2.2 Ecosystem Structure

Cheng Shan Noe - http://nusaindah.wordpress.com Ilmu Pengetahuan Lingkungan

2.2 Ecosystem Structure. Struktur berkenaan dengan bagian-bagian dan cara seluruh bagian-bagian tersebut menjadi terpadu. Ada dua aspek kunci untuk seluruh ecosystem : biota atau komunitas biotik dan faktor-faktor lingkungan abiotik. Cara berbagai katagori organisme menjadi satu paduan disebut sebagai biotic structure (struktur biotik) (1, p. 27). 2.2.1 Biotic Structure. Bagaimanapun keragaman ecosystem-ecosystem yang ada, semuanya mempunyai kesamaan struktur biotik, ditinjau dari saling keterkaitan makan-memakan (feeding relationship) (1, pp. 27-28). Katagori Organisme. Katagori utama organisme adalah sbb. : (1) producers, (2) consumers dan (3) detritus feeders dan decomposers. Secara bersama-sama, kelompok-kelompok ini menghasilkan makanan, meneruskannya kedalam flood chains (rantai-rantai makanan) dan mengembalikan material awal kembali menjadi bagian abiotikabiotik dari lingkungan (1, p. 28). Producers. Yang tergolong sebagai producers terutama tumbuhan-tumbuhan hijau, yang menggunakan energi cahaya yang berasal dari matahari untuk merubah karbon dioksida (yang diserap dari udara atau air) dan air menjadi zat gula (glucose / glukosa) dan juga melepaskan oksigen sebagai produk ikutan. **Fig. 2-5, 1, p. 28. Producers dalam seluruh ecosystem Konversi kimia-wi yang utama adalah tumbuhan hijau, karena tumbuhan tersebut demikian ini, yang dipacu oleh mengandung pigmen hijau, chlorophyll. Chlorophyll energi cahaya (energi surya), menyerap energi cahaya, yang kemudian dipakai untuk menghasilkan glukosa dari karbon dioksida dan air, serta disebut photo-synthesis melepaskan oksigen sebagai produk ikutan.... Glucose, (fotosintesis). Tumbuhan bersama dengan beberapa mineral nutrient tambahan dari dapat membentuk semua tanah, dipakai dalam menghasilkan seluruh jaringan molekul-molekul yang tumbuhan, yang menjadikannya tumbuh. kompleks (rumit) yang membentuk tubuhnya dari glukosa yang dihasilkan dari proses foto-sintesis, ditambah dengan beberapa mineral nutrients seperti nitrogen, phosphorus, potasium, dan sulfur yang diserapnya dari tanah atau dari air (1, p. 28).

hal. 23


Molekul tumbuhan yang berfungsi menyerap energi cahaya untuk proses fotosintesis adalah apa yang disebut sebagai chlorophyll, pigment (zat warna) berwarna hijau. Oleh karenanya, tumbuhan yang menjalankan fotosintesis dengan mudah dapat dikenali dari warnanya yang hijau. Dalam beberapa kasus, warna hijau berbaur dengan tambahan warna lain yaitu merah dan coklat. Itulah sebabnya ganggang merah dan ganggang coklat juga menjalankan fotosintesis. Producers terdapat dalam rentang keragaman mulai dari yang mikroskopis, ganggang ber-sel tunggal, tumbuhan berukuran sedang seperti rumput, sampai ke pohonpohon berukuran raksasa. Setiap ecosystem utama, baik aquatic maupun terrestrial, memiliki producers tertentu yang melangsungkan fotosintesis (1, p. 28).

Fig. 2-6, 1, p. 29. Organik dan inorganik. Air dan molekul-molekul sederhana yang dijumpai dalam udara, bebatuan, dan tanah adalah inorganik. Producers, mempergunakan energi cahaya, merubah bahan-bahan inorganik menjadi bahan-bahan organik. Material-material organik kemudian diuraikan kembali menjadi material-material inorganik dengan jalan pembakaran atau pencernaan, yang juga melepaskan energi. Secara kimiawi, senyawa organik mengandung ikatan-ikatan karbon-karbon dan karbon-hidrogen yang tidak dijumpai dalam material-material inorganik.

Istilah organic dipakai untuk menyatakan bahwa : keadaannya yang terkait dengan seluruh material yang membentuk organisme hidup, sebagai contoh misalnya : molekul-molekul seperti protein, lemak, dan karbohidrat. Demikian juga, material-material yang merupakan produk-produk spesifik dari organisme hidup, seperti daun-daun yang mati, kulit, gula dan kayu, dipandang termasuk organik. Di sisi lain, material-material dan zat-zat kimia yang ada dalam udara, air , bebatuan dan mineral-mineral, yang ada terpisah dari aktifitas organisme hidup, dipandang termasuk inorganic. Ciri kunci dari material dan molekul-molekul organik adalah dalam bagian terbesar terbentuk dari ikatan atom karbon dan hidrogen, yang merupakan suatu struktur yang tidak dijumpai dalam material-material inorganik. Struktur karbon-hidrogen bermula dari proses fotosintesis. Atom hidrogen diambil dari molekul udara dan atom karbon diambil dari karbon dioksida yang dipadukan bersama membentuk senyawa organik dalam proses fotosintesis. Tumbuhan-tumbuhan hijau mempergunakan cahaya sebagai sumber energi untuk menghasilkan mulokul-molekul organik yang kompleks yang dibutuhkan oleh tubuhnya dari bahan-bahan kimia sederhana (karbon dioksida, air, dan hal. 24


nutrients minerals) yang terdapat dalam lingkungan. Pada saat konversi dari inorganik menjadi organik terjadi, sejumlah energi cahaya menjadi tersimpan dalam senyawa-senyawa organik (1, p. 29). Seluruh organisme dalam ecosystems selain tumbuhan hijau memakan material-material organik baik sebagai sumber energi ataupun nutrients. Yang demikian ini tidak hanya semua binatang, tapi juga fungi (jamur) serta organisme-organisme serupa, kebanyakan bakteri, dan bahkan beberapa tumbuhan tingkat yang lebih tinggi yang tidak diperlengkapi dengan chlorophyll yang oleh karena ini tidak dapat melangsungkan fotosintesis(1, pp. 2930). Oleh karena itu, tumbuhan hijau, yang dapat menjalankan proses fotosintesis, mutlak memegang peran penting untuk seluruh komponen ecosystems. Fotosintesis yang berlangsung didalamnya dan pertumbuhannya adalah proses menghasilkan material-material organik yang menunjang seluruh organisme lainnya dapat tetap bertahan hidup dalam ecosystem-nya yang terkait (1, p. 29). Seluruh organisme yang ada dalam biosfir dapat dibagi dalam 2 katagori : autotrophs dan heterotroph , berdasarkan apakah organisme tersebut menghasilkan atau tidak menghasilkan senyawa-senyawa organik yang dibutuhkannya untuk dapat bertahan hidup dan tumbuh. Organisme-organisme seperti tumbuhan hijau, yang menghasilkan sendiri material-material organik dari bahan-bahan inorganik yang terdapat dalam lingkungan dengan mempergunakan sumber energi eksternal (yang berasal dari luar) disebut autotroph. Seperti telah disebutkan terdahulu, autotroph yang terpenting dan terkenal sejauh ini adalah tumbuhan hijau (green plants), yang mempergunakan Chlorophyll untuk menangkap energi cahaya untuk fotosintesis. Walaupun demikian, beberapa bakteri mempergunakan pigmen warna ungu untuk fotosintesis, dan beberapa bakteri lainnya mendapatkan energi dari zat-zat kimia inorganik tertentu yang mengandung banyak energi. Organisme lain yang harus terlebih dahulu mengkonsumsi material organik untuk memperoleh energi dan nutrients disebut heterotroph Heterotroph dapat dibagi dalam beberapa sub-katagori, dua sub-katagori utama adalah : consumer (yang memakan mangsa hidup), detritus feeders, dan decomposers yang ke-dua-dua-nya mengkonsumsi organisme-organisme mati atau produk-produk-nya (1, p. 30). Consumers. Consumers terdiri dari organisme yang sangat bervariasi, mulai dari yang berukuran mikroskopis seperti bakteri, sampai yang berukuran sebesar ikan paus biru, termasuk juga dalam kelompok ini ; berbagai jenis protozoa, cacing, ikan dan kerang, serangga, reptil, binatang amfibi, burung-burung, binatang-binatang menyusui (termasuk manusia) (1, p. 30). Untuk dapat memahami struktur ecosystem, consumer dibagi dalam beberapa sub-kelompok menurut sumber makanan-nya. Binatang-binatang, dari yang sebesar gajah sampai yang sekecil rayap yang memakan langsung producers disebut sebagai primary consumers, yang juga sering kali disebut sebagai herbivores (herbivora = pemakan tumbuhan) (1, p. 30). Binatang-bintang yang memangsa / memakan primary consumers disebut secondary consumers.

