MODUL II
Hubungan Ekologi, Ilmu Lingkungan
dan Lingkungan Hidup
Oleh : Ir. Henny Gambiro, M.Si
2.1. Pembukaan
2.1.1. Tujuan pebelajaran
Mahasiswa memahami materi yang meliputi, konsep rantai makanan, ekosistem, habitat, relung, adaptasi, evolusi, hukum termodinamika, entropy
2.1.2. Manfaat pembelajaran
Mahasiswa dapat memahami hubungan antara ekologi, ilmu lingkungan dan lingkungan hidup serta menjelaskan perbedaaan prinsip-prinsipnya
2.2. Isi Pelajaran
2.2.1. Ekologi
- Catatan2 Hipocartus, Aristoteles, dan Filsuf lain merupakan naskah kuno yang digunakan sebagai rujukan masalah Ekologi, yang pada abad ke16 s.d abad ke17 dikenal sebagai Natural History, disusun secara sistimatik, analitik, obyektif
- Abad-19 (1860), Ernst Haeckel (1834-1919), mengusulkan istilah Ekologi, yang mempelajari hubungan antara organisme dengan lingkungan
- Ekologi, merupakan salah satu cabang biologi (seperti hubungan organisme dan lingkungan), mempelajari pengaruh lingkungan terhadap jasad hidup (manusia, hewan, tumbuhan), dimana mereka hidup, bagaimana kehidupannya, dsb
- Ekologi, secara harfiah berasal dari kata oikos, yang berarti rumah, tempat hidup dan logos, yang berarti ilmu
- Ekologi sebenarnya mempertanyakan tentang berbagai hal, seperti :
1. bagaimana alam bekerja
2. bagaimana spesies beradaptasi dalam habitatnya
3. apa yang diperlukan dari habitatnya untuk melangsungkan kehidupan
4. bagaimana mereka mencukupi materi dan energi
4. bagaimana mereka berinteraksi dengan spesies lain
5. bagaimana individu dalam spesies itu diatur dan berfungsi sebagai populasi
Ekologi, adalah ilmu yang mempelajari seluruh pola hubungan timbal balik antara mahluk hidup dengan sesamanya dan mahluk hidup dengan komponen sekitarnya.
- Ekologi merupakan disiplin baru dari biologi yang merupakan mata rantai fisik serta proses biologi yang menjembatani antara ilmu alam dan ilmu sosial
- Tahun 1900, Ekologi menjadi acuan ilmu-ilmu lainnya, yang wajib diketahui, karena dapat menerangkan, memberikan ilham, mencari jalan menuju hidup layak
- Setelah 1968, timbul kesadaran lingkungan di seluruh dunia, dimana setiap orang dituntut untuk hemat dalam penggunaan sumber daya, hemat energi, dan dapat mengurangi pencemaran tanah, air, udara, yang merupakan masalah lingkungan sedunia (globalisasi lingkungan)
- Setelah ada gerakan sadar lingkungan (di dunia, 1968 dan di Indonesia 1972), maka setiap orang mulai memikirkan : masalah pencemaran, rusaknya daerah-daerah alami, hutan, pantai, meningkatnya perkembangan penduduk, yang berdampak pada masalah pangan, penggunaan energi, kenaikan suhu akibat efek gas rumah kaca, menipisnya lapisan ozon, dst
- Ruang lingkup ekologi dapat dilihat pada spectrum Biologi sekumpulan individu, dari jenis yang sama, terjadi di satu tempat dalam waktu tertentu
- Spectrum biologi, mulai dari gen, sel, organ, organisme, populasi, komunitas yang bila ditambah dengan materi/mineral dan energi, maka akan menjadi sistem sel, sistem organ, system organisme, system populasi dan ekosistem
- Sistem-sistem tersebut bertujuan dan merupakan gabungan dari komponen-komponen yang berinteraksi satu dengan lainnya secara teratur, saling bergantung untuk membentuk suatu keseluruhan.
