Dokumen tersebut membahas prinsip-prinsip dasar ekologi, meliputi pengertian ekologi, tingkat organisasi makhluk hidup, ekosistem, siklus materi dan energi dalam ekosistem, serta hubungan antara organisme dengan lingkungan."

1. PRINSIP-PRINSIP EKOLOGI
TIM IAD
UNIVERSITAS AIRLANGGA
01/15/13 1

2. Pengertian Ekologi
 Ekologi merupakan cabang ilmu biologi yang
mempelajari hubungan timbal balik antara
makluk hidup dan lingkungannya.
 Kata ekologi pertama diusulkan oleh Ernst
Haeckel (1869; German), dari kata dasar:
“oikos” = rumah; & “logos” = ilmu.
 Ia mendifinisikan ekologi sebagai :
”Suatu keseluruhan pengetahuan yang
mempelajari hubungan total antara
organisme dengan lingkungannya yang
bersifat organik maupun anorganik”.
01/15/13 2

3. Tingkat Organisasi Materi
Atom
Molekul
Protoplasma
Sel
Jaringan
Organ
Sistem Organ
Organisme
Populasi
EKOLOGI
Komunitas
Ekosistem
Ekosfer
Bumi
Planet
Sistem Surya
01/15/13 Galaksi 3

4. EKOSISTEM
 A.G. Tansley (Inggris,1935) memperkenalkan konsep:
Sistem Ekologi/Ekosistem  Sistem antara MH
dengan lingkungannya
 Ekosistem: kesatuan interaksi antara makhluk hidup
dengan lingkungannya
Peran Ekosistem
 Menyangga iklim
 Recycle bahan kimia vital yang diperlukan tum b &
hewan
 Tempat pembuangan limbah manusia
 Mengontrol hama dan penyakit
01/15/13 4
 Menjaga sumberdaya genetik

5. Ekosistem
Menurut Habitat :
1. Ekosistem terestrial  hutan, savana, gurun, tundra dll
2. Ekosistem perairan  air laut dan air tawar
3. Ekosistem estuaria  payau
Struktur Ekosistem
 Komponen abiotis
 Komponen biotis :
 Produsen (Autotrofik)
 Konsumen (Heterotrofik)
 Pengurai/perombak/dekomposer
01/15/13 5

6. EKOSISTEM
01/15/13 6

7. FUNGSI EKOSISTEM
 Agar dapat bertahan hidup, makhluk hidup selain harus
mendapatkan masukan (input) yang terus-menerus materi
dan energi, tapi juga ada keluaran (output) yang dihasilkan
berupa limbah dan panas  Organisme harus dapat
menjaga keseimbangan antara input dan output
 Kelangsungan ekosfer dan ekosistem sangat bergantung
pada siklus materi dan aliran materi
 Siklus materi di ekosfer berlangsung sempurna, akan tetapi
siklus materi di ekosistem tidak harus sempurna, karena
materi dapat mengalir dari satu ekosistem ke ekosistem
lainnya.
 Siklus materi dan aliran energi merupakan sarana
penghubung antara komponen utama dalam ekosistem
01/15/13 7

8. FUNGSI EKOSISTEM
 Aliran energi dalam ekosistem
termanifestasi dalam bentuk rantai
makanan dan jaring-jaring makanan.
 Rantai makanan : sekuen transfer nutrien dan
energi dari satu organisme ke organisme lain
Daun  kelinci  srigala  harimau  dekomposer .
 Jaring makanan : banyak rantai makanan yg
membentuk jaringan
 Piramida makanan : penurunan jumlah/energi
pd setiap tingkat tropik dlm rantai mkn
 hny sktr 10% energi yg ditransfer
pd tingkat tropik di atasnya
01/15/13 8
8

9. a. Rantai makanan b. Jaring makanan
01/15/13 9

10. 01/15/13 10

11.  BIOAKUMULASI
Proses terakumulasinya senyawa dari lingkungan ke dalam tubuh
organisme sehingga kandungan senyawa didalam tubuh organisme
tersebut lebih tinggi dibanding di lingkungannya.
 BIOMAGNIFIKASI
Proses transfer senyawa dari satu organisme ke organisme lain di dalam
suatu rantai makanan.
Contoh : Senyawa DDT
Lumpur danau Udang di Lumpur danau
0,014 ppm 0,4 ppm
Burung pemakan ikan Ikan pemangsa Udang
98,8 ppm 4,0 ppm
01/15/13 11

12. HABITAT & NICHE
 HABITAT : tempat tinggal suatu organisme
 NICHE : “status fungsional” organisme dalam ekosistem
sehubungan dgn tempat tinggal, tingkah laku, sifat atau
aktivitas lain
 Competitive Exclusion Principle  tidak ada 2 spesies
dlm ekosistem yg sama, dpt menempati relung ekologi yg
sama
 Spesies berbeda mungkin dapat hidup dalam habitat yang
sama, tetapi mempunyai relung ekologi yang berbeda
 Spesies berbeda dapat menempati relung ekologi yang
sama di dalam ekosistem, tetapi berlokasi di tempat yang
berbeda  ecological equivalent
01/15/13 12

