Ekologi Tumbuhan PDF

Pertemuan I. PENDAHULUAN OVERWIEW EKOLOGI TUMBUHAN, 1. Pengertian Ekologi Tumbuhan 2. Sejarah Ekologi Tumbuhan 3. Perspektif Ekologi Tumbuhan  PENDAHULUAN 1. PENGERTIAN EKOLOGI TUMBUHAN: EKOLOGI TUMBUHAN IALAH HUBUNGAN TIMBAL BALIK ANTARA MASYARAKAT T...

Pertemuan I. PENDAHULUAN OVERWIEW EKOLOGI TUMBUHAN, 1. Pengertian Ekologi Tumbuhan 2. Sejarah Ekologi Tumbuhan 3. Perspektif Ekologi Tumbuhan  PENDAHULUAN 1. PENGERTIAN EKOLOGI TUMBUHAN: EKOLOGI TUMBUHAN IALAH HUBUNGAN TIMBAL BALIK ANTARA MASYARAKAT TUMBUHAN DENGAN LINGKUNGANNYA.  DIAWALI DARI PROSES PEMBENTUKAN KOMUNITAS TUMBUHAN ==== SUKSESI SUKSESI IALAH PERUBAHAN PERLAHAN-LAHAN DARI KOMUNITAS TUMBUHAN DALAM SUATU DAERAH TERTENTU DIMANA TERJADI PENGALIHAN SATU JENIS TUMBUHAN OLEH JENIS TUMBUHAN YANG LAIN PADA TINGKAT POPULASI (TANSLEY, 1920)  DALAM PROSES SUKSESI TIDAK LEPAS DARI PERANAN ORGANISME LAIN: HEWAN, JAMUR, BAKTERI (BIOTIK) IKLIM, TANAH (ABIOTIK), ADAT ISTIADAT/KEBIASAAN (CULTURAL). 2. SEJARAH DAN PERKEMBANGAN EKOLOGI YG DIANGGAP PEMULA DALAM BIDANG EKOLOGI :  A.V. HUMBOLDT ̚! mereke menulis tentang distribusi  A. de CANDOLLE ! tumbuh-tumbuhan, kemudian ber-  ENGLER > kembang menjadi kajian komunitas  GRAY ! tumbuhan/ekologi komunitas.  KERNER ˾! NAMUN YG DIANGGAP PALING BERJASA ADALAH :  ERNEST HAECKEL (1869) Menyusun Definisi Ekologi: KAJIAN MENGENAI HUBUNGAN TIMBAL BALIK ANTARA MAHLUK HIDUP DENGAN LINGKUNGANNYA (ABIOTIK, BIOTIK, CULTURAL).  THEOPHRATUS Menulis artikel tentang : HUBUNGAN TIMBAL BALIK ANTARA TUMBUHAN DENGAN LINGKUNGANNYA.  KERNER :  DISTRIBUSI TUMBUHAN == PANGKAL KAJIAN TETANG KOMINITAS TUMBUHAN == MUNCUL EKOLOGI KOMUNITAS  EKOLOGI KOMUNITAS BERKEMBANG DALAM 2 KUTUB : 1. EROPA, PELOPOR : BRAUN BLANQUET TH.1932 AHLI-AHLI LAIN : MEMPELAJARI STRUKTUR, KOMPOSISI DAN DISTRIBUSI KOMUNITAS. 2. AMERIKA, PELOPOR: COWLES (1899); CLEMENT (1916), GLEASON (1926) : PERKMBANGAN DAN DINAMIKA KOMUNITAS TUMBUHAN SAMPAI SUKSESI  LEIBIG (1840):  MERUPAKAN PENEMU AWAL DARI PENGARUH LINGKUNGAN ABIOTIK === BERKEMBANG MENJADI EKOLOGI FISIOLOGI/EKOFISIOLOGI/EKOKLIMATOLOGI PERKEMBANGAN EKOLOGI TUMBUHAN  EKOLOGI BERKEMBANG MELALUI 2 JALUR : 1. EKOLOGI HEWAN 2. EKOLOGI TUMBUHAN SEBENARNYA BUKAN HAL BARU KARENA:  TH.1305: PETRUS de CRESCENTIUS, MENULIS ADANYA PERSAINGAN HIDUP DALAM TUMBUHAN  TH.1685 : KING, ORANG PERTAMA YANG MENGURAIKAN PROSES SUKSESI PADA KOMUNITAS TUMBUHAN.  TH 1891 : WARNING, MENGURAIKAN PROSES SUKSESI TUMBUHAN DI BUKIT PASIR PANTAI DENMARK. SAAT TSB.EK TUM TELAH DIAKUI SEBAGAI DISIPLIN ILMU BARU.  AHLI-AHLI EKOLOGI YANG MEMPELAJARI EKOLOGI TUMBUHAN: 1. CLEMENTS (1905) MENULIS BUKU TEKS EKOLOGI TENTANG : METODE PENGUKURAN DAN PEMASANGAN KUADRAT DALAM KAJIAN DI LAPANG,SAMPAI SKR DIHARGAI SBG KARYA ILMIAH KLASIK DAN SBG DASAR DALAM PERKEMBANGAN BARU ILMUWAN-ILMUWAN LAIN. SETIAP TUMBUHAN ADALAH ALAT PENGUKUR BAGI KEADAAN LINGKUNGAN HIDUP (IKLIM, TANAH/EDAPHIK), TEMPAT DIA TUMBUH == TUMBUHAN SEBAGAI INDIKATOR ALAM. 2. COWLES (1899) MENULIS BUKU TENTANG KAJIAN SUKSESI TUMBUHAN DI BUKIT PESISIR DANAU MICHIGAN, JUGA PERANAN IKLIM , BIOTA LAIN DALAM SUKSESI TSB. 3. PERSPEKTIF DAN PENDEKATAN DALAM EKOLOGI TUMBUHAN KAJIAN EKTUM BERKAITAN DENGAN (ODUM, 1995: 263-290) :  MAKANAN  PENYERBUKAN  PENYEBARAN/DISTRIBUSI  TEMPAT BERLINDUNG  TEMPAT BERPASANGAN  PROSES PENGURAIAN DLL. TINGKAT INTEGRASI DALAM EKTUM  BERUSAHA UNTUK MENERANGKAN RAHASIA KEHIDUPAN PADA TINGKATAN ORGANISASI MAHLUK HIDUP. TINGKATAN ORGANISASI MAHLUK HIDUP TERDIRI ATAS: 1. ORGANISME/INDIVIDU, 2. POPULASI 3. KOMUNITAS 4. EKOSISTEM  KE 3 TINGKATAN ORGANISASI MAHLUK HIDUP TERSEBUT MERUPAKAN SISTEM YANG DIKAJI DALAM EKOLOGI TUMBUHAN, KARENA:  BERSIFAT NYATA,  TIDAK HIPOTETIK, PENDEKATAN DALAM KAJIAN EKTUM: 1. SIN EKOLOGI /EKOLOGI KOMUNITAS Contoh: Bila kita memelajari struktur tumbuhan di hutan Nusakambangan..... Maka kita sedang mempelajari sinekologi 2. OUT EKOLOGI / EKOLOGI INDIVIDU Contoh: Apabila kita mempelajari Simpanse di Hutan Hujan Tropis Kalimantan, misalnya tentang reproduksinya, cara kawin, tempat istirahatnya, pola makannya... Maka kita sedang mempelajari out ekologi Out ekologi dapat disebut pula dengan FENOLOGI / LIFE CYCLE PERBEDAAN PRINSIP: SINEKOLOGI OUTEKOLOGI 1. EKO. KOMUNITAS - EKO INDIVIDU 2. FILOSOFIS - EKSPERIMEN 3. PENDEKATAN DEDUKTIF - INDUKTIF 4. SULIT DENGAN RANCOB. - DENGAN RANCOB.  Sinekologi  Contoh studi sinekologi adalah ekologi hutan hujan tropis yang mengkaji berbagai jenis tumbuhan yang ada, populasi masing-masing jenis, kerapatan persatuan luas, fungsi berbagai tumbuhan yang ada, kondisi hutan atau tingkat kerusakan, hubungannya dengan tanah, air, atau komponen fisik lainnya. Mengacu kedua contoh tersebut, jelas kedua pendekatan sangat berbeda.  Autekologi  Kajian tentang individu organisme atau individu spesies, menyangkut riwayat hidup dan kelakuannya dalam arti menyesuaikan diri dengan lingkungannya.  Contoh autekologi misalnya mempelajari sejarah hidup suatu spesies organisme, perilaku, dan adaptasinya terhadap lingkungan. Jadi, jika kita mempelajari hubungan antara pohon Pinus merkusii dengan lingkungannya, maka itu termasuk autekologi.  Contoh lain adalah mempelajari kemampuan adaptasi pohon merbau (Intsia palembanica) di padang alang- alang, dan lain sebagainya. Contoh Aspek Penelitian Ektum  Intikajian ekologi tumbuhan adalah struktur dan fungsi yang dilakukan oleh tumbuhan pada lingkungannya.  Penelitian ekologi tumbuhan dapat berada pada tingkat organisme (individu), populasi, komunitas, ekosistem maupun lanscap.  Contoh penelitian pada tingkat organisme (individu)  Ekologi organisme ialah kajian mengenai empelajari bagaimana struktur dan fungsi organisme dalam merespon keadaan lingkungannya.  Contoh kajian: Kemampuan adaptasi, reproduksi dan penyebaran jenis tumbuhan tertentu Endemisme suatu jenis tumbuhan tertentu seperti Plahlar dan Raflesia patma di Nusakambangan Pengujian dormansi biji pohon endemik dalam upaya mempercepat pengadaan pembibitan  Contoh penelitian dalam tigkat populasi  Ekologi populasi mengevaluasi faktor faktor lingkungan yang mempengaruhi sistem regulasi (pengaturan) ukuran (size) dan komposisi populasi  Contoh kajian: Pengujian biomassa dan produktivitas tumbuhan tertentu di bawah tegakan pepohonan dalam upaya pemanfaatan lahan kosong di bawah tegakan.  Dapat pula dilakukan pengujian daya menahan erosi dan limpasan permukaannya  Daya adaptasinya terhadap naungan tegakan  Daya adaptasinya terhadap zat alelopathy tumbuhan pepohonannya (acasia, karet, mahoni , suren dll)  Contoh penelitian dalam tigkat komunitas  Ekologi komunitas mengevaluasi interaksi antara spesies, bagaimana interaksi seperti predasi, kompetisi, penyakit, gangguan alam mempengaruhi struktur, organisasi suatu komunitas..  Contoh kajian: Pengaruh mamaliochory terhadap dispersal bunga Raffles dalam upaya menentukan model konservasinya Struktur tumbuhan bawah sebagai penyedia pakan polinator Spesifisitas dan karakteristik tumbuhan pakan polinator Pengaruh fragmentasi ekosistem terhadap struktur dan diversitas tumbuhan penyusunnya. Pengaruh fragmentasi ekosistem terhadap diversitas serangga polinatornya.  Contoh penelitian dalam tigkat ekosistem  Ekologi Ekosistem mengevaluasi aliran energi dan sirkulasi materi kimiawi di antara komponen abiotik dan biotik.  Contoh kajian: Produksi dekomposisi serasah hutan pinus dalam upaya menentukan neraca haranya. Keragaman pepohonan sebagai sumber pakan monyet ekor panjang di Hutan Wisata pangandaran Pertemuan ke 2: FAKTOR LINGKUNGAN YANG BERPERAN DALAM PERKEMBANGAN VEGETASI (1) 1. Pengertian Faktor Lingkungan 2. Lingkungan Biotik 2. Lingkungan Abiotik a. Sinar Matahari b. Suhu c. Air d. Udara/atmosfer e. Tanah f. Api g. Angin h. Garis lintang 1 i. Ketinggian tempat 1. Pengertian Lingkungan  Lingkungan : suatu sistem kompleks yang yang berada di luar individu yang mempengaruhi pertumbuhan dan perkembangan organisme  Lingkungan merupakan ruang tiga dimensi, organisme merupakan salah satu bagiannya, bersifat dinamis (berubah-ubah setiap saat).  Suatu lingkungan bersifat tiga dimensi ruang dan berkembang berdasarkan waktu. Ini tidak berarti bahwa lingkungan adalah seragam baik dalam waktu ruang maupun waktu. Dengan demikian waktu dan ruang lebih tepat dikatakan sebagai dimensi dari lingkungan, jadi bukan merupakan faktor atau komponen lingkungan.  Lingkungan merupakan kompleks faktor-faktor yang berinteraksi tidak hanya dengan organisme, tetapi juga dengan sesama faktor tersebut sehingga sulit 2 untuk memisahkan satu bagian dan merubahnya tanpa mempengaruhi bagian lain dari lingkungan tersebut.  Bersifat holocoenotik : ekosistem bereaksi sebagai suatu keseluruhan, sulit untuk memisahkan satu faktor dengan yang lain, setiap organisme adalah lingkungan bagi organisme lain.  Lingkungan bagi tumbuhan akan berbeda menurut waktu, tempat dan keadaan dari tumbuhan tersebut.  Tumbuhan mempunyai batas toleransi yang berbeda  Setiap keadaan, jumlah sesuatu zat atau derajat suatu faktor fisik yang berada di dekat atau melampaui batas toleransi menjadi faktor pembatas 3  Kepentingan lingkungan bagi tumbuhan akan berbeda menurut waktu, tempat dan keadaan dari tumbuhan tersebut.  Lingkungan berbeda dengan habitat.  Habitat ialah tempat dimana organisme atau komunitas organisme hidup.  Habitat dapat dikatakan sebagai alamat mahluk hidup.  Lingkungan secara garis besar dibedakan menjadi dua kelompok, yaitu:  Lingkungan biotik (terdiri dari hewan, tumbuhan, manusia dan mikroorganisme)  Lingkungan abiotik (terdiri dari suhu, cahaya, hara, mineral, tanah, air, kelembaban) 4 2. Lingkungan Biotik  Faktor biotik berkaitan dengan perilaku tumbuhan/ hewan di suatu daerah (termasuk manusia).  Dalam keadaan seimbang, pengaruh dari faktor biotik ini tidak nampak atau terjadi secara berangsur-angsur dalam waktu yang lama.  Pengaruh faktor biotik dalam kehidupan tumbuhan terjadi dalam bentuk interaksi misalnya pengaruh benalu, epiphyt atau liana terhadap formasi vegetasi). 