- Untuk itu diperlukan pengetahuan fisika dan biologi, agar ahli ekologi dapat mengungkapkan hubungan antara lingkungan dan dunia kehidupan
- Dalam hal pengelolaan lingkungan, pandangan manusia bersifat anthroposentris. Oleh sebab itu timbul perlunya ekologi manusia, yang melihat permasalahan dari sudut kepentingan manusia (walaupun unsur hewan, tumbuhan, dan komponen abiotis lainnya diperhatikan, namun secara explisit/implisit selalu dihubungkan dengan kepentingan manusia)
- Ekologi manusia merupakan cabang khusus ekologi, disamping dikenal pula ekologi tumbuhan, ekologi hewan, ekologi jasad renik
- walaupun ekologi penting, ia bukan satu-satunya masukkan untuk mengambil keputusan dalam masalah lingkungan. Faktor lain yang dalam pengelolaan lingkungan hidup harus dipertimbangkan secara seimbang adalahfaktor ekonomi, teknologi, sosial, dan budaya
Ekosistem
- Ekosistem terbentuk oleh komponen hidup dan tidak hidup, yang berinteraksi dalam suatu tempat sebagai suatu kesatuan yang teratur. Keteraturan ekosistem terjadi oleh adanya arus materi, energi, dan informasi.
- Komponen-komponen dalam ekosistem menunjukkan bahwa, ekosistem tersebut berada dalam suatu keseimbangan tertentu.
- Keseimbangan tersebut sifatnya tidak statis, namun dinamis, selalu berubah, dapat besar atau kecil, dapat terjadi secara alami atau dibuat oleh manusia.
- Sebagai contoh, keadaan bumi tidak tetap (kandungan CO2 dan O2 dalam udara), iklim, gunungnya, flora/faunanya.
- Dalam skala kecil, Gn. Krakatau (1883) meletus, kehidupan di pulau tersebut menjadi rusak. Dari penelitian, diketahui bahwa mula-mula hanya ada tumbuhan tingkat rendah (lumut, paku), baru kemudian timbul tumbuhan tingkat tinggi. Inilah yang disebut suksesi. Keseimbangan Gn.Krakatau berubah total. Di dunia ini tidak ada yang kekal
- Akuarium dapat dianggap sebagai ekosistem, dimana ikan, air, tumbuhan air, pasir, plankton, mineral, dan oksigen terlarut merupakan komponen ekosistem
- Hutan luas dengan tumbuhan tinggi, rendah, tumbuhan perdu, hewan danau, ada suatu keteraturan yang seimbang dalam ekosistem tersebut
2.2.2. Ilmu Lingkungan
Adalah ilmu yang mempelajari penerapan berbagai prinsip dan ketentuan ekologi di dalam kehidupan manusia. Oleh sebab itu, ilmu lngkungan disebut sebagai applied ecology
Arti lingkungan hidup
- mahluk hidup lain bukan sekedar kawan hidup bersama manusia secara pasiv atau netral, melainkan sangat terkait dengan mereka, tanpa mereka, manusia tidak dapat hidup
- sebagai contoh, bagaimana bila di bumi ini tidak ada oksigen dan makanan ? dari tumbuhan dan hewan manusia memperoleh materi dan energi
- sebaiknya disadari, bahwa manusia membutuhkan mahluk hidup lain untuk kelangsungan hidupnya (manusia, tumbuhan, hewan, jasad renik) yang menempati ruang tertentu, di mana dalam ruang tersebut terdapat benda tidak hidup (abiotik) berupa tanah, air dan udara
Sifat lingkungan ditentukan oleh berbagai hal,diantaranya :
1. jenis dan jumlah masing-masing unsur lingkungan tersebut
Lingkungan yang terdiri dari (10) manusia, (1) anjing, (3) burung, (1) pohon kelapa, (1) bukit batu, akan berbeda sifatnya dengan lingkungan yang terdiri dari (1) manusia, (10) anjing, tertutup rimbun pohon bambo, tanpa bukit batu (rata)
2. hubungan atau interaksi antara unsur dalam dalam lingkungan tersebut
Dua ruangan yang luasnya sama, dilengkapi perabot yang sama pula namun dengan lay out berbeda, akan menghasilkan sifat ruangan yang berbeda pula
3. faktor kelakuan (kondisi) unsur lingkungan hidup
Sebagai contoh, kota dengan penduduk yang aktif dan bekerja keras akan memiliki lingkungan yang lain dengan sebuah kota yang sikap penduduknya santai dan malas bekerja. Atau, lingkungan daerah yang berlahan landai dan subur dengan yang berlereng dan tererosi
4. non material
lingkungan panas, silau, dan bising akan berbeda dengan lingkungan sejuk yang dengan cahaya cukup tapi tenang
Ekologi dan Ekosistem
Ekologi adalah ilmu yang mempelajari mahluk hidup dalam rumah tangganya atau ilmu yang mempelajari seluruh pola hubungan timbal balik antara mahluk hidup dengan sesamanya dan dengan komponen lain di sekitarnya
Ekosistem adalah suatu satuan ekologi yang merupakan gabungan satu atau beberapa komunitas yang berfungsi bersama komponen benda mati dalam suatu sistem.
