But I received everything I

needed."

I. IKLIM

Iklim : Keseluruhan dari gejala-gejala cuaca di lokasi tertentu sepanjang tahun dan dari tahun ke tahun

Cuaca : Keadaan atmosfer di lokasi tertentu dan saat tertentu

Unsur Yang menentukan iklim suatu daerah :

Suhu RH Evaporasi Arah dan kecepatan angin Jumlah hari dan curah hujan

Faktor Penyebab yang menentukan corak iklim :

Lintang Arah angin Tinggi / rendah daerah Tipe tanah Vegetasi Jauh / dekat dari pantai

Iklim : Global, Regional, Lokal, Mikro.

1. Suhu Udara

Faktor utama yang mempengaruhi :

Intensitas cahaya Kualitas cahaya

Lama penyinaran

Organisme :

Homoioterm Poikiloterm

C. Interaksi negatif suhu vs altitude

Pengaruh Suhu pada Kegiatan Organisme

-1o C 50o : Optimum 20o dan 40o C t reaksi enzim (10o : 2 X lipat), tetapi jika terlalu tinggi enzim rusak Diurnal Nocturnal Aestivasi Migration Hibernation

adaptasi pada lingkungan

Perhitungan Suhu pada Konsep Iklim Suhu harian rata-rata Suhu bulanan rata-rata Suhu tahunan rata-rata

2. Curah hujan dan Kelembaban

A. Faktor penting, sekaligus faktor pembatas

Tropika : Musim Hujan, Musim Kemarau

Temperate : Musim gugur, Musim semi, Musim dingin,

Musim panas

B. Curah hujan

C. Air tanah

D. Evapotranspirasi

Faktor Penentu

Gambar. Presipitasi dan evapotranspirasi

Transpirasi

Evaporasi

Terbuang

Presipitasi

Curah hujan Presipitasi, meliputi :

Endapan air, salju, salju keras, kabut dan embun

Butiran es sampai batu es

Perhitungan Curah Hujan

Curah hujan bulanan rata rata (mm, cm, m) Curah hujan tahunan rata rata

3. CAHAYA MATAHARI

Kualitas (tergantung panjang gelombang cahaya)

Intensitas (Lux, Watt.m-2, footcandle, photon.m-2.det-1)

Lama / Fotoperiode

Kelestarian & Dinamika Biosfer

50

100

50 100 150

Uku

ran

Dau

n

Rela

tif

(%)

Radiasi (W.m-2)

Friend et al. : Triticum sativum

Ketebalan

Luas

Intensitas

-2 cm -25 cm

-75 cm

40

35

30

25

3 6 9 12 15 15 21

-2 cm -75 cm

Daerah terbuka

Hutan hujan

tropika

Gambar : Fluktuasi suhu tanah siang dan malam hari di musim kemarau

(Schulz, 1960)

Faktor penentu insolasi :

- Penyinaran matahari - Kemiringan sinar

- Musim - Sifat permukaan bumi

4. Kelembaban relatif udara (relative humidity RH)

Perbandingan antara tekanan uap air pada saat itu dengan uap air

jenuh pada suhu yang sama

Suhu rendah

Malam hari

Dataran rendah

Di bawah pohon / hutan

Suhu tinggi

Siang hari

Dataran tinggi

Terbuka / Gurun

RH > RH

Interaksi Suhu dan RH

RH dapat mengubah efek suhu

Biasanya suhu tinggi, maka RH rendah dan sebaliknya

Bila suhu tinggi dan RH tinggi, maka populasi lalat jeruk naik

Bila suhu tinggi, curah hujan tinggi, maka RH akan menjadi tinggi dan menyebabkan populasi Puyuh Hongaria tidak survive

5. EVAPORASI

Menggambarkan kemampuan udara menguapkan sejumlah air pada

selang waktu tertentu Faktor penentu : Suhu, RH dan Angin

6. ARAH DAN KECEPATAN ANGIN Merupakan fakor pembatas di tempat terbuka, pantai, tebing, dll.

Karena :

