1

Ekologi

Lely Riawati, ST., MT

2

Terbentuk dari kata “oikos” dan “logos”. Oikos

berarti tempat tinggal. Logos berarti ilmu

ilmu mengenai tempat tinggal makhluk hidup.

Diperkenalkan pertama kali oleh Ernest

Haeckel, ahli biologi Jerman, pada 1869.

Ekologi didefinisikan sebagai ilmu yang

mempelajari hubungan timbal balik antara

makhluk hidup dengan lingkungannya.

Ekologi

3

Ekologi

Ilmu lingkungan adalah ilmu inter-disipliner untuk

mengukur dan menilai perubahan dan dampak

kegiatan manusia terhadap ekosistemagar manusia

dapat mengelola ekosistem untuk kelangsungan

hidupnya (survival) sendiri

Prinsip dasar ilmu lingkungan: manusia pada

hakekatnya adalah bagian dari lingkungan alam

(ekosistem) dimana ia hidup.

4

Ekologi

Apabila kita ingin

menanggulangi

permasalahan

lingkungan, maka kita

perlu terlebih dahulu

memahami sistem

lingkungan dimana kita

berada.

5

Studi Ekologi

Ekologi juga berhubungan erat dengan

tingkatan-tingkatan organisasi makhluk hidup,

yaitu dimulai dari individu, populasi,

komunitas, ekosistem, bioma dan biosfer yang

saling mempengaruhi dan merupakan suatu

sistem yang menunjukkan kesatuan.

6

Istilah

Organisme suatu zat hidup, jasad hidup

atau makhluk hidup

Individu organisme tunggal seekor tikus,

sebatang pohon jambu, seorang manusia

Populasi kelompok organisme yang sejenis

yang hidup dan berbiak pada suatu daerah

tertentu

7

Istilah

Komunitas adalah kumpulan dari berbagai populasi

yang hidup pada daerah tertentu yang saling

berinteraksi dan mempengaruhi satu sama lain

Ekosistem adalah tatanan kesatuan secara utuh

menyeluruh antara segenap unsur lingkungan hidup

yang saling mempengaruhi dalam hubungan timbal

balik antara organisme dengan lingkungan biotik dan

abiotik.

Tempat tinggal organisme hidup disebut habitat, bioma

dan biosfer

A. INDIVIDU

8

Dalam mempertahankan hidup, setiap

jenis individu dihadapkan pada

permasalahan terkait dengan lingkungan

Individu akan menyesuaikan diri dengan

lingkungannya.

Kemampuan atau kecenderungan

makhluk hidup dalam menyesuaikan diri

dengan lingkungan baru untuk dapat

tetap hidup dengan baik disebut

adaptasi

A. INDIVIDU

9

Adaptasi Morfologi

penyesuaian bentuk tubuh

untuk kelangsungan hidupnya

Gigi-gigi khusus

Paruh

Gigi hewan karnivora 4 gigi taring

yg besar dan runcing (menangkap

mangsa), gigi geraham dgn ujung

yang tajam (mencabik-cabik mangsa)

Elang memiliki paruh yang kuat

dengan rahang atas yang melengkung

dan ujungnya tajam. Fungsi paruh

untuk mencengkeram korbannya.

A. INDIVIDU

10

Moncong

Trenggiling punya moncong panjang

dengan ujung mulut kecil (mengisap

semut dari sarangnya), lidah panjang

dan bergetah yang dapat dijulurkan

jauh keluar mulut (menangkap

serangga)

Daun

Tumbuhan insektivora daun

berbentuk piala dan permukaan dalam

licin (menggelincirkan serangga yang

hinggap)

Akar tumbuhan gurun kuat dan panjang

(menyerap air dalam tanah),akar hawa

pada bakau (untuk bernapas)

Akar

A. INDIVIDU

11

Adaptasi Fisiologi penyesuaian

fungsi fisiologi tubuh untuk

mempertahankan hidupnya.

Kelenjar bau

Kantong tinta

Musang mensekresikan bau busuk

(menghindarkan diri dari musuhnya)

Cumi-cumi dan gurita tinta

disemprotkan ke dalam air sekitarnya

(musuh tidak dapat melihat mereka)

Mimikri Kulit kadal berubah warna

dipengaruhi oleh hormon dan suhu

&keadaan sekitar

A. INDIVIDU

12

Adaptasi tingkah laku adaptasi yang

didasarkan pada tingkah laku.