13. DAYA DUKUNG LINGKUNGAN
(CARRYING CAPACITY)
 Jumlah individu maksimum dari suatu spesies
yang dapat hidup dalam suatu ekosistem
ditentukan oleh luas relung yang tersedia bagi
spesies tersebut.
 Konsep relung dapat digunakan untuk
menjelaskan mengapa ukuran populasi dari
suatu spesies yang terdapat dalam ekosistem
tetap konstan dari waktu ke waktu dalam waktu
yang relatif lama meski selalu mendapatkan
tambahan anak.
01/15/13 13

14. PERUBAHAN DALAM EKOSISTEM
 Keseimbangan alam bukan berarti bahwa ekosistem tidak berubah.
 Ekosistem sangat dinamis, dan tidak statis.
 Komunitas tumbuhan dan hewan yang terdapat dalam beberapa
ekosistem secara gradual selalu berubah karena adanya perubahan
lingkungan fisiknya.
 Pergantian suatu komunitas dengan komunitas lain dalam ekosistem
dikenal sebagai Suksesi ekologi
 Suksesi ekologi dibedakan atas:
 Suksesi primer
 Terjadi di ekosistem yang sebelumnya tidak berkehidupan
 Perubahan diawali oleh spesies pioner menuju ekosistem
klimaks
 Suksesi sekunder
 Terjadi di ekosistem yang sebelumnya telah berpenghuni
 Penyebab: kebakaran, banjir dll.
 Ekosistem klimaks: ekosistem yang telah mencapai puncak
kestabilan. Ekosistem klimaks cenderung bertahan lama dan stabil
selama kondisi lingkungan tidak berubah secara drastis
01/15/13 14

15. STABILITAS DALAM SISTEM KEHIDUPAN
 Organisme, populasi, komunitas, dan ekosistem
mempunyai kemampuan untuk melawan atau
mengatasi perubahan atau tekanan dari luar (memiliki
tingkatan stabilitas)
 Setiap organisme mempunyai kisaran toleransi tertentu
terhadap faktor lingkungan fisik dan kimia.
 Toleransi organisme terhadap faktor lingkungan
menentukan kelimpahan dan distribusinya dalam
ekosistem
 Ada beberapa istilah :
 Steno  sempit
 Eury  luas
contoh : steno/euryhydrik,
steno/eurythermal,
steno/euryhalin.
01/15/13 15

16. Kisaran toleransi organisme terhadap
faktor lingkungan
Kisaran toleransi
Optimum
Stress Stress
Jumlah organisme yang survive
Zona Zona letal
letal
01/15/13
Intensitas faktor lingkungan 16

17. KISARAN TOLERANSI ORGANISME
TERHADAP FAKTOR LINGKUNGAN
Zona Zona
Zona Teg. Zona
tak Teg. tak
Fisiologis Fisiologis
toleran toleran
Optimum
POPULASI
Pusat
Hewan Hewan
jarang penyebaran
jarang
kelimpahan
Hewan hewan terbesar Hewan
tak ada tak ada
Batas Rendah Gradien faktor Tinggi Batas
bawah atas
01/15/13
toleransi
lingkungan toleransi
17

18. A B C
B C
01/15/13 18

19. RESPONS ORGANISME TERHADAP
PERUBAHAN LINGKUNGAN
Strategi hewan dalam merespons
perubahan lingkungan di luar batas kisaran
toleransinya, di antaranya:
 Mengubah penampakannya dan fungsi
tubuhnya.
 Melakukan migrasi (pindah tempat)
 Melakukan hibernasi (istirahat selama musim
dingin atau kemarau yang panjang)
01/15/13 19

20. MATERI DAN ENERGI
Materi = segala sesuatu yg memiliki massa &
menempati ruang
Hukum Konservasi Materi:
“Materi tidak dapat diciptakan/dimusnahkan,
hanya berubah bentuk dari satu bentuk materi
ke bentuk materi yang lain”
Dalam pemanfaatnya  Manusia hanya mengubah dari
satu bentuk materi ke bentuk lainnya  manusia tidak
dapat menciptakan serta menghancurkannya
01/15/13 20

21. HUKUM TERMODINAMIKA
Termodinamika: cabang Fisika yang membahas
hubungan di antara bentuk-bentuk energi
Hk. Termodinamika  punya aplikasi ekologis yang
sangat penting
 Hk. Termodinamika-I :
 Transmisi/pemindahan & transformasi/perubahan
energi
 Hk. Termodinamika-II :
 Entropi sistem yang terisolasi selalu meningkat
01/15/13 21

22. Hukum Kekekalan Energi
(Hukum I Termodinamika)
 Energi tidak dapat diciptakan atau
dimusnahkan, tetapi berubah dari satu bentuk
ke bentuk lainnya.
 Energi yang hilang dari sistem sama dengan
energi yang ditangkap oleh lingkungannya.
 Input energi selalu sama dengan output energi
01/15/13 22