hal. 25


Rusa-rusa besar yang pemakan tumbuhan adalah primary consumers, sedangkan srigala-srigala pemakan rusa besar adalah secondary consumers. Masih ada lagi third, fourth, atau tingkat consumers yang lebih tinggi, dan binatangbinatang ter-tentu dapat menempati lebih dari satu posisi dalam tingkat skala consumers. Sebagai contoh misalnya, manusia, dia adalah primary consumers pada saat dia makan sayur-sayur-an, namun juga secondary consumers pada saat dia makan daging, dan third-level consumer pada saat dia makan ikan yang hidupnya dari memakan ikan yang lebih kecil yang hidupnya dari memakan ganggang. Secondary dan consumers dalam urutan selanjutnya disebut carnivores (karnivora = pemakan daging). Consumers yang memakan baik tumbuhan maupun binatang disebut omnivores (omnivora = pemakan segala) (1, p. 30). Dalam suatu hubungan dimana satu binatang menyerang, membunuh, dan memakan binatang lainnya, binatang penyerang dan pembunuh tersebut disebut predator , dan binatang yang terbunuh disebut prey. Diantara kedua binatang ini terdapat suatu hubungan yang disebut sebagai predator-prey relationship (1, p. 30).

Fig. 2-9, 1, p.31. Macam-macam parasit. Hampir seluruh kelompok besar organisme paling tidak beberapa anggotanya yang bersifat parasit terhadap anggota lainnya. Diperlihatkan disini (a) benalu, yang merupakan parasit tumbuhan. Yang seperti tali-tali berwarna oranye adalah ranting-ranting benalu dengan mana ia mengisap getah-getah tumbuhan yang menjadi mangsanya, benalu yang diperlihatkan disini tidak mempunyai daun dan tidak juga memiliki chlorophyll. (b) Cacing-casing Ascaris lumbricoides , parasit terhadap manusia yang terbesar dapat mencapai panjang sampai 35 cm. (c) Lamprey menyerang ikan salmon. Lamprey merupakan parasit untuk ikan.

Parasit adalah katagori penting lainnya dari kelompok consumers. Parasit adalah organisme, baik tumbuhan atau binatang, yang menjadi terkait erat dengan mangsanya dan mengambil makanan dari mangsanya tersebut dalam waktu yang relatif lama, pada umumnya tidak bersifat membunuh (paling tidak, tidak segera), namun sering kali melemahkan mangsanya hal. 26


sehingga menjadi lebih rentan untuk dapat terbunuh oleh predator lainnya atau oleh kondisikondisi yang merugikan. Tumbuhan atau binatang tempat dimana parasit mendapat makanannya disebut host. Jadi yang dibicarakan dalam alinea ini juga tentang adanya suatu hubungan yang disebut sebagai host-parasites relationship (1, pp. 30-31). Banyak sekali ragamnya organisme-organisme yang bersifat parasit. Berbagai macam cacing adalah contoh yang sudah amat dikenal, juga protozoa-protozoa tertentu, serangga, dan bahkan binatang menyusui tertentu, seperti kelelawar pengisap darah dan juga tumbuhan tertentu (benalu) termasuk dalam jenis parasit. Banyak dari penyakit tumbuhan dan beberapa penyakit binatang disebabkan oleh fungi (jamur). Bahkan, sebenarnya setiap kelompok utama organisme paling tidak memiliki satu anggota yang bersifat parasit. Parasit dapat hidup didalam atau diluar mangsanya (1, p. 31). Contoh producers dan consumers, dan feeding relationship diantara ke-dua-nya, diperlihatkan dalam Fig. 2-10.

fig.2-10, 1-p.32 consumers.

Common feeding (trohic) relationships among producers and

hal. 27


Detritus Feeders dan Decomposers. Material tumbuhan yang mati seperti daun-daun yang gugur, ranting dan batang pohon yang mati, rumput dan alang-alang yang telah mati, kotoran bintang, dan tubuh binatang yang mati disebut sebagai detritus (dibaca : di-TRI-tus). Banyak organisme yang terkhususkan pemakan detritus, yang kemudian consumers jenis ini disebut sebagai detritus feeders atau detritivores contohnya : cacing tanah, rayap, semut dll.... (1, p. 31). Kelompok terpenting detritus feeders utama adalah decomposers, yang disebut fungi (jamur) atau bacteria (bakteri). Organisme-organisme ini mengeluarkan enzim-enzim yang melancarkan pencernaan yang menyebabkan menjadi hancurnya kayu, sebagai contoh misalnya, menjadi gula sederhana dimana kemudian jamur atau bakteri menyerapnya untuk keperluan kelangsungan hidupnya. Walaupun jamur dan bakteri disebut sebagai decomposers karena kelakuannya yang unik, jamur dan bakteri dikelompokkan dalam detritus feeders karena fungsinya dalam ecosystem adalah sama. Pada gilirannya, decomposers akan dimakan oleh semacam secondary detritus feeders seperti protozoa, rayap, serangga dan cacing. Pada saat jamur atau decomposers lainnya mati, tubuhnya menjadi bagian dari detritus dan sumber energi serta nutrients untuk yang menjadi detritus feeders dan decomposers selanjutnya (1, p. 31). Ringkasnya, walaupun ecosystem tampil dalam satu keragaman, semua memiliki struktur biotik (biotic structure) yang sama. Semuanya dapat dijelaskan dalam batasan autotrophs atau producers, yang menghasilkan bahan-bahan organik yang kemudian menjadi sumber energi dan nutrients untuk heterotrophs, yang dapat kemudian dikelompokkan lagi dalam berbagai katagori sebagai consumers, detritus feeders dan decomposers (1, p. 31). Feeding Relationship : Food Chains, Food Webs, and Trophic Levels. Dalam menjelaskan struktur biotik ecosystem, sangat jelas bahwa interaksi-interaksi utama diantara organisme yang melibatkan feeding relationships. Kita dapat menyebutkan tak terkira banyaknya jalur pintasan dimana satu organisme dimakan oleh yang berikutnya, yang kemudian dimakan lagi oleh yang berikutnya lagi, dst....... Masing-masing jalur pintasan tersebut disebut food chain (rantai makanan) (1, p. 33). Suatu populasi herbivora memakan berbagai jenis tumbuhan, dan kemudian herbivora ini dimangsa oleh beberapa secondary consumer atau omnivora. Sebagai konsekuensinya, sebenarnya seluruh rantai-rantai makanan saling berkaitan dan membentuk suatu “complex web of feeding relationship”. Istilah food web dipakai untuk menyatakan jaringan yang kompleks dari rantai-rantai makanan yang saling berkaitan (interconnected) (1, p. 33). Walaupun rantai makanan teoritis jumlahnya banyak dan food webs rumit sifatnya, terdapat pola keseluruhan yang sederhana : Semua rantai makanan pada dasarnya menjurus pada serangkaian tahap atau tingkatan, dari producers kepada primary consumer (atau primary detritus feeders) kemudian ke secondary consumers (atau secondary detritus feeders), dan seterusnya... Feeding Levels yang semacam ini disebut trophic levels. Seluruh producers termasuk dalam trophic level 1, seluruh primary consumers (dalam kata lain : herbivora) baik yang memakan producers yang masih hidup ataupun yang telah mati, termasuk dalam trophic level 2, organisme yang memakan herbivora-herbivora ini termasuk dalam trophic level 3, dan seterusnya .... (1, p. 33).

hal. 28


Fig. 2-11, 1, p. 32. Feeding (Trophic) relationship antara primary detritus feeders, secondary detritus feeders, dan consumers. Organisme-organisme yang memakan detritus mendukung banyak organisme lainnya untuk dapat hidup dalam tanah, dan ini, pada gilirannya, akan dimakan oleh consumers yang lebih besar.

