Konsep Ekosistem

BAB XI
KONSEP EKOSISTEM

A. Pendahuluan
Deskripsi singkat
Bab ini akan menguraikan tentang pengertian ekosistem, satuan-satuan makhluk hidup penyusun ekosistem, komponen-komponen ekosistem, ketergantungan antarkomponen ekosistem dan macam-macam ekosistem
Relevansi
Pembahasan pada bab ini merupakan pengetahuan awal untuk memahami materi lanjutan seperti ekologi hewan dan ekologi tumbuhan.
Kompetensi Dasar
Mahasiswa dapat menjelaskan tentang konep ekosistem.
B. Penyajian
Uraian dan contoh
11.1. Pengertian Ekosistem
Ekosistem adalah suatu sistem ekologi yang terbentuk oleh hubungan timbal balik antara makhluk hidup dengan lingkungannya. Ekosistem bisa dikatakan juga suatu tatanan kesatuan secara utuh dan menyeluruh antara segenap unsur lingkungan hidup yang saling mempengaruhi.
Ilmu yang mempelajari ekosistem disebut ekologi. Ekologi berasal dari dua kata dalam bahasa Yunani, yaitu oikos dan logos. Oikos artinya rumah atau tempat tinggal, dan logos artinya ilmu. Istilah ekologi pertama kali dikemukakan oleh Ernst Haeckel (1834 - 1914).
Ekologi merupakan cabang ilmu yang masih relatif baru, yang baru muncul pada tahun 70-an. Akan tetapi, ekologi mempunyai pengaruh yang besar terhadap cabang biologinya. Ekologi mempelajari bagaimana makhluk hidup dapat mempertahankan kehidupannya dengan mengadakan hubungan atarmakhluk hidup dan dengan benda tak hidup di dalam tempat hidupnya atau lingkungannya. Para ahli ekologi mempelajari hal berikut:
a. Perpindahan energi dan materi dari makhluk hidup yang satu ke makhluk hidup yang lain ke dalam lingkungannya dan faktor-faktor yang menyebabkannya.
b. Perubahan populasi atau spesies pada waktu yang berbeda dalam faktor-faktor yang menyebabkannya
c. Terjadi hubungan antarspesies (interaksi antarspesies) makhluk hidup dan hubungan antara makhluk hidup dengan lingkungannya.
Komponen-komponen pembentuk ekosistem adalah komponen hidup (biotik) dan komponen tak hidup (abiotik). Kedua komponen tersebut berada pada suatu tempat dan berinteraksi membentuk suatu kesatuan yang teratur. Misalnya, pada suatu ekosistem akuarium, ekosistem ini terdiri dari ikan, tumbuhan air, plankton yang terapung di air sebagai komponen biotik, sedangkan yang termasuk komponen abiotik adalah air, pasir, batu, mineral dan oksigen yang terlarut dalam air.
11.2 Satuan-Satuan Makhluk Hidup Penyusun Ekosistem
Di dalam sebuah ekosistem juga terdapat satuan-satuan makhluk hidup yang meliputi individu,populasi,komunitas da biosfer. Bagian-bagian satuan makhluk hidup penyusun ekosistem, yaitu;
a. Individu
Istilah individu berasal dari bahasa latin,yaitu in yang berarti tidak dan dividus yang berarti dapat di bagi. Jadi individu adalah makhluk hidup yang berdiri sendiri yang secara fisiologis bersifat bebas atau tidak mempunyai hubungan dengan sesamanya. Individu juga disebut satuan makhluk hidup tunggal.
b. Populasi
Populasi berasal ari bahasa latin, yaitu populus yang berarti semua orang yang bertempat tinggal pada suatu tempat. Populasi sering didefinisikan sebagai sekelompok organisme dari spesies yang sama yang secara kolektif menempati suatu ruang atau tempat tertentu dan waktu tertentu. Oleh karena itu bila kita membicarakan populasi kita harus menyebutkan jenis individu (spesies) yang kita bicarakan dan kita perlu juga menentukan batas-batas waktu dan tempat bahkan kuantitas.
Untuk memahami tentang hal-hal yang berkaitan dengan populasi kita harus mengenal istilah-istilah yang dipakai, bahkan karena penelitian tentang populasi menggunakan angka-angka, maka juga harus mengerti tentang matematika. Istilah-istilah yang dimaksud misalnya yang dijumpai dalam mempelajari karakteristik populasi. Contoh karakteristik populasi itu misalnya :
1) Untuk menyatakan ukuran/besarnya populasi, pengertian kerapatan populasi (population density, densitas populasi) banyak dipakai. Kerapatan populasi dapat dinyatakan dalam jumlah individu/satuan ruang (luas) atau jumlah individu/volume (liter).
2) Perubahan-perubahan kepadatan populasi, istilah yang sering digunakan adalah dinamika populasi. Dalam mempelajari perubahan-perubahan populasi, pengertian kecepatan (rate) memegang peranan yang sangat penting, misalnya kalau N= jumlah individu dalam populasi, maka kecepatan pertumbuhan (growth rate) dari populasi tersebut dapat diumpamakan dalam N/t. Faktor-faktor yang dapat menyebabkan perubahan pada populasi yaitu angka kelahiran (natalitas), yaitu angka kelahiran yang dapat menambah besarnya populasi, angka kematian (mortalitas), yang dapat mengurangi besarnya populasi. Disamping itu faktor-faktor lain adalah perpindahan masuk (imigrasi) juga dapat menambah populasi dan perpindahan keluar (emigrasi) dapat mengurangi populasi. Keempat faktor ini menyebabkan populasi turun naik yang disebut juga dengan fluktuasi populasi.
