BAB II sampai BAB III IPA kelas 12.

BAB II

INTERAKSI KOMPONEN EKOSISTEM

Standar Kompetensi :   Memahami komponen ekosistem serta peranan manusia dalam menjaga keseimbangan dan AMDAL

Tujuan Pembelajaran :

Setelah mempelajari materi ini, peserta didik diharapkan dapat :

1.     Mengidentifikasi jaring-jaring makanan dalam ekosistem berdasarkan rantai makanan

2.     Mengatasi masalah dengan menggunakan konsep rantai makanan

3.     Mengidentifikasi interaksi antar konponen biotik dalam bentuk mutualisme, komensalisme, dan parasitisme melalui kegiatan penelitian di lapangan

Di dalam alam semesta ini terdapat jutaan jenis makhluk  hidup, dan miliaran jumlah individu. Dari sekian banyak satuan hidup tersebut, tak ada satupun yang dapat hidup mandiri tanpa berinteraksi dn gorganisme lain. Dengan kata lain, di antara komponen biotik dalam komunitas tersebut senantiasa terjadi interaksi antarindividu sejenis maupun di antara individu lain populasi.

 Setelah kamu mengamati sampel ekosistem dan membuat 1 unit ekosisitem kiranya dapat memperjelas kamu bahwa ekosistem tersusun dari 2 komponen yaitu komponen biotik dan abiotik. Apakah diantara komponen-komponen penyusun ekosistem terjadi hubungan saling ketergantungan? Bagaimanakah bentuk hubungan saling ketergantungan di antara komponen-komponen tersebut!

Hubungan timbal balik antar komponen ekosistem tidak hanya antar komponen yang sama seperti abiotik dengan abiotik atau biotik dengan biotik, tetapi dapat juga terjadi hubungan antara komponen biotik dengan komponen abiotik dan sebaliknya. Bagaimanakah bentuk hubungan saling ketergantungan antara komponen biotik dan komponen abiotik dalam kehidupan nyata?

1.    Peran Komponen Biotik dan  Abiotik

Cobalah kamu bermain di kebun dengan mambawa cangkul ! cangkullah tanah di kebun yang subur. Kamu akan menemukan cacing di sana. Bagaimanakah hubungan antara cacing tanah terhadap kesuburan tanah? Cacing tanah dapat memperbaiki pengudaraan (aerasi) tanah karena jejak cacing tanah membentuk rongga udara dalam tanah, mengembalikan zat hara oleh dekomposer (makhluk hidup pengurai).carilah bentuk hubungan antara komponen biotik dengan abiotik lain yang menjelaskan peranan makhluk hidup terhadap komponen abiotik!

Amatilah halaman sekolah yang ditumbui rumput! Samakah keadaan rumput pada musim penghujan dengan musim kemarau? Mengapa demikian? Pada musim penghujan rumput tumbuh dengan subur, karena terpenuhi kebutuhan air, sedang pada musim kemarau pertumbuhan rumput sangat lambat karena kekurangan air. Kejadian yang terjadi dihalaman  sekolahmu menunjukkan bahwa komponen abiotik mempengaruhi keadaan komponen biotik.

Pernahkah kalian membayangkan jika di bumi ini tidak terdapat air, menurut kalian apa yang akan terjadi di bumi ini tidak terdapat air. Tentu kita tidak akan mendapatkan makanan baik yang bersumber dari tumbuhan maupun yang bersumber dari hewan. Air hanyalah merupakan salah satu contoh dari sekian banyak contoh faktor abiotik yang dapat mempengaruhi faktor biotik.

Tugas Kelompok : Carilah contoh-contoh komponen abiotik yang dapat mempengaruhi komponen biotik lengkap dengan penjelasannya !

Faktor biotik yang mempengaruhi faktor abiotik dapat kita baca pada contoh berikut ini. Apakah kalian dapat menjelaskan mengapa tanaman kacang tanah dapat menyuburkan tanah. Kacang tanah memiliki bintil akar yang jumlahnya banyak dan mengandung bakteri rhizobium, bakteri ini akan mengikat nitrogen dari udara. Nitrogen merupakan salah satu unsur yang dibutuhkan tanaman agar dapat tumbuh dengan subur. Dari sini dapat kita simpulkan bahwa akar kacang tanah sebagai komponen biotik akan mempangaruhi kesuburan tanah sebagai komponen abiotik.

Tugas Kelompok : Carilah contoh-contoh komponen biotik yang dapat mempengaruhi komponen abiotik lengkap dengan penjelasannya ! Bahaslah hasil pengamatan kalian dalam diskusi kelas.

Kegiatan 1.

Masalah : pengaruh suhu lingkungan terhadap makhluk hidup yang ada di dalamnya.

A.     Alat dan Bahan

1.     2 gelas kimia 250 ml 2.     Stop Watch/jam 3.     Es batu 4.     Jaring ikan kecil

5.     Ikan hias atau ikan lain yang masih hidup 6.     Kertas label 7.     Terometer

B.     Cara Kerja

1.     Isilah  kedua gelas kimia dengan air bersih!

2.     dengan menggunakan jaring ambillah ikandari akuarium dan dimasukkan ke dalam gelas kimia masing-masing 1 ekor!

3.     Salah satu gelas kimia diberi label percobaan dan yang lain diberi label kontrol!

4.     Ukurlah suhu air pada kedua gelas kimia dengan menggunakan termometer.

5.     Perhatikanlah gerakan membukan dan menutupnya tutup insang. Hitunglah berapa kali penutup insang membuka selama satu menit!

6.     Ulangilah langkah ke lima sebanyak 2 kali dan catatlah data yang kamu peroleh!

7.     Secara perlahan-lahan masukkanlah potongan-potongan es batu ke dalam gelas percobaan sampai termometer menunjukkan 10^oC di bawah suhu pada langkah ke empat!

8.     Sebelum kamu mengamati kecepatan bernapas setelah air didinginkan, dugaan apakah yang dapat kamu sampaikan?

9.     Catatlah suhu air dalam gelas percobaan dan ulangilah langkah-langkah ke 5 dan ke 6!

10.  Kembalikanlah ikan ke dalam ekuarium setelah air kembali pada suhu ruang!

11.  Diskusikanlah permasalahan yang tersedia!

C.     Permasalahan / Aplikasi

1.    Tuliskanlah Hipotesismu tentang pengaruh suhu terhadap kecepatan pernapasan ikan sesuai langkah kerja ke 8!

2.    Apakah yang kamu ukur bila kamu menghitung beberapa kali tutup insang membuka dan  menutup!

3.    Lebih banyak atau lebih sedikitkah membuka dan menutupnya tutup insang pada air dingin dibandingkan dengan air pada suhu ruang?

4.    Apakah penurunan suhu air mempengaruhi kecepatan bernapas ikan ?

5.    Apakah hasil percobaanmu sesuai dengan dugaanmu?

6.    Perlu kamu ketahui bahwa air dingin mengandung banyak oksigen yang terlarut  daripada air hangat. Mengapa ikan bernapas  lebih cepat dalam air hangat daripada dalam air dingin?

Kegiatan 2.

Masalah : peran komponen biotik dan abiotik dalam kehidupan.

A. Alat dan Bahan

1.     Satu buah baskom plastik berisi tanah

2.     Penggaris

3.     Timbangan

4.     Biji kacang merah

5.     Air untuk menyiram

B. Cara Kerja

1.     Pilihlah biji kacang merah yang berat dan ukurannya hampir sama serta berkualitas baik. Memilih kacang merah yang baik dapat dilakukan dengan cara memasukkan biji kacang merah tersebut ke dalam air. Ambillah biji-biji yang tenggelam untuk bahan percobaan.

