RASI BINTANG

Rasi bintang adalah gugusan atau sekelompok bintang yang tampak saling terhubung satu sama lain dan membentuk konfigurasi tertentu. Konfigurasi ini adalah khusus untuk masing-masing gugusan bintang, karena tidak ada rasi bintang yang bentuknya sama. Rasi bintang tersusun atas bintang-bintang yang bisa terletak berjauhan satu sama lain, kendati ada yang terlihat berdekatan itu karena dilihat dari bumi yang jauh.

Rasi bintang terlihat berdekatan dan membentuk sebuah objek, binatang, atau orang jika dihubungkan dengan imajinasi. Para ahli astronomi hingga hari ini masih menggunakan rasi bintang untuk menamakan bintang-bintang dan hujan meteor. Seringnya mereka memberi nama rasi bintang dengan menggunakan nama benda, hewan, dan orang-orang pada masa lampau.

Ternyata banyak sekali manfaat rasi bintang dalam kehidupan manusia. Kita dapat menggunakannya dalam berbagai bidang diantaranya adalah sebagai penunjuk arah, penentu musim, kalender, membantu pertanian, membantu penamaan bintang, navigasi kapal,dan petunjuk jalan.  Berikut pemaparannya: 

1. Petunjuk Arah 

Manfaat rasi bintang bagi manusia adalah sebagai petunjuk arah. Rasi bintang yang berbeda dapat menunjukkan arah yang berbeda seperti: 

• Petunjuk Arah Utara

Arah utara ditandai dengan adanya rasi bintang Ursa Major. Rasi bintang yang dikenal sebagai rasi bintang biduk atau beruang besar ini terdiri dari 7 (tujuh) bintang dan muncul sepanjang tahun di langit sebelah utara 

• Petunjuk Arah Barat 

Rasi bintang Orion dapat digunakan sebagai petunjuk arah barat. Di Indonesia, rasi bintang Orion dikenal sebagai rasi bintang Pemburu atau Waluku. Rasi bintang Orion terdiri dari 3 (tiga) bintang kembar sejajar yang membentuk sabuk Orion dan disebut dengan Orion Belt.

• Petunjuk Arah Selatan 

Rasi bintang Crux berbentuk menyerupai ikan pari atau layang-layang. Rasi bintang ini akan tampak ketika kita melihat arah selatan. Karena bentuk dan arahnya, rasi bintang Crux disebut juga sebagai rasi bintang Salib Selatan. 

• Petunjuk Arah Tenggara 

Rasi bintang Scorpius dapat menunjukkan arah tenggara. Rasi bintang yang menyerupai kalajengking ini agak sulit dicari karena konstelasinya yang banyak dan cukup rumit. Meskipun demikian, karena letaknya yang selalu berada di tenggara maka gugusan bintang ini dijadikan petunjuk arah tenggara.

2. Penentu Musim

Pada zaman dahulu rasi bintang dapat digunakan sebagai penentu musim. Datangnya musim dingin ditandai dengan munculnya rasi bintang Orion. Dan datangnya musim panas atau musim semi ditandai dengan munculnya rasi bintang Segitiga Musim Panas atau Summer Triangle di langit.

3. Sebagai Kalender

Pada zaman dahulu sebelum adanya kalender yang beredar seperti saat ini, manusia menggunakan rasi bintang sebagai kalender. Hal ini dikarenakan rasi bintang yang muncul di langit akan berbeda di setiap bulannya.

4. Membantu Pertanian

Pada zaman dahulu para petani membaca rasi bintang untuk menentukan kapan mulai bercocok tanam dan kapan saatnya panen harus dilakukan. Gugus bintang membentuk suatu pola khusus yang mudah diingat. Selain itu, kemunculan rasi bintang tertentu di musim yang berbeda membuat para petani dapat merencanakan pertaniannya dengan lebih baik.

5. Membantu Para Astronom

Pada saat ini, rasi bintang sangat membantu para astronom untuk menentukan nama-nama bintang. Hal ini dikarenakan bintang-bintang diberi nama sesuai dengan letaknya di suatu rasi bintang.

6. Navigasi Kapal

Pada zaman dahulu membaca rasi bintang untuk navigasi di laut memang sangat dibutuhkan karena belum adanya navigasi canggih seperti sekarang. Seorang kapten kapal harus bisa menggunakan rasi bintang sebagai navigasi untuk kapalnya.

7. Membantu Pendaki Gunung

Seorang pendaki gunung diwajibkan mampu membaca tanda-tanda alam salah satunya rasi bintang. Hal ini dibutuhkan agar mereka tidak tersesat ketika berada di tengah hutan maupun di puncak gunung, sehingga mereka dapat mencapai tujuan pendakian dan pulang dengan selamat.  

LITOSFER

Lapisan batuan penyusun Bumi terletak paling atas dari permukaan Bumi. Lapisan ini biasa disebut dengan nama kerak bumi dengan ketebalan ± 70 km hingga 100 km. Kerak Bumi berwujud lempeng-lempeng yang sangat kaku.

1. STRUKTUR LAPISAN KULIT BUMI

Struktur Bumi yang anda pijak tidak tersusun dari material seragam dan homogen. Bumi terdiri atas lapisan yang memiliki karakteristiknya masing-masing. Berikut struktur lapisan kulit Bumi :

Gambar 1. Struktur lapisan Kulit Bumi

a. Kerak Bumi

Kerak Bumi yaitu lapisan Bumi paling luar sebagai tempat tumbuhnya tanaman serta tempat tinggal manusia dan hewan. Ketebalan kerak Bumi bervariasi pada kisaran 70 km hingga 100 km. Lapisan ini kaya akan unsur hara dan beberapa unsur logam.