5 6 7 8 9 10 Benalu, adalah tumbuhan yang menumpang pada tumbuhan lain dan mengisap makanan dari tanaman yang ditumpanginya; termasuk tumbuhan parasit obligat yang hidup dan tumbuh pada batang (dahan) pohon tumbuhan lain. 11 12 13 Pengaruh biotik dr hewan thdp vegetasi biasanya lebih nyata terhadap pengubahan formasi vegetasi, baik secara langsung atau tidak Pengaruh hewan yang menguntungkan : 1. Penyebaran tumbuhan : kelelawar, burung , ternak 2. Menyuburkan tanah : cacing, arthropoda 3. Penyerbukan : kupu2, lebah Yang merugikan Hama : wereng, ulat, penggembalaan ternak, artona 14 15 Pengaruh tanaman pada tanaman lain : yang menguntungkan : 1. Perlindungan 2. Menyuburkan tanah : a. Mycorrhyza : simbiosis antara akar tumbuhan tingkat tinggi dan jamur, jamur memiliki hifa yang panjang dan dapat menyebar kemana- mana. Hifa tersebut akan menyerap air dan unsur hara yang jauh dari akar tumbuhan inangnya, sehingga tumbuhan akan subur walaupun dalam suasana tanah yang kering dan miskin unsur hara. 16 b. Rhyzobium : Asosiasi Rhizobium dengan legum membentuk nodul akar, N akan digunakan sendiri oleh legum dan /dikeluarkan. Rhizobium yang tumbuh dalam bintil akar leguminoceae mengambil nitrogen langsung dari udara dengan aktifitas bersama sel tanaman dan bakteri. Baik bakteri maupun legum tidak dapat menambat nitrogen secara mandiri, bila Rhizobium tidak ada dan nitrogen tidak terdapat dalam tanah legum tersebut akan mati. 17 Yang merugikan: 1. Kompetisi : ruang, sinar matahari, nutrisi 2. Parasit : Benalu 3. Alelopati : Interaksi antagonis antar biota biasanya menggunakan zat hasil metabolisme sekunder yg disebut alelopati Alelopati dapat menghalangi pertumbuhan populasi lain. Contoh: a. Azadirahtin dihasilkn oleh Azadirachta sp, membunuh serangga b. Biji kacang tanah dan jagung tidak dapat tumbuh pd rizosfer karet krn karet menghasilkan meroterpenoid bersifat Fitotoksik c. Di sekitar pohonwalnut (juglans) dan Acasia jarang ditumbuhi tumbuhan lain karena tumbuhan ini menghasilkan zat alelopati yang bersifat toksik. Pada mikroorganisme istilah alelopati dikenal sebagai anabiosa (antibiotik). Contoh: jamur Penicillium sp. dapat menghasilkan antibiotika yang dapat menghambat pertumbuhan bakteri tertentu. 18 Pengaruh manusia biasanya jauh lebih besar dibanding dengan pengaruh faktor biotik yang lain. Manusia dapat : 1. mengubah komposisi jenis 2. dapat menimbulkan tanah kosong, 3. tetapi juga dapat membuat vegetasi menjadi amat produktif. Manusia dengan ilmu dan teknologi yang dimilikinya dapat melakukan persebaran tumbuhan dengan cepat dan mudah. contohnya: daerah hutan diubah menjadi daerah pertanian, perkebunan atau perumahan dengan melakukan penebangan, reboisasi,ataupemupukan. Hutan kota merupakan jenis hutan yang lebih banyak dipengaruhi oleh faktor biotik, terutama manusia. Manusia juga mampu mempengaruhi kehidupan fauna di suatu tempat dengan melakukan perlindungan atau perburuan 19 binatang. 3. Lingkungan Abiotik Faktor abiotik adalah faktor tak hidup yang meliputi faktor fisik dan kimia. Faktor fisik utama yang mempengaruhi ekosistem adalah sebagai berikut : a. Suhu b. Sinar Matahari c. Air d. Udara e. Tanah f. Api g. Angin h. Garis lintang i. Ketinggian tempat 20 a.Suhu Suhu berpengaruh terhadap ekosistem karena suhu merupakan syarat yang diperlukan organisme untuk hidup. Jenis-jenis organisme yang hanya dapat hidup pada kisaran suhu tertentu. Suhu yang berpengaruh adalah suhu tanah maupun suhu udara disekitar tajuk tumbuhan Suhu berkorelasi positif dengan radiasi mata hari Tinggi rendahnya suhu di sekitar tumbuhan ditentukan oleh : a. radiasi matahari, b. kerapatan tumbuhan, c. distribusi cahaya dalam tajuk tumbuhan, d. kandungan lengas tanah 21  Ada kesamaan suhu antara lintang tinggi dengan ketinggian tempat. Tumbuhan yang hidup jauh dari garis katulistiwa (L.U/L.S) biasanya menunjukkan kesamaan dengan tumbuhan yang berada di gunung. Hal ini menunjukkan bahwa suhu di lintang tinggi adalah sama dengan di pegunungan. Di daerah tropis, suhu jarang sebagai faktor pembatas dibanding temperata. Sedangkan di daerah lintang tinggi kerap kali menjadi faktor pembatas. 22 Jumlah insolasi atau rataan suhu suatu daerah tergantung kepada: 1. Latitude (letak lintang) suatu daerah. – Di khatulistiwa insolasi lebih besar dan sedikit variasi dibandingkan dengan sub tropis dan daerah sedang – Di daerah sub tropis dan sedang insolasi semakin kecil dengan bertambahnya latitude, karena sudut jatuh radiasi matahari makin besar atau jarak antara matahari dan permukaan bumi makin jauh. – Akan tetapi insolasi total untuk satu musim pertumbuhan tumbuhan hampir sama 2. Altitude (tinggi tempat dari permukaan laut) – Semakin tinggi altitude, insolasi semakin rendah. Setiap naik 1000 kaki suhu turun 3°F; atau setiap naik 100 meter, suhu udara akan turun 0,6 °C 3. Musim – Musim berpengaruh terhadap insolasi dalam kaitannya dengan kelembaban udara dan keadaan awan; 4. Angin 23 – Angin berpengaruh terhadap insolasi, apalagi bila angin tersebut membawa uap panas.  Pengaruh suhu terhadap lengas tanah (kadar air tanah) Peningkatan suhu di sekitar tumbuhan akan menyebabkan cepat hilangnya kandungan lengas tanah Peranan suhu kaitannya dengan kehilangan lengas tanah melewati mekanisme transpirasi dan evaporasi Peningkatan suhu terutama suhu tanah dan iklim mikro di sekitar tajuk tumbuhan akan mempercepat kehilangan lengas tanah terutama pada musim kemarau. Pada musim kemarau, peningkatan suhu iklim mikro tumbuhan berpengaruh negatif terhadap pertumbuhan dan perkembangan tumbuhan terutama pada daerah yang lengas tanahnya terbatas 24  Pengaruh negatif suhu terhadap lengas tanah dapat diatasi melalui perlakuan pemulsaan (mengurangi evaporasi dan transpirasi) 25  Penelitian dengan cara mengerudungi tanah menggunakan mulsa plastik ternyata dapat : a. mempertahankan kelembaban tanah, b.mengendalikan suhu tanah, dan c. mengurangi evaporasi yang berlebihan d. Air tanah tidak banyak yang terbuang atau hilang karena menguap Kelembaban tanah merupakan faktor penting bagi peningkatan penyerapan unsur hara 26 Pengaruh Suhu Dingin : 1. Pelebaran daun tereduksi 2. Pembesaran buah tereduksi 3. Percabangan sekunder dan tersier meningkat, pertumbuhan pucuk batang utama tereduksi 4. Bentuk hidup tegak 5. Pengangkutan nutrisi tereduksi 6. Respirasi tereduksi 7. Penyebaran fotosintesis dari atas ke bawah terpengaruh 8. Pembungaan dan pembuahan terangsang (malam hari) Pereduksian terjadi karena gangguan zat tumbuh Pereduksian pucuk batang utama diikuti pertumbuhan percabangan (pertumbuhan lateral) 27 Suhu Dibawah Minimum berpengaruh terhadap : Perlambatan pertumbuhan dan perkembangan serta menghambat pembungaan tanaman. Absorbsi unsur hara dan air terganggu karena air akan membeku pada suhu dibawah minimum dan akar tanaman akan membeku yang menyebabkan fikositas menjadi naik. Penyerapan unsur hara juga terganggu karena bakteri-bakteri pengurai akan mengalami dormansi atau istrihat Respirasi menurun karena kebutuhan air dan udara dalam tubuh tanaman menjadi rendah seiring rendahnya aktivitas-aktivitas dalam tubuh 28 tumbuhan. Cont’d Perkecambahan benih akan terganggu dimana embrio akan rusak yang disebabkan rusaknya membran sel dalam biji. Sufokasi (suffocationI) : lambatnya pertumbuhan tanaman karena suhu udara yang rendah pada tanah dan kekurangan oksigen. Dedikasi yaitu terjadinya kekeringan fisiologis karena absorbsi air terhambat karena kurangnya permeabilitas selaput akar atau karena naiknya visikositas air dalam air bahkan membeku. 29  Pengaruh Suhu Panas a. Terganggunya pembentukan sel generatif yang terjadi karena rusaknya pembelahan sel secara mitosis sehingga biji akan mandul atau kosong. b. Terjadinya translokasi yaitu terganggunya proses pengangkutan dan penyebarann assimilat (hasil fotosintesis) dari sumber fotosintesis ke bagian-bagian tanaman yang menggunakan atau menyimpan cadangan makanan seperti : buah, batang dan umbi. c. Terjadinya mutasi gen akibat adanya suhu yang terlalu tinggi yang menyebabkan berubahnya susunan genetik tanaman atau adanya sinar gamma. d. Tanaman kekurangan unsur hara, karena suhu tinggi dapat mengganggu perombakan-perombakan senyawa-senyawa penting bagi tanaman. e. Tanaman menjadi layu akibat suhu yang tinggi karena absorbsi air yang rendah dan tingginya evapotranspirasi 30 Suhu Diatas Maksimum yang berpengaruh terhadap : Respirasi yaitu terjadinya proses respirasi dan absobsi air yang tinggi sehingga terjadi proses- proses perombakan protein dan terhambatnya kinerja enzim (denaturasi). Terganggunya pembentukan sel generatif yang terjadi karena rusaknya pembelahan sel secara mitosis sehingga biji akan mandul atau kosong. Terjadinya translokasi yaitu terganggunya proses pengangkutan dan penyebaran assimilat (hasil fotosintesis) dari sumber fotosintesis ke bagian- bagian tanaman yang menggunakan atau menyimpan cadangan makanan seperti : buah, 31 batang dan umbi. Cont’d Terjadinya mutasi gen akibat adanya suhu yang terlalu tinggi yang menyebabkan berubahnya susunan genetik tanaman atau adanya sinar gamma. Tanaman kekurangan unsur hara, karena suhu tinggi dapat mengganggu perombakan- perombakan senyawa-senyawa penting bagi tanaman. Tanaman menjadi layu akibat suhu yang tinggi sehingga absorbsi air yang rendah dan tingginya 32 evapotranspirasi b. Sinar matahari  Sinar matahari mempengaruhi ekosistem secara global karena matahari menentukan suhu.  Sinar matahari merupakan unsur vital yang dibutuhkan oleh tumbuhan sebagai produsen untuk berfotosintesis. Oleh karena itu, cahaya matahari : - merupakan pokok dari semua perubahan dlm ekosistem, - mempengaruhi cuaca dan iklim, - dapat menjadi faktor pembatas, baik pada taraf maksimum maupun minimum, - mempengaruhi kelakuan dan sifat tumbuhan Kekurangan cahaya akan menimbulkan gejala etiolasi yaitu : batang/kecambah tumbuh lebih cepat, namun lemah, daun pucat, kecil  Faktor cahaya yang penting untuk dipelajari adalah : – Intensitas atau jumlah radiasi per satuan luas per satuan waktu. – Kualitas atau komposisi panjang gelombang 33 – Lamanya penyinaran dalam sehari (durasi) 34 Cont’d Tiap tumbuhan mempunyai toleransi yang berlainan terhadap cahaya matahari. Tanaman yang cukup cahaya memang akan terlihat lebih sehat dan segar. Sedangkan jika kurang cahaya, daun tanaman- tanaman akan menjadi lebih kecil dan kekuningan. Daun tanaman yang cukup cahaya, lebih lebar nampak berwarna hijau segar. Intensitas cahaya merupakan aspek cahaya terpenting sebagai faktor lingkungan. Intensitas cahaya ini sangat bervariasi baik dalam ruang/ spasial maupun dalam waktu atau temporal. 