Download - EKOSISTEM - scele.ui.ac.id · PDF filePertanyaan Besar: Apa yang diperlukan untuk keberlanjutan kehidupan di bumi? EKOSISTEM Hanya untuk digunakan di lingkungan UI

Pertanyaan Besar:

Apa yang diperlukan untuk keberlanjutan kehidupan di bumi?

EKOSISTEM

Hanya untuk digunakan di

lingkungan UI

Studi Kasus

The Acorn Connections


lingkungan UI

The acorn connection (http://www.ecostudies.org/people_sci_jones_acorns.asp)

• •

acorns initiate a complex series of ecological chain reactions These interactions can ultimately determine whether or not Gypsy Moth

outbreaks will occur, and can determine Lyme disease risk to people. • Acorns are a key food for white-footed mice. The mice are key predators

on Gypsy Moth pupae. When there are many acorns the mouse population

increases, which keeps the moth population low. However if there are no

acorns, the mouse population collapses allowing the moth population to

increase.

• Acorns also attract white-tailed deer into oak forests to feed on acorns.

The deer carry adult ticks that drop off and spend the winter in the oak

forests. The next year the female ticks lay eggs that hatch into larval ticks.

The larval ticks are not infected with the bacteria that cause Lyme

disease, but become infected when they feed on the mice that have

increased because of acorns. This means that the risk of Lyme disease can

be higher in oak forests two years after a large acorn crop. Hanya untuk digunakan di

lingkungan UI

Bagaimana Populasi Berubah Sering Waktu dan Berinteraksi Satu Sama Lain • Bagaimana dan mengapa kelimpahan suatu jenis

selalu dinamis berubah walaupun tanpa peran

manusia • Interaksi termasuk di dalamnya kompetisi,

simbiosis, dan parasitisme/predasi • Akankah keseimbangan alam akan terjadi bila

kita (manusia) tidak ikut berperan?

• Contoh Studi Jangka Panjang pada Serigala

dan Moose Long di Isle Royale National Park,

Michigan Hanya untuk digunakan di

lingkungan UI

Grafik yang menunjukkan populasi serigala dan

moose berubah seiring dengan waktu, walaupun

tanpa campur tangan manusia


lingkungan UI

• Apakah predator mengendalikan populasi jenis yang mereka mangsa?

• Pada awalnya para ahli ekologi percaya terhadap teori tersebut

• Namun, Apakah berkurangnya predasi terhadap rusa mule membuat lonjakan populasi diikuti dengan penurunan drastis jenis itu di dataran tinggi Kaibab?

• Studi lebih lanjut menyatakan bahwa berkurangnya kejadian kompetisi di dalam populasi ternak dan berubahnya kondisi vegetasi pakan merupakan faktor penyebab

yang signifikan Hanya untuk digunakan di

lingkungan UI

• Jawaban jelas terlihat pada kasus parasit

• Organisme yang menyebabkan penyakit akan

memberikan efek besar pada inang, contoh

pada :

– Black death (http://en.wikipedia.org/wiki/Black_Death)

– Chestnut blight (http://en.wikipedia.org/wiki/Chestnut_blight)

• Perbedaan antara parasit dengan predator

adalah pada panjang masa hidup mereka


lingkungan UI

Peran dan Tempat: Relung Ekologi /

Niche dan Habitat

• Apa itu habitat, dan apa itu niche?

• Dimana suatu spesies hidup disitulah habitat mereka

• Apa yang mereka lakukan dalam kehidupan (peran) itu adalah relung ekologi

• Akankah perubahan tataguna lahan berefek pada relung ekologi suatu spesies?

• Habitat suatu individu dapat hancur disebabkan oleh relung ekologi yang diperlukan spesies tersebut tidak memungkinkan lagi


lingkungan UI

Mengukur Relung Ekologi

http://www.physicalgeography.net/fundamentals/9g.html

• Dapatkah individu saling

berbagi relung ekologi? • Dua individu cacing

pipih: satu spesies

memiliki toleransi utama, namun bila keduanya

bergabung akan berbagi sesuai dengan

kemampuan masing- masing.

• Temperatur adalah faktor

pembatas


lingkungan UI

• Kompetisi antara dua spesies terjadi bilama

mana masing-masing spesies saling berusaha

mempertahankan.

• Selang temperatur yang dimiliki spesies A di

saat tidak ada kompetisi dari spesies B disebut

fundamental temperatur niche/relung ekologi

temperatur dasar.

