Sains notesnota, bab 2
Ekosistem
Notes made with reference toNota dibuat dengan rujukan kepada TextbookBuku teks Sains Tingkatan 2 (KSSM), pageshalaman 20-43
What this chapter coversMatlamat bab ini
- Saya boleh menerangkan dengan contoh pengeluar, pengguna (primer, sekunder, tertier) dan pengurai (2.1.1)
- Saya boleh mentafsir rantai makanan dan siratan makanan, termasuk aliran tenaga dan kehilangan tenaga (2.1.2)
- Saya boleh menghuraikan peranan benda hidup dalam kitar oksigen dan kitar karbon (2.2.1)
- Saya boleh mewajarkan peranan organisma dalam kitar air (2.2.2)
- Saya boleh menyelesaikan masalah gangguan kepada kitaran nutrien yang disebabkan oleh aktiviti manusia (2.2.3)
- Saya boleh menggunakan istilah habitat, spesies, populasi, komuniti dan ekosistem, menjelaskan saling bersandaran dan keseimbangan ekosistem, serta kesan suhu, cahaya dan kelembapan terhadap taburan organisma (2.3.1)
- Saya boleh mewajarkan kepentingan penyesuaian hidup terhadap alam sekitar di kawasan tropika, gurun dan tundra (2.3.2)
- Saya boleh mengenal pasti mutualisme, komensalisme, parasitisme, mangsa-pemangsa dan persaingan, serta menerangkan kawalan biologi (2.3.3)
- Saya boleh mencerakinkan faktor yang mempengaruhi saiz populasi dalam suatu ekosistem (2.3.4)
- Saya boleh meramalkan perubahan dalam ekosistem yang mempengaruhi sumber dan keseimbangan antara populasi (2.3.5)
- Saya boleh mewajarkan keperluan manusia terhadap ekosistem yang stabil dan menyatakan langkah mengekalkan keseimbangan alam (2.4.1)
2.1Aliran tenaga dalam ekosistem
Sumber tenaga dalam semua ekosistem ialah Matahari. Tumbuhan hijau menukarkan tenaga cahaya kepada tenaga kimia melalui fotosintesis. Tenaga kimia itu dipindahkan kepada pengguna primer, pengguna sekunder dan pengguna tertier dalam rantai makanan dan siratan makanan.
| Kumpulan | Maksud | Contoh |
|---|---|---|
| Pengeluar | Organisma yang boleh membuat makanan sendiri; sebahagian besar tumbuhan ialah pengeluar | Tumbuhan hijau, kubis, rumput |
| Pengguna primer | Haiwan herbivor dan omnivor yang memakan pengeluar | Beluncas, siput, belalang |
| Pengguna sekunder | Haiwan omnivor dan karnivor yang makan pengguna primer | Burung berkecet ekor biru (omnivor), burung raja udang (karnivor primer) |
| Pengguna tertier | Haiwan karnivor sekunder yang makan pengguna sekunder; saiznya biasanya lebih besar daripada pengguna primer dan sekunder | Musang |
| Pengurai | Menguraikan haiwan dan tumbuhan mati kepada bahan yang lebih ringkas atau nutrien; hubungan ini dikenali sebagai saprofitisme | Cendawan, mukor, bakteria E. coli dalam usus besar |
Maklumat daripada buku teks, Rajah 2.1, m.s. 22–23.
Sebut mengikut tertib: pengeluar → pengguna primer → pengguna sekunder → pengguna tertier. Anak panah sentiasa menuju organisma yang memakan, iaitu arah aliran tenaga.
Rantai makanan dan siratan makanan
Rantai makanan menunjukkan hubungan pemakanan antara organisma dalam satu baris, contohnya Kubis (pengeluar) → Siput (pengguna primer) → Burung (pengguna sekunder) → Musang (pengguna tertier). Gabungan beberapa rantai makanan disebut siratan makanan.
Rajah daripada buku teks Sains Tingkatan 2 (KSSM), m.s. 24.
Empat rantai makanan daripada siratan makanan di atas
Kubis → Beluncas → Burung → UlarKubis → Siput → Burung → Ular
Kubis → Belalang → Burung → Ular
Kubis → Belalang → Katak → Ular
Aliran tenaga dalam siratan makanan
Seperti dalam rantai makanan, tenaga dipindahkan daripada satu organisma kepada organisma lain. Sebahagian tenaga hilang kerana:
- digunakan oleh organisma untuk bergerak dan menjalankan proses hidup seperti respirasi;
- hilang sebagai tenaga haba;
- hilang sebagai tenaga kimia dalam makanan yang tidak tercerna, iaitu tinja.
Oleh itu, tenaga yang sampai kepada peringkat seterusnya sentiasa lebih sedikit.