2.     Tanamlah biji-biji kacang merah tersebut dalam baskom. Tanami baskom dengan 10 biji. Jika biji telah berkecambah berilah label pada tiap-tiap kecambah ( 1,2, …)

3.     Letakkan tanaman kalian di tempat yang cukup cahaya matahari.

4.     Amati peertumbuhan tanaman kalian setiap hari.

5.     Setelah hari ke-10 cabutlah tanaman secara hati-hati. Jagalah agar akar tanaman tidak rusak.

6.     Hitung jumlah daun, panjang akar, batang, dan daun serta timbang berat tanaman.

7.     Amati warna akar, batang dan daun.

8.     Catat hasil pengamatan kalian dalam tabel.

C. Hasil Pengamatan

Tabel  Pengamatan Pertumbuhan Biji Kacang Merah

No.	Panjang batang (cm)	Panjang daun (cm)	Jumlah daun (helai)	Warna daun	Berat tanaman (gr)	Panjang akar (cm)
1. 2. 3. 4. 5. 6. 7. 8. 9. 10.
Rata-rata

D. Pertanyaan dan diskusi

1.     Bagaimanakah pertumbuhan kacang merah setiap harinya ? Jelaskan !

2.     Bagaimana pengaruh intensitas cahaya terhadap pertumbuhan biji kacang merah ?

3.     Buatlah laporan hasil pengamatan dalam kertas folio!

2. Interaksi antarindividu dalam populasi.

Interaksi antar komponen ekosistem tidak hanya terjadi antara komponen biotik dan abiotik saja tetapi juga interaksi antar komponen biotik.  Interaksi antar komponen biotik dibedakan menjadi  faktor-faktor interspesifik dan faktor-faktor intraspesifik.

Faktor interspesifik adalah hubungan antara individu dengan individu dari populasi lainnya. Hubungan antar individu ini meliputi:

a.     Netralisme, yaitu hubungan antara  individu dari populasi yang berbeda  yang tidak saling  terpengaruh. Misalnya  hidup bersama antara rusa dan jenis kera di hutan-hutan Kalimantan atau unggas dan kerbau di padang gembala, yang hidup rukun.

b.    Kompetisi, yaitu  dua individu atau spesies berebut sumber daya alam terbatas seperti pakan, air, ruang untuk sarang, dll. Pihak yang lebih efisien memanfaatkan sumber dayanya untuk bertahan, yang lainnya tersingkir. Misalnya persaingan merebutkan pasangan dalam kelompok hewan, atau persaingan merebutkan unsur hara antara gulma (rumput) dengan tanaman budidaya (padi) dan lain-lain.

c.     Mutualisme dan Protokooperasi. Mutualisme atau disebut simbiosis merupakan interaksi obligatori (wajib) yang diperlukan oleh kedua belah pihak yang berinteraksi karena keduanya saling memerlukan. Protokooperasi kadar interaksinya lebih-kurang tetapi tidak bersifat obligatori bagi kedua pihak.

Simbiosis merupakan cara hidup bersama antara dua jenis makhluk hidup yang berbeda yang bersifat langsung dan erat. Simbiosis berdasar sifatnya membentuk tiga model yaitu :

1.     Simbiosis mutualisme (saling menguntungkan), misalnya antara kerbau dengan burung jalak pemakan kutu, ganggang biru atau ganggang hijau dengan jamur yang membentuk lumut kerak, serta lebah madu dengan bunga.

2.     Simbiosis Komersialisme (salah satu diuntungkan tetapi yang lain tidak dirugikan) misalnya anggrek  dengan pohon inang, ikan remora dengan ikan  hiu, serta paku tanduk rusa dengan pohon  inang.

3.     Simbiosis Parasitisme (satu untung dan satu dirugikan),misalnya benalu dengann pohon inang, tali putri dengan ranaman pagar, dan cacing  pita dengan manusia.

d.    Komensialisme dan Amensialisme. Kedua tipe interaksi ini dalam banyak hal merupakan jembatan di antara keterkaitan nyata dengan netralisme, di mana hanya salah satu  spesies yang terpengaruh. Komensialisme merupakan interaksi yang menjembatani protokooperasi dengan netralisme. Jenis burung  yang hidup dan membuat sarang pada sebatang pohon merupakan contoh di mana hanya burung-burungnya yang mendapat manfaat, pohinnya tidak terpengaruh apa-apa.

Amensialisme  merupakan kebalikan dari komensialisme. Spesies inang yang menjadi tuan rumah bagi spesies amensialis mendapat manfaat, spesies amensialisme dalam banyak hal malah punah. Berbagai antibiotik dalam dunia kedokteran merupakan contoh amensialisme yang banyak  bermanfaat bagi umat manusia.

e.     Parasitisme dan Predatorisme. Pada tipe interaksi ini salah satu spesies menjadi lawan spesies interaksinya. Proses ini adalah fundamental bagi rantai pakan di atas jenjang autotropik di mana tidak ada beda antara herbivora pemakan vegetasi atau pemakan lawan. Letak perbedaan predasi dan parasitisasi adalah bahwa pada yang pertama yaitu predator ukurannya lebih besar dari mangsanya dan proses mangsa terjadi di luar (eksternal), pada parasitisasi mangsa lebih besar dan pemangsaan terjadi dalam tubuh  pangsa (internal). Misalnya hubungan antara katak dengan ular, tikus dengan burung hantu, atau burung dengan belalang, serta kelompok herbivora dengan kelompok karnivora.

Faktor intraspesifik adalah mekanisme internal individu/populasi  yang bersifat naluri alamiah dari  individu/populasi itu sendiri. Mekanisme internal individu/populasi  ini meliputi:

a.     Perubahan Biologik Individu, yaitu proses perubahan biologik dalam tubuh individu, spesies yang terwujud melalui proses evolusi. Perubahan ini disebabkan oleh tekanan  ekologi yang memicu evolusi berkesinambungan daripada oleh adaptasi mekanisme  harmoni alamiah semata. Hasilnya dapat dilihat dengan adanya variasi genetipe (genotypic variation) atau variasi fenotif (phenotypic variation) suatu spesies.

b.     Seleksi Alam. Pada dasarnya seleksi alam mengubah sifat-sifat fenotif yang diwariskan dari individu populasi  yang bersifat terarah, atau stabilisasi atau diversifikasi. Seleksi alam menghasilkan organisme individual dalam populasi yang berbeda satu sama lainnya dalam hal morfologi, fisiologi dan perilakunya.

3. Rantai makanan dan Jaring-jaring makanan

a.     Rantai makanan

Gambar  Rantai makanan (berisi  rumput, belalang, katak, ular dan elang)

Untuk memahami pengertian rantai makanan, perhatikan gambar di bawah ini! Bagaimanakah urutan dan arah makan dan dimakan pada gambar tersebut? Diskusikanlah dengan temanmu pengertian rantai berdasarkan gambar ter sebut! Rantai makanan adalah peristiwa makan dan dimakan dengan urutan dan arah tertentu. Dalam rantai makanan  yang ditunjukkan oleh gambar di bawah ini, rumput berperan sebagai produsen, belalang Berperan sebagai konsumen I karena memakan produsen, katak berperan sebagai konsumen II karena memakan konsumen I, ular berperan sebagai konsumen III karena memakan konsumen II dan elang berperan sebagai konsumen IV karena memakan Konsumen III.

Apakah rantai makanan juga terjadi dalam ekosistem air? Dalam ekosistem air yang berperan sebagai produsen adalah fitoplankton, yaitu tumbuhan kecil yang melayang-layang dalam air, yang berperan sebagai konsumen I adalah zooplankton, yaitu hewan-hewan kecil yang melayang-layang dalam air, konsumen-konsumen berikutnya adalah hewan-hewan air yang lain.

b.    Jaring-jaring makanan

Perhatikan dan amatilah gambar  berikut ini!

Gambar Jaring-jaring makanan (Berisi  rumput, tanaman padi,  belalang, kelinci, kadal, burung pemakan padi, tikus,  katak, ular , kucing,  elang, dan pengurai).

