EKOSISTEM DARAT

               Ekosistem darat yang memiliki tipe struktur vegetasi dominan dalam skala luas disebut bioma. Penyebaran bioma dipengaruhi oleh iklim, letak geografis, garis lintang dan ketinggian letak dari permukaan laut.
Pengaruh pemanasan matahari pada atmosfer, tanah, dan air akan membentuk variasi suhu, siklus pergerakan udara, dan penguapan air yang bertanggung jawab atas variasi iklim pada daerah-daerah dengan lintang yang berbeda, seperti yang ditunjukkan dalam Gambar 1.

Gambar 1. Radiasi matahari dan garis Lintang

Terdapat pola yang dipengaruhi oleh garis lintang dari iklim di permukaan bumi, terdapat juga pola yang dipengaruhi garis lintang dari persebaran bioma.  Sebagai contoh, hutan konifer tersebar dalam suatu berkas yang luas di sepanjang Amerika Utara, Eropa, dan Asia, seperti yang ditunjukkan dalam gambar 2. 

Bioma darat (terrestrial) seringkali dinamai sesuai ciri  fisik atau iklim utama dan jenis vegetasi dominannya.  Sebagai contoh, padang rumput temperat didominasi oleh berbagai spesies rumput dan umumnya ditemukan pada garis lintang pertengahan, dimana iklim lebih sedang dibandingkan dengan daerah tropis dan daerah kutub.  Masing-masing bioma juga ditandai oleh mikroorganisme, fungi, dan hewan yang beradaptasi terhadap lingkungan tersebut. 

Stratifikasi vertikal merupakan suatu ciri penting bioma darat, dan bentuk serta ukuran tumbuhan berperan besar dalam menentukan pelapisan tersebut.  Sebagai contoh, pada banyak hutan lapisan bagian atas adalah kanopi, kemudian bagian bawahnya adalah pohon rendah, di bawah pohon rendah terdapat semak, di lapisan dasar terdapat tumbuhan herba, lantai hutan (lapisan permukaan tanah), dan akhirnya lapisan akar.

Gambar 2. Sebaran Bioma Darat Utama

Stratifikasi vertikal vegetasi bioma memberikan habitat yang berbeda-beda bagi hewan-hewan, yang seringkali dikelompokkan dengan jelas berdasarkan tempat mencari makannya, mulai dari burung dan kelelawar insektivora dan karnivora yang mencari makan di atas kanopi hingga ke ammalia kecil, berbagai cacing, dan astropoda yang mencari makanan di lapisan alas dan akar. 

Bioma darat biasanya tumpang tindih satu sama lain, tanpa pembatasan yang jelas.  Jika daerah saling tumpang tindih itu besar, maka daerah itu bisa dianggap sebagai bioma terpisah, atau ekotom.

Komposisi sejati spesies pada setiap jenis bioma bervariasi dari satu lokasi ke lokasi yang lain.  Sebagai contoh, di hutan konifer bagian utara (taiga) di Amerika Utara, biasa dijumpai cemara merah di bagian timur, tetapi daerah lainnya ditumbuhi cemara hitam dan cemara putih.  Meskipun vegetasi gurun Afrika secara spesific mirip dengan vegetasi gurun Amerika Utara, namun tumbuh-tumbuhan tersebut sebenarnya berasal dari famili yang berbeda.  Dalam makalah ini akan dibahas 8 bioma darat utama, diantaranya bioma hutan tropis, bioma sabana, bioma gurun, bioma semak belukar, bioma padang rumput, bioma hutan gugur, bioma hutan konifer, dan bioma tundra.  Berikut akan dijelaskan karakteristik masing-masing bioma utama tersebut.

A. Bioma Hutan Tropis

Bioma ini terdapat di wilayah khatulistiwa dengan temperatur yang tinggi sekitar 25-29°C. Curah hujan bioma hutan hujan tropis (tropical rain forest) cukup tinggi, yatu sekitar 200-225 cm per tahun.  Sedangkan di hutan kering tropis (tropical dry forest) curah hujan sangat tergantung musim, sekitar 150-200 cm per tahun, dengan musim kering selama enam sampai tujuh bulan. 