Berdasarkan aliran energi yang digunakan dalam setiap komunitas, maka setiap populasi dapat digolongkan menjadi beberapa macam, yaitu :
1) Produsen; yakni jenis makhluk hidup yang berhijau daun yang dapat mengubah energi surya menjadi energi kimia dalam jaringannya atau atau bisa dikatan bahwa produsen adalah semua tumbuhan hijau dalam sebuah ekosistem yang dapat menghasilkan bahan-bahan organik bagi makhluk hidup lainnya.
2) Konsumen I; yakni makhluk hidup yg memakan produsen, ini terjadi pada rantai makanan. konsumen tigkat satu umumnya herbivora karena produsennya adalah tumbuhan yg autotrof(tumbuhan yg berfotosistesis) atau dengan kata lain makhluk hidup yang memperoleh energi langsung dari produsen.
3) Konsumen II; yakni makhluk hidup termasuk juga karnivor, ciri organisme yang memakan herbivore atau makhluk hidup yang memperoleh makanan dari konsumen tingkat I.
4) Konsumen III; yakni makhluk hidup karnivor pemakan karnivor lainnya. Namu ada organisme yang secara fungsional termasuk konsumen I, II dan III misalnya manusia.
5) Parasit; yakni makhluk hidup yang untuk kelangsungan hidupnya menggantungkan sebagian atau seluruh sumber energinya pada tumbuhan lain (disebut tumbuhan inang) dan mengakibatkan inangnya mengalami kekurangan energi
6) Pemakan bangkai; makhluk hidup yang memakan tubuh makhluk hidup lain yang sudah membusuk.
7) Pengurai; adalah makhluk hidup (bakteri, cendawan dan mikroba lain) yang dapat menguraikan tumbuhan atau hewan yang mati, serta sisa-sisa atau kotoran organisme.
c. Komunitas
Organisme dialam ini tidak bisa hidup secara terpisah, sendiri-sendiri. Individu-individu ini (tumbuhan dan hewan) akan berhimpun ke dalam suatu kelompok membentuk populasi. Populasi-populasi ini disuatu wilayah/kawasan membentuk suatu kesatuan hidup yang disebut dengan komunitas. Komunitas berasal dari bahasa Latin communitas yang berarti "kesamaan", kemudian dapat diturunkan dari communis yang berarti "sama, publik, dibagi oleh semua atau banyak".
Komunitas adalah sebuah kelompok sosial dari beberapa organisme yang berbagi lingkungan, umumnya memiliki ketertarikan yang sama. Komunitas pada prinsipnya terbentuk dari berbagai hasil interaksi di antara populasi-populasai yang ada, sebagaimana telah dijelaskan. Di alam terdapat bermacam-macam komunitas. Komunitas ini dapat dibagi dalam dua bagian yaiut komunitas akuatik (lautan, danau, sungai dan kolam) dan komunitas terestrial (hutan, padang rumput, padang pasir, dll.).
Dalam tingkatan komunitas ciri, sifat dan kemampuannya lebih tinggi dari populasi misalnya dalam hal interaksi. Dalam komunitas bisa terjadi interaksi antar populasi, tidak hanya antar individu-spesies seperti pada populasi. Hubungan antar populasi ini menggambarkan berbagai keadaan yaitu bisa saling menguntungkan sehingga terwujud sutau hubungan timbal balik yang positif bagi kedua belah pihak (mutualisme). Sebaliknya bisa juga terjadi hubungan salah satu pihak dirugikan (parasitisme). Yang harus diperhatikan bila suatu komunitas sudah terbentuk, maka populasi-populasi yang ada haruslah hidup berdampingan atau bertetangga satu sama lainnya. Dalam biosistem komunitas ini berasosiasi dengan komponen non hidup (abiotik) membentuk suatu ekosistem.
d. Biosfer
Seluruh ekosistem di dunia disebut biosfer. Dalam biosfer, setiap makhluk hidup menempati lingkungan yang cocok untuk hidupnya. Lebih jelas biosfer adalah bagian luar dari planet Bumi, mencakup udara, daratan, dan air, yang memungkinkan kehidupan dan proses biotik berlangsung. Dalam pengertian luas menurut geofisiologi, biosfer adalah sistem ekologis global yang menyatukan seluruh makhluk hidup dan hubungan antarmereka, termasuk interaksinya dengan unsur litosfer (batuan), hidrosfer (air), dan atmosfer (udara) Bumi. Bumi hingga sekarang adalah satu-satunya tempat yang diketahui yang mendukung kehidupan. Biosfer dianggap telah berlangsung selama sekitar 3,5 milyar tahun dari 4,5 milyar tahun usia Bumi.
11.3 Komponen-Komponen Ekosistem
Ekosistem merupakan kesatuan dari seluruh komponen yang membangunnya. Di dalam suatu ekosisiem terdapat kesatuan proses yang saling terkait dan mempengauhi antar semua komponen.Pada suatu ekosistem terdapat komponen yang hidup (biotik) dan komponen tak hidup (abiotik).
a. Komponen Hidup (Biotik)
Mansia, hewan dan tumbuhan termasuk koomponen biotik yaang terdapat dalamsuatu ekosistem. Komponen biotik di bedakan menjadi 3 golongan yaitu produsen, konsumen dan dekomposer.
1. Produsen
Semua produsen dapat menghasilkan makanannya sendiri sehingga disebut organisme autotrof. Sebagai produsen, tumbuhan hijau mnghasilkan makanan (karbohidrat) melalui proses fotosintesis. Makanan dimanfaatkan oleh tumbuhan itu sendiri maupun makhluk hidup lainnya. Dengan demikian produsen merupakan sumber energi utama bagi organisme lain, yaitu konsumen.
2. Konsumen
Semua konsumen tidak dapat membuat makanan sendiri di dalam tubuhnya sehingga disebut heterotrof. Mereka mendapatkan zat-zat organik yang telah di bentuk oleh produsen,atau dari konsumen lain yang menjadi mangsanya. Berdasarkan jenis makanannya, konsumen di kelompokkan sebagai berikut;
 Pemakan tumbuhan (herbivor),nisalnyakambing,kerbau,kelini dan sapi.
