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.
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
:
- Komponen abiotik berupa habitat dan lingkungannya (materi/substrat organik) serta materi organik yang berasal dari makhluk hidup yang telah mati atau mengalami proses dekomposisi.
- 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:
- senyawa anorganik, misalnya oksigen atau nitrogen,
- senyawa organik, misalnya karbohidrat, protein atau enzim;
- habitat dan lingkungan, misalnya tanah atau udara atmosfer;
- Komponen biotik, meliputi:
- produsen, misalnya tumbuhan hijau atau fitiplankton,
- 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.
- 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.
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 gugur
- Taiga
- Tundra
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 :
- Materi anorganik seperti udara, air, dan garam-garam mineral
- Materi organik seperti tumbuh-tumbuhan, hewan dan mikrobiota
- 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
:
- Penerimaan energi radiasi sinar matahari
- Penyusunan senyawa organik dari bahan-bahan anorganik oleh produsen
- Pemanfaatan produsen oleh konsumen dan pemanfaatan lebih jauh materi yang dikonsumsi
- 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
Rasidi, Suwanto. 2004. Ekologi
Tumbuhan. Jakarta : Pusat penerbit Universitas Terbuka
artikelnya bermanfaat kak, sy jga punya artikel tentang Ekosistem, smoga bisa saling melengkapi
BalasHapusMateri Biologi SMA - Ekosistem