35 Cont’d Masing-masing tanaman memiliki reaksi yang berbeda terhadap intensitas cahaya. Berdasarkan perbedaan reaksi tersebut, tanaman dibedakan menjadi tanaman C3, C4, CAM. Tanaman C3 adalah tanaman yang hidup baik pada intensitas cahaya rendah. Contoh : Gandum, kacang-kacangan, kapas Tanaman C4 adalah tanaman yang hidup baik pada intensitas cahaya tinggi. Contoh : tebu, jagung Tanaman CAM adalah tanaman yang hidup di daerah kering. Contoh : kaktus dan nanas 36 Tanaman C3 Ketika menjalani proses fontosintetis, tanaman C3 dapat memasukan secara langsung karbon dioksida ke dalam siklus calvin. Struktur kloropas tanaman ini bersifat homogen serta punya peran yang sangat penting terhadap sistem metabolisme. Selain itu tanaman C3 juga mempunyai kemampuan untuk melakukan fotorespirasi rendah, karena tidak butuh energi dalam fiksasi yang sudah dilakukan. Namun pada sisi yang lain C3 juga dapat kehilangan carbon sebanyak 20% pada sikluk calvin. Hal ini dikarenakan adanya radiasi. Sehingga tanaman C3 juga bisa dimasukan dalam keluarga phylogenik. 37 Cont’d Pada proses fotosistetis pada tanaman C3, RUDP akan mengikat CO2 kemudian dirubah jadi senyawa organik C6 yang sifatnya tidak stabil. Setelah itu senyawa organik C6 tersebut akan dirubah lagi jadi glukosa memakai 12 NADPH dan 10 ATP. Perjalanan siklus terhadap tanaman C3 ini terjadi di bagian stroma pada kloroplas. Tujuannya agar bisa dihasilkan molekul glukosa. Molekul glukosa ini jadi kebutuhan utama bagi 6 siklus C3. 38 Tanaman C4 Tanaman C4 misalnya jagung atau Zea Mays dan tebu atau Saccharum officinarum maupun tumbuhan sejenis lainnya tidak akan melakukan ikatan langsung pada karbon dioksida. Sebab tanaman ini dapat membentuk senyawa pertama setelah menjalankan proses fotosintetis yang jangka waktunya lebih pendek. Senyawa pertama yang dihasilkan tersebut tidak berupa PGA atau 3-C asam fostogliserat tapi berbentuk senyawa 4-C asam oksaloasetat atau OAA. Metode alternatif dalam proses fiksasi karbon dioksida terhadap proses fontosintetis tanaman C4 ini dinamakan sebagai jalur hatch slack. Sedangkan tanaman yang memanfaatkannya disebut tumbuhan 4 karbon atau tanaman C4. 39 Cont’d Tanaman CAM mempunyai gerakan stomata yang agak berbeda dibandingkan jenis tanaman lainnya. Pada tanaman CAM, pembukaan gerakan stomata dilakukan pada malam hari. Namun pada siang hari gerakan stomata tersebut akan ditutup. Apabila cuaca atau suhu udara di malam hari tidak bagus untuk melakukan transpirasi, maka stomata pada tanaman CAM bisa membuka. Setelah itu karbon dioksida akan menjalani difusi dalam daun, lalu diikat dengan sistem PEP karbosilase. Melalui proses ini selanjutnya akan terbentuk malat dan OAA. Berikutnya Malat dipindahkan ke vakuola di tengah-tengah sel mesofil dari tempat sebelumnya, sitoplasma. Di tempat baru ini asam bisa dikumpulkan pada jumlah yang besar. Setelah itu di siang hari gerakan stomata akan menutup. Dari proses tersebut tanaman akan terhindar dari kekurangan cairan, malat dan asam organik yang lain yang telah dikumpulkan 40 pada dekarboksilasi. Sehingga karbon dioksida yang diikat secara langsung melalui daur calvin oleh sel akan selalu tersedia. Efisiensi Penggunaan Cahaya Matahari: Efisiensi penggunaan cahaya oleh tumbuhan hanya 1 – 2 % dari jumlah total yang diserap oleh permukaan tumbuhan. ===== hanya 1 - 2 % dari energi cahaya yang mampu diubah oleh tumbuhan menjadi energi kimia dalam bentuk karbohidrat hasil panen. Di lapang hasil terbaik tidak lebih dari 50 ton karbohidrat (bahan kering total tumbuhan = biji + batang + daun + akar) per hektar per tahun. Sehingga efisiensinya hanya sebesar : 50 / 365x 100 % = 1,3 %, artinya bahwa dari 100 persen energi matahari yang jatuh, hanya 1,3 persen yang dapat diubah oleh tumbuhan menjadi energi kimia 41  Perbandingan hasil dan efisiensi konversi energi matahari pada beberapa tumbuhan dengan umur yang berbeda (Chang, 1968) Tidak seluruh energi matahari dapat dikonversi menjadi energi kimia Penyebaran radiasi matahari pada waktu tumbuhan masih muda 42  Peningkatan efisiensi konversi energi matahari akan meningkatkan hasil per hektar. Semakin meningkat produksi tumbuhan berarti energi matahari yang lolos kian berkurang. Untuk meningkatkan efisiensi konversi dapat dilakukan dengan memperbanyak populasi tumbuhan (mempersempit jarak tanam). Tetapi konversi energi berhenti pada batas tertentu, yang disebut populasi optimum. 43 Fenomena Alam Fotoperiodisme  Fotoperiodisme : respon tumbuhan terhadap lamanya penyinaran (panjang pendeknya hari) yang dapat merangsang pembungaan. Istilah fotoperodisme digunakan untuk fenomena dimana fase perkembangan tumbuhan dipengaruhi oleh lama penyinaran yang diterima oleh tumbuhan tersebut atau lama penyinaran matahari dalam sehari  Panjang hari berhubungan dengan : 1. Pembungaan, Inisiasi bunga Inisiasi bunga : tahap ketika perubahan morfologis menjadi bentuk kuncup reproduktif mulai dapat terdeteksi secara makroskopis, untuk pertama kalinya. 2. Produksi dan kesuburan putik dan tepung sari, Misalnya pada jagung dan kedelai, 3. Pembentukan umbi Misalnya pada tumbuhan ubi kayu kentang, bawang putih 4. Dormansi benih, Misal pada biji gulma & perkecambahan biji tumbuhan bunga 44 5. Pertumbuhan tumbuhan secara keseluruhan Misalnya pembentukan anakan, percabangan dan pertumbuhan memanjang.  Fenomena alam fotoperiodisme Berdasarkan reaksi tumbuhan terhadap panjang hari, tumbuhan dibedakan menjadi tiga, yaitu: 1. tumbuhan berhari pendek, tumbuhan yang akan berbunga bila panjang hari kurang dari 12 jam (panjang minimum). Contoh : arbei, aster, seruni, ubi jalar. 2. tumbuhan berhari panjang, tumbuhan yang akan berbunga bila panjang hari lebih dari 12 jam (panjang maksimum). Contoh: bit, lobak, selada, kentang. 3. tumbuhan netral, tumbuhan yang tidak dipengaruhi oleh panjangnya hari. Contoh: tomat, nenas, kapas, ubi kayu. Fotoperiodisme kritis : panjang hari maksimum bagi tumbuhan berkala pendek dan panjang hari minimum bagi tumbuhan berkala panjang dimana inisiasi pembungaan masih terjadi Fotoperiodisme kritis berlainan antara satu spesies dengan spesies lainnya, umumnya antara 12 – 14 jam Di Indonesia panjang hari tidak banyak berbeda dari bulan ke bulan selama satu tahun. Semakin jauh dari khatulistiwa perbedaan panjang hari akan semakin 45 besar Kriteria umum tumbuhan terkait fotoperiodisme 1. Tumbuhan yang berbunga pada awal musim semi atau akhir musim panas adalah tumbuhan berkala pendek 2. Tumbuhan yang berbunga di antara ke dua musim tersebut adalah tumbuhan berkala panjang 3. Tumbuhan yang hidup di daerah yang melampaui garis lintang 60 biasanya berkala panjang Pengaruhnya terhadap tumbuhan 1. Bisa dan tidaknya berbunga, dan juga panjang ruas tumbuhan 2. Tumbuhan berkala pendek jika mendapat cahaya matahari berlebih, maka bagian vegetatifnya membesar tapi tak berbunga 3. Tumbuhan berkala panjang jika cahaya matahari kurang, maka pertumbuhan ruas batang tereduksi dan tidak berbunga 46 Nilai ekonomi fenomena fotoperiodisme 1. Bibit padi berkala pendek dari temperata tidak produktif di daerah tropis 2. Tebu berkala pendek tidak berbunga jika panjang hari melebihi batas kritis maksimum 3. Tembakau Maryland yang ditanam di Maryland tak dpt berbunga tapi daunnya lebar. Jika ditanam di Florida dpt berbunga 4. Tumbuhan hias yang dinikmati keindahan sistem percabangan, daun atau bunganya. 5.. Industri penanaman bunga telah menerapkan pengatahuan ini untuk menghasilkan bunga di luar musimnya. Chrythemum misalnya adalah tumbuhan hari pendek yang biasanya berbunga pada musim gugur, tetapi perbungaannya dapat ditunda sampai hari ibu (amerika serikat, red) pada bulan mei dengan cara menyelang setiap malam panjang dengan seberkas cahaya, yang mengubah satu malam panjang menjadi malam pendek. Fenomena alam ini bisa dimanfaatkan 47 3.(2). Pengaruh Faktor Lingkungan_air c. Air  Air berpengaruh terhadap ekosistem karena air dibutuhkan untuk kelangsungan hidup organisme.  Bagi tumbuhan, air diperlukan dalam : a. proses fotosintesis, b. pertumbuhan, c. perkecambahan, dan d. penyebaran biji;  Bagi unsur abiotik misalnya tanah dan batuan, air diperlukan sebagai pelarut dan pelapuk. 1 Proses fotosintesis memerlukan air Fotosintesis 2  Kelengasan Tanah (Kadar Air Tanah) tumbuhan yang mengalami stres air akan menutup stomatanya, sehingga tumbuhan kekurangan CO2 akibatnya fotosintesa menurun Pada tanah lembab, daya asimilasi tumbuhan lebih tinggi daripada tanah kering Pada tanah kering, tumbuhan mengalami stres air sehingga se tekanan osmotiknya tinggi dan tekanan turgor menurun, stomata menutup sehingga difusi CO2 dari atmosfir ke tumbuhan menurun mengakibatkan fotosintesa menurun 3  Tumbuhan mendapatkan air dari dalam tanah dan sedikit saja yang berasal dari udara misalnya embun dan kabut, namun pada beberapa jenis tumbuhan xerophyte dapat hidup dengan hanya rnengandalkan air dari udara. – Uap air di udara dinyatakan dalam istilah : Kelembaban relatif : persentase jumlah uap air di atmosfir dibandingkan dengan keadaan jenuh pada suhu dan tekanan udara tertentu. Kelembaban absolut : jumlah uap air yang terdapat dalam unit volume udara tertentu. Di daerah tropis kelembaban udara lebih tinggi daripada di daerah sub-tropis atau daerah sedang. Proses penyerapan air oleh akar karena adanya proses transpirasi di daun. 4 Siklus Air :  Keadaan air di alam sangat bervariasi dan terbatas, ini sebagai akibat adanya proses dari gerakan air/siklus air.  Ada 3 macam siklus air, yaitu: 1. Siklus air kecil, yaitu air yang menguap (evaporasi), kemudian pada ketinggian tertentu akan mengalami kondensasi kemudian akan turun menjadi hujan. 2. Siklus air sedang, air yang menguap, naik kepegunungan yang tinggi, mengalami kondensasi, turun sebagai hujan, mengalir melalui daratan, diserap oleh tanah dan ada yang dialirkan kembali ke laut oleh sungai. 3. Siklus yang besar, yaitu air yang sesudah turun sebagai hujan dipakai oleh tumbuh- tumbuhan sebagai air vegetasi, air vegetasi mengalami penguapan, diteruskan sehingga mengalami kondensasi, baru turun sebagai hujan. 5 6 7 8 Siklus air sangat dipengaruhi oleh jenis air yaitu : 1. Uap air Tumbuhan yang langsung memakai uap air yang ada di udara yaitu lumut kerak dan dari golongan epifit. Pengaruh uap air terhadap tumbuh-tumbuhan: Mempengaruhi morfologi tumbuh-tumbuhan Mempengaruhi intensitas cahaya matahari sehingga akan mengurangi energi yang ada di permukaan bumi. Mempengaruhi transpirasi dan evaporasi pada tumbuh-tumbuhan. 2. Air Hujan Menurut terjadinya, ada 3 tipe hujan, yaitu: 1. Hujan siklonik/horizontal Terjadi jika uap air akibat adanya aliran udara yang hangat pada daerah yang cukup luas, kemudian uap air naik secara vertikal makin lama makin tinggi dan dingin, sehingga terjadi kondensasi dan turun sebagai hujan. 