Ulangan Uraian HOTS Bab Ekologi Kelas X / Fase E

 

Ulangan Uraian HOTS Bab Ekologi

Kelas X / Fase E
Bentuk soal: Uraian analisis berbasis kasus
Jumlah soal: 5 soal

---

Soal 1 — Faktor Abiotik dan Biotik Ekosistem

Stimulus Kasus

Di sebuah kebun sekolah, siswa mengamati bahwa tanaman cabai yang berada di dekat tembok tumbuh lebih pendek dan daunnya lebih pucat dibandingkan tanaman cabai yang berada di area terbuka. Setelah diamati, area dekat tembok hanya mendapat cahaya matahari sekitar 2 jam per hari, tanahnya lebih lembap, dan banyak ditumbuhi lumut. Sementara itu, tanaman di area terbuka mendapat cahaya matahari hampir sepanjang hari, tanahnya lebih kering, dan banyak ditemukan serangga seperti lebah, semut, serta kupu-kupu. Guru meminta siswa menganalisis penyebab perbedaan pertumbuhan tanaman tersebut berdasarkan komponen ekosistem.

Soal

Analisislah hubungan antara faktor abiotik dan faktor biotik yang menyebabkan perbedaan pertumbuhan tanaman cabai pada dua lokasi tersebut!

Jawaban

Perbedaan pertumbuhan tanaman cabai disebabkan oleh perbedaan faktor abiotik dan biotik pada masing-masing lokasi. Di dekat tembok, cahaya matahari lebih sedikit sehingga proses fotosintesis tanaman cabai kurang optimal. Akibatnya, pertumbuhan tanaman menjadi lebih lambat, batang pendek, dan daun tampak pucat. Tanah yang terlalu lembap juga dapat memengaruhi kondisi akar dan memungkinkan lumut tumbuh lebih banyak.

Di area terbuka, tanaman mendapat cahaya matahari cukup sehingga fotosintesis berjalan lebih baik. Selain itu, adanya serangga seperti lebah dan kupu-kupu dapat membantu proses penyerbukan. Semut dan organisme lain juga menunjukkan adanya aktivitas biotik dalam ekosistem tersebut. Jadi, pertumbuhan tanaman dipengaruhi oleh interaksi antara cahaya, kelembapan tanah, organisme sekitar, dan kondisi lingkungan.

Pembahasan

Faktor abiotik adalah komponen tak hidup seperti cahaya matahari, air, tanah, suhu, dan kelembapan. Faktor biotik adalah makhluk hidup seperti tumbuhan, hewan, jamur, bakteri, dan manusia. Dalam kasus tersebut, cahaya matahari menjadi faktor penting karena memengaruhi fotosintesis. Serangga juga berperan sebagai komponen biotik yang dapat membantu penyerbukan. Maka, pertumbuhan tanaman tidak hanya ditentukan oleh satu faktor, tetapi oleh hubungan antara faktor abiotik dan biotik dalam ekosistem.

---

Soal 2 — Interaksi Antarspesies dalam Ekosistem

Stimulus Kasus

Di area persawahan, petani sering menemukan burung kuntul berada di sekitar kerbau yang sedang membajak sawah. Ketika kerbau berjalan di lumpur, banyak serangga kecil keluar dari tanah dan dimakan oleh burung kuntul. Kerbau tampak tidak dirugikan oleh kehadiran burung tersebut. Di sawah yang sama, terdapat tanaman padi yang sering diserang wereng. Untuk mengurangi serangan wereng, beberapa petani mulai mengurangi penggunaan pestisida dan membiarkan laba-laba serta capung berkembang di sekitar sawah. Setelah beberapa minggu, jumlah wereng mulai berkurang dan tanaman padi tumbuh lebih baik.

Soal

Analisislah jenis-jenis interaksi antarspesies yang terjadi pada kasus tersebut dan jelaskan dampaknya terhadap keseimbangan ekosistem sawah!

Jawaban

Pada kasus tersebut terdapat beberapa bentuk interaksi antarspesies. Interaksi antara burung kuntul dan kerbau termasuk komensalisme. Burung kuntul mendapat keuntungan karena memperoleh makanan berupa serangga kecil yang keluar dari tanah, sedangkan kerbau tidak dirugikan maupun diuntungkan secara langsung.

Interaksi antara wereng dan tanaman padi termasuk herbivori atau parasitisme dalam arti luas karena wereng mengambil cairan dari tanaman padi sehingga tanaman dirugikan. Interaksi antara laba-laba atau capung dengan wereng termasuk predasi karena laba-laba dan capung memangsa wereng.

