SUKSESI EKOLOGIS: JENIS, STUDI DAN CONTOH - BIOLOGI - 2024

Suksesi ekologis adalah proses substitusi bertahap spesies tumbuhan dan hewan dalam suatu komunitas, yang menyebabkan perubahan komposisinya. Kita juga bisa mendefinisikannya sebagai pola kolonisasi dan kepunahan di suatu tempat oleh banyak spesies. Pola ini ditandai dengan non-musiman, terarah dan kontinu.

Suksesi ekologis adalah tipikal komunitas yang dikendalikan oleh “dominasi”, yaitu komunitas di mana beberapa spesies secara kompetitif lebih unggul dari yang lain.

Gambar 1. Suksesi primer. Sumber: Oleh Rcole17, melalui Wikimedia Commons

Dalam proses ini, "bukaan" dihasilkan sebagai akibat dari gangguan, yang antara lain berupa pembukaan hutan, pulau baru, bukit pasir, dan lain-lain. Pembukaan ini awalnya ditempati oleh “penjajah awal”, yang tergeser seiring berjalannya waktu karena ia tidak dapat mempertahankan kehadirannya di tempat tersebut.

Gangguan biasanya menimbulkan munculnya urutan spesies (masuk dan keluar dari tempat kejadian), yang bahkan dapat diprediksi.

Misalnya, spesies awal dalam suksesi dikenal sebagai penjajah yang baik, tumbuh dan berkembang biak dengan cepat, sementara spesies yang lebih baru (yang masuk kemudian) lebih lambat dalam pertumbuhan dan reproduksi, dan mentolerir ketersediaan sumber daya yang lebih sedikit.

Yang terakhir dapat tumbuh menjadi dewasa di hadapan spesies awal, tetapi pada akhirnya menyingkirkan mereka karena persaingan.

Jenis suksesi

Ahli ekologi membedakan dua jenis suksesi, yaitu: suksesi primer (terjadi di situs tanpa vegetasi yang sudah ada sebelumnya), dan suksesi sekunder (terjadi di lokasi dengan vegetasi yang sudah ada).

Perbedaan juga sering dibuat antara suksesi autogenous, yang didorong oleh proses yang beroperasi dalam lokasi tertentu, dan suksesi alogenik, yang didorong oleh faktor-faktor di luar lokasi tersebut.

Suksesi primer

Suksesi primer adalah proses kolonisasi spesies di tempat yang tidak memiliki vegetasi yang sudah ada sebelumnya.

Ini terjadi pada substrat anorganik steril yang dihasilkan oleh sumber gangguan seperti vulkanisme, glasiasi, dan lain-lain. Contoh substrat tersebut dapat berupa: aliran lava dan dataran batu apung, bukit pasir yang baru terbentuk, kawah yang disebabkan oleh tabrakan meteor, morain dan substrat yang terbuka setelah gletser mundur, antara lain.

Gambar 2. Aliran lava terkolonisasi setelah mendingin pada langkah pertama suksesi ekologis. Sumber: Oleh Jim D. Griggs, staf fotografer HVO (USGS) http://pubs.usgs.gov/dds/dds-80/, Domain Publik, https://commons.wikimedia.org/w/index.php? curid = 326880

Selama suksesi primer, spesies dapat datang dari lokasi yang jauh.

Proses suksesi biasanya terjadi lambat, karena pemukim pertama perlu mengubah lingkungan, sehingga lebih menguntungkan untuk pembentukan spesies lain.

Sebagai contoh, pembentukan tanah membutuhkan terjadinya penguraian batuan pada awalnya, akumulasi bahan organik mati, dan kemudian pembentukan mikroorganisme tanah secara bertahap.

Suksesi sekunder

Suksesi sekunder terjadi di lokasi dengan vegetasi yang sudah mapan. Ini terjadi setelah suatu gangguan mengganggu dinamika masyarakat mapan, tanpa menghilangkan sama sekali semua individu.

Di antara penyebab umum gangguan yang dapat menyebabkan suksesi sekunder, kita dapat menyebutkan: badai, kebakaran, penyakit, penebangan, pertambangan, pembukaan lahan pertanian, dan lain-lain.

Misalnya, dalam kasus di mana vegetasi di suatu daerah telah dihilangkan sebagian atau seluruhnya, dengan kondisi tanah, benih, dan spora yang berkembang dengan baik tetap dalam kondisi baik, proses kolonisasi spesies baru disebut suksesi sekunder.

Studi suksesi ekologis

Henry Chandler Cowles

Salah satu orang pertama yang mengenali suksesi sebagai fenomena ekologi adalah Henry Chandler Cowles (1899), yang mempelajari komunitas bukit pasir dari berbagai usia di Danau Michigan (AS), membuat kesimpulan tentang pola suksesi.