 Pemakan daging (karnivora),misalnya harimau,burung elang,dan serigala,
 Pemakan tmbuhan dan daging (omnivor),misalnya ayam,itik, dan orang hutan.
3. Pengurai (Dekomposer)
Kelompok ini berperan penting dalam ekosistem.Jika kelompok ini tidak ada, kita akan melihat sampah yang menggunung dan makhluk hidup yang mati tetap utuh selamanya. Dekomposer berperan sebagai pengurai,yang menguraikan zat-zat organic (dari bangkai) menjadi zat-zat organik penyusunnya.
b. Komponen Tak Hidup (Abiotik)
Bagian dari komponen abiotik adalah ;
1. Tanah; sifat-sifa fisik tanah yang berperan dalam ekosistem meliputi tekstur,kematangan, dan kemapuan menahan air.
2. Air; hal-hal penting pada air yang mempengaruri kehidupan makhluk hidup adalah suhu air,kadar mineral air,salinitas,arus air,penguapan,dan kedalaman air.
3. Udara; udara merupakan lingkungan abiotik yang berupa gas.Gas itu berbentuk atmosfer yang melingkupi makhluk hidup. Oksigen,karbon dioksida,dan nitrogen merupakan gas yang paling pentung bagi kehidupan makhluk hidup.
4. Cahaya matahari ; cahaya matahari merupakan sumber energi utama bagi kehidupan di bumi ini. Namun demikian,penyebara cahaya ddi bumi belum merata.Oleh karena itu, organisme harus menyesuaikan diri dengan lingkungan yang intensitas dan kualitas cahayanya berbeda.
5. Suhu atau temperatur; setiap makhluk hidup memerlukan suhu optimum untuk kegiatan metabolisme dan perkembangbiakannya.

11.4 Ketergantungan Antarkomponen Ekosistem
Tidak ada makhluk hidup yang mampu hidup sendiri.Di antara makhluk hidup tersebut terjadi hubungan saling membutuhkan,atau dengan kata lain terjadi ketergantungan. Ketergantungan tidak hanya terjadi antar makhluk hidup (komponen biotik), tetapi juga terjadi antara komponen abiotik dan biotik. Ketergantungan antar komponen dalam ekosistem dalam dilihat dari hal-hal berikut.
a. Rantai Makanan, Jaring-Jaring Makanan dan Piramida Ekologi
1. Rantai Makanan
Rantai makanan adalah pengalihan energi dari sumbernya dalam tumbuhan melalui sederetan organisme yang makan dan yang dimakan atau perpindahan energi makanan dari sumber daya tumbuhan melalui seri organisme atau melalui jenjang makan (tumbuhan-herbivora-carnivora). Pada setiap tahap pemindahan energi, 80%–90% energi potensial hilang sebagai panas, karena itu langkah-langkah dalam rantai makanan terbatas 4-5 langkah saja (lihat Gambar 60). Dengan perkataan lain, semakin pendek rantai makanan semakin besar pula energi yang tersedia. Ada dua tipe dasar rantai makanan:
 Rantai makanan rerumputan (grazing food chain). Misalnya: tumbuhan-herbivora-carnivora.
 Rantai makanan sisa (detritus food chain). Bahan mati mikroorganisme (detrivora = organisme pemakan sisa) predator.

Gambar 60. Rantai Makanan
Para ilmuwan ekologi mengenal tiga macam rantai pokok, yaitu rantai pemangsa, rantai parasit, dan rantai saprofit.
 Rantai Pemangsa
Rantai pemangsa landasan utamanya adalah tumbuhan hijau sebagai produsen. Rantai pemangsa dimulai dari hewan yang bersifat herbivora sebagai konsumen I, dilanjutkan dengan hewan karnivora yang memangsa herbivora sebagai konsumen ke-2 dan berakhir pada hewan pemangsa karnivora maupun herbivora sebagai konsumen ke-3.
 Rantai Parasit
Rantai parasit dimulai dari organisme besar hingga organisme yang hidup sebagai parasit. Contoh organisme parasit antara lain cacing, bakteri, dan benalu.
 Rantai Saprofit
Rantai saprofit dimulai dari organisme mati ke jasad pengurai. Misalnya jamur dan bakteri. Rantai-rantai di atas tidak berdiri sendiri tapi saling berkaitan satu dengan lainnya sehingga membentuk jaring-jaring makanan.
2. Jaring-Jaring Makanan
Kumpulan dari rantai makanan nantinya akan menjadi sebuah jaring, yang sering disebut dengan jaring-jaring makanan. Pada ekosistem, setiap organisme mempunyai suatu peranan, ada yang berperan sebagai produsen, konsumen ataupun dekomposer. Produsen adalah penghasil makanan untuk makhluk hidup sedangkan konsumen adalah pemakan produsen. Produsen terdiri dari organisme-organisme berklorofil (autotrof) yang mampu memproduksi zat-zat organik dari zat-zat anorganik (melalui fotosintesis). Zat-zat organik ini kemudian dimanfaatkan oleh organisme-organisme heterotrof (manusia dan hewan) yang berperan sebagai konsumen.
Sebagai konsumen, hewan ada yang memakan produsen secara langsung, tetapi ada pula yang mendapat makanan secara tidak langsung dari produsen dengan memakan konsumen lainnya. Karenanya konsumen dibedakan menjadi beberapa macam yaitu konsumen I, konsumen II, dan seterusnya hingga konsumen puncak. Konsumen II, III, dan seterusnya tidak memakan produsen secara langsung tetapi tetap tergantung pada produsen, karena sumber makanan konsumen I adalah produsen. Peranan makan dan dimakan di dalam ekosistem akan membentuk rantai makanan bahkan jaring-jaring makanan (lihat Gambar 61).