Menganggap pengurai hanya berada di hujung rantai makanan. Pengurai menguraikan organisma yang mati pada setiap peringkat dan memulangkan nutrien ke dalam tanah supaya pengeluar boleh menggunakannya semula.
Latihan Formatif 2.1 (ringkas). Padi dimakan oleh tikus dan belalang. Kemarau yang panjang mematikan pokok padi. Ramalkan kesan kepada tikus dan belalang.
Tunjukkan jawapanSembunyikan jawapan
Populasi tikus dan belalang berkurang. Padi (pengeluar) ialah sumber makanan mereka, jadi makanan tidak mencukupi. Pemangsa tikus dan belalang juga terjejas kerana siratan makanan terganggu.
2.2Kitar nutrien dalam ekosistem
Nutrien diperoleh daripada persekitaran, digunakan oleh benda hidup, kemudian dikembalikan kepada persekitaran untuk digunakan semula. Kitaran ini disebut kitar nutrien. Contohnya: kitar air, kitar karbon dan kitar oksigen.
Peranan benda hidup dalam kitar air
Rajah daripada buku teks Sains Tingkatan 2 (KSSM), m.s. 25.
- Air diserap oleh akar tumbuhan dan dibebaskan ke atmosfera melalui transpirasi. Haiwan juga membebaskan air melalui respirasi, penyahtinjaan dan perkumuhan (perpeluhan dan urinasi). Semua ini meningkatkan kandungan wap air di atmosfera.
- Akar tumbuhan mencengkam tanah dan menjadikan struktur tanah lebih kukuh. Aliran air di bawah tanah menjadi perlahan dan hakisan tanah dielakkan.
- Daun pokok yang gugur menutupi permukaan tanah, mengurangkan kadar penyejatan air dan mengelakkan tanah menjadi kering.
Dua proses yang mengubah keadaan jirim dalam kitar air: penyejatan (cecair menjadi gas) dan kondensasi (gas menjadi cecair, membentuk awan).
Peranan benda hidup dalam kitar karbon dan kitar oksigen
Rajah daripada buku teks Sains Tingkatan 2 (KSSM), m.s. 26.
| Proses | Oksigen | Karbon dioksida |
|---|---|---|
| Respirasi tumbuhan dan haiwan | Digunakan | Dibebaskan |
| Pereputan bangkai dan tumbuhan mati oleh bakteria dan kulat | Digunakan | Dibebaskan |
| Fotosintesis oleh tumbuhan hijau | Dibebaskan | Diserap |
Apabila haiwan memakan tumbuhan, karbon tersimpan dalam tisu badan haiwan. Tumbuhan hijau mengekalkan kandungan karbon dioksida dan oksigen dalam udara melalui fotosintesis.
Gangguan kepada kitar nutrien dan penyelesaiannya
Aktiviti manusia yang mengganggu kitar nutrien: penebangan hutan yang tidak terkawal, pembakaran bahan api fosil dan penggunaan sumber air secara berlebihan.
| Langkah menyelesaikan masalah gangguan kepada kitar nutrien |
|---|
| Mewujudkan sistem pertanian yang terancang |
| Menggunakan kenderaan awam (mengurangkan pembakaran bahan api fosil) |
| Menyimpan air hujan untuk kegunaan harian |
| Menanam semula pokok |
| Memperketat undang-undang |
Maklumat daripada Gambar foto 2.1, m.s. 27.
Menganggap tumbuhan hanya bernafas pada waktu malam. Tumbuhan menjalankan respirasi sepanjang masa; pada waktu siang fotosintesis berlaku lebih cepat daripada respirasi, maka tumbuhan membebaskan oksigen secara keseluruhan.
Namakan dua proses yang menambah karbon dioksida kepada udara dan satu proses yang mengurangkannya.
Tunjukkan jawapanSembunyikan jawapan
Menambah: respirasi (tumbuhan dan haiwan) dan pereputan oleh pengurai. Mengurangkan: fotosintesis.
2.3Saling bersandaran dan interaksi antara organisma dan antara organisma dengan persekitaran
Istilah penting
| Istilah | Maksud | Contoh |
|---|---|---|
| Habitat | Persekitaran atau tempat tinggal sesuatu organisma | Kolam |
| Spesies | Sekumpulan organisma yang mempunyai ciri-ciri yang serupa dan boleh saling membiak dan menghasilkan anak | Pepatung |
| Populasi | Sekumpulan organisma yang sama spesies dan hidup di habitat yang sama | Semua pepatung di kolam |
| Komuniti | Beberapa populasi organisma yang berbeza dan hidup bersama dalam satu habitat serta saling berinteraksi | Pepatung, ikan, siput air dan berudu di kolam |
| Ekosistem | Beberapa komuniti yang tinggal bersama dalam satu habitat dan saling berinteraksi termasuk komponen bukan hidup seperti air, udara dan tanah | Seluruh kolam |
Rajah daripada buku teks Sains Tingkatan 2 (KSSM), m.s. 28.
