struktur dan fungsi ekosistem

STRUKTUR DAN FUNGSI EKOSISTEM



Suatu sistem ekologi atau ekosistem pada dasarnya adalah suatu sistem pemrosesan energi dan perputaran nutrien dengan unsur-unsur komponen ekosistem sebagai pelaku-pelakunya untuk waktu tertentu dengan batas-batas sistem ekologi yang ditentukan oleh makluk hidup dan lingkungannya sendiri. Sebagai sistem pemrosesan energi, ekosistem menerima asupan (input) energi, nutrien atau kebutuhan makluk hidup lainnya yang berasal dari komponen abiotik dan komponen biotik.

Secara struktural komponen abiotik dan komponen biotik merupakan semua unsur yang berasal dari lingkungannya sendiri yang meliputi unsur-unsur makluk hidup, seperti unsur ototrof sebagai produsen heterotrof, yaitu konsumen dan dekomposer (pengurai) dan atau materi atau senyawa organik dan anorganik, yang berasal dari habitat dan lingkungannya.

Secara fungsional, sebagian besar fungsi ekosistem adalah melaksanakan proses fotosintesis, proses penguraian materi (dekomposisi) dan melakukan fungsi alir energi dan daur biogeokimiawi dalam rangkaian kegiatan ekosistem dalam skala ruang dan waktu, perkembangan, suksesi dan kontrol ekosistem.

Fotosintesis adalah proses yang berlangsung pada tumbuhan berhijau daun yang menangkap dan memanfaatkan energi matahari untuk mensintesis karbondioksida dan air menjadi karbohidrat sebagai energi kimia. Dalam proses tersebut dua hal yang mendasar yang terjadi, yaitu fiksasi matahari dan mempersatukan nutrien menjadi jaringan atau tubuh tumbuhan yang dapat dimanfaatkan oleh makluk hidup lainnya. Dalam proses dekomposisi berlangsung proses akhir penguraian energi dan materi melalui serangkaian proses oksidasi dan reduksi bahan organik yang kompleks menjadi bahan anorganik yang lebih sederhana.

A. STRUKTUR EKOSISTEM

Pada dasarnya struktur ekosistem adalah suatu uraian tentang makhluk hidup dan wilayah fisik, serta lingkungannya bersama-sama dan penyebaran nutrien yang terdapat pada suatu habitat. Struktur ekosistem juga memberi keterangan atau informasi tentang kondisi lingkungannya, misalnya iklim yang akan berpengaruh terhadap makhluk hidup di suatu wilayah.

Menurut strukturnya, semua ekosistem terdiri dari komponen dasar ekosistem, yaitu komponen abiotik dan biotik. Menurut Smith (1990) komponen tersebut merupakan penyusun utama ekosistem yang menjadi penunjang semua proses ekologis yang berlangsung dalam sistem ekologi. Yang termasuk dalam komponen tersebut adalah :

1. Komponen abiotik berupa habitat dan lingkungannya (materi/substrat organik) serta materi organik yang berasal dari makhluk hidup yang telah mati atau mengalami proses dekomposisi.
2. Komponen biotik yang terdiri dari komponen ototrof (produsen) dan komponen heterotrof (konsumen dan dekomposer).

Dalam sistem ekologi, semua organisme, besar atau kecil, tumbuhan atau hewan, sangat tergantung pada komponen abiotik yang merupakan unsur-unsur habitat dan lingkungannya (Misra, 1980). Habitat dan lingkungan yang sehat sangat diperlukan oleh makhluk hidup. Untuk pertumbuhan dan perkembangannya, tumbuhan dan makluk hidup lainnya memerlukan unsur-unsur habitat dan lingkungannya, seperti ruang/tanah untuk tempat tumbuh, udara yang segar dan cukup, air untuk transport nutrien dan pembentukan makanan, garam biogenik dan mineral untuk pembentukan tubuh dan energi berbagai proses kehidupan.