Adakah persamaan dengan rantai makanan? Perbedaan apakah yang dapat kamu temukan dengan rantai makanan ? Cobalah kamu jelaskan pengertian jaring-jaring makanan dengan menggunakan kata-katamu sendiri! Benarkah daun tumbuhan hanya dimakan oleh belalang? Benarkah belalang hanya dimakan oleh katak? Benarkah katak hanya di makan oleh ular? Dalam kenyataannya di alam tidak pernah terjadi satu macam produsen hanya dimakan oleh satu macam konsumen I, tetapi yang sering terjadi adalah satu macam konsumen I dimakan oleh beberapa konsumen II dan seterusnya. Apabila diperhatikan dengan rantai makanan. Sekumpulan rantai makanan yang saling berhubungan tersebut dinamakan jaring-jaring makanan.

c.     Piramida  Makanan

Gambar  Piramida makanan (sumber bebas)

Perhatikanlah peristiwa yang terjadi pada jaring-jaring makanan! Dalam jaring-jaring makanan terjadi perpindahan zat makanan dari produsen ke konsumenI, konsemen I ke konsumen II, konsumen II ke konsumen II dan seterusnya. Apabila perbandingan kuantitatif kandungan zat makanan antara produsen, konsumen I, konsumen II, konsumen III dan seterusnya diwujudkan dalam bentuk gambar akan terbentuk seperti piramida. Gambaran seperti piramida tersebut disebut Piramida makanan.

Piramida makanan adalah gambaran piramida yang menunjukkan perbandingan kandungan zat makanan produsen, konsumen I, konsumen II, konsumen III dan seterusnya dalam suatu ekosistem. Dalam ekosistem yang seimbang produsen terdapat pada bagian dasar, di atas produsen adalah konsumen I, di atas konsumen I dalah konsumen II, di atas konsumen II adalah konsumen III, dan seterusnya. Diskusikanlah dengan kelompokmu mengapa susunan piramida makanan seperti tersebut di atas!

 

d.    Arus Energi

Dalam peristiwa makan dan dimakan terjadi perpindahan energi dari makhluk hidup yang satu ke makhluk hidup yang lain. Peristiwa perpindahan energi disebut arus energi.

Semua makhluk hidup membutuhkan energi untuk aktivitas hidupnya. Sumber energi bagi semua kehidupan adalah energi cahaya matahari. Namun tidak semua makhluk hidup mampu memanfaatkan energi cahaya matahari secara langsung untuk aktifitas hidupnya.

Satu-satunya organisme yang mampu memanfaatkan energi cahaya matahari adalah tumbuhan hijau, yaitu melalui fotosintesis. Fotosintesis pada hakikatnya adalah pengubahan cahaya matahari menjadi energi kimia yang tersimpan di dalam senyawa karbohidrat atau zat tepung. Jadi melalui fotosintesis terjadi perpindahan energi cahaya matahari ke dalam senyawa kimia.

Apabila tumbuhan hijau dimakan herbivora, senyawa yang terkandung di dalam tubuh tumbuhan hijau akan pindah ke dalam tubuh herbivora. Itu berarti terjadi perpindahan energi ke dalam tubuh herbivora.

Gambar  arus energi (fotosintesis + herbivora + karnivora + pengurai)

Energi kimia yang tersimpan di dalam karbohidrat dari tumbuhan hijau, setelah masuk ke dalam tubuh hewan akan diubah menjadi energi panas, energi gerak, dan sebagian tetap tersimpan di dalam senyawa yang menyusun tubuh hewan. Untuk lebih jelasnya, perhatikan gambar di bawah ini.

Tidak semua energi yang masuk ke dalam tubuh makhluk hidup dimanfaatkan untuk aktifitas hidupnya. Energi cahaya matahari yang jatuh ke permukaan dan hanya lebih kurang 5%. Dari jumlah semua  itu hanya 2% yang digunakan untuk fotosintesis. Sebagian besar dari energi tersebut akan dipantulkan lagi ke atmosfer.

Energi yang terkandung di dalam amilum tidak semuanya dimanfaatkan oleh herbivora. Energi tersebut sebagian hilang sebagai panas  dan sebagian hilang sebagai zat sisa. Hal serupa juga terjadi pada perpindahan energi dari herbivora  ke karnivora. Jadi setiap terjadi perpindahan energi akan selalu terjadi pengurangan energi yang dikandungnya, yaitu hilang sebagai panas dan hilang sebagai zat sisa.

Sekilas Info Organisme Autortof dan Heterotrof Komponen biotik berdasarkan sumber makanannya dibedakan menjadi 2 macam, yaitu organisme autotrof dan heterotrof. Manusia dan makhluk hidup yang lain sangat tergantung pada tumbuhan yang berhijau daun untuk kelangsungan hidupnya. Mengapa demikian? Matahari merupakan sumber semua energi yang tersedia pada seluruh ekosistem dan hanya tumbuhan berhijau daun yang mampu menagkap energi matahari untuk membentuk zat makanan dari bahan-bahan anorganik seperti air dan karbondioksida melalui proses fotosintesis. Autotrof adalah makhluk hidup yang dapat menyusun makanan sendiri. Berdasarkan energi yang digunakan dalam penyusunan makanan, organisme autotrof dibedakan menjadi 2 macam, yaitu foto autotrof, dalam penyusunan makanan menggunakan energi matahari, dan kemo autotrof, dalam penyusunan makanan menggunakan energi kimia, misalnya pada bakteri zat lemas dan bakteri belerang. Manusia, hewan dan beberapa tumbuhan (misal : tali putri) tidak mampu membentuk zat makanan sendiri. Makhluk hidup yang tidak mampu menyusun zat makanan sendiri untuk kebutuhan hidupnya disebut organisme Heterotrof.  Organisme Heterotrof dalam hidupnya sangat tergantung pada organisme autotrof. Berdasarkan cara memperoleh makanannya organisme heterotrof dibedakan menjadi 3 macam yaitu : 1.     Fagotrof, yaitu makhluk hidup yang cara memperoleh makanannya dengan memakan, sebutkan contoh makhluk hidup fagotrof! 2.     Saprofit, yaitu makhluk hidup yang cara memperoleh makanannya dengan mengurai sisa-sisa makhluk hidup. Sebutkan contoh makhluk hidup saprofit! 3.     Parasit, yaitu makhluk hidup yang cara memperoleh makanannya dengan mengambil zat-zat makanan dan yang terdapat dalam makhluk hidup lain.

 

Bardasarkan uraian di atas, dapat disimpulkan bahwa di dalam ekosistem, energi mengalami perpindahan dari cahaya matahari ® Produsen ® konsumen Pertama ® konsumen kedua ® konsumen ketiga ® dan seterusnya. Di dalam perpindahan tersebut senantiasa terjadi pengurangan. Pengurangan terbesar terjadi pada perpindahan dari produsen ke konsumen.

 

Disposisi sinar matahari dalam atmosfer,  ke bumi dan kembali ke alam bebas

Tugas individu

Buatlah sebuah karya tulis yang bersifat analisis suatu  masalah ekosistem yang bisa diatasi dengan menggunakan konsep rantai makanan. Misalnya mewabahnya hama tertentu di lahan tertentu. Presentasikan hasil analisis kamu dalam bentuk diskusi kelas. Lakukan revisi perbaikan karya tulis kamu atas dasar masukan pada saat diskusi. Hasilnya tampilkan pada mading yang ada di sekolahmu, atau jika memungkinkan ajukan kepada institusi terkait di daerah kamu!

Daftar  Istilah  Penting

Fagotrof                 : makhluk hidup yang cara memperoleh makanannya dengan memakan

Herbivora               : Hewan pemakan tumbuhan

Jaring-jaring makanan : Sekumpulan rantai makanan yang saling berhubungan

Karnivora                : Hewan pemakan daging

Kemo autotrof         : produsen yang dalam penyusunan makanan menggunakan energi kimia,

Kompetisi               : Hubungan antara individu yang menggunakan unsur / sesuatu yang                                    sama.

Konsumen              : makhluk hidup pemakan / Pemakai

Netralisme              : yaitu hubungan antara  individu dari populasi yang berbeda  yang tidak saling  terpengaruh.