Tabel Unsur-unsur pada kerak Bumi

Adapun lapisan tanah di kerak Bumi terbagi menjadi sebagai berikut

1. Lapisan organik, merupakan tempat terurainya materi biomassa menjadi unsur-unsur abiotik. Lapisan ini kaya akan humus dan unusr hara
2. Lapisan tanah atas (top soil), merupakan lapisan tanah dengan warna terang. Warna terang tersebut karena materi pada zona ini mengalami aluviasi dan pencucian oleh air yang meresap.
3. Lapisan tanah tengah (subsoil), merupakan lapisan yang lebih gelap dari lapisan atasnya karena pada lapisan ini materi aluviasi dari atas akan terakumulasi
4. Lapisan batuan induk (parent material), merupakan lapisan yang terdiri atas batuan-batuan mudah lapuk, tetapi sangat ditembus air dan akar. Warna pada lapisan ini terang dan bervariasi, ada yang putih, abu-abu atau merah
5. Lapisan batuan dasar (bedrock), merupakan batuan induk yang tidak mudah lapuk. Pada lapisan ini dan ke bawahnya tidak ada aktivitas kehidupan lagi.

b. Selimut Bumi

Selimut Bumi merupakan lapisan Bumi di bawah kerak Bumi yang terdiri atas material cair. Lapisan ini lah yang menyebabkan terjadinya pergerakan lempeng kerak Bumi akibat gaya konveksi dari energi panas Bumi. Energi tersebut merupakan tenaga endogen yang sangat mempengaruhi bentuk permukaan Bumi. Materi cair gunung berapi. Magma yang berhasil keluar dan menjadi dingin akan mengalami perubahan fase dari cari menjadi padat berupa bebatuan, pasir dan atau debu vulkanik. Berikut lapisan dari selimut Bumi.

1. Selimut luar (astenosfer) merupakan lapisan di bawah litosfer pada kedalaman ± 100 km hingga 400 km. Formasi magma akan terbentuk pada lapisan ini dengan suhu mendekati 1.300 °C
2. Selimut dalam, merupakan lapisan di bawah astenofer dengan kedalaman hingga 2.900 km. Komposisi selimut dalam banyak didominasi oleh campuran besi dan batuan basal.

c. Inti Bumi

Lapisan ini terletak pada kedalaman lebih dari 2.900 km di bawah permukaan Bumi. Inti Bumi tersusun dari materi cair dan padat yang banyak mengandung besi dengan suhu kurang lebih 5.400 °C. Inti Bumi dibedakan menjadi dua, yaitu inti luar dan inti dalam.

1. Inti luar, yaitu inti Bumi yang tersusun dari materi cair yang kaya akan besi
2. Inti dalam, yaitu inti dalam Bumi yang tersusun dari material padat. Meskipun inti Bumi bersuhu sangat panas, tetapi material besi pada inti Bumi bagian dalam tidak berwujud cair karena tekanan yang berada di dalam Bumi semakin ke dalam akan semakin meningkat. Peningkatan tekanan tersebut mempengaruhi titik lebur sebuah zat. Oleh karena itu, meskipun material besi di inti Bumi bersuhu sangat tinggi, tetapi lapisan inni tetap berwujud padat.

2. BATUAN PENYUSUN LITOSFER

Berdasarkan siklus batuan, batuan terbentuk dari proses pendinginan magma baik di permukaan Bumi maupun yang masih ada di bawah permukaan Bumi. Seiring berjalannya waktu, batuan mendapatkan tempaan suhu, tekanan dan faktur fisis lainnya dari alam yang selanjutnya melapukkan batuan. Batuan yang lapuk akan menjadi tanah tempat tumbuhnya berbagai tumbuhan. Air membawa material lapukan batu dan mengendapkan pada suatu tempat. Endapan tersebut lama kelamaan akan menjadi batu lagi karena proses fisika. Siklus ini akan terus menerus berlangsung di dalam Bumi yang disebut sebagai siklus batuan.

Berdasarkan daur tersebut, secara umum batuan di Bumi dibedakan menjadi tiga jenis, yaitu sebagai berikut.

a. Batuan Beku (Igneous Rock)

Batuan beku yaitu batuan yang terbentuk dari proses pembekuan magma cair. Material mengalami pembekuan di permukaan Bumi disebut sebagai batuan ekstrusi, sedangkan yang membeku di dalam permukaan Bumi disebut sebagai batuan intrusi. Batuan ekstrusi hanya berkisar 8% dari jumlah batu yang ada di Bumi, sedangkan untuk batuan intrusi 9%. Berdasarkan tempat membekunya, batuan beku ini dibedakan menjadi sebagai berikut. 

1. Batuan beku dalam (plutonik), terbentuk dari magma yang membeku jauh di bawah permukaan Bumi. Berdasarkan bentuknya, batuan plutonik dapat berbentuk sill ataupun dike. 
2. Batuan beku korok (porfiritik), yaitu batuan beku yang terbentuk dari pembekuan magma saat di kepundan. 
3. Batuan beku luar (vulkanik), yaitu batuan beku yang terbentuk di atas permukaan Bumi. Lava yang berhasil keluar dari perut Bumi, kemudian mengalami proses pendinginan dan menghasilkan batuan beku vulkanik. Batuan beku jenis ini banyak dijumpai di wilayah pegunungan berapi aktif berupa batu andesit.

b. Batuan Sedimen (Sedimentary Rock) 

Batuan sedimen merupakan batuan yang terbentuk akibat proses pengendapan material hasil erosi. Jumlah batuan yang terdapat di permukaan Bumi, yaitu batuan sedimen dengan jumlah keseluruhan, mencapai 66% dari seluruh jumlah batuan yang ada. 

