Ekosistem, nota ulang kaji

Gambaran keseluruhan

Ekosistem terbentuk apabila komuniti pelbagai populasi yang hidup bersama di sesuatu kawasan berinteraksi dengan bahagian bukan hidup (abiotik) persekitarannya, seperti cahaya, suhu, air dan tanah. Bab ini merangkumi cara komuniti disusun, hubungan pemakanan yang menghubungkan organisma, aliran tenaga dan kitaran nutrien melalui ekosistem, serta faktor yang mengawal saiz sesuatu populasi.

Rantai makanan, siratan makanan, piramid ekologi dan aliran tenaga satu arah melalui ekosistem kerap diperiksa, biasanya melalui gambar rajah yang perlu ditafsir, dibina atau diterangkan oleh pelajar, jadi berlatih gambar rajah ini bersama sebab di sebalik setiap corak ialah persediaan penting.

Selain hubungan pemakanan, organisma dalam sesuatu komuniti berinteraksi melalui cara lain yang turut dirangkumi bab ini: persaingan berlaku apabila dua organisma memerlukan sumber terhad yang sama, pemangsaan berlaku apabila satu organisma menangkap dan memakan organisma lain, dan simbiosis menerangkan hubungan rapat dan jangka panjang seperti mutualisme, komensalisme dan parasitisme, setiap satu ditakrifkan mengikut sama ada satu, kedua-dua, atau tiada spesies yang mendapat manfaat. Mengenali jenis interaksi mana antara ketiga-tiganya yang diterangkan dalam contoh tidak biasa, dan bukannya menghafal senarai tetap pasangan bernama, ialah perkara yang sebenarnya diuji oleh kebanyakan soalan peperiksaan bagi bahagian bab ini.

Ekologi populasi melengkapkan bab ini dengan menerangkan cara saiz populasi berubah dari semasa ke semasa, biasanya mengikut lengkung pertumbuhan berbentuk S yang mendatar sebaik sahaja populasi mencapai kapasiti daya tampung persekitarannya, serta membezakan faktor bergantung kepadatan, seperti bekalan makanan dan penyakit, daripada faktor tidak bergantung kepadatan, seperti banjir atau kemarau, yang mengehadkan sebesar mana populasi boleh berkembang. Kelestarian alam sekitar, tema yang menjadi induk bab ini, bergantung pada mengekalkan aktiviti manusia dalam had yang boleh diserap oleh populasi dan ekosistem tanpa kapasiti daya tampung itu sendiri berkurangan secara kekal.

Populasi, komuniti dan ekosistem (SK 24.1)

Populasi ialah semua individu satu spesies yang hidup di kawasan yang sama pada masa yang sama, mampu mengawan sesama sendiri. Komuniti ialah semua populasi berbeza yang hidup bersama di kawasan itu, dan ekosistem ialah komuniti itu bersama faktor bukan hidup (abiotik) persekitarannya, seperti keamatan cahaya, suhu, ketersediaan air dan jenis tanah, yang sentiasa berinteraksi dengannya.

Soalan peperiksaan sering menguji sama ada ketiga-tiga istilah ini digunakan dengan betul pada skala yang tepat: satu spesies ikan dalam sebuah kolam ialah populasi, semua spesies ikan, tumbuhan dan organisma lain dalam kolam itu bersama-sama membentuk komuniti, dan kolam itu sendiri, termasuk kimia air dan suhunya, ialah ekosistem.

Faktor abiotik bukan sekadar wujud bersebelahan dengan komuniti; ia membentuk spesies mana yang boleh hidup di situ dan sebesar mana setiap populasi boleh berkembang, manakala komuniti pula boleh mengubah faktor abiotik, contohnya apabila litupan tumbuhan mengubah kelembapan tempatan atau apabila pengurai mengubah kandungan nutrien tanah.

Hubungan pemakanan: rantai makanan dan siratan makanan (SK 24.1)

Pengeluar membuat makanan sendiri melalui fotosintesis dan membentuk dasar setiap rantai makanan; pengguna primer memakan pengeluar secara langsung, dan pengguna sekunder atau tertier memakan pengguna lain. Pengurai, terutamanya bakteria dan kulat, memecahkan organisma mati dan bahan buangan pada setiap aras, memulangkan nutrien kepada persekitaran dan bukan menduduki kedudukan tetap dalam rantai itu.

Rantai makanan menunjukkan satu laluan tenaga tunggal, dilukis dengan anak panah menunjuk daripada organisma yang dimakan kepada organisma yang memakannya, contohnya rumput kepada belalang kepada katak kepada ular. Kerana kebanyakan organisma memakan lebih daripada satu jenis makanan dan dimakan oleh lebih daripada satu pemangsa, komuniti sebenar lebih baik diwakili oleh siratan makanan, iaitu rangkaian rantai makanan yang bertindih.