9 2. Hujan orografi Uap air naik ke gunung kemudian terjadi kondensasi, turun hujan di daerah pegunungan sehingga disebut hujan pegunungan. 3. Hujan konvektif Terjadi pada musim panas, tanah menjadi panas dan mempengaruhi udara di atasnya sehingga tanah mengandung uap air panas, kemudian terjadi pergerakan uap air, kondensasi, dan turun hujan. 3. Air tanah Dalam tanah tidak semua air tersedia bagi tumbuhan. air higroskopis tidak dapat diserap oleh tumbuhan karena kalah kuat tarik menarik dengan partikel tanah. tumbuhan yang tumbuh pada kondisi ini akan mengalami layu permanen dan tumbuhan akan mati karena kekurangan air terus menerus. Dalam hal ini kekurangan air bukan disebabkan oleh adanya transpirasi yang berlebihan karena intensitas radiasi tinggi melainkan disebabkan karena tidak adanya absorpsi air oleh akar. 10 Ekosistem tanah memiliki 3 tipe air tanah, yaitu: 1. Air gravitasi Air gravitasi : air yang bergerak ke bawah meninggalkan partikel tanah pada lapisan topsoil sebagai akibat gaya gravitasi bumi. Air gravitasi akan disimpan dalam tanah sebagai air tanah, dan relatif konstan. Air dalam kondisi air gravitasi dikatakan air berada pada kapasitas lapang yaitu jumlah air maksimum yang tertinggal dalam tanah setelah air permukaan habis karena aliran permukaan (run – off) dan setelah air yang keluar akibat gaya gravitasi habis. 2. Air kapiler Air kapiler : air yang berada dalam kapiler tanah diantara partikel-partikel tanah. Jika hujan sudah tidak turun dan air tanah sudah tidak mengalir oleh gravitasi bumi, maka di dalam pori-pori tanah masih terisi air dan air ini yang akan mengisi kapiler- kapiler tanah. Air ini masih tersedia bagi tumbuhan karena akar tumbuhan dapat menyerapnya. Tumbuhan yang tumbuh dalam kondisi air kapiler ada kemungkinan masih mengalami kelayuan apabila ada transpirasi yang berlebihan yang tidak dapat diimbangi dg absorpsi air oleh akar. Pada siang hari, intensitas radiasi tinggi tumbuhan akan mengalami layu sementara (pada tengah hari) Pada sore atau malam hari tumbuhan akan segar kembali karena laju transpirasi berkurang dan absorpsi air oleh akar dapat mengimbanginya lagi. 11 3. Air higroskopis Jika tetap tidak ada penambahan air sedangkan pemakaian air oleh tumbuhan terus berlangsung, maka akan diserap oleh tumbuhan sehingga makin lama makin berkurang/habis. Suatu saat akan ada air yang tidak berupa cairan, tetapi berupa partikel-partikel halus sehingga akar tidak mampu lagi untuk mengisap air tersebut, air ini yang disebut air higroskopis. Air higroskopis berbentuk kristal dan lekat sekali pada tanah serta tidak bermanfaat lagi bagi tumbuh-tumbuhan. 12 Kebutuhan Air (Efisiensi Penggunaan Air) :  Kebutuhan air : jumlah air yang diserap tumbuhan per satuan berat kering tumbuhan.  Pengertian ini sering pula disebut dengan istilah Efisiensi Penggunaan Air yaitu banyaknya air yang diperlukan untuk membentuk satu satuan berat kering tumbuhan.  Kebutuhan air atau efisiensi penggunaan air untuk setiap jenis tumbuhan bervariasi, misalnya :  untuk golongan cemara 50 L,  sayuran 2.500 L,  tumbuhan pertanian pada umumnya berkisar antara 300 - 1.000 L.  tumbuhan dengan lintasan karbon C 3 sekitar 600 L dan C4 sekitar 300 L.  Kebutuhan air tumbuhan dapat di duga dengan menghitung evapotranspirasi potensial suatu lahan dengan rumus sebagai berikut : KAT = ETT – ETP x kt Keterangan :  KAT = Kebutuhan air tumbuhan  ETT = Evapotranspirasi tumbuhan  ETP = Evapotranspirasi Potensial  kt = Koefisien tumbuhan 13  Kebutuhan air tumbuhan sebenarnya adalah besarnya air yang digunakan dalam proses evapotranspirasi tumbuhan (ETT). – Nilai ETT dapat di ukur dengan menggunakan alat Lysimeter atau dapat diduga dengan menghitung nilai ETP. – Metode untuk menghitung nilai ETP : metode Blaney-Criddle, metode Thornthwaite, metode radiasi dan metode Penman. – Besarnya ETP ditentukan oleh radisi matahari, suhu udara, kecepatan angin dan kelembaban Nilai koefisien tumbuhan (kt) berbeda-beda untuk setiap jenis fase pertumbuhan tumbuhan. Contoh nilai kt : – pada fase persemaian = 0,45, – pada saat sebelum tanam dan setelah pengolahan tanah = 0,90 dan – pada masa pertumbuhan tumbuhan = 1,00. 14 Transpirasi dan Evapotranspirasi: Transpirasi : penguapan air melalui permukaan tumbuhan yang sebagian besar terjadi pada permukaan daun. Evapotranspirasi : penguapan air baik melalui permukaan tumbuhan maupun permukaan tanah tempat tumbuhan tumbuh. Proses transpirasi terjadi bukan semata-mata akibat adanya akumulasi energi matahari pada permukaan daun, namun terjadi karena diperlukan tumbuhan untuk kelangsungan hidupnya 15 Keuntungan adanya proses transpirasi ini antara lain :  Mencegah peningkatan suhu daun yang terlalu tinggi sehingga daun tidak terbakar. Pada siang hari akumulasi energi matahari yang mengakibatkan suhu permukaan daun meningkat digunakan tumbuhan untuk menguapkan air yang berada dalam sel-sel daun dalam proses transpirasi shg suhu daun tdk terlalu tinggi.  Transpirasi berperan untuk mencegah terjadinya kelebihan turgor sel tumbuhan. Tekanan turgor adalah tekanan zat cair dalam sel ke dinding sel. Pada kondisi tertentu , air tersedia berlebihan dalam tanah ditambah kelembaban udara tinggi dapat menyebabkan turgor sel terlalu tinggi sehingga merusak fungsi sel.  Dengan adanya transpirasi memungkinkan akar tumbuhan menyerap unsur hara dan membawanya ke daun untuk proses fotosintesis.  Peristiwa ini menjelaskan mengapa tumbuhan yang ditanam pada musim kemarau lebih respon terhadap pupuk dari pada musim hujan, karena pada musim kemarau transpirasi lebih tinggi sebagai akibat lebih tingginya intensitas radiasi matahari dan kecepatan angin yang lebih 16 tinggi pula. Kerugian transpirasi yg berlebihan : Tumbuhan akan kehilangan air dengan cepat Jika tidak diimbangi oleh absorpsi air dari dalam tanah dapat mengakibatkan tumbuhan mengalami layu sementara yang berdampak menghambat pertumbuhan dan bahkan bila sampai terjadi layu permanen tumbuhan akan mati Peningkatan absorpsi garam-garam dalam tanah sehingga tumbuhan keracunan. Kenaikan absorpsi air dalam tanah yang berlebihan sebagai akibat kenaikan transpirasi bisa berakibat meningkatkan absorpsi garam shg tumbuhan keracunan. Hal ini dapat terjadi karena akar tumbuhan bersifat non-selektif. Akar tumbuhan tidak bisa menghentikan absorpsi suatu unsur meskipun unsur tersebut sudah berlebihan dalam daun tumbuhan. 17  Air penting sebagai faktor pembatas karena fungsinya sebagai : 1. Faktor internal, yakni mempengaruhi proses fisiologis, antara lain: a. Merupakan bagian terbesar dari protoplasma, 85 – 95 % dari berat terdiri dari air. b. Air sebagai bahan pereaksi yang penting bagi proses fotosintesa & hidrolisis, seperti perombakan pati menjadi gula. c. Air merupakan bahan pelarut yang membawa garam-garam mineral dan unsur-unsur hara lainnya yang masuk kedalam tumbuhan dan kebagian lain dari tumbuhan. d. Air penting pada proses turgiditas, sel yang sedang tumbuh , menjaga bentuk daun, proses membuka dan menutupnya stomata dan pergerakan struktur dari tumbuhan. e. Air mampu menyerap energi tanpa mengalami perubahan suhu yang mencolok, shg dalam tumbuhan akan terjadi proses-proses biokimia yang berjalan secara teratur. 2. Faktor eksternal, yakni mempengaruhi proses non fisiologis, antara lain: a. Untuk membantu dalam penyerbukan b. Untuk membantu dalam penyebaran biji-bijian, spora. 18 c. Mempengaruhi bentuk morfologi dari tumbuhan. Klasifikasi tumbuhan terkait dengan air 1. Hidrofita : kelompok tumbuhan yang hidup dalam air atau pada tanah yang tergenang secara permanen. Tumbuhan hidup dalam kondisi oksigen sangat kritis. Jaringan penuh dengan rongga udara/ruang antar sel contoh : hidrofita terapung, melayang, tenggelam, hidrofita daunnya terapung, hidrofita daunnya muncul di atas permukaan air 2. Xerofita Tumbuhan yang hidup pada lingkungan kering (padang pasir, di atas batu, permukaan kulit kayu) 3. Mesofita : kelompok tumbuhan yang bertoleransi pada kondisi tanah yang moderat (tidak dalam keadaan ekstrim). 19 Tumbuhan yang hidup pada kondisi basah dan lembab, sehingga kondisi air berada pada kondisi optimum Gejala tumbuhan yang hidup pada air tidak optimum 1. Morfologi a. tunas kecil f. jaringan lignin tebal b. akar meningkat ukurannya g. jaringan palisaden berkembang baik c. sel daun kecil d. bulu daun banyak h. ruang antar sel sempit e. jaringan epidermis rata i. jaringan kutikula tebal 20 2. Fisiologi  transpirasi lebih cepat  fotosintesis lebih cepat  tekanan osmotik meningkat  lebih tahan terhadap layu  berbunga dan berbuah dengan cepat  perbandingan kadar gula turun  peningkatan permeabilitas protoplasma 21 Upaya memperbaiki keseimbangan air bagi tumbuhan 1. Meningkatkan persediaan air melalui pengurangan daya alir air atau pembuatan irigasi 2. Mengurangi kecepatan evapotranspirasi dengan jalan a. menutup dengan jerami b. menahan kecepatan angin c. memangkas daun d. menyiangi gulma e. penjarangan f. menyemprot cairan sejenis lilin 3. Meningkatkan daya tahan dr kekeringan dengan jalan a. pemuliaan tumbuhan tahan kering b. merangsang agar tahan kering antara lain menahan kadar N secara konsisten pada tingkat minimum tapi kondisi nutrisi tetap optimum, dan interval pemberian air diperpanjang (irigasi) 22 d. Atmosfer/Udara * Atmosfer penting bagi kehidupan karena : – Sebagai pelindung kehidupan yakni mencegah suhu yang mencolok atau sebagai selimut tebal bumi untuk mencegah fluktuasi suhu yang besar di bumi. – Secara langsung atmosfer mempengaruhi tumbuhan terutama dalam penyediaan CO2 untuk fotosintesis dan O2 untuk respirasi. – Secara tidak langsung mempengaruhi penyebaran panas, cahaya dan merangsang transpirasi, penyerbukan dan penyebaran biji-bijian. * Konsentrasi gas dalam atmosfer yang relatif stabil : N2 78,08% O2 20,94 % CO2 0,03 % Argon 0,93 % lain-lain 0,02 % * Unsur yang paling besar variasinya adalah gas-gas SO2, CO, uap air, dan debu, terutama di kota-kota besar dan daerah industri. 23 Konsentrasi gas dalam atmosfer yang relatif stabil : N2 78,08% O2 20,94 % CO2 0,03 % Argon 0,93 % lain-lain 0,02 % Unsur yang paling besar variasinya adalah gas-gas SO2, CO, uap air, dan debu, terutama di kota-kota besar dan daerah industri. 