1. Batuan sedimen klastik, yaitu batuan sedimen yang memiliki sifat kimia sama dengan batuan asalnya. Pada batuan klastik, batu besar mengalami pelapukan menjadi partikel kecil, lalu terbawa air, mengendap di tempat lain, dan akhirnya menjadi batuan sedimen. Contoh batuan ini, yaitu batuan konglomerat.
2. Batuan sedimen kimiawi, yaitu batuan yang terbentuk dari proses kimia pada batuan. Proses ini berlangsung secara alami dalam bentuk pelarutan dan oksidasi. Contohnya, pada peristiwa reaksi air hujan yang banyak mengandung karbon dioksida (CO₂) dengan pegunungan kapur (CaCO₃). Air hujan tersebut membawa material Ca(HCO₃)₂ dan meresap di sela-sela tanah. Endapan tersebut terlihat pada gua-gua kapur yang banyak dihiasi oleh stalaktit dan stalagmit. 
3. Batuan sedimen organik, yaitu batuan yang terbentuk karena pengendapan sebagian material sisa organisme, seperti, daun, ranting, atau bangkai hewan terendapkan dan tertimbun di dasar laut.

c. Batuan Malihan/Metamorfik (Metamorphic Rock) 

Batuan malihan/metamorfik merupakan batuan yang berasal dari batuan beku ataupun batuan sedimen. Proses alam berupa pengaruh suhu dan tekanan yang besar menyebabkan batuan di dalam perut Bumi mengalami perubahan struktur kimia sehingga fisiknya berubah. Jenis batuan malihan digolongkan menjadi tiga, yaitu sebagai berikut. 

1. Batuan metamorfik termik, yaitu jenis batuan yang terbentuk karena pengaruh kenaikan suhu. Contohnya, batu marmer atau pualam. 
2. Batuan metamorfik dinamik, yaitu batuan yang terbentuk karena pengaruh tekanan yang tinggi. Tekanan tersebut biasanya berasal dari tenaga tektonik. Contohnya batu sabak. 
3. Batuan metamorfik termik pneumatolitik, yaitu batuan malihan yang terbentuk karena pengaruh suhu yang tinggi disertai dengan masuknya zat-zat lain ke dalam batuan. Contohnya, batu azurit, pirus, topas, dan turmalin.

3. LEMPENG DAN PATAHAN (LEMPENG TEKTONIK)

Kerak Bumi digambarkan tersusun dari bagian-bagian besar yang menyatu dan saling berinteraksi. Bagian-bagian tersebut yang dikenal sebagai lempeng. Lempeng bergerak relatif terhadap satu sama lain dengan arah dan kecepatan tertentu. Enam lempeng besar benua tersebut terdiri atas Lempeng Amerika, Lempeng Afrika, Lempeng Pasifik, Lempeng Eurasia, Lempeng India-Australia dan Lempeng Antarktika. Selain lempeng benua tersebut terdapat 14 lempeng kecil lainnya.

Pergerakan lempeng umumnya akan menyebabkan deformasi pada daerah pertemuan. Deformasi dapat berjalan lambat dan terus menerus atau tiba-tiba secara cepat dan tidak tentu. Deformasi yang berlangsung dengan cepat dapat dipastikan akan menyebabkan terjadinya gempa bumi. Pergerakan lempeng selain menyebabkan deformasi pada titik pertemuan lempeng, dapat juga menyebabkan retakan pada daerah-daerah yang memiliki struktur batuan lemah. Retakan tersebut, baik yang berada pada pertemuan lempeng maupun tidak disebut sebagai patahan atau sesar (fault)

Jenis-jenis patahan dibedakan berdasarkan prinsip tegangan yang mempengaruhinya (stress principle), antara lain sebagai berikut

1. Sesar normal (normal fault), yaitu patahan yang diakibatkan oleh tekanan vertikal yang sangat kuat sehingga menyebabkan bidang batuan bergerak ke bawah
2. Sesar nauk (reverse fault), yaitu patahan yang disebabkan oleh tekanan horizontal yang sangat kuat. Akibat tekanan ini, salah satu bagian batuan bergerak naik. Patahan seperti ini umumnya terjadi pada wilayah pertemuan dua lempeng
3. Sesar mendatar (strike-slip-fault), yaitu patahan yang arahnya bergeser secara horizontal. Dalam patahan ini, tidak ada bagian batuan yang naik atau turun. 

LATIHAN SOAL

Setelah kalian mempelajari tentang lapisan litosfer pada struktur lapisan bumi, silahkan kerjakan latihan soal berikut ini. Tuliskan soal dan jawaban di buku tulis kalian!

1. Sebutkan dan jelaskan struktur lapisan kulit bumi!
2. Gambarkan struktur lapisan kulit bumi!
3. Sebutkan dan jelaskan lapisan tanah yang ada di kerak bumi!
4. Sebutkan dan jelaskan lapisan dari selimut bumi!
5. Inti bumi dibedakan menjadi dua, yaitu inti luar dan inti dalam. Jelaskan!
6. Jelaskan siklus batuan penyusun litosfer!
7. Sebutkan dan jelaskan jenis batuan di bumi!
8. Sebutkan, jelaskan dan gambarkan jenis-jenis patahan berdasarkan prinsip tegangan yang mempengaruhinya!

DAUR BIOGEOKIMIA & PERUBAHAN EKOSISTEM

DAUR BIGEOKIMIA

Daur biogeokimia adalah siklus yang melibatkan senyawa kimia yang berpindah tempat melalui organisme sebagai perantara kemudian senyawa ini kembali ke lingkungan fisik. Pembangun tubuh organisme adalah materi yang tersusun dari unsur-unsur kimia. Unsur-unsur yang ada di alam ini tidak mungkin habis karena mengalami daur ulang (siklus zat). Beberapa siklus unsur atau zat kimia yang penting antara lain siklus air, karbon, nitrogen, fosfor dan belerang. 

a. Siklus Air / Daur Hidrologi

Tahapan siklus air dibedakan menjadi dua dan berlangsung sebagai berikut: 

1. Siklus air pendek yaitu air laut menguap, uap air di udara dingin mengalami kondensasi menjadi titik-titik air dan jatuh sebagai hujan, selanjutnya kembali ke laut. 
2. Siklus air panjang yaitu uap air yang berasal dan berbagai proses penguapan, jatuh sebagai hujan di daratan kemudian melalui sungai atau air tanah kembali ke laut.