Omnivora                : hewan pemakan segala

Parasit                    : makhluk hidup yang hidup pada makhluk hidup lain.

Piramida makanan adalah gambaran piramida yang menunjukkan perbandingan kandungan zat makanan produsen, konsumen I, konsumen II, konsumen III dan seterusnya dalam suatu ekosistem.

Predasi                         : Hubungan antara pemangsa (predator) dengan yang dimangsa.

Rantai makanan     : Peristiwa makan dan dimakan dengan urutan dan arah tertentu

Saprofit                  : yaitu makhluk hidup yang cara memperoleh makanannya dengan mengurai sisa-sisa makhluk hidup.

Simbiosis                : Cara hidup bersama antar dua jenis makhluk hidup yang berbeda  yang bersifat langsung dalam hubungan yang erat

Evaluasi Kompetensi

A. Pilihlah satu jawaban yang  paling tepat!

1.     Cara hidup saling menguntungkan antara bakteri dan tumbuhan polong-polongan disebut ......

A. Setengah parasitis                     D. Parasitis

B. Epifitis                                      E. Saprofitis

C. Simbiose mutualistis

2.     Tiap makhluk  hidup pada dasarnya insan sosial yang bertujuan untuk ....

A. Memperbanyak diri                                                         D. Berkompetisi untuk mencari makan

B.  Pembagian pekerjaan untuk mempertahankan hidup                    E.  Perkembangbiakan

C. Bersenang-senang

3.     Hidup bersama antara dua organisme untuk keuntungan bersama disebut simbiosis. Contoh hidup yang demikian itu diperlihatkan oleh pasangan berikut, kecuali........

A.  Sejenis benalu dengan tanaman teh                   D. Semut dengan kutu

B. Rayap dengan flagelata di ususnya                                  E. Kumang dengan hydra di cangkangnya

C.  Cacing hati dengan siput

4.     Dalam suatu ekosistem kolam terdapat (1) ikan karnivor, (2) bakteri pengurai, (3) fitoplanton, (4) ikan herbivor, (5) zat-zat anorganik. Dari komponen ekosistem tersebut dapat disusun suatu mata rantai makanan yang susunannya..........

A. (3), (4), (5), (1), (2)                  D. (3), (4), (1), (5), (2)

B. (2), (5), (3), (4), (1)                  E. (5), (3), (4), (1), (2)

C. (5), (3), (4), (2), (1)

5.     Kalau terjadi pencemaran insektisida pada ekosistem air tawar, dalam beberapa tahun kadar bahan itu yang paling tinggi akan didapatkan dalam ....

A.  Air                                           D.Tubuh hewan-hewan karivor

B. Tumbuhan air                            E. Tubuh hewan-hewan herbivor

C.  Tubuh serangga air

6.     Pada suatu daerah terdapat kelompok organisme, (1) burung, (2) ular, (3) belalang dan kupu-kupu, (4) rumput-rumputan, (5) bakteri saprofit. Urut-urutan perpindahan energi dapat dituliskan sebagai berikut:

 A. 1-2-4-5-3                                  D. 5-4-3-2-1

 B. 1-4-2-3-5                                  E.  5-4-1-2

 C. 4-3-2-1-5

7.     Membuang sampah organik ke sungai tidak baik sebab....

A.  Naiknya kadar mineral dalam air.

B.  Penguraian sampah organik memerlukan adanya oksigen.

C.  Sampah organik tidak terurai.

D.  Menyebabkan makhluk anaerob mati.

E.  Bertambahnya kadar CO₂ dalam air.

8.     Cara meningkatkan produksi manakah yang tidak akan menimbulkan perubahan pada keseimbangan alam?

 A. Penggunaan pestisida               D. Memperluas areal perladangan

 B. Penggunaan herbisida               E. Membasmi hama secara biologis

 C. Pemakaian bibit unggul

9.     Abiotik adalah makhluk  yang ....

 A. Terjadi begitu saja                    D. Pertumbuhannya terlambat.

 B. Tak pernah hidup                      E. Mati karena pengaruh suhu.

 C. Pernah hidup tapi sudah mati

10.  Makhluk  hidup dan faktor abiotik pada suatu lingkungan  merupakan satu kesatuan yang disebut....

 A. Ekosistem                                D. Bioma

 B. Populasi                                   E. Habitat

 C. Komunitas

11.  Tahun 1883 Krakatau meletus meninggalkan tempat yang steril. Sekarang Krakatau tertutup oleh hutan dan terdapat di sana kurang sebih 1.200 spesies. Manakah yang tumbuh pertama kali di Krakatau?

 A. Pohon berkayu                          D. Rumput

 B. Tumbuhan paku                                    E. Lumut kerak

 C. Tumbuhan lumut

12.  Pembuatan sawah bertingkat-tingkat dimaksudkan untuk ....

 A. Memperbesar hasil panen                                  D. Melindungi tanah dari bahaya erosi

 B. Memperkecil serangan hama wereng       E. Memudahkan membajak

 C. Mempermudah mengairi sawah

13.  Apabila kotamu terletak di pinggir sebuah sungai besar, menurut pendapatnu,di manakah letak paling baik untuk pabrik/industri sehingga pengaruh polutannya secara  langsung pada manusia menjadi sangat sedikit?

 A. Dalam kota dekat bagian hilir sungai       D. Di luar kota dekat bagian hulu sungai

 B. Dalam kota dekat  bagian hulu sungai     E. Di luar kota dekat bagian hilir sungai

 C. Dalam kota pada bagian pertengahan

14.  Pengotoran alam yang paling sukar di atasi di kota-kota industri yaitu berupa....

  A. Pengotoran udara                    D. Pengotoran minyak

 B. Pengotoran air                                      E. Pengotoran tanah

 C. Bukan salah satu di atas

15.  Oleh karena banyaknya polusi udara karena CO₂, maka pemerintah .......

 A. Mengadakan razia kendaraan     D. Membuat saringa CO₂.

 B. Mengadakan penghijauan di kota-kota     E. Membasmi jumlah kendaraan

 C. B dan C yang benar

16.  Membakar sampah tidak baik sebab........

 A. Mineral-mineral tidak kembali ke tanah.

 B. Kadar CO₂ di udara tidak bertambah.

 C. Kadar N₂ di udara tidak bertambah.

 D. Kelembaban  udara berkurang.

 E. Kadar O₂ di udara berkurang.

17.  Apabila salah satu jenis tumbuhan di dalam hutan dimusnahkan maka....

A. Ekosistem hutan tersebut akan stabil.

B. Hanya tumbuhan itu saja yang akan musnah.

C. Akan diikuti dengan musnahnya populasi yang lainnya.

D. Tidak akan ada spesies hewan yang akan ikut musnah.

E.  Hanya populasi tumbuhan saja yang akan musnah.

18.  Usaha-usaha di bawah ini untuk mencegah pencemaran lingkungan, kecuali..........

A. Memindahkan lapangan terbang jauh dari pemukiman.

B. Menggunakan knalpot untuk kendaraan bermotor.

C. Penghijauan di kota-kota.

D. Membuat irigasi.

E. Membuat sampah menjadi kompos.

19.  Para ilmuwan berpendapat bahwa jutaan tahun yang lalu Mamalia tipe Australia sangat berbeda dari tipe Mamalia lainnya. Hal ini disebabkan .....