Gambar 61. Jaring-Jaring Makanan
Dalam ekosistem rantai makanan jarang berlangsung dalam urutan linier seperti di atas, tetapi membentuk jaring-jaring makanan (food web). Peran dekomposer ditempati oleh organisme yang bersifat saprofit, yaitu bakteri pengurai dan jamur saproba. Keberadaan dekomposer sangat penting dalam ekosistem. Oleh dekomposer, hewan atau tumbuhan yang mati akan diuraikan dan dikembalikan ke tanah menjadi unsur hara (zat anorganik) yang penting bagi pertumbuhan tumbuhan. Aktivitas pengurai juga menghasilkan gas karbondioksida yang penting bagi fotosintesis.
Pada hakikatnya dalam organisasi kehidupan tingkat ekosistem terjadi proses-proses sirkulasi materi, transformasi, akumulasi energi, dan akumulasi materi melalui organisme. Ekosistem juga merupakan suatu sistem yang terbuka dan dinamis. Keluar masuknya energi dan materi bertujuan mempertahankan organisasinya serta mempertahankan fungsinya.
3. Piramida Ekologi
Struktur trofik pada ekosistem dapat disajikan dalam bentuk piramida ekologi. Ada 3 jenis piramida ekologi, yaitu piramida jumlah, piramida biomassa, dan piramida energi.
 Piramida Jumlah
Organisme dengan tingkat trofik masing - masing dapat disajikan dalam piramida jumlah, seperti kita organisme di tingkat trofik pertama biasanya paling melimpah, sedangkan organisme di tingkat trofik kedua, ketiga, dan selanjutnya makin berkurang. Dapat dikatakan bahwa pada kebanyakan komunitas normal, jumlah tumbuhan selalu lebih banyak daripada organisme herbivora. Demikian pula jumlah herbivora selalu lebih banyak daripada jumlah karnivora tingkat 1. Kamivora tingkat 1 juga selalu lebih banyak daripada karnivora tingkat 2. Piramida jumlah ini di dasarkan atas jumlah organisme di tiap tingkat trofik.
 Piramida Biomassa
Seringkali piramida jumlah yang sederhana kurang membantu dalam memperagakan aliran energi dalam ekosistem. Penggambaran yang lebih realistik dapat disajikan dengan piramida biomassa. Biomassa adalah ukuran berat materi hidup di waktu tertentu. Untuk mengukur biomassa di tiap tingkat trofik maka rata-rata berat organisme di tiap tingkat harus diukur kemudian barulah jumlah organisme di tiap tingkat diperkirakan.
Piramida biomassa berfungsi menggambarkan perpaduan massa seluruh organisme di habitat tertentu, dan diukur dalam gram. Untuk menghindari kerusakan habitat maka biasanya hanya diambil sedikit sampel dan diukur, kemudian total seluruh biomassa dihitung. Dengan pengukuran seperti ini akan didapat informasi yang lebih akurat tentang apa yang terjadi pada ekosistem.
 Piramida Energi
Seringkali piramida biomassa tidak selalu memberi informasi yang kita butuhkan tentang ekosistem tertentu. Lain dengan Piramida energi yang dibuat berdasarkan observasi yang dilakukan dalam waktu yang lama. Piramida energi mampu memberikan gambaran paling akurat tentang aliran energi dalam ekosistem.
Pada piramida energi terjadi penurunan sejumlah energi berturut-turut yang tersedia di tiap tingkat trofik. Berkurang-nya energi yang terjadi di setiap trofik terjadi karena hal-hal berikut.
 Hanya sejumlah makanan tertentu yang ditangkap dan dimakan oleh tingkat trofik selanjutnya.
 Beberapa makanan yang dimakan tidak bisa dicemakan dan dikeluarkan sebagai sampah.
 Hanya sebagian makanan yang dicerna menjadi bagian dari tubuh organisms, sedangkan sisanya digunakan sebagai sumber energi.
b. Aliran Energi
Energi dapat diartikan sebagai kemampuan untuk melakukan kerja. Energi diperoleh organismee dari makanan yang dikonsumsinya dan dipergunakan untuk aktivitas hidupnya. Cahaya matahari merupakan sumber energi utama kehidupan. Tumbuhan berklorofil memanfaatkan cahaya matahari untuk berfotosintesis. Organisme yang menggunakan energi cahaya untuk merubah zat anorganik menjadi zat organik disebut kemoautotrof. Organisme yang menggunakan energi yang didapat dari reaksi kimia untuk membuat makanan disebut kemoautotrof.
Energi yang tersimpan dalam makanan inilah yang digunakan oleh konsumen untuk aktivitas hidupnya. Pembebasan energi yang tersimpan dalam makanan dilakukan dengan cara oksidasi (respirasi). Golongan organisme autotrof merupakan makanan penting bagi organisme heterotrof, yaitu organisme yang tidak dapat membuat makanan sendiri misalnya manusia, hewan, dan bakteri tertentu. Makanan organisme heterotrof berupa bahan organik yang sudah jadi.
Aliran energi merupakan rangkaian urutan pemindahan bentuk energi satu ke bentuk energi yang lain dimulai dari sinar matahari lalu ke produsen, konsumen primer, konsumen tingkat tinggi, sampai ke saproba di dalam tanah. Siklus ini berlangsung dalam ekosistem.
c. Siklus Biogeokimia
Materi yang menyusun tubuh organisme berasal dari bumi. Materi yang berupa unsurunsur terdapat dalam senyawa kimia yang merupakan materi dasar makhluk hidup dan tak hidup. Siklus biogeokimia atau siklus organikanorganik adalah siklus unsur atau senyawa kimia yang mengalir dari komponen abiotik ke biotik dan kembali lagi ke komponen abiotik. Siklus unsur-unsur tersebut tidak hanya melalui organisme, tetapi jugs melibatkan reaksireaksi kimia dalam lingkungan abiotik sehingga disebut siklus biogeokimia. Fungsi daur biogeokimia adalah sebagai siklus materi yang mengembalikan semua unsur-unsur kimia yang sudah terpakai oleh semua yang ada di bumi baik komponen biotik maupun komponen abiotik, sehingga kelangsungan hidup di bumi dapat terjaga.Siklus-siklus tersebut antara lain: siklus air, siklus oksigen, siklus karbon, siklus nitrogen, dan siklus sulfur.
