POPULASI, EKOSISTEM, BIOSFIR ADI BASUKRIADI
Departemen Biologi Fakultas Matematika dan Il mu Pengetahuan Alam Universitas Indonesia
POPULASI • Definisi : sekelompok individu sejenis yang terdapat di suatu daerah tertentu
KARAKTERISTIK • kepadatan/kerapatan (jumlah individu per satuan luas atau volume), • ukuran (jumlah individu total di suatu daerah atau jumlah individu di dalam gene pool), • struktur umur (jumlah individu dari berbagai tingkatan umur), • dispersi (penyebaran spasial lokal), • rasio kelamin (proporsi jantan terhadap betina), • dinamika (perubahan dalam jumlah dan/atau kepadatan berdasarkan waktu).
DISPERSI POPULASI
DISTRIBUSI LARREA
ALASAN POLA MENGELOMPOK DI ALAM 1. Setiap jenis beradaptasi terhadap kisaran kondisi abiotik dan biotik yang agak terbatas 2. Banyak hewan yang membentuk kelompok sosial yang menawarkan keuntungan bagi kelangsungan hidup dan reproduksi individunya. 3. Banyak jenis yang tidak mampu menyebarkan benih, larva, atau bentuk lain dari generasi barunya ke tempat yang jauh.
POPULASI KUPU-KUPU RAJA
• Menghabisklan musim dinginnya di pantai California dan Mexico tengah
UKURAN DAN PERTUMBUHAN POPULASI • Tergantung : kelahiran, kematian, imigrasi, emigrasi • Variabel tunggal : laju pertambahan per kapita per satuan waktu (r) atau laju pertambahan intrinsik • Pertumbuhan Eksponensial dN/dt = (b-d)N = rN atau Nt = Nert Nt = ukuran populasi pada waktu t N = ukuran populasi awal e = 2,718281828 (dibulatkan menjadi 2,72) r = laju pertambahan intrinsik, b-d
• Ciri khas : kurva berbentuk huruf J
•Di alam, pertumb. Eksp. terjadi ketika: 1) Sejenis organisme dimasukkan ke daerah baru yang sesuai. 2) Dihentikannya suatu perlakuan kepada sejenis organisme yang biasa ditekan jumlahnya dengan perlakuan. 3) Musuh alami yang biasa mengendalikan tidak ada atau mati.
• Pertumbuhan eksponensial memperlihatkan potensi biotik mahluk hidup dengan sumberdaya yang tidak terbatas dan tidak ada musuh alami. • Di alam pertumbuhan populasi dibatasi • Daya dukung atau carrying capacity (K) adalah jumlah individu maksimum dari suatu populasi mahluk hidup yang dapat didukung oleh suatu lingkungan. • Pertumbuhan logistik: dN/dt = rN (K-N)/K atau Nt = K / (1 + ea-rt) N/K adalah hambatan lingkungan, nilai N/K dapat menghambat pertumb. Populasi
• Kurva pertumbuhan populasi logistik akan berbentuk huruf S.
• Menggambarkan suatu populasi yang ukurannya dikendalikan faktor terkait kepadatan populasi • Populasi mahluk hidup juga dipengaruhi faktor tidak terkait kepadatan • Kerjasama kedua faktor menghasilkan pengendalian alami
POLA-POLA SEJARAH HIDUP • Setiap jenis mempunyai masa hidup tertentu, hanya sedikit individu mampu mencapai umur maksimum • Pengamatan terhadap kelangsungan hidup kohor diperoleh kurva kelangsungan hidup • Ada tiga tipe kurva kelangsungan hidup yang umum di alam, yaitu kurva tipe I, II, dan III.
• Kurva tipe I : tipikal manusia dan mamalia besar
dengan sedikit keturunan dan ada pengasuhan induk • Kurva tipe II : tipikal sebagian burung, sebagian reptil dan amfibia, kelangsungan hidupnya konstan • Kurva tipe III : tipikal hewan banyak anak dengan sedikit atau tanpa pengasuhan induk dan/atau hewan muda yang rentan. Berbagai avertebrata dan ikan.
PERTUMBUHAN POPULASI MANUSIA
• Kita berhasil meningkatkan daya dukung lingkungan • Pengembangan metode saluran dan pengelolaan limbah • Penemuan vaksin, antibiotik, dan lain-lain
PIRAMIDA POPULASI MANUSIA
MODEL TRANSISI DEMOGRAFI
EKOSISTEM • DEFINISI : asosiasi berbagai jenis mahluk hidup (komunitas) dan lingkungan fisiknya yang dihubungkan oleh aliran energi dan daur materi
• Ekosistem merupakan sebuah sistem terbuka, dengan masukan dan keluaran energi dan nutrien.