Daur Hidrologi

Sumber : puguhdraharjo.files.wordpress.co

b. Siklus Karbon 

Tahapan siklus Karbon berlangsung sebagai berikut: 

1. Karbon di udara dalam bentuk CO2 dan dapat terlarut dalam air.  
2. Pada tumbuhan darat maupun fitoplankton di dalam air CO2 diubah menjadi karbohidrat melalui proses fotosintesis. Dalam fotosintesis dihasilkan pula O2 yang dilepas ke udara. 
3. Karbohidrat digunakan oleh konsumen untuk mendapatkan energi. Konsumen juga melakukan respirasi yang menghasilkan CO2 ke udara. 
4. Penguralan oleh bakteri yang berjalan lambat dapat mengakibatkan penumpukan karbon bentuk batu bara dan minyak bumi.

Siklus Karbon

Sumber : york.conroeisd.net

c. Siklus Nitrogen 

Tahapan siklus nitrogen berlangsung sebagai berikut. 

1. Atmosfer mengandung 80% nitrogen bebas (N2) tumbuhan dapat menyerap nitrogen dalam bentuk nitrat (NO3). 
2. Beberapa bakteri pada bintil akar Leguminosa dan beberapa ganggang dapat memfiksasi N2 dari udara. 
3. Halilintar juga menghasilkan bentuk senyawa N2 dan O. Senyawa tersebut terbawa air hujan berupa nitrat dan nitrit. 
4. Mikroorganisme mengurai bangkai dan kotoran menjadi ammonium. 
5. Bakteri denitrifikasi dalam tanah mengural nitnat menjadi N bebas ke udara. 

Siklus Nitrogen

Sumber : bioh.wikispaces.com

d. Siklus Fosfor 

Fungsi fosfor bagi makhluk hidup, antara lain fosfor dalam bentuk adenosin trifosta (ATP) merupakan bahan bakar (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 tanah melalui proses penguraian. Kelebihan fosfat yang diekskresikan burung dan ikan dalam tinjanya juga mengembalikan fosfor ke lingkungan. Guano (doposit kotoran burung) juga merupakan akumulasi fosfor yang dikembalikan ke daratan. 

Siklus Fosfor

Sumber : eochemistry.wikispaces.com

e. 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 sering kali bersifat mematikan makhluk hidup di perairan, pada umumnya dihasilkan dari penguraian bahan organik yang mati. lon sulfat kemudian diserap tumbuhan dan diubah menjadi protein. Jika jaringan tumbuhan atau hewan 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.

Siklus Sulfur

Sumber : biosmadaj.blogspot.com

PERUBAHAN EKOSISTEM

Ekosistem adalah suatu sistem yang tidak statis, namun selalu dinamis yang mengalami perubahan struktur maupun fungsi. Perubahan ini mungkin hanya fluktuasi setempat yang tidak berarti, tetapi mungkin juga cukup besar sehingga dapat mengubah stabilitas hubungan suatu ekosistem. Perubahan ekosistem disebabkan oIeh perkembangan secara alami (suksesi) dan perubahan faktor luar.

a. Perkembangan secara alami (suksesi)

Proses perubahan dalam komunitas yang berlangsung menuju ke satu arah secara teratur disebut suksesi. Suksesi terjadi akibat dari perubahan lingkungan fisik dalam komunitas. Proses suksesi berakhir dengan sebuah komunitas atau ekosistem klimaks. Dikatakan klimaks karena ekosistem tersebut sudah stabil atau tidak akan berubah lagi. 

1) Suksesi Primer 

Contoh klasik untuk menggambarkan peristiwa suksesi primer adalah kejadian di gunung Krakatau, Jawa Barat. Pada tahun 1883 Gunung Krakatau meletus, semua kehidupan di gunung tersebut musnah. Seratus tahun kemudian ternyata di tempat tersebut sudah terbentuk hutan kembali.

Gambar Skema Proses Suksesi Primer

Sumber : Nuraini, R., dkk. 2015

Gambar Suksesi Primer

Sumber : Modul Guru Pembelajar

Mula-mula yang berkoloni adalah sejenis lumut kerak (lichen) dan beberapa jenis lumut tertentu. Asam-asam yang dieksresi oleh Lichen itu menghancurkan substrat batuan dan menyediakan sedikit tanah. Partikel tanah tambahan terbentuk karena penghancuran oleh iklim dan terbawa angin. penghancuran dan pembusukan terhadap lichen dapat menambahkan sedikit humus, sehingga lumut lain menetap. Setiap musim terdapat pertumbuhan baru yang lama membusuk (menyediakan humus). Tidak lama kemudian tersedia cukup tanah untuk paku-pakuan dan kemudian tumbuh rerumputan, kemudian semak (perdu). Keadaan ini menyediakan kondisi pertumbuhan yang amat baik untuk biji-biji tumbuhan tinggi (pohon). 

Biji, spora dan benih dalam bentuk lain datang dari luar dan sampai ke substrat baru dibawa oleh angin, air atau hewan. Tumbuhan atau organisme lain yang mampu menghuni untuk pertama kali disebut tumbuhan pelopor (vegetasi perintis). Disebut vegetasi perintis karena organisme tersebut mampu membuka lahan untuk hidupnya organisme lain. Suksesi yang terjadi pada suatu lahan yang rusak total ( tidak ada organisme yang hidup) disebut suksesi primer. 

2) Suksesi sekunder 

Suksesi sekunder terjadi jika suatu komunitas atau ekosistem alami terganggu, baik secara alami maupun buatan, dan gangguan tersebut tidak merusak total ekosistem tersebut. Banjir, kebakaran, angin kencang, gelombang laut, dan penebangan hutan merupakan contoh-contoh gangguan tersebut. 

b. Perubahan karena faktor luar. 
Ekosistem dapat berubah karena berbagai factor luar biasanya akibat ulah manusia. Contohnya Perubahan iklim di suatu ekosistem disebabkan oleh faktor manusia, terutama yang berkaitan dengan pemakaian bahan bakar fosil dan penyalahgunaan lahan.

