ilmu pengetahuan lingkungan

of 144 /144
hasil penyusunan terjemahan petikan-petikan dari buku : Environmental Science, The Way The World Works, Bernard J. Nebel & Richard T. Wright, PRENTICE HALL, Upper Saddle River New Jersey, 1998, sixth Edition, Environmental Science, Sustaining the Earth, G.Tyler Miller, Jr.,Wadsworth Publishing Company, Belmont - California, 1993, fourth edition Environmental Science, Living within the system of nature,Charles E. Kupchella & Margaret C. Hyland, Prentice Hall, Inc. , A Company of Simon & Schuster, Englewood Cliffs, NJ 07632 , 1993 , Februari 2000 ilmu pengetahuan lingkungan

Author: deni-febyansyah

Post on 27-Dec-2015

49 views

Category:

Documents


0 download

Embed Size (px)

TRANSCRIPT

  • hasil penyusunan terjemahan petikan-petikan dari buku :

    Environmental Science, The Way The World Works, Bernard J. Nebel & Richard T. Wright, PRENTICE HALL, Upper Saddle River New Jersey, 1998, sixth Edition,

    Environmental Science, Sustaining the Earth, G.Tyler Miller, Jr.,Wadsworth Publishing Company, Belmont - California, 1993, fourth edition

    Environmental Science, Living within the system of nature,Charles E. Kupchella & Margaret C. Hyland, Prentice Hall, Inc. , A Company of Simon & Schuster, Englewood Cliffs, NJ 07632 , 1993

    , Februari 2000

    ilmu pengetahuan lingkungan

  • Contents 1 Permasalahan Umum Lingkungan. ..................................................................................... 1

    1.1 Contoh kasus Interaksi Manusia dengan Lingkungan. ................................................ 1

    1.2 Kecenderungan Global. ............................................................................................... 2

    1.2.1 Pertumbuhan Populasi Manusia. .......................................................................... 3

    1.2.2 Degradasi Tanah................................................................................................... 4

    1.2.3 Perubahan Atmosfir Global.................................................................................. 5

    1.3 Hilangnya (berkurangnya) keragaman hayati (loss of biodiversity) ........................... 5

    1.4 Menatap Hari Yang Akan Datang. .............................................................................. 7

    1.5 Sustainable Development. ........................................................................................... 7

    1.6 Agenda 21. ................................................................................................................... 8

    1.7 Senarai. ........................................................................................................................ 9

    1.8 Tugas 1. ..................................................................................................................... 10

    2 Ecosystem : Unit of Sustainability. .................................................................................. 12

    2.1 Apakah yang dimaksud dengan Ecosystem. ............................................................. 12

    2.2 Ecosystem Structure. ................................................................................................. 23

    2.2.1 Biotic Structure. ................................................................................................. 23

    2.2.2 Abiotic Factors. .................................................................................................. 35

    2.2.3 Dose of Limiting Factor. .................................................................................... 39

    2.3 Implications for Humans. .......................................................................................... 40

    2.4 Senarai. ...................................................................................................................... 42

    2.5 Tugas 2. ..................................................................................................................... 44

    3 Principles of Ecosystem Sustainability ............................................................................ 46

    3.1 The First Principle of Ecosystem Sustainability. ...................................................... 46

    3.2 The Second Principle of Ecosystem Sustainability. .................................................. 47

    3.3 The Third Principle of Ecosystem Sustainability. ..................................................... 49

    3.4 The Fourth Principle of Ecosystem Sustainability. ................................................... 49

    3.5 Tugas 3. ..................................................................................................................... 50

    4 Ecosystem : What are they and How do they work ? ...................................................... 52

    4.1 Earths Life-Support Systems : An Overview ........................................................... 53

    4.2 Ecosystems : Types and Components. ...................................................................... 57

    4.3 Energy Flow in Ecosystems. ..................................................................................... 68

    4.4 Matter Cycling in Ecosystems. .................................................................................. 72

    5 Resources, Environmental Degradation and Pollution. ................................................... 84

    5.1 Resources and Environmental Degradation. ............................................................. 86

    5.2 Pollution. ................................................................................................................... 90

    5.3 Relationship among Population , Resources Use , Technology , Environmental

    Degradation , and Pollution.................................................................................................. 94

    6 Terutama terkait dengan Bab 2 dan Bab 4. ...................................................................... 99

  • 6.1 Sistem. ....................................................................................................................... 99

    6.2 Levels of organization in Nature and the Scope of Ecology. .................................... 99

    6.3 The Structure of Ecosystems. .................................................................................. 103

    6.4 Ecosystem Function................................................................................................. 105

    6.5 Photosynthesis, Respiration and Biosynthesis. ....................................................... 105

    6.6 Konsep-konsep untuk diingat (3, pp. 17-18). ......................................................... 110

    7 Matter and Energy Resources : Types and Concepts. .................................................... 111

    7.1 Science and Environmental Science. ....................................................................... 111

    7.2 Matter : Forms , Structure , and Quality. ................................................................. 113

    7.3 Energy : Types , Forms , and Quality. ..................................................................... 114

    7.4 Physical dan Chemical Changes and the Law of Conservation of Matter. ............. 122

    7.5 Nuclear Changes. ..................................................................................................... 123

    7.6 The First and Second Law of Energy. ..................................................................... 124

    7.7 Energy Efficiency and Net Useful Energy. ............................................................. 127

    7.8 Matter and Energy Laws and Environmental and Resources Problems.................. 131

    7.9 Energy in Ecosystem. .............................................................................................. 134

  • - Ilmu Pengetahuan Lingkungan

    hal. 1

    1 Permasalahan Umum Lingkungan.

    1.1 Contoh kasus Interaksi Manusia dengan Lingkungan.

    Yang ditunjukkan dalam Fig. 1.1. adalah rumah-rumah tradisional yang dibuat dari kayu dan

    dedaunan yang ada di hutan. Tempat tinggal tradisional yang demikian ini, walaupun

    merupakan tempat tinggal yang sederhana, telah cukup merupakan tempat berlindung, sesuai

    dengan keadaan iklim yang ada disana, yaitu disekitar hutan tropis dimana temperatur

    berkisar antara 240 C - 29

    0 C sepanjang tahun (1, p. 3).

    Tidak ada keran air yang terus mengalir ataupun WC ataupun pembuang air kotor, tidak ada

    listrik ataupun telepon, dan pula tidak ada toko ataupun pasar. Hutan tropis dan sungai

    menyediakan semua yang dibutuhkan : ikan, binatang buruan, buah-buah-an dan bahkan

    obat-obat-an. Masyarakat di tempat ini telah hidup dengan cara demikian ber-abad-abad,

    dan sangat mungkin akan pula demikian dalam abad-abad yang akan datang, sepanjang cara

    hidup mereka yang demikian ini tidak terganggu oleh : pengaruh peradaban modern, ekspansi

    penduduk, perusakan hutan, penambangan dan eksplorasi minyak (1, p. 4).

    Di tempat lain, manusia dalam perkembangan kehidupannya, menebangi pohon untuk

    keperluan pertanian dan bahan bangunan, bahkan membabat habis seluruh hutan. Tanpa akar

    tumbuhan, lahan yang dibersihkan ini tidak akan mampu menahan air, serta akan membawa tanah terbawa hanyut ke laut, membunuh ikan dan kerang yang ada di sekitar

  • - Ilmu Pengetahuan Lingkungan

    hal. 2

    pantai. Hamparan tanah yang tererosi akan menjadi keras dan kering pada saat tidak ada

    hujan (pada saat hari panas / musim kemarau) dan menjadi sangat kurang mendukung

    keberhasilan pertanian (1, p. 5).

    Dengan semakin berkurangnya hutan maka akan semakin rusak pula sumberdaya lahan dan

    sumberdaya air. Segala upaya untuk mengadakannya kembali , menjadikannya kembali

    menjadi seperti semula akan semakin sulit serta imbalan (revenue / pengembalian kapital)

    yang dapat diperoleh dari upaya yang dilakukan juga akan semakin sedikit. Setiap orang

    yang hidup sangat tergantung pada sistem lingkungan, untuk memenuhi kebutuhannya akan :

    energi, makanan, oksigen, air dan terolahnya limbah, namun masih banyak orang yang belum

    memahami implikasi tindakan-tindakannya terhadap lingkungan (1, p. 5).

    Haruslah disadari bahwa apa yang dikatakan sebagai kemajuan teknologi, adalah hal yang

    sangat jelas ikut mendukung terjadinya krisis lingkungan (1, p. 6).

    Walaupun kemajuan ekonomi telah memungkinkan banyak orang memiliki rumah, mobil,

    dan lain-lain kepemilikan lainnya, ada suatu masalah yang semakin nyata. Udara di dan di

    sekitar kota-kota menjadi kotor dan menggangu mata dan sistem pernafasan. Sungai-sungai

    dan pesisir semakin banyak dijejali sampah, limbah dan buangan-buangan bahan kimia.

    Pencemaran dan kontaminasi udara, lahan dan air yang demikian ini sangat berpengaruh

    merugikan terhadap sistem makhluk hidup (1, p. 7).

    Di awal keadaan dimana lingkungan mulai dipermasalahkan, yang terutama dipermasalahkan

    adalah : sumber permasalahan yang sangat spesifik dan jelas terlihat, dengan demikian

    sangat mudah untuk menunjuk apa dan siapa pencemar tersebut kemudian mengambil

    tindakan-tindakan yang dipandang perlu. Penanggulangan permasalahan relatif sangat jelas,

    seperti : buat bangunan pengolah limbah, pasang alat pengontrol polusi, hentikan penggunaan

    DDT ganti dengan pestisida yang lebih aman dll... . Sumber-sumber pencemar lingkungan

    yang mudah ditunjuknya semacam ini disebut sebagai point sources. Untuk point sources

    ini, teoritis, sangat mungkin untuk memperoleh perbaikan dengan membebankan segala

    perbaikan yang perlu kepada si Point-Sources tersebut. Namun, kemudian ternyata,

    disamping penangganan terhadap Point Sources seperti dimaksud diatas, penanganan

    terhadap apa yang disebut sebagai Diffuse Sources juga perlu dilakukan. Yang dimaksud

    dengan Diffuse Sources disini adalah : sumber-sumber pencemaran seperti mobil yang

    mengeluarkan CO2 , kebun dan lahan-lahan pertanian yang kelebihan pemakaian pupuk dan

    pestisida-nya terbawa aliran air, dll..... Walaupun kontribusi pencemaran yang dari setiap

    masing-masing-nya kecil, namun apabila polusi yang dihasilkan dari masing-masing ini

    dijumlahkan keseluruhannya, ternyata : banyak yang telah menunjukan angka-angka

    indikator tingkat pencemaran yang cukup berarti (1, p. 8).

    1.2 Kecenderungan Global.

    Terkait dengan lingkungan, ada empat kecenderungan global : (a). pertumbuhan populasi dan

    meningkatnya konsumsi per orang, (b) degradasi tanah, (c) perubahan atmosfir global, dan

    (d) hilangnya (berkurangnya) keragaman hayati (1, p. 9).

  • - Ilmu Pengetahuan Lingkungan

    hal. 3

    1.2.1 Pertumbuhan Populasi Manusia.

    Populasi manusia di dunia pada tahun 1998 adalah 6 milyar jiwa, yang dari 25 tahun

    sebelumnya telah bertambah sebanyak 2 milyar jiwa. Pertumbuhan populasi ini masih akan

    berlangsung dengan lebih cepat dibanding masa-masa sebelumnya, bertambah hampir 88 juta

    jiwa per tahunnya. Walaupun laju pertambahan penduduk berangsur-angsur melambat,

    populasi dunia pada tahun 2050 diprakirakan akan mencapai 10 milyar jiwa. Masing-masing

    orang akan mempunyai kebutuhan tertentu akan sumberdaya yang ada di dunia ini dan

    kebutuhan ini cenderung semakin besar menurut tingkat kemakmuran (1, p. 9).