Pura-pura tidur / mati

Migrasi

tupai virginia sering berbaring

tidak berdaya dengan mata tertutup

bila didekati seekor anjing

Ikan salem raja (hidup dilaut)

migrasi untuk mencari tempat yang

sesuai untuk bertelur (sungai )

Telur yang telah menetas untuk

sementara tinggal di air tawar.

Setelah menjadi lebih besar

mereka bergerak ke bagian hilir

dan akhirnya ke laut

B. POPULASI

Ukuran populasi berubah sepanjang waktu

dinamika populasi.

Perubahan ini dapat dihitung dengan

menggunakan rumus perubahan jumlah dibagi

waktu kecepatan perubahan dalam

populasi.

Beberapa faktor penyebab dari alam

(bencana alam, kebakaran, serangan

penyakit), dari manusia (tebang pilih)

13

B. POPULASI

Populasi mempunyai karakteristik yang khas untuk

kelompoknya yang tidak dimiliki oleh masing-masing

individu anggotanya diantaranya :

• kepadatan (densitas)

• laju kelahiran (natalitas)

• laju kematian (mortalitas

• penyebaran umur

• bentuk pertumbuhan dll

Untuk organisme yang dapat bergerak

(hewan/manusia) dapat juga disebabkan imigrasi

dan emigrasi

14

Penentu utama

pertumbuhan

populasi

C. KOMUNITAS

Komunitas memiliki derajat keterpaduan yang

lebih kompleks bila dibandingkan dengan

individu dan populasi.

Dalam komunitas, semua organisme

merupakan bagian dari komunitas dan antara

komponennya saling berhubungan melalui

keragaman interaksinya

15

D. EKOSISTEM

Antara komunitas dan lingkungannya selalu

terjadi interaksi. Interaksi ini menciptakan

kesatuan ekologi yang disebut ekosistem.

Komponen penyusun ekosistem adalah

produsen (tumbuhan hijau), konsumen

(herbivora, karnivora, dan omnivora),

detrivores, dekomposer

16

17

Contoh Ekosistem

18

Komponen Ekosistem

MANUSIA

HEWAN* TUMBUHAN*

TANAH AIR

UDARA

faktor biotik

faktor abiotik

19

Komponen Ekosistem

20

D. EKOSISTEM

memiliki komponen dan menjalankan fungsi/ proses tertentu yang saling berkaitan dan bergantung satu dengan yang lainnya.

Bagi setiap makhluk hidup, komponen ekosistem:

menyediakan sumber daya untuk kebutuhan hidup, dan

membentuk kondisi lingkungan

BIOTIK

Manusia, hewan,

tumbuhan,

mikroorganisme.

ABIOTIK

1. Faktor kimiawi

2. Faktor fisis

KOMPONEN EKOSISTEM

ALIRAN ENERGI

Sumber: Matahari

DAUR MATERI

Jumlah materi di alam (atmosfer,

hidrosfer, litosfer) tertentu dan

terbatas

FUNGSI EKOSISTEM

(Proses Dinamika)

D. EKOSISTEM – KOMPONEN BIOTIK

a. Produsen kelompok organisme yang mampu

memanfaatkan secara langsung energi dari lingkungan

abiotik, produsen terbesar tumbuhan (fotosintesis)

b. Konsumen dari kelompok herbivora (konsumen pada

tingkat paling bawah konsumen primer) hingga

karnivora tingkat 1,2,...,puncak.

c. Detritivor kelompok organisme pemakan detritus

(sisa-sisa bagian tubuh dari tumbuhan ataupun

organisme lain yang mati ditanah)

d. Dekomposer kelompok organisme yang menguraikan

senyawa-senyawa sisa organisme mati.

21

D. EKOSISTEM – KOMPONEN ABIOTIK YG

MEMPENGARUHI

1. Air : pelarut biologis dan sebagai media berlangsungnya reaksi

biokimia dalam tubuh makhluk hidup sebagian besar enzim

pada tubuh hewan merupakan enzim hidrolase

2. Udara

3. Tanah : tempat hidup bagi organisme dan menyediakan unsur

penting bagi pertumbuhan organisme

4. Suhu : merupakan syarat yang diperlukan organisme untuk

hidup. Ada jenis-jenis organisme yang hanya dapat hidup pada

kisaran suhu tertentu.

5. Sinar matahari : mempengaruhi ekosistem secara global

matahari menentukan suhu, untuk berfotosintesis

6. Garis lintang : garis lintang berbeda menunjukkan kondisi

lingkungan yang berbeda pula.