2.2.3. Lingkungan Hidup
Lingkungan hidup, adalah sistem kehidupan dimana terdapat campur tangan manusia terhadap tatanan ekosistem, sehingga Lingkungan Hidup dapat diartikan sebagai ekosistem dimana terdapat keberadaan manusia atau kepentingan manusia di dalamnya.
- Definisi Lingkungan Hidup menurut Undang-undang tentang Pengelolaan Lingkungan, adalah sistem yang merupakan kesatuan ruang dengan semua benda, daya, keadaan dan mahluk hidup termasuk manusia dan perilakunya yang menentukan peikehidupan serta kesejahteraan manusia dan mahluk hidup lainnya
Manusia mempunyai potensi luar biasa dibandingkan dengan mahluk hidup lainnya untuk mengelola alam seisinya sejauh kemampuan dirinya. Tetapi ini tidak berarti bahwa manusia mempunyai segala kewenangan untuk berbuat apa saja yang dikehendakinya di bumi ini.
Pandangan yang menganggap manusia adalah sekedar subyek (pelaku) dari segala keadaan di bumi adalah pandangan eksklusif, seolah-olah manusia berada di luar lingkungannya sendiri, atau ini berati bahwa apapun yang terjadi di lingkungannya tidak selalu akan menyangkut dirinya. Pandangan yang demikian disebut sebagai pandangan transenden. Hal yang sebaliknya yakni pandangan inklusif, dimana manusia menjadi satu dengan lingkungannya, yang disebut pula sebagai pandangan imanen.
Lingkungan hidup tidak dapat dielakkan dari azas ekologi yang membentuknya. Berbagai asas yang dimaksud adalah :
1. Organisasi ekosistem
Suatu ekosistem pada umumnya dihuni oleh mahluk hidup yang mengelompok sebagai suatu populasi. Berbagai populasi yang bersama-sama menghuni suatu wilayah disebut komunitas. Dalam konsep ekosistem, komponen-komponen lingkungan hidup secara terpadu saling terkait dan tergantung satu dengan lainnya didalam suatu sistem. Pendekatan ini disebut sebagai pendekatan yang holistic
2. Sistem produksi, konsumsi dan dekomposisi
Sistem produksi dalam ekosistem erat hubungannya dengan daur materi dan daur energi. Produksi primer dari suatu sistem berasal dari proses photosintesis yang dilakukan oleh tumbuhan berhijau daun dengan pengikatan energi yang berasal dari sinar matahari dalam bentuk karbohidrat
Tumbuhan berhijau daun disebut produsen primer. Dalam proses daur materi dan energi seterusnya produsen primer ini merupakan makanan konsumen primer, atau produsen sekunder atau herbivore yakni hewan pemakan tumbuhan. Selanjutnya konsumsi primer ini dapat menjadi mangsa (prey) dari konsumen sekunder yang dapat pula disebut produsen tersier, predator atau karnivore
Baik produsen primer, sekunder atau predator dapat pula mengalami peruraian perombakan atau dekomposisi menjadi bentuk bahan organik yang lebih sederhana oleh mahluk hidup yang umumnya terdiri atas jasadrenik seperti jamur, bakteri, cacing, dsb
3. Rantai makanan
Rantai makanan menunjukkan hubungan makan memakan dalam sebuah ekosistem. Satu organisme bergantung pada organisme lain yang lebih rendah dalam rantai makanan. Semua organisme yang mengkonsumsi jenis makanan yang sama di dalam rantai makanan berada dalam tahap tropis yang sama. Jadi, tumbuhan (produsen utama) termasuk dalam tahap tropik yang pertama, herbivore (konsumen utama) termasuk dalam tahap tropik kedua, karnivore (konsumen sekunder) yang memakan herbivore termasuk dalam tahap tropik ketiga dan karnivore sekunder (konsumen tersier ), yakni yang memakan karnivore lain, termasuk dalam tingkat tropik keempat. Melalui rantai makanan, energi dalam bentuk makanan berpindah dari organisme-organisme dalam tahap tropik yang terakhir.