    Sumberdaya-sumberdaya vital ditekan oleh kebutuhan ganda : populasi yang meningkat dan

    meningkatnya tingkat konsumsi per jiwa. Di mana-mana di dunia, kita saksikan : cadangan

    air tanah semakin tipis, terjadi degradasi tanah-tanah pertanian, penangkapan ikan di laut

    telah banyak yang melampaui batas, cadangan minyak bumi semakin menipis, hutan banyak

    yang ditebangi dengan kecepatan melebihi kemampuan untuk menumbuhkannya kembali (1,

    p. 10).

    Fig. 1-8, 1-p.10. Populasi dunia mulai tumbuh dengan cepat di awal tahun 1800-an dan telah berkembang 6 kali lipat dalam 200 tahun terakhir. Yang demikian ini berlanjut tumbuh hampir 88 juta jiwa per tahun.

  • - Ilmu Pengetahuan Lingkungan

    hal. 4

    Bagaimanakah dunia ini dapat mendukung populasi manusia yang diprakirakan akan menjadi

    dua kali lipat dalam 50 tahun mendatang, pada dimana pada saat yang bersamaan standar

    hidupnya-pun meningkat (1, p. 10).

    1.2.2 Degradasi Tanah.

    Tanah yang subur merupakan fondasi untuk dapat tumbuhnya tanaman dan produksi pangan.

    Yang sejauh ini masih berlangsung di seluruh dunia ini, banyak terjadi degradasi tanah akibat

    erosi, semak belukar berubah menjadi padang tandus, lahan-lahan beririgasi tanahnya

    menjadi mengandung kadar garam yang terlampau tinggi bagi dapat tumbuhnya tanaman,

    ketersediaan pasok air untuk irigasi menjadi semakin berkurang, dan berjuta hektar lahan

    pertanian terdesak oleh berbagai macam apa yang disebut sebagai pengembangan /

    pembangunan (1, p. 10)

    Fig. 1-10, 1-p.11 Kecenderungan temperatur global dari 1880 sampai 1995. Garis-

    dasar 0 memperlihatkan rata-rata global 1950-1980. Perhatikan efek pendinginan

    akibat letusan Mount Pinatubo pada tahun 1991. Temperatur global mulai terlihat naik

    lagi pada tahun 1995.

  • - Ilmu Pengetahuan Lingkungan

    hal. 5

    1.2.3 Perubahan Atmosfir Global.

    Dalam sejarahnya semula, polusi dipandang relatif merupakan masalah lokal, hanya sebatas

    bentang sungai, danau atau pantai tertentu, atau udara di suatu kota. Namun dewasa ini, para

    ilmuwan menganalisis polusi dalam skala global (dunia), dan yang telah menjadi

    kekhawatiran dan pusat perhatian diantaranya adalah : bahaya pemanasan global. Produk

    ikutan yang tak terhindarkan dari pembakaran bahan bakar fosil (bensin dan bahan bakar cair

    lainnya yang berasal dari minyak mentah, batubara dan gas alam) adalah karbon dioksida

    (CO2) (1, p. 10).

    Karbon dioksida merupakan komponen alami di lapisan atmosfir bawah disamping nitrogen

    dan oksigen. Bahan ini dibutuhkan tumbuhan untuk dapat berlangsungnya proses fotosintesa

    dan berperan penting dalam keseimbangan energy di muka bumi dan atmosfir. Karbon

    dioksida bersifat transparan terhadap cahaya yang berasal dari matahari, tapi menyerap energi

    inframerah (panas) yang di-radiasi-kan dari permukaan bumi, jadi menunda pelepasannya ke

    angkasa raya. Proses ini menghangatkan (lebih memanaskan) lapisan bawah atmosfir,

    dimana proses yang demikian ini disebut sebagai efek rumah kaca (greenhouse effect),

    Walaupun konsentrasi karbon dioksida berpersentasi kecil dalam atmosfir, perubahan kecil

    dalam volumenya akan berpengaruh terhadap temperatur (1, p. 10).

    Karena banyaknya jumlah bahan bakar fosil telah ter(di)bakar sejauh ini, kadar karbon

    dioksida didalam atmosfir telah meningkat dari 280 ppm (part per million), atau 0.028 %

    pada tahun 1900, menjadi lebih dari 370 ppm menjelang akhir abad XX (menjelang tahun

    2000). Kadar karbon dioksida meningkat rata-rata 4 % per tahun dan diprakirakan akan

    menjadi dua kalinya dalam abad mendatang. Kesimpulan dari Intergovernmental Panel on

    Climate Change (IPCC), yang dipublikasikan tahun 1995, menyatakan bahwa (1, p. 10) :

    Kegiatan umat manusia, termasuk pembakaran bahan bakar fosil ................... semakin

    meningkatkan konsentrasi greenhouses gases (gas-gas rumah kaca) dalam atmosfir.

    Perubahan ini .............. diproyeksikan akan merubah keadaan iklim regional maupun

    global, serta juga parameter-parameter yang terkait dengan iklim seperti : temperatur,

    presipitasi, kelembaban tanah dan muka laut.

    Fig. 1-10 memperlihatkan keadaan temperatur dari tahun 1980 sampai sekarang dan

    memberikan gambaran tentang kecenderungan pemanasan yang terjadi. Karbon dioksida

    dipandang sebagai penyebab dari hampir 60 % terjadinya kecenderungan pemanasan global

    (1, p. 10).

    1.3 Hilangnya (berkurangnya) keragaman hayati (loss of biodiversity)

    Bersamaan dengan meningkatnya populasi manusia yang demikian cepat, yang juga diiringi

    dengan konsumsinya yang meningkat, terjadi percepatan konversi (perubahan) hutan, lahan-

    lahan semak belukar dan lahan-lahan basah untuk pengembangan pertanian dan permukiman.

    Akibat yang tak terhindarkan adalah : terbasminya tumbuhan dan binatang liar yang

    bermukim hidup di habitat alami tersebut. Bila species yang terbasmi tersebut tidak terdapat

    di lokasi lain, maka perubahan habitat yang terjadi telah merupakan malapetaka yang

    memunahkan species tersebut. Polusi merubah habitat-habitat aquatis dan laut menghancurkan berbagai macam species yang menempati habitat-habitat tersebut. Juga,

    ratusan species binatang menyusui, reptil, binatang amfibi, ikan, burung, kupu-kupu, dan

    sejumlah tumbuhan yang jumlahnya tak terhitung di-eksploitasi untuk keuntungan-

  • - Ilmu Pengetahuan Lingkungan

    hal. 6

    keuntungan komersial, walaupun species-species tersebut dilindungi dengan hukum,

    perburuan, pembunuhan, dan pemasarannya masih terus berlangsung secara ilegal (1, p. 12).

    fig. 1-11, 1-p.12 The loss of biodiversity is serious problem. Record numbers of plant and animal species face extinctions. This photo shows massive clearing of tropical rainforest in Malaysia sugar plantations.

    Dunia dengan cepat kehilangan banyak species sebanyak 17 500 species per tahun menurut perkiraan, Istilah yang dipakai untuk menyebut keragaman total makhluk hidup (tumbuhan,

    binatang dan mikroba) yang mendiami planet adalah biodiversity (keragaman hayati).

    Kurang lebih 1.75 juta species telah teridentifikasi, namun para ilmuwan memperkirakan

    bahwa masih ada 100 juta species lagi yang belum teridentifikasi. Karena demikian

    banyaknya species belum teridentifikasi, jumlah yang tepat species yang punah hanyalah

    dapat diperkirakan. Pada saat ini hilang atau berkurangnya keragaman hayati berlangsung

    semakin cepat dengan semakin maraknya kejadian perubahan habitat, polusi (pencemaran)

    dan berbagai macam bentuk tekanan untuk berbagai kepentingan eksploitasi (1, p. 12).

    Mengapa hilangnya (berkurangnya) keragaman hayati demikian kritis ? Di satu sisi, seluruh

    tumbuhan dan binatang domestik yang dipakai dalam pertanian berasal dari species liar, dan

    kita masih memerlukan pemasukan gen dari species liar kedalam species-species domestik

    agar species domestik tetap produktif dan lebih mampu bertahan terhadap berbagai kondisi.

    Di sisi yang lainnya, antara tahun 1959 s.d. 1980, 25 % obat-obat-an bahan dasarnya adalah

    dari berbagai tumbuhan. Keragaman hayati merupakan landasan utama dapat hidup, tumbuh

    dan berkembangnya dunia tanaman pertanian dan obat-obat-an. Hilang atau berkurangnya

    keragaman hayati akan berpengaruh besar terhadap hidup, tumbuh dan berkembangnya dunia

    tanaman pertanian dan obat-obat-an. Keragaman hayati merupakan faktor kritis dalam

    memelihara keseimbangan sistem alam dan memungkinkan terjadinya suatu perbaikan

  • - Ilmu Pengetahuan Lingkungan

    hal. 7

    kembali setelah terjadinya kerusakan seperti terjadinya kebakaran atau meletusnya gunung

    berapi (1, p. 12).

    1.4 Menatap Hari Yang Akan Datang.

    Semakin banyak orang dalam langkah-langkah hidup ini (baik sebagai ilmuwan, ekonom,

    pebisnis, pemimpin dunia, ataupun juga sebagai akhli lingkungan profesional) menyadarkan

    bahwa : kecenderungan global yang diuraikan diatas adalah not sustainable. Pikiran sehat

    menyatakan bahwa kecenderungan ini seluruhnya dalam perjalanan yang saling berbenturan,

    tidak hanya dengan kebutuhan manusiawi dasar, namun juga dengan sistem-sistem mendasar

    yang fungsinya menjaga planet kita tetap sebagai tempat hidup yang memberikan

    kenyamanan. Planet yang ada batasnya ini tak akan mampu menampung tambahan hampir

    90 juta jiwa per tahunnya, dan juga tidak dapat mentolerir berbagai bentuk kehilangan tanah,

    perubahan atmosfir, kepunahan berbagai species, serta semakin menipisnya sumberdaya air

    yang berlangsung sejauh ini, tanpa menjurus pada satu keadaan dimana sumberdaya yang ada

    menjadi tidak lagi memadai untuk mendukung kehidupan populasi manusia (1, p. 13).

    Environmentalist yakin bahwa dewasa ini ada yang berbeda dibanding dengan yang ada di

    saat-saat yang lampau, yaitu : (a) tekanan terhadap lingkungan terus semakin besar lebih

    cepat dari yang terjadi sebelumnya, (b) kita telah sampai pada situasi dimana pemecahan

    dengan (kemajuan) teknologi telah sampai pada batas maksimumnya (1, p. 14).

    Dengan teknologi, manusia telah melakukan mekanisasi pertanian, meng-irigasi lahan kering,

    menambahkan pupuk kimia kedalam tanah, mengembangkan varietas tanaman baru yang

    lebih produktif, meningkatkan hasil tangkapan ikan dengan metoda-metoda baru

    penangkapan ikan. Environmentalist melihat suatu kenyataan bahwa semua teknik-teknik

    ini telah semakin mendekati potensi maksimalnya, sebagai contoh : karena ketersediaan air

    yang semakin terbatas (dibanding dengan jumlah manusia yang semakin bertambah dan

    jumlah air yang telah dimanfaatkan, perubahan pola iklim, dll...) irigasi akan menjadi

    semakin sulit atau tidak lagi dapat dikembangkan atau diperluas, tidak lagi dapat (akan

    semakin sulit) dijumpai varietas unggul yang hasilnya dua kali lipat dari telah ada sekarang,

    telah banyak tempat penangkapan ikan yang ikannya telah semakin berkurang (telah

    overfished), dst...... Telah nampak kecenderungan bahwa tingkat produksi per kapita menjadi

    leveling off dan bahkan menurun (1, p. 14).