23. Hukum-II Termodinamika:
 Semua proses (dalam sistem energi
mengalir) tidak dapat berbalik, dan selalu
dibarengi dengan penurunan keteraturan
(penurunan kualitas)
 Energi selalu terdegradasi menjadi
bentuk yang lebih terdispersi sebagai
panas pada suhu rendah
01/15/13 23

24. Konversi Energi Matahari ke Energi
Kimia dalam Makanan
Energi Energi Energi
kimia kimia mekanik Limba
Mat (fotosinte- (makanan) (bergerak h
sis) , panas
aha
berfikir,dll
ri )
Limba Limba Limba
h h h
panas panas panas
01/15/13 24

25. HK. KONSERVASI MATERI,
HK. TERMODINAMIKA
DAN KRISIS LINGKUNGAN
 Hukum konservasi materi dan hk termodinamika
(I & II) memberikan kunci pemahaman dan
penyelesaikan thd permasalahan lingkungan
 Diaplikasikan oleh masyarakat “matter-recycling”
(masyarakat berkelanjutan)  reusing & recycling ---
meningkatkan pertumbuhan ekonomi tanpa
menurunkan SDA
 Bukan pada masyarakat “throwaway” (penghasil
dan pembuang sampah)  tipe masyarakat ini
hny dapat berkelanjutan dgn suplai energi yg tak
terbatas
01/15/13 25

26. Masyarakat Satu-Arah
Tidak-Berkelanjutan
Energi Masyarakat Energi L-Q
H-Q
Satu Arah Panas
(One-Way or
Throwaway) Limbah di air,
darat dan
Materi udara
01/15/13 26

27. Masyarakat
Berkelanjutan
Recycling
Energi
Energi
Masya- L-Q
H-Q
rakat Panas
Berke-
Materi lanjutan Kontrol Output Limbah
Pencemaran Materi Materi
Recycle &
Reuse
01/15/13 27

28. ENERGI SURYA : SUMBER
ENERGI UNTUK KEHIDUPAN DI
BUMI
 Energi Surya = Energi Radiant atau
Radiasi Elektromagnetik bergerak melalui
udara sebagai gelombang listrik dan
magnet (Gel. Elektromagnetik)
 Kecepatan gelombang elektromagnetik ini
300.000 km/detik, mencapai bumi sktr 8
menit  jarak matahari – bumi = 150 juta
km
 Hanya 0,000000002 dari total energi
surya yang diterima oleh bumi.
01/15/13 28

29. Spektrum Gelombang
Elektromagnetik Matahari
Energi Tinggi, Gel. Pendek Energi Rendah, Gel. Panjang
Sinar Sinar Sinar UltraViol- Sinar Infra Mer-
UltraViol- Infra Micro TV wa- Radio
Kosmik Gama X=Xrays Jauh dekat Tampakdekat Mer-jauhwave ve wave
Energi matahari yang Kembali ke angkasa
sampai ke bumi
01/15/13 29

30. Komponen Dasar Suatu
Ekosistem
Panas
Makrokonsumer
sekunder
Panas
Dekomposer atau
Mikrokonsumer Panas
Makrokonsumer
primer
Abiotik (nutrien Panas
tumbuhan)
Produser Panas
Aliran energi satu arah
01/15/13 30
Siklus bahan kimia

31. Bioma: Ekosistem
Utama Daratan
 Struktur suatu ekosistem ditentukan oleh
adanya faktor pembatas  faktor tunggal
yang paling tidak tercukupi dalam
sebuah ekosistem & menjadi faktor
penentu ada tidaknya suatu spesies
tumbuhan dan hewan  curah hujan
 Bioma
 Hutan hujan tropis, hutan musim, savana,
gurun, tundra
01/15/13 31

32. SIKLUS KIMIA DALAM EKOSISTEM
 Kehidupan disusun oleh: Karbon, Oksigen,
Hidrogen, Nitrogen, Fosfor dan Sulfur = 95%
massa makhluk hidup, nutrien makro
 Nutrien mikro = besi, mangan, tembaga,
yodium dan lainnya
 Nutrien makro harus secara kontinyu didaur-
ulang melalui siklus biogeokimia.
 Terdapat 3 tipe siklus biogeokimia: gas,
sedimen, dan hidrologi.
01/15/13 32

33. SIKLUS BIOGEOKIMIA
 Siklus gas meliputi siklus karbon, oksigen, dan
nitrogen; di mana atmosfer merupakan
reservoar utama dari siklus ini.
 Siklus sedimen memindahkan materi dari
daratan ke laut, kemudian kembali lagi ke
daratan; meliputi siklus fosfor, kalsium, sulfur,
magnesium, dan kalium.
 Siklus hidrologi merupakan siklus pergerakan
air dari laut ke daratan, dan kemudian kembali
lagi ke laut.
01/15/13 33

34. 01/15/13 34

35. SIKLUS CO 2
01/15/13 35

36. SIKLUS NITROGEN
01/15/13 36

37. 01/15/13 37