1. KOMPONEN ABIOTIK

Hubungan ekologis antarkomponen ekosistem dalam suatu sistem ekologi pada umumnya diperlihatkan dalam bentuk reaksi sifat-sifat fisiko-kimiawi, lingkungan sebagai hasil interaksi antarkomponen ekosistem. Komponen abiotik suatu ekosistem adalah semua unsur-unsur dasar dari habitat dan lingkungannya, yang mencakup tanah, air, udara, seperti oksigen dan karbondioksida, nitrat dan fosfat, serta senyawa organik dan anorganik. Persenyawaan tersebut terdapat sebagai hasil proses metabolisme atau proses dekomposisi makhluk hidup yang telah mati. Dalam komponen abiotik termasuk pula faktor lingkungan fisik lain, yaitu radiasi sinar matahari atau iklim, seperti suhu udara, curah hujan, kelembaban udara, dan angin. Energi radiasi sinar matahari merupakan energi yang terbanyak yang diterima oleh tumbuhan-tumbuhan untuk proses fotosintesis.

Secara mendasar komponen abiotik, seperti O₂, CO₂ dan nutrien sebagian besar berasal dari hasil pelapukan dan pengendapan bahan-bahan organik makluk hidup yang telah mati dan tidak aktif, bahan organik atau nutrien yang terlarut dalam ekosistem akuatik. Semua bahan organik dan anorganik tersebut merupakan bahan dasar yang diperlukan untuk daur nutrien (daur biogeokimiawi) dalam ekosistem.

Untuk tumbuh-tumbuhan diperlukan sejumlah unsur esensial yang menjadi nutrien utama. Tidak semua unsur tersebut diperlukan oleh setiap jenis tumbuhan dalam kuantitas atau perbandingan yang sama, tetapi semua tumbuh-tumbuhan akan membutuhkan sejumlah nutrien minimal untuk pertumbuhannya, dan pada umumnya setiap jenis tumbuhan memerlukan sejumlah nutrien yang spesifik.

2. KOMPONEN BIOTIK


Komponen biotik adalah semua komponen makluk hidup yang terdapat dalam ekosistem. Komponen biotik dalam ekosistem, dapat dikelompokan dari segi perolehan sumber energi (jenjeng makanan) dan segi strukturnya.

1. Dari segi perolehan sumber energi/ jenjang makanan (trophic level) komponen ekosistem terdiri dari :

• Komponen autotropik adalah komponen biotik yang terdiri dari tumbuhan hijau atau fitoplankton, yaitu organisme yang mampu mensintesis makanannya sendiri berupa bahan organik dan bahan anorganik sederhana dengan bantuan sinar matahari dan butir hijau daun.
• Komponen hijau tropic, adalah komponen biotik yang terdiri dari hewan, yaitu organisme yang sumber makanannya diperoleh dari bahan-bahan organik yang dibentuk oleh komponen autotrof, menyusunnya kembali dan menguraikan bahan-bahan organik kompleks yang telah mati kedalam senyawa anorganik sederhana. Organisme heterotrof dapat dibedakan juga kedalam kelompok biophage, yaitu organisme yang mengkonsumsi organisme lain; dan saprophage, yaitu organisme pengurai bahan-bahan organik dari organisme yang telah mati.

2. Segi struktur atau penyusun ekosistem terdiri dari 2 komponen, yaitu :

• Komponen abiotik, meliputi: 

1. senyawa anorganik, misalnya oksigen atau nitrogen, 
2. senyawa organik, misalnya karbohidrat, protein atau enzim; 
3. habitat dan lingkungan, misalnya tanah atau udara atmosfer;

• Komponen biotik, meliputi: 

1. produsen, misalnya tumbuhan hijau atau fitiplankton, 
2. konsumen, misalnya hewan atau manusia; biasanya makluk hidup yang tidak mampu menghasilkan makanannya sendiri sebagai sumber energi untuk kehidupannya. Berdasarkan sumber makanan yang dikonsumsi dapat dikelompokan organisme herbivora, karnivora atau parasit. Organisme herbivora dan karnivora ini sering dinamakan pula sebagai kelompok konsumen makro.
3. Pengurai atau dekomposer. Kelompok biota ini sebenarnya termasuk golongan konsumen juga, tetepi sebagai sumber makanan untuk energi yang diperlukan diperoleh dari makluk hidup yang telah mati dan mengalami dekomposisi, misalnya bakteri atau jamur. Kelompok biota tersebut dinamakan pula dengan konsumen mikro atau sapotroph.