    Para environmentalist menyatakan bahwa : sama sekali bukanlah maksud mereka

    mengecilkan arti kapasitas orang untuk berkiprah dalam kemajuan teknologi, namun ingin

    mengingatkan bahwa : optimisme yang berlebihan dan berjuang habis-habisan memajukan

    teknologi, disamping, tak dapat dipungkiri, menghasilkan berbagai macam kemajuan, namun

    juga menjuruskan kita semua ke jurang malapetaka (1, p. 14).

    1.5 Sustainable Development.

    Suatu sistem atau proses dikatakan sustainable bila sistem atau proses tersebut secara terus

    menerus berkesinambungan dalam waktu yang tak terbatas sumberdaya material dan energi

    yang diperlukannya untuk tetap beroperasi atau berfungsi tidak pernah semakin berkurang.

    Istilah sustainable pertama kali dipakai dalam kaitannya dengan gagasan sustainable yield

    dalam berbagai upaya manusia seperti misalnya dalam usaha kehutanan dan perikanan.

    Pepohonan, ikan, dan species biologis lainnya diupayakan untuk mungkin tumbuh dan

    berkembang biak dengan laju lebih cepat dibanding dengan yang dibutuhkan, dengan maksud

    agar populasi-nya tetap terjaga secara seimbang (1, p. 14).

  • - Ilmu Pengetahuan Lingkungan

    hal. 8

    Dengan upaya seperti yang diuraikan diatas, dimungkinkan untuk memanen sejumlah

    persentase tertentu pepohonan atau ikan dalam setiap tahun tanpa semakin membuat luas

    hutan semakin berkurang atau populasi ikan dibawah suatu angka dasar tertentu. Sepanjang

    jumlah yang dipanen tetap dalam batas kapasitas populasi yang dipanen untuk tumbuh dan

    mengganti yang hilang dengan sendirinya, praktek pemanenan dapat terus dapat dilakukan

    sampai kapanpun. Cara pemanenan yang demikian ini dikatakan sustainable yield. Akan

    menjadi nonsustainable bila laju penebangan dan penangkapan yang dilakukan telah

    melampaui laju kemampuan species yang ditebang atau ditangkap untuk tumbuh kembali dan

    berkembang biak. Konsep sustainable yield juga berlaku untuk kasus pasok air tawar,

    eksploitasi lahan, dan kemampuan sistem alam seperti atmosfir atau sungai untuk menyerap

    pollutant (bahan yang mencemari) tanpa menjadi rusak. Kecenderungan global yang

    disebutkan dalam sub bab 1.2. , ke-empat-empat-nya dapat dilihat sebagai contoh-contoh

    yang menuju keluar batas sustainable yield , ke-empat hal tersebut tidak sustainable. (1, p. 14).

    Mengembangkan konsep sustainability lebih lanjut, kita dapat menyebut masyarakat yang

    sustainable (sustainable society) sebagai suatu masyarakat yang, dari satu generasi ke

    generasi selanjutnya, tidak pernah mengalami keadaan semakin menipis atau semakin

    habisnya berbagai sumberdaya dasar yang ia butuhkan akibat dari terlampauinya (akibat

    kegiatan mereka) ambang batas sustainable yields, dan juga tidak menghasilkan pollutants

    (bahan-bahan yang mencemari) lebih banyak dari kemampuan (kapasitas) alam untuk

    menyerap , menetralisir , dan/atau menguraikan -nya (1, p. 14).

    Dalam pengertian tradisional, kita mungkin masih mengartikan kata development (

    pengembangan / pembangunan ) identik dengan pembabatan bersih areal alami agar tersedia

    ruang untuk lebih banyak pusat perbelanjaan, jalur-jalur perumahan, atau tanah-tanah untuk

    pertanian, suatu proses yang telah sangat jelas non-sustainable untuk kurun waktu jangka

    panjang. Kita perlu memikirkan development ( pengembangan / pembangunan ) dalam

    pengertian yang lebih luas yang memperhatikan prinsip-prinsip sustainability (1, p. 16).

    Konsep sustainable development haruslah tidak di-sama-arti-kan dengan gagasan kembali ke

    status kebudayaan primitif hidup harmonis dengan alam karena hidup yang demikian ini pada kenyataannya melibatkan penderitaan, ke-tidak-nyaman-an, kesakitan, tingkat kematian

    bayi yang tinggi, dan usia kematian yang lebih dini (1, p. 16).

    1.6 Agenda 21.

    Agenda 21 adalah dokumen resmi yang di-tanda-tangan-i oleh pemimpin-pemimpin dunia

    yang mewakili 98 persen negara-negara di dunia pada United Nations Earth Summit

    (Konferensi Tingkat Tinggi Dunia Perserikatan Bangsa-bangsa) yang diselenggarakan di Rio

    de Janeiro, Brazil, pada bulan Juni tahun 1992. Yang tertulis dibawah ini adalah petikan

    dari versi singkatan yang dibuat oleh Daniel Sitarz (Agenda 21, Boulder, CO : Earth Press,

    1993, pp. 1-5) (1, p. 15) :

    Agenda 21 adalah dokumen harapan yang pertama dan terpenting ...............

    Dokumen ini merupakan rencana global utama untuk memerangi dan mengatasi

    masalah-masalah ekonomis dan ekologis di akhir abad ke 20. Dokumen ini

    menyajikan cetak biru yang komprehensif untuk kemanusiaan untuk dapat menempa

    jalannya kehidupan (kelakuan) manusia menuju abad yang akan datang dengan

    berkelakuan lebih halus terhadap dunia ....................

    Kemanusiaan sedang di persimpangan jalan menghadapi suatu konsekuensi yang

    sangat besar , yang tidak pernah dihadapi dalam peradaban manusia sebelumnya

  • - Ilmu Pengetahuan Lingkungan

    hal. 9

    serangkaian permasalahan se-kritis seperti yang dihadapi dewasa ini. Sebagaimana

    menakutkan dan mengisyaratkan serta sebagaimana yang dirasakan, yang

    terpancang adalah : masalah kebertahanan hidup global umat manusia di dunia ini.

    ..............suatu kenyataan yang dengan cepat berakumulasi adalah pengaruh manusia

    terhadap alam telah sampai pada suatu titik dimana kekuatan-kekuatan alam akan

    segera menjadi kewalahan. Hanya baru-baru saja penduduk bumi mulai menyadari

    seriusnya bahaya yang mungkin timbul sebagai akibat dari berbagai tindakan

    manusia di planet kita ini..................... Para Ilmuwan di seluruh dunia, di setiap

    negara di bumi ini, sedang men-dokumentasi-kan bahaya-bahaya yang akan timbul

    bila mengabaikan ketergantungan kita terhadap dunia alami........... Untuk pertama

    kalinya dalam sejarah, kemanusian harus menghadapi risiko akibat perusakan /

    kerusakan fondasi-fondasi hidup di dunia yang dilakukan secara tidak sengaja oleh

    manusia itu sendiri................

    Agenda 21 bukanlah dokumen yang sifatnya statis. Dokumen ini merupakan suatu

    rencana tindak (plan of action). Dokumen ini dimaksudkan dapat menjadi

    instrument yang diteruskan (diwariskan) untuk dapat menjadi panduan

    pengembangan dunia dengan cara yang sustainable ..................Dokumen ini

    didasarkan pada pemikiran bahwa pengembangan dunia yang sustainable bukanlah

    satu pilihan sederhana : ini adalah suatu kebutuhan (persyaratan) suatu kebutuhan yang bebannya bertambah berat akibat keterbatasan alam untuk meredam hukuman

    yang timbul akibat manusia telah melakukan kesalahan terhadapnya. Agenda 21

    juga didasarkan pada pemikiran bahwa pengembangan dunia yang sustainable

    sepenuhnya masih mungkin dilakukan.

    Tujuan utama Agenda 21 adalah untuk menghentikan dan memperbaiki kerusakan

    lingkungan didalam planet kita ini dan untuk menggalakkan pengembangan yang

    secara ke-lingkungan-an layak (baik) dan sustainable di seluruh negara yang ada di

    bumi. Dokumen ini merupakan cetak biru untuk tindakan di seluruh wilayah yang

    terkait dengan pengembangan yang sustainable planet kita memasuki abad 21 .....

    Termasuk didalamnya upaya nyata dan insentif untuk meredam dampak terhadap

    lingkungan bangsa-bangsa industrialis, revitalisasi pengembangan di negara sedang

    berkembang, penghapusan kemiskinan di seluruh dunia dan pen-stabil-an tingkat

    populasi manusia.

    Agenda 21 menyajikan banyak sekali kesempatan. Tersedia saran-saran untuk

    pengembangan industri baru, pelopor teknologi-teknologi inovatif, pengembangan

    teknik-teknik yang segar, dan tatanan perdagangan baru.

    Berbagai pertemuan yang melibatkan para pemimpin baik organisasi pemerintah maupun

    bukan pemerintah terus berlanjut diselenggarakan di seluruh dunia untuk mengembangkan,

    menghaluskan, dan menerapkan strategi untuk memerangi permasalahan-permasalahan

    lingkungan dunia. Lambat laun mulai dimengerti bahwa isu-isu kemiskinan, pertambahan penduduk, pengembangan industri, semakin berkurangnya sumberdaya alam dan perusakan

    lingkungan, kesemuanya sangat erat saling terkait (1, p. 15).

    1.7 Senarai.

    menurut 1, pp. 667 687.

    cell respiration (respirasi sel). Proses kimia yang terjadi di seluruh sel yang hidup dimana

    senyawa-senyawa organik dipecah untuk dapat menghasilkan energi yang diperlukan untuk

  • - Ilmu Pengetahuan Lingkungan

    hal. 10

    berbagai proses hidup. Tumbuhan dan binatang membutuhkan oksigen untuk dapat

    berlangsungnya proses serta mengeluarkan karbon dioksida dan air sebagai produk buangan.

    cellulose (selulosa). Molekul makro organis yang merupakan bahan pembentuk utama

    dinding-dinding sel tumbuhan, merupakan molekul-molekul utama dalam kayu, produk-

    produk kayu, dan katun.

    fosil fuels (bahan bakar fosil). Suatu sumber energi, terutama minyak mentah, batu bara dan

    gas alam, yang bersumber dari produksi prasejarah fotosintetik bahan-bahan organik.

    glucose (glukosa). Bentuk sederhana gula, yang merupakan produk utama proses

    fotosintesis, yang merupakan bahan pembentuk dasar selulosa dan zat tepung dan juga

    merupakan bahan bakar utama pelepasan energi melalui respirasi sell baik pada tumbuhan maupun binatang.

    photosynthesis (fotosintesis). Proses kimia yang berlangsung umumnya pada bagian-bagian

    hijau tumbuhan (chlorophyll) pada mana energi cahaya dipakai untuk menghasilkan glukosa

    (glucose) dari karbon dioksida dan air (+ nutrient) . Pada saat proses ini berlangsung

    dihasilkan oksigen sebagai produk ikutan.

    pollutant. Suatu bahan yang keberadaannya mencemari udara, tanah atau air.

    pollution (polusi). Pencemaran udara, air atau tanah oleh suatu material atau panas.

    ppm (part per millions). Istilah yang sering kali dipakai untuk menyatakan konsentrasi

    (kadar kandungan sesuatu dalam fluida (zat cair atau gas), yaitu jumlah satuan suatu

    bahan/zat yang terdapat dalam setiap satu juta satuan fluida dimaksud. Sebagai contoh : bila

    5 gram fosfat terdapat dalam 5 juta gram (5 ton) air, maka konsentrasi fosfat yang terdapat

    dalam air = 1 ppm.

    sediment (sedimen). Partikel tanah, yang disebut sebagai : pasir, silt dan lempung, yang

    terbawa aliran air, yang kemudian mengendap di suatu tempat. Karena laju pengendapan

    sifatnya khas untuk setiap jenis partikel tanah, maka endapan-endapan yang terbentuk

    umumnya murni pasir, silt atau lempung.

    sedimentation (sedimentasi). Proses terisinya danau, reservoir (waduk), alur-alur aliran,

    dll.. oleh partikel-partikel tanah. Partikel-partikel tanah ini menjadi ada karena adanya

    erosi, yang umumnya sebagai akibat dari praktek-praktek konservasi lahan yang buruk dan

    tidak memadai dalam kegiatan pertanian, pertambangan, dan/atau pembangunan.