Gambar Aktifitas manusia penyebab perubahan ekosistem 

Sumber: mikirbae.com 

PIRAMIDA EKOLOGI DAN PRODUKTIFITAS EKOSISTEM

PIRAMIDA EKOLOGI 

Hubungan organisme pada tingkat trofik ekosistem digambarkan dalam bentuk piramida. Semakin ke atas bentuk piramida semakin mengecil. Inilah yang disebut dengan piramida ekologi. Piramida ekologi adalah piramida abstrak yang menunjukkan hubungan struktur trofik dan fungsi trofik komponen-komponen biotik ekosistem. Berikut contoh gambar piramida ekologi. 

Di dalam piramida ekologi produsen (tingkat trofik I) selalu berada di bagian dasar piramida. Konsumen primer (tingkat trofik II) berada tepat di atas produsen dan konsumen sekunder (tingkat trofik III) berada di bagian atas konsumen primer. Anda bisa amati bahwa semakin tinggi tingkat trofik suatu organisme semakin sedikit proporsinya di lingkungan.

Piramida ekologi berdasarkan fungsinya dibedakan menjadi 3, yaitu piramida jumlah, piramida biomassa, dan piramida energi. Masing-masing tipe memiliki kelemahan dan kelebihan dalam menggambarkan hubungan antara struktur dan fungsi trofiknya.

a. Piramida Jumlah 

Tipe ini menunjukkan jumlah relatif organisme pada suatu area dengan melihat hubungan antara predator dan mangsanya. Pelopor teori ini adalah Charles Elton (ahli ekologi Inggris) pada abad ke 20. Jumlah organisme dihitung dalam satuan luas area tertentu. Di dalam piramida jumlah semakin tinggi tingkat trofik organisme semakin sedikit jumlahnya di lingkungan.

b. Piramida Biomassa 

Biomassa adalah taksiran massa organisme (biomassa) tiap satuan luas yang mewakili tiap tingkat trofik pada waktu tertentu Massa kering tiap individu dalam suatu ekosistem ditimbang dan dicatat. Ukuran yang digunakan biasanya menggunakan gram (massa kering organisme) per satuan luas (gr/m² atau kg/ha). Piramida biomassa dibuat berdasarkan massa total populasi organisme pada suatu waktu. Cara ini dianggap lebih baik dalam menggambarkan hubungan tingkat trofik komponen biotik daripada piramida jumlah.

Piramida biomassa dibedakan menjadi dua, yaitu :
1) Piramida Biomassa Tegak; menggambarkan massa gabungan semua produsen yang lebih besar daripada massa gabungan tiap tingkatan konsumennya, biasanya terjadi pada ekosistem darat. 
2) Piramida Biomassa Terbalik; menggambarkan massa gabungan dari produsennya lebih kecil daripada massa gabungan tingkatan konsumen di atasnya, contohnya adalah pada ekosistem perairan.

Gambar piramida biomasa terbalik dan piramida biomasa tegak

Sumber : www.informazone.com

c. Piramida energi 

Piramida energi menggambarkan hubungan tiap organisme pada tingkatan trofik sesuai perpindahan energi yang dimulai dari produsen hingga konsumen puncak. Di dalam piramida energi, aliran energi yang diterima setiap kelompok trafik akan mengalami penurunan pada tiap kelompok trofik selanjutnya. Dengan demikian, tiap kelompok trofik akan membentuk semacam piramida dengan produsen sebagai penerima dan pemilik energi terbesar diikuti kelompok trofik berikutnya. 

Semakin berkurangnya aliran energi pada tiap kelompok trafik ini disebabkan oleh beberapa hal berikut: 
1) Tidak semua bagian makanan dapat dimakan dan dicerna, sehingga ada yang tersisa dan ada yang menjadi kotoran (residu). 

2) Hanya ada beberapa saja dari makanan yang dimanfaatkan oleh organisme pada tingkatan trofik berikutnya. 

3) Sebagian energi yang diperoleh dikonversi terlebih dahulu sebagai sumber energi untuk beraktivitas.

 

PRODUKTIFITAS EKOSISTEM

Energi dapat berubah menjadi bentuk lain, seperti energi kimia, energi mekanik, energi listrik, dan energi panas. Perubahan bentuk energi menjadi bentuk lain ini dinamakan transformasi energi. Sumber energi utama bagi kehidupan adalah cahaya matahari. Energi cahaya matahari masuk ke dalam komponen biotik melalui produsen (organisme fotoautotropik) yang diubah menjadi energi kimia tersimpan di dalam senyawa organik. Energi kimia mengalir dari produsen ke konsumen dari berbagai tingkat tropik melalui jalur rantai makanan. Energi kimia tersebut digunakan organisme untuk pertumbuhan dan perkembangan.Kemampuan organisme-organisme dalam ekosistem untuk menerima dan menyimpan energi dinamakan produktivitas ekosistem. 

Produktivitas ekosistem yaitu keseluruhan sistem yang dinyatakan dengan biomassa atau bioenergi dalam kurun waktu tertentu. Produktivitas ekosistem merupakan parameter pengukuran yang penting dalam penentuan aliran energi total melalui semua tingkat trofi dari suatu ekosistem. Produktivitas ekosistem terdiri dari produktivitas primer dan produktivitas sekunder.

a. Produktivitas primer 

Produktivitas primer adalah kecepatan organisme autotrop sebagai produsen mengubah energi cahaya matahari menjadi energi kimia dalam bentuk bahan organik. Hanya sebagian kecil energi cahaya yang dapat diserap oleh produsen. Produktivitas primer berbeda pada setiap ekosistem, yang terbesar ada pada ekosistem hutan hujan tropis dan ekosistem hutan bakau. 