Fig. 2-12, 1-p. 33. Ringkasan tentang bagaimana organisme hidup secara ekologis dikelompokkan menurut atribut apa yang menjadi makanannya.

hal. 29


Apakah menunjukkan struktur biotik dari suatu ecosystem menurut rantai makanan, food webs, atau trophic levels, haruslah terlihat, melalui masing-masing feeding step , bahwa disana ada pergerakan mendasar nutrients kimiawi dan penyimpanan energi yang terkandung didalam yang dimakan dari satu organisme (atau dari satu tingkat organisme) ke yang berikutnya. Pembandingan diagramatis dari rantai makanan, food web, dan trophic level diperlihatkan dalam Fig. 2-13a. Marine food web diperlihatkan dalam Fig. 2-13b (1, p. 33).

hal. 30


Ada berapa trophic level disana ? Biasanya, dalam suatu ecosystem tidak lebih dari tiga atau empat. Jawaban yang demikian ini diperoleh dari observasi langsung. Biomass, atau berat total gabungan (netto kering), semua organisme pada masing-masing trophic level yang dapat diperkirakan dengan mengumpulkan (atau menangkap) dan menimbang sample yang diperoleh. Dalam terrestrial ecosystems, biomass kurang lebih 90 – 99 % lebih sedikit pada masing-masing trophic level yang lebih tinggi. Bila biomass producers di suatu lahan rumput adalah 10 ton (20 000 pounds) per acre, biomass herbivora tidaklah akan lebih dari 2 000 pounds, kemudian karnivora tidak akan lebih dari 200 pounds. Mengambarkan hal yang demikian ini secara grafis, maka dihasilkan sesuatu yang disebut sebagai biomass pyramid seperti yang diperlihatkan dalam Fig. 2-14 (1, p. 33).

Fig. 2-14, 1-p. 35. Biomass pyramid (Piramida Biomasa). Representasi grafis biomasa (total gabungan masa organisme) pada trophic level berurutan membentuk semacam piramida.

Biomass berkurang demikian banyak pada saat naik ke tingkat berikutnya terutama karena banyak makanan yang dikonsumsi oleh heterotroph tidak di-konversi menjadi jaringan tubuh heterotroph tersebut, melainkan diuraikan sehingga energi yang terkandung didalamnya dilepaskan dan dipergunakan oleh heterotroph tersebut. Sangat jelas untuk diamati bahwa semua heterotroph tergantung pada masukan menerus bahan-bahan organik segar yang dihasilkan oleh autotroph (tumbuhan hijau). Tanpa input yang demikian, heterotroph semuanya akan kehabisan makanan dan menderita kelaparan (1, pp. 33-35).

hal. 31


Fig. 2-15, 1-p. 36. Gerakan nutrients (panah warna biru) dan gerakan energi (panah warna merah) dan gerakan ke-dua-dua-nya (panah warna coklat) melalui ecosystem. Nutrients mengikuti suatu siklus, yang dipakai lagi, dan lagi. Energi cahaya diserap oleh producers dilepaskan dan hilang sebagai energi panas pada saat ia “dimanfaatkan”.

Pada saat terjadi penguraian material-material organik, elemen-elemen kimiawi dilepaskan kembali ke lingkungan dalam keadaan inorganik, yang kemudian akan diserap kembali oleh autotroph (producers). Jadi, terdapat suatu siklus nutrients dari lingkungan melalui organisme dan kembali ke lingkungan. Energi yang dipakai, di sisi lain, hilang sebagai panas yang dilepaskan dari tubuh-tubuh masing-masing (lihat Fig. 2-15). Seluruh rantai makanan, food webs, dan trophic levels harus dimulai dengan producers , dan producers harus mempunyai kondisi lingkungan yang menunjang pertumbuhannya. Menurut konsep biomass pyramid, populasi semua heterotroph, termasuk manusia, benarbenar terbatasi oleh apa yang dapat dihasilkan oleh tumbuhan, bila ada faktor yang hal. 32


menyebabkan kapasitas produktif tumbuhan hijau menjadi menurun, maka semua organisme lain pada trophic level yang lebih tinggi juga akan menjadi berkurang (1, p. 35). Nonfeeding Relationships. Mutually Supportive Relationship. Struktur keseluruhan dari ecosystems didominasi oleh feeding relationships. Dalam suatu feeding relationship, kita umumnya berfikir bahwa satu species memperoleh keuntungan, sementara yang lainnya menjadi terancam. Sebenarnya, terdapat banyak hubungan-hubungan (relationships) yang menghasilkan kondisi saling menguntungkan, fenomena ini disebut sebagai mutualism. Contoh yang sudah dikenal adalah hubungan antara bunga dan serangga. Serangga diuntungkan dengan menemukan minuman yang sangat lezat dari bunga-bunga dan tumbuhan diuntungkan dengan terbantu dalam dapat terjadinya proses penyerbukan. Contoh lain dijumpai di laut-laut tropis : Ikan Badut (Clownfish) kebal terhadap racun yang terdapat pada gurita suatu tumbuhan laut, yang digunakan untuk menghentikan gerak mangsanya, sehingga ikan-ikan ini dapat memakan detritus yang terdapat di sekeliling tumbuhan laut tersebut, dimana pada saat yang sama juga memperoleh perlindungan dari serangan predator yang mungkin ada yang tidak kebal terhadap racun yang Fig. 2-16, 1-p. 36. Hubungan mutualistik, dimana kedua dikeluarkan tumbuhan laut species saling diuntungkan, yang terjadi antara ikan badut dengan sejenis tumbuhan laut. tersebut, sementara tumbuhan laut diuntungkan dengan dilakukannya suatu pembersihan oleh ikan tersebut (1, p. 35). Dalam beberapa kasus, hubungan mutualistik telah menjadi sedemikian erat sehingga species yang terlibat tidak mampu lagi hidup sendiri. Contoh klasiknya adalah kelompok tumbuhan yang disebut lichens. Tumbuhan lichens sebenarnya terdiri dari 2 organisme : jamur dan ganggang. Jamur memberikan perlindungan terhadap ganggang, membuat ganggang menjadi dapat bertahan hidup dalam habitat-habitat yang kering, dimana ganggang pada kondisi demikian tidak dapat hidup menyendiri, dan ganggang, yang termasuk sebagai producers, menyediakan makanan untuk jamur, yang termasuk jenis heterotroph. Dua species yang hidup bersama dalam hubungan yang sangat erat disebut mempunyai suatu hubungan symbiotic . Arti kata symbiosis itu sendiri memang berarti ”hidup bersama” dalam suatu kesatuan yang erat (sym = bersama, bio = hidup), namun tidak tegas/jelas apakah saling menguntungkan atau menghasilkan kerugian di satu fihak atau di kedua fihak. Oleh karena itu, hubungan symbiotic dapat berupa parasitic relationships, namun juga dapat berupa mutualistic relationships (1, p. 37). Sementara yang tidak terkatagorikan mutualistik, tak terhitung banyak relationships dalam suatu ecosystem yang dapat dipandang sebagai pendukung sustainability keseluruhan. Sebagai contoh, detritus yang berasal dari tumbuhan menjadikan adanya makanan untuk decomposers dan detritus feeders yang tinggal dalam tanah seperti cacing tanah. Jadi hal. 33