Macam-macam konsumen, selain dapat dikelompokan dalam kelompok konsumen makro dan konsumen mikro, dapat juga dibedakan menjadi :

1.  Konsumen tingkat I, yaitu hewan-hewan yang memperoleh energi langsung dari produsen, meliputi Herbivora (hewan pemakan tumbuhan misalnya kelinci, rusa, kambing) danOmnivora (hewan pemakan tumbuhan dan hewan misalnya ayam, tikus).

2.  Konsumen tingkat II,yaitu hewan-hewan yang memperoleh energi dari konsumen tingkat I, meliputikarnivora dan Omnivora. Karnivora adalah hewan-hewan pemakan daging, misalnya serigala, ular sawah, harimau.

3.  Konsumen tingkat III, yaitu hewan-hewan yang memperoleh energinya dari konsumen tingkat II, misalnya musang (memakan ayam), elang (memakan ular sawah). Konsumen yang tidak mempunyaipredator disebut konsumen puncak, misalnya komodo.

a. Terestrial (darat)


Penentuan zona dalam ekosistem terestrial ditentukan oleh temperatur dan curah hujan. Ekosistem terestrial dapat dikontrol oleh iklim dan gangguan. Iklim sangat penting untuk menentukan mengapa suatu ekosistem terestrial berada pada suatu tempat tertentu. Pola ekosistem dapat berubah akibat gangguan seperti petir, kebakaran, atau aktivitas manusia.

• Hutan hujan tropis

Hutan hujan tropis terdapat di daerah tropik dan subtropik. Ciri-cirinya adalah curah hujan 200-225 cm per tahun. Spesies pepohonan relatif banyak, jenisnya berbeda antara satu dengan yang lainnya tergantung letak geografisnya. Tinggi pohon utama antara 20-40 m, cabang-cabang pohon tinggi dan berdaun lebat hingga membentuk tudung (kanopi). Dalam hutan basah terjadi perubahan iklim mikro, yaitu iklim yang langsung terdapat di sekitar organisme. Daerah tudung cukup mendapat sinar matahari, variasi suhu dan kelembapan tinggi, suhu sepanjang hari sekitar 25 °C. Dalam hutan hujan tropis sering terdapat tumbuhan khas, yaitu liana (rotan) dan anggrek sebagai epifit. Hewannya antara lain kera, burung, badak, babi hutan, harimau dan burung hantu.

• Hutan gugur

Hutan gugur terdapat di daerah beriklim sedang yang memiliki emapt musim, ciri-cirinya adalah curah hujan merata sepanjang tahun. Jenis pohon sedikit (10 s/d 20) dan tidak terlalu rapat. Hewan yang terdapat di hutam gugur antara lain rusa, beruang, rubah, bajing, burung pelatuk, dan rakun (sebangsa luwak).

• Taiga

Taiga terdapat di belahan bumi sebelah utara dan di pegunungan daerah tropik, ciri-cirinya adalah suhu di musim dingin rendah. Biasanya taiga merupakan hutanyang tersusun atas satu spesies seperti konifer, pinus, dan sejenisnya. Semak dan tumbuhan basah sedikit sekali, sedangkan hewannya antara lain moose,beruang hitam, ajag, dan burung-burung yang bermigrasi ke selatan pada musim gugur.

• Tundra

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 perdu, dan rumput alang-alang. Pada umumnya, tumbuhannya mampu beradaptasi dengan keadaan yang dingin.


B. FUNGSI EKOSISTEM

Suatu ekosistem adalah suatu sistem lingkungan diskrep, secara struktural maupun fungsional berperan sebagai penunjang kehidupan.