 A. Anaknya berkembang dalam kantung.

 B. Terjadi evolusi dalam lingkungan  yang terisolasi.

 C. Perkembangan alat reproduksi yang homolog dengan placenta.

 D. Tumbuh dalam lingkungan  iklim khas.

 E. Hidup di daerah yang sangat luas yang berpopulasi  sangat sedikit.

20.  Punahnya burung di hutan karena habis  diburu akan menyebabkan......

A.  Perubahan keseimbangan alam di hutan tersebut.

B. Hanya hewan pemakan burung itu saja yang akan musnah.

C. Tidak semua hewan di dalam hutan akan musnah.

D.  Hanya semua hewan yang ada di dalam hutan akan musnah.

E.  Populasi makhluk  hidup tidak akan mengalami perubahan kecuali bertambahnya populasi makanan burung.

21.  Bentuk interaksi antara tanaman padi dengan burung pipit adalah .....

A. Parasitisme, karena bila padi mati burung pipit akan mati.

B. predasi, karena matinya  burung pipit akan meningkatkan pertumbuhan padi.

C. Komensalisme, karena burung pipit untung, sedang padi tidak rugi.

D. kompetisi karena burung pipit dan padi menempati habitat sama

E. predasi, karena burung pipit memakan biji padi.

22.  Reptil adalah hewan yang pertama kali menyesuaikan dengan keadaan kering. Berdasarkan pernyataan tersebut reptil mampu menempati daerah padang pasir, pernyataan tersebut menunjukkan keadan reptil, kecuali.....

 A. Tubuh memiliki zat tanduk tebal.

 B. Kulit licin dan mengkilap.

 C. Memiliki sisik yang tebal dan kuat.

 D. Memiliki alat sistem ekskresi tertentu.

 E. Alat pernpasan dibantu dengan kulit tubuhnya.

23.  Burung bangau sulit ditemukan di daerah persawahan di Indonesia, keadaan ini disebabkan....

A. Adanya perubahan ekosistem

B. Terjadinya perubahan habitat dalam ekosistem

C.  Hilangnya satu macam yang menjadi rantai makanan.

D.  Meningkatnya jumlah populasi predator

E.  Menurunnya kemampuan untuk berkembang biak burung tersebut.

24.  Individu yang bertindak sebagai produsen dalam ekosistem adalah yang bersifat.....

A.  Obligat heterotrof                      D. Simbiosis mutualisme

 B. Fotoautotrof                             E. Fotoheterotrof

 C. Fotoorganotrof

25.  Daerah di mana suatu organisme dapat hidup menyesuaikan diri, sehingga dia dapat hidup dan mengembangkan diri disebut

A.  Ekosistem                                D. Bioma

B.  Nisia                                        E. Populasi

C. Habitat

26.  Pada ekosistem yang komponen-komponen biotiknya berada dalam keadaan seimbang, maka akan ditemukan komponen-komponen.......

A.  Konsumen-produsen-detritivora, dan cahaya matahari      

B.  Mineral-produsen-konsumen-dekomposer

C.  Pengurai-mineral-tanah-tumbuhan

D.  Tanah-air-tumbuhan-hewan.

          E.  Produsen-konsumen-detritivora-dekomposer

27.  Perubahan populasi di dalam biosfer ditentukan oleh.....

A.  migrasi dan natalitas                 D. Migrasi dan mortalitas

B.  migrasi, urbanisasi, dan natalitas            E. Natalitas dan mortalitas

C.  mortalitas, natalitas, dan migrasi

28.  Interaksi simbiosis ditunjukkan interaksi antara populasi berikut, kecuali........

A.  bunga-lebah                             D. Burung pemakan kutu-kerbau

B.  benalu-mangga                                    E. Remora dan ikan hiu

C.  Remora dan penyu

29.  Bercocok tanam dengan sistem tumpang sari adalah merupakan penerapan konsep interaksi antar...

A. individu sejenis                          D. Populasi dalam komunitas

B. Individu dalam populasi              E. Individu dengan nisia sama

C. Populasi yang habitatnya berbeda

30.  Dua populasi berbeda yang menempati habitat sama tidak akan terjadi kompetisi apabila.....

A. kebutuhan hidupnya sama                                  D. Aktivitas hidupnya sama

B. nisianya sama                                       E. Kebutuhan makannya sama

C. menempati tingkat trofi yang sama.

B. Jawablah soal-soal berikut !

1.     Jelaskan perbedaan antara habitat dengan nisia !

2.     Mengapa matahari disebut sebagai sumber energi utama dalam ekosistem ?

3.     Apa yang terjadi jika dua populasi  organisme yang menempati satu habitat mempunyai nisia yang sama? Jelaskan !

4.     Susunlah satu rantai makanan dan jaring-jaring makanan manusia !

5. Soal analisis

Di ekosistem sawah, tikus seringkali merusak tanaman padi. Petani harus sering membabat habis populasi tikus di sawah agar panen tidak gagal. Apakah dengan memusnahkan populasi tikus dapat membuat ekosistem sawah menjadi tidak seimbang? Jelaskan !

Daftar Pustaka

Gembong Tjitrosoepomo, Prof, Dr, dkk, 1990,  Makhluk Hidup 1 untuk SMP edisi revisi, Jakarta: Balai Pustaka

Sambas Wirakusumah, 2003, Dasar-Dasar Ekologi Bagi Populasi dan Komunitas, Jakarta : UI Press.

Slamet Prawirohartono, 1997, Sains Biologi-1b SMU Kelas I, Jakarta: Bumi Aksara

Sri Lestari, S.Si., dkk, 2006, Biologi, Klaten :  Intan Pariwara.

Sumarwan, dkk, 2004, Sains Biologi untuk SMP, Jakarta : Erlangga

BAB III

SALING KETERGANTUNGAN DAN  KESEIMBANGAN LINGKUNGAN 

Standar Kompetensi  : Memahami komponen ekosistem serta peranan manusia dalam menjaga keseimbangan lingkungan dan AMDAL

Kompetensi Dasar :  Menjelaskan konsep keseimbangan lingkungan

A. Saling Ketergantungan

Di dalam ekosistem  di antara komponen-kompnen penyusunnya senantiasa terjadi hubungan timbal balik sehingga akan membentuk suatu siklus.  Siklus inilah yang mestinya kita jadikan patokan di dalam melakukan aktifitas yang berkaitan dengan  keseimbangan lingkungan dalam ekosistem.

 

Interaksi faktor biotik dan lingkungan dalam ekosistem

Hidup dan kehidupan manusia tergantung pada hubungan dengan lingkungan hidupnya. Manusia membutuhkan materi dan energi, nasi yang dimakan sudah melalui proses kehidupan yang kait mengait dengan lingkungan  sekitar. Nasi dari beras, beras dari padi. Padi dapat tumbuh karena tanah dan energi matahari yang mengubah (CO₂, dan H₂O) dalam hijau daun melalui fotosintesis, menjadi karbohidrat dan oksigen (O₂). Oksigen diperlukan oleh manusia dan hewan dalam proses pernapasan. Sedangkan karbohidrat yang terbentuk dijadikan bahan pokok pembentukan zat putih telur, vitamin dan zat lainnya yang dibutuhkan oleh manusia. Padi hanya mungkin terbentuk apabila ada bantuan angin atau serangga yang memungkinkan terjadinya penyerbukan. Jerami dimakan sapi, sapinya di makan manusia, sedangkan kotoran sapi dan manusia dapat digunakan sebagai pupuk. Tubuh matai dari tumbuhan, hewan dan manusia  diproses oleh bakteri pembusuk dan jamur menjadi zat anorganik kembali, terjadinya mineralisasi dan mineral tersebut dibutuhkan oleh tumbuhan, hewan atau manusia. Coba buatkan skema jaring-jaring pada  rantai makanan di atas!

Contoh di atas menggambarkan hubungan manusia dalam ekosistem dengan lingkungan  alamiah, sehingga dengan contoh itu dapat kita simpulkan  bahwa sumber daya alam itu diperuntukkan untuk semua  makhluk  hidup dan bukan hanya untuk manusia saja. Suatu hal yang hendaknya selalu menjadi pegangan kita ialah bahwa kita harus bijaksana dalam bertindak dan berperan di dalam ekosistem. Kita harus selalu ingat bahwa manusia merupakan bagian ekosistem. Kalau ekosistem  terganggu, manusia akan menerima akibatnya. Kalau keseimbangan alam terganggu, manusia sendiri akan terganggu.