1. Siklus Air
Air di atmosfer berada dalam bentuk uap air. Uap air berasal dari air di daratan dan laut yang menguap karena panas cahaya matahari. Sebagian besar uap air di atmosfer berasal dari laut karena laut mencapai tigaperempat luas permukaan bumi. Uap air di atmosfer terkondensasi menjadi awan yang turun ke daratan dan laut dalam bentuk hujan. Air hujan di daratan masuk ke dalam tanah membentuk air permukaan tanah dan air tanah.
Tumbuhan darat menyerap air yang ada di dalam tanah. Dalam tubuh tumbuhan air mengalir melalui suatu pembuluh. Kemudian melalui tranpirasi uap air dilepaskan oleh tumbuhan ke atmosfer. Transpirasi oleh tumbuhan mencakup 90% penguapan pada ekosistem darat.
Hewan memperoleh air langsung dari air permukaan serta dari tumbuhan dan hewan yang dimakan, sedangkan manusia menggunakan sekitar seperempat air tanah. Sebagian air keluar dari tubuh hewan dan manusia sebagai urin dan keringat.
Air tanah dan air permukaan sebagian mengalir ke sungai, kemudian ke danau dan ke laut. Siklus ini di sebut Siklus Panjang. Sedangkan siklus yang dimulai dengan proses Transpirasi dan Evapotranspirasi dari air yang terdapat di permukaan bumi, lalu diikuti oleh Presipitasi atau turunnya air ke permukaan bumi disebut Siklus Pendek (lihat Gambar 62).

Gambar 62. Siklus Air
2. Siklus Nitrogen
Nitrogen bebas dapat ditambat/difiksasi terutama oleh tumbuhan yang berbintil akar (misalnya jenis polongan) dan beberapa jenis ganggang. Nitrogen bebas juga dapat bereaksi dengan hidrogen atau oksigen dengan bantuan kilat/ petir.
Tumbuhan memperoleh nitrogen dari dalam tanah berupa amonia (NH3), ion nitrit (NO2- ), dan ion nitrat (O03- ).Beberapa bakteri yang dapat menambat nitrogen terdapat pada akar Legum dan akar tumbuhan lain, misalnya Marsiella crenata. Selain itu, terdapat bakteri dalam tanah yang dapat mengikat nitrogen secara langsung, yakni Azotobacter sp. yang bersifat aerob dan Clostridium sp. yang bersifat anaerob. Nostoc sp. dan Anabaena sp. (ganggang biru) juga mampu menambat nitrogen.
Nitrogen yang diikat biasanya dalam bentuk amonia. Amonia diperoleh dari hasil penguraian jaringan yang mati oleh bakteri. Amonia ini akan dinitrifikasi oleh bakteri nitrit, yaitu Nitrosomonas dan Nitrosococcus sehingga menghasilkan nitrat yang akan diserap oleh akar tumbuhan. Selanjutnya oleh bakteri denitrifikan, nitrat diubah menjadi amonia kembali, dan amonia diubah menjadi nitrogen yang dilepaskan ke udara. Dengan cara ini siklus nitrogen akan berulang dalam ekosistem (lihat Gambar 63).
.
Gambar 63. Siklus Nitrogen
3. Siklus Posfor
Posfor merupakan elemen penting dalam kehidupan karena semua makhluk hidup membutuhkan posfor dalam bentuk ATP (Adenosin Tri Fosfat), sebagai sumber energi untuk metabolisme sel. Posfor terdapat di alam dalam bentuk ion fosfat (PO43-). Ion Fosfat terdapat dalam bebatuan. Adanya peristiwa erosi dan pelapukan menyebabkan fosfat terbawa menuju sungai hingga laut membentuk sedimen. Adanya pergerakan dasar bumi menyebabkan sedimen yang mengandung fosfat muncul ke permukaan. Di darat tumbuhan mengambil fosfat yang terlarut dalam air tanah.
Herbivora mendapatkan fosfat dari tumbuhan yang dimakannya dan karnivora mendapatkan fosfat dari herbivora yang dimakannya. Seluruh hewan mengeluarkan fosfat melalui urin dan feses.
Bakteri dan jamur mengurai bahan-bahan anorganik di dalam tanah lalu melepaskan pospor kemudian diambil oleh tumbuhan (lihat Gambar 64).

Gambar 64. Siklus Posfor
4. Siklus Karbon dan Oksigen
Di atmosfer terdapat kandungan COZ sebanyak 0.03%. Sumber-sumber COZ di udara berasal dari respirasi manusia dan hewan, erupsi vulkanik, pembakaran batubara, dan asap pabrik.
Karbon dioksida di udara dimanfaatkan oleh tumbuhan untuk berfotosintesis dan menghasilkan oksigen yang nantinya akan digunakan oleh manusia dan hewan untuk berespirasi.
Hewan dan tumbuhan yang mati, dalam waktu yang lama akan membentuk batubara di dalam tanah. Batubara akan dimanfaatkan lagi sebagai bahan bakar yang juga menambah kadar C02 di udara.
Di ekosistem air, pertukaran CO2 dengan atmosfer berjalan secara tidak langsung. Karbon dioksida berikatan dengan air membentuk asam karbonat yang akan terurai menjadi ion bikarbonat. Bikarbonat adalah sumber karbon bagi alga yang memproduksi makanan untuk diri mereka sendiri dan organisme heterotrof lain. Sebaliknya, saat organisme air berespirasi, CO2 yang mereka keluarkan menjadi bikarbonat. Jumlah bikarbonat dalam air adalah seimbang dengan jumlah CO2 di air (lihat Gambar 65).