Gambar 3. Hutan Hujan Tropis

Hutan hujan tropis memiliki stratifikasi vertikal yang sangat jelas.  Pohon-pohon pada kanopi membentuk lapisan yang paling atas.  Kanopi ini sering sekali rapat, sehingga hanya sedikit cahaya yang dapat mencapai tanah di bawahnya.  Tumbuhannya tinggi dan rimbun membentuk tudung yang menyebabkan dasar hutan menjadi gelap dan basah.  Jika suatu pembukaan terjadi pada kanopi (misalnya karena pohon tumbang), pohon lain dan tanaman merambat yang berkayu akan tumbuh secara cepat, bersaing untuk mendapatkan cahaya dan ruang ketika mengisi celah tersebut.  Tumbuhan khas, ialah liana dan epifit.  Contoh liana adalah rotan sedangkan epifit adalah anggrek. Vegetasinya didominasi oleh tumbuhan yang aktif melakukan fotosintesis, misalnya jati, meranti, konifer, dan keruing.

Hewan hutan tropis di bumi merupakan rumah jutaan spesies, termasuk spesies serangga, laba-laba, dan artopoda yang belum dideskripsikan dan diestimasi berjumlah 5 – 30 juta.  Bahkan keanekaragaman hewan di hutan tropis lebih tinggi daripada di bioma darat manapun.  Hewan hutan tropis, termasuk amfibia, burung dan reptil lain, mamalia, serta artropoda, beradaptasi terhadap lingkungan berstratifikasi vertikal dan seringkali tersamarkan oleh lingkungannya.

Contoh bioma hutan hujan tropis adalah hutan di Indonesia, Malaysia, Filipina, Papua, dan Brasil. Sejak lama sekali manusia telah mewujudkan masyarakat yang berkembang pesat di hutan tropis.  Pertumbuhan populasi yang cepat menyebabkan pertanian dan perkembangan menghancurkan sebagian hutan tropis saat ini.  Sekitar 72% dari area darat kepulauan Indonesia mula-mula ditutupi hutan hujan tropis.  Sekarang sekitar 54% masih ada, tetapi distribusinya sangat tidak rata. 

B. Bioma Sabana

Padang rumput tropis seringkali merujuk kepada sabana.  Bioma sabana hangat sepanjang tahun, berkisar 24-29^oC, namun dengan variasi yang lebih musiman daripada di hutan tropis. 

Rumput dan pohon yang terpencar-pencar merupakan tumbuhan yang dominan.  Pepohonan yang ditemukan di sabana seringkali berduri dan berdaun kecil, yang merupakan bentuk adaptasi dari kondisi yang relatif kering.  Kebakaran merupakan komponen abiotik penting, dan spesies tumbuhan yang dominan adalah spesies yang sudah beradaptasi dengan kebakaran.  Pertumbuhan rumput-rumputan dan forb (tumbuhan kecil berdaun lebar) yang sangat cepat selama musim hujan menyediakan sumber makanan yang banyak bagi hewan.  Akan tetapi, mamalia pemakan rumput besar harus bermigrasi ke padang rumput yang lebih hijau dan menyebar mencari sumber air selama periode musim kemarau.  Bioma sabana ini terdapat di Amerika Selatan, Afrika Timur dan sebagian wilayah Indonesia.

Mamalia besar pemakan rumput (bison dan kuda liar) dan predatornya (singa dan dubuk) terlihat dengan jelas di bioma Sabana.  Sesungguhnya, herbivora yang dominan di sini adalah serangga, khususnya semut,  rayap dan tungau.

Gambar 4. Bioma sabana

Ada bukti bahwa manusia terawal hidup di sabana.  Api yang disulut manusia mungkin membantu mempertahankan bioma ini.  Pengembalaan ternak dan perburuan berlebihan telah menyebabkan penurunan populasi mamalia besar.

C. Bioma Gurun

Bioma gurun terletak dibelahan bumi sekitar 20°-30° Lintang Utara dan Lintang Selatan atau di daerah tropika yang berbatasan dengan bioma padang rumput.  Bioma gurun memiliki curah hujan rendah dan sangat bervariasi, umumnya kurang dari 30 cm per tahun.  Suhu bervariasi musiman maupun harian. Perbedaan suhu siang dan malam hari sangat besar.  Pancaran matahari sangat terik, penguapan tinggi, dan suhu siang hari dapat mencapai 40°C pada musim panas, bahkan beberapa gurun bisa mencapai 60^oC pada siang hari.  Gurun di sebelah barat Rocky Mountain dan Asia Tengah, relatif dingin.  Di gurun dingin, suhu udara bisa turun sampai -30^oC.