Dampaknya terhadap ekosistem sawah adalah populasi wereng dapat dikendalikan secara alami. Jika predator alami seperti laba-laba dan capung tetap ada, keseimbangan ekosistem lebih terjaga dan penggunaan pestisida dapat dikurangi.

Pembahasan

Interaksi antarspesies dapat berupa predasi, kompetisi, mutualisme, komensalisme, parasitisme, dan herbivori. Dalam ekosistem sawah, setiap organisme memiliki peran. Predator alami membantu mengendalikan populasi hama. Jika pestisida digunakan berlebihan, predator alami dapat ikut mati sehingga populasi hama justru dapat meningkat kembali. Oleh karena itu, menjaga keanekaragaman organisme di sawah penting untuk mempertahankan keseimbangan ekosistem.

---

Soal 3 — Rantai Makanan, Jaring Makanan, dan Piramida Ekologi

Stimulus Kasus

Di sebuah ekosistem danau, terdapat fitoplankton, zooplankton, ikan kecil, ikan besar, dan burung pemakan ikan. Fitoplankton berperan sebagai produsen karena mampu melakukan fotosintesis. Zooplankton memakan fitoplankton, ikan kecil memakan zooplankton, ikan besar memakan ikan kecil, dan burung memakan ikan besar. Suatu ketika, limbah rumah tangga masuk ke danau dan menyebabkan air menjadi keruh. Akibatnya, cahaya matahari sulit menembus air. Beberapa minggu kemudian, jumlah fitoplankton menurun, ikan kecil berkurang, dan burung pemakan ikan semakin jarang terlihat di sekitar danau.

Soal

Analisislah dampak penurunan fitoplankton terhadap rantai makanan dan piramida ekologi di ekosistem danau tersebut!

Jawaban

Penurunan fitoplankton akan berdampak besar terhadap seluruh rantai makanan karena fitoplankton merupakan produsen utama. Jika jumlah fitoplankton menurun, zooplankton akan kekurangan makanan. Akibatnya, populasi zooplankton ikut menurun. Penurunan zooplankton menyebabkan ikan kecil kekurangan sumber makanan, kemudian ikan besar juga berkurang karena mangsanya menurun. Pada akhirnya, burung pemakan ikan juga semakin jarang karena jumlah ikan besar sebagai makanannya berkurang.

Dalam piramida ekologi, produsen berada di dasar piramida dan menjadi sumber energi bagi tingkat trofik berikutnya. Jika dasar piramida mengecil, maka tingkat trofik di atasnya juga terganggu. Energi yang tersedia bagi konsumen primer, sekunder, dan tersier menjadi semakin sedikit.

Pembahasan

Rantai makanan menunjukkan aliran energi dari produsen ke konsumen. Fitoplankton sebagai produsen sangat penting karena menjadi sumber energi awal. Pada piramida ekologi, jumlah energi terbesar berada pada tingkat produsen. Semakin tinggi tingkat trofik, energi yang tersedia semakin kecil. Jika produsen menurun, seluruh struktur piramida terganggu. Kasus ini menunjukkan bahwa pencemaran air dapat mengganggu fotosintesis, menurunkan produktivitas produsen, dan memengaruhi keseimbangan populasi dalam ekosistem.

---

Soal 4 — Produktivitas Ekosistem dan Daur Biogeokimia

Stimulus Kasus

Sebuah hutan kecil di dekat pemukiman warga mengalami perubahan setelah sebagian pohonnya ditebang untuk membuka lahan parkir. Sebelum penebangan, tanah di hutan tersebut lembap, banyak serasah daun, banyak cacing tanah, dan udara terasa sejuk. Setelah pohon berkurang, suhu lingkungan meningkat, tanah menjadi lebih kering, dan saat hujan air lebih cepat mengalir ke selokan. Warga juga melihat daun-daun kering tidak lagi banyak menumpuk karena jumlah pohon menurun. Beberapa siswa menduga bahwa penebangan pohon tidak hanya mengurangi jumlah tumbuhan, tetapi juga mengganggu siklus air, karbon, dan unsur hara di lingkungan tersebut.

Soal

Analisislah bagaimana penebangan pohon dapat memengaruhi produktivitas ekosistem serta daur air, karbon, dan unsur hara di hutan kecil tersebut!

Jawaban

Penebangan pohon dapat menurunkan produktivitas ekosistem karena jumlah produsen berkurang. Pohon sebagai produsen melakukan fotosintesis dan menghasilkan bahan organik yang menjadi sumber energi bagi organisme lain. Jika jumlah pohon menurun, produksi bahan organik juga menurun sehingga makanan dan habitat bagi organisme lain ikut berkurang.