24 * Kecepatan fotosintesa tergantung dari konsentrasi CO2 * Kenaikan hasil beberapa jenis tumbuhan pertanian sebagai akibat naiknya CO2 atmosfer 2 kali lipat: Jenis tumbuhan Kenaikan hasil (%) Kapas 104 Sorgum 79 Gandum 38 Barley 36 Kedele 17 Jagung 16 Tomat 13 Padi 9 * Konsentrasi CO2 yang terlalu tinggi dapat mengganggu pertumbuhan karena mengurangi absorbsi air dan unsur-unsur hara. 25 e. Angin Angin termasuk komponen atmosfer Angin terjadi karena adanya perbedaan tekanan udara Angin penting dalam ekologi karena : 1. Pengatur iklim 2. Mempengaruhi suhu, kelembaban udara dan curah hujan 3. Mempengaruhi epavotranspirasi pada suhu rendah 4. Membawa tepung sari untuk penyerbukan (anemofili) 5. Membantu menyebarkan biji, buah dan spora 6. Secara tidak langsung mempengaruhi penyebaran panas dan cahaya 26  Kecepatan angin sangat berpengaruh pada pertumbuhan tumbuhan. Angin kencang dpt menyebabkan kerusakan fisik tumbuhan  daun robek,  ranting dan dahan patah,  Batang roboh dan bahkan tercabut bersama akarnya Kecepatan gerak angin:  Angin kencang 62 - 74 km/jam  Badai 89 - 102 km/jam  Topan / prahara > 118 km/jam) 27 Pada siang hari daratan lebih cepat menerima panas, sehingga udara menjadi panas lalu memuai dan bertekanan lebih rendah dari lautan. Perbedaan tekanan ini menyebabkan bertiupnya angin dari laut ke darat. Angin dari laut ke darat ini disebut Angin Laut. Pada malam hari, daratan lebih cepat melepaskan panas dan lautan lebih lambat. Hal ini menyebabkan temperatur udara di atas laut lebih hangat dibandingkan di daratan. Sebagai akibatnya, tekanan udara di daratan lebih tinggi dibandingkan 28 di laut. Perbedaan tekanan udara ini menyebabkan udara bergerak dari darat ke laut menjadi Angin Darat. f. Tanah Tanah adalah tempat hidup organisme. Tanah memasok air dan nutrisi penting untuk pertumbuhan organisme, terutama tanaman. Jenis tanah yang berbeda menyebabkan organisme yang hidup di dalamnya juga berbeda dan sebaliknya. Tanah = f (waktu + batuan + iklim + organisme) 29 Cont’d f. Tanah Tanah adalah tempat hidup bagi organisme. Tanah menyediakan air dan unsur hara penting bagi pertumbuhan organisme, terutama tumbuhan. Jenis tanah yang berbeda menyebabkan organisme yang hidup di dalamnya juga berbeda atau sebaliknya. Tanah = f (waktu + batuan + iklim + organisme ) 2 Ada 3 sifat penting yang perlu diketahui dalam menganalisis tanah: A. Karakteristik tanah, yang terdiri atas: 1. Warna Warna tanah dipengaruhi oleh kandungan bahan organik dan keadaan alam. Warna tanah di daerah dingin lebih gelap daripada di daerah panas (tropik). 1. Warna merah disebabkan oleh kombinasi oksida besi dan bahan organik (pelapukan) dan drainase lebih lama dibanding daerah subtropik. 2. Warna kuning menunjukkan adanya hidrasi oksida besi (lunolit), drainase tidak sempurna, 3. Warna abu-abu menunjukkan adanya kandungan pasir kuarsa, akumulasi kalsium karbonat. 2. Tekstur tanah Menunjukkan kasar halusnya tanah, merupakan perbandingan relatif antara pasir, debu, liat atau partikel kecil lainnya. Jenis tesktur Tanah: 1. Pasir berukuran 0,05 – 2,00 mm; 2. Debu berukuran 0,002 – 0,05 mm; 3. Liat berukuran < 0,002 mm B. Bahan organik C. Kapasitas tukar kation 3 Bahan organik tanah: Organik : humus (hanya sebagian kecil dr tanah) Anorganik : partikel tanah (bagian terbesar dr tanah) Fungsi bahan organik pada tumbuhan: 1. Bahan makanan mikroflora dan mikrofauna 2. Sumber toksin (alelopati) 3. Daya serap air 4. Daya serap bahan mineral 5. Struktur tanah 6. Melindungi percikan air hujan Humus berasal dari bahan organik tumbuhan/hewan sebagai sampah organik Terbentuknya humus melalui proses humifikasi Kemudian humus akan mengalami proses mineralisasi 4 Sifat bahan organik tanah bergantung pada bahan asalnya Sedangkan kec pembentukan humus bergantung pada iklim dan organisme dekomposer Contoh : Padang rumput : humifikasi cepat tapi mineralisasi lambat Hutan : humifikasi lambat tapi mineralisasi cepat Diduga penyebabnya adalah adanya perbedaan komposisi dekomposer pada hutan dan padang rumput Pupuk anorganik dan pestisida berpengaruh terhadap jumlah dan macam populasi mikrofauna dan mikroflora Kelemahan pupuk dan pestisida anorganik telah dibuktikan dalam pertanian 5 Peranan mikroflora dan mikrofauna terkait dengan tanah 1. Proses pembusukan dan siklus materi 2. Proses pembentukan toksin (alelopati) 3. Proses pembentukan zat tumbuh 4. Proses fiksasi nitrogen 5. Persaingan bahan makanan 6. Pencampuran dan pengadukan tanah 7. Perbaikan pengudaraan 8. Perbaikan struktur tanah 9. Perusakan tumbuhan tinggi oleh mikroorganisme Mikroba ini hidup pada lapisan tipis mengelilingi partikel tanah yang bersifat saprofitik di daerah perakaran 6 No Ordo (Jenis tanah) Arti Deskripsi Ekivalen dg. 1. Entisol Baru Didominasi mineral Aluvial 2. Verticol Dalikan Gelap, liat Grumosol 3. Inceptisol Awal Tekstur halus Podzols 4. Aridisol Kering Kering sedikit humus Padang yg merah 5. Mollisol Lunak Coklat – hitam Hutan yg humid 6. Spodosol Abu Liat ringan banyak Fe dan Al Podzol 7. Alfiso Al dan Fe Sulit menyerap humus Hutan planisol 8. Ulrisol Akhir Liat yg kuat, humid di iklim yg Podsol yg merah, panas. 9. Oxisol Oksida Pelapukan tanah, kaya Fe Latisol. oksida, sub tropis dan tropis. 10. Histosol Organik Kaya bahan organik Latisol jaringan 7 Struktur komunitas di dalam tanah berdasarkan ukuran biotanya: 1. Mikrobiota, meliputi Algae tanah (kebanyakan tipe hijau dan biru hijau),bakteri, jamur dan Protozoa. Mikrobiota heterotropfik tanah merupakan dasar teori mata rantai penguraian tumbuhan dan hewan tanah dalam rantai makanan (dekomposisi) 2. Mesobiota, meliputi Nematoda, cacing-cacing Oligichaeta kecil (Enchytracid), larva serangga kecil, mikro artropoda (kutu tanah/tungau/acarina dan springtail (Collembola) adalah yang paling banyak terdapat dalam tanah. 3. Makrobiota, meliputi akar-akar tumbuhan, serangga yang lebih besar, cacing tanah dan organisme yang dapat dengan mudah dipilih dengan tangan, juga vertebrata (spt tikus dan tupai), invertebrata makroskopik yang kecil (spt kecoa, jangkrik, laba-laba tanah, dan kumbang tanah). 8  Sistem perakaran tanaman dapat berperan sebagai jaring pengaman (safety net) pada saat pencucian unsur hara 9 Horison tanah adalah lapisan tanah atau bahan tanah yang kurang lebih sejajar dengan permukaan tanah dan berbeda dengan lapisan di sebelah atas ataupun bawahnya yang secara genetik ada kaitannya. Horizon O : horizon yang didominasi oleh bahan organik. Horizon A : horizon tanah mineral yang terbentuk pada tanah atas atau lapisan atas di bwah horizon O, yang menunjukkan hilangnya seluruh atau sebagian besar struktur batuan asli dan 11 memperlihaatkan satu atau lebih sifat. Horizon E : horizon yang mengalami proses pelindian(leaching) maksimal, dicirikan oleh warna yang lebih terang daripda horizon B yang terletak di bawahnya. Horizon B : horison yang terbentuk di bawah horison A,E, atau O yang telah mengalami perkembangan horison hingga mencirikan hilangnya seluruh atau sebagian besar struktur batuan asli dan menunjukkan satau atau lebih sifat. Horizon C : horison atau lapisan bahan induk tanah. Horizon R : Horizon berupa lapisan batuan induk misalnya granit, basalt, batugamping , batu pasir, dll. 12 Berdasarkan kepentingan segi ekologi, tanah dibagi menjadi 3 kelompok, yaitu: 1. Tanah zonal : tanah yang dikontrol oleh iklim dan vegetasi setempat. Yang termasuk tanah zonal adalah: – Tanah tundra, terdapat di daerah artic dan sub artic, yaitu permukaan atasnya selalu beku, lapisan ini berwarna biru keabu-abuan karena berkurangnya senyawa besi akibat keadaan anaerobik. – Tanah podzol, terdapat pada daerah iklim dingin dan basah karena proses pencucian oleh air hujan, umumnya bersifat asam. Profil tanah mempunyai horizon B yang berwarna abu-abu hitam, karena banyak mengandung besi dan aluminium, horizon A banyak mengandung silika, contoh tanah hutan pinus, kesuburannya kurang dan sangat masam. – Tanah latosol, di daerah tropik basah dan sub tropik, proses pelapukannya dikenal dengan laterisasi, sifat tanah latosol, antara lain kapasitas tukar kation rendah, sedikit kandungan unsur-unsur terlarut, berwarna merah. – Tanah prairi, terjadi pada daerah curah hujan rendah dan penyebarannya tidak merata dalam setahun. Kecepatan evapotranspirasi tinggi (melebihi jumlah curah hujan) sehingga terbentuk lapisan kering pada profil tanah di bawah batas air masih dapat menembus. Di bawah keadaan ini terjadi akumulasi karbonat, tanah dikenal sebagai tanah kapur. 13 2. Tanah intrazonal : tanah yang dikontrol oleh keadaan setempat yang ekstrem, atau keadaan topografi yang tidak menentu. Yang termasuk tanah intrazonal antara lain: Tanah gambut/ organosol : tumpukan bahan organik yang berasal dari sisa-sisa tanaman yang sudah melapuk, dan terjadi dalam jangka waktu yang lama dan selalu tergenang (rawa) Tanah serpentine : kandungan Mg, Ni dan chromium nya tinggi). 3. Tanah azonal : tanah zonal yang tidak mempunyai bentuk yang khas. Yang termasuk tanah azonal :  Lithosol : sebagian besar terdiri dari batuan yang belum melapuk benar, pasir dan deposit aluvial. 14 g. Api dan Kebakaran Kebakaran merupakan faktor pembatas dalam ekologi tumbuhan. Ada beberapa jenis kebakaran yang memberikan efek berbeda: 1. Kebakaran tajuk (crown fire), Dapat mematikan seluruh vegetasi. Jenis kebakaran ini merupakan faktor pembatas bagi banyak organisme Jika terjadi kebakaran spt ini komunitas biotis harus memulai dari permulaan lagi, dan dibutuhkan waktu yang lama untuk menjadi produktif lagi (suksesi). 2. Kebakaran permukaan (surfice fires) Kebakaran jenis ini hanya terjadi pada permukaan tanah saja tidak sampai memusnahkan seluruh vegetasi dan efeknya lebih selektif. Ada organisme yang mempunyai toleransi yang luas terhadap jenis api ini (ada bakteri yang setelah kebakaran ringan akan lebih dirangsang kegiatannya)., sehingga proses mineralisasi semakin cepat dan ini akan mempercepat tersedianya unsur- unsur hara bagi pertumbuhan tumbuhan baru. Sesudah terjadi kebakaran biasanya permukaan daerah tersebut akan bertumbuhan lagi segera setelah turun hujan yang pertama. 15  Manfaat api dalam Ekologi : 1. Api merupakan Bagian dari Perencanaan Di Cagar Biosfer Uluru-Kata Tjuta, Australia, praktek-praktek pembakaran dilakukan suku Aborogin merupakan bagian integral dari rencana pengelolaan. a. Memecah dormasi seed bank b.Meningkatkan produktivitas padang rumput c. Memberantas gulma d.Meningkatkan produktivitas kayu dan ternak 2. Mineralisasi Ada organisme yang mempunyai toleransi yang luas terhadap api (misalnya bakteri). Setelah kebakaran ringan bakteri akan lebih dirangsang kegiatannya, Sehingga proses mineralisasi semakin cepat dan ini akan mempercepat tersedianya unsur-unsur hara bagi pertumbuhan tumbuhan baru. Menguntungkan atau tidak api sebagai faktor ekologi tergantung dari jenis, keadaan dan bagaimana menggunakannya. 