Angin dapat menepiskan lapisan udara yang jenuh uap air Mempengaruhi keseimbangan panas antara organisme dan

lingkungan

Angin darat dan angin laut : Akibat perbedaan cepatnya pemanasan

di laut dan di darat

Alat ukur : Anemometer

7. GLOBAL WARMING

Terjadi secara alami sejak 400.000 tahun yang lalu & percepatan akhir abad ke-20

Pemanasan biosfer akibat peningkatan konsentrasi CO2 & Gas Rumah Kaca (GRK) lain (CH4, N2O, PFCs, HFCs &

SF6)

Ketamakan, kehidupan boros dan inefisiensi pemakaian SDA yang belum mampu diimbangi dengan inovasi IPTEK &

kearifan hidup

Dampak :

Kerusakan keseimbangan biosfer & berdampak pada perubahan sistem fisika, kimia dan biologi bumi

Perubahan iklim, peningkatan frekuensi & intensitas kondisi ekstrim

II. Faktor Edafis (Tanah) Jenis tanah : Latosol, Andosol, Podsol, Grumusol, Regosol, Aluvial

Solum tanah : Ketebalan tanah dari permukaan hingga batuan induk

tanah

Profil tanah : Deskripsi kondisi dan susunan tanah dari permukaan

sampai batuan induk

Sifat Fisika Tanah

Tekstur, struktur, suhu, kelembaban tanah, potensial air, pori, berat jenis, ..

Tekstur : Pasir, pasir berdebu, debu berpasir, liat, ..

Struktur : remah, beragregat, tidak beragregat, pejal, ..

Sifat Kimia Tanah

Keasaman tanah

Senyawa organik tanah

Kapasitas tukar kation (CEC)

Mineral

Sifat Biologi Tanah

Ketebalan serasah dan humus

Mikroba (bakteri, jamur, aktinomisetes, alga)

Fauna tanah (decomposer, engineer, transformer, epigeic, endogeic ..)

Akar

III. FAKTOR GEOGRAFIS

1. Topografi (Profil bentang alam)

Datar, berombak, bergelombang, berbukit, bergunung..

Dapat mempengaruhi struktur komunitas oleh karena berkaitan

dengan karakter tanah

2. Ketinggian (altitude)

Diukur dari permukaan laut dengan altimeter atau GPS (Geographical

Positioning System). Mempengaruhi faktor iklim

3. Latitude

Posisi lintang dan bujur suatu lokasi dan diukur dengan GPS

4. Kemiringan

0o 10%= datar 2 30 = landai 3 70 = agak miring 8 110 = miring

12 150 = sangat miring 16 250 = curam 26 350 = sangat curam > 360 = tebing

IV. FAKTOR PERAIRAN

1. Faktor Fisika Air

Suhu, kekeruhan, kejernihan, konduktivitas, tegangan

permukaan, warna, kecepatan arus, ..

2. Faktor Kimia Air

BOD, COD, DO, pH, anion, kation, bahan organik, logam

berat, TOM, TSS ..

3. Faktor Biologi Air

Nekton, plankton, bentos, mikroba, perifiton, makrofita ..

Latihan soal :

1. Jelaskan peran salah satu konsep Ekologi dalam memecahkan masalah yang ada di masyarakat dengan memberi contoh yang ada dalam kehidupan sehari!

2. Jelaskan kelemahan Hukum minimum!

3. Bagaimana satu faktor abiotik dapat mempengaruhi faktor abiotik yang lain? Jelaskan dengan memberi contoh!

4. Sebutkan salah satu faktor abiotik lingkungan yang dapat menjadi faktor pembatas di daerah tropika. Beri alasan Saudara!

5. Beri contoh masing-masing satu tentang perubahan faktor iklim, tanah, geografi dan perairan yang mendapat dampak negatif dari aktivitas manusia?

6. How we can improve our local environment in global warming era?