organisme-organisme ini diuntungkan dengan adanya tumbuhan, namun juga tumbuhan diuntungkan karena aktifitas organisme-organisme ini merupakan alat pelepas nutrients dari detritus serta mengembalikan nutrients kedalam tanah sehingga nutrients tersebut kembali menjadi dapat dipakai oleh tumbuhan. Dalam contoh lain, burung-burung pemakan daging diuntungkan oleh tumbuhan dengan menjadi tersedianya bahan untuk membuat sarang dan tempat di pepohonan, sementara komunitas tumbuhan diuntungkan karena burung-burung tersebut memakan dan oleh karenanya menurunkan populasi serangga herbivora. Bahkan dalam predator-prey relationships, beberapa kondisi saling menguntungkan dapat terjadi. Terbunuhnya mangsa-mangsa individual yang lemah atau telah terkena penyakit akan menguntungkan populasinya secara keseluruhan karena menjadi terjaganya tetap sehat. Predators dan parasites juga dapat mencegah populasi herbivora menjadi demikian berlimpah yang akan menjadikan lingkungannya menjadi overgraze (rerumputan, semak belukar, tumbuhan diambil/terambil melampaui batas) (1, p. 37). Competitive Relationships. Menyimak konsep food webs, dapat terlihat bahwa species binatang berada dalam kompetisi besar yang “free-for-all” antara satu sama lain. Dalam kenyataannya kompetisi yang dahsyat jarang sekali terjadi, karena masing-masing species cenderung untuk mengkhususkan dan menyesuaikan diri pada habitat dan/atau niche – nya masing-masing (1, p. 37). Habitat terkait dengan jenis tempat, ditentukan oleh komunitas tumbuhan dan lingkungan fisik, dimana suatu species secara biologis beradaptasi (menyesuaikan diri) untuk hidup. Sebagai contoh, hutan deciduous (tumbuhan yang berganti daun), rawa, lahan terbuka berrumput/alang-alang/semak-belukar (an open grassy field) menunjukan tipe-tipe habitat. Tipe-tipe hutan (misalnya conifer vs. deciduous, conifer = kayu / pohon jarum, deciduous = tumbuhan yang berganti daun) menyajikan habitat yang jelas dapat di-per-beda-kan dan mendukung beragam kehidupan liar (wildlife) (1, p. 37). Walaupun pada mana species yang berbeda mendiami habitat yang sama, kompetisi yang terjadi jarang terjadi atau sama sekali tidak terjadi, hampir seluruhnya, karena masing-masing species memiliki niche-nya sendiri-sendiri. Suatu animal’s niche (niche-nya binatang, niche = ceruk, relung atau tempat) mengacu pada : yang dimakannya, dimana makannya, kapan makannya, dimana binatang tersebut menemukan tempat bersembunyi/berlindung, dan dimana bersarang. Terlihat bahwa para pesaing dapat sama-sama berada dalam habitat yang sama namun mempunyai niches yang berbeda. Sebagai contoh, wood-pecker (pematuk kayu), yang memakan serangga-serangga yang terdapat dalam kayu yang mati, tidak berkompetisi dengan burung-burung yang makanannya biji-biji-an. Banyak species burungbernyanyi (songbirds) sama-sama berada di hutan, namun burung-burung tersebut memakan serangga dari level yang berbeda pada pohon. Kelelawar dan burung kepinis ke-dua-duanya makanannya serangga terbang, namun mereka tidak berkompetisi, karena kelelawar makannya malam dan burung kepinis makannya siang (1, p. 37). Sering kali terjadi kompetisi interspecies dimana terjadi overlap habitat atau niches. Bila dua species memang bersaing langsung dalam segala hal, sebagaimana kadang-kadang terjadi bila suatu species dimasukkan (masuk) dari benua lain, satu diantaranya umumnya binasa dalam kompetisi tersebut, yang demikian ini disebut competitive exclusion principle. (1, p. 37).

hal. 34


Fig. 2-18, 1-38. 5 species burung berkicau di Amerika Utara mengurangi kompetisi diantara mereka dengan mencari makan di ketinggian dan bagian pohon yang berbeda.

Seluruh tumbuhan hijau membutuhkan air, nutrients, dan cahaya dan dimana mereka tumbuh pada lokasi yang sama, satu species akan meng-eliminasi yang lainnya melalui suatu kompetisi. Walaupun demikian, masing-masing species mampu dapat mempertahankan dirinya melawan kompetisi bila kondisinya sangat cocok untuk itu. Konsep yang sama berlaku untuk species hidup di aquatic dan marine ecosystems (1, p. 37).

2.2.2 Abiotic Factors. Seperti telah disebutkan terdahulu, lingkungan melibatkan “permainan” antara banyak faktor-faktor fisik dan kimiawi, atau abiotic factors (faktor-faktor abiotik), yang paling utama adalah hujan/rainfall (jumlah dan distribusi sepanjang tahun dan/atau kelembaban tanah yang ada), temperatur (panas dan dingin ekstrim, dan juga rata-rata), cahaya, angin, nutrients kimiawi, pH (keasaman), salinitas, dan api. Dalam aquatic ecosystems, faktor abiotik yang menentukan (kunci) adalah : salinitas (air tawar vs. air asin), temperatur, nutrients kimiawi, tekstur dasar (bebatuan vs. lanau), kedalaman (depth) dan kekeruhan (turbidity) air (yang menentukan sedalam mana cahaya dapat masuk kedalam air), dan aliran. Tingkat sejauh mana masing-masing faktor ada atau tidak ada, tinggi atau rendah, nyata sekali berpengaruh terhadap sejauh mana suatu organisme dapat bertahan hidup. Walaupun demikian, masingmasing species akan dipengaruhi/terpengaruhi oleh masing-masing faktor secara berbeda. hal. 35


Akan dapat terlihat bahwa : perbedaan dalam respon terhadap lingkungan dari masingmasing species ini menentukan species yang mana akan atau tidak akan menempati suatu kawasan tertentu atau areal tertentu dalam kawasan. Pada gilirannya, organisme yang mana yang dapat atau tidak dapat bertahan hidup menentukan sifat alami dari ecosystem tersebut (1, p. 38). Optimum, Zone of Stress, and Limit of Tolerance. Beberapa makhluk hidup tetap hidup di tempat dimana kondisinya sangat basah, yang lainnya di tempat yang relatif kering. Beberapa tumbuh subur di tempat yang hangat, sementara yang lainnya tumbuh paling subur di situasi yang lebih dingin. Beberapa tolerate terhadap keadaan beku, yang lainnya tidak. Beberapa membutuhkan matahari yang terang, yang lainnya tumbuh paling baik di tempat yang banyak bayangan (terlindung dari matahari). Sistem aquatic dibagi menjadi air tawar dan air asin, masing-masing dengan ikan dan organisme lainnya sendiri-sendiri (1, p. 38). Eksperimen laboratorium secara jelas menunjukkan kenyataan bahwa species yang berbeda paling baik beradaptasi pada kondisi yang berbeda pula. Organisme dapat tumbuh dibawah kendali kondisi-kondisi dimana satu faktor kondisinya bervariasi, sementara faktor-faktor lainnya dijaga agar konstan. Eksperimen ini menunjukkan bahwa : untuk masing-masing faktor ada suatu optimum-nya, level tertentu pada mana suatu organisme berada pada kondisi paling baik. Pada level yang lebih tinggi atau lebih rendah, organisme tersebut tidak berada pada kondisi yang terbaik, dan pada kondisi ekstrim selanjutnya, organisme tersebut sama sekali tidak lagi dapat bertahan hidup. Konsep ini secara grafis diperlihatkan dalam Fig. 219. Temperatur diperlihatkan sebagai variabel dalam gambar tersebut, namun sebenarnya hal yang serupa berlaku juga untuk faktor-faktor abiotik lainnya yang terkait (1, p. 38). Titik dimana respon terbaik terjadi disebut optimum , namun karena yang demikian ini sering kali terjadi pada suatu rentang tertentu, adalah umum untuk menyebutnya sebagai optimum range (rentang optimum). Keseluruhan rentang/bentang yang memungkinkan untuk tumbuh disebut range of tolerance . Titik-titik diujung tertinggi dan terendah dalam range of tolerance disebut limit of tolerance . Diantara rentang optimal dengan batas atas dan batas bawah limit tolerance terdapat apa yang disebut zones of stress. Yaitu zona dimana pada saat faktor naik atau turun menjauh dari rentang optimal, organisme akan mengalami peningkatan stress (tekanan), hingga, pada saat sampai limit of tolerance atas atau bawah, organisme tersebut tidak dapat lagi bertahan hidup (1, p. 38). Tentu saja, tidak semua species telah di-test untuk setiap faktor, walaupun demikian, konsistensi dari observasi yang semacam ini menjuruskan kita pada suatu kesimpulan bahwa hal yang berikut ini adalah prinsip biologis yang fundamental (1, p. 38).: Setiap species (baik tumbuhan maupun binatang) , dalam kaitannya dengan faktorabiotik , memiliki rentang optimum (optimum range) , zone of stress , dan limit of tolerance.