    1.8 Tugas 1.

    1. Sebutkan kemungkinan dampak penebangan pohon dalam jumlah besar di hutan !

    2. Jelaskan mengapa kemajuan teknologi sangat jelas ikut mendukung terjadinya krisis lingkungan !

    3. Berikan contoh point sources dan diffuse sources pencemaran lingkungan !

    4. Terkait dengan kondisi lingkungan dunia, sebutkan kecenderungan global permasalahan yang ada dewasa ini !

    5. Jelaskan mengapa ledakan pertambahan jumlah penduduk diperkirakan akan menjadi suatu permasalahan yang meresahkan !

    6. Apa yang dimaksud dengan degradasi tanah dan apa penyebabnya ?

  • - Ilmu Pengetahuan Lingkungan

    hal. 11

    7. Apa yang dimaksud dengan greenhouse effect dan apa penyebabnya ?

    8. Mengapa keragaman hayati dipandang sebagai sesuatu yang perlu dipertahankan ?

    9. Hal apa yang diyakini enviromentalist kondisinya dewasa ini berbeda dengan kondisinya di masa lalu ? Jelaskan !

    10. Apa yang dimaksud dengan leveling off ?

    11. Jelaskan pengertian kata sustainable ?

    12. Jelaskan pengertian kata sustainable yield ?

    13. Apakah yang dimaksud dengan sustainability ? , jelaskan jawaban anda !

    14. Apakah yang dimaksud dengan sustainable society ?

    15. Jika ingin mencapai kondisi hidup yang sustainable apakah kita harus kembali hidup seperti orang-orang zaman dulu yang hidup praktis tidak merusak alam, jelaskan jawaban anda !

    16. Apakah pembabatan bersih areal alami agar tersedia ruang untuk lebih banyak pusat perbelanjaan, jalur-jalur perumahan, atau tanah-tanah untuk pertanian termasuk dalam

    apa yang disebut sebagai kegiatan pembangunan ?

    17. Sehubungan dengan yang dinyatakan dalam soal no. 17, adakah sesuatu yang salah ?, jelaskan jawaban anda !

    18. Untuk dapat terwujudnya masyrakat yang sustainable , apakah persyaratan pokok yang terlebih dahulu harus terpenuhi ? , jelaskan jawaban anda !

    19. Benarkah konsep kunci untuk masa datang adalah sustainability ?, jelaskan jawaban anda !

    20. Apakah yang diharapkan dapat diperangi dan diatasi Agenda 21 ?

    21. Sebutkan harapan-harapan lain selain yang dimaksud dalam soal no. 20 yang terkandung dalam Agenda 21

    22. Hasil-hasil apakah yang diharapkan Agenda 21

    23. Hal, keadaan, atau masalah apakah yang me-latar-belakang-i (memacu) adanya (lahirnya) Agenda 21 ?

    24. Agar apa yang diharapkan dalam Agenda 21 dapat terwujud, menurut hemat anda, tindak-lanjut apa sajakah yang perlu dilakukan ?

    25. Bila dikatakan : kemiskinan, pertambahan penduduk, pengembangan industri, semakin berkurangnya sumberdaya alam dan perusakan lingkungan, kesemuanya

    sangat erat saling terkait , benarkah menurut anda pernyataan ini, jelaskan jawaban anda !

  • - Ilmu Pengetahuan Lingkungan

    hal. 12

    2 Ecosystem : Unit of Sustainability.

    2.1 Apakah yang dimaksud dengan Ecosystem.

    Sekelompok tumbuhan, binatang, dan mikroba yang kita amati pada saat kita melakukan

    studi di hutan, padang rumput, kolam, terumbu karang alami atau area yang belum terganggu

    lainnya disebut sebagai lapangan biota (bio = hidup) atau biotic community (komunitas

    biotik). Bagian tumbuhan dari komunitas biotik adalah semua vegetasi, mulai dari pohon

    besar sampai lumut mikroskopis. Bagian binatang dari komunitas biotik adalah semua jenis

    binatang mulai dari binatang menyusui, burung-burung, segala jenis reptil, dan bintang

    amfibi, sampai pada cacing tanah, dan serangga kecil. Mikroba terdiri dari berbagai macam

    bakteri mikroskopis, jamur dan protozoa. Jadi dapat juga dikatakan bahwa komunitas biotik

    (biotic community) terdiri dari komunitas tumbuhan (plant community), komunitas binatang

    (animal community),dan komunitas mikroba (microbial community) (1, p. 24).

    Jenis khusus komunitas biotik yang kita saksikan di suatu areal tertentu, sebagian besar,

    ditentukan keberadaannya oleh faktor faktor abiotik (abiotic factors), seperti misalnya jumlah

    air atau kelembaban yang ada, temperatur, salinitas, dan jenis tanah. Kondisi-kondisi

    abiotik ini mendukung dan membatasi keberadaan suatu komunitas tertentu. Sebagai contoh

    : kurangnya kelembaban akan menghambat pertumbuhan kebanyakan species tumbuhan,

    namun mendukung pertumbuhan species tertentu. Lahan dengan kelembaban yang cukup

    dan temperatur yang cocok mendukung keberadaan hutan. Adanya air merupakan faktor

    utama yang dapat mendukung komunitas aquatik (1, p. 24).

    Langkah awal dalam melakukan investigasi komunitas abiotik adalah menyusun katalog

    seluruh species yang ada. Yang dimaksud dengan species adalah berbagai jenis tumbuhan,

    binatang dan mikroba. Masing-masing species terdiri dari individu-individu yang

    mempunyai kesamaan yang kuat dalam penampilan satu sama lainnya, dan sangat dapat

    dibedakan dari kelompok lainnya. Kesamaan dalam penampilan mencerminkan hubungan

    genetik yang sangat erat. Definisi species adalah keseluruhan populasi yang apabila

    dipertemukan antara satu dengan yang lainnya menjadi dapat berkembang biak dan

    menghasilkan keturunan yang subur. Dalam hal species berbeda, pertemuan antara satu

    dengan lainnya umumnya tidak menjadikan berkembang biak, ataupun kalaupun yang

    menjadi berkembang biak, tidak dihasilkan keturunan yang subur (1, p. 24).

    Dalam membuat katalog species dalam suatu komunitas, masing-masing species dicirikan

    oleh populasi tertentu, yaitu dengan sejumlah tertentu individu-individu yang dengan

    kebersamaannya membentuk kelompok berkembang biak. Istilah populasi dipakai untuk

    menyatakan sekelompok individu-individu dari species tertentu yang hidup di suatu areal

    tertentu, sedangkan species menyatakan individu-individu dari jenis tertentu, walaupun

    individu-individu tersebut dapat saja berada pada populasi dan tempat yang berbeda

    (1, p. 24).

    Dalam keragaman species dan komunitas yang luar biasa, sangat menarik, bahwa species

    dalam suatu komunitas tergantung pada dan saling mendukung antara satu dan lainnya dalam

    berbagai macam cara. Binatang tertentu tidak akan ada kecuali bila di tempat tersebut ada

    tumbuhan tertentu dengan tumbuhan mana menjadi tersedia makanan dan tempat berlindung.

    Komunitas tumbuhan mendukung (atau membatasi dengan ke-tidak-ber-ada-an-nya)

    komunitas hewan (binatang). Selain itu setiap species tumbuhan dan binatang beradaptasi

    (menyesuaikan diri) untuk dapat menghadapi faktor-faktor abiotik yang ada di tempat

    tersebut. Sebagai contoh, setiap species yang hidup di daerah beriklim dingin, dengan

    berbagai macam cara akan menyesuaikan diri untuk dapat bertahan terhadap musim dingin

  • - Ilmu Pengetahuan Lingkungan

    hal. 13

    dimana didalamnya terdapat periode dengan temperatur beku. Populasi yang terdiri dari

    berbagai macam species dalam suatu komunitas biotik secara terus menerus saling

    berinteraksi satu sama lainnya dan juga dengan lingkungan abiotik-nya (1, p. 24).

    Semua yang diuraikan diatas membawa kita ke konsep ecosystem. Ecosystem adalah :

    gabungan komunitas biotik (biotic community) dan kondisi abiotik didalam mana anggota

    komunitas biotik hidup, termasuk didalamnya : cara-cara populasi berinteraksi satu dengan

    lainnya dan juga dengan lingkungan abiotik-nya untuk berkembang biak dan menghidupkan

    terus menerus keberadaan perkelompokan secara keseluruhan. Dalam satu kata, suatu

    ecosystem adalah perkelompokan tumbuhan, satwa (binatang), dan mikroba yang berinteraksi

    diantara masing-masing-nya dan dengan lingkungannya sedemikian rupa, menghidupkan

    terus menerus keberadaan perkelompokannya Untuk keperluan suatu studi, ecosystem,

    kurang lebih, dapat dipandang sebagai komunitas biotik khusus (yang dapat terbedakan dari

    yang lainnya) yang hidup di suatu lingkungan tertentu. Jadi, suatu hutan, suatu padang

    rumput atau belukar, suatu lahan basah, suatu tanah rawa, suatu kolam, pesisir atau terumbu

    karang, satu-per-satu-nya dengan species-nya masing-masing dengan suatu lingkungannya

    yang tertentu, dapat di-studi sebagai suatu distinct ecosystem (khusus, dapat terbedakan dari

    yang lainnya) (1, pp. 24-25).

    Karena tidak ada suatu organisme (organism) yang dapat hidup terpisah dari lingkungannya

    atau terpisah dari interaksi-interaksi dengan species lainnya, maka ecosystem adalah : the

    functional units of sustainable life on earth (satuan-satuan fungsional kehidupan yang

    sustainable dalam dunia ini) (1, p. 25).

    Ilmu Ekologi (The Science of Ecology) adalah ilmu yang mempelajari ecosystem dan

    interaksi-interaksi yang terjadi antar organisme dan antara organisme-organisme dengan

    lingkungannya yang terdapat didalam ecosystem (1, p. 25).

    Dalam usaha membuat suatu pengelompokan dunia kehidupan menjadi macam-macam

    ecosystem, investigasi-investigasi yang telah dilakukan telah sampai pada kesimpulan bahwa

    : jarang sekali terdapat satu batas yang jelas nyata antara satu ecosystem yang satu dengan

    yang terdapat berdampingan dengannya, suatu ecosystem tidak pernah secara total terisolasi

    dari yang lainnya. Banyak species akan menempati (dan oleh karenanya menjadi bagian

    dari) dua atau lebih ecosystem pada saat yang bersamaan. Atau, ecosystem tersebut akan

    berpindah dari satu ecosystem yang satu ke ecosystem yang lainnya , seperti misalnya dalam

    kasus burung-burung yang mempunyai kebiasaan ber-migrasi. Dalam berpindah dari satu

    ecosystem ke lainnya, dapat teramati bahwa hanya pengurangan lambat laun dalam populasi

    dari suatu komunitas biotik dan suatu kenaikan populasi di ecosystem yang berbatasan.

    Suatu ecosystem dapat beralih menjadi ecosystem berikutnya melalui suatu transitional

    region yang dikenal sebagai ecotone, dimana didalamnya berbaur bermacam species dan

    karakteristik dari dua ecosystem yang saling berbatasan (1, p. 25).