Cowles mengamati bahwa semakin jauh dari tepi danau, bukit pasir yang lebih tua ditemukan dengan dominasi spesies tumbuhan yang berbeda di antara mereka.

Selanjutnya, kontroversi yang mendalam muncul di bidang ilmiah mengenai konsep suksesi. Salah satu kontroversi paling terkenal adalah dari ilmuwan Frederick Clements dan Henry Gleason.

Kontroversi Clements-Gleason

Clements mengemukakan bahwa komunitas ekologi adalah superorganisme, di mana spesies berinteraksi dan saling mendukung, bahkan secara altruistik. Dalam dinamika ini maka terjadilah pola pengembangan masyarakat.

Peneliti ini memperkenalkan konsep seperti "makhluk" dan "komunitas klimaks". Makhluk mewakili tahap peralihan dalam suksesi, sedangkan klimaksnya adalah keadaan stabil yang dicapai pada akhir proses suksesi. Keadaan klimaks yang berbeda adalah produk dari berbagai rezim lingkungan.

Sementara itu, Gleason mempertahankan hipotesis bahwa komunitas berkembang begitu saja sebagai konsekuensi dari tanggapan setiap spesies terhadap serangkaian batasan fisiologis, khusus untuk setiap lokasi tertentu.

Untuk Gleason peningkatan atau penurunan suatu spesies dalam suatu komunitas tidak bergantung pada asosiasi dengan spesies lain.

Pandangan individualistik tentang perkembangan komunitas ini melihatnya hanya sebagai kumpulan spesies yang persyaratan fisiologis individualnya memungkinkan mereka untuk mengeksploitasi tempat tertentu.

Siapa yang benar?

Dalam jangka pendek, visi Clements diterima secara luas dalam komunitas ilmiah, namun dalam jangka panjang, gagasan Gleason tampak lebih akurat dalam menggambarkan proses suksesi tanaman.

Ahli ekologi seperti Whittaker, Egler, dan Odum telah berpartisipasi dalam diskusi ini yang muncul kembali selama pengembangan ekologi komunitas.

Saat ini, model yang lebih baru seperti model Drury dan Nisbet (1973), dan model Connell dan Slatyer (1977), ditambahkan ke diskusi ini, memberikan visi baru pada debat lama.

Seperti yang sering terjadi dalam kasus ini, kemungkinan besar tidak satu pun dari penglihatan tersebut (baik Clements maupun Gleason) sepenuhnya salah dan keduanya memiliki sedikit kebenaran.

Bagaimana suksesi ekologi dipelajari?

Suksesi yang berkembang menjadi singkapan tanah baru (misalnya sebuah pulau yang muncul akibat vulkanisme) biasanya membutuhkan waktu ratusan tahun. Di sisi lain, umur seorang peneliti dibatasi hingga beberapa dekade. Jadi, menarik untuk bertanya pada diri sendiri pertanyaan tentang bagaimana mendekati penyelidikan suksesi.

Salah satu cara yang telah ditemukan untuk mempelajari suksesi adalah mencari proses serupa yang memakan waktu lebih singkat.

Misalnya, studi tentang permukaan dinding tertentu di garis pantai berbatu, yang dapat menjadi gundul dan dihuni kembali oleh spesies yang menjajah setelah beberapa tahun atau dekade.

Kronoseri atau Substitusi Ruang untuk Waktu (SFT)

Ini disebut chronoserie (dari bahasa Yunani khronos: waktu) atau "substitusi ruang untuk waktu" (SFT untuk akronimnya dalam bahasa Inggris), ke bentuk lain yang biasa digunakan dalam studi suksesi. Ini terdiri dari analisis komunitas dari berbagai usia dan lokasi spasial, yang timbul dari satu peristiwa gangguan.

Keuntungan utama SFT adalah bahwa periode pengamatan yang lama (ratusan tahun) tidak diperlukan untuk mempelajari suatu urutan. Namun, salah satu keterbatasannya menyiratkan ketidakmampuan untuk mengetahui secara pasti seberapa mirip lokasi spesifik dari komunitas yang diteliti.

Efek yang diakibatkan oleh usia tempat kemudian dapat disalahartikan dengan efek variabel lain yang terkait dengan lokasi komunitas.

Contoh studi suksesi

Penggunaan kronoseri dalam studi suksesi primer

Contoh kronoseri ditemukan dalam karya Kamijo dan kolaboratornya (2002), yang mampu menyimpulkan suksesi utama dalam aliran vulkanik basaltik pulau Miyake-jima di Jepang.

Para peneliti ini mempelajari kronosekuen yang diketahui dari berbagai letusan gunung berapi yang berusia 16, 37, 125, dan lebih dari 800 tahun.

Pada sungai berumur 16 tahun, mereka menemukan bahwa tanahnya sangat jarang, kekurangan nitrogen, dan vegetasi hampir tidak ada, kecuali beberapa alder kecil (Alnus sieboldiana).