Seluruh bahan organik yang dihasilkan dari proses fotosintesis pada organisme fotoautotrop disebut produktivitas primer kotor (PPK). Lebih kurang 20% dari PPK digunakan oleh organisme fotoautotrop untuk respirasi, tumbuh dan berkembang. Sisa PPK yang baru disimpan dikenal sebagai produktivitas primer bersih (PPB). Biomassa organisme autotrop (produsen) diperkirakan mencapai 50%-90% dari seluruh bahan organik hasil fotosintesis. Hal ini menunjukkan simpanan energi kimia yang dapat ditransfer ke trofik selanjutnya melalui hubungan makan dimakan dalam ekosistem. 

b. Produktivitas sekunder 

Produktivitas sekunder adalah kecepatan organisme heterotrop mengubah energi kimia dari bahan organik yang dimakan menjadi simpanan energi kimia baru di dalam tubuhnya. Energi kimia dalam bahan organik yang berpindah dari produsen ke organisme heterotrop (konsumen primer) dipergunakan untuk aktivitas hidup dan hanya sebagian yang dapat diubah menjadi energi kimia yang tersimpan di dalam tubuhnya sebagai produktivitas bersih. Demikian juga perpindahan energi ke konsumen sekunder dan tersier akan selalu menjadi berkurang. Perbandingan produktivitasbersih antara trofik dengan trofik-trofik di atasnya dinamakan efisiensi ekologi. Diperkirakan hanya sekitar 10% energi yang dapat ditransfer sebagai biomassa dari trofik sebelumnya ke trofik berikutnya. 

Dalam rantai makanan tidak semua energi dari satu tingkatan trofik ke tingkatan trofik berikutnya berpindah secara sempurna, selama perjalanannya energi terus berkurang karena hilang ke lingkungan selama perpindahan dari tumbuhan ke konsumen primer dan dari konsiumen primer ke konsumen sekunder dan seterusnya. Hilangnya energi tersebut karena digunakan untuk proses respirasi oleh semua tingkatan trofik di sekosistem.

Selain itu, kehilangan energi yang paling besar adalah antara tumbuhan dan konsumen primer (herbivora). Hal ini terjadi karena: 
1) tidak semua bagian tumbuhan dimakan oleh herbivora, misalnya jaringan batang dan akar. 
2) tidak semua bagian tumbuhan dicerna secara sempurna oleh herbivora, karena tidak bisa terserap sempurna oleh pencernakan. misalnya serat kasar. 
3) kehilangan energi sebagai panas selama dicerna di sistem pencernakan konsumen. 

KOMPONEN EKOSISTEM DAN INTERAKSI ANTAR KOMPONEN BIOTIK

KOMPONEN-KOMPONEN EKOSISTEM

Ekosistem diartikan sebagai kesatuan fungsional antara makhluk hidup dengan lingkungannya yang di dalamnya terdapat hubungan dan interaksi yang sangat erat dan saling memengaruhi. Ekosistem terdiri dari berbagai unsur yang membentuk tata lingkungan. Komponen ekosistem yang dikenal di alam ini adalah komponen biotik dan komponen abiotik. 

Komponen biotik adalah komponen ekosistem yang tergolong mahluk hidup. Menurut perananya komponen biotik dibedakan menjadi produsen, konsumen, dekomposer dan detritivor. 

a. Produsen : yaitu organisme yang mampu mensintesis senyawa organik dari bahan senyawa an organik dengan bantuan energi matahari. 
b. konsumen : organisme yang memperoleh bahan organik dari organisme lain. 
c. dekomposer : di sebut juga pengurai yaitu organisme yang mampu merombak sisa produk organisme/organisme yang telah mati menjadi senyawa anorganik. 
d. detritivor : organisme yang memakan serpihan-serpihan organik dari suatu organisme. 

Berdasarkan cara memperoleh makanannya komponen biotik dibagi komponen autotrof (Auto = sendiri dan trophikos = menyediakan makan). Autotrof adalah organisme yang mampu menyediakan/mensintesis makanan sendiri. Komponen autotrof berperan sebagai produsen, contohnya tumbuh-tumbuhan hijau. Selain itu ada komponen heterotroph (Heteros = berbeda, trophikos = makanan). Heterotrof (konsumen) merupakan organisme yang memanfaatkan senyawa organik dari makhluk hidup lain. Contohnya berbagai jenis hewan. 

Komponen abiotik adalah komponen materi yang tergolong makhluk tak hidup, misalnya : cahaya matahari, tanah, air, kelembaban , dan iklim.

INTERAKSI ANTAR KOMPONEN EKOSISTEM

Interaksi antar komponen ekosistem dapat merupakan interaksi antar biotik dengan biotik ataupun biotik dengan abiotik.

a. Interaksi antara komponen biotik dengan biotik 

Interaksi ini bisa terjadi antar organisme, antar populasi, dan antar komunitas.

1) Interaksi antar organisme

Semua makhluk hidup selalu bergantung kepada makhluk hidup yang lain. Tiap individu akan selalu berhubungan dengan individu lain yang sejenis atau lain. jenis, baik individu dalam satu populasinya atau individu-individu dari populasi lain. Interaksi antarorganisme dapat dikategorikan sebagai berikut.

a) Netral 

Hubungan tidak saling mengganggu antarorganisme dalam habitat yang sama, yang bersifat tidak menguntungkan dan tidak merugikan kedua belah pihak, disebut netral. Contohnya : antara capung dan sapi, ayam dan kucing. 

b) Predasi 

Predasi adalah hubungan antara mangsa dan pemangsa (predator). Hubungan ini sangat erat sebab tanpa mangsa, predator tak dapat hidup. Sebaliknya, predator juga berfungsi sebagai pengontrol populasi mangsa. Contoh : Singa dengan mangsanya, yaitu kijang, rusa,dan burung hantu dengan tikus. 

c) Parasitisme 

Parasitisme adalah hubungan antarorganisme yang berbeda spesies, bila salah satu organisme hidup pada organisme lain dan mengambil makanan dari hospes/inangnya sehingga bersifat merugikan inangnya. contoh : Plasmodium dengan manusia, Taeniasaginata dengan sapi, dan benalu dengan pohon inang, nyamuk anopheles dengan manusia 

d) Komensalisme 

Komensalisme merupakan hubungan antara dua organisme yang berbeda spesies dalam bentuk kehidupan bersama untuk berbagi sumber makanan, salah satu spesies diuntungkan dan spesies lainnya tidak dirugikan. Contohnya anggrek dengan pohon yang ditumpanginya, ikan hiu dengan ikan remora. 

e) Mutualisme 

Mutualisme adalah hubungan antara dua organisme yang berbeda spesies yang saling menguntungkan kedua belah pihak. Contoh: bakteri Rhizobium yang hidup pada bintil akar kacang-kacangan, bunga dan lebah. 