    Ecotone yang terletak diantara dua ecosystem juga dapat memiliki kondisi-kondisi yang unik

    yang mendukung species-species tumbuhan atau binatang yang distinctive

    (berbeda/terbedakan dari yang lainnya). Tinjau, sebagai contoh, areal rawa yang sering kali

    terbentuk diantara permukaan air terbuka di danau dan lahan kering (Fig. 2-3) (1, pp. 25-26).

  • - Ilmu Pengetahuan Lingkungan

    hal. 14

    Apa yang terjadi di satu ecosystem dapat dipastikan akan berpengaruh terhadap ecosystem

    yang lain. Sebagai contoh, hilang dan menciutnya hutan-hutan telah mengacaukan jalur-

    jalur migrasi dan berakibat penurunan drastis populasi burung-penyanyi tertentu di Amerika

    Utara. Apakah hilangnya jenis burung ini akan berpengaruh terhadap ecosystem-ecosystem

    yang lainnya ? (1, p. 26).

    Ecosystem-ecosystem yang serupa atau berhubungan sering kali dikelompokkan bersama

    membentuk jenis-jenis utama kelompok ecosystem yang kemudian disebut sebagai biomes.

    Hutan hujan tropis, padang rumput/belukar, dan gurun adalah contoh-contoh-nya.

    Sementara lebih luas dari suatu ecosystem dalam lebar dan kompleksitasnya, suatu biome

    pada dasarnya masih suatu komunitas biotik tertentu yang didukung dan dibatasi oleh faktor-

    faktor lingkungan abiotik tertentu. Nama-nama dan uraian ringkas dari beberapa major

    terrestrial biomes (biomes utama terrestrial, terrestrial = berkaitan dengan bumi) dapat dilihat

    dalam lembar halaman ( no. halaman perlu dikoreksi) 18 , 19 , 20. Distribusinya di se-

    entero dunia sebagai konsekuensi faktor-faktor abiotik (klimatik) diperlihatkan dalam Fig. 2.4

    (1, p. 26).

    Lagi-lagi, sebenarnya secara umum tidak ada batas yang tegas diantara satu biome dengan

    biome yang lainnya, namun beralih ke yang selanjutnya melalui region-region transisi. Lagi

    Fig. 2-2, 1, p. 25. Ecosystem tidak terisolasi satu dengan lainnya. Satu ecosystem berbaur dengan ecosystem yang berbatasan dengannya dalam suatu transitional region, yang disebut sebagai ecotone , dimana terdapat banyak species yang terdapat di kedua ecosystem yang

    berbatasan tersebut.

  • - Ilmu Pengetahuan Lingkungan

    hal. 15

    pula, sebenarnya tidak ada kesepakatan umum diantara ecologist, apakah jenis tertentu

    ecosystem harus dimasukkan ke dalam satu biome utama ataukah dimasukkan kedalam

    biome tersendiri. Oleh karenanya, sangatlah mungkin ada peta serupa Fig. 2-4 yang

    menggambarkan lebih banyak atau lebih sedikit biomes (1, p. 26).

    Serupa seperti yang diuraikan diatas, terdapat banyak sekali macam aquatic ecosystem dan

    wetland ecosystem yang terutama ditentukan oleh kedalaman, salinitas, dan ke-permanen-an

    air., dimana beberapa diantaranya dapat dilihat dalam lembar halaman ( no. halaman perlu

    dikoreksi) 21 , 22 ,23. Kemudian terdapat bermacam-macam marine (ocean) ecosystem

    yang ditentukan oleh kedalaman, tekstur dasar (lumpur s.d. lapisan batu), dan tingkat

    kandungan nutrient, dan juga temperatur air. Jadi, marine (ocean) ecosystem lebih

    ditentukan faktor-faktor lingkungan fisik di lokasi-nya dibanding oleh faktor-faktor klimatik

    umum seperti dalam kasus terrestrial biomes. Oleh karenanya, lebih sering disebut sebagai

    marine environment dibanding disebut sebagai marine biomes. (1, pp. 26-27).

    Bagaimanapun kita memilih untuk mengelompokkan dan menamai berbagai ecosystem yang

    ada, yang terpenting untuk disadari adalah semua ecosystem-ecosystem tersebut tetap saling

    terkait (interconnected) dan saling tergantung (interdependent). Terrestrial biomes saling

    dikaitkan satu sama lain dengan aliran sungai yang ada di lingkungan mereka dan oleh

    binatang-binatang yang mempunyai kebiasaan berpindah (migrating animals). Sediments dan

    nutrients yang terhanyutkan dari lahan-lahan di daratan dapat memberi makan atau dapat pula mencemari laut. Burung-burung laut dan binatang-binatang menyusui menghubungkan

    lautan dengan daratan, dan seluruh biomes berbagi atmosfir dan siklus air yang sama (1, p. 27).

    Fig. 2-3, 1, p. 26. Suatu ecotone dapat membentuk habitat yang unik dimana bermukim

    species-species khusus yang tidak dijumpai ecosystem yang berbatasan dengannya.

  • - Ilmu Pengetahuan Lingkungan

    hal. 16

    Semua species yang ada di dunia ini dan lingkungan-lingkungan-nya dapat dilihat sebagai

    satu ecosystem yang sangat besar yang disebut sebagai biosphere. Walaupun ecosystem-

    ecosystem lokal merupakan satuan-satuan sustainability yang individual, semua ini saling

    terkait membentuk biosphere.

  • - Ilmu Pengetahuan Lingkungan

    hal. 17

  • - Ilmu Pengetahuan Lingkungan

    hal. 18

  • - Ilmu Pengetahuan Lingkungan

    hal. 19

  • - Ilmu Pengetahuan Lingkungan

    hal. 20

  • - Ilmu Pengetahuan Lingkungan

    hal. 21

  • - Ilmu Pengetahuan Lingkungan

    hal. 22

  • -

    Ilmu Pengetahuan Lingkungan

    hal. 23

    2.2 Ecosystem Structure.

    Struktur berkenaan dengan bagian-bagian dan cara seluruh bagian-bagian tersebut menjadi

    terpadu. Ada dua aspek kunci untuk seluruh ecosystem : biota atau komunitas biotik dan

    faktor-faktor lingkungan abiotik. Cara berbagai katagori organisme menjadi satu paduan

    disebut sebagai biotic structure (struktur biotik) (1, p. 27).

    2.2.1 Biotic Structure.

    Bagaimanapun keragaman ecosystem-ecosystem yang ada, semuanya mempunyai kesamaan

    struktur biotik, ditinjau dari saling keterkaitan makan-memakan (feeding relationship)

    (1, pp. 27-28).

    Katagori Organisme.

    Katagori utama organisme

    adalah sbb. : (1) producers, (2)

    consumers dan (3) detritus

    feeders dan decomposers.

    Secara bersama-sama,

    kelompok-kelompok ini

    menghasilkan makanan, mene-

    ruskannya kedalam flood chains

    (rantai-rantai makanan) dan

    mengembalikan material awal

    kembali menjadi bagian abiotik-

    abiotik dari lingkungan

    (1, p. 28).

    Producers. Yang tergolong

    sebagai producers terutama

    tumbuhan-tumbuhan hijau,

    yang menggunakan energi

    cahaya yang berasal dari

    matahari untuk merubah karbon

    dioksida (yang diserap dari

    udara atau air) dan air menjadi

    zat gula (glucose / glukosa) dan

    juga melepaskan oksigen

    sebagai produk ikutan.

    Konversi kimia-wi yang

    demikian ini, yang dipacu oleh

    energi cahaya (energi surya),

    disebut photo-synthesis

    (fotosintesis). Tumbuhan

    dapat membentuk semua

    molekul-molekul yang

    kompleks (rumit) yang

    membentuk tubuhnya dari glukosa yang dihasilkan dari proses foto-sintesis, ditambah dengan

    beberapa mineral nutrients seperti nitrogen, phosphorus, potasium, dan sulfur yang

    diserapnya dari tanah atau dari air (1, p. 28).

    **Fig. 2-5, 1, p. 28. Producers dalam seluruh ecosystem utama adalah tumbuhan hijau, karena tumbuhan tersebut mengandung pigmen hijau, chlorophyll. Chlorophyll menyerap energi cahaya, yang kemudian dipakai untuk menghasilkan glukosa dari karbon dioksida dan air, serta melepaskan oksigen sebagai produk ikutan.... Glucose, bersama dengan beberapa mineral nutrient tambahan dari tanah, dipakai dalam menghasilkan seluruh jaringan tumbuhan, yang menjadikannya tumbuh.

  • -

    Ilmu Pengetahuan Lingkungan

    hal. 24

    Molekul tumbuhan yang berfungsi menyerap energi cahaya untuk proses fotosintesis adalah

    apa yang disebut sebagai chlorophyll, pigment (zat warna) berwarna hijau. Oleh karenanya,

    tumbuhan yang menjalankan fotosintesis dengan mudah dapat dikenali dari warnanya yang

    hijau. Dalam beberapa kasus, warna hijau berbaur dengan tambahan warna lain yaitu merah

    dan coklat. Itulah sebabnya ganggang merah dan ganggang coklat juga menjalankan

    fotosintesis. Producers terdapat dalam rentang keragaman mulai dari yang mikroskopis,

    ganggang ber-sel tunggal, tumbuhan berukuran sedang seperti rumput, sampai ke pohon-

    pohon berukuran raksasa. Setiap ecosystem utama, baik aquatic maupun terrestrial, memiliki

    producers tertentu yang melangsungkan fotosintesis (1, p. 28).

    Istilah organic dipakai untuk menyatakan bahwa : keadaannya yang terkait dengan seluruh

    material yang membentuk organisme hidup, sebagai contoh misalnya : molekul-molekul

    seperti protein, lemak, dan karbohidrat. Demikian juga, material-material yang merupakan

    produk-produk spesifik dari organisme hidup, seperti daun-daun yang mati, kulit, gula dan

    kayu, dipandang termasuk organik. Di sisi lain, material-material dan zat-zat kimia yang ada

    dalam udara, air , bebatuan dan mineral-mineral, yang ada terpisah dari aktifitas organisme

    hidup, dipandang termasuk inorganic. Ciri kunci dari material dan molekul-molekul organik

    adalah dalam bagian terbesar terbentuk dari ikatan atom karbon dan hidrogen, yang

    merupakan suatu struktur yang tidak dijumpai dalam material-material inorganik. Struktur

    karbon-hidrogen bermula dari proses fotosintesis. Atom hidrogen diambil dari molekul

    udara dan atom karbon diambil dari karbon dioksida yang dipadukan bersama membentuk

    senyawa organik dalam proses fotosintesis. Tumbuhan-tumbuhan hijau mempergunakan

    cahaya sebagai sumber energi untuk menghasilkan mulokul-molekul organik yang kompleks

    Fig. 2-6, 1, p. 29. Organik dan inorganik. Air dan molekul-molekul sederhana yang dijumpai dalam udara, bebatuan, dan tanah adalah inorganik. Producers, mempergunakan energi cahaya, merubah bahan-bahan inorganik menjadi bahan-bahan organik. Material-material organik kemudian diuraikan kembali menjadi material-material inorganik dengan jalan pembakaran atau pencernaan, yang juga melepaskan energi. Secara kimiawi, senyawa organik mengandung ikatan-ikatan karbon-karbon dan karbon-hidrogen yang tidak dijumpai dalam material-material

    inorganik.

  • -

    Ilmu Pengetahuan Lingkungan

    hal. 25

    yang dibutuhkan oleh tubuhnya dari bahan-bahan kimia sederhana (karbon dioksida, air, dan

    nutrients minerals) yang terdapat dalam lingkungan. Pada saat konversi dari inorganik

    menjadi organik terjadi, sejumlah energi cahaya menjadi tersimpan dalam senyawa-senyawa

    organik (1, p. 29).