Sebagai contoh dapat dikemukakan di sini apa yang diderita manusia sehubungan dengan terganggunya keseimbangan alam akibat perbuatan manusia. Peristiwa ini terjadi di Serawak dalam rangka pemberantasan penyakit malaria. Waktu itu diadakan penyemperotan dengan DDT dengan maksud untuk memberantas nyamuk  malaria. Tujuannya baik bukan? Nyamuk-nyamuk memang mati. Orang sudah mengharap lenyapnya penyakit malaria dari Serawak. Akan tetapi, kematian nyamuk-nyamuk itu ternyata menyebabkan kematian hewan-hewan lain yang sebenarnya tidak di inginkan, yaitu cicak. Hilangnya nyamuk menyebabkan  banyak cicak mati karena kurang makan. Sebagai akibatnya, banyak juga kucing yang mati karena tidak makan cicak.

Begitu hebatnya penyemprotan DDT itu sampai akibatnya hampir semua kucing di Serawak mati. Sebagai akibatnya, tikus merajalela, padahal tikus-tikus itu menyebar penykit pes. Jadi orang memberantas penyakit malaria dengan tidak disadari telah mengundang penyakit pes yang lebih jahat. Untuk mengatasi akibat yang mengerikan ini, WHO (Organisasi Kesehatan Sedunia) bertindak. Banyak kucing diterjunkan dari pesawat terbang di hutan rimba Serawak untuk memberantas tikus. Setelah jumlah kucing seimbang dengan jumlah tikus, bahaya yang mengancam dapat dihindarkan. Seimbang tidak harus berarti bahwa jumlah kucing sama dengan jumlah tikus.

Piramida dampak akumulasi biologis Sb: Ensiklopedi populer Anak 6.

Setiap usaha manusia, bagaimanapun mulianya, perlu dilakukan dengan sangat seksama, lebih-lebih bila usaha itu menyangkut perubahan ekosistem. Untuk melakukan penyemprotan hama, pemberantasan penyakit, pemberantasan tumbuhan liar, dan sebagainya, perlu diperhitungkan masak-masak segala kemungkinan yang timbul sebagai akibatnya. Demikian pula, pembangunan bendungan, pendirian pabrik, pembuatan jalan, dan setiap usaha pembangunan perlu mendapat pemikiran yang seksama.

B. Keseimbangan Ekosistem

Manusia seringkali kurang memperhatikan lingkungannya, sehingga sering kali kita jumpai kerusakan yang terjadi di alam ini diakibatkan oleh kelalauian manusia sendiri. Kesadaran manusia akan tanggungjawab terhadap lingkungan  baru berkembang tahun 1970-an ketika banyak terjadi goncangan ekologis di beberapa tempat yang pada gilirannya dapat menjadi bumerang bagi kelangsungan hidup manusia. Oleh karena itu secara umum dot dikatakan bahwa konsep dasar mengolah dan memelihara  atau mengelola lingkungan  itu paling tidak ditujukan pada dua hal:

1.     Mengusahakan kelestarian kualitas lingkungan  hidup dalam  arti produktif, reaktif dan estetik.

2.     Mengusahakan kelestarian hasil dan pemanfaatan sumber daya alam dalam arti sumber daya alami tersebut senantiasa dapat menghasilkan dalam jangka waktu yang panjang.

Gambar  biri-biri di ladang gembalaan Sb: IPP 6 hal......

Usaha pelestarian alam  lingkungan  hidup manusia pada hakekatnya menjalin hubungan yang selaras antara kebutuhan hidup manusia dengan sumber daya alam yang tersedia.  Melestarikan alam bukan berarti kita membiarkan alam, sehingga kita tidak dapat menarik manfaat apapun atau mengusiknya. Tetapi kita harus dapat memanfaatkan alam secara terus menerus dengan memperhatikan dinamika, populasi dan produktifitas sumber daya alami tersebut.

"Tanah Longsor di Rio Puerco, New Meksiko, akibat dari
hewan peternakan terlalu banyak makan rumput"
(Photo Courtesy of US EPA)

a). Piramida Ekologi

Untuk mempelajari secara jelas hubungan antara organisme dalam ekosistem secara kuantitatif adalah menyatakannya dalam bentuk diagram piramida ekologi. Ada tiga piramida ekologi, yaitu:

1).   Piramida Jumlah. Organisme yang terdapat dalam areal tertentu dihitung dan dikelompokkan berdasar taraf trofinya. Taraf trofi adalah tingkatan dalam rantai makanan. Produsen di anggap sebagai taraf trofi pertama. Dalam penghitungan biasanya akan terdapat penurunan jumlah hewan dari taraf trofi kedua ke arah taraf trofi berikutnya. Tumbuhan dalam taraf trofi pertama biasanya juga melebihi jumlahnya daripada hewan di taraf trofi kedua. Hal ini akan menghasilkan piramida jumlah.

Untuk keperluan pengilustrasian piramida, umlah organisme dalam taraf trofi dapat diwujudkan dalam bentuk segi empat yang luasnya atau panjangnya sebanding dengan jumlah organisme yang terdapat dalam areal tertentu. Lihat diagram berikut ini, karnivor pada taraf trofi paling atas disebut karnivor  puncak.

 

(1)                                           (2)                                       (3)

Piramida jumlah (1) dan (2) yang umum terdapat  dalam ekosistem dan (3) yang terbalik

Tugas.

Buatlah diskusi dengan tema: Apabila ada tiga komunitas  dengan kondisi jumlah masing-masing tarap trofinya seperti gambar di atas, jelaskan bagaimana kira-kira karakter  komunitasnya?

2).   Piramida Berat Biomasa. Dalam piramida ini, massa (berat) organisme ditaksir untuk taraf-taraf trofi. Penaksiran ini dilakukan dengan menimbang individu-individu yang mewakili (dari jumlah tertentu). Hal ini memerlukan banyak waktu. Idealnya, massa itu dari organisme yang sudah kering dan dibandingkan dengan massa basah.  Massa organisme diperoleh dari tiap taraf trofi per satuan luas areal atau volum. Bentuk piramida massa itu menunjukkan bahwa  biomass menurun pada tiap taraf trofi. Akan tetapi penggunaan piramida biomass ini juga tidak memuaskan karena bentuk piramida dapat berubah-ubah tergantung perubahan iklim. Karena itu ilmuwan mencari dan menemukan cara lain untuk memahami hubungan antara organisme dalam tiap taraf trofi.

    0,01

                                    1,0

                                            500,0

            Piramisa biomass (angka menunjukkan gram massa kering tiap m² suatu ladang)

3).   Piramida Energi. Paling ideal dan mendasar untuk menunjukkan  hubungan antar organisme pada tiap taraf trofi  adalah dengan piramida energi. Cara ini memiliki beberapa keuntungan, antara lain:

memperhitungkan  kecepatan produksi. Berbeda dengan piramida  jumlah dan biomass yang menyatakan keadaan organisme hanya pada sesaat waktu saja. Tiap batang segiempat pada piramida  energi, menyatakan jumlah energi tiap satuan luas atau volum yang masuk ke taraf trofi dalam waktu yang terukur (misalnya per jam, per hari, per tahun).

                       

                         

                               

                                                 

                                   

Tugas:

Buatkan bentuk  dan jenis  piramidanya dari pernyataan berikut ini:

1).   Dalam suatu kolam terdapat 10.000 fitoplankton, 500 zooplankton, 150 ikan herbivora, 20ikan karnivora.

2).   Sepetak sawah terdapat 40 bantang jagung, 2 ekor tikus. Pada tubuh tiap-tiap tikus terdapat  20 kutu dan 200 parasit sampar.

3).   Pada suatu daerah terdapat sebatang pohon jambu diperkirakan masa keringnya 50 kg. Pada pohon terdapat sekitar 150 ekor semut merah dengan massa 20 gram, serta hewan pemakan serangga 5 ekor dengan massa 200 gram.

b. Produktivitas dalam ekosistem. Produktivitas menyangkut studi tentang arus energi dalam ekosistem. Energi masuk ke dalam komponen biotik ekosistem melalui produsen, energi ini disimpan dalam bentuk zat organik yang dapat digunakan sebagai bahan makanan dan disebut produksi primer. Ini merupakan parameter untuk menghitung seluruh arus energi yang melalui komponen biotik dalam ekosistem, dan dari sini dapat diukur jumlah kehidupan yang dapat didukung suatu ekosistem.