Dari segi fungsional, ekosistem dapat dianalisa menurut:

·         Lingkaran energi

Sesuai dengan azas pertama dari azas dasar ilmu lingkungan, yaitu semuaenergi yang memasuki sebuah organisme hidup atau populasi atau ekosistem dapat dianggap sebagai energi yang tersimpan atau terlepaskan. Energi dapat diubah dari suatu bentuk ke bentuk yang lainnya tetapi tidak dapat hilang,dihancurkan, atau diciptakan.

·         Rantai makanan

Rantai makanan merupakan perpindahan energi makanan dari sumber daya tumbuhan melalui seri organisme atau melalui jenjang makan (tumbuhanherbivora- 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. Dengan perkataan lain, semakin pendek rantai makanan semakin besar pula energi yang tersedia.

Ada dua tipe dasar rantai makanan:

1.      Rantai makanan rerumputan / perumput (grazing food chain) Misal, tumbuhan-herbivora-carnivora

2.      Rantai makanan sisa (detritus food chain) Bahan mati misal mikroorganisme (detrivora = organisme pemakan sisa) - predator.

·         Pola keanekaragaman dalam waktu dan ruang

Merupakan azas ketiga dari azas dasar ilmu lingkungan yaitu materi,energi, ruang, waktu dan keanekaragaman, semuanya termasuk kategori sumber alam.

·         Perkembangan dan evolusi

Dapat didekati dengan azas ketiga belas dari azas dasar ilmu lingkungan, yaitu lingkungan yang secara fisik mantap memungkinkan terjadinya penimbunan keanekaragaman biologi dalam ekosistem yang mantap, yang kemudian dapat menggalakkan kemantapan populasi lebih jauh lagi.

·         Pengendalian (cybernetics)

Organisme menyesuaikan diri dengan lingkungan fisik, akan tetapi organisme juga dapat embuat lingkungannya menyesuaikan terhadap kebutuhan biologisnya, misalnya tumbuhan dapat mempengaruhi tanah tempat tumbuhnya. 

        Operasionalisasi fungsi ekosistem berlangsung secara bertahap, melalui proses penerimaan/fiksasi energi radiasi cahaya matahari, penyusunan materi organik dari bahan-bahan anorganik oleh produsen, pemanfaatan komponen produsen oleh komponen konsumen dan perombakan bahan-bahan organik oleh dekomposer dari makhluk hidup yang telah mati menjadi senyawa anorganik yang lebih sederhana, yang dapat dimanfaatkan ulang oleh produsen dan konsumen kembali.

          Operasionalisasi fungsi ekosistem tersebut tidak saja melibatkan proses alir atau transfer energi, produksi, pertumbuhan, perkembangan, dan kematian dari semua unsur-unsur makhluk hidup yang kemudian akan mengalami dekomposisi dan daur biogeokimiawi. Dalam proses fungsi ekosistem tersebut, juga akan berlangsung interaksi secara timbal balik antara komponen ekosistem.

Komponen abiotik merupakan penyusun bahan dasar (matrik) anorganik dan organik dalam proses sintesis dan perputaran nutrien (unsur-unsur senyawa organik, misalnya sitoplasma). Proses sintesis dan perputaran nutrien tersebut melibatkan aliran energi dari radiasi energi matahari. Pada dasarnya, suatu komponen fungsional ekosistem terdiri dari unsur-unsur sebagai berikut :

1. Materi anorganik seperti udara, air, dan garam-garam mineral
2. Materi organik seperti tumbuh-tumbuhan, hewan dan mikrobiota
3. Asupan (input) energi yang bersal dari luar ekosistem seperti cahaya matahari

Ketiga komponen tersebut saling berinteraksi dalam membentuk senyawa ekologi dengan tumbuhan hijau (produsen primer) yang berperan mengubah senyawa anorganik menjadi bahan-bahan organik melalui proses fotosintesis dengan bantuan energi matahari. Tumbuhan hijau menjadi sumber energi baru untuk konsumen primer (herbivora), yang kemudian akan kembali menjadi sumber energi baru bagi konsumen sekunder (carnivora), dan sebagainya. Hewan dan biota lainnya dari semua jenis (komponen-komponen) akan tumbuh dan berkembang, yang dalam proses tersebut akan ditambahkan materi anorganik dan materi organik baru dalam tubuhnya yang kemudian akan menjadi sumber energi atau bahan makanan bagi makhluk hidup lainnya.