    Seluruh organisme dalam ecosystems selain tumbuhan hijau memakan material-material

    organik baik sebagai sumber energi ataupun nutrients. Yang demikian ini tidak hanya

    semua binatang, tapi juga fungi (jamur) serta organisme-organisme serupa, kebanyakan

    bakteri, dan bahkan beberapa tumbuhan tingkat yang lebih tinggi yang tidak diperlengkapi

    dengan chlorophyll yang oleh karena ini tidak dapat melangsungkan fotosintesis(1, pp. 29-

    30).

    Oleh karena itu, tumbuhan hijau, yang dapat menjalankan proses fotosintesis, mutlak

    memegang peran penting untuk seluruh komponen ecosystems. Fotosintesis yang

    berlangsung didalamnya dan pertumbuhannya adalah proses menghasilkan material-material

    organik yang menunjang seluruh organisme lainnya dapat tetap bertahan hidup dalam

    ecosystem-nya yang terkait (1, p. 29).

    Seluruh organisme yang ada dalam biosfir dapat dibagi dalam 2 katagori : autotrophs dan

    heterotroph , berdasarkan apakah organisme tersebut menghasilkan atau tidak menghasilkan

    senyawa-senyawa organik yang dibutuhkannya untuk dapat bertahan hidup dan tumbuh.

    Organisme-organisme seperti tumbuhan hijau, yang menghasilkan sendiri material-material

    organik dari bahan-bahan inorganik yang terdapat dalam lingkungan dengan mempergunakan

    sumber energi eksternal (yang berasal dari luar) disebut autotroph. Seperti telah disebutkan

    terdahulu, autotroph yang terpenting dan terkenal sejauh ini adalah tumbuhan hijau (green

    plants), yang mempergunakan Chlorophyll untuk menangkap energi cahaya untuk

    fotosintesis. Walaupun demikian, beberapa bakteri mempergunakan pigmen warna ungu

    untuk fotosintesis, dan beberapa bakteri lainnya mendapatkan energi dari zat-zat kimia

    inorganik tertentu yang mengandung banyak energi. Organisme lain yang harus terlebih

    dahulu mengkonsumsi material organik untuk memperoleh energi dan nutrients disebut

    heterotroph Heterotroph dapat dibagi dalam beberapa sub-katagori, dua sub-katagori

    utama adalah : consumer (yang memakan mangsa hidup), detritus feeders, dan decomposers

    yang ke-dua-dua-nya mengkonsumsi organisme-organisme mati atau produk-produk-nya

    (1, p. 30).

    Consumers. Consumers terdiri dari organisme yang sangat bervariasi, mulai dari yang

    berukuran mikroskopis seperti bakteri, sampai yang berukuran sebesar ikan paus biru,

    termasuk juga dalam kelompok ini ; berbagai jenis protozoa, cacing, ikan dan kerang,

    serangga, reptil, binatang amfibi, burung-burung, binatang-binatang menyusui (termasuk

    manusia) (1, p. 30).

    Untuk dapat memahami struktur ecosystem, consumer dibagi dalam beberapa sub-kelompok

    menurut sumber makanan-nya. Binatang-binatang, dari yang sebesar gajah sampai yang

    sekecil rayap yang memakan langsung producers disebut sebagai primary consumers, yang

    juga sering kali disebut sebagai herbivores (herbivora = pemakan tumbuhan) (1, p. 30).

    Binatang-bintang yang memangsa / memakan primary consumers disebut secondary

    consumers.

  • -

    Ilmu Pengetahuan Lingkungan

    hal. 26

    Rusa-rusa besar yang

    pemakan tumbuhan adalah

    primary consumers, sedang-

    kan srigala-srigala pemakan

    rusa besar adalah secondary

    consumers. Masih ada lagi

    third, fourth, atau tingkat

    consumers yang lebih

    tinggi, dan binatang-

    binatang ter-tentu dapat

    menempati lebih dari satu

    posisi dalam tingkat skala

    consumers. Sebagai

    contoh misalnya, manusia,

    dia adalah primary

    consumers pada saat dia

    makan sayur-sayur-an, na-

    mun juga secondary con-sumers pada saat dia makan daging, dan third-level consumer pada

    saat dia makan ikan yang hidupnya dari memakan ikan yang lebih kecil yang hidupnya dari

    memakan ganggang. Secondary dan consumers dalam urutan selanjutnya disebut carnivores

    (karnivora = pemakan daging). Consumers yang memakan baik tumbuhan maupun binatang

    disebut omnivores (omnivora = pemakan segala) (1, p. 30).

    Dalam suatu hubungan dimana satu binatang menyerang, membunuh, dan memakan binatang

    lainnya, binatang penyerang dan pembunuh tersebut disebut predator , dan binatang yang

    terbunuh disebut prey. Diantara kedua binatang ini terdapat suatu hubungan yang disebut

    sebagai predator-prey relationship (1, p. 30).

    Parasit adalah katagori penting lainnya dari kelompok consumers. Parasit adalah organisme,

    baik tumbuhan atau binatang, yang menjadi terkait erat dengan mangsanya dan mengambil

    makanan dari mangsanya tersebut dalam waktu yang relatif lama, pada umumnya tidak

    bersifat membunuh (paling tidak, tidak segera), namun sering kali melemahkan mangsanya

    sehingga menjadi lebih rentan untuk dapat terbunuh oleh predator lainnya atau oleh kondisi-

    Fig. 2-9, 1, p.31. Macam-macam parasit. Hampir seluruh kelompok besar organisme paling tidak beberapa anggotanya yang bersifat parasit terhadap anggota lainnya. Diperlihatkan disini (a) benalu, yang merupakan parasit tumbuhan. Yang seperti tali-tali berwarna oranye adalah ranting-ranting benalu dengan mana ia mengisap getah-getah tumbuhan yang menjadi mangsanya, benalu yang diperlihatkan disini tidak mempunyai daun dan tidak juga memiliki chlorophyll. (b) Cacing-casing Ascaris lumbricoides , parasit terhadap manusia yang terbesar dapat mencapai panjang sampai 35 cm. (c) Lamprey menyerang ikan salmon. Lamprey merupakan parasit untuk ikan.

  • -

    Ilmu Pengetahuan Lingkungan

    hal. 27

    kondisi yang merugikan. Tumbuhan atau binatang tempat dimana parasit mendapat

    makanannya disebut host. Jadi yang dibicarakan dalam alinea ini juga tentang adanya suatu

    hubungan yang disebut sebagai host-parasites relationship (1, pp. 30-31).

    Banyak sekali ragamnya organisme-organisme yang bersifat parasit. Berbagai macam

    cacing adalah contoh yang sudah amat dikenal, juga protozoa-protozoa tertentu, serangga,

    dan bahkan binatang menyusui tertentu, seperti kelelawar pengisap darah dan juga tumbuhan

    tertentu (benalu) termasuk dalam jenis parasit. Banyak dari penyakit tumbuhan dan

    beberapa penyakit binatang disebabkan oleh fungi (jamur). Bahkan, sebenarnya setiap

    kelompok utama organisme paling tidak memiliki satu anggota yang bersifat parasit. Parasit

    dapat hidup didalam atau diluar mangsanya (1, p. 31).

    Contoh producers dan consumers, dan feeding relationship diantara ke-dua-nya, diperlihatkan

    dalam Fig. 2-10.

    fig.2-10, 1-p.32 Common feeding (trohic) relationships among producers and

    consumers.

  • -

    Ilmu Pengetahuan Lingkungan

    hal. 28

    Detritus Feeders dan Decomposers. Material tumbuhan yang mati seperti daun-daun yang

    gugur, ranting dan batang pohon yang mati, rumput dan alang-alang yang telah mati, kotoran

    bintang, dan tubuh binatang yang mati disebut sebagai detritus (dibaca : di-TRI-tus). Banyak

    organisme yang terkhususkan pemakan detritus, yang kemudian consumers jenis ini disebut

    sebagai detritus feeders atau detritivores contohnya : cacing tanah, rayap, semut dll....

    (1, p. 31).

    Kelompok terpenting detritus feeders utama adalah decomposers, yang disebut fungi (jamur)

    atau bacteria (bakteri). Organisme-organisme ini mengeluarkan enzim-enzim yang

    melancarkan pencernaan yang menyebabkan menjadi hancurnya kayu, sebagai contoh

    misalnya, menjadi gula sederhana dimana kemudian jamur atau bakteri menyerapnya untuk

    keperluan kelangsungan hidupnya. Walaupun jamur dan bakteri disebut sebagai

    decomposers karena kelakuannya yang unik, jamur dan bakteri dikelompokkan dalam

    detritus feeders karena fungsinya dalam ecosystem adalah sama. Pada gilirannya,

    decomposers akan dimakan oleh semacam secondary detritus feeders seperti protozoa, rayap,

    serangga dan cacing. Pada saat jamur atau decomposers lainnya mati, tubuhnya menjadi

    bagian dari detritus dan sumber energi serta nutrients untuk yang menjadi detritus feeders dan

    decomposers selanjutnya (1, p. 31).

    Ringkasnya, walaupun ecosystem tampil dalam satu keragaman, semua memiliki struktur

    biotik (biotic structure) yang sama. Semuanya dapat dijelaskan dalam batasan autotrophs

    atau producers, yang menghasilkan bahan-bahan organik yang kemudian menjadi sumber

    energi dan nutrients untuk heterotrophs, yang dapat kemudian dikelompokkan lagi dalam

    berbagai katagori sebagai consumers, detritus feeders dan decomposers (1, p. 31).

    Feeding Relationship : Food Chains, Food Webs, and Trophic Levels. Dalam

    menjelaskan struktur biotik ecosystem, sangat jelas bahwa interaksi-interaksi utama diantara

    organisme yang melibatkan feeding relationships. Kita dapat menyebutkan tak terkira

    banyaknya jalur pintasan dimana satu organisme dimakan oleh yang berikutnya, yang

    kemudian dimakan lagi oleh yang berikutnya lagi, dst....... Masing-masing jalur pintasan

    tersebut disebut food chain (rantai makanan) (1, p. 33).

    Suatu populasi herbivora memakan berbagai jenis tumbuhan, dan kemudian herbivora ini

    dimangsa oleh beberapa secondary consumer atau omnivora. Sebagai konsekuensinya,

    sebenarnya seluruh rantai-rantai makanan saling berkaitan dan membentuk suatu complex web of feeding relationship. Istilah food web dipakai untuk menyatakan jaringan yang kompleks dari rantai-rantai makanan yang saling berkaitan (interconnected) (1, p. 33).

    Walaupun rantai makanan teoritis jumlahnya banyak dan food webs rumit sifatnya, terdapat

    pola keseluruhan yang sederhana : Semua rantai makanan pada dasarnya menjurus pada

    serangkaian tahap atau tingkatan, dari producers kepada primary consumer (atau primary

    detritus feeders) kemudian ke secondary consumers (atau secondary detritus feeders), dan

    seterusnya... Feeding Levels yang semacam ini disebut trophic levels. Seluruh producers

    termasuk dalam trophic level 1, seluruh primary consumers (dalam kata lain : herbivora) baik

    yang memakan producers yang masih hidup ataupun yang telah mati, termasuk dalam trophic

    level 2, organisme yang memakan herbivora-herbivora ini termasuk dalam trophic level 3,

    dan seterusnya .... (1, p. 33).

  • -

    Ilmu Pengetahuan Lingkungan

    hal. 29

    Fig. 2-11, 1, p. 32. Feeding (Trophic) relationship antara primary detritus feeders, secondary

    detritus feeders, dan consumers. Organisme-organisme yang memakan detritus mendukung banyak organisme lainnya untuk dapat hidup dalam tanah, dan ini, pada gilirannya, akan dimakan oleh consumers yang lebih besar.

    Fig. 2-12, 1-p. 33. Ringkasan tentang bagaimana organisme hidup secara ekologis dikelompokkan menurut atribut apa yang menjadi makanannya.