16  Kebakaran sudah sejak dahulu terjadi, memusnahkan banyak komunitas dan berbagai penutupan lahan di muka bumi (Chandler et al. 1983) serta mempengaruhi kesehatan dan biodiversitas ekosistem hutan (Nasi et al., 2002)  Api (kebakaran) dapat terjadi di berbagai eksosistem hutan baik di boreal, temperate maupun hutan tropik (Nasi et al., 2002) 17 Nasi et al., 2002  SKALA GLOBAL : sumber emisi karbon shg berkontribusi pada pemanasan global dan perubahan biodiversitas  SKALA REGIONAL DAN LOKAL : mempengaruhi stok biomassa, siklus hidrologi, aktivitas fisiologis tumbuhan (kematian dan penurunan aktivitas fotosintesis tumbuhan) dan hewan serta kesehatan manusia dan hewan 18  Pengaruh api (kebakaran) terhadap vegetasi tergantung intensitas dan frekuensi kebakaran yang terjadi dan berkorelasi dengan jumlah bahan bakarnya termasuk umur dan sifat khusus dari pohon (Naveh, 1974 dalam Chandler et al., 1983; Oliver & Larson, 1990; Wibowo, 2003;Meijaard et al. 2006). 19   Kebakaran yang berlangsung cukup lama dengan intensitas tinggi (maupun sedang) dapat mematikan setiap jenis pohon dan atau jika kebakaran terjadi pada interval-interval pendek dapat berakibat minor terhadap vegetasi (Chandler et al., 1983; Oliver & Larson, 1990; Wibowo, 2003; Meijaard et al., 2006). Jenis Jenis Kebakaran menurut (Oliver & Larson, 1990).  Ground fire : membakar seresah dan akar tumbuhan, walaupun tergantung pada karakteristik seresah dan akar  Crown fire : secara umum membakar daun dan cabang/ranting pohon di atas lantai hutan. Kadang-kadang vegetasi di lantai hutan dan seresah tidak dapat terbakar pada saat terjadinya crown fire  Surface fire : mematikan vegetasi pada berbagai intensitas kebakaran yang berbeda dan tergantung pada jenis vegetasi 20   Resistensi pohon terhadap kebakaran tergantung pada : 1) kandungan karbohidrat dalam pohon, 2) cara adaptasi pohon terhadap kebakaran dalam bentuk ketebalan kulit pohon (kambium), kuncup/tunas yang terlindung 3) kemampuan bertunas setelah kebakaran serta penyebaran dan perkecambahan biji yang dirangsang kebakaran (Chandler et al. 1983).  Kebanyakan hardwood dan konifer akan mengalami kematian jika terjadi kebakaran hebat terhadap kambium pada surface fire (Cole, 1977 dalam Oliver & Larson, 1990). 21  1. PERLINDUNGAN TUNAS (Chandler et al. 1983)  Pohon mungkin tumbuh kembali lewat trubusan dari tunas- tunas yang dilindungi oleh kulit batang atau jika daunnya tidak semuanya terbakar (ada yang tersisa). Ex : Eucalyptus sp. (Australia) dan Quercus sp. (Eropa)  Tunasnya terlindungi oleh tumpukan daun di permukaan tanah atau terletak sangat tinggi pada pohon. Ex : Pandanus spp di Hawai yang tahan api (Vogl, 1969) dan Xanthorrhoea di Australia  Semak mampu bertahan hidup dengan pertunasan dari pucuk tunas yang terpendam dalam tanah.  Herba dengan pembentukan rhizoma tumbuhan yang mampu membentuk daun yang baru dari meristem basal yang terlindungi dan menyusun elemen fotosintetisnya. Ex : Filicinae, Cycadaceae dan Angiosperma.  Tumbuhan muda umumnya mati karena kebakaran karena belum membentuk/mempunyai mekanisme/organ adaptasi 22  2. STIMULASI PEMBUNGAAN (Gardner, 1957 dalam Chandler et al., 1983)  Tumbuhan-tumbuhan yang tahan api akan terstimulasi untuk melakukan pembungaan setelah terjadi kebakaran.  Biasanya terjadi pada tumbuhan monokotil, meskipun ada beberapa pula yang termasuk dikotil Contoh : Famili Graminaceae, Orchidaceae, Iridaceae, Amaryllidaceae, Xanthorrhoeaceae dan Liliaceae 23  3. RETENSI DAN PENYEBARAN BENIH  Retensi benih pada tumbuhan merupakan aspek penting dalam siklus hidupnya. Tumbuhan yang sensitif terhadap api, benih yang tersimpan dalam buah merupakan salah satu alat untuk tetap mempertahankan jenisnya  Model adaptasi ditemukan di : Eucaliytus regnans di Australia yang menyimpan benihnya di kapsul. Pinus concorta, P.halepensois dan P.brutia mempunyai cone yang mengandung serotin (Naveh, 1975 dalam Chandler et al., 1983)  Banyak genera yang lain juga menghasilkan benih yang disimpan dalam tumbuhan, kemudian disebarkan dengan cepat mengikuti kebakaran. 24 4. STIMULASI PERKECAMBAHAN BENIH OLEH API (Chandler et al., 1983; Oliver & Larson, 1990; Schmidt, 2000)  Perkecambahan benih/biji yang tersimpan di dalam tanah dapat distimulasi oleh adanya panas dari api CONTOH : Akasia, Pinus spp., Aleurites moluccana, Enterolobium cylclocarpum, Hemeneae corbaril, dll 25 4. STIMULASI PERKECAMBAHAN BENIH OLEH API (Chandler et al., 1983; Oliver & Larson, 1990; Schmidt, 2000)  Perkecambahan benih/biji yang tersimpan di dalam tanah dapat distimulasi oleh adanya panas dari api CONTOH : Akasia, Pinus spp., Aleurites moluccana, Enterolobium cylclocarpum, Hemeneae corbaril, dll 26  Intensitas kebakaran tinggi dapat mematikan semua anakan, liana, pohon muda dan pohon Menimbulkan luka dan stress pada pohon sehingga rawan terhadap serangan hama dan penyakit Riap tegakan menurun karena banyak pohon yang mengalami stress atau tegakan menjadi jarang Luka pada pohon akibat kebakaran dapat menimbulkan cacat permanen sehingga kualitas kayu menurun. Merusak peremajaan atau tumbuhan muda. Diversitas tumbuhan berkurang 27  Mempengaruhi pola suksesi vegetasi; setelah kebakaran regenerasi alami diawali dengan tumbuhan pionir (intolerant) kemudian tumbuhan semi toleran dan tumbuhan toleran selanjutnya menjadi hutan klimaks.  Membantu terjadinya permudaan alam setelah kebakaran (hutan pinus).  Meningkatkan produksi dan kualitas pakan ternak di dalam hutan  Apabila banyak pohon yang mati maka fungsi hutan lainnya seperti fungsi tata air dan perlindungan tanah terganggu. 28 PASCA KEBAKARAN HUTAN  Hutan terbakar berat “penuh dengan pohon pionir (Malotus, Macaranga, dll), terdapat padang alang-alang, tidak ada atau sedikit sekali permudaan alam pohon jenis komersial dan banyak pohon mati berdiri”  Hutan terbakar sedang “dipenuhi pohon pionir dan juga pohon mati (berkurang), tidak ada padang alang-alang, terdapat beberapa permudaan jenis komersial, 1-3 pohon induk per ha, serta tidak ada lapisan tajuk atas yang nyata”  Hutan terbakar ringan “banyak pohon pionir seperti hutan terbakar berat, banyak jenis-jenis pohon komersial dan permudaannya, hanya sedikit pohon mati, terdapat 4-6 pohon induk per ha, masih tidak ada lapisan tajuk atas yang nyata” 29 VEGETASI YANG MUNCUL PASCA KEBAKARAN  Imperata cylindrica, Macarangga gigantea, M. triloba, Mallotus sp, Trema orientalis, Eupatorium sp, dan Piper aduncum (Dennis et al., 2001).  Anthocephalus chinensis, Homalanthus populneus, Glochidin capitatum, Macaranga trichocarpa, M. gigantea, Mallotus sp, Tristania whitiana di TN Kutai (Ngatiman, 2006) 30 SUKSESI EKOLOGI 1  Ekosistem yang ada sekarang ini adalah hasil perkembangan (dinamik) mahluk hidup dan lingkungannya. Perubahan tersebut adalah bertahap dan berurutan (stadia) dari yang sederhana menuju ekosistem kompleks. Setiap stadia suksesi mempunyai struktur dan fungsi yang berbeda dengan stadia yang akan terbentuk berikutnya 2  Perkembangan tersebut terjadi karena adanya interaksi antara mahluk hidup dengan lingkungannya : Pada awalnya lahan adalah kosong tanpa mahluk hidup. Karena adanya faktor lingkungan yang menunjang, maka mulai tumbuhlah mahluk hidup yang adaptif terhadap keadaan lingkungan awal yang relatif ekstrim tersebut (sebagai pionir). Mahluk hidup tersebut kemudian melakukan aktifitas hidupnya sehingga dapat mempengaruhi lingkungan. Demikian juga lingkungan akan terjadi perubahan meskipun sedikit demi sedikit. Lingkungan yang berubah tersebut kemudian akan kembali mempengaruhi mahluk hidup pionir tersebut. 3  Hasil interaksi antara mahluk pionir dengan lingkungan awal adalah terciptanya keadaan lingkungan yang berbeda dan menunjukkan kemajuan dalam kualitas, sehingga memungkinkan tumbuhnya mahluk hidup pionir level dua. Peristiwa interaksi akan terjadi lagi antara mahluk hidup pioner level kedua dengan faktor lingkungannya, demikian seterusnya hingga sampai pada level klimaks yaitu terbentuknya ekosistem yang komplek yang terdiri atas berbagai jenis mahluk hidup dengan berbagai faktor lingkungan penunjangnya. 4  Sebagai contoh: Lahan kosong jika dibiarkan secara alami akan berkembang dan berubah menjadi ekosistem kompleks. Pada awal perkembangan akan dihuni oleh bakteri dan jamur serta tumbuhan tingkat rendah seperti lichen dan lumut yang tahan terhadap keadaan lahan yang ekstrim (miskin nutrient dan kering). Jika lahan sudah tidak se ekstrim lahan kosong, kemudian tahap berikutnya akan ditumbuhi oleh jenis tumbuhan kriptogamae berkormus seperti paku-pakuan. Pada tahap akhir akan ditumbuhi oleh pepohonan yang beranekaragam membentuk ekosistem kompleks 5 Pioneer Communities (Lichens and moss) 6  Proses perkembangan ekosistem tersebut disebut suksesi. Definisi suksesi: Suksesi : suatu proses perkembangan (perubahan), meliputi struktur spesies dan komunitasnya, yang terarah sehingga dapat diduga arah perkembangannya Suksesi menurut Tansley (1920): perubahan perlahan dari komunitas vegetasi suatu wilayah tertentu, di mana ada pengalihan populasi satu spesies dengan spesies lain/berbeda secara bertahap, sehingga struktur dan fungsi tiap stadia juga sangat berbeda untuk membentuk komunitas tumbuhan yang lebih kompleks 7 Urutannya Tempat kosong………….invasi benih..kolonisasi……….kompetisi…..interaksi …..perubahan komunitas….stabilisasi/keseimbangan yang mantap Contoh : kebun jagung yang ditinggalkan awalnya tumbuhan terna/herba (rumput, bandotan)---tumbuhan perdu, pohon atau alang2, bila tidak ada perubahan akan mencapai komunitas klimaks/ homeostatis 8 9 10  Proses suksesi ini merupakan hasil modifikasi lingkungan fisik oleh komunitas (Biotis) Dengan demikian dapat dikatakan bahwa suksesi mempelajari perubahan vegetasi pada suatu habitat, dalam perjalanan waktu, hingga tercapai stabilisasi (= Keseimbangan dinamis dengan lingkungan) dalam bentuk vegetasi klimaks- stabil 11  Komunitas biotis mengalami perkembangan sereal (dari mulai sere pioner menuju sere klimaks) Misal: Dari padang rumput berkembang menjadi: 1. semak/herba 2. pohon rimbun 3. Klimaks Klimaks : suatu keadaan seimbang-dinamis dari populasi yang menentukan dalam perjalanan suksesi ekologis yang optimum Klimaks ditandai oleh adanya beberapa jenis tumbuhan yang dominan dan berumur panjang. Secara fisiognomis populasi dominan tersebut merupakan identitas komunitas klimaks Misal: pada Hutan meranti jenis yang dominannya ialah pohon meranti (Dipterocarpaceae) 12 The area dominated by a few, long-lived plant species. 