hal. 36


fig. 2-19, 1-p.39 For every factor influencing growth, reproduction, and survival, ther is an optimum level. Above and below the optimum, there is increasing stress, until survival becomes impossible at the limits of tolerance. The total range between the high and low limits is the range of the tolerance. Levels at which the optimum, zones of stress, and limits of tolerance occur are different for each species and are a function of the genetic makeup and variability within the species population. The genetic makeup is the basis of a species’ adaptation to its environment. Not only are individuals more robust at the optimums, but they are also more nomerous.

Jalur eksperimentasi ini juga menunjukkan bahwa species yang berbeda bervariasi dalam karakteristik yang terkait dengan nilai pada mana kondisi optimum dan limit of tolerance terjadi. Sebagai contoh : berapa banyak air-kah untuk suatu species dapat menimbulkan stress untuk yang ke dua, dan mengakibatkan kematian pada yang ke tiga. Beberapa tumbuhan tidak dapat tolerate terhadap temperatur beku, lainnya dapat tolerate sedikit saja, namun tidak tolerate terhadap yang intents, dan beberapa yang lainnya justru membutuhkan hal. 37


beberapa minggu temperatur beku untuk dapat melengkapi siklus hidupnya. Juga ada beberapa species yang mempunyai range of tolerance yang lebar, sementara yang lainnya mempunyai rentang (range) yang lebih sempit. Sementara kondisi optimum dan limit of tolerance berbeda untuk masing-masing species, terdapat banyak overlap-overlap diantara ranges of tolerance. Konsep range of tolerance tidak sekedar berpengaruh terhadap pertumbuhan individuals, , sebagaimana kesehatan dan tenaga dari masing-masing individuals berpengaruh terhadap hal per-kembang-biak-an dan kemampuan bertahan hidup generasi penerusnya, maka populasi akan banyak dipengaruhi oleh faktor-faktor yang ada dalam range of tolerance tersebut. Population density of species (kepadatan populasi species = jumlah individual species per satuan areal) akan terbesar bila seluruh kondisi adalah optimal, dan population density akan menurun bila salah satu atau beberapa kondisi keluar dari rentang optimum. Dapatkah anda mulai untuk mengkaitkan hal ini dengan keberadaan suatu ecotones, peralihan dari satu ecosystem atau biome ke ecosystem atau biome lainnya, seperti yang dijelaskan dalam bab terdahulu ? (1, pp. 38-39). Law of Limiting Factors (Hukum Faktor-faktor Pembatas). Ada kondisi optimum dan limit of tolerance untuk setiap satu faktor abiotik. Oleh karena itu, berlaku keadaan yaitu bila salah satu faktor berada di luar rentang optimal, maka faktor tersebut akan menyebabkan stress (tekanan) dan membatasi (menghambat) pertumbuhan, per-kembang-biak-an, atau bahkan ke-bertahan-an hidup populasi terkait. Faktor yang membatasi (menghambat) pertumbuhan disebut limiting factor. Apa yang diuraikan diatas disebut sebagai law of limiting factors (1, p. 39). Perlu diperhatikan bahwa yang menjadi limiting factor mungkin karena persoalan “terlampau banyak”, namun mungkin juga karena persoalan “terlampau sedikit”. Sebagai contoh, tumbuhan dapat stressed (tertekan) atau terbunuh (menjadi mati) bukan hanya oleh kekurangan air atau kekurangan pupuk, namun juga karena kelebihan air atau kelebihan pupuk, dimana keadaan kelebihan ini adalah kegagalan yang umum dialami pe-kebun pemula. Limiting factor dapat berubah dari satu waktu ke waktu lain. Sebagai contoh, dalam suatu musim tanam tunggal, temperatur akan menjadi “pembatas” di awal musim semi, namun nutrients akan menjadi “pembatas” kemudian, dan kemudian air akan merupakan “pembatas” bila terjadi kekeringan. Juga, bila satu limiting factor diperbaiki, pertumbuhan akan meningkat hanya bila faktor-faktor lainnya dapat turut menunjang. Tentu saja, potensial genetik organisme merupakan limiting faktor penentu utama. Bunga Aster tidak akan pernah tumbuh menjadi setinggi pohon, atau tikus tidak akan pernah tumbuh menjadi sebesar gajah, sebaik dan se-optimal bagaimanapun faktor-faktor lingkungan yang mendukungnya (1, p. 40). Law of Limiting Factors untuk pertama kalinya dikemukakan oleh Justus von Liebig pada tahun 1840 dalam kaitannya dengan observasi yang dilakukannya tentang efek-efek dari nutrients kimiawi terhadap pertumbuhan tanaman. Liebig melihat bahwa membatasi salah satu dari beberapa nutrient yang berbeda pada sembarang waktu telah akan memberikan efek yang sama : yaitu membatasi (menjadi terbatas/terhambat-nya) pertumbuhan (1, p. 40). Observasi yang telah dilakukan sejak zaman Liebig memperlihatkan bahwa Law of Limiting Factors dapat diterapkan lebih luas : Pertumbuhan dapat terhambat tidak hanya akibat faktorfaktor abiotik, tapi juga oleh faktor-faktor biotik. Sehingga, limiting factor untuk suatu populasi mungkin saja kompetisi atau predation dengan/oleh species lainnya. Yang demikian ini adalah kasus nyata yang dihadapi dalam bidang tanaman pertanian, dimana ada perjuangan yang secara konstan perlu dilakukan untuk menjaga tanaman tetap tidak hal. 38