2) Interaksi antar populasi 

Antara populasi yang satu dengan populasi lain selalu terjadi interaksi secara langsung atau tidak langsung dalam komunitasnya. Contoh interaksi antarpopulasi adalah sebagai berikut. 

a) Alelopati 

Alelopati merupakan interaksi antarpopulasi, bila populasi yang satu menghasilkan zat yang dapat menghalangi tumbuhnya populasi lain. Contohnya, di sekitar pohon walnut (juglans) jarang ditumbuhi tumbuhan lain karena tumbuhan ini menghasilkan zat yang bersifat toksik. Pada mikroorganisme istilah alelopati dikenal sebagai anabiosa. Contoh, jamur Penicillium sp. dapat menghasilkan antibiotika yang dapat menghambat pertumbuhan bakteri tertentu. 

b) Kompetisi 

Kompetisi merupakan interaksi antarpopulasi, bila antarpopulasi terdapat kepentingan yang sama sehingga terjadi persaingan untuk mendapatkan apa yang diperlukan. Contoh, persaingan antara populasi kambing dengan populasi sapi di padang rumput, persaingan hewan jantan memperebutkan wilayah atau pasangan. 

3). Interaksi antar komunitas 

Komunitas adalah kumpulan populasi yang berbeda di suatu daerah yang sama dan saling berinteraksi. Contoh komunitas, misalnya komunitas sawah dan sungai. Komunitas sawah disusun oleh bermacam-macam organisme, misalnya padi, belalang, burung, ular, dan gulma. Komunitas sungai terdiri dari ikan, ganggang, zooplankton, fitoplankton, dan dekomposer. Antara komunitas sungai dan sawah terjadi interaksi dalam bentuk peredaran nutrien dari air sungai ke sawah dan peredaran organisme hidup dari kedua komunitas tersebut. Interaksi antar komunitas cukup komplek karena tidak hanya melibatkan organisme, tapi juga aliran energi dan makanan

b. Interaksi antara komponen biotik dengan komponen abiotik 

Interaksi antara komponen biotik dengan abiotik membentuk ekosistem. Hubungan antara organisme dengan lingkungannya menyebabkan terjadinya aliran energi dalam sistem itu. Selain aliran energi, di dalam ekosistem terdapat juga struktur atau tingkat trofik, keanekaragaman biotik, serta siklus materi. Dengan adanya interaksiinteraksi tersebut, suatu ekosistem dapat mempertahankan keseimbangannya. Pengaturan untuk menjamin terjadinya keseimbangan ini merupakan ciri khas suatu ekosistem. Apabila keseimbangan ini tidak diperoleh maka akan mendorong terjadinya dinamika perubahan ekosistem untuk mencapai keseimbangan baru. 

MACAM-MACAM EKOSISTEM 

Secara garis besar ekosistem dibedakan menjadi ekosistem darat dan ekosistem perairan. Ekosistem perairan dibedakan atas ekosistem air tawar dan ekosistem air Laut. Selain ekosistem darat dan perairan terdapat pula ekosistem estuari, ekosistem pantai dan ekosistem  buatan

a. Ekosistem Darat

Ekosistem darat ialah ekosistem yang lingkungan fisiknya berupa daratan. Berdasarkan letak geografisnya (garis lintangnya), ekosistem darat dibedakan menjadi beberapa bioma. Bioma yaitu ekosistem darat yang khas pada wilayah tertentu dan dicirikan oleh jenis vegetasi yang dominan di wilayah tersebut. Batas antara dua bioma disebut ecotone. Jenis-jenis bioma adalah sebagai berikut : 

Gambar berbagai macam bioma di eksistem darat 

Sumber: catatangeografi.wordpress.com

b. Ekosistem Perairan

Terdiri dari ekosistem air tawar (contoh : danau dan sungai) dan ekosistem air laut

c. Ekosistem Estuari 

Estuari (muara) merupakan tempat bersatunya sungai dengan laut. Estuari sering dipagari oleh lempengan lumpur intertidal yang luas atau rawa garam. Ekosistem estuari memiliki produktivitas yang tinggi dan kaya akan nutrisi. Komunitas tumbuhan yang hidup di estuari antara lain rumput rawa garam, ganggang, dan fitoplankton. Komunitas hewannya antara lain berbagai cacing, kerang, kepiting, dan ikan. 

d. Ekosistem Pantai 

Ekosistem pantai dikenal sebagai salah satu jenis ekosistem yang unik sebab mencakup tiga unsur yakni tanah di daratan, air di lautan dan juga udara. Pantai merupakan pertemuan antara ekosistem daratan dan juga ekosistem akuatik. 

e. Ekosistem Buatan

Secara sederhana, pengertian ekosistem buatan (Man Made-ecosystem) tak lain adalah suatu ekosistem yang terbentuk berkat rekayasa manusia dalam tujuannya untuk memenugi pun mencukupi kebutuhan hidup manusia atau penduduk yang semakin hari semakin meningkat. Ekosistem buatan ini memperoleh subsidi energi dari luar dan baik itu tanaman maupun hewan akan memperoleh pengaruh besar dari manusia oleh karena itu bisa dikatakan keanekaragamannya sangat rendah. Ada banyak contoh ekosistem buatan yang direkayasa manusia, antara lain: 

1). Ekosistem Bendungan. 
2). Ekosistem Tanaman Produksi misalnya hutan jati dan atau hutan pinus. 
3). Ekosistem Sawah Irigasi. 
4). Ekosistem Perkebunan misalnya sawit, teh, cengkeh dan masih banyak lagi lainnya. 
5). Ekosistem Tambak. 
6). Ekosistem ladang 

ALIRAN ENERGI DALAM EKOSISTEM

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. Produsen merupakan makhluk hidup yang mampu menangkap energi matahari untuk kegiatan fotosintesis sehingga dapat menghasilkan materi organik yang berasal dari materi anorganik. Bumi mendapatkan pasokan energi dari matahari sebanyak 1022 Joule tetapi hanya sekitar 1 % yang dapat diperoleh produsen dan diubah menjadi energi kimia melalui fotosintesis.