Sebaliknya, di petak tertua, mereka mencatat 113 taksa, termasuk pakis, tanaman keras herba, liana, dan pohon.

Gambar 3. Pohon Castanopsis sieboldii adalah perwakilan suksesi terminal di hutan beriklim sedang di pulau-pulau vulkanik di Jepang. Sumber: https://ja.wikipedia.org/wiki/%E3%83%95%E3%82%A1%E3%82%A4%E3%83%AB:Jinguji_Wakasa_Obama_Fukui14s3s4592.jpg#metadata

Mereka kemudian merekonstruksi proses suksesi yang terjadi, menyatakan bahwa pertama-tama alder pengikat nitrogen menjajah lava vulkanik telanjang, memfasilitasi masuknya pohon ceri berikutnya (Prunus speciosa), suksesi sedang, dan laurel (Machilus thunbergii), dari suksesi terlambat. Belakangan terbentuk hutan campuran yang rindang, didominasi oleh marga Alnus dan Prunus.

Akhirnya, para peneliti menyarankan agar terjadi penggantian Machilus dengan pohon Shii yang berumur panjang (Castanopsis sieboldii), dan di kayunya jamur pengambil Syiah yang terkenal biasanya berkembang.

Studi suksesi sekunder

Suksesi sekunder sering dipelajari dengan memanfaatkan lahan budidaya yang telah ditinggalkan. Di AS banyak penelitian tentang jenis ini telah dilakukan, karena tanggal pasti di mana ladang-ladang ini ditinggalkan diketahui.

Misalnya, ahli ekologi terkenal David Tilman telah menemukan dalam studinya bahwa ada urutan khas dalam suksesi yang terjadi di bidang-bidang lama ini:

1. Gulma tahunan pertama kali menjajah ladang.
2. Tanaman herba abadi mengikuti.
3. Pohon-pohon kemudian dari suksesi awal digabungkan.
4. Terakhir, pohon suksesi yang terlambat seperti tumbuhan runjung dan kayu keras masuk.

Tilman menemukan bahwa kandungan nitrogen dalam tanah meningkat seiring dengan berjalannya suksesi. Hasil ini telah dikonfirmasi oleh penelitian lain yang dilakukan di sawah terlantar di China.

Apakah selalu ada suksesi?

Kami telah menyatakan sejak awal artikel ini bahwa suksesi ekologis adalah tipikal komunitas yang dikendalikan oleh "dominasi", tetapi tidak selalu demikian.

Ada jenis komunitas lain yang disebut "dikendalikan oleh para pendiri". Dalam komunitas jenis ini, sejumlah besar spesies hadir yang setara sebagai penjajah utama dari lubang yang diciptakan oleh gangguan.

Ini adalah spesies yang beradaptasi dengan baik dengan lingkungan abiotik akibat gangguan dan dapat bertahan sampai mati, karena mereka tidak digantikan secara kompetitif oleh spesies lain.

Dalam kasus ini, kebetulan adalah faktor yang menentukan spesies yang mendominasi dalam komunitas setelah gangguan, bergantung pada spesies mana yang dapat mencapai lubang yang dihasilkan pertama kali.

Referensi

1. Ashmole, NP, Oromí, P., Ashmole, MJ dan Martín, JL (1992). Suksesi fauna primer di medan vulkanik: studi lava dan gua di Kepulauan Canary. Jurnal Biologi dari Linnean Society, 46 (1-2), 207–234. doi: 10.1111 / j.1095-8312.1992.tb00861.x
2. Banet AI dan Trexler JC (2013). Pekerjaan Substitusi Ruang-untuk-Waktu dalam Model Peramalan Ekologis Everglades. PLoS ONE 8 (11): e81025. doi: 10.1371 / journal.pone.0081025
3. Kamijo, T., Kitayama, K., Sugawara, A., Urushimichi, S. dan Sasai, K. (2002). Suksesi primer hutan berdaun lebar beriklim hangat di pulau vulkanik, Miyake-jima, Jepang. Folia Geobotanica, 37 (1), 71–91. doi: 10.1007 / bf02803192
4. Maggi, E., Bertocci, I., Vaselli, S. dan Benedetti-Cecchi, L. (2011). Model suksesi Connell dan Slatyer di era keanekaragaman hayati. Ekologi, 92: 1399-1406. doi: 10.1890 / 10-1323.1
5. Pickett STA (1989). Substitusi Ruang-untuk-Waktu sebagai Alternatif untuk Studi Jangka Panjang. Dalam: Menyamakan GE (eds) Studi Jangka Panjang di Ekologi. Springer, New York, NY.
6. Poli Marchese, E dan Grillo, M. (2000). Suksesi primer pada aliran lava di Gunung Etna. Acta Phytogeographica Suecica. 85. 61-70.