Kamis, 05 Agustus 2010

EKOLOGI

A. Arti Ekologi
Inti permasalahan ekologi adalah hubungan makhluk hidup, khususnya manusia dengan lingkungan hidupnya. Ilmu tentang hubungan timbal balik antara makhluk hidup dengan lingkungan hidupnya disebut ekologi.

Istilah ekologi pertama kali diperkenalkan oleh Enerst Haeckel, seorang ahli biologi bangsa Jerman. Ekologi berasal dari bahasa Yunani yaitu Oikos yang berarti rumah dan logos yang berarti ilmu/telaah. Oleh karena itu ekologi berarti ilmu tentang rumah (tempat tinggal) makhluk hidup. Dengan demikian ekologi biasanya diartinya sebagai ilmu yang mempelajari hubungan timbale balik antara makhluk hidup dengan lingkungannya.

Berdasarkan arti harfiah dari asal katanya ekologi dan ekonomi sama. Ekologi (Oikos dan logos) sedang ekonomi (Oikos dan nomos) sehingga kedua ilmu itu banyak persamaannya. Namun dalam ekologi, mata uang yang dipakai dalam transaksi bukan rupiah atau dolar, melainkan materi, energi, dan informasi.

Arus materi, energi, dan informasi dalam suatu komunitas atau beberapa komunitas mendapat perhatian utama dalam ekologi, seperti uang dalam ekonomi. Oleh karena itu transaksi dalam ekologi berbentuk materi, energy dan informasi.

B. Konsep Dasar Ekologi

Pengelolaan lingkungan hidup bersifat Antroposentris, artinya perhatian utama dihubungkan dengan kepentingan manusia. Kelangsungan hidup suatu jenis tumbuhan atau hewan, dikaitkan dengan peranan tumbuhan atau hewan itu untuk memenuhi kebutuhan hidup manusia, baik material (bahan makanan) dan non-material (keindahan dan nilai ilmiah). Dengan demikian kelangsungan hidup manusia dalam lingkungan hidup sangat ditentukan oleh tumbuhan, hewan, dan unsur tak hidup.

Menurut Odum (1979) dalam bukunya “Fundamentals of Ecology”, lingkungan hidup didasarkan beberapa konsep ekologi dasar, seperti konsep: biotik, abiotik, ekosistem, produktivitas, biomasa, hukum thermodinamika I dan II, siklus biogeokimiawi dan konsep faktor pembatas. Dalam komunitas ada konsep biodiversitas, pada populasi ada konsep “carrying capacity”, pada spesies ada konsep distribusi dan interaksi serta konsep suksesi dan klimaks.

1. Tingkatan Organisasi Makhluk Hidup.

Makhluk hidup (organisme) memiliki tingkat organisasi dari tingkat yang paling sederhana sampai ke tingkat organisasi yang paling kompleks. Tingkatan organisasi tersebut terlihat sebagai deretan biologi yang disebut spectrum biologi. Adapun spektrum biologi yang dimaksud yaitu: protoplasma (zat hidup dalam sel); sel (satuan dasar suatu organisme); jaringan (kumpulan sel yang memiliki bentuk dan fungsi sama); organ (alat tubuh, bagian dari organisme), sistem organ (kerjasama antara struktur dan fungsional yang harmonis); organisme (makhluk hidup, jasad hidup); populasi (kelompok organisme yang sejenis yang hidup dan berbiak pada suatu daerah tertentu); komunitas (semua populasi dari berbagai jenis yang menempati suatu daerah tertentu); ekosistem; dan biosfer (lapisan bumi tempat ekosistem beroperasi).

2. Ekosistem.

Suatu konsep sentral dalam ekologi adalah ekosistem (sistem ekologi yang terbentuk oleh hubungan timbal balik antara makhluk hidup dengan lingkungannya. Oleh karena itu ekosistem adalah tatanan kesatuan secara utuh menyeluruh antara segenap unsur lingkungan yang saling mempengaruhi.

Berdasarkan pengertian di atas, suatu sistem terdiri dari komponenkomponen yang bekerja secara teratur sebagai suatu kesatuan. Ekosistem terbentuk oleh komponen hidup (biotik) dan tak hidup (abiotik) yang berinteraksi membentuk suatu kesatuan yang teratur. Keteraturan itu terjadi karena adanya arus materi dan energi, yang terkendali oleh arus informasi antara komponen dalam ekosistem. Masing-masing komponen mempunyai fungsi (relung). Selama masing-masing komponen tetap melakukan fungsinya dan bekerjasama dengan baik, keteraturan ekosistem tetap terjaga.


Apabila kita hanya melihat fungsinya, suatu ekosistem terdiri atas dua komponen

a) Komponen autotrofik: organisme yang mampu menyediakan atau mensintesis makanannya sendiri berupa bahan organik dan bahan-bahan anorganik dengan bantuan energi matahari atau klorofil. Oleh karena itu semua organisme yang mengandung klorofil disebut organisme autotrofik.
b) Komponen heterotrofik: organisme yang mampu memanfaatkan bahanbahan organik sebagai bahan makanannya. Bahan makanan itu disintesis dan disediakan oleh organisme lain.