7. Angin : berperan dalam menentukan kelembaban juga berperan

dalam penyebaran biji tumbuhan tertentu

22

23

Macam Ekosistem

Ekosistem Alami

mengalami proses-proses

perubahan secara alami

tanpa campur tangan

manusia.

Ekosistem Binaan

membutuhkan pengelolaan dan penambahan energi/materi oleh manusia

agar dapat dipertahankan dalam kondisinya.

Ekosistem juga dapat dibedakan menjadi:

A. Ekosistem alami, dan

B. Ekosistem binaan/terbangun (kota, desa, lahan

pertanian)

24

Biosfer Lapisan bumi tempat ekosistem beroperasi,

merupakan keseluruhan bioma dan ekosistem di

bumi dimana antara yang satu dengan yang lain

lain saling terhubungkan oleh siklus air dan

atmosfer

Lapisan biosfer meliputi

Atmosfer ribuan meter di atas permukaan air laut

Litosfer beberapa meter dibawah permukaan

tanah

Hidrosfer ribuan meter di bawah permukaan air

laut

25

Lapisan Atmosfir

Atmosfer Bumi adalah lapisan gas yang mengelilingi planet bumi yang ditahan oleh gravitasi bumi.

Atmosfer melindungi kehidupan di bumi dengan menyerap radiasi ultraviolet matahari, pemanasan permukaan melalui retensi panas (efek rumah kaca), dan mengurangi suhu ekstrem di antara siang dan malam.

Udara kering mengandung kira-kira (dengan volume) 78,09% nitrogen, 20,95% oksigen, 0,93% argon, 0,039% karbon dioksida, dan sejumlah kecil gas lainnya.

26

Lapisan Atmosfer

27

Lapisan Atmosfir

Troposphere. 18 km di atas permukaan air laut pada area katulistiwa, 8 km di atas permukaan air laut pada area kutub. Panas berasal dari konduksi, konveksi, evaporasi, dan radiasi. Kenaikan ketinggian menurunkan temperatur sebesar 6,4ºC / 1000 m.

Stratosphere. 18 - 50 km di atas permukaan air laut. Panas berasal dari absorpsi UV oleh ozon.

Mesosphere. 50 - 80 km di atas permukaan air laut.

Thermosphere. Panas berasal dari reaksi sinar UV dengan atom, molekul, ion dan plasma.

Exosphere. Kandungan gas menipis.

28

Lapisan Bumi

Inner Core. Mengandung

inti padat iron-nickel.

Temperatur sangat panas

(3000º-6650ºC).

Outer core. Mengandung senyawa iron-nickel bermuatan magnetik.

Liquid lower mantle. Mengandung iron silicates.

Liquid upper mantle. Mengandung iron magnesium silicates.

Athenosphere. Berwujud semisolid, dan plastis.

Crust. Terdiri dari continental crust (daratan) dan ocean crust (dasar perairan). Continental crust mengandung batuan silicate, sedangkan ocean crust mengandung batuan iron-magnesium silica compounds.

29

Lapisan Litosfer

The O or organic horizon. Mengandung humus, Campuran kompleks dari dekomposisi organic material, microorganisme, dan sedimen.

The A horizon. Tersusun dari coarse sand, silt dan mineral.

The E or eluviation horizon. Proses eluviation memisahkan fine particles dan mineral dengan coarse material menggunakan air resapan.

The B horizon. Fine particles dan mineral yang terlarut dari E horizon tersimpan di B horizon. B horizon tipikal kemerahan atau kecoklatan karena kandungan mineral dan organic oxides yang terkandung.

The C horizon. Terbentuk dari weathered bedrock atau regoliths. C horizon tidak tepengaruh zona biologis dan hanya organic matter kecil yang terkandung di dalamnya.

Lapisan tanah paling bawah adalah the R or rock horizon, yang terbentuk dari bedrock. bebatuan kasar yang merupkan bagian terbawah dari struktur tanah

Susunan struktur tanah dapat dilabeli: O, A, E, B, C, R.

Forest

floor

Mineral

soil

30

Gerakan Keping Tektonik

Divergent boundaries : zona di mana kepingan bumi

bergerak berpisah, sehingga meninggalkan celah.

Convergent boundaries : zona di mana kepingan bumi

bergerak bertemu, sehingga membentuk gunung atau

kepingan saling tumpang tindih.

Transform boundaries : zona di mana kepingan bumi

mengalami deformasi.