Tugas biasa memberikan satu set organisma dan hubungan pemakanannya dalam perkataan dan meminta pelajar membina rantai atau siratan makanan daripadanya, atau mengelaskan setiap organisma sebagai pengeluar, jenis pengguna bernama, atau pengurai. Arah anak panah ialah salah satu markah yang paling kerap hilang dalam bahagian ini.

Aliran tenaga melalui ekosistem (SK 24.1)

Tenaga daripada Matahari memasuki ekosistem melalui fotosintesis dan kemudian mengalir hanya dalam satu arah, daripada pengeluar melalui aras pengguna, dan tidak pernah dikitar semula. Pada setiap pemindahan antara aras trofik, hanya sebahagian kecil tenaga disalurkan; selebihnya hilang sebagai haba semasa respirasi, digunakan untuk proses hidup organisma sendiri seperti pergerakan dan pertumbuhan, atau kekal terkunci dalam bahagian organisma yang tidak dimakan.

Kehilangan progresif ini menerangkan mengapa rantai makanan jarang melangkaui empat atau lima aras trofik: hanya terdapat terlalu sedikit tenaga boleh guna yang tinggal untuk menyokong satu lagi aras pengguna. Ia juga menerangkan mengapa jumlah jisim organisma umumnya berkurangan pada setiap aras trofik berikutnya.

Soalan peperiksaan tentang topik ini biasanya meminta penerangan, bukan sekadar penerangan biasa, tentang mengapa tenaga berkurangan sepanjang rantai makanan, jadi jawapan sepatutnya menamakan kehilangan tertentu, haba daripada respirasi, penggunaan dalam proses hidup, dan bahagian tidak dimakan, dan bukan sekadar menyatakan bahawa 'tenaga hilang'.

Kitar nutrien: karbon dan nitrogen (SK 24.1)

Berbeza daripada tenaga, yang melalui ekosistem hanya sekali, nutrien seperti karbon dan nitrogen dikitar semula berulang kali antara organisma hidup dan persekitaran bukan hidup, jadi atom yang sama digunakan berulang-ulang kali dan bukan dibekalkan secara berterusan.

Dalam kitar karbon, pengeluar mengeluarkan karbon dioksida daripada udara semasa fotosintesis, pengguna memperoleh karbon itu dengan memakan organisma lain, dan respirasi oleh semua organisma, bersama penguraian bahan mati, memulangkan karbon dioksida ke atmosfera. Dalam kitar nitrogen, bakteria pengikat nitrogen menukarkan gas nitrogen atmosfera kepada bentuk yang boleh diserap tumbuhan, pengurai melepaskan sebatian nitrogen daripada organisma mati dan bahan buangan, dan bakteria lain menukarkan sebatian ini melalui langkah lanjut yang akhirnya memulangkan gas nitrogen ke atmosfera.

Soalan tentang kitar nutrien biasanya memberikan gambar rajah berlabel dan meminta pelajar menamakan proses pada setiap anak panah, jadi keupayaan menyatakan dengan tepat organisma atau proses mana, fotosintesis, respirasi, penguraian, pengikatan nitrogen, bertanggungjawab bagi setiap langkah adalah lebih penting daripada sekadar menghafal kitar itu.

Membandingkan piramid ekologi (SK 24.1)

Piramid ekologi mewakili setiap aras trofik rantai makanan sebagai satu bar mendatar yang disusun dengan pengeluar di bawah, dan biasanya dilukis menyempit ke atas kerana jumlah bahan hidup dan tenaga tersedia kedua-duanya berkurangan pada setiap aras berikutnya.

Tiga jenis piramid diuji, dan bentuknya tidak selalu sepadan antara satu sama lain. Piramid bilangan mengira individu organisma dan kadangkala boleh menunjukkan bentuk luar biasa, misalnya apabila satu pokok besar menyokong banyak herbivor kecil.

Piramid biojisim mengukur jisim kering organisma pada setiap aras dan lebih boleh dipercayai berbentuk piramid, walaupun ia masih boleh terbalik dalam sesetengah ekosistem akuatik. Piramid tenaga mengukur tenaga tersedia pada setiap aras dalam tempoh tetap dan sentiasa piramid sebenar, kerana tenaga sentiasa hilang antara aras dan tidak boleh meningkat lebih tinggi dalam rantai itu.