Keseimbangan ekosistem
Organisma saling bersandaran untuk memastikan kemandirian spesies, dan juga bersandar pada komponen bukan hidup seperti air, cahaya, udara dan tanah. Ekosistem yang seimbang ialah ekosistem yang organisma hidup dan komponen bukan hidupnya berada dalam keadaan harmoni tanpa gangguan luar. Ekosistem hutan tidak lagi seimbang jika pokok-pokoknya ditebang.
Kesan suhu, cahaya dan kelembapan terhadap taburan organisma (Eksperimen 2.1)
| Bahagian | Pemboleh ubah dimanipulasikan | Hipotesis dalam buku |
|---|---|---|
| A: suhu | Suhu: air panas (50°C) di ruang P, air suhu bilik (26°C – 30°C) di ruang Q | Kutu kayu lebih banyak berkumpul di tempat yang bersuhu sederhana |
| B: cahaya | Cahaya: satu ruang ditutup kain hitam (gelap), satu ruang tidak | Kutu kayu lebih banyak berkumpul di tempat yang gelap |
| C: kelembapan | Kelembapan: air di ruang T, kalsium klorida kontang di ruang U | Kutu kayu lebih banyak berkumpul di tempat yang lembap |
Dalam setiap bahagian, 10 ekor kutu kayu diletakkan di atas acuan kasa dawai di atas piring Petri yang berpembahagi, dibiarkan lima minit di tempat yang terdedah, kemudian bilangan kutu kayu dalam setiap ruang direkodkan. Pemboleh ubah bergerak balas ialah taburan kutu kayu. Bilangan kutu kayu dan dua faktor lain dimalarkan.
Kepentingan penyesuaian hidup terhadap alam sekitar
- Tropika: taburan hujan yang tinggi dan limpahan cahaya matahari sepanjang tahun.
- Gurun: cuaca panas dan kering yang melampau.
- Tundra: musim sejuk yang panjang dan musim panas yang singkat.
Haiwan dan tumbuhan mesti menyesuaikan diri dengan iklim habitat masing-masing supaya dapat terus hidup.
Interaksi antara organisma
Interaksi terdiri daripada simbiosis (mutualisme, komensalisme, parasitisme), mangsa-pemangsa dan persaingan.
| Jenis | Maksud | Contoh daripada buku |
|---|---|---|
| Mutualisme | Memberi manfaat kepada kedua-dua organisma | Buran dan ikan badut; alga dan kulat dalam liken; burung tiung dan kerbau |
| Komensalisme | Memberi manfaat kepada satu organisma sahaja tanpa memudaratkan atau menguntungkan organisma yang satu lagi. Komensal mendapat keuntungan | Ikan remora pada ikan jerung; paku-pakis langsuir pada pokok |
| Parasitisme | Menguntungkan satu organisma (parasit) dan memudaratkan organisma yang satu lagi (perumah) | Cacing pita dalam usus manusia; kutu menghisap darah manusia dan haiwan |
| Mangsa-pemangsa | Satu organisma (pemangsa) memburu dan memakan organisma lain (mangsa) | Cita dan mangsanya; beruang dan ikan |
| Persaingan | Organisma dalam satu habitat bersaing untuk mendapatkan keperluan asas yang terhad: cahaya, ruang, air, makanan, pasangan | Persaingan makanan; zebra bersaing mendapatkan pasangan untuk membiak |
Tanya dua soalan: "Siapa yang beruntung?" dan "Siapa yang dimudaratkan?" Kedua-duanya beruntung → mutualisme. Satu beruntung, satu lagi tidak terjejas → komensalisme. Satu beruntung, satu dimudaratkan → parasitisme.
Mengelirukan parasit dengan pemangsa. Parasit hidup pada atau di dalam perumahnya dan biasanya tidak membunuhnya dengan cepat; pemangsa memburu, membunuh dan memakan mangsanya.
Kawalan biologi
Kawalan biologi ialah kaedah yang menggunakan organisma (pemangsa semula jadi, parasit atau patogen) untuk mengurangkan bilangan haiwan perosak di sesuatu kawasan.
Contoh di Malaysia: burung hantu dipelihara di ladang kelapa sawit untuk mengawal tikus; Bacillus thuringiensis mengawal kumbang tanduk; ikan gapi memakan jentik-jentik; kumbang kura-kura makan afid; itik diternak di sawah padi untuk makan siput dan serangga perosak.
| Kelebihan | Kekurangan |
|---|---|
| Lebih mesra alam kerana tidak menggunakan pestisid atau bahan kimia; biasanya lebih murah; tidak menjejaskan kesihatan manusia | Mengambil masa yang lebih lama untuk menunjukkan kesan; keseimbangan ekosistem mungkin terganggu kerana spesies baharu diperkenalkan |
Faktor yang mempengaruhi saiz populasi
- Serangan penyakit: penyakit selesema burung pada ternakan ayam; penyakit mozek tembakau pada tanaman tembakau.