Apabila dilihat dari segi penyusunannya, maka dapat dibedakan menjadi empat komponen yaitu:

a. Bahan tak hidup (abiotik, non hayati): komponen fisik dan kimia, misalnya: tanah, air, matahari, dan lain-lain. Komponen ini merupakan medium (substrat) untuk berlangsungnya kehidupan.
b. Produsen: organisme autotrofik (tumbuhan hijau)
c. Konsumen: organisme heterotrofik, misalnya: manusia, hewan yang makan organisme lainnya.
d. Pengurai (perombak atau dekomposer): organisme heterotrofik yang mengurai bahan organik yang berasal dari organisme mati.

Habitat dan relung, dua istilah tentang kehidupan organisme. Habitat adalah tempat hidup suatu organisme. Habitat suatu organisme dapat juga disebut “alamat”. Relung (niche atau nicia) adalah profesi atau status suatu organism dalam suatu komunitas dan ekosistem tertentu, sebagai akibat adaptasi struktural, tanggal fisiologis serta perilaku spesifik organisme itu.

Penyesuaian diri secara umum disebut adaptasi. Kemampuan adaptasi mempunyai nilai untuk kelangsungan hidup. Makin besar kemampuan adaptasi makin besar kementakan kelangsungan hidup organisme.

3. Hukum Thermodinamika.

Hukum thermodinamika adalah hukum alam tentang energi. Ada dua hokum thermodinamika yaitu:

a) Hukum Thermodinamika I: energi dapat diubah dari suatu bentuk energy menjadi bentuk energi lain, tetapi energi tidak pernah dapat diciptakan dan tidak dapat dimusnahkan. Contoh: energi matahari diubah menjadi energi panas atau energi potensial dalam bentuk makanan. Jumlah energi dalam alam semesta adalah konstan. Artinya jumlah energy tidak dapat bertambah atau berkurang.

b) Hukum Thermodinamika II: setiap terjadi perubahan bentuk energi, pasti terjadi degradasi energi dari bentuk energi yang terpusat menjadi energy yang terpencar. Contoh: benda panas pasti menyebarkan panas (energi) ke lingkungan sekitar yang lebih rendah suhunya. Energi yang tidak seluruhnya dapat dipakai untuk melakukan kerja. Contoh: 10 ton kalori untuk memutar mesin, hasil kerja mesin itu kurang dari 10 ton kalori. Bagian energi yang dapat dipakai untuk melakukan kerja disebut entropi. Lawan dari entropi adalah negentropi (entropi negatif atau pengurangan entropi). Contoh: fotosintesis mempunyai efek negentropi.

4. Siklus Biogeokimiawi

Biogeokimiawi merupakan proses biologi, geologi, dan kimia. Siklus biogeokimiawi berkaitan dengan materi. Tubuh manusia, hewan, dan tumbuhan, dan lain-lain tersusun oleh materi. Materi terdiri dari unsur kimia, seperti: karbon (C), hidrogen (H), oksigen (O), nitrogen (N), dan fosfor (P). Materi yang dibutuhkan untuk menyusun tubuh manusia didapat dari makanan. Bersamaan dengan materi, dari makanan dapat juga diperoleh energi.

EKOSISTEM AIR TAWAR.

Hanya 3 % air dimuka bumi ini adalah air tawar. Sebagian besar dapat membeku dalam glatsier dan es atau terbenam dalam akuifier. Sisanya terdapat dalam danau, kolam, sungai dan disitu menyediakan berbagai macam habitat untuk komunitas hayati.
Danau dan kolam. Penelitian menunjukkan bahwa danau yang dalam terdiri atas tiga zona utama, masing-masing dengan cirri komunitas organism. Tepian danau dinamakan zona litoral. Disini cahaya sampai di dasarnya. Produsen di zona litoral adalah tumbuhan yang berakar sampai ke dasar dan juga alga yang menempel pada tumbuhan tadi dan pada setiap substrat padat lainnya. Ada berbagai macam konsumen, biasanya mencakup krustacea kecil, cacing pipih, larva serangga dan siput. Demikian pula bentuk yang lebih besar seperti katak, ikan dan kura-kura.

Zona Limnetik. Merupakan lapisan air terbuka dan di sini masih dapat terjadi produksi primer. Makin ke dalam kita turun ke zona limnetik, jumlah cahaya yang tersedia untuk fotosintesis makin berkurang sampai pada kedalaman dengan laju fotosintesis produsen manjadi sama dengan laju respirasi. Pada tahapan ini tidak terjadi produktivitas primer bersih. Zona limnetik lebih dangkal dalam air keruh daripada di air jernih dan merupakan cirri yang jauh lebih penting bagi danau dibandingkan dengan kolam. Kehidupan dalam zona limnetik didominasi oleh mikroorganisme terapung yang disebut dengan plangkton dan hewan yang berenang dengan aktif yang disebut dengan nekton. Produsen dalam ekosistem ini adalah alga plankton. Consumen primer meliputi krustacea terapung mikroskopik dan rotifer. Hewan-hewan ini adalah zooplankton. Nekton cenderung merupakan konsumen sekunder tercakup didalamnya serangga yang berenang dan ikan. Pada umumnya nekton bergerak bebas di antara zona litoral dan zona limnetik.