Habitat, nic dan hubungan antara spesies (SK 24.1)

Habitat ialah semata-mata tempat fizikal di mana sesuatu organisma hidup, seperti tebing sungai atau kanopi hutan, dan biasanya boleh dinamakan dalam satu perkataan atau frasa pendek. Nic jauh lebih luas: ia ialah peranan fungsian organisma dalam ekosistem, merangkumi apa yang dimakannya, apa yang memakannya, bila ia aktif, dan cara ia berinteraksi dengan spesies lain, jadi dua organisma boleh berkongsi habitat sambil menduduki nic yang agak berbeza.

Organisma dalam sesuatu komuniti berinteraksi dalam tiga cara yang jelas ditakrifkan. Persaingan berlaku apabila dua organisma memerlukan sumber terhad yang sama, sama ada antara ahli spesies yang sama (intraspesifik) atau antara spesies berbeza (interspesifik).

Pemangsaan berlaku apabila pemangsa menangkap dan memakan mangsa. Simbiosis menerangkan hubungan rapat dan jangka panjang antara dua spesies, dikelaskan sebagai mutualisme apabila kedua-dua spesies mendapat manfaat, komensalisme apabila satu mendapat manfaat dan yang lain tidak terjejas, atau parasitisme apabila satu mendapat manfaat dengan mengorbankan yang lain.

Perangkap peperiksaan paling biasa dalam bahagian ini ialah menghafal senarai tetap pasangan bernama, seperti lebah dan bunga bagi mutualisme, dan bukannya boleh mengenal pasti jenis interaksi mana antara ketiga-tiganya yang diterangkan dalam contoh tidak biasa. Membaca penerangan dengan teliti untuk mengenal pasti siapa mendapat manfaat, siapa dirugikan dan siapa tidak terjejas ialah kemahiran sebenar yang diuji.

Pertumbuhan populasi dan kapasiti daya tampung (SK 24.2)

Saiz populasi pada bila-bila masa bergantung pada keseimbangan antara kelahiran dan imigrasi, yang menambah individu, dan kematian serta emigrasi, yang mengurangkannya. Apabila populasi diperkenalkan ke persekitaran baharu dengan sumber melimpah, ia biasanya berkembang perlahan pada mulanya, kemudian sangat pantas, dan akhirnya mendatar dalam lengkung berbentuk S sebaik sahaja ia mencapai kapasiti daya tampung, iaitu saiz populasi maksimum yang boleh disokong persekitaran itu secara mampan.

Faktor yang mengehadkan saiz populasi terbahagi kepada dua kategori. Faktor bergantung kepadatan, seperti bekalan makanan, penyakit dan pemangsaan, memberi kesan pengehad yang lebih besar apabila populasi menjadi lebih besar dan sesak.

Faktor tidak bergantung kepadatan, seperti banjir, kebakaran atau sejuk melampau, mengurangkan populasi mengikut kadar peratusan yang lebih kurang sama tidak kira sebesar atau sekecil mana populasi itu sudah pun.

Populasi boleh melebihi kapasiti daya tampungnya buat sementara apabila keadaan baik seketika, tetapi sumber terhad kemudian menyebabkan kadar kematian meningkat dan kadar kelahiran menurun, membawa populasi kembali turun ke arah saiz yang mampan; corak melebihi-kemudian-jatuh ini sering muncul sebagai satu puncak diikuti penurunan pada graf pertumbuhan, dan mengenalinya ialah kemahiran membaca graf yang kerap diuji.