terhambat pertumbuhannya atau bahkan menjadi berkurang oleh berbagai macam serangan hama dan penyakit (1, p. 40). Sementara satu faktor dapat ditunjuk sebagai limiting faktor untuk waktu tertentu, beberapa faktor diluar yang optimum dapat menunjang untuk sama-sama menyebabkan tambahan stress atau bahkan kematian. Khususnya pollutant mungkin beraksi dengan jalan/cara yang menyebabkan organisme menjadi lebih rentan terhadap penyakit dan kekeringan. Kasuskasus demikian adalah contoh-contoh dari apa yang disebut sebagai synergistic effects, atau synergisms, yang didefinisikan sebagai berikut : dua atau lebih faktor berinteraksi sedemikian rupa sehingga menyebabkan suatu efek lebih besar dibanding bila masing-masing faktor mengakibatkan secara sendiri-sendiri (1, p. 40). Dalam synergisms, efek yang terjadi dapat diibaratkan sebagai : 1 + 1 ≠ 2 tapi 1 + 1 > 2, dan juga 1 + 1 + 1 ≠ 3 tapi 1 + 1 + 1 > 3, dst. ..........(dd) 2.2.3 Dose of Limiting Factor. Faktor-faktor lingkungan, khususnya temperatur dan hujan, selalu berubah-rubah. Bagaimana kita mengatakannya, sebagai contoh, bahwa hujan adalah limiting factor jika keadaan iklim itu sendiri hampir selalu berubah-rubah. Pernyataan tentang suatu limiting factor harus selalu memasukan concept of dose (konsep takaran/dosis). Takaran atau dosis didefinisikan sebagai level of exposure (tingkat “terbukanya”) dikalikan dengan lama waktu terjadinya “exposure”. Mungkin anda pernah mengalami hal yang diuraikan berikut ini sendiri. Sebagai contoh, untuk beberapa detik anda dapat masuk kedalam suatu freezer besar atau expose diri anda sendiri terhadap panas yang intense yang keluar dari oven , (kemungkinan besar) anda tidak akan mengalami sedikitpun ke-tidak-nyaman-an yang khusus, namun bila exposure terhadap dingin dan panas yang demikian ini dilakukan lebih lama atau cukup lama , maka (hampir dapat dipastikan) akibatnya adalah : penderitaan yang serius, bahkan mungkin juga fatal. Anda sangat mungkin tidak akan apa-apa bila mengisap gas beracun untuk waktu yang sangat pendek, namun exposures yang lebih lama sangat mungkin akan menyebabkan kematian. Hal yang serupa berlaku pada limiting factor yang menyebabkan kematian suatu species, limiting factor melibatkan intensitas (intensity) faktor tersebut dan juga duration of exposure (lamanya terbuka/kena) pada itu. Sebagai contoh, kebanyakan tumbuhan dapat tolerate terhadap kekeringan sampai tingkat tertentu, dan sampai tingkat tertentu disini dapat diartikan berapa lama tumbuhan tersebut dapat tolerate terhadap kekeringan yang terjadi. Kaktus dan jenis tumbuhan gurun pasir lainnya dapat tolerate terhadap kekeringan lebih lama dibanding yang bukan species padang pasir. Serupa seperti yang telah diuraikan, bukanlah masalahnya apakah tumbuhan tertentu dapat tolerate terhadap banjir, namun yang dipermasalahkan adalah berapa lama tumbuhan tersebut dapat tolerate bila kebanjiran. Tumbuhan rawa, tentu saja, dapat hidup subur di lahan yang terus menerus kebanjiran, berbeda dengan bila lebih dari sehari saja terjadi banjir maka akan banyak terrestrial species yang terbunuh. Sehingga keseimbangan diantara ecosystems bukanlah keseimbangan steady-state yang sempurna yang mempergunakan perbedaan dalam hujan rata-rata sebagai garis pemisah yang tajam. Yang sebenarnya terjadi , pada pertemuan hutan dengan padang rumput (belukar), sebagai contoh, pepohonan akan masuk merambah kedalam padang rumput pada saat tahuntahun hujan normal, namun pada saat terjadi kekeringan pohon-pohon di padang rumput tersebut akan kembali mati, kemudian siklus dimulai lagi. Jadi , disana ada seesaw effect (seesaw = papan jungkat jungkit) diantara ecosystems yang berdampingan yang tergantung hal. 39


pada kapan terjadinya limiting doses dari satu faktor atau faktor lainnya. Seesaw effect seperti ini khususnya yang penting diperhatikan dalam menghadapi global warming (pemanasan global). Tidak perlu dipertanyakan lagi bahwa kebanyakan species akan tolerate terhadap temperatur rata-rata akan menjadi beberapa derajat naik bila hanya ini faktor yang terlibatkan. Masalahnya adalah, bagaimana dampak kenaikan temperatur rata-rata yang beberapa derajat ini terhadap : kemungkinan terjadinya gelombang panas, durasi kekeringan, dan banjir ? Dengan bentuk pemanasan yang semacam ini dapat dihasilkan suatu limiting factor doses yang mempunyai efek jangkauan sangat jauh dan sulit diprakirakan. Terkait dengan global warming, para ilmuwan telah menelusuri perubahan habitat yang terjadi sehubungan dengan ini.

2.3 Implications for Humans. Natural Ecosystems telah ada dan menghidupkan terus menerus dirinya diatas bumi ini untuk ratusan juta tahun, sementara manusia relatif pendatang baru dalam babakan ini. Bagaimanakah kita manusia ini, dengan segala kegiatan terkaitnya seperti : pertanian, industri, dan transportasi, saling terkait dengan natural ecosystems. Apakah human system juga merupakan ecosystems ? Apakah yang seharusnya ditinjau dalam studi natural systems, dan apakah yang harus dilakukan, dalam kaitannya dengan the sustainability of our human systems ? Pengembangan pertanian menjadikan pasok makanan lebih berlimpah dan lebih layak. Melaksanakan kegiatan pertanian, tidak saja hanya memungkinkan, tapi membutuhkan permukiman yang permanen (atau paling tidak untuk jangka panjang) serta spesialisasi tenaga kerja. Sebagian penduduk permukiman mengkhususkan diri dalam mengelola pertanian, membebaskan sebagian lainnya untuk mengkhususkan diri dalam usaha-usaha lain. Dengan spesialisasi tenaga kerja dalam permukiman yang permanen, menjadi ada daya tarik untuk pengembangan teknologi : peralatan yang lebih baik, rumah yang lebih baik, sarana transportasi air dan material lain yang lebih baik. Jual-beli antar permukiman mulai terjadi, kemudian lahirlah apa yang disebut perniagaan atau perdagangan. Tinggal di permukiman memungkinkan pemeliharaan diri dan perlindungan yang lebih baik untuk setiap orang, sehingga jumlah kematian menjadi menurun. Penurunan laju mortalitas (mortality rate), juga terdukung oleh produksi makanan yang lebih memadai, mendukung terjadinya pertumbuhan jumlah penduduk, yang pada gilirannya didukung pula oleh perluasan pertanian. Kita dapat melihat bahwa : kecenderungan historis yang menerus dari pertumbuhan jumlah penduduk menghasilkan permukiman (kota) yang bertambah besar dan terus bertambah besar didukung oleh perluasan pertanian dan revolusi industri yang terus masih berlangsung (1, pp. 46-47). Dengan kemajuan pertanian (termasuk kemajuan peternakan) manusia memperoleh yang terlihat seperti suatu kemerdekaan terhadap alam. Telah dianggap menjadi benar dan dipandang sepatutnya untuk merubah natural ecosystems menjadi bentuk-bentuk pengembangan pertanian atau bentuk pengembangan lainnya dalam rangka mendukung pertumbuhan jumlah penduduk. Lebih jauh dari itu, telah menjadi benar dan sepatutnya untuk berusaha membasmi “musuh-musuh alam” seperti apa yang disebut sebagai : tanaman pengganggu, hama serangga dan predator yang mengganggu pertanian , dengan menggunakan segala cara yang tersedia. Dengan alasan demi pertanian , menjadi dipandang layak untuk meng-eksploitasi species lain, walaupun sampai punah, hanya untuk keuntungan, tanpa harus membayar konsekuensi nyata yang dengan segera muncul. Singkatnya, kita dapat hal. 40


