MAKALAH ILMU ALAMIAH DASAR
EKOSISTEM DAN ALIRAN MATERI DAN ALIRAN ENERGI
Disusun oleh : Kelompok 4 Nila Ratnasari A.Y.P (2315086553) Maya Apriani R (2115076481) Chita Defilatarach (2115076526)
Fakultas Bahasa dan Seni
Universitas Negeri Jakarta
2010 A. Pengertian Ekosistem Ekosistem adalah suatu sistem ekologi yang terbentuk oleh hubungan timbal balik tak terpisahkan antara makhluk hidup dengan lingkungannya. Ekosistem merupakan penggabungan dari setiap unit biosistem yang melibatkan interaksi timbal balik antara organisme dan lingkungan fisik sehingga aliran energi menuju kepada suatu struktur biotik tertentu dan terjadi suatu siklus materi antara organisme dan anorganisme. Matahari sebagai sumber dari semua energi yang ada.
B. Komponen-komponen pembentuk pembentuk ekosistem ekosistem 1.
Komponen tak hidup hidup (abiotik)
Komponen tak hidup atau abiotik adalah komponen fisik dan kimia yang merupakan medium atau substrat tempat berlangsungnya kehidupan, atau lingkungan tempat hidup. Sebagian besar komponen abiotik bervariasi dalam ruang dan waktunya. Komponen abiotik dapat berupa bahan organik, senyawa anorganik, dan faktor yang mempengaruhi distribusi organisme, yaitu: a) Suhu. Proses biologi dipengaruhi dipengaruhi suhu. Mamalia dan ungg as membutuhkan energi untuk meregulasi temperatur dalam tubuhnya. tubuhnya. b) Air . Ketrsediaan air mempengaruhi mempengaruhi distribusi distribusi organisme. Organisme di gurun beradaptasi terhadap ketersediaan air di gurun. am . Konsentrasi garam mempengaruhi kesetimbangan c) Gar am kesetimbangan air dalam organisme organisme
melalui osmosis. Beberapa organisme terestrial beradaptasi dengan lingkungan dengan kandungan garam tinggi. d)
C ahaya
matahari . ri . Intensitas Intensitas dan kualitas cahaya mempengaruhi proses fotosintesis fotosintesis..
Air dapat menyerap cahay a sehingga pada lingkungan air, fotosintesis fotosintesis terjadi di sekitar permukaan yang terjangkau cahaya matahari. Di gurun, intensitas cahaya yang besar membuat peningkatan suhu sehingga hewan dan tumbuhan tertekan.
e)
T ana anah
dan bat u . Beberapa kara kteristik kteristik tanah yang m eliputi eliputi struktur fisik, pH, dan
komposisi komposisi mineral membatasi penyebaran organisme berdasarkan pa da kandungan sumber makanannya di tanah. f)
Ikl i i m.
Iklim adalah kondisi kondisi cuaca dalam jangka waktu lama dalam suatu area. Iklim
makro m eliputi eliputi iklim global, r egional dan lokal. Iklim Iklim mikro meliputi meliputi iklim dalam suatu daerah yang dihuni komunitas tertentu. 2. Komponen autotrof Komponen Komponen autotrof terdiri dari dari organisme yang dapat membuat makanannya sendiri sendiri dari dari bahan anorganik dengan bantuan energi seperti sinar matahari (fotoautotrof) dan bahan kimia (kemoautotrof). Komponen autotrof berperan sebagai produsen. Yang tergolong autotrof adalah tumbuhan berklorofil. 3. Komponen heterotrof heterotro f Komponen heterotrof terdiri dari organisme yang memanfaatkan bahan-bahan [organik] yang disediakan [organisme] lain sebagai makanannya. Komponen heterotrof disebut juga konsumen makro [fagotrof] karena makanan yang dimakan berukuran lebih kecil. Yang tergolong heterotrof adalah [m anusia], [hewan], [jamur], dan[mikroba]. 4. Pengurai Pengu rai (dekompos er) Pengurai atau dekomposer dekomposer adalah or ganisme yang menguraikan bahan organik yang berasal dari organisme mati. Pengurai disebut disebut juga konsumen makro sapotrof karena makanan yang dimakan berukuran lebih besar. Organisme pengurai menyerap sebagian hasil penguraian tersebut dan melepaskan bahan-bahan yang s ederhana yang dapat digunakan k embali oleh produsen . Yang tergolong pengurai adalah bakteri dan jamur. Ada pula pengurai yang tivor disebut det ri ri t i vor yaitu hewan pengurai yang memakan sisa-sisa bahan organik, contohnya
adalah kutu kayu.