Konsep jaring makanan sangat diperlukan untuk memahami pentingnya memelihara keanekaan
4. Materi dan energi
dalam ekosistem materi akan mengalami daur, yang disebut sebagai daur materi. Sedangkan energi akan mengalami aliran, jadi ada aliran energi. Hukum yang sangat penting dalam daur materi dan aliran energi adalah hukum termodinamika, yaitu :
1. energi tidak dapat diciptakan atau dihancurkan, hanya mengalami transformasi. Hal ini yang dikenal dengan hukum kekekalan energi
2. Proses energi tidak pernah spontan, kecuali perombakan dari keadaan pekat menjadi encer. Proses transformasi energi tidak ada yang terjadi dengan 100% efisien
Hukum termodinamika erat hubungannya dengan hukum entropi, yakni semua perubahan yang menghasilkan energi adalah perombakan menjadi bentuk yang lebih sederhana, dan hal itu selalu berlangsung dengan efisiensi yang tidak pernah mencapai seratus persen, oleh karena itu selalu terjadi suatu kelebihan transformasi energi, Inilah yang berbentuk limbah.
Aliran energi merupakan proses ketika energi matahari beralih kedalam bentuk-bentuk lain (seperti panas, kimia, mekanis) dan dialirkan kedalam lingkungan, melalui bermacam-macam organisme di setiap tingkat tropik (dalam rantai makanan, dan akhirnya kembali ke lingkungan). Aliran energi di dalam lingkungan merupakan salah satu komponen fungsional utama yang melindungi ekosistem.
5. Keseimbangan
Ekosistem memiliki kemampuan untuk memelihara sendiri, mengatur sendiri serta mengadakan keseimbangan kembali. Kemampuan seperti ini juga merupakan kemampuan individual dari manusia atau mahluk hidup lainnya. Oleh karena itu dalam sistem kehidupan ada kecenderungan untuk melawan perubahan atau setidaknya ada usaha untuk berada dalam suatu keseimbangan (homeostatis)
6. Kelentingan
Suatu sistem akan memberikan tanggapan terhadap suatu gangguan, baik disengaja maupun tidak, sesuai dengan kelentingan (resilience) yang dimilikinya. Dalam suatu sistem dengan kelentingan yang besar, penyerapan gangguan tidak akan merubah stabilitas sistem itu, artinya sistem yang mengalami gangguan tersebut, tetap merupakan sistem semula. Sebaliknya sistem yang memiliki kelentingan kecil dengan gangguan yang sama besarnya, dapat berubah menjadi suatu sistem baru. Jadi kelentingan sebenarnya merupakan sifat suatu sistem yang memungkinkannya kembali pada stabilitas semula
7. Daya dukung dan strategi hidup
Daya dukung lingkungan (carrying capacity) adalah batas teratas dari pertumbuhan suatu populasi, diatas mana jumlah populasi tidak dapat didukung lagi oleh sarana, sumberdaya dan lingkungan yang ada.
- Berdasarkan strategi kehidupannya, ada mahluk yang mempunyai strategi hidup memperhatikan daya dukung lingkungan, dan akan menekan pertumbuhan populasinya apabila jumlahnya sudah mendekati kemampuan daya dukung lingkungannya. Ciri utama mahluk hidup yang demikian adalah yang mampu menyesuaikan diri dengan lingkungan sekitarnya.
- Sebaliknya ada mahluk yang mempunyai strategi hidup tidak mempedulikan batas daya dukung lingkungan, mereka berkembang biak menurut nalurinya, melampaui daya dukung, mengalami bencana kelaparan yang menyebabkan kematian masal, sehingga populasinya terpaksa turun di bawah kemampuan daya dukung lingkungannya. Demikian seterusnya sampai mungkin terjadi stabilitas di bawah batas daya dukung lingkungannya, walaupun stabilitas itu hanya akan terjadi sementara waktu.