Konsumen merupakan makhluk hidup yang memperoleh energi dalam bentuk materi organik. Berdasarkan tingkat trofiknya (dalam hal pemenuhan kebutuhan makanan), konsumer dibedakan atas : 

-Konsumen primer atau herbivor 
-Konsumen sekunder atau karnivor 
-Konsumen tersier atau karnivor puncak 
-Omnivor (pengecualian) 

Dekomposer merupakan makhluk hidup yang memperoleh makanannya dengan cara menguraikan senyawa-senyawa organik yang berasal dari makhluk hidup yang sudah mati. Dekomposer berperan mengembalikan materi ke lingkungan abiotik dan digunakan kembali oleh tumbuhan hijau.

a. Rantai Makanan

Rantai makanan yaitu perpindahan materi dan energi melalui proses makan dan dimakan dengan urutan tertentu. Tiap tingkat dari rantai makanan disebut tingkat trofi atau taraf trofi. Karena organisme pertama yang mampu menghasilkan zat makanan adalah tumbuhan maka tingkat trofi pertama selalu diduduki tumbuhan hijau sebagai produsen. Tingkat selanjutnya adalah tingkat trofi kedua, terdiri atas hewan pemakan tumbuhan (herbifora) yang biasa disebut konsumen primer. Hewan pemakan konsumen primer merupakan tingkat trofi ketiga atau konsumen primer sekunder, terdiri atas hewan-hewan karnivora dan seterusnya. Organisme yang menduduki tingkat tropik tertinggi disebut konsumen puncak. Setiap pertukaran energi dari satu tingkat trofi ke tingkat trofi lainnya, sebagian energi akan hilang 

Gambar Rantai makanan 

Sumber: ilmulingkungan.com

Pada rantai makanan Gambar di atas, terjadi proses makan dan dimakan dalam urutan tertentu yaitu rumput dimakan belalang, belalang dimakan katak, katak dimakan ular dan jika ular mati akan diuraikan oleh jamur yang berperan sebagai dekomposer menjadi zat hara yang akan dimanfaatkan oleh tumbuhan untuk tumbuh dan berkembang. Dengan demikian, pada rantai makanan tersebut dapat dijelaskan bahwa : 

- Rumput bertindak sebagai produsen. 

- Belalang sebagai konsumen I (kerbivora) 

- Katak sebagai konsumen II (karnivora) 

- Ular sebagai konsumen III/konsumen puncak (karnivora) 

- Jamur sebagai decomposer. 

Rantai makanan pertama kali diteliti oleh ilmuwan Arab Al-Jahiz pada abad ke-9, yang lalu dipopulerkan kembali oleh Charles Sutherland Elton pada tahun 1927. Dalam rantai makanan terdapat tiga macam "rantai" pokok yang menghubungkan antar tingkatan trofik, yaitu: 

1. Rantai pemangsa, yaitu rantai makanan yang terjadi ketika hewan pemakan tumbuhan dimakan oleh hewan pemakan daging. contoh: kelinci-ular-elang. 
2. Rantai saprofit, yaitu rantai makanan yang terjadi untuk mengurai organisme yang sudah mati. Rantai ini muncul karena adanya dekomposer. contoh: elang mati-bakteri. 
3. Rantai parasit, yaitu rantai makanan yang terjadi karena terdapat organisme yang dirugikan. contoh: pohon besar-benalu, manusia-kutu. 

Ada dua tipe dasar rantai makanan: 

1. Rantai makanan rerumputan (grazing food chain), yaitu rantai makanan yang diawali dari tumbuhan pada trofik awalnya. Contohnya: rumput - belalang - tikus - ular. 
2. Rantai makanan sisa/detritus (detritus food chain), yaitu rantai makanan yang tidak dimulai dari tumbuhan, tetapi dimulai dari detritivor. Contohnya: serpihan daun - cacing tanah - ayam - manusia. 

b. Jaring-jaring Makanan

Rantai makanan merupakan gambar peristiwa makan dan dimakan yang sederhana. Kenyataannya dalam satu ekosistem tidak hanya terdapat satu rantai makanan, karena satu produsen tidak selalu menjadi sumber makanan bagi satu jenis herbivora, sebaliknya satu jenis herbivora tidak selalu memakan satu jenis produsen. Dengan demikian, di dalam ekosistem terdapat rantai makanan yang saling berhubungan membentuk suatu jaring-jaring makanan, sehingga jaringjaring makanan merupakan sekumpulan rantai makanan yang saling berhubungan. 

Gambar Jaring-jaring makanan 

Sumber: ilmulingkungan.com

Perbedaan rantai makanan dengan jaring jaring makanan, pada rantai makanan organisme hanya memakan satu jenis organisme saja, sedangkan pada jaring jaring makanan organisme memakan organisme lainnya yang tidak hanya satu jenis saja.

Tahun Pelajaran 2021/2022

 Selamat Datang Kami Ucapkan Kepada Peserta Didik Baru SMKN 1 Saptosari 

Tahun Pelajaran 2021/2022

Berikut ini saya sampaikan Capaian Kompetensi Untuk Mata Pelajaran Project IPAS (Ilmu Pengetahuan Alam dan Sosial) :

KISI-KISI PAT FISIKA (2020/2021)

Hallo.... Tidak terasa semester genap tahun ajaran ini sudah hampir usai. Kini tiba saatnya kita melaksanakan Penilaian Akhir Tahun (PAT). Pada saat kalian masih di SMP mungkin kalian mengenal PAT dengan sebutan Ujian Kenaikan Kelas (UKK).

Nah..untuk mempersiapkan PAT, ibu harap kalian belajar dengan baik ya. Agar belajar persipan PAT makin terarah, ibu berikan bantuan berupa kisi-kisi PAT. Silahkan dipelajari, jika masih bingung tulis pertanyaan kalian di kolom komentar. Selamat belajar...

Download