C. Tipe-tipe Tip e-tipe ekosistem 1.
Akuatik
a)
Ekosistem air tawar
b)
Ekosistem air laut
c)
Ekosistem estuari
d)
Ekosistem pantai
e)
Ekosistem sungai
f)
Ekosistem laut dalam
g)
Ekosistem lamun.
2. Terestrial a) Hutan hujan tropis b) Sabana c) Padang rumput d) Gurun e) Hutan gugur f)
Taiga
g) Tundra h) Karts 3. Buatan a) Bendungan b) Hutan tanaman produksi (seperti jati dan pinus) c) Agroekosistem, Agroekosistem, berupa saw ah tadah hujan d) Sawah irigasi e) Perkebunan sawit f) Ekosistem pemukiman seperti kota dan desa
D. Aliran energi dan Aliran materi
Ekosistem berfungsi karena adanya aliran energi dan aliran materi. Saling pengaruh mempengaruhi antara aliran dan daur materi di dalam ekosistem akan menghasilkan keadaan ekosistem yang yang seimbang, tidak ada satupun kehidupan kehidupan tanpa membutuhkan energi. Sebab untuk bernapas, bergerak, berkembang biak, makan, tidur dan segala aktifitasnya membutuhkan energi. Energi mengalir dalam satu arah, sedangkan materi berjalan dalam sebuah siklus. Siklus materi terdiri dari siklus CHONPS ( Karbon, Hidrogen, Oksigen, Nitrogen, Phospor, Sulfur).
Tubuh kita, hewan, tumbuhan, dan batu, tersusun oleh materi. Materi ini terdiri atas unsur kimia, seperti karbon (C), hidrogen (H), oksigen (O), nitrogen (N), dan fosfor (P). Materi tersebut dimanfaatkan oleh produsen untuk membentuk bahan organik dengan bantuan matahari atau energi yang berasal dari reaksi kimia. Bahan organik yang dihasilkan adalah sumber energi bagi organisme lain melalui proses proses makan dan dimakan. Materi mengalir dari mata rantai makanan yang satu ke mata rantai yang lain. Jika makhluk hidup mati, tidak berarti aliran materi terhenti, tetapi makhluk yang mati menjadi makanan bagi makhluk hidup yang lain, misalnya bangkai hewan atau tumbuhan dimakan oleh jasad renik, seperti bakteri dan jamur dalam proses pembusukan. Sebagian hasil pembusukan tersebut adalah gas, misalnya CO2, cairan, dan mineral. Gas dan mineral tersebut kemudian digunakan lagi oleh tumbuhan dalam proses sintesis. Tumbuhan dimakan oleh herbivora, maka proses makan dan dimakan berulang. Dengan demikian, demikian, dapat kita k atakan bahwa aliran m ateri merupakan suatu daur Materi tidak ada habis-habisnya, materi mengalir dari tubuh makhluk hidup yang satu ke tubuh makhluk yang lain dan dari dunia hidup ke dunia tak hidup, serta kembali lagi ke a, yaitu daur yang melibatkan dunia hidup. Daur materi di atas disebut daur biogeok i i mi a,
proses biologi, geologi, dan kimia. Mata rantai makhluk hidup dalam daur biogeokimia merupakan jaringjaring kehidupan. Aliran materi merupakan suatu daur, sedangkan aliran an yang sear ah . Setelah melewati beberapa energi bukan suatu daur, melainkan al ir ir an
transformasi yang menjaga semua makhluk hidup tetap hidup, energi tersebut kembali ke
da k ada daur energi. Berikut akan di bahas angkasa luar sebagai panas. Dengan demikian, t i i da
beberapa unsur unsur yang penting, yaitu daur air, daur nitrog en, daur karbon, daur fosfor, dan daur sulfur.
1. Daur Air Meskipun hanya sebagian kecil air di bumi yang terdapat pada materi hidup, air sangat penting bagi makhluk hidup. Siklus air atau daur air digerakkan oleh energi matahari dan sebagian besar terjadi terjadi di antara lautan dan a tmosfer melalui penguapan dan curah hujan.
