Siapa tinggal di mana, dan apa memakan siapa
Danau menyimpan lebih dari sekadar air: populasi yang saling memangsa, mendaur ulang karbon dan nitrogen, serta merespons — terkadang secara katastrofik — terhadap apa yang ditambahkan manusia. Ekologi mengajukan empat pertanyaan: siapa tinggal di sini (populasi, komunitas, habitat, ekosistem), siapa memakan siapa (rantai makanan, jaring-jaring makanan, piramida), apa yang beredar (daur karbon dan nitrogen), dan apa yang kita lakukan padanya (polusi, gas rumah kaca, eutrofikasi, deforestasi).
Edexcel International GCSE Biologi 4BI1, Bagian 4 (pernyataan 4.1–4.18B) menghargai definisi presisi dan siklus karbon yang digambar dari hafalan.
Organisme dalam lingkungan
Populasi adalah semua organisme dari satu spesies dalam habitat; komunitas adalah semua populasi dalam habitat tersebut; habitat adalah tempatnya; ekosistem adalah komunitas ditambah lingkungannya yang tak hidup. Ukuran populasi ditentukan oleh faktor abiotik (cahaya, air, suhu) dan faktor biotik (makanan, predator, penyakit, kompetisi). Praktikum kuadrat memperkirakan ukuran populasi (rata-rata per kuadrat × luas total ÷ luas kuadrat), dan (B) kuadrat sepanjang transek menunjukkan distribusi dan keanekaragaman hayati.
Hubungan pemakanan
Produsen (tumbuhan) menangkap energi cahaya; konsumen primer memakan produsen; konsumen sekunder dan tersier mengikuti; dekomposer menguraikan materi mati. Panah dalam rantai makanan mengarah dari yang dimakan ke pemakan — arah aliran energi. Piramida jumlah dapat terbalik (satu pohon, banyak serangga), tetapi piramida biomassa dan transfer energi selalu menyempit ke atas — karena hanya sekitar 10 % energi di satu tingkat yang diteruskan ke tingkat berikutnya: sisanya hilang dalam respirasi, pergerakan, ekskresi, dan sebagai panas.
Siklus dalam ekosistem
Karbon: fotosintesis menghilangkan CO₂ dari udara; pemakanan mentransfer karbon sepanjang rantai; respirasi (semua organisme) dan dekomposisi mengembalikannya; pembakaran bahan bakar fosil melepaskan karbon yang tersimpan selama jutaan tahun.
(B) Nitrogen: bakteri pengikat nitrogen membuat senyawa nitrogen dari N₂ atmosfer; dekomposer menguraikan materi mati menjadi amonia; bakteri nitrifikasi mengubah amonia menjadi nitrat yang diserap tumbuhan; bakteri denitrifikasi mengembalikan nitrogen ke udara.
Pengaruh manusia
Polusi udara: sulfur dioksida larut dalam hujan membentuk hujan asam (merusak daun, danau, bangunan); karbon monoksida mengikat hemoglobin, mengurangi oksigen yang dapat dibawa darah. Gas rumah kaca — uap air, karbon dioksida, oksida nitrous, metana, dan CFC — memerangkap radiasi keluar; pembakaran bahan bakar fosil, deforestasi, pertanian, dan industri menambahkannya, menebalkan selimut (efek rumah kaca ditingkatkan), membawa pemanasan global dengan naiknya permukaan laut dan pergeseran iklim. Limbah domestik dalam air memberi makan mikroba yang mengonsumsi oksigen. Eutrofikasi: pupuk mencucuk ke dalam air, alga mekar, mati, dan dekomporter menyita oksigen — ikan tersedak.
(B) Deforestasi menghilangkan akar dan kanopi: hujan mencuci mineral tanah, tanah terkikis, evapotranspirasi menurun (kurang awan dan hujan), dan karbon tersimpan kembali ke udara, menyeimbangkan gas atmosfer.
Periksa diri Anda
- Definisikan populasi, komunitas, habitat dan ekosistem.
- Mengapa piramida jumlah dapat terbalik sementara piramida biomassa tidak?
- Jelaskan mengapa hanya sekitar 10 % energi yang berpindah antar tingkat trofik.
- Sebutkan empat proses dalam siklus karbon.
- (B) Bakteri manakah yang mengonversi amonia menjadi nitrat, dan mana yang mengembalikan nitrogen ke udara?
- Mengapa karbon monoksida membunuh?
- Sebutkan lima gas rumah kaca.
- Deskripsikan urutan eutrofikasi dalam empat langkah.
- (B) Berikan dua konsekuensi deforestasi bagi siklus karbon dan dua bagi tanah.
Jawaban: 1 populasi — seluruh organisme satu spesies di suatu habitat; komunitas — seluruh populasi di suatu habitat; habitat — tempat organisme hidup; ekosistem — komunitas beserta lingkungannya; 2 jumlah menghitung individu — satu pohon besar dapat memakan banyak serangga, membalikkan bentuknya — sementara biomassa mengukur total massa, yang selalu menurun pada setiap tingkat; 3 energi hilang pada setiap tahap melalui respirasi (panas), pergerakan, dan pembuangan/ekskresi bagian yang tidak dimakan; 4 fotosintesis, respirasi, dekomposisi, pembakaran; 5 (B) bakteri nitrifikasi; bakteri denitrifikasi; 6 mengikat hemoglobin lebih kuat daripada oksigen, sehingga darah membawa lebih sedikit oksigen ke jaringan; 7 uap air, karbon dioksida, oksida nitrous, metana, CFCs; 8 pupuk masuk ke air → pertumbuhan alga → alga mati dan dekomposer berkembang biak → dekomposer berespirasi, menggunakan oksigen, sehingga ikan dan organisme lain mati; 9 (B) karbon: lebih sedikit pohon berfotosintesis, dan pembakaran/komaksi melepaskan karbon yang tersimpan; tanah: pencucian mineral dan erosi tanpa akar, dengan penguapan transpirasi yang lebih sedikit.