Banyak danau yang sangat dalam sehingga tidak cukup cahaya yang dapat mencapai kedalaman yang lebih bawah untuk menunjang produktivitas primer bersih. Zona ini dinamakan zona profundal.

Karena tidak adanya produktivitas primer bersih, kehidupan dalam zona profundal untuk kalorinya bergantung pada bahan organic yang dialirkan dari zona litoral dan zona limnetik. Istilah Benthos digunakan untuk menggambarkan setiap organism yang hidup didasar. Sedimen yang terdapat di dasar zona profundal yang menunjang populasi besar dari bakteri dan fungi. Pembusuk ini menguraikan bahan organic yang mencapainya, membebaskan nutrient anorganik untuk daur ulang. Dengan aktivitas kedua mikroorganisme itu, bagian akhir energy yang mengalir melalui jarring-jaring makanan di danau dihamburkan ke alam sekitar. Di daerah dengan perubahan musim yang nyata sekali, pemanasan permukaan suatu danau dalam musim panas akan mencegah airnya bercampur dengan air yang lebih dalam. Hal ini disebabkan air yang hangat kurang padat pekat daripada yang dingin. Air permukaan mampu memperoleh oksigen terlarut sebagian dari udara di atas dan juga karena terdapat di zona limnetik, sebagian dibebaskan ke dalam air dalam fotosintesis. Tetapi air zona profundal karena ditiadakan dari kedua sumber oksigen ini, menjadi tergenang. Akan tetapi dalam musim gugur ketika air permukaan menjadi sejuk, maka menjadi lebih pekat dan mengendap di dasar danau dan membawa oksigen bersamanya. Hal ini disebut dengan jungkirbalikkan musim gugur. Fenomena serupa, penjungkirbalikan musim semi, terjadi bila es meleleh. Sifat air menjelaskan perubahan ini dikemukakan lebih banyak di bab berikutnya.

Sungai dan muara. Tempat tinggal yang disediakan oleh sungai dan muara adalah berbeda jika dibandingkan dengan danau dan kolam. Sebab aliran air yang senantiasa menambah oksigen tinggi. Bila hal ini menjadi tereduksi dapat menjadikan pertumbuhan ikan secara masal. Walaupun fotosintesis dapat ditemukan di muara, tapi itu memainkan peran yang lebih kecil dibandingkan dalam danau dan kolam. Bagian terbesar dari energy yang tersedia untuk konsumen di air yang mengalir berasal dari daratan.


EKOSISTEM LAUT

Lautan seperti juga danau, dapat digambarkan dalam istilah zona dan banyak perbedaan diantara keduanya. Pinggiran lautan disebut zona intertidal. Daerah ini terdiri atas pasir pantai, karang, muara dan di daerah tropic dan subtropik, ada rawa mangrove dan terumbu karang. Beberapa dari habitat ini, misalnya rawa pantai, adalah sangat produktif yang didukung oleh kekayaan dan keanekaragaman populasi dan produsen dan konsumen. Banyak dari organism di zona intertidal telah beradaptasi sehingga mereka dapat bertahan terhadap gelombang dan keterbukaan periodic terhadap udara.

Lautan yang relative dangkal yang meluas kepinggiran selat benua dinamakan zona neritik. Zona oseanik terdapat diatas lembah lautan. Produktivitas promer di zona neritik dan zona oseanik bergantung pada alga planktonik yang hidup sepanjang ada cahaya matahari. Aktivitas ini menunjang konsumen sekunder dan konsumen yang lebih tinggi dalam nekton. Meskipun kehidupan beragam, produktivitas bersih dari lautan terbuka agak lebh baik dibandingkan di padang pasir.

Dasar lembah lautan adalah dataran abisal. Daerah gelap yang relative tidak beragam ini dihuni oleh populasi yang kecil dari bentik dan yang bergantung pada bahan organic yang mengalir dari bagian atas laut. Akan tetapi, eksplorasi baru-baru ini di laut dalam menyingkap ada komunitas yang kompleks yang terdapat disekitar celah-celah laut. Celah-celah ini menimbulkan retakan di dasar laut. Meskipun tidak ada cahaya sampai sejauh itu, produktivitas primer energy yang dijamin oleh oksidasi belerang dari dalam air yang mengalir ke lauar dari retakan yang berada di dasar laut. Bakteri ini menunjang populasi hewan yang besar. Diantara yang paling menonjol adalahcacing yang tidak mempunyai system pencernaan. Sementara cacing dapat menyerap beberapa molekul organic dari alam sekitarnya, mereka juga menyimpan sejumlah besar bakteri kemoautotrofik yang dapat menyediakan kalori bagi mereka.

Tidak ada komentar:

Posting Komentar