Jadi, semua makhluk hidup yaitu tumbuh-tumbuhan, hewan atau mikrobiota setelah mati masih mempunyai peran untuk kehidupan dalam sistem ekologi selanjutnya. Materi organik yang tersisa dari tumbuhan dan hewan yang telah mati yang terdekomposisi akan menjadi sumber makanan (energi) baru untuk mikrobiota, yaitu mikroorganisme saprotrof seperti jamur dan bakteri saprofitik atau protozoa saprozoik.

Biota saprotrof akan memecah dan menguraikan (melalui proses dekomposisi) struktur materi organik menjadi molekul-molekul anorganik sederhana dan melepaskannya ke lingkungan. Dalam proses dekomposisi (penguraian) akan dibebaskan pula sejumlah energi panas ke lingkungan. Di dalam ekosistem, energi dari matahari (asupan dari fiksasi tumbuhan hijau) energinya akan dialirkan atau dipindahkan ke komponen konsumen (hewan dan organisme lainnya). Dalam fungsi ekosistem, nutrien pada proses daur biogeokimiawi akan diambil dari substrat (habitat dan lingkungan), kemudian disimpan dalam jaringan tumbuh-tumbuhan dan hewan melalui daur makanan, dibebaskan lagi melalui dekomposisi di dalam air, tanah dan udara, yang dalam fungsi ekosistem, prosesnya kemudian akan berproses kembali.

Operasionalisasi fungsi ekosistem akan berlangsung secara bebas pada bermacam-macam habitat atau sub ekosistem, seperti padang rumput, hutan, gurun pasir, laut, dan sebagainya. Energi dan nutrien yang terdapat di berbagai tempat itu akan menyatu menjadi sistem total untuk operasionalisasi fungsi biosfer.

Proses mendasar dari operasionalisasi fungsi ekosistem akan berlangsung sebagai berikut :

1. Penerimaan energi radiasi sinar matahari 
2. Penyusunan senyawa organik dari bahan-bahan anorganik oleh produsen 
3. Pemanfaatan produsen oleh konsumen dan pemanfaatan lebih jauh materi yang dikonsumsi 
4. Perombakan senyawa organik menjadi bahan-bahan anorganik oleh makhluk hidup yang mati oleh dekomposer, kemudian akan diuraikan menjadi materi anorganik yang lebih sederhana untuk dimanfaatkan kembali oleh produsen

Proses mendasar dari operasionalisasi fungsi ekosistem tidak saja melibatkan transfer energi, produksi, pertumbuhan, dan kematian komponen makhluk hidup, tetapi juga pengaruh timbal balik antara komponen abiotik dengan berbagai aspek habitatnya. Dalam hal tersebut, transfer energi dan nutrien yang berlangsung dari produsen ke konsumen, akan terjadi pengurangan energi akibat berpindah atau hilangnya energi ke lingkungannya. Sedangkan secara kualitatif dan kuantitatif, jumlah nutriennya relatif tetap, tidak akan berkurang karena aliran energi bersifat satu arah dan perpindahan nutrien cenderung berlangsung dalam suatu daur yang berlangsung dari komponen abiotik ke komponen biotik atau sebaliknya. Sehingga secara fungsional proses operasionalisasi ekosistem cenderung berlangsung terus menerus secara dinamis.

DAFTAR PUSTAKA

http://elfisuir.blogspot.com/2010/02/struktur-dan-fungsi-ekosistem.html

http://biologigonz.blogspot.com/2010/05/ekologi.html

Rasidi, Suwanto. 2004. Ekologi Tumbuhan. Jakarta : Pusat penerbit Universitas Terbuka

http://taufiqurrazeluxe.blogspot.com/2012/02/macam-macam-ekosistem-beserta-ciri.html