Dalam pembicaraan tentang matahari tentang matahari sebagai sumber energi, sinar matahari yang ditangkap tumbuhan berbeda-beda banyaknya,tergantung pada ketinggian dari perlukaan laut, juga tergantung dari penutupan oleh tumbuhan suatu daerah. Sebagian kecil energi matahari diserap oelh klorofil dan digunakan memproduksi molekul-molekul organik dan disimpan sebagai energi kimia.  Kecepatan menyimpan energi kimia oleh tumbuhan ini disebut produksi primer kotor (PPK). Lebih kurang 20% dari PPK digunakan oleh tumbuhan sendiri untuk respirasi dan fotorespirasi. Sisanya baru disimpan oleh tumbuhan, dikenal sebagai produksi primer bersih (PPB).

Bila herbivora dan karnivora mengkonsumsi organisme lain, makanan (materi dan energi) dipindahkan dari taraf trofi yang satu ke yang berikutnya. Sebagian dari makanan ada yang tidak tercerna dan segera terbuang dalam proses pencernaan. Untuk hewan yang memiliki saluran pencernaan makanan, ini dalam bentuk tinja. Semua bahan buangan ini disebut egesta. Egesta masing mengandung energi seperti halnya produk buangan organik (ekskreta) seperti urea. Tidak seperti egestra, ekskreta merupakan produk metabolisme hewan sendiri. Hewan juga kehilangan  energi akibat respirasi. Energi yang tersisa dalam heterotrof setelah terbuang  melalui pencernaan, eksresi, dan respirasi  dapat digunakan untuk pertumbuhan, perbaikan dan reproduksi. Produksi oleh heterotrof disebut produksi sekunder, apapun taraf trofinya.

Persamaan berikut merangkum  nasib energi yang dikonsumsi oleh hewan:

1. Makanan yang dikonsumsi= tumbuh + respirasi + egesta + ekskreta.

2. Produktivitas Primer Bersih (PPB) = kecepatan tumbuhan membuat energi kimia (PPK) -  kecepatan tumbuhan menggunakan  energi kimia

Perbandingan energi yang hilang dalam perpindahan energi dari energi matahari ke produksi pertama adalah tinggi.  Perpindahan berikutnya paling sedikit sepuluh kali lebih efisien daripada  transfer awal itu. Efisiensi rata-rata perpindahan energi dari tumbuhan ke herbivor sekitar 10%, dan dari hewan ke hewan lain sekitar 20%. Pada umumnya, herbivora kurang efisien menggunakan makanan dibandingka karnivora, karena bahan tumbuhan mengandung sebagian besar selulosa dan kayu yang sulit bahkan tidak tercerna.

Bila membahas produktivitas tidak lepas dari konsepproduktivitas. Ada tiga hal yang termasuk dalam pembahasan kroduktivitas yaitu:

1).   Hasil bawaan. Basil bawaan atau biomassa adalah jumlah bahan organik pada waktu tertentu per satuan waktu per satuan luas. Hasil bawaan tersebut  dinyatakan dalam jumlah  individu atau biomassa atau kandungan energi,dan selalu dituliskan sebagai berat kering dalam gram atau kilogram/m²/tahun. Suatu populasi yang memiliki hasil bawaan yang besar menunjukkan hasil natalitas dan mortalitas yang rendah. Hasil bawaan maksimum yang dapat memelihara kehidupan sendiri pada daerah itu untuk waktu  yang tidak terbatas disebut daya dukung lingkungan.

2).   Perpindahan materi. Yang dimaksud perpindahan materi adalah perpindahan dari satu daerah melalui emigrasi aktif atau pasif atau dengan pengambilan kembali bahan organik dari peredarannya melalui pembentukan deposit. Konsep produktivitas  melalui perpindahan  materi dari satu daerah per satuan waktu termasuk yang dihasilkan untuk manusia, organisme yang pindah dari satu ekosistem dengan cara migrasi dan pengambilan kembali deposit bahan organik. Hasil potensial maksimum adalah hasil panen terbesar yang dipindahkan dari suatu daerah dengan kondisi lingkungan  dan populasi  yang paling menguntungkan.

3).   Kecepatan produksi. Yaitu jumlah materi yang dibentuk  oleh taraf trofi dari rantai makanan per satuan luas atau volume. Kecepatan produksi ini merupakan kecepatan proses pertumbuhan  yang berlangsung di dalam ekosistem oleh produsen, herbivora, karnivora, dll.

c). Daur Biogeokimia

Dalam ekosistem, komponen biotik senantiasa tergantung pada komponen abiotik, tetapi komponen biotik tidak selalu tergantung pada komponen biotik. Adanya rantai makanan maupun  jaring-jaring makanan  merupakan bentuk dari peristiwa perpindahan materi antar  komponen ekosisten. Materi yang berpindah tersebut berupa senyawa kimia dan perpindahannya melewati komponen biotik dan abiotik (lingkungan fisik). Perpindahan materi itu juga membentuk rantai yang secara alami tidak terputus, sehingga membentuk daur atau siklus. Siklus zat atau materi  atau senyawa kimia yang melalui komponen  biotik dan abiotik dinamakan siklus atau daur Biogeokimia.

Meskipun banyak unsur atau zat penting dalam kehidupan, namun daur biogeokimia pada pokoknya ada tiga jenis.  Masih ingatkah unsur-unsur kimia yang penting bagi kehidupan makhluk  hidup baik karena bahaya maupun manfaatnya? Ketiga jenis daur biogeokimia itu, yaitu:

1.     Daur udara yang meliputi daur oksigen, karbon, nitogen dan sulfur.

2.     Daur air

3.     Daur sedimen/ Fosfor

Daur Nitrogen. Unsur nitrogen (N) merupakan salah satu  unsur yang mutlak diperlukan makhluk  hidup. Nitrogen merupakan salah satu penyusun asam amino dan protein. Selain itu udara kita mengandung sekitar 78-79% nitrogen. Di alam bebas jarang ditemukan nitrogen dalam bentuk senyawa karena nitrogen termasuk unsur yang relatif sukar bereaksi.

Jarang organisme yang dapat mengambil nitrogen (fiksasi) langsung dari udara, kecuali beberapa jenis bakteri dan ganggang hijau-biru yang bersimbiosis dengan tumbuhan tinggi tertentu. Di dalam  tanah yang subur juga mengandung nitrogen, Senyawa nitrogen yang tersedia untuk tumbuhan adalah ion-ion garam nitrat. Bila zat ini terus menerus diserap oleh tumbuhan,maka kadarnya di dalam tanah akan menurun (tanah menjadi tandus). Untuk menghindari ini, dalam budidaya tanaman diperlukan langkah pemupukan,  baik menggunakan pupuk alami atau pupuk kimia buatan (Urea, NKP, ZA).

Setelah senyawa nitrogen diserap tumbuhan, senyawa tersebut  akan disintesis menjadi asam amino, dan selanjutnya diubah menjadi  protein nabati. Bila tumbuhan dimakan oleh hewan atau manusia, senyawa nitrogen  akan masuk ke dalam tubuh  hewan atau manusia dan akan diubah mnejadi protein hewani. Bila tumbuhan, hewan dan organisme lain mati, tubuhnya akan mengalami pembusukan. Senyawa N akan terurai, sebagian akan kembali ke udara dalam bentuk N₂ dan sebagian akan menjagi gas NH₃. Dengan bantuan bakteri Nitrosomonas, Nitrosococcus dan Nitrobacter, amonia akan diubah menjadi senyawa nitrat melalui proses nitrifikasi.