  • -

    Ilmu Pengetahuan Lingkungan

    hal. 30

    Apakah menunjukkan struktur biotik dari suatu ecosystem menurut rantai makanan, food

    webs, atau trophic levels, haruslah terlihat, melalui masing-masing feeding step , bahwa

    disana ada pergerakan mendasar nutrients kimiawi dan penyimpanan energi yang terkandung

    didalam yang dimakan dari satu organisme (atau dari satu tingkat organisme) ke yang

    berikutnya. Pembandingan diagramatis dari rantai makanan, food web, dan trophic level

    diperlihatkan dalam Fig. 2-13a. Marine food web diperlihatkan dalam Fig. 2-13b (1, p. 33).

  • -

    Ilmu Pengetahuan Lingkungan

    hal. 31

    Ada berapa trophic level disana ? Biasanya, dalam suatu ecosystem tidak lebih dari tiga atau

    empat. Jawaban yang demikian ini diperoleh dari observasi langsung. Biomass, atau berat

    total gabungan (netto kering), semua organisme pada masing-masing trophic level yang dapat

    diperkirakan dengan mengumpulkan (atau menangkap) dan menimbang sample yang

    diperoleh. Dalam terrestrial ecosystems, biomass kurang lebih 90 99 % lebih sedikit pada masing-masing trophic level yang lebih tinggi. Bila biomass producers di suatu lahan

    rumput adalah 10 ton (20 000 pounds) per acre, biomass herbivora tidaklah akan lebih dari

    2 000 pounds, kemudian karnivora tidak akan lebih dari 200 pounds. Mengambarkan hal

    yang demikian ini secara grafis, maka dihasilkan sesuatu yang disebut sebagai biomass

    pyramid seperti yang diperlihatkan dalam Fig. 2-14 (1, p. 33).

    Biomass berkurang demikian banyak pada saat naik ke tingkat berikutnya terutama karena

    banyak makanan yang dikonsumsi oleh heterotroph tidak di-konversi menjadi jaringan tubuh

    heterotroph tersebut, melainkan diuraikan sehingga energi yang terkandung didalamnya

    dilepaskan dan dipergunakan oleh heterotroph tersebut. Sangat jelas untuk diamati bahwa

    semua heterotroph tergantung pada masukan menerus bahan-bahan organik segar yang

    dihasilkan oleh autotroph (tumbuhan hijau). Tanpa input yang demikian, heterotroph

    semuanya akan kehabisan makanan dan menderita kelaparan (1, pp. 33-35).

    Fig. 2-14, 1-p. 35. Biomass pyramid (Piramida Biomasa). Representasi grafis biomasa (total

    gabungan masa organisme) pada trophic level berurutan membentuk semacam piramida.

  • -

    Ilmu Pengetahuan Lingkungan

    hal. 32

    Pada saat terjadi penguraian material-material organik, elemen-elemen kimiawi dilepaskan

    kembali ke lingkungan dalam keadaan inorganik, yang kemudian akan diserap kembali oleh

    autotroph (producers). Jadi, terdapat suatu siklus nutrients dari lingkungan melalui

    organisme dan kembali ke lingkungan. Energi yang dipakai, di sisi lain, hilang sebagai

    panas yang dilepaskan dari tubuh-tubuh masing-masing (lihat Fig. 2-15).

    Seluruh rantai makanan, food webs, dan trophic levels harus dimulai dengan producers ,

    dan producers harus mempunyai kondisi lingkungan yang menunjang pertumbuhannya.

    Menurut konsep biomass pyramid, populasi semua heterotroph, termasuk manusia, benar-

    benar terbatasi oleh apa yang dapat dihasilkan oleh tumbuhan, bila ada faktor yang

    Fig. 2-15, 1-p. 36. Gerakan nutrients (panah warna biru) dan gerakan energi (panah warna merah) dan gerakan ke-dua-dua-nya (panah warna coklat) melalui ecosystem. Nutrients mengikuti suatu siklus, yang dipakai lagi, dan lagi. Energi cahaya diserap oleh producers dilepaskan dan hilang sebagai energi panas pada saat ia dimanfaatkan.

  • -

    Ilmu Pengetahuan Lingkungan

    hal. 33

    menyebabkan kapasitas produktif tumbuhan hijau menjadi menurun, maka semua organisme

    lain pada trophic level yang lebih tinggi juga akan menjadi berkurang (1, p. 35).

    Nonfeeding Relationships. Mutually Supportive Relationship. Struktur keseluruhan dari

    ecosystems didominasi oleh feeding relationships. Dalam suatu feeding relationship, kita

    umumnya berfikir bahwa satu species memperoleh keuntungan, sementara yang lainnya

    menjadi terancam. Sebenarnya, terdapat banyak hubungan-hubungan (relationships) yang

    menghasilkan kondisi saling menguntungkan, fenomena ini disebut sebagai mutualism.

    Contoh yang sudah dikenal adalah hubungan antara bunga dan serangga. Serangga

    diuntungkan dengan menemukan minuman yang sangat lezat dari bunga-bunga dan

    tumbuhan diuntungkan dengan

    terbantu dalam dapat terjadinya

    proses penyerbukan. Contoh

    lain dijumpai di laut-laut tropis :

    Ikan Badut (Clownfish) kebal

    terhadap racun yang terdapat

    pada gurita suatu tumbuhan laut,

    yang digunakan untuk

    menghentikan gerak mangsanya,

    sehingga ikan-ikan ini dapat

    memakan detritus yang terdapat

    di sekeliling tumbuhan laut

    tersebut, dimana pada saat yang

    sama juga memperoleh

    perlindungan dari serangan

    predator yang mungkin ada yang

    tidak kebal terhadap racun yang

    dikeluarkan tumbuhan laut

    tersebut, sementara tumbuhan

    laut diuntungkan dengan

    dilakukannya suatu pembersihan oleh ikan tersebut (1, p. 35).

    Dalam beberapa kasus, hubungan mutualistik telah menjadi sedemikian erat sehingga species

    yang terlibat tidak mampu lagi hidup sendiri. Contoh klasiknya adalah kelompok tumbuhan

    yang disebut lichens. Tumbuhan lichens sebenarnya terdiri dari 2 organisme : jamur dan

    ganggang. Jamur memberikan perlindungan terhadap ganggang, membuat ganggang

    menjadi dapat bertahan hidup dalam habitat-habitat yang kering, dimana ganggang pada

    kondisi demikian tidak dapat hidup menyendiri, dan ganggang, yang termasuk sebagai

    producers, menyediakan makanan untuk jamur, yang termasuk jenis heterotroph. Dua

    species yang hidup bersama dalam hubungan yang sangat erat disebut mempunyai suatu

    hubungan symbiotic . Arti kata symbiosis itu sendiri memang berarti hidup bersama dalam suatu kesatuan yang erat (sym = bersama, bio = hidup), namun tidak tegas/jelas apakah saling

    menguntungkan atau menghasilkan kerugian di satu fihak atau di kedua fihak. Oleh karena

    itu, hubungan symbiotic dapat berupa parasitic relationships, namun juga dapat berupa

    mutualistic relationships (1, p. 37).

    Sementara yang tidak terkatagorikan mutualistik, tak terhitung banyak relationships dalam

    suatu ecosystem yang dapat dipandang sebagai pendukung sustainability keseluruhan.

    Sebagai contoh, detritus yang berasal dari tumbuhan menjadikan adanya makanan untuk

    decomposers dan detritus feeders yang tinggal dalam tanah seperti cacing tanah. Jadi

    Fig. 2-16, 1-p. 36. Hubungan mutualistik, dimana kedua species saling diuntungkan, yang terjadi antara ikan badut dengan sejenis tumbuhan laut.

  • -

    Ilmu Pengetahuan Lingkungan

    hal. 34

    organisme-organisme ini diuntungkan dengan adanya tumbuhan, namun juga tumbuhan

    diuntungkan karena aktifitas organisme-organisme ini merupakan alat pelepas nutrients dari

    detritus serta mengembalikan nutrients kedalam tanah sehingga nutrients tersebut kembali

    menjadi dapat dipakai oleh tumbuhan. Dalam contoh lain, burung-burung pemakan daging

    diuntungkan oleh tumbuhan dengan menjadi tersedianya bahan untuk membuat sarang dan

    tempat di pepohonan, sementara komunitas tumbuhan diuntungkan karena burung-burung

    tersebut memakan dan oleh karenanya menurunkan populasi serangga herbivora. Bahkan

    dalam predator-prey relationships, beberapa kondisi saling menguntungkan dapat terjadi.

    Terbunuhnya mangsa-mangsa individual yang lemah atau telah terkena penyakit akan

    menguntungkan populasinya secara keseluruhan karena menjadi terjaganya tetap sehat.

    Predators dan parasites juga dapat mencegah populasi herbivora menjadi demikian berlimpah

    yang akan menjadikan lingkungannya menjadi overgraze (rerumputan, semak belukar,

    tumbuhan diambil/terambil melampaui batas) (1, p. 37).

    Competitive Relationships. Menyimak konsep food webs, dapat terlihat bahwa species

    binatang berada dalam kompetisi besar yang free-for-all antara satu sama lain. Dalam kenyataannya kompetisi yang dahsyat jarang sekali terjadi, karena masing-masing species

    cenderung untuk mengkhususkan dan menyesuaikan diri pada habitat dan/atau niche nya masing-masing (1, p. 37).

    Habitat terkait dengan jenis tempat, ditentukan oleh komunitas tumbuhan dan lingkungan

    fisik, dimana suatu species secara biologis beradaptasi (menyesuaikan diri) untuk hidup.

    Sebagai contoh, hutan deciduous (tumbuhan yang berganti daun), rawa, lahan terbuka ber-

    rumput/alang-alang/semak-belukar (an open grassy field) menunjukan tipe-tipe habitat.

    Tipe-tipe hutan (misalnya conifer vs. deciduous, conifer = kayu / pohon jarum, deciduous =

    tumbuhan yang berganti daun) menyajikan habitat yang jelas dapat di-per-beda-kan dan

    mendukung beragam kehidupan liar (wildlife) (1, p. 37).

    Walaupun pada mana species yang berbeda mendiami habitat yang sama, kompetisi yang

    terjadi jarang terjadi atau sama sekali tidak terjadi, hampir seluruhnya, karena masing-masing

    species memiliki niche-nya sendiri-sendiri. Suatu animals niche (niche-nya binatang, niche = ceruk, relung atau tempat) mengacu pada : yang dimakannya, dimana makannya, kapan

    makannya, dimana binatang tersebut menemukan tempat bersembunyi/berlindung, dan

    dimana bersarang. Terlihat bahwa para pesaing dapat sama-sama berada dalam habitat yang

    sama namun mempunyai niches yang berbeda. Sebagai contoh, wood-pecker (pematuk

    kayu), yang memakan serangga-serangga yang terdapat dalam kayu yang mati, tidak ber-

    kompetisi dengan burung-burung yang makanannya biji-biji-an. Banyak species burung-

    bernyanyi (songbirds) sama-sama berada di hutan, namun burung-burung tersebut memakan

    serangga dari level yang berbeda pada pohon. Kelelawar dan burung kepinis ke-dua-dua-

    nya makanannya serangga terbang, namun mereka tidak berkompetisi, karena kelelawar

    makannya malam dan burung kepinis makannya siang (1, p. 37).

    Sering kali terjadi kompetisi interspecies dimana terjadi overlap habitat atau niches. Bila

    dua species memang bersaing langsung dalam segala hal, sebagaimana kadang-kadang terjadi

    bila suatu species dimasukkan (masuk) dari benua lain, satu diantaranya umumnya binasa

    dalam kompetisi tersebut, yang demikian ini disebut competitive exclusion principle.

    (1, p. 37).