13 Pertumbuhan jenis-jenis baru dalam perjalanan sereal akan terjadi interaksi, kompetisi dan toleransi antar populasi untuk tetap hidup (survive) dalam mendapatkan ruang hidup dan sumberdaya lainnya Interaksi Dimensi Populasi Kompetisi waktu Dominan Toleransi 14 Tahapan Suksesi Hutan Masyarakat hutan adalah sistem hidup yang selalu tumbuh dan berkembang (dinamis) yang biasanya terbentuk dg tahapan suksesi (sere) sbb: Invasi tumbuhan, adaptasi, agregasi, persaingan-penguasaan, reaksi terhadap habitat, dan stabilisasi komunitas 15  6 proses suksesi (Clements, 1916) 1. Penggundulan : substrat baru 2. Migrasi : kehadiran migrula/organ pembiak tumbuhan 3. Eksesis : Perkecambahan, pertumbuhan, reproduksi dan penyebaran 4. Kompetisi/persaingan : pengusiran satu jenis oleh jenis yang lain 5. Reaksi : perubahan pada ciri dan sifat habitat oleh jenis tumbuhan 6. Stabilisasi : menghasilkan komunitas tumbuhan pada titik matang 16  Proses suksesi AWAL VEGETASI KLIMAKS (Pioner) Pergantian masy. Tumb. Proses homeostasis SELALU ADA PERUBAHAN POHON TUA-MATI 17  Faktor-faktor yang mempengaruhi kecepatan proses suksesi 1. Luasnya komunitas asal yang rusak 2. Jenis-jenis tumbuhan yang terdapat di sekitar komunitas yang terganggu 3. Kehadiran pemencar biji dan benih 4. Iklim : angin, curah hujan 5. Macam substrat baru yang terbentuk 18 Konsep Klimaks Suksesi ekologi mengarah kepada suatu komunitas akhir yang stabil yaitu klimaks. Fase klimaks ini mempunyai sifat-sifat tertentu, dan yang terpenting adalah: Fase klimaks merupakan sistem yang stabil dalam keseimbangan antara lingkungan biologi dengan lingkungan non-biologi. Komposisi jenis pada fase klimaks relatif tetap atau tidak berubah 19 Teori Klimaks 1. Monoklimaks Pelopor: Clements (1916) Bahwa komunitas klimaks suatu kawasan semata-mata merupakan fungsi dari iklim. Iklim merupakan faktor yg sangat menentukan batas dari formasi klimaks. Suatu wilayah dg iklim yg sama dalam jangka waktu yg cukup dan bebas gangguan akan membentuk klimaks yg sama pula. Clements tidak melihat kenyataan banyaknya variasi lokal dalam suatu vegetasi yang telah berada dalam suatu bentuk klimaks. Variasi-variasi ini oleh Cliements dianggap fase sereal meskipun berada dalam keadaan yang stabil. 20 2. Poliklimaks Pelopor: Transley (1939) Bahwa variasi lokal dalam suatu komunitas tumbuhan perlu dipertimbangkan sebagai bentuk dari klimaks, sehingga memungkinkan untuk mendapat mosaik berbagai bentuk klimaks dari setiap daerah/wilayah iklim. Hal tersebut karena komunitas klimaks erat hubungannya dengan berbagai faktor yang mempengaruhinya seperti tanah; drainage; dan berbagai faktor lainnya. Faktor iklim adalah sangat penting, tetapi faktor- faktor lain hendaknya jangan dipandang sebagai fenomena yang bersifat temporal. 21 Jenis-jenis Suksesi: 1. Suksesi primer Dimulai dr area yg tdk ada mahluk hidupnya dan tidak ada tanah hanya ada batuan (bare rock), kemudian terjadi invasi oleh mahluk hidup pioner sampai terbentuk vegetasi klimaks stabil. Pd habitat air/basah: suksesi hidrakh (hydrosere) Pd habitat berbatu/kering: suksesi xerakh (xerosere) (pioner: alga, lichens, dan bakteri) Idealnya suksesi vegetasi mempunyai tahapan: Crypto – herba/terna-semak – perdu – pohon/klimaks 22 Suksesi primer dimulai dengan area tanpa kehidupan di mana tidak ada tanah (mis. Batu kosong). Pembentukan tanah dimulai dengan lumut. 23 2. Suksesi Sekunder Dimulai dari hutan klimaks (hasil suksesi primer) yg mengalami kerusakan (spt kebakaran, peladangan, penebangan, penggembalaan) Rusak ringan : kembali ke klimaks semula Rusak berat: tanah-air terganggu sehingga tidak dapat kembali ke keadaan semula (disklimaks). Proses Suksesi sekunder: Klimaks – rusak - rumput/semak (15–20 thn) – hutan sekunder muda (50 thn) – hutan sekunder tua (75 thn) – klimaks (100 thn) 24 Suksesi sekunder dimulai di daerah di mana komunitas alami telah diganggu, dihilangkan, atau dihancurkan, tetapi sedimen tanah atau dasar tetap ada. 25  Ekosistem kompleks dapat mengalami suskesi kembali bila terdapat gangguan yang menimbulkan perubahan struktur dan fungsi ekosistem kompleks tsb. Gangguan tersebut dpt secara alami atau krn antropogenic Contoh: Pohon tua dan besar yg tumbang pada ekosistem hutan hujan akan menyebabkan terbentuknya gaps (rumpang) hutan. Pada rumpang tsb terdapat banyak cahaya mthr sehingga akan merangsang pertumbuhan anakan yang tadinya selalu tertekan pertumbuhannya oleh pohon besar yg menjulang tinggi. Tumbuhnya anakan pohon menjadi dewasa dan mungkin bisa mendominasi tumbuhan sebelumnya. 26 Pendekatan dalam Kajian Suksesi  Dalam kajian suksesi harus diperhitungkan segala aspek dari ekosistem untuk menggambarkan perubahan struktur dan fungsi ekosistem selama suksesi.  Pola berpikir tsb diringkas dalam diagram di bawah ini: 27 28 29 30 Contoh Proses Suksesi pada daerah yang baru saja mengalami letusan gunung berapi.  Mula-mula daerah tersebut gersang dan tandus.  Setelah beberapa saat tanah akan ditumbuhi oleh tumbuhan perintis, misalnya lumut kerak.  Tumbuhan perintis ini akan menggemburkan tanah, sehingga tanah dapat ditumbuhi rumput-rumputan yang tahan kekeringan. 31  Setelah rumput-rumput ini tumbuh dengan suburnya, tanah akan makin gembur karena akar- akar rumput dapat menembus dan melapukan tanah, juga karena rumput yang mati akan mengundang datangnya dekomposer (pengurai) untuk menguraikan sisa tumbuhan yang mati.  Dengan semakin subur dan gemburnya tanah maka biji-biji semak yang terbawa dari luar daerah itu akan tumbuh, sehingga proses pelapukkan akan semakin banyak.  Dengan makin gemburnya tanah, pohon-pohon akan mulai tumbuh. 32  Kehadiran pohon-pohon akan mendesak kehidupan rumput dan semak sehingga akhirnya tanah akan didominasi oleh pepohonan.  Sejalan dengan perubahan vegetasi, hewan-hewan yang menghuni daerah tersebut juga mengalami perubahan tergantung pada perubahan jenis vegetasi yang ada. Ada hewan yang datang dan ada hewan yang pergi. Komunitas klimaks yang terbentuk dapat berupa komunitas yang homogen, tapi dapat juga komunitas yang heterogen.  Contoh :  Komunitas klimaks homogen adalah hutan pinus, hutan jati.  Komunitas klimaks yang heterogen misalnya hutan hujan tropis. 33  7. Adaptasi dan distribusi 1. Overwiew Populasi Tumbuhan 2. Populasi Lokal dan Ras Ekologi 3. Adaptasi Populasi 4. Pola Penyebaran Populasi Tumbuhan 5. Daerah Distribusi Tumbuhan 6. Penyebarluasan (dispersal) mahluk hidup khususnya tumbuhan Ekologi Tumbuhan 1 1. Overwiew Populasi Tumbuhan Populasi ialah sekelompok organisma dari species yang sama yang menempati suatu ruangan tertentu, dan mampu melakukan persilangan diantaranya dengan menghasilkan keturunan yang fertil. Organisma dlm populasi selalu berinteraksi. Interaksi dapat melalui dua jalan yaitu interaksi genetika dan ekologi Interaksi tsb akan menghasilkan populasi lokal dan ras ekologi Ekologi Tumbuhan 2 2. Populasi Lokal dan Ras Ekologi Populasi lokal : kelompok organisma-organisma yang terisolir secara genetika pd suatu daerah tertentu. Persilangan hanya memungkinkan terjadi diantara anggota kelompok itu sendiri. Populasi lokal : unit dasar dalam proses evolusi, pertukaran gen terjadi secara terus menerus dalam waktu yang relatif lama sehingga terjadi struktur gen yang khusus untuk kelompok tersebut dan akan berbeda dengan struktur gen populasi lokal lainnya meski untuk species yang sama. ==== mungkin inilah dasar terjadinya speciasi Populasi lokal akhirnya hanya dapat bertahan pada kondisi lokal ==== ini merupakan dasar terjadinya endemisme Ekologi Tumbuhan 3  Speciasi Spesiasi adalah terbentuknya spesies baru dalam satu wilayah karena adanya penghalang sehingga mencegah aliran gen di antara kelompok dalam populasi. Salah satu contoh kejadian spesiasi ini adalah ketika tanaman Arabidopsis thaliana dan Arabidopsis arenosa berkawin silang, menghasilkan spesies baru Arabidopsis suecica Arabidopsis thaliana Ekologi Tumbuhan 4 http://www.pbase.com/image/43980197 speciasi Arabidopsis thaliana Arabidopsis arinosa Arabidopsis suesica Ekologi Tumbuhan 5  Populasi lokal menunjukkan adanya keheterogenan struktur gen. Keheterogenan struktur gen merupakan cara dalam mempertahankan hidup atau kelulusan hidup ==== Inilah yang disebut mekanisma adaptasi suatu populasi akibat seleksi alami. Ekologi Tumbuhan 6  Populasi lokal dapat berkembang menjadi ras ekologi. Individu dari populasi lokal yg sama cenderung untuk memperlihatkan toleransi terhadap lingkungan yang relatif sama pula, tetapi akan berbeda toleransinya dengan species lokal lainnya (dari species yang sama) yang berada pada kondisi iklim yang berbeda. Contoh ras ekologi di Skandinavia, dua populasi yang secara sistematik dimasukkan dalam satu species yang sama meskipun kedua populasi ini mempunyai karakteristika yang berbeda. Populasi lokal pengunungan mempunyai karakteristika bentuk morfologi yang kerdil dan berbunga cepat, sedangkan populasi lokal pantai bentuk morfologinya tinggi tetapi berbunga lambat. Ekologi Tumbuhan 7  Semua orang memperkirakan bila individu dari populasi lokal pegunungan dipindahkan atau ditumbuhkan di pantai maka tumbuh dengan karakteristika populasi pantai, demikian pula sebaliknya. Hasil pembuktian Goete Turesson: Individu dari populasi pegunungan ditumbuhkan dipantai, dan individu dari populasi pantai ditumbuhkan di pegunungan, ternyata masing-masing tumbuh sesuai dengan karakteristika asalnya. Hal ini memperlihatkan bahwa masing-masing anggota populasi sudah sedemikian rupa terseleksikan oleh alam lingkungannya dalam waktu yang cukup lama, sehingga karakteristika susunan gennya bersifat khusus Ekologi Tumbuhan 8  Jadi ras ekologi dan juga populasi lokal terbentuk oleh karakteristika individu-individunya Apabila perubahan lingkungan pada suatu kawasan yang luas berubah secara teratur, maka adaptasi genetikanya akan terjadi secara teratur pula Suatu seri tumbuhan, yang berurutan yang memperlihatkan keteraturan secara terus menerus atau kontinu dalam sifat genetikanya sebagai penentu dalam toleransi terhadap lingkungannya disebut ekoklin Ekologi Tumbuhan 9 3. Adaptasi  Adaptasi : setiap sifat yang meningkatkan kecocokan organisme atau meningkatkan peluang untuk bertahan hidup dan bereproduksi dengan sukses.  