31

Siklus Bebatuan

Batuan yang terbentuk dari batuan cair, atau magma yang keluar dari bumi disebut igneous rocks.

Batuan yang terbentuk pada permukaan atau di bawahnya karena pengaruh cuaca dan terdekomposisi dalam beberapa lapisan disebut sedimentary rocks.

Igneous atau sedimentary rocks yang mendapatkan tekanan atau temperatur (tetapi belum melebur) membentuk metamorphic rocks.

Siklus Bebatuan

Di bumi ada tiga jenis batuan yaitu batuan beku, batuan sedimen, dan

batuan metamorf.

Ketiga batuan tersebut dapat berubah menjadi batuan metamorf tetapi

ketiganya juga bisa berubah menjadi batuan lainnya.

Semua batuan akan mengalami pelapukan dan erosi menjadi partikel-

partikel atau pecahan-pecahan yang lebih kecil yang akhirnya juga

bisa membentuk batuan sedimen.

Batuan juga bisa melebur atau meleleh menjadi magma dan

kemudian kembali menjadi batuan beku. Kesemuanya ini disebut

siklus batuan atau ROCK CYCLE

32

Siklus Bebatuan

Semua batuan yang ada di permukaan bumi akan mengalami pelapukan.

Macamnya adalah pelapukan secara:

1. Fisika: perubahan suhu panas dingin. Hujan pun juga dapat

membuat rekahan-rekahan yang ada di batuan menjadi berkembang

sehingga proses-proses fisika tersebut dapat membuat batuan

pecah.

2. Kimia: beberapa jenis larutan kimia dapat bereaksi dengan batuan

(larutan HCl bereaksi dengan batu gamping), air pun dapat bereaksi

melarutan beberapa jenis batuan“hujan asam”

3. Biologi: misal disebabkan oleh gangguan dari akar tanaman yang

cukup besarmampu membuat rekahan-rekahan di batuan dan

akhirnya dapat memecah batuan.

33

Siklus Bebatuan

Setelah batuan mengalami pelapukanpecah menjadi bagian yang lebih

kecil lagi sehingga mudah untuk berpindah tempat. Berpindahnya tempat

dari partikel-partikel kecil ini disebut erosi, dapat terjadi melalui beberapa

cara:

1. Akibat grafitasi bumi pecahan batuan menggelinding melalui tebing

jatuh dipermukaan tanah.

2. Akibat air: air yang melewati pecahan-pecahan kecil batuan yang

ada dapat mengangkut pecahan tersebut dari satu tempat ke tempat

yang lain.

3. Akibat angin: biasanya terjadi di daerah gurun.

4. Akibat glasier: sungai es atau yang sering disebut glasier seperti

yang ada di Alaska sekarang juga mampu memindahkan pecahan-

pecahan batuan yang ada.

34

35

Kandungan Litosfer

oxygen (47%),

silicon (28%),

aluminum (8%),

iron (5%),

calcium (4%),

sodium (3%),

potassium (3%) and

magnesium (2%)

PROSES TERBENTUKNYA TANAH

Batuan-batuan induk (bedrock-R) terpecah menjadi menjadi

bagian-bagian kecil akibat perubahan cuaca . Di pecahan-

pecahan mineral ini tumbuh lumut sehingga air dapat meresap ke

bebatuan sehingga lambat laun akan terbentuk tanah

Tanah terdiri dari berbagai lapisan, lapisan yang terbentuk secara

horizontal ini di sebut dengan Horizon. Bagian atas merupakan

bagian yang kaya akan humus dan bagian terbawah merupakan

batuan-batuan yang kasar

36

37

Hydrosfer

Photic Zone- surface waters

Nutrient-rich water

producers

Aphotic Pelagic Zone- no light

(below 650 feet)

Benthic Zone- sea floor

Sessile organisms (attached to sea floor)

38

Hydrosfer

Daerah Fotik dapat ditembus

cahaya matahari fotosintesis

Daerah Afotik tidak tertembus

cahaya matahari

39

Keberadaan Air (1,386,000,000 cubic

kilometers (km3)

Earth’s water

Sekitar 0,9 % (kurang

dari 1%) dari air

dibumi yang mungkin

digunakan oleh

manusia... Itupun

tidak semuanya layak

dikonsumsi

40

Kandungan Garam Air Laut Sekitar 97 %

air yang ada

dibumi berada

dilautan

41

Bioma

42

Bioma

Bioma

Bioma : Gabungan beberapa ekosistem yang

memiliki kemiripan

• Tundra

• Hutan decidous (Hutan Gugur)

• Padang pasir atau Gurun

• Taiga

• Hutan hujan tropis (hutan basah)

• Savana

43

Bioma

Tundra

terdapat di daerah kutub

Tumbuhan dominan lumut kerak (Lichenes), lumut

Sphagnum, rumput dan tumbuhan pendek, biasanya

hanya berumur 4 bulan.