Bentang alam gurun didominasi oleh vegetasi rendah yang terserak luas, proporsi lahan guldulnya lebih tinggi dibandingkan dengan bioma darat lain. Vegetasi di daerah gurun di dominasi oleh tanaman kaktus, sukulen, dan berbagai belukar akasia yang berduri. Hewan yang menghuni daerah gurun. Umumnya adalah serangga, hewan pengerat, ulat dan kadal. Contoh bioma gurun adalah Gurun Sahara di Afrika, Gurun Gobi di Asia, Gurun Anzo Borrega di Amerika.

Gambar 5. Bioma Gurun

 Gurun Sonoran di sebelah selatan Arozona seperti yang ditunjukkan dalam gambar 5, ditandai oleh kaktus raksasa saguaro dan semak berakar dalam.   Adaptasi evolusioner tumbuhan dan hewan gurun meliputi sekumpulan mekanisme yang luar biasa yang dapat menyimpan air.  Struktur lipatan (pleated) kaktus  sguaro memungkinkan tumbuhan tersebut mengembang ketika menyerap air selama periode basah.  Beberapa mencit gurun tidak pernah minum, tetapi mendapatkan semua kebutuhan airnya dari perombakan metabolik biji-bijian yang dimakannya.  Banyak tumbuhan gurun juga mengandalkan fotosintesis CAM, suatu adaptasi metabolik untuk menghemat air dalam lingkungan kering. 

Pada tumbuhan gurun umumnya juga  ditemukan adanya adaptasi protektif seperti duri pada kaktus dan racun pada daun semak, hal ini berfungsi untuk menghalangi pemakanan oleh mamalia dan serangga.  Hewan yang umum di gurun antara lain banyak jenis ular dan kadal, kalajengking, semut, kumbang, burung pemigrasi dan penetap, serta pengerat pemakan biji. 

Transpor air jarak jauh dan sumur air tanah yang dalam telah memungkinkan manusia mempertahankan populasi yang cukup besar di gurun.  Konversi menjadi lahan pertanian beririgasi dan urbanisasi telah mengurangi biodiversitas alami beberapa gurun.

D. Bioma Padang Rumput

Bioma padang rumput mempunyai curah hujan 30 - 100 cm per tahun dan hujan turun tidak teratur.  Musim dingin relatif kering dan musim hujan relatif basah.  Suhu musim dingin bisa turun sampai -10^oC, sedangkan pada musim panas seringkali mendekati 30^oC dan menyengat.

Gambar 6.  Bioma Padang Rumput

 Vegetasi yang mendominasi adalah rerumputan. Rumput yang hidup di bioma padang rumput yang relative basah ukurannya bisa mencapai tiga meter, misalnya rumput Bluestem dan Indian Grasses. Rumput yang tumbuh di bioma padang rumput kering, ukurannya pendek-pendek, misalnya rumput Grana dan Buffalo Grasses.  Hewan yang hidup di bioma ini adalah bison, Zebra, kanguru, singa, harimau, anjing liar, ular, rodentia, belalang dan burung.

Contoh bioma padang rumput antara lain Amerika Utara, Rusia, Afrika Selatan, Asia dan Indonesia (Sumbawa).  Padang atau veldt di Afrika Selatan, puszta di Hungaria, pampas di Argentina dan Uruguay, steppe di Rusia, dan prairie di Amerika Utara bagian tengah semuanya adalah bioma padang rumput.  Kebakaran yang kadang terjadi di musim kemarau dan pemakanan rumput oleh mamalia besar mencegah pembentukan semak berkayu dan pohon-pohon.

Tanah subur yang tebal menjadikan padang rumput beriklim sedang sebagai tempat yang ideal untuk pertanian, terutama pertanian gandum.  Sebagai konsekuensinya, sebagian besar padang rumput di Amerika Utara dan sebagian besar padang rumput di Eurasia telah dikonversi menjadi lahan pertanian.  Di beberapa padang rumput yang lebih kering, ternak dan perumput yang lain telah membantu mengubah sebagian bioma tersebut menjadi gurun.