• Selang temperatur di saat spesies A harus

berbagi dengan spesies B disebut realized

temperature niche/relung ekologi temperatur

terjadi


lingkungan UI

• Kiat Praktis: Bila kita ingin

mengkonservasi suatu spesies di dalam habitat yang asli, kita harus mempersiapkan semua relung ekologi spesies itu terpenuhi.


lingkungan UI

Prinsip Competitive Exclusion

• Kompetitor sejati tidak dapat hidup bersama

(coexist)

• Dua spesies yang memperebutkan sumber

alam yang sama persis tidak dapat coexist

dalam satu habitat – atau konsekuensinya salah

satu akan punah

• Saat ini sudah lebih dari 1,5 juta spesies yang

telah diberi nama. Bagaimana mereka dapat

coexist? Hanya untuk digunakan di

lingkungan UI

Bagaimana Spesies Coexist

• Eksperimen dengan 4

kumbang

• Dalam lingkungan

yang seragam, satu

spesies akan menang


lingkungan UI

• Di dalam lingkungan yang berbeda/campuran

keduanya akan coexist dengan cara berbagi

habitat.


lingkungan UI

Simbiosis

• Simbiosis adalah hubungan antara dua

organisme saling menguntungkan dan

diperlukan untuk keberlangsungan hidup

organisme tersebut.

• Simbiosis tersebar dan terjadi di mana-mana

termasuk pada manusia.

– Contoh: Mikroorganisme simbiotik di dalam

saluran pencernaan manusia


lingkungan UI

• Beberapa simbion

sangat bergantung

satu sama lain

• Misalnya: Hewan

Ruminansia dan

bakteri lambung


lingkungan UI

• Obligate symbionts / simbion mutlak

Saling memberikan apa yang dibutuhkan dan

tidak pernah dapat hidup tanpa kehadiran

simbion lainnya

• Facultative symbionts / simbion semu

Spesies yang saling memberikan keuntungan

tetapi tidak menciptakan hubungan saling

ketergantungan


lingkungan UI

Efek Komunitas

• Spesies dapat juga mempengaruhi/bergantung kepada spesies

lainnya secara tidak langsung melewati mekanisme efek tingkat-komunitas (community-level effect)

• Anjing laut bergantung kepada lamun secara tidak langsung,

namun melalui bulu babi (sea urchin)


lingkungan UI

• Anjing laut adalah

contoh keystone

species (spesies

kunci) http://www.eoearth.org/article/Keystone_species

• Ketika anjing laut

melimpah, bulu

babi berjumlah

sedang dan padang

lamun melimpah


lingkungan UI

• Karena padang lamun merupakan habitat

untuk banyak spesies, anjing laut secara tidak

langsung meningkatkan keragaman spesies.

• Sampai berapa banyak anjing laut diperlukan?

– Konflik dengan nelayan


lingkungan UI

Ekosistem: Kesinambungan kehidupan

di Bumi

• Fosil tertua yang ditemukan berumur lebih

dari 3.5 milyar tahun

• Ekosistem adalah penting untuk

kesinambungan kehidupan

• Suatu ekosistem terdiri dari individu dari

beberapa spesies dan semua faktor abiotik di

dalam lingkungan.


lingkungan UI

Karakteristik Dasar Ekosistem: Struktur, Proses dan Perubahan

• Struktur: biotik dan abiotik

• Bagian dari faktor biotik adalah komunitas

ekologi

– Beberapa spesies berinteraksi di dalam ekosistem

• Interaksi individu meliputi predasi/parasitisme,

kompetisi, and simbiosis.


lingkungan UI

• Jejaring makanan memperlihatkan proses saling

memakan dalam satu tingkatan yang disebut trophic

level/tingkatan makanan


lingkungan UI

• Trophic level http://www.uwsp.edu/geo/faculty/ritter/geog101/textbook/biogeography/trophic_lev

els_and_food_chains.html

• Proses: termasuk di dalamnya siklus elemen

kimia dan siklus energi

• Perubahan: Ekosistem berubah dan meningkat

menuju proses suksesi


lingkungan UI

http://www.uwsp.edu/geo/faculty/ritter/geog101/textbook/biogeography/trophic_levels_and_food_chains.html

Jejaring Makanan • Beberapa jaring makanan sederhana dan

sangat rapi terjadi di alam


lingkungan UI

• Di dalam realita, beberapa jejaring makanan terlihat

kompleks sebab terjadi interaksi antara jaring makanan

makanan terbentuk di beberapa trophic levels/tingkatan

makanan


lingkungan UI

Aliran Energi Ekosistem • Energi diperlukan

untuk beraktivitas

dan sifatnya

berpindah di dalam

ekosistem

• http://www.uwsp.edu/geo/faculty/ri

tter/geog101/textbook/biogeograph

y/biogeography_eco_energy.html Hanya untuk digunakan di

lingkungan UI

Kehidupan dan Hukum

Themodinamika

• Hukum kekekalan energi: energi tidak dapat diciptakan

maupun dimusnahkan namun dapat berubah dari satu

bentuk ke bentuk yang lain.