Adaptasi timbul dari seleksi alam.  Lebih dari satu periode waktu, organisme individual menjadi beradaptasi terhadap lingkungannya  Karakteristik hasil adaptasi akan diturunkan pada keturunannya. Ekologi Tumbuhan 10 Tipe-tipe Adaptasi 1. Adaptasi Struktur/Morfologi 2. Adaptasi Fisiologi 3. Adaptasi Perilaku  Masing-masing tipe adaptasi tidak bekerja sendiri-sendiri, tapi sangat tergantung satu dengan yang lain  Adaptasi menyederhanakan perubahan suatu organ atau organisme untuk memperbaiki kesempatan bertahan hidup dalam lingkungannya Ekologi Tumbuhan 11  Adaptasi Struktur/Morfologi Adalah adaptasi yang mempengaruhi kenampakkan (phenotif), bentuk, atau pengaturan partikel-partikel kenampakan fisik. Contohnya: Tumbuhan insektivora (tumbuhan pemakan serangga), misalnya kantong semar, memiliki daun yang berbentuk piala dengan permukaan dalam yang licin sehingga dapat menggelincirkan serangga yang hinggap. Dengan enzim yang dimiliki tumbuhan insektivora, serangga tersebut akan dilumatkan, sehingga tumbuhan ini memperoleh unsur yang diperlukan. Bakau memiliki akar napas yang memanjang dan menjulang di permukaan sehingga dapat mengambil oksigen dari udara saat terjadi pasang surut dan bertahan dari terpaan ombak. Ekologi Tumbuhan 12 Ekologi Tumbuhan 13  Warna mahkota bunga mencolok sehingga menarik perhatian serangga penyerbuknya Tumbuhan Hidrofit Habitat di air Berdaun lebar dan tipis Lapisan kutikula yang tipis dan mudah ditembus air. Contoh: teratai Tumbuhan Xerofit Habitat di daerah sedikit air Berdaun tebal dan berduri untuk mengurangi penguapan Memiliki lapisan lilin tebal Contoh: kaktus Ekologi Tumbuhan 14 Adaptasi Fisiologi Adaptasi yang berasosiasi dengan fungsi-fungsi organisme. Contoh: Adaptasi terhadap persaingan, tumbuhan dapat melakukan metabolisme sekunder untuk melakukan persaingan dengan tumbuhan sekitarnya. Tumbuhan menghasilkan madu untuk menarik polinatornya Bunga bangkai mengeluarkan bau untuk menarik perhatian serangga makanannya. Bunga bangkai mengeluarkan bau tak sedap Ilalang, pohon Akasia, dan dapat mengeluarkan zat yang bersifat racun bagi hewan herbivora. Bunga bangkai mengeluarkan bau untuk menarik perhatian serangga makanannya. Bunga bangkai mengeluarkan bau tak sedap Ekologi Tumbuhan 15  Adaptasi Perilaku Adaptasi yang diasosiasikan dengan bagaimana organisme merespon lingkungannya. Contoh : Titik pertumbuhan tumbuhan (pucuk) akan tumbuh mengarah pada datangnya cahaya matahari Akar akan tumbuh mengarah pada arah gravitasi Pohon jati menggugurkan daunnya di musim kemarau untuk mengurangi penguapan. Keladi meneteskan air untuk mengurangi kelebihan air Tumbuhan polong-polongan daunnya akan menutup pada siang hari untuk mengurangi penguapan air. Ekologi Tumbuhan 16 Mangrove Mangrove Plant called plant also Halophyit, yaitu tumbuhan yang habitatnya ada di lingkungan yang berkadar garam tinggi dan berlumpur. Cara adaptasi bakau, yaitu : 1. Kelenjar Garam Kelenjar garam akan menampung kelebihan garam yang terserap oleh akar. Selanjutnya, garam yang berlebihan itu akan dikeluarkan melalui lapisan kutikula daun dan batang. Oleh karena itu, kita sering melihat kristal-kristal garam pada lapisan batang dan daun. 2. Kulit yang Terkelupas Jenis bakau yang tidak memiliki kelenjar garam, akan menampung garam yang berlebihan di rongga-rongga sel batang dan daun. Secara berkala, daun akan rontok, dan kulit batang akan terkelupas. Pengelupasan kulit batang dan rontoknya daun adalah cara bakau untuk mengurangi kadar garam. Ekologi Tumbuhan 17 Ekologi Tumbuhan 18 4. Pola Penyebaran Tumbuhan Kehadiran spesies pada habitat tertentu merupakan perpaduan/interaksi dengan faktor lingkungan Hubungan tumbuhan saat ini dan masa lalu, asal usul, perkembangan dan penyebaran dipelajari dalam fitogeografi Perubahan geologis dan iklim serta pengaruh aktivitas manusia menyebabkan tumbuhan tersebar Semakin tinggi altitude semakin sedikit jenis tumbuhannya Ekologi Tumbuhan 19  Ada tiga pola penyebaran, yaitu: 1. Penyebaran secara acak : Penyebaran semacam ini biasanya terjadi apabila faktor lingkungannya sangat seragam untuk seluruh daerah dimana populasi berada, selain itu tidak ada sifat-sifat untuk berkelompok dari organisma tersebut 2. Penyebaran merata : Penyebaran secara merata adalah sudah umum terdapat pada tumbuhan. Penyebaran semacam ini terjadi apabila ada persaingan yang kuat diantara individu-individu dalam populasi tersebut. Misalnya ialah persaingan untuk mendapat nutrisi dan ruang pada tumbuhan. Ekologi Tumbuhan 20  Penyebaran berkelompok : Penyebaran secara berkelompok adalah yang paling umum terdapat di alam, terutama untuk hewan. Pengelompokkan ini terutama disebabkan oleh berbagai hal: respons dari organisma terhadap perbedaan habitat secara lokal respons dari organisma terhadap perubahan cuaca musiman akibat dari cara atau proses reproduksi/regenerasi sifat-sifat organisma dengan organ vegetatifnya yang menunjang untuk terbentuknya kelompok atau koloni. Ekologi Tumbuhan 21 Ekologi Tumbuhan 22  Pertemuan ke 7 : PEMBENTUKAN DAN TIPE-TIPE VEGETASI 1. Pembentukan vegetasi 2. Tipe-tipe vegetasi 3. Manfaat Vegetasi Pengertian vegetasi tidak berbeda dengan hutan.  Vegetasi ialah kumpulan komunitas tumbuhan pada suatu areal lahan tertentu yang didominasi oleh pepohonan.  Vegetasi yang berbentuk hutan tsb. merupakan hasil akhir dari proses alami sebagai hasil dari adanya interaksi antar berbagai faktor lingkungan.  Interaksi tersebut adalah interaksi antara lingkungan abiotik, seperti faktor iklim, edafik, fisiografik dan faktor biotik baik antar tumbuhan itu sendiri ataupun tumbuhan dengan hewan dan mikroorganisme. 1. Pembentukan Vegetasi Vegetasi pada dasarnya terbentuk sebagai akibat dari adanya dua fenomena penting, yaitu: 1. Adanya perbedaan dalam toleransi terhadap lingkungan, dan 2. Adanya heterogenitas dari lingkungan Maka penutupan vegetasi di muka bumi memperlihatkan bentuk dan keanekaragaman yang berbeda antara satu tempat dengan tempat lainnya yang kemudian menjadi ciri khas dari masing-masing vegetasi tersebut. Komunitas dan ekosistem alam terbentuk sebagai hasil interaksi secara total dari berbagai faktor lingkungan. Garis besar prinsip interaksi antar komponen pembentuk vegetasi adalah sbb: Berdasarkan gambar di atas, secara matematis komunitas dan ekosistem bisa dinyatakan sebagai fungsi (f) dari tanah (S), batuan induk (R), iklim (C), hewan (A) dan tumbuhan (P) dengan bentuk persamaan: V = f (S, R, C, A, P) a. Faktor Edafik  Faktor edafik berhubungan dengan kondisi tanah sebagai media pertumbuhan vegetasi.  Di antara faktor edafik yang berpengaruh secara langsung terhadap vegetasi adalah :  komposisi tanah,  kelembaban tanah,  suhu tanah dan keadaan air tanah,  Pengaruh dari tiga macam faktor tanah tersebut akan menyebabkan adanya formasi vegetasi yang berbeda-beda.  Vegetasi yang tumbuh di atas tanah yang selalu lembab akan berbeda dengan vegetasi yang tumbuh di atas tanah yang kering.  Vegetasi di atas tanah pasir akan berbeda dengan vegetasi di atas tanah kapur  Tanah gambut misalnya, yang bersifat asam, ditumbuhi oleh vegetasi yang bersifat khas yang berbeda dengan vegetasi- vegetasi di tempat lain yangmempunyai pH lebih tinggi. b. Faktor Fisiografik Pengaruh faktor fisiografik terhadap vegetasi ada 2 macam yaitu: 1) Pengaruh progresif terhadap vegetasi, contohnya:  Topografi atau kelerengan,  Konfigurasi lapangan,  Ketinggian tempat dari permukaan laut dan  Keadaan penutupan vegetasi 2) Perubahan berirama atau perubahan musiman atau pasang surut untuk daerah pantai.  Pengaruh ini sebenarnya kurang nyata terhadap pertumbuhan vegetasi. Perubahan yang prograsif lebih penting dari pada perubahan berirama (yang terjadi secara sangat per lahan), contohnya:  Erosi,  Longsor,  Penggembalaan ternak yang berlebihan dan  Lava dan letusan gunung merapi c. Faktor Biotik  Faktor biotik berkaitan dengan perilaku tumbuh atau hewan di suatu daerah (termasuk manusia).  Dalam keadaan seimbang, pengaruh dari faktor biotik ini tidak nampak atau terjadi secara berangsur-angsur dalam waktu yang lama.  Pengaruh faktor biotik dalam kehidupan tumbuhan misalnya pengaruh benalu, epiphyt atau liana terhadap formasi vegetasi.  Pengaruh hewan biasanya lebih nyata terhadap perubahan formasi vegetasi, baik secara langsung atau tidak. Contoh pengaruh biotik:  Penyakit,  Kerusakan vegetasi muda karena penggembalaan ternak  Pengaruh manusia biasanya jauh lebih besar dibanding dengan pengaruh faktor biotik yang lain. Manusia dapat merubah komposisi jenis, dapat menimbulkan tanah kosong, tetapi juga dapat membuat vegetasi menjadi amat produktif.  Setiap individu memperlihatkan reaksi yang berbeda terhadap kondisi faktor lingkungannya, meskipun pada dasarnya untuk setiap individu yang sejenis memperlihatkan reaksi yang sama.  Secara percobaan telah didapat adanya optimasi pertumbuhan yang berbeda pada kondisi lingkungan tertentu bagi jenis tumbuhan yang berbeda.  Jenis tumbuhan memperlihatkan optimasi pertumbuhan yang bervariasi antara dalam kultur yang murni (monokultur) atau berasosiasi dengan jenis lain (polikultur). d. Faktor Iklim  Faktor iklim berhubungan dengan kondisi atmosfer.  Pengaruh iklim terhadap kehidupan tumbuhan sangat nyata.  Kondisi atmosfer yang menentukan sifat iklim, baik lokal maupun regional, adalah :  suhu,  kelembaban dan  cahaya matahari.  Faktorfaktor yang mempengaruhi ketiga hal tersebut adalah :  penyinaran matahari,  suhu udara,  kelembaban udara,  Presipitasi,  Angin,  Presipitasi yang berupa : 1. Curah hujan, 2. Embun dan 3. Salju.  Oleh karena itu ada cara pembedaan iklim yang didasarkan pada besar kecilnya curah hujan maupun persebarannya sepanjang tahun. Klasifikasi iklim dapat berdasarkan pendapat: 1. Schmidth & Ferguson, 2. Koppen, 3. Thornwhite  Di Indonesia pembedaan iklim yang paling populer adalah sistem Schmidth&Ferguson.  Menurut sistem ini, iklim dibedakan menjadi beberapa tipe yang didasarkan pada nilai Q,  Nilai Q ialah perbandingan antara jumlah bulan kering dan jumlah bulan basah dalam satu tahun di daerah tertentu.  Bulan basah adalah suatu bulan di mana jumlah curah hujan dalam bulan itu mencapai 100 mm atau lebih.  Bulan kering merupakan bulan di mana jumlah curah hujan dalam satu bulan kurang dari 60 mm,  Bulan lembab (sedang)