  • -

    Ilmu Pengetahuan Lingkungan

    hal. 35

    Seluruh tumbuhan hijau membutuhkan air, nutrients, dan cahaya dan dimana mereka tumbuh

    pada lokasi yang sama, satu species akan meng-eliminasi yang lainnya melalui suatu

    kompetisi. Walaupun demikian, masing-masing species mampu dapat mempertahankan

    dirinya melawan kompetisi bila kondisinya sangat cocok untuk itu. Konsep yang sama

    berlaku untuk species hidup di aquatic dan marine ecosystems (1, p. 37).

    2.2.2 Abiotic Factors.

    Seperti telah disebutkan terdahulu, lingkungan melibatkan permainan antara banyak faktor-faktor fisik dan kimiawi, atau abiotic factors (faktor-faktor abiotik), yang paling utama

    adalah hujan/rainfall (jumlah dan distribusi sepanjang tahun dan/atau kelembaban tanah yang

    ada), temperatur (panas dan dingin ekstrim, dan juga rata-rata), cahaya, angin, nutrients

    kimiawi, pH (keasaman), salinitas, dan api. Dalam aquatic ecosystems, faktor abiotik yang

    menentukan (kunci) adalah : salinitas (air tawar vs. air asin), temperatur, nutrients kimiawi,

    tekstur dasar (bebatuan vs. lanau), kedalaman (depth) dan kekeruhan (turbidity) air (yang

    menentukan sedalam mana cahaya dapat masuk kedalam air), dan aliran. Tingkat sejauh

    mana masing-masing faktor ada atau tidak ada, tinggi atau rendah, nyata sekali berpengaruh

    terhadap sejauh mana suatu organisme dapat bertahan hidup. Walaupun demikian, masing-

    masing species akan dipengaruhi/terpengaruhi oleh masing-masing faktor secara berbeda.

    Fig. 2-18, 1-38. 5 species burung berkicau di Amerika Utara mengurangi kompetisi diantara

    mereka dengan mencari makan di ketinggian dan bagian pohon yang berbeda.

  • -

    Ilmu Pengetahuan Lingkungan

    hal. 36

    Akan dapat terlihat bahwa : perbedaan dalam respon terhadap lingkungan dari masing-

    masing species ini menentukan species yang mana akan atau tidak akan menempati suatu

    kawasan tertentu atau areal tertentu dalam kawasan. Pada gilirannya, organisme yang mana

    yang dapat atau tidak dapat bertahan hidup menentukan sifat alami dari ecosystem tersebut

    (1, p. 38).

    Optimum, Zone of Stress, and Limit of Tolerance. Beberapa makhluk hidup tetap hidup

    di tempat dimana kondisinya sangat basah, yang lainnya di tempat yang relatif kering.

    Beberapa tumbuh subur di tempat yang hangat, sementara yang lainnya tumbuh paling subur

    di situasi yang lebih dingin. Beberapa tolerate terhadap keadaan beku, yang lainnya tidak.

    Beberapa membutuhkan matahari yang terang, yang lainnya tumbuh paling baik di tempat

    yang banyak bayangan (terlindung dari matahari). Sistem aquatic dibagi menjadi air tawar

    dan air asin, masing-masing dengan ikan dan organisme lainnya sendiri-sendiri (1, p. 38).

    Eksperimen laboratorium secara jelas menunjukkan kenyataan bahwa species yang berbeda

    paling baik beradaptasi pada kondisi yang berbeda pula. Organisme dapat tumbuh dibawah

    kendali kondisi-kondisi dimana satu faktor kondisinya bervariasi, sementara faktor-faktor

    lainnya dijaga agar konstan. Eksperimen ini menunjukkan bahwa : untuk masing-masing

    faktor ada suatu optimum-nya, level tertentu pada mana suatu organisme berada pada kondisi

    paling baik. Pada level yang lebih tinggi atau lebih rendah, organisme tersebut tidak berada

    pada kondisi yang terbaik, dan pada kondisi ekstrim selanjutnya, organisme tersebut sama

    sekali tidak lagi dapat bertahan hidup. Konsep ini secara grafis diperlihatkan dalam Fig. 2-

    19. Temperatur diperlihatkan sebagai variabel dalam gambar tersebut, namun sebenarnya

    hal yang serupa berlaku juga untuk faktor-faktor abiotik lainnya yang terkait (1, p. 38).

    Titik dimana respon terbaik terjadi disebut optimum , namun karena yang demikian ini sering

    kali terjadi pada suatu rentang tertentu, adalah umum untuk menyebutnya sebagai optimum

    range (rentang optimum). Keseluruhan rentang/bentang yang memungkinkan untuk

    tumbuh disebut range of tolerance . Titik-titik diujung tertinggi dan terendah dalam range

    of tolerance disebut limit of tolerance . Diantara rentang optimal dengan batas atas dan

    batas bawah limit tolerance terdapat apa yang disebut zones of stress. Yaitu zona dimana

    pada saat faktor naik atau turun menjauh dari rentang optimal, organisme akan mengalami

    peningkatan stress (tekanan), hingga, pada saat sampai limit of tolerance atas atau bawah,

    organisme tersebut tidak dapat lagi bertahan hidup (1, p. 38).

    Tentu saja, tidak semua species telah di-test untuk setiap faktor, walaupun demikian,

    konsistensi dari observasi yang semacam ini menjuruskan kita pada suatu kesimpulan bahwa

    hal yang berikut ini adalah prinsip biologis yang fundamental (1, p. 38).:

    Setiap species (baik tumbuhan maupun binatang) , dalam kaitannya dengan faktor-

    abiotik , memiliki rentang optimum (optimum range) , zone of stress , dan limit of

    tolerance.

  • -

    Ilmu Pengetahuan Lingkungan

    hal. 37

    Jalur eksperimentasi ini juga menunjukkan bahwa species yang berbeda bervariasi dalam

    karakteristik yang terkait dengan nilai pada mana kondisi optimum dan limit of tolerance

    terjadi. Sebagai contoh : berapa banyak air-kah untuk suatu species dapat menimbulkan

    stress untuk yang ke dua, dan mengakibatkan kematian pada yang ke tiga. Beberapa

    tumbuhan tidak dapat tolerate terhadap temperatur beku, lainnya dapat tolerate sedikit saja,

    namun tidak tolerate terhadap yang intents, dan beberapa yang lainnya justru membutuhkan

    fig. 2-19, 1-p.39 For every factor influencing growth, reproduction, and survival, ther is an optimum level. Above and below the optimum, there is increasing stress, until survival becomes impossible at the limits of tolerance. The total range between the high and low limits is the range of the tolerance. Levels at which the optimum, zones of stress, and limits of tolerance occur are different for each species and are a function of the genetic makeup and variability within the species population. The genetic makeup is the basis of a species adaptation to its environment. Not only are individuals more robust at the optimums, but they are also more nomerous.

  • -

    Ilmu Pengetahuan Lingkungan

    hal. 38

    beberapa minggu temperatur beku untuk dapat melengkapi siklus hidupnya. Juga ada

    beberapa species yang mempunyai range of tolerance yang lebar, sementara yang lainnya

    mempunyai rentang (range) yang lebih sempit. Sementara kondisi optimum dan limit of

    tolerance berbeda untuk masing-masing species, terdapat banyak overlap-overlap diantara

    ranges of tolerance.

    Konsep range of tolerance tidak sekedar berpengaruh terhadap pertumbuhan individuals, ,

    sebagaimana kesehatan dan tenaga dari masing-masing individuals berpengaruh terhadap hal

    per-kembang-biak-an dan kemampuan bertahan hidup generasi penerusnya, maka populasi

    akan banyak dipengaruhi oleh faktor-faktor yang ada dalam range of tolerance tersebut.

    Population density of species (kepadatan populasi species = jumlah individual species per

    satuan areal) akan terbesar bila seluruh kondisi adalah optimal, dan population density akan

    menurun bila salah satu atau beberapa kondisi keluar dari rentang optimum. Dapatkah anda

    mulai untuk mengkaitkan hal ini dengan keberadaan suatu ecotones, peralihan dari satu

    ecosystem atau biome ke ecosystem atau biome lainnya, seperti yang dijelaskan dalam bab

    terdahulu ? (1, pp. 38-39).

    Law of Limiting Factors (Hukum Faktor-faktor Pembatas). Ada kondisi optimum dan limit

    of tolerance untuk setiap satu faktor abiotik. Oleh karena itu, berlaku keadaan yaitu bila

    salah satu faktor berada di luar rentang optimal, maka faktor tersebut akan menyebabkan

    stress (tekanan) dan membatasi (menghambat) pertumbuhan, per-kembang-biak-an, atau

    bahkan ke-bertahan-an hidup populasi terkait. Faktor yang membatasi (menghambat)

    pertumbuhan disebut limiting factor. Apa yang diuraikan diatas disebut sebagai law of

    limiting factors (1, p. 39).

    Perlu diperhatikan bahwa yang menjadi limiting factor mungkin karena persoalan terlampau banyak, namun mungkin juga karena persoalan terlampau sedikit. Sebagai contoh, tumbuhan dapat stressed (tertekan) atau terbunuh (menjadi mati) bukan hanya oleh

    kekurangan air atau kekurangan pupuk, namun juga karena kelebihan air atau kelebihan

    pupuk, dimana keadaan kelebihan ini adalah kegagalan yang umum dialami pe-kebun

    pemula. Limiting factor dapat berubah dari satu waktu ke waktu lain. Sebagai contoh,

    dalam suatu musim tanam tunggal, temperatur akan menjadi pembatas di awal musim semi, namun nutrients akan menjadi pembatas kemudian, dan kemudian air akan merupakan pembatas bila terjadi kekeringan. Juga, bila satu limiting factor diperbaiki, pertumbuhan akan meningkat hanya bila faktor-faktor lainnya dapat turut menunjang. Tentu saja,

    potensial genetik organisme merupakan limiting faktor penentu utama. Bunga Aster tidak

    akan pernah tumbuh menjadi setinggi pohon, atau tikus tidak akan pernah tumbuh menjadi

    sebesar gajah, sebaik dan se-optimal bagaimanapun faktor-faktor lingkungan yang

    mendukungnya (1, p. 40).

    Law of Limiting Factors untuk pertama kalinya dikemukakan oleh Justus von Liebig pada

    tahun 1840 dalam kaitannya dengan observasi yang dilakukannya tentang efek-efek dari

    nutrients kimiawi terhadap pertumbuhan tanaman. Liebig melihat bahwa membatasi salah

    satu dari beberapa nutrient yang berbeda pada sembarang waktu telah akan memberikan efek

    yang sama : yaitu membatasi (menjadi terbatas/terhambat-nya) pertumbuhan (1, p. 40).

    Observasi yang telah dilakukan sejak zaman Liebig memperlihatkan bahwa Law of Limiting

    Factors dapat diterapkan lebih luas : Pertumbuhan dapat terhambat tidak hanya akibat faktor-

    faktor abiotik, tapi juga oleh faktor-faktor biotik. Sehingga, limiting factor untuk suatu

    populasi mungkin saja kompetisi atau predation dengan/oleh species lainnya. Yang

    demikian ini adalah kasus nyata yang dihadapi dalam bidang tanaman pertanian, dimana ada

  • -

    Ilmu Pengetahuan Lingkungan

    hal. 39

    perjuangan yang secara konstan perlu dilakukan untuk menjaga tanaman tetap tidak

    terhambat pertumbuhannya atau bahkan menjadi berkurang oleh berbagai macam serangan

    hama dan penyakit (1, p. 40).

    Sementara satu faktor dapat ditunjuk sebagai limiting faktor untuk waktu tertentu, beberapa

    faktor diluar yang optimum dapat menunjang untuk sama-sama menyebabkan tambahan

    stress atau bahkan kematian. Khususnya pollutant mungkin beraksi dengan jalan/cara yang

    menyebabkan organi