• Mengapa energi yang sama tidak dapat dilanjutkan

dalam satu siklus ekosistem?


lingkungan UI

• Hukum entropi: energi selalu berubah dari

yang tinggi efisiensinya dan dari bentuk yang

kompleks menjadi bentuk yang berkurang

efisiensinya dan yang lebih sederhana

• Ketika efisiensi terjadi, panas dikeluarkan ke

lingkungan dan energi tidak pernah akan

kembali di daur ulang kembali

• Pola aliran energi yang ada dalam ekosistem

adalah tipe aliran energi satu arah


lingkungan UI

Produksi Energi

• Produsen Primer / Primary production:

Beberapa organisme yang membuat bahan

organik dari energi dan materi anorganik

• Autotrof:

Tanaman berhijau daun, alga, dan beberapa

bakteri http://www.globalchange.umich.edu/globalchange1/current/lectures/kling/energyflo

w/energyflow.html


lingkungan UI

• Produsen Sekunder: Beberapa organisme tidak

dapat membuat komponen organik dari materi

anorganik dan harus mengambil/memakan dari

kehidupan lainnya.

• Heterotrof: semua hewan, jamur, dan hampir

semua bakteri.


lingkungan UI

• Kehidupan menggunakan energi dari material

organik melalui proses respirasi

• Komponen organik direaksikan dengan

oksigen menghasilkan energi, karbondioksida

dan air

• Terdapat proses kimia organik penting yang

membantu jalannya reaksi yaitu enzym


lingkungan UI

Produksi Kotor dan Bersih

• •

Produksi autotrof meliputi: 1. Produksi materi organik di dalam tubuh - gross

production/produksi kotor 2. Menggunakan beberapa materi organik sebagai

bahan bakar respirasi 3. Menyimpan beberapa materi organik baru untuk

digunakan pada proses selanjutnya - net

production/produksi bersih Hampir seluruh Proses Produksi Primer

terjadi pada saat fotosintesis Hanya untuk digunakan di

lingkungan UI

Net Primary Productivity

• The rate at which an ecosystem accumulates

energy or biomass, excluding the energy it

uses for the process of respiration. This

typically corresponds to the rate of

photosynthesis, minus respiration by the

photosynthesizers.

• http://en.wikipedia.org/wiki/Primary_production


lingkungan UI

africa/habitat-degradation-loss.html)

Pokok Pikiran I: Dominasi Manusia dalam Ekosistem • Dominasi manusia saat ini masih belum

merupakan bencana global, walaupun degradasi

lingkungan yang serius sudah terjadi. • Sumber daya biologi dan ekologi di muka bumi

akan meningkat dengan baik melalui modifikasi

yang dilakukan manusia menggunakan sumber

dari lingkungan sekitar • Perusakan serius muka bumi yang dilakukan oleh

manusia adalah kegiatan modifikasi lahan • (http://www.biology-online.org/articles/biodiversity-development-challenges-


lingkungan UI

• Apakah ada yang bisa kita lakukan untuk mengurangi kerusakan itu?


lingkungan UI

Pokok Pikiran II:

Manajemen Ekosistem

• Ekosistem dapat berupa ekosistem buatan atau

alami atau kombinasi dari keduanya • Konsep ekosistem adalah pusat untuk

mengelola sumber daya alam

• Kita harus selalu fokus pada ekosistem dan

memastikan bahwa fungsi ekosistem tersebut

berkelanjutan

• http://darwin.bio.uci.edu/~sustain/bio65/lec24/b65lec24.htm • http://www.fsd.nl/naturevaluation/72219


lingkungan UI

http://darwin.bio.uci.edu/~sustain/bio65/lec24/b65lec24.htm

http://www.fsd.nl/naturevaluation/72219

Daftar Acuan

• • • • • • • • • • •

Keller, E.A. & D.B. Botkin. 2007. Essential Environmental Science. John

Wiley., Boston: 26+ 454 hlm. Supriatna,J. 2008. Melestarikan Alam Indonesia. Yayasan Obor Indonesia,

Jakarta: xx + 482 hlm. http://darwin.bio.uci.edu/~sustain/bio65/lec24/b65lec24.htm (http://www.biology-online.org/articles/biodiversity-development-

challenges-africa/habitat-degradation-loss.html) http://en.wikipedia.org/wiki/Primary_production (http://www.ecostudies.org/people_sci_jones_acorns.asp) (http://en.wikipedia.org/wiki/Black_Death) (http://en.wikipedia.org/wiki/Chestnut_blight) Materi pengayaan: 1. http://nature.ca/ukaliq/030act/media/017_fwb_e.swf 2. http://www.bbc.co.uk/nature/blueplanet/webs/flash/weboflife.swf Hanya untuk digunakan di lingkungan UI

http://darwin.bio.uci.edu/~sustain/bio65/lec24/b65lec24.htm

http://www.biology-online.org/articles/biodiversity-development-challenges-africa/habitat-degradation-loss.html






http://en.wikipedia.org/wiki/Primary_production

http://nature.ca/ukaliq/030act/media/017_fwb_e.swf