melihat kelakukan manusia terhadap alam sebagai sesuatu yang sifatnya, menaklukkan, meng-eksploitasi, atau menekan keluar dari sifat aslinya dengan pengembangan pertanian. (1, p. 47). Banyak orang mengatakan bahwa jika manusia tidak melakukan eksploitasi sumberdaya alam dengan cara seperti yang telah dilakukan sejauh ini, kita masih akan tinggal di gua-gua dan memburu binatang liar dengan tombak yang ujungnya dipasangi batu yang tajam. Tidak dapat diragukan, memang agaknya akan demikian. Walaupun demikian , apakah kenyataan memperlakukan alam yang dipandang merupakan fase yang (“katanya”) telah “memajukan” umat manusia sampai sejauh ini, yang kecenderungannya masih akan terus berlanjut, di hari esok dapat terus berlanjut dengan tidak lagi menghasilkan dampak dan/atau dampak ikutan yang merugikan (1, p. 48). Dari sudut pandang ekologis, dapat dilihat bahwa setiap species memperbanyak dan menyebar sampai batas kapasitasnya, yakni terbatasi hanya oleh physical barriers dan limiting factor serta dalam range-of-tolerance-nya. Manusia telah mampu mengatasi “barriers” (penghalang-penghalang) dan the limiting factors yang oleh hewan dan tumbuhan “tak teratasi”. Sehingga manusia telah mampu dan masih terus meng-eksploitasi setiap biome dan marine environment di bumi ini bahkan dengan intensitas yang lebih besar serta kecepatan eksploitasi-nya yang semakin cepat. Ecosystems yang rusak karena polusi (pencemaran) semakin bertambah. Dari sudut pandang ecology, manusia telah memperoleh kapasitas untuk mengatasi “barriers” dan the limiting factors yang membatasi species lain (1, p. 48). Dengan kata-kata lain, manusia dengan pertanian dan teknologi-nya telah mengembangkan dirinya menjadi super consumers yang mampu merampas setiap natural ecosystems di dunia ini. Sudah dan akan menjadi masalahkah yang demikian ini ? (1, p. 48). Dengan melakukan pengembangan / pembangunan lebih dan lebih banyak lagi, namun dengan alam yang tersisa menjadi lebih dan lebih sedikit lagi, akankah yang demikian ini akan benar-benar menguntungkan ? Apakah dunia yang murni artificial yang ingin kita bangun untuk diri kita sendiri atau generasi mendatang ? Akankah dunia yang seperti ini yang menjanjikan, dalam jumlah yang lebih besar, apa-apa yang untuk diri kita benar-benar bernilai ? Terhadap pertanyaan-pertanyaan ini, ternyata semakin banyak orang yang memberikan jawaban “tidak” (negatif). Nilai keindahan alami yang tidak terganggu semakin banyak dihargai (setelah hilang ?). Bahkan lebih dari itu, untuk sebagian orang, telah menjadi kewajiban moral bahwa : “species lain juga memiliki hak yang sama untuk hidup di dunia ini seperti halnya kita “ (1, p. 48). Kita menyaksikan natural systems telah banyak digantikan oleh human systems (istilah, yang dalam lingkup pembahasan ini, akan dipakai sebagai untuk menyatakan sistem total manusia dimana termasuk didalamnya peternakan, pertanian,, dan semua bentuk pembangunan / pengembangan oleh manusia lainnya). Kita dapat melihat proses dominasi manusia pada lingkungan sebagai suatu penggeseran atau penggantian satu ecosystem menjadi yang lainnya, suatu fenomena yang terjadi hanya sesekali saja secara alami (1, p. 48). Human system memiliki ciri-ciri yang sama dengan natural ecosystem, yaitu rangkaian trophic levels mulai dari producers sampai ke human consumers sebagai salah satu contohnya. Akan tetapi, di sisi lainnya, jauh dari mempunyai nilai, seperti misalnya (1, p. 48) : •

gagal untuk menghancurkan / menguraikan dan men-daur-ulang (recycle) “detritus”nya seperti : sampah, limbah-limbah kimia, serta berbagai produk ikutan lainnya, hal. 41


•

menderita akibat pencemaran yang diakibatkannya,

•

(karena masih tetap tergantung pada fosil fuel (bahan bakar fosil) menderita akibat semakin bertumpuknya karbon dioksida dalam atmosfir.

Tingkah laku yang mencerminkan sikap “kita tidak terikat pada (merdeka dari) natural ecosystems dan biosfir” ternyata lebih salah lagi. Bahkan sementara kita memperoleh kenaikan proporsi makanan dan material dari pertanian, pertanian masih tetap tergantung pada pemasokan gene (plasma pembawa sifat) secara periodik dari species-species liar untuk dapat mempertahankan kekuatan dan kesehatan-nya. Banyak ilmuwan dan akhli pertanian tidak percaya bahwa : kita akan dapat mempertahankan sistem pertanian dapat hidup terus tanpa dukungan dari natural biodiversity (keragaman hayati alami) (1, p. 48). Telah dijelaskan bahwa seluruh ecosystems saling terkait (interconnected) membentuk apa yang disebut sebagai biosfir serta menjadikan biosfir tersebut mendukung seluruh ecosystems. Human system tidak dapat melepaskan dirinya sendiri dari interaksi seperti yang dijelaskan diatas. Begitu kita mulai melakukan tindakan yang berpengaruh terhadap dunia natural, sampai ke tingkat yang berakibat berubahnya parameter-parameter biosfir, seperti misalnya : pemanasan global dan rusaknya lapisan ozone stratospheric, bukan saja hanya berakibat terhadap satu ecosystem dalam satu areal terbatas, namun, tak terhindarkan akan berpengaruh terhadap keseimbangan diantara seluruh species dan ecosystems di bumi ini (1, p. 48).

2.4 Senarai. menurut 1, pp. 667 – 687. abiotic (abiotik). Yang tidak hidup, terkait dengan faktor-faktor dan sesuatu yang terpisah dan tidak tergantung pada sesuatu yang hidup abiotic factors. Seluruh faktor lingkungan fisik : kelembaban, temperatur, cahaya, angin, pH, tipe tanah, salinitas, dll.... biodegradable. Dapat dikonsumsi dan teruraikan menjadi zat alami seperti karbon dioksida dan air oleh organisme biologis, khususnya decomposers. biome. Pengelompokkan semua ecosystems dengan type yang sama, misalnya : hutanhutan tropis, padang-padang rumput/belukar, dll.... biosphere (biosfir). Seluruh species dan faktor-faktor fisik yang berfungsi sebagai satu ecosystem yang sangat besar. biota. Refer to any and all living organisms and the ecosystems in which they exist. biotic. Living or derived from living things. biotic community (komunitas biotik). Seluruh populasi dari berbagai tumbuhan, binatang dan mikroba yang bermukim di areal tertentu. biotic structure. Peng-organisasi-an organisme hidup dalam suatu ecosystem menjadi kelompok seperti producers, consumers, detritus feeders, dan decomposers. chlorophyll. The green pigment responsible for absorbing the light energy required for photosynthesis. consumers. In ecosystem, those organisms that derive their energy from feeding on other organisms or their products.