Hewan rusa, serigala dan beruang kutub.

Contoh : bioma tundra alpen

44

Bioma

Hutan decidous (Hutan Gugur),

Terdapat di daerah yang memiliki 4 musim (musim

semi, panas, gugur dan dingin)

Tumbuhan yang dominan berdaun lebar, seperti

pohon oak, elm, maple dan beech

Musim panas menghijau

Musim gugur menggugurkan daunnya

Musim dingin daunnya „habis‟

Musim semi pohon-pohon tersebut mulai

menumbuhkan daunnya.

45

Bioma

Padang pasir atau Gurun

Banyak terdapat di daerah kering dengan curah hujan

sedikit.

Tumbuhan yang teradaptasi dengan keadaan

kering, misalnya tubuhnya ditutupi oleh kutikula yang

tebal dan akar yang panjang, kaktusyang

menyimpan banyak air pada batangnya dan daunnya

menyempit menjadi duri.

Hewan unta, tikus,ular, kadal, kalajengking, dan

semut

46

Bioma

Taiga

Terletak di selatan tundra, yaitu di antara

daerah beriklim sedang dengan kutub

hutan berawa atau hutan boreal.

Tumbuhan dominannya konifer atau

tumbuhan berdaun jarum (pinus).

Hewan beruang hitam, serigala

47

Bioma

Hutan hujan tropis (hutan basah)

Terdapat di daerah tropis yang banyak turun

hujan.

Vegetasinya tumbuh sangat rapat, tumbuhan

beraneka ragam tumbuhan pendek yang

hidup di dasar hutan hingga tumbuhan yang

berukuran tinggi dll.

Hewan monyet, macan, harimau, tapir,

gajah, burung dll. Contoh : Bukit Barisan

Selatan, Lampung

48

Bioma

Savana

Padang rumput yang diselingi dengan

sebaran pohon yang tumbuh jarang.

Hewan bison, gajah, jerapah, zebra, domba,

biri-biri, harimau, cheetah, serigala dan ular.

49

50

Daur Hidup Air

51

Daur Hidup Karbon

52

Daur Hidup Nitrogen

53

Daur Hidup Fosfor

54

Daur Hidup Sulfur

55

Daur Hidup Energi

56

Produsen dan Konsumen

RANTAI / JARING-JARING MAKANAN

Rantai / jaring-jaring makanan,

merupakan peristiwa makan dan

dimakan dalam suatu ekosistem

sehingga terjadi perpindahan energi

dengan pola urutan tertentu

57

58

Rantai/Jaring-jaring Pangan Daratan

59

Rantai/Jaring-jaring Pangan Perairan

Piramida Ekologi

Energy Pyramid

Biomass Pyramid

Pyramid of Numbers

Piramida biomassa,

yaitu piramida yang

menggambarkan bahwa

jumlah biomassa pada

tingkat trofik 1 lebih

banyak daripada

biomassa organisme

tingkat trofik 2, begitu

seterusnya. Biomassa

adalah ukuran berat

materi hidup pada

waktu tertentu

Piramida energi, menggambarkan tentang adanya

aliran energi dalam ekosistem. Pada piramida energi

dapat diketahui adanya penurunan sejumlah energi

yang tersedia di setiap tingkat trofik secara berurutan.

Berkurangnya energi di setiap tingkat trofik dikarenakan

hanya sejumlah makanan tertentu yang ditangkap dan

dimakan oleh tingkat trofik selanjutnya

Piramida Ekologi Piramida jumlah, yaitu piramida yang

menggambarkan bahwa jumlah organisme

pada tingkat trofik pertama lebih banyak

dari pada organisme tingkat trofik kedua

atau dengan kata lain jumlah herbivora

lebih banyak daripada karnivora tingkat 1,

karnivora tingkat 1 lebih banyak dari

karnivora tingkat 2 dan seterusnya

62

Populasi vs Lingkungan

*N

MI

= N

eg

ara

Ma

ju I

nd

us

tri

**N

SB

= N

eg

ara

Se

da

ng

B

erk

em

ba

ng

63

Selamat Belajar…