Gambar 65. Daur Karbon dan Oksigen
5. Siklus Belerang (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 seringkali mematikan mahluk hidup di perairan dan pada umumnya dihasilkan dari penguraian bahan organik yang mati (lihat Gambar 66).
.
Gambar 66. Siklus Belerang

Tumbuhan menyerap sulfur dalam bentuk sulfat (SO4). Perpindahan sulfat terjadi melalui proses rantai makanan, lalu semua mahluk hidup mati dan akan diuraikan komponen organiknya oleh bakteri. Beberapa jenis bakteri terlibat dalam daur sulfur, antara lain Desulfomaculum dan Desulfibrio yang akan mereduksi sulfat menjadi sulfida dalam bentuk hidrogen sulfida (H2S). Kemudian H2S digunakan bakteri fotoautotrof anaerob seperti Chromatium dan melepaskan sulfur dan oksigen. Sulfur di oksidasi menjadi sulfat oleh bakteri kemolitotrof seperti Thiobacillus.
11.5 Macam-Macam Ekosistem
Ekosistem merupakan suatu interaksi yang kompleks dan memiliki penyusun yang beragam. Di bumi ada bermacam-macam ekosistem dan secara garis besar dibedakan menjadi ekosistem darat dan ekosistem perairan. Ekosistem perairan dibedakan atas ekosistem air tawar dan ekosistem air Laut.
a. Ekosistem Darat
Ekosistem darat ialah ekosistem yang lingkungan fisiknya berupa daratan. Berdasarkan letak geografisnya (garis lintangnya), ekosistem darat dibedakan menjadi beberapa bioma, yaitu sebagai berikut.
1. Bioma Gurun
Beberapa bioma gurun terdapat di daerah tropika (sepanjang garis balik) yang berbatasan dengan padang rumput. Ciri-ciri bioma gurun adalah gersang dan curah hujan rendah (25 cm/tahun). Suhu siang hari tinggi (bisa mendapai 45°C) sehingga penguapan juga tinggi, sedangkan malam hari suhu sangat rendah (bisa mencapai 0°C). Perbedaan suhu antara siang dan malam sangat besar. Tumbuhan semusim yang terdapat di gurun berukuran kecil. Selain itu, di gurun dijumpai pula tumbuhan menahun berdaun seperti duri contohnya kaktus, atau tak berdaun dan memiliki akar panjang serta mempunyai jaringan untuk menyimpan air. Hewan yang hidup di gurun antara lain rodentia, ular, kadal, katak, dan kalajengking.
2. Bioma Padang Rumput
Bioma ini terdapat di daerah yang terbentang dari daerah tropik ke subtropik. Ciri-cirinya adalah curah hujan kurang lebih 25-30 cm per tahun dan hujan turun tidak teratur. Porositas (peresapan air) tinggi dan drainase (aliran air) cepat. Tumbuhan yang ada terdiri atas tumbuhan terna (herbs) dan rumput yang keduanya tergantung pada kelembapan. Hewannya antara lain: bison, zebra, singa, anjing liar, serigala, gajah, jerapah, kangguru, serangga, tikus dan ular.
3. Bioma Hutan Basah
Bioma hutan basah terdapat di daerah tropika dan subtropik. Ciri-cirinya adalah, curah hujan 200-225 cm per tahun. Species pepohonan relatif banyak, jenisnya berbeda antara satu dengan yang lainnya tergantung letak geografisnya. Tinggi pohon utama antara 20-40 m, cabang-cabang pohon tinngi dan berdaun lebat hingga membentuk tudung (kanopi). Dalam hutan basah terjadi perubahan iklim mikro (iklim yang langsung terdapat di sekitar organisme). Daerah tudung cukup mendapat sinar matahari. Variasi suhu dan kelembapan tinggi/besar; suhu sepanjang hari sekitar 25°C. Dalam hutan basah tropika sering terdapat tumbuhan khas, yaitu liana (rotan), kaktus, dan anggrek sebagai epifit. Hewannya antara lain, kera, burung, badak, babi hutan, harimau, dan burung hantu.
4. Bioma Hutan Gugur
Bioma hutan gugur terdapat di daerah beriklim sedang. Ciri-cirinya adalah curah hujan merata sepanjang tahun. Terdapat di daerah yang mengalami empat musim (dingin, semi, panas, dan gugur). Jenis pohon sedikit (10 s/d 20) dan tidak terlalu rapat. Hewannya antara lain rusa, beruang, rubah, bajing, burung pelatuk, dan rakoon (sebangsa luwak).
5. Bioma Taiga
Bioma taiga terdapat di belahan bumi sebelah utara dan di pegunungan daerah tropik. Ciri-cirinya adalah suhu di musim dingin rendah. Biasanya taiga merupakan hutan yang tersusun atas satu spesies seperti konifer, pinus, dap sejenisnya. Semak dan tumbuhan basah sedikit sekali. Hewannya antara lain moose, beruang hitam, ajag, dan burung-burung yang bermigrasi ke selatan pada musim gugur.
6. Bioma Tundra
Bioma tundra terdapat di belahan bumi sebelah utara di dalam lingkaran kutub utara dan terdapat di puncak-puncak gunung tinggi. Pertumbuhan tanaman di daerah ini hanya 60 hari. Contoh tumbuhan yang dominan adalah Sphagnum, liken, tumbuhan biji semusim, tumbuhan kayu yang pendek, dan rumput. Pada umumnya, tumbuhannya mampu beradaptasi dengan keadaan yang dingin.