2. Daur Nitrogen Di alam, nitrogen terdapat dalam bentuk senyawa organik, seperti urea, protein, dan asam nukleat atau sebagai senyawa anorganik, seperti amonia, nitrit, dan nitrat. Tumbuhan dan hewan membutuhkan membutuhkan nitrogen untuk membuat protein. protein. Uda ra (atmosfer) terdiri atas berbagai gas, dan gas nitrogen terdapat kurang lebih sebanyak 80%. Namun, nitrogen tidak digunakan oleh makhluk hidup dalam bentuk gas. Tumbuhan dapat menyerap nitrogen dalam bentuk senyawa nitrit atau nitrat. T ahap
per tama tama daur nitrogen adalah transfer nitrogen dari atmosfer ke dalam tanah. Selain
air hujan yang membawa sejumlah nitrogen, penambahan nitrogen ke dalam tanah terjadi melalui proses fiksasi nitrogen. Fiksasi nitrogen secara biologis dapat dilakukan oleh bakteri di i um . Rhizobium yang bersimbiosis bersimbiosis dengan polong-polongan, polong-polongan, bakteri Azet obacter dan Cl ost ri ri d
Selain itu, ganggang hijau-biru dalam air juga memiliki kemampuan memfiksasi nitrogen. T ahap
k ed ed ua ,
nitrat yang dihasilkan oleh fiksasi biologis digunakan oleh produsen
(tumbuhan) diubah menjadi molekul protein (Gambar 9. 10). Selanjutnya jika tumbuhan atau hewan mati, makhluk pengurai merombaknya menjadi gas amoniak (NH3) dan garam amonium yang larut dalam air (NH4 +). Proses ini disebut disebut dengan t ro amonifikasi. Bakteri Ni t roso mo nas mengubah amoniak dan senyawa amonium menjadi kas s i . Apabila oksigen dalam tro trifi a nitrat oleh Ni t r obacter , kedua proses tersebut dinamakan ni t r ifi k
tanah terbatas, nitrat dengan cepat ditransformasikan menjadi gas nitrogen atau oksida nitrogen oleh proses yang di sebut denitrifikasi. denitrifikasi.
3. Daur Karbon dan Oksigen Reservoir utama karbon adalah dalam bentuk karbon dioksida yang terdapat di atmosfer. Bumi juga memiliki karbon organik dalam bentuk batu bara, minyak bumi, tumbuhan, dan binatang. Selain itu, terdapat sejumlah kecil karbon yang masuk ke dalam tanah dalam bentuk gula, asam amino, dan senyawa lain yang disekresikan langsung oleh akar tumbuhtumbuhan. tumbuhan. Tumbuhan dan berbagai jenis bakteri mampu m enyintesis enyintesis senyawa organik dari CO2 atmosfer. CO2 dan air yang diserap oleh tumbuhan kemudian diubah menjadi glukosa dalam proses fotosintesis. fotosintesis. Dari proses ini dihasilkan gas oksigen. Glukosa kemudian diubah menjadi bentuk lain, seperti protein, lemak, dan amilum. Selanjutnya tumbuhan dimakan oleh hewan. Tumbuhan dan hewan melakukan respirasi, demikian juga jika hewan dan tumbuhan mati, mereka diuraikan oleh mikroorganisme dengan bantuan oksigen. Hasilnya, CO2 dilepaskan kembali ke atmosfer. Mengapa sampah berbau busuk? Hal ini terjadi karena pada proses penguraian,sampah tersebut kekurangan oksigen, sehingga tidak semua senyawa organik diubah menjadi CO2 dan energi, tetapi menjadi gas sampingan, seperti NH3 atau H2S
4. Daur Sulfur Sulfur terdapat dalam bentuk sulfat anorganik. Sulfur direduksi oleh bakteri menjadi sulfida dan kadang-kadang terdapat dalam bentuk sulfur dioksida atau hidrogen sulfida. Hidrogen sulfida ini sering kali bersifat mematikan makhluk hidup di perairan, pada umumnya dihasilkan dihasilkan dari penguraian bahan organik yang mati. Ion sulfat kemudian diserap diserap tumb uhan dan diubah menjadi protein. Jika jaringan tumbuhan atau binatang mati akan mengalami proses penguraian Beberapa jenis bakteri dapat mengoksidasi hidrogen sulfida menjadi sulfat kembali. Besi (Fe) dalam sedimen bereaksi dengan sulfida membentuk ferosulfida (FeS) yang mengendap.
5. Daur Fosfor
Fungsi fosfor bagi makhluk hidup, antara lain fosfor dalam bentuk adenosin trifosfat (ATP) merupakan bahan bak ar (energi) bagi makhluk hidup. Cadangan fosfat yang dapat larut, dapat digunakan langsung sebagai zat hara primer dalam sintesis protein oleh tumbuhan. Melalui rantai makanan, fosfat dapat beralih ke tingkat tropik yang lebih tinggi. Jika organisme mati, fosfor dikembalikan ke t anah melalui proses penguraian.