Konsep utama untuk dikuasai

• Komuniti dan ekosistem, Populasi ialah semua individu satu spesies yang hidup di sesuatu kawasan; komuniti ialah semua populasi pelbagai spesies yang hidup bersama di kawasan itu; dan ekosistem ialah komuniti itu bersama faktor bukan hidup (abiotik) persekitarannya, seperti cahaya, suhu, air dan tanah, yang berinteraksi dengannya.
• Hubungan pemakanan, Pengeluar membuat makanan sendiri melalui fotosintesis, pengguna primer memakan pengeluar, dan pengguna sekunder atau tertier memakan pengguna lain; pengurai memecahkan organisma mati dan bahan buangan, memulangkan nutrien kepada persekitaran. Hubungan pemakanan ini menghubungkan organisma menjadi rantai makanan, dan rantai makanan yang bertindih membentuk siratan makanan. Sesetengah soalan turut meminta pelajar mengelaskan sesuatu organisma sebagai pengeluar, pengguna atau pengurai daripada penerangan ringkas.
• Aliran tenaga, Tenaga daripada Matahari memasuki ekosistem melalui fotosintesis dan mengalir satu arah melalui rantai makanan daripada pengeluar kepada pengguna, berkurangan pada setiap aras trofik kerana banyak tenaga hilang sebagai haba semasa respirasi, digunakan untuk proses hidup organisma sendiri, atau terkandung dalam bahagian yang tidak dimakan.
• Kitar nutrien, Berbeza daripada tenaga, yang mengalir melalui ekosistem hanya sekali, nutrien seperti karbon dan nitrogen dikitar semula berulang kali antara organisma hidup dan persekitaran bukan hidup melalui proses termasuk fotosintesis, respirasi, penguraian, dan bagi nitrogen, pengikatan oleh bakteria, jadi atom yang sama digunakan berulang-ulang kali. Kitar karbon dan kitar nitrogen ialah dua kitaran yang paling kerap dijadikan contoh dalam soalan peperiksaan.
• Ekologi populasi, Saiz populasi pada bila-bila masa bergantung pada keseimbangan antara proses yang menambah individu, kelahiran dan imigrasi, dan proses yang mengurangkannya, kematian dan emigrasi, bersama faktor pengehad dalam persekitaran seperti bekalan makanan, penyakit, pemangsa dan pesaing.
• Piramid ekologi, Piramid bilangan, biojisim atau tenaga mewakili setiap aras trofik rantai makanan sebagai satu bar, biasanya menyempit ke arah atas kerana jumlah bahan hidup dan jumlah tenaga tersedia berkurangan pada setiap aras berikutnya, walaupun piramid bilangan kadangkala boleh mempunyai bentuk luar biasa.
• Habitat dan nic, Habitat ialah tempat fizikal di mana sesuatu organisma hidup, seperti kolam atau lantai hutan, manakala nic ialah peranan fungsian organisma itu dalam ekosistemnya, termasuk apa yang dimakannya, apa yang memakannya, dan cara ia berinteraksi dengan organisma lain. Dua spesies boleh berkongsi habitat tetapi jarang menduduki nic yang sama tepat untuk tempoh lama.
• Hubungan antara spesies, Organisma berinteraksi melalui cara berikut yang jelas ditakrifkan: persaingan berlaku apabila dua organisma memerlukan sumber terhad yang sama, pemangsaan berlaku apabila pemangsa menangkap dan memakan mangsa, dan simbiosis menerangkan hubungan rapat dan jangka panjang antara dua spesies yang dikelaskan sebagai mutualisme apabila kedua-duanya mendapat manfaat, komensalisme apabila satu mendapat manfaat dan yang lain tidak terjejas, atau parasitisme apabila satu mendapat manfaat dengan mengorbankan yang lain. Contoh klasik termasuk lebah dengan bunga bagi mutualisme dan tumbuhan renek dengan pokok besar bagi komensalisme.
• Pertumbuhan populasi dan kapasiti daya tampung, Populasi yang diperkenalkan ke persekitaran baharu biasanya berkembang perlahan pada mulanya, kemudian pantas apabila sumber melimpah, dan akhirnya mendatar dalam lengkung berbentuk S sebaik sahaja ia mencapai kapasiti daya tampung, iaitu saiz populasi maksimum yang boleh disokong persekitaran itu secara mampan dengan makanan, ruang dan sumber lain yang tersedia. Graf lengkung ini biasanya dilukis dengan saiz populasi pada paksi menegak dan masa pada paksi mengufuk.
• Faktor yang mempengaruhi saiz populasi, Faktor bergantung kepadatan, seperti ketersediaan makanan, penyakit dan pemangsaan, memberi kesan pengehad yang lebih besar apabila populasi menjadi lebih besar dan sesak, manakala faktor tidak bergantung kepadatan, seperti banjir, kebakaran atau sejuk melampau, mengurangkan populasi mengikut kadar peratusan yang lebih kurang sama tidak kira sebesar atau sekecil mana populasi itu sudah pun.

Senarai semak ingatan pantas

1. Boleh anda takrif dan terangkan Komuniti dan ekosistem?
2. Boleh anda takrif dan terangkan Hubungan pemakanan?
3. Boleh anda takrif dan terangkan Aliran tenaga?
4. Boleh anda takrif dan terangkan Kitar nutrien?
5. Boleh anda takrif dan terangkan Ekologi populasi?
6. Boleh anda takrif dan terangkan Piramid ekologi?
7. Boleh anda takrif dan terangkan Habitat dan nic?
8. Boleh anda takrif dan terangkan Hubungan antara spesies?
9. Boleh anda takrif dan terangkan Pertumbuhan populasi dan kapasiti daya tampung?
10. Boleh anda takrif dan terangkan Faktor yang mempengaruhi saiz populasi?

Soalan lazim

Lagi untuk Ekosistem

Sumber:SRC-DSKP-EN