E. Bioma Hutan Gugur

Pada umumnya terdapat di sekitar wilayah subtropik yang mengalami pergantian musim panas dan dingin. Hutan gugur juga terdapat diberbagai pegunungan di daerah tropis. Suhu dimusim dingin berkisar kira-kira 0^oC.  Musim panas dengan suhu maksimum sekitar 35^oC, menyengat dan lembab.  Bioma hutan gugur mempunyai curah hujan sedang, yaitu 70  sampai lebih dari 200 cm per tahun.   Mengalami 4 musim, yaitu musim panas, musim gugur, musim dingin dan musim semi. 

Vegetasi yang tumbuh pada hutan gugur adalah  adalah pohon Maple, Oak, Beech, dan Elm.   Pohon-pohon gugur yang padat dan tegak berdiri merupakan ciri khas hutan gugur, seperti hutan di Great Smoky Mountains National Park di California Utara.  Hutan gugur lebih terbuka dibandingkan dengan hutan hujan, pohon-pohonnya juga tidak setinggi pohon hutan hujan.  Hutan gugur memiliki lepisan vertikal yang jelas, yang memiliki satu atau dua strata pohon, di bawahnya terdapat semak, dan di bagian dasar terdapat tumbuhan herba.  Pohon-pohon hutan gugur menggugurkan daunnya sebelum musim dingin, dimana terjadinya fotosintesis tidak efektif karena suhunya terlalu rendah. 

Gambar 7. Bioma Hutan Gugur

Sedangkan hewan yang menghuni pada umumnya adalah Rusa, Beruang, Raccon, Rubah, Bajing, dan Burung Pelatuk.  Banyak hewan mamalia hutan gugur juga memasuki keadaan dorman musim dingin yang disebut hibernasi, dan beberapa spesies burung melakukan migrasi ke wilayah dengan iklim yang lebih hangat.  Bioma hutan gugur terdapat di Kanada, Amerika, Eropa dan Asia.

Penebangan dan penggundulan lahan untuk pertanian dan perkembangan kota menghancurkan hampir semua hutan meranggas asli di Amerika Utara.  Akan tetapi, berkat kapasitanya untuk memulihkan diri, hutan-hutan ini kembali bermunculan di berbagai wilayah kisaran awalnya.

F. Bioma Hutan Konifer

Bioma ini terdapat di wilayah utara hutan gugur subtropis dan pegunungan tropis.  Bioma konifer mempunyai curah hujan sekitar 30-70 cm per tahun, dan kekeringan berkala umum terjadi.  Akan tetapi, beberapa hutan konifer di pesisir A.S. Pasifik Barat Laut merupakan hutan hujan beriklim sedang yang dapt menerima lebih dari 300 cm curah hujan per tahun.  Suhu di musim dingin sangat rendah, dan mengalami musim dingin yang panjang.  Sedangkan di musim panas sangat menyengat.  Suhu beberapa daerah hutan konifer di Siberia umumnya berkisar -50^oC di musim dingin dan lebih dari 20^oC di musim panas.

Gambar 8. Bioma Hutan Konifer

Pohon-pohon yang mempunyai tudung seperti pinus, cemara, fir, dan hemlock mendominasi hutan konifer.  Masa pertumbuhan flora di hutan konifer pada musim panas antara 3 sampai 6 bulan.  Hutan konifer utara atau taiga, adalah bioma darat terbesar di atas bumi yang meluas melintasi Amerika Utara bagian utara dan Eurasia hingga perbatasan tundra arktik (perhatikan gambar 2).  Taiga mengalami hujan salju yang lebat selama musim dingin.  Bentuk kerucut pada banyak pohon konifer mencegah terkumpulnya salju pada cabang-cabang pohon tersebut. 

Hewan yang hidup diantaranya moose, beruang hitam, serigala dan morten. Contoh bioma taiga terdapat di Amerika Utara dan dataran tinggi diberbagai wilayah.  Walaupun belum banyak dihuni populasi manusia, hutan konifer utara ditebangi dengan laju mengkhawatirkan, dan pohon-pohon tua tegak ini akan segera lenyap dan musnah.