MODEL EKOSISTEM
• menunjukkan aliran energi satu arah dan daur nutrien antara organisme autotrof dan heterotrof • Sebagian besar energi yang aslinya diikat oleh autotrof hilang ke lingkungan sebagai panas metabolik
RANTAI MAKANAN • Pada semua ekosistem, hubungan makan memakan membentuk struktur yang anggotaanggotanya masuk ke dalam sebuah hirarki transfer energi yang disebut tingkat trofik
JARING-JARING MAKANAN • Di ekosistem alami, beberapa rantai makanan saling berhubungan satu sama lain membentuk sebuah jaring-jaring makanan
ALIRAN ENERGI DALAM EKOSISTEM • Struktur trofik sebuah ekosistem seringkali diwakili oleh sebuah piramida biomassa, piramida aliran energi, atau piramida jumlah
• Semua energi berasal dari matahari • Transfer energi dalam rantai makanan tidak 100 % efisien • Pada setiap tingkat, lebih banyak energi untuk metabolisme dan hilang sebagai limbah organik daripada yang diteruskan ke tingkat trofik berikutnya
DAUR BIOGEOKIMIA • Dalam daur biogeokimia, ion atau molekul dari nutrien dipindahkan dari lingkungan ke organisme, lalu kembali lagi ke lingkungan
• Tiga tipe daur biogeokimia : daur hidrologi, daur atmosfir, daur sedimen
DAUR HIDROLOGI • 84 % penguapan terjadi di laut, dan 16 % di darat • 77 % presipitasi terjadi di laut, dan 23 % di darat
PERJALANAN AIR HUJAN DI DARAT
• Dalam kondisi normal, perembesan dan aliran permukaan air tidak atau hanya sedikit mencuci mineral-mineral tanah • Air hujan dan pelapukan batu menjadi sumber pengganti berbagai mineral • penggundulan hutan dapat mengganggu ketersediaan nutrien untuk seluruh ekosistem.
DAUR KARBON Pergerakan karbon melalui ekosistem laut • Pergerakan karbon melalui ekosistem daratan terjadi ketika tanaman mengikat karbon dalam fotosistensis • Karbon dikembalikan ke atmosfir dari darat terutama melalui respirasi aerobik dan pembakaran
Pergerakan karbon melalui ekosistem laut • Di ekosistem laut, karbon terlarut • Karbon terlarut menjadi cangkang dan tulang organisme laut dan menjadi bagian sedimen • Pengangkatan tektonik membawa karbon ke permukaan
DAUR NITROGEN
DAUR FOSFOR • Adalah contoh daur sedimen • Kerak bumi adalah gudang utama fosfor • Dalam daurnya, fosfor bergerak dari darat ke sedimen di laut dan kembali lagi ke darat
BIOSFIR • DEFINISI : seluruh bagian bumi yang ditempati mahluk hidup • Terdiri atas : hidrosfir, litosfir, atmosfir
• kondisi iklim dan tanah yang sama mempengaruhi pertumbuhan produsen primer yang akhirnya mempengaruhi bentuk dan distribusi ekosistem • Contoh : di gurun di Amerika Baratdaya dan Afrika kita menemukan tanaman kaktus yang mirip
SIRKULASI UDARA DAN IKLIM • Di atmosfir bumi : gelombang uv diserap di atmosfir bagian atas, terutama pada lapisan ozon (17 - 25 km dpl) • Sebagian besar sirkulasi udara global terjadi di troposfir
Sirkulasi udara global ditentukan : 1) perbedaan pancaran s. m. pada garis lintang yang berbeda 2) distribusi massa daratan yang tidak seragam 3) rotasi bumi dan bentuk keseluruhan membelokkan arah angin ke barat dan ke timur
Pola sirkulasi udara global menentukan pola curah hujan bervariasi sesuai garis lintang
IKLIM REGIONAL • Iklim lokal dipengaruhi kedekatan dengan laut dan variasi topografi - Sirkulasi arus mempengaruhi iklim regiona di belahan bumi utara ada upwelling dan summer yang dingin - Gunung, lembah, dan aspek-aspek topografi lain juga mempengaruhi iklim regional
BIOMA • Pola sirkulasi udara di atmosfir dan di permukaan laut, bersama topografi, memunculkan perbedaan suhu dan kelembaban regional • W. Sclater dan Alfred Wallace memberikan enam daerah utama biogeografi, masing-masing dengan jenis tumbuhan dan hewan yang khas
• Masing-masing daerah biogeografi dapat dibagi menjadi biomabioma • Bioma adalah region daratan besar yang dicirikan oleh vegetasi klimaks dalam batas-batas ekosistemnya • Distribusi dan ciri-ciri bioma adalah hasil dari sejarah evolusi, suhu, tingkat kelembaban, dan komposisi tanah
• Variasi di bioma-bioma Amerika Utara, sesuai dengan elevasi dan ketersediaan air
EKOSISTEM DANAU • Danau dibagi menjadi zona littoral, limnetik, dan profundal Zona littoral : dari tepi hingga ke kedalaman di mana tumbuhan berakar tidak dapat tumbuh Zona limnetik adalah zona terbuka setelah zona littoral hingga kedalaman yang masih terkena cahaya matahari Zona profundal adalah semua badan air dengan kedalaman di mana gelombang cahaya untuk fotosisnteis tidak dapat menembus lagi
Zonasi Danau
• Danau yang baru terbentuk disebut danau oligotrofik • Danau yang kaya nutrien dengan produktivitas primer tinggi disebut eutrofik • Eutrofikasi : pengayaan nutrien sebuah danau atau badan air lainnya pupuk & deterjen
EKOSISTEM PANTAI • Lautan mempunyai dua zona kehidupan utama, yaitu zona pantai dan zona laut terbuka • zona pantai : estuarin dan pasang surut - erosi mencegah terjadinya akumulas detritus di zona berbatu, berlaku jaring-jaring makanan merumput - di pantai berpasir dan lumpur, sedimen mudah buyar. Jaring-jaring makanan didasarkan pada detritus
EKOSISTEM LAUT • Dua bidang besar laut terbuka, pelagik dan bentik • Pelagik adalah seluruh volume air laut, dan bentik meliputi semua sedimen dan bebatuan dasar laut
Zona utama dari laut di dunia
Jaring-jaring makanan di laut