- Kehadiran pemangsa: populasi kuda belang di savana berkurangan dengan kehadiran singa.
- Sumber makanan: panda bergantung pada pokok buluh; penerokaan hutan menyebabkan sumber makanan dan habitatnya musnah. Sebaliknya populasi burung gagak meningkat kerana sisa makanan yang terlalu banyak.
- Perubahan cuaca: kemarau yang berpanjangan menjadikan tanah kering dan tidak subur serta meningkatkan risiko kebakaran hutan; populasi tumbuhan dan haiwan menurun.
Perubahan dalam ekosistem
- Kekurangan bekalan air: padi memerlukan air yang banyak. Kemarau mengganggu keseimbangan antara populasi di sawah padi, dan siratan makanan terjejas kerana populasi pengeluar (padi) berkurangan.
- Migrasi: burung bangau kendi (Bubulcus ibis) berhijrah ke Kuala Gula, Perak dari bulan September hingga April; bilangan serangga seperti belalang, cengkerik, labah-labah, lalat dan cacing tanah semakin berkurangan kerana dimakan burung itu.
- Perubahan saiz populasi: saiz suatu populasi menurun atau meningkat disebabkan perubahan populasi lain. Kehadiran serangga perosak seperti kumbang dan beluncas menyebabkan populasi tanaman menurun.
Ramalkan perubahan
Banyak katak di sawah padi ditangkap untuk dijual. Katak ialah pemangsa serangga. Dengan katak yang kurang, lebih sedikit serangga dimakan, maka populasi serangga meningkat dan memusnahkan padi. Keseimbangan ekosistem terganggu.Sebuah kolam mempunyai 40 ekor ikan keli, 25 ekor katak, rumput air dan siput. Antara istilah populasi, komuniti dan ekosistem, yang manakah menerangkan (a) 40 ekor ikan keli, (b) semua hidupan dalam kolam, (c) semua hidupan dan air, udara serta tanah kolam itu?
Tunjukkan jawapanSembunyikan jawapan
(a) Populasi (satu spesies). (b) Komuniti (beberapa populasi berbeza). (c) Ekosistem (komuniti dan komponen bukan hidup).
2.4Peranan manusia dalam usaha mengekalkan keseimbangan alam
Alam semula jadi diancam kemusnahan akibat aktiviti manusia, maka manusia bertanggungjawab memelihara dan mengekalkan keseimbangan alam.
| Aktiviti | Kesan |
|---|---|
| Penebangan hutan | Kepupusan spesies flora dan fauna; kesan rumah hijau; hakisan tanah |
| Perindustrian | Pencemaran udara, air dan tanah; kesan rumah hijau; hujan asid |
| Pertanian | Pencemaran air akibat penggunaan pestisid dan baja secara berlebihan; tanah kehilangan mineral akibat aktiviti pertanian yang tidak lestari |
| Pembuangan sampah sarap | Pencemaran air dan tanah; banjir kilat; bau busuk akibat pereputan sisa pepejal organik |
Maklumat daripada Jadual 2.1, m.s. 39.
Langkah mengatasi kesan aktiviti manusia
- Menguatkuasakan undang-undang: contohnya rondaan di kawasan hutan menggunakan helikopter dan sekatan jalan raya bagi mengawal pergerakan lori yang membawa kayu balak.
- Meningkatkan kesedaran orang awam: nilai murni diterapkan di sekolah dan melalui media massa seperti akhbar, radio dan televisyen.
- Mengamalkan 5R: Refuse (mengelakkan daripada menggunakan bahan yang tidak dapat dikitar semula), Reduce (mengurangkan jumlah bahan yang digunakan), Reuse (menggunakan semula sesuatu bahan), Recycle (mengitar semula bahan) dan Repurpose (menggunakan sesuatu bahan untuk kegunaan lain).
- Menggunakan kaedah kawalan biologi dalam pertanian untuk mengelakkan penggunaan pestisid yang mencemarkan udara dan tanah.
Nyatakan dua kesan penebangan hutan terhadap keseimbangan alam dan satu langkah untuk mengatasinya.
Tunjukkan jawapanSembunyikan jawapan
Kesan: kepupusan spesies flora dan fauna, hakisan tanah, kesan rumah hijau (mana-mana dua). Langkah: menguatkuasakan undang-undang, misalnya rondaan hutan dan sekatan jalan raya, atau menanam semula pokok.