G. Bioma Tundra

Bioma ini terdapat di belahan bumi utara di dalam lingkaran kutub utara yang disebut Tundra arktik dan di puncak gunung disebut Tundra alpin. Bioma tundra arktik memiliki curah hujan sekitar 20 - 60  cm per tahun, namun untuk tundra alpin bisa melebihi 100 cm per tahun.  Iklimnya iklim kutub dengan musim dingin yang panjang dan gelap serta musim panas dan terang yang pendek.  Suhu rata-rata di musim dingi di bawah -30^oC, sedangkan di musim panas hanya mencapai 10^oC. 

Gambar 9. Bioma Tundra

 Tidak ada pohon yang tinggi, kalaupun ada terlihat tebal seperti semak.  Tumbuhan semusim biasanya berbunga dengan warna yang mencolok dalam masa pertumbuhan yang pendek. Vegetasinya Spaghnum, lumut kerak, dan perdu.  Permafrost (tanah bagian bawah yang membeku secara permanen), suhu yang sangat dingin, dan angin yang sangat kencang merupakan penyebab utama tidak adanya pohon dan tumbuhan tinggi lainnya di tundra arktik di alaska Tengah.  Meskipun tundra arktik menerima sangat sedikit curah hujan tahunan, air tidak dapat menembus fermafrost di bawahnya dan akan menumpuk di dalam kolam di atas bunga tanah yang dangkal selama musim panas yang pendek.  Tundra menutupi luas yang sangat besar di arktik, mencapai 20% permukaan tanah bumi.  Hewan yang hidup di bioma tundra adalah muskox, rusa kutub, kelinci, serigala, rusa dan domba.  Banyak spesies burung bermigrasi ke tundra untuk bersarang di musim dingin.  Tundra jarang dihuni manusia, namun cukup banyak yang telah menjadi areal pertambangan mineral dan minyak dalam tehun-tahun terakhir.

H. Bioma Semak Belukar (Chaparral)

Curah hujan sangat tergantung musim, pada musim dingin terjadi hujan sedangkan pada musim panas tidak terjadi hujan berlangsung sangat panjang.  Curah hujan tahunan umumnya berada dalam kisaran 30-50 cm.  Suhu musim gugur, dingin, semi berkisar pada 10-12^oC.  Sedangkan pada musim panas mencapai 30^oC, dan pada sing hari mencapai maksimum bisa melebihi 40^oC.

Evergreen berduri dan padat mendominasi bioma semak belukar, daerah pesisir di di garis lintang pertengahan dengan musim dingin yang sedang dan berhujan, serta musim panas yang panjang, kering dan panas.  Tumbuhan semak belukar, seperti yang ditemukan pada tanah semak California, beradaptasi dan bergantung pada kebakaran secara periodic.  Semak kering berkayu seringkali terbakar oleh petir dan oleh aktivitas manusia yang tidak cermat, yang menyebabkan kebakaran di musim panas dan di musim gugur  pada lembah yang sangat padat penduduknya di bagian selatan California dan di tempat-tempat lainnya.  Beberapa semak menghasilkan biji yang hanya akan berkecambah setelah kebakaran yang sangat panas. Cadangan makanan yang tersimpan di dalam akar yang tahan terhadap api, memungkinkan tumbuhan tersebut bertunas dan berkecambah kembali secara cepat dan menggunakan nutrient yang dihasilkan oleh kebakaran itu.

Gambar 10. Bioma Semak Belukar

            Hewan mamalia yang terdapat dalam bioma chaparral antara lain perambah (seperti kijang dan kambing) juga terdapat berbagai jenis mamalia kecil.  Daerah chaparral juga banyak dihuni spesies amfibia, burung dan reftil lain, serta serangga.  Daerah chaparral telah banyak dihuni dan berkurang akibat konversi menjadi lahan pertanian dan urbanisasi.  Manusia berkontribusi terhadap kebakaran yang menyapu chaparral.

DAFTAR RUJUKAN

Campbell, N.A., Reece, J.B. & Mitchell, L.G. 1999. Biologi, Edisi Kelima.  Terjemahan Wasmen Manalu, Editor Amalia Safitri. 2004. Jakarta: Erlangga.

Goltenboth, F., Timotius, K.H., Milan, P.P. & Margraf, J. 2012.  Ekologi Asia Tenggara: Kepulauan Indonesia. Jakarta: Salemba Teknik.