Proses pembongkaran protein hingga terbentuknya nitrat merupakan peristiwa oksidasi, sehingga dibutuhkan oksigen bebas. Di dalam tanah yang kaya senyawa nitrat tetapi lingkungannya kurang oksigen akan hidup dan berkembang bakteri anaerob. Bakteri ini akan mengubah senyawa nitrat menjadi nitrit, dan selanjutnya mengubah menjadi amonia atau NH₃. Peristiwa ini disebut denitrifikasi.

	GAmbar daur nitrogen Sumber : Sains Biolgi 1-b SMU, Bumi Aksara. Hal 93

 

Daur Karbon dan Oksigen. Karbon dan oksigen merupakan unsur  penyusun semua senyawa organik. Sumber karbon di udara bebas adalah karbondioksida (CO₂), Di samping itu ada sumber karbon yang berasal dari batubara, minyak bumi, batu kapur, dan gas alam. Sedangkan sumber oksigen adalah sebagai gas yang bebas di udara dan di air laut. Oksigen merupakan hasilsamping proses fotosintesis. Oleh organisme, oksigen diperlukan untuk pernapasan atau respirasi. Dari proses pernapasan ini dikeluarkan gas karbondioksida. Aliran karbon dan oksigen ke dalam ekosistem paling awal dimulai pr proses fotosintesis oleh produsen.  Masih ingatkah apa saja yang dihasilkan oleh peristiwa fotosintesis dan saat kapan terjadinya (siang/malam)?

	GAmbar daur karbon dan oksigen Sumber : Sains Biolgi 1-b SMU, Bumi Aksara. Hal 94

 

Daur Sulfur.  Sulfur atau belerang merupakan salah satu unsur penyusun protein juga. Di alam sulfur banyak terdapat di kerak bumi. Jalur sulfur diawali dari tumbuhan, dalam bentuk senyawa sulfat.  Di atmosfer sulfer berbentuk gas SO₂.  Gas ini banyak berasal dari gunung berapi serta hasil pembakaran bahan bakar fosil, seperti batubara dan minyak. Peningkatan gas sulfur dioksida di udara menjadi indikasi adanya pencemaran udara yang memicu adanya hujan asam yang disertai dampak ikutan lainnya. Daur belerang dapat disajikan berikut ini.

 

Daur Air.  Sebagian besar zat penyusun tubuh makhluk  hidup adalah air. DI samping sebagai pelarut dalam tubuhnya air juga merupakan zat yang berfungsi untuk pengangkutan dan menjaga stabilitas tubuh. Perpindahan air dari darat, laut, sungai, rawa, atmosfer dan antara organisme dengan lingkungan disebut siklus air. Dengan terjadinya daur air, maka keseimbangan air di alam akan terjaga. Namun demikian, adanya perusakan lingkungan  serta terjadinya pencemaran air oleh proses industrialisasi dan perusakan hutan akan sangat membahayakan umat manusia dan makhluk  hidup lainnya, karena akan mengancam penyediaan air bagi kehidupan.

	GAmbar daur air (siklus pendek dan siklus panjang) Sumber : Sains Biolgi 1-b SMU, Bumi Aksara. Hal 96

 

 Daur Sedimen. Secara alami fosfor dijumpai sebagai fosfat (PO₄⁼, HPO₄⁼, H₂PO₄) yang berbentuk larutan ion-ion fosfat anorganik, larutan fosfat organik, fosfat partikulat (fosfat tidak larut) atau fosfat mineral dalam batuan atau sedimen. Seperti juga semua nutrisi dengan sedimen sebagai cadangannya, sumber fosfat utama adalah batuan kristal yang dilapukkan dan hanyut oleh erosi, tersedia bagi organisme hidup sebagai ion fosfat, memasuka tumbuhan. Jalur yang dilalui fosfor serupa dengan jalur nitrogen dan belerang yang terutama diendapkan sebagai feses. Hanya melalui kebakaran  hutan dan padang rumput fosfat terlepas ke atmosfer. Siklus fosfor  bersifat fase sedimen  itu prosesnya lambat ditambah fosfat yang tidak larut  dalam air hingga kenyataan itu seringkali   terjadi kekurangan fosfor sebagai elemen vital bagi pertumbuhan tanaman. Secara singkat daur fosfor dapat dilihat sebagai berikut :

 

Tugas:

Jelaskan hubungan Saling ketergantungan dengan keseimbangan ekosistem dengan bahasamu sendiri di depan kelas!

C. Dinamika Keseimbangan Ekosistem

Di dalam ekosistem terdapat suatu dinamika yang disebut  rantai makanan, jaring makanan, dan piramida makanan.  Pada sebuah jaring makanan tiap organisme mempunyai fungsi tertentu, setiap organisme terdapat pada tingkatan trofik sebagai produsen, konsumen atau pengurai. Peran tiap konsumen dalam ekosistem adalah  memangsa atau dimangsa. Hal ini penting untuk dipelajari karena pada suatu ekosistem yang seimbang tidak ada satu jenis konsumen yang akan berkembang biak begitu cepat sehingga mendominasi yang lain. Setiap jenis konsumen jumlahnya akan dibatasi oleh pemangsa (konsumen II atau III). Jumlah karnivora  jumlahnya akan dibatasi oleh jumlah hewan yang akan dimangsa dan yang akan memangsa. Demikian juga herbivora jumlahnya akan dibatasi oleh jumlah produsen dan oleh karnivora (pemangsa).

Sebagai contoh di suatu ekosistem hutan terdapat arntai makanan sebagai berikut: rumput ® kijang ® harimau.

Kijang sebagai konsumen I jumlahnya akan bertambah karena sukup makanan, tetapi jumlah tidak akan terus bertambah karena dimangsa oleh harimau (konsumen II). Jumlah harimau akan bertambah menyebabkan jumlah kijang menurun. Karena kijang jumlahnya berkurang, harimau  tidak cukup makanan dan menyebabkan populasi harimau menjadi turun. dengan jumlahnya harimau,jumlah kijang akan bertambah karean hasil pembiakannya yang dimangsa harimau menjadi berkurang. Kijang makin banyak dan hal itu menyebabkan mangsa untuk harimau cukup banyak  akibatnya jumlah harimau meningkat lagi. Demikianlah dalam suatu lingkungan yang seimbang terjadi penurunan dan kenaikan populasi tiap jenis hewan atau tumbuhan dalam batas-batas tertentu, karean itu keseimbangan lingkungan  bersifat dinamis.

Akibat  proses pangsa memangsa jumlah populasi mangsa berkurang tetapi mekanisme putaran umpan balik  komunitas mengendalikan jumlah populasi pemangsa. Dinamika  populasi dengan mekanisme  itu acap kali terganggu  oleh perlakuan manusia. Dengan dalih mengendalikan populasi predator di suatu ekosistem hutan, manusia membuat peraturan antara lain mengizinkan pemburuan predator. Bukannya kondisi yang diharapkan dan dicapai lebih baik, tetapi justru keseimbangan alami seringkali menjadi parah.

 

Diagram mekanisme putaran umpan balik interaksi populasi herbivora dan populasi karnivora

Daftar  Istilah  Penting

Biogeokimia            : Siklus zat atau materi  atau senyawa kimia yang melalui komponen  biotik dan abiotik.

Daya Dukung lingkungan         :Hasil bawaan maksimum yang dapat memelihara kehidupan sendiri pada daerah itu untuk waktu  yang tidak terbatas disebut.

Egesta                    : semua bahan buangan yang yang berasal dari  hewan  yang memiliki saluran pencernaan.

Ekskreta                 : bahan buangan yang yang merupakan produk metabolisme.

Nitrifikasi               : Perbahan senyawa nitrogen yang menghasilkan senyawa nitrat.

Predasi                         : Hubungan antara pemangsa (predator) dengan yang dimangsa.

Produksi Primer            : Produksi materi atau  energi yang dihasilkan oleh kelompok Autotrotrof.

Produksi Sekunder       : Produksi materi atau  energi yang dihasilkan oleh kelompok Heterotrof.

Produktivitas primer     :  jumlah total energi kimia yang berupa bahan organik yang dibentuk oleh tumbuhan epr satuan luas, per satuan waktu