Hewan yang hidup di daerah ini ada yang menetap dan ada yang datang pada musim panas, semuanya berdarah panas. Hewan yang menetap memiliki rambut atau bulu yang tebal, contohnya muscox, rusa kutub, beruang kutub, dan insekta terutama nyamuk dan lalat hitam.
b. Ekosistem Air Tawar
Ciri-ciri ekosistem air tawar antara lain variasi suhu tidak menyolok, penetrasi cahaya kurang, dan terpengaruh oleh iklim dan cuaca. Macam tumbuhan yang terbanyak adalah jenis ganggang, sedangkan lainnya tumbuhan biji. Hampir semua filum hewan terdapat dalam air tawar. Organisme yang hidup di air tawar pada umumnya telah beradaptasi.
Ekosistem air tawar digolongkan menjadi air tenang dan air mengalir. Termasuk ekosistem air tenang adalah danau dan rawa, termasuk ekosistem air mengalir adalah sungai.
1. Danau
Danau merupakan suatu badan air yang menggenang dan luasnya mulai dari beberapa meter persegi hingga ratusan meter persegi. Di danau terdapat pembagian daerah berdasarkan penetrasi cahaya matahari. Daerah yang dapat ditembus cahaya matahari sehingga terjadi fotosintesis disebut daerah fotik. Daerah yang tidak tertembus cahaya matahari disebut daerah afotik. Di danau juga terdapat daerah perubahan temperatur yang drastis atau termoklin. Termoklin memisahkan daerah yang hangat di atas dengan daerah dingin di dasar.
2. Sungai
Sungai adalah suatu badan air yang mengalir ke satu arah. Air sungai dingin dan jernih serta mengandung sedikit sedimen dan makanan. Aliran air dan gelombang secara konstan memberikan oksigen pada air. Suhu air bervariasi sesuai dengan ketinggian dan garis lintang.
Komunitas yang berada di sungai berbeda dengan danau. Air sungai yang mengalir deras tidak mendukung keberadaan komunitas plankton untuk berdiam diri, karena akan terbawa arus. Sebagai gantinya terjadi fotosintesis dari ganggang yang melekat dan tanaman berakar, sehingga dapat mendukung rantai makanan.
Komposisi komunitas hewan juga berbeda antara sungai, anak sungai, dan hilir. Di anak sungai sering dijumpai Man air tawar. Di hilir sering dijumpai ikan kucing dan gurame. Beberapa sungai besar dihuni oleh berbagai kura-kura dan ular. Khusus sungai di daerah tropis, dihuni oleh buaya dan lumba-lumba.
Organisme sungai dapat bertahan tidak terbawa arus karena mengalami adaptasi evolusioner. Misalnya bertubuh tipis dorsoventral dan dapat melekat pada batu.
Beberapa jenis serangga yang hidup di sisi-sisi hilir menghuni habitat kecil yang bebas dari pusaran air.
c. Ekosistem Air Laut
Ekosistem air laut dibedakan atas lautan, pantai, estuari, dan terumbu karang.
1. Laut
Habitat laut (oseanik) ditandai oleh salinitas (kadar garam) yang tinggi dengan ion CI- mencapai 55% terutama di daerah laut tropik, karena suhunya tinggi dan penguapan besar. Di daerah tropik, suhu laut sekitar 25°C. Perbedaan suhu bagian atas dan bawah tinggi. Batas antara lapisan air yang panas di bagian atas dengan air yang dingin di bagian bawah disebut daerah termoklin.
Di daerah dingin, suhu air laut merata sehingga air dapat bercampur, maka daerah permukaan laut tetap subur dan banyak plankton serta ikan. Gerakan air dari pantai ke tengah menyebabkan air bagian atas turun ke bawah dan sebaliknya, sehingga memungkinkan terbentuknya rantai makanan yang berlangsung baik.
2. Ekosistem Pantai
Ekosistem pantai letaknya berbatasan dengan ekosistem darat, laut, dan daerah pasang surut. Ekosistem pantai dipengaruhi oleh siklus harian pasang surut laut. Organisme yang hidup di pantai memiliki adaptasi struktural sehingga dapat melekat erat di substrat keras.
Daerah paling atas pantai hanya terendam saat pasang naik tinggi. Daerah ini dihuni oleh beberapa jenis ganggang, moluska, dan remis yang menjadi konsumsi bagi kepiting dan burung pantai. Daerah tengah pantai terendam saat pasang tinggi dan pasang rendah. Daerah ini dihuni oleh ganggang, porifera, anemon laut, remis dan kerang, siput herbivora dan karnivora, kepiting, landak laut, bintang laut, dan ikan-ikan kecil. Daerah pantai terdalam terendam saat air pasang maupun surut. Daerah ini dihuni oleh beragam invertebrata dan ikan serta rumput laut.
3. Estuari
Estuari (muara) merupakan tempat bersatunya sungai dengan laut. Estuari sering dipagari oleh lempengan lumpur intertidal yang luas atau rawa garam. Salinitas air berubah secara bertahap mulai dari daerah air tawar ke laut. Salinitas ini juga dipengaruhi oleh siklus harian dengan pasang surut aimya. Nutrien dari sungai memperkaya estuari.
Komunitas tumbuhan yang hidup di estuari antara lain rumput rawa garam, ganggang, dan fitoplankton. Komunitas hewannya antara lain berbagai cacing, kerang, kepiting, dan ikan. Bahkan ada beberapa invertebrata laut dan ikan laut yang menjadikan estuari sebagai tempat kawin atau bermigrasi untuk menuju habitat air tawar. Estuari juga merupakan tempat mencari makan bagi vertebrata semi air, yaitu unggas air.
4. Terumbu Karang
Di laut tropis, pada daerah neritik, terdapat suatu komunitas yang khusus yang terdiri dari karang batu dan organisme-organisme lainnya. Komunitas ini disebut terumbu karang. Daerah komunitas ini masih dapat ditembus cahaya matahari sehingga fotosintesis dapat berlangsung.