hal. 42


decomposers. Organisme yang aksi makannya mengakibatkan material organik menjadi lapuk dan busuk. Jamur (fungi) dan bakteri adalah decomposers utama. ecology. The study of any and all aspect of how organisms interact with each other and with their environment. ecosystem. Gabungan antara komunitas biotik dan faktor-faktor abiotik, serta seluruh interaksi yang terjadi antar anggota komunitas biotik dan antara komunitas biotik dengan faktor-faktor abiotik. ecotone. Region transisi antara dua ecosystems yang berisi beberapa species dan karakteristik dari dua ecosystem yang berbatasan tersebut dan juga species-species tertentu yang berkarakteristik region transisi. food chains. The transfer of energy and material through a series of organism as each one is fed upon by next. food web. kombinasi dari seluruh feeding relationships yang ada dalam suatu ecosystem. habitat. The specific environment (woods, desert, swamp) in which an organism lives. mikroba. Suatu istilah yang dipakai untuk menyatakan organisme mikroskopis, terutama bakteri, virus dan protozoa. niche. The total of all the relationship that bear on how an organism copes with both biotic and abiotic factors it faces. nutrients. Dalam kaitannya dengan binatang : Material-material tertentu seperti : protein, vitamin dan mineral yang diperlukan untuk tumbuh, memelihara dan memperbaiki tubuh dan material-material seperti karbohidrat yang diperlukan untuk dapat memiliki energi. Dalam kaitannya dengan tumbuhan : Elemen esensial dalam ion tertentu atau molekul yang dapat diserap dan dipakai oleh tanaman, seperti : karbon, hidrogen, nitrogen dan phosphorus (yang disebut sebagai elemen esensial ; karbon dioksida, air (H2O), nitrat (NO3- ) dan fosfat (PO43-) adalah nutrients yang merupakan senyawa beberapa elemen esensial. organism (organisme). Segala apa yang hidup : tumbuhan, binatang dan mikroba. photosynthesis. The chemical process carried on by green plants through which light energy is used to produce glucose from carbon dioxide and water. Oxygen is released as a byproduct. population. Seluruh anggota dari species tertentu yang bermukim di areal tertentu. protozoan (protozoa). Any of large group of microscopic organism that consist of a single, relatively large complex cell or in some cases small groups of cells. All have some means of movement. Amoebae and paramecia are examples species. Seluruh anggota kelompok spesifik tumbuhan, binatang, atau mikroba, dimana pengelompokkan dicirikan oleh keserupaan/kesamaan penampilan dan/atau kapasitas untuk kawin berkembang biak, dan menghasilkan keturunan yang subur.

2.5 Tugas 2. 1. 2.

Apa yang dimaksud dengan ecosystem ? Mengapa ecosystems disebut sebagai “satuan-satuan fungsional kehidupan yang sustainable dalam dunia ini” ?

hal. 43


3. 4. 5. 6. 7. 8. 9. 10. 11. 12. 13. 14. 15. 16. 17. 18. 19. 20. 21. 22. 23. 24. 25. 26. 27. 28. 29. 30. 31.

Apakah perubahan di satu ecosystem akan berpengaruh terhadap ecosystem lainnya ?, bila “ya, akan berpengaruh” berikan 3 contoh ! Apa yang dimaksud dengan biomes ? sebutkan lima contoh biomes ! Sebutkan enam nama biomes terrestrial utama ! Sebutkan region dimana biomes seperti yang dimaksud dalam soal no. 6 berada ! Jelaskan keadaan iklim dan tanah terkait dengan biomes seperti yang dimaksud dalam soal no. 6 ! Sebutkan vegetasi utama biomes seperti yang dimaksud dalam soal no. 6 ! Sebutkan binatang-binatang dalam biomes seperti yang dimaksud dalam soal no. 6 ! Jelaskan kepedulian terhadap lingkungan yang perlu ada sehubungan dengan biomes seperti yang dimaksud dalam soal no. 6 ! Sebutkan 6 macam aquatic ecosystem ! Sebutkan lokasi dimana masing-masing aquatic ecosystem seperti yang dimaksud dalam soal no. 11 berada ! Jelaskan parameter lingkungan terkait dengan masing-masing aquatic ecosystem seperti yang dimaksud dalam soal no. 11 ! Sebutkan jenis-jenis vegetasi yang ada di masing-masing aquatic ecosystem seperti yang dimaksud dalam soal no. 11 Sebutkan binatang-binatang yang terdapat dalam masing-masing aquatic ecosystem seperti yang dimaksud dalam soal no. 11 Jelaskan kepedulian terhadap lingkungan yang perlu ada sehubungan dengan masingmasing aquatic ecosystem seperti yang dimaksud dalam soal no. 11 Apa yang dimaksud dengan marine biomes ? Mengapa marine biomes lebih sering disebut sebagai marine environment ? Apakah yang menjadi aspek kunci untuk seluruh ecosystem ? Disebut apakah bagian tumbuhan yang fungsinya menyerap energi cahaya ? Sebesar apakah yang disebut producers itu ? Apa yang dimaksud dengan nutrients ? Jelaskan mengapa tumbuhan hijau dipandang memegang peran penting untuk seluruh komponen ecosystems ! Apakah yang menjadi sumber energi setiap producer ? Apabila tidak ada tanaman hijau dapatkah manusia bertahan hidup ? Jelaskan jawaban anda ! Apa yang dimaksud dengan parasit ? Apakah parasit itu langsung mematikan host ? Apakah perbedaan dan keserupaan antara parasit dengan predator ? Jelaskan mengapa biomass pada trophic level yang lebih tinggi lebih kecil dibanding dengan biomass pada trophic level yang ada dibawahnya ! Mengapa bila biomass dari beberapa trophic level yang diurutkan dari atas ke bawah mulai dari trophic level yang tertinggi disebut sebagai biomass pyramid ? Jelaskan hubungan yang ada antara : (1) sinar matahari, tumbuhan, (2) binatang pemakan rumput, (3) binatang pemakan daging, (4) detritus feeders dan decomposers, (5) energy gerak binatang dan manusia, (6) siklus gas, air dan mineral-mineral ! hal. 44


32. 33. 34. 35.

36. 37. 38. 39. 40. 41. 42. 43. 44. 45.

46. 47. 48. 49. 50. 51.

Berikan 4 contoh serta penjelasan tentang hubungan mutualistik antara dua species ! Berikan contoh-contoh dan penjelasannya sehubungan dengan relationship yang tidak dikatagorikan mutualistik namun dipandang sebagai pendukung sustainability ! Atribut apa sajakah yang melekat pada suatu niche binatang ? Dengan memakai hal-hal yang merupakan jawaban soal no. 34, jelaskan mengapa dua species jenis makanannya sama dan hidup dalam habitat yang sama dapat hidup dengan tidak saling bersaing memperebutkan makanan. Berikan beberapa contoh kasus ! Sebutkan faktor-faktor abiotik lingkungan non-aquatic yang terpenting ! Dalam aquatic ecosystems , faktor-faktor abiotik apakah yang paling menentukan ? Sehubungan dengan kehidupan organisme , jelaskan apa yang dimaksud dengan : optimum , optimum range , range of tolerance , limit of tolerance , zone of stress ? Apa yang dimaksud dengan synergism ? Jelaskan mengapa dalam menyatakan suatu limiting factors harus juga dimasukkan konsep takaran ! Menurut konsep takaran , dalam menyatakan suatu limiting factors apa-apa saja yang dinyatakan (harus ada penjelasannya) ? Apa arti dan bandingkan antar masing-masing-nya istilah-istilah sebagai berikut : species, population, biotic community, abiotic environmental factors, ecosystem. Sebutkan tiga katagori utama organisme yang membentuk biotic structure setiap ecosystem, jelaskan masing-masing peran yang dimainkannya. Sebutkan empat katagori consumers yang ada dalam ecosystems dan jelaskan masingmasing peran yang dimainkannya. Jelaskan keserupaan dan perbedaan antara detritus feeders dan decomposers dalam kaitannya dengan apa yang dilakukan dan bagaimana melakukannya, serta sebutkan jenis-jenis organisme yang terlibat dalam masing-masing katagori. Semua organisme dapat dibagi dalam dua katagori utama. Sebutkan dan jelaskan atribut yang melekat pada masing-masing dari dua katagori utama ini. Apa perbedaan antara food chains, food web, dan trophic levels ? Jelaskan tiga nonfeeding relationships yang ada diantara organisme ? Mengapa persaingan diantara species consumers yang berbeda menjadi banyak dapat terkurangi ? Sebutkan lima abiotic factors yang berpengaruh terhadap organisme. Apakah efek terhadap suatu populasi bila beberapa abiotic factors bergeser dari optimum ke limit of tolerance, dan bagaimana pula kalau bergeser keluar dari limit of tolerance ?

hal. 45

2.2 Ecosystem Structure

Recommend Documents