Penebangan pohon juga memengaruhi daur air. Akar pohon biasanya membantu menyerap air hujan dan menjaga kelembapan tanah. Ketika pohon berkurang, air hujan lebih cepat mengalir ke selokan dan tanah menjadi lebih kering. Pada daur karbon, berkurangnya pohon menyebabkan penyerapan karbon dioksida melalui fotosintesis menurun. Pada daur unsur hara, berkurangnya serasah daun menyebabkan bahan organik yang dapat diuraikan oleh decomposer seperti cacing, jamur, dan bakteri menjadi lebih sedikit.

Pembahasan

Produktivitas ekosistem berkaitan dengan kemampuan produsen menghasilkan bahan organik melalui fotosintesis. Pohon juga berperan dalam daur biogeokimia, seperti daur air, karbon, dan unsur hara. Serasah daun yang jatuh akan diuraikan menjadi mineral yang menyuburkan tanah. Jika vegetasi berkurang, maka aliran energi, penyimpanan air, penyerapan karbon, dan pengembalian unsur hara ke tanah akan terganggu. Hal ini menunjukkan bahwa pohon memiliki peran penting dalam menjaga kestabilan ekosistem.

---

Soal 5 — Suksesi Primer dan Suksesi Sekunder

Stimulus Kasus

Di sebuah daerah, terjadi kebakaran lahan akibat musim kemarau panjang. Setelah api padam, sebagian besar rumput, semak, dan pohon kecil terbakar. Namun, tanah di area tersebut masih ada dan beberapa biji tumbuhan masih tersisa di dalam tanah. Beberapa bulan kemudian, mulai tumbuh rumput-rumput kecil. Setelah satu tahun, semak mulai muncul, lalu diikuti oleh tumbuhan berkayu kecil. Guru Biologi membandingkan kejadian ini dengan daerah bekas letusan gunung api yang awalnya hanya berupa batuan baru tanpa tanah. Pada daerah tersebut, organisme pertama yang tumbuh biasanya lumut kerak dan lumut.

Soal

Bandingkan proses suksesi pada lahan bekas kebakaran dan daerah bekas letusan gunung api! Jelaskan perbedaan penyebab, tahapan awal, dan kecepatan pemulihannya!

Jawaban

Suksesi pada lahan bekas kebakaran termasuk suksesi sekunder karena sebelumnya sudah ada ekosistem, tanah masih tersedia, dan masih mungkin terdapat biji atau akar tumbuhan yang tersisa. Tahapan awalnya biasanya dimulai dari tumbuhan pionir seperti rumput, kemudian semak, lalu tumbuhan berkayu kecil, dan akhirnya dapat berkembang menjadi ekosistem yang lebih stabil. Proses pemulihannya relatif lebih cepat karena tanah dan sebagian unsur hara masih ada.

Sementara itu, suksesi pada daerah bekas letusan gunung api termasuk suksesi primer jika wilayah tersebut benar-benar baru, berupa batuan tanpa tanah. Tahapan awalnya dimulai oleh organisme pionir seperti lumut kerak dan lumut yang mampu hidup di permukaan batuan. Organisme tersebut membantu membentuk tanah secara perlahan. Proses suksesi primer lebih lama karena harus dimulai dari pembentukan tanah terlebih dahulu.

Pembahasan

Suksesi adalah perubahan bertahap dalam komunitas ekosistem menuju kondisi yang lebih stabil. Suksesi primer terjadi di tempat yang belum memiliki tanah, misalnya batuan baru akibat letusan gunung api. Suksesi sekunder terjadi di tempat yang sebelumnya sudah memiliki ekosistem, tetapi mengalami gangguan, misalnya kebakaran, banjir, atau penebangan. Perbedaan utama keduanya terletak pada keberadaan tanah. Jika tanah masih ada, pemulihan biasanya lebih cepat. Jika tanah belum ada, prosesnya lebih lama karena harus diawali pembentukan tanah oleh organisme pionir.

---

Rubrik Penilaian Singkat

Aspek yang Dinilai	Skor Maksimal
Mampu mengidentifikasi konsep ekologi yang sesuai dengan kasus	2
Mampu menganalisis hubungan sebab-akibat dalam ekosistem	3
Mampu menggunakan istilah biologi dengan tepat	2
Jawaban logis, runtut, dan sesuai konteks kasus	2
Memberikan kesimpulan atau solusi yang relevan	1
Total per soal	10

Total nilai maksimal: 50 poin.