Terumbu karang didominasi oleh karang (koral) yang merupakan kelompok Cnidaria yang mensekresikan kalsium karbonat. Rangka dari kalsium karbonat ini bermacammacam bentuknya dan menyusun substrat tempat hidup karang lain dan ganggang. Hewan-hewan yang hidup di karang memakan organisme mikroskopis dan sisa organik lain. Berbagai invertebrata, mikro organisme, dan ikan, hidup di antara karang dan ganggang. Herbivora seperti siput, landak laut, ikan, menjadi mangsa bagi gurita, bintang laut, dan ikan karnivora.

C. Penutup
a. Pertanyaan
1. Jelaskan pengertian ekosistem.
2. Sebutkan 3 macam rantai makanan menurut para ahli.
3. Jelaskan siklus nitogen di alam.
b. Umpan balik
Anda dapat menguasai materi ini dengan baik jika memperhatikan hal-hal sebagai berikut:
- Membaca bahan atau materi yang relevan dengan materi yang akan dibahas.
- Aktif dalam tanya jawab sehubungan dengan materi yang dibahas.
- Mengerjakan latihan.
c. Tindak lanjut
- Apabila mahasiswa dapat menyelesaikan 80% pertanyaan di atas, maka mahasiswa tersebut dapat melanjutkan ke bab selanjutnya.
- Jika ada di antara mahasiswa ada yang belum mencapai penguasaan 80% dianjurkan untuk:
• Mempelajari kembali topik di atas dari awal.
• Berdiskusi dengan teman terutama hal-hal yang belum dikuasai.
• Bertanya kepada Dosen jika ada hal-hal yang tidak jelas dalam penyampaian materi atau diskusi.
d. Kunci Jawaban
1. Pengertian ekosistem
Ekosistem adalah suatu sistem ekologi yang terbentuk oleh hubungan timbal balik antara makhluk hidup dengan lingkungannya. Ekosistem bisa dikatakan juga suatu tatanan kesatuan secara utuh dan menyeluruh antara segenap unsur lingkungan hidup yang saling mempengaruhi.

2. Macam-macam rantai makanan
a. Rantai Pemangsa
Rantai pemangsa landasan utamanya adalah tumbuhan hijau sebagai produsen. Rantai pemangsa dimulai dari hewan yang bersifat herbivora sebagai konsumen I, dilanjutkan dengan hewan karnivora yang memangsa herbivora sebagai konsumen ke-2 dan berakhir pada hewan pemangsa karnivora maupun herbivora sebagai konsumen ke-3.
b. Rantai Parasit
Rantai parasit dimulai dari organisme besar hingga organisme yang hidup sebagai parasit. Contoh organisme parasit antara lain cacing, bakteri, dan benalu.
c. Rantai Saprofit
Rantai saprofit dimulai dari organisme mati ke jasad pengurai. Misalnya jamur dan bakteri. Rantai-rantai di atas tidak berdiri sendiri tapi saling berkaitan satu dengan lainnya sehingga membentuk jaring-jaring makanan.
3. Siklus Nitrogen
Nitrogen bebas dapat ditambat/difiksasi terutama oleh tumbuhan yang berbintil akar (misalnya jenis polongan) dan beberapa jenis ganggang. Nitrogen bebas juga dapat bereaksi dengan hidrogen atau oksigen dengan bantuan kilat/ petir. Tumbuhan memperoleh nitrogen dari dalam tanah berupa amonia (NH3), ion nitrit (NO2- ), dan ion nitrat (O03- ).Beberapa bakteri yang dapat menambat nitrogen terdapat pada akar Legum dan akar tumbuhan lain, misalnya Marsiella crenata. Selain itu, terdapat bakteri dalam tanah yang dapat mengikat nitrogen secara langsung, yakni Azotobacter sp. yang bersifat aerob dan Clostridium sp. yang bersifat anaerob. Nostoc sp. dan Anabaena sp. (ganggang biru) juga mampu menambat nitrogen.
Nitrogen yang diikat biasanya dalam bentuk amonia. Amonia diperoleh dari hasil penguraian jaringan yang mati oleh bakteri. Amonia ini akan dinitrifikasi oleh bakteri nitrit, yaitu Nitrosomonas dan Nitrosococcus sehingga menghasilkan nitrat yang akan diserap oleh akar tumbuhan. Selanjutnya oleh bakteri denitrifikan, nitrat diubah menjadi amonia kembali, dan amonia diubah menjadi nitrogen yang dilepaskan ke udara. Dengan cara ini siklus nitrogen akan berulang dalam ekosistem.

e. Referensi
Anonim. 2009. http://id.wikipedia.org/wiki/Ekosistem (diakses tanggal 25 Oktober 2009)
Anonim. 2009. http://pengertianekosistem.blogspot.com/ (diakses tanggal 25 Oktober 2009)
Anonim. 2009. http://rantanie.blogspot.com/2009/04/ekologi-hubungan-dengan-ilmu- lain.html (diakses tanggal 25 Oktober 2009)
Anonim. 2009. http://articles.myhardisk.com/2009/10/rantai-makanan.html (diakses tanggal 25 Oktober 2009)
Anonim. 2009. http://id.wikipedia.org/wiki/Komunitas (diakses tanggal 25 Oktober 2009)
Anonim. 2009. http://id.wikipedia.org/wiki/Biosfer (diakses tanggal 25 Oktober 2009)
Anonim. 2009. http://www.e-smartschool.com/PNU/003/PNU0030026.asp (diakses tanggal 25 Oktober 2009)
Anonim. 2009. http://3.bp.blogspot.com/_Dnn0jxdbSEg/ SXSSIV5XTbI/ AAAAAAAAAFw/GywmdtUAvhs/s320/Jaring+makanan.JPG (diakses tanggal 25 Oktober 2009)
Anonim. 2009. http://www.chem-is-try.org/wp-content/uploads/ 2009/03/ body01_00009.jpg (diakses tanggal 25 Oktober 2009)
f. Senerai
Siklus = daur
Produsen = penghasil
Konsumen = pemakai