Ekologi, Ilmu Lingkungan dan Asas-asas Pengatahuan Lingkungan

EKOLOGI DAN ILMU LINGKUNGAN

1.        Pengertian Ekologi

Ekologi berasal dari kata Yunani yaitu oikos yang artinya habitat dan logosyang artinya ilmu. Istilah “ekologi” pertama kali diusulkan oleh ahli Biologi Bangsa Jerman bernama Erns Haeckel tahun 1869. Secara garis besar ekologi adalah ilmu yang mempelajari hubungan timbal balik antara organisme-organisme hidup dengan lingkungannya. Dalam ilmu ekologi, bila pada suatu tempat yang sama hidup berbagai kelompok spesies (mereka berbagi habitat yang sama) maka habitat tersebut disebut sebagai biotop. Biotop merupakan daerah kondisi lingkungan yang seragam menyediakan tempat tinggal untuk kumpulan spesifik tanaman dan hewan.

2.     Pengertian Ilmu Lingkungan

Ilmu lingkungan adalah ekologi yang menerapkan berbagai azas dan konsepnya kepada masalah yang lebih luas,yang menyangkut pula hubungan manusia dengan lingkungannya. Ilmu Lingkungan merupakan ekologi terapan. Ilmu lingkungan ini mengintegrasikan berbagai ilmu yang mempelajari hubungan timbal balik anatara jasad hidup (termasuk manusia) dengan dengan lingkungannya. tiga macam pembagian lingkungan hidup, yaitu Lingkungan biologis (Biological Environment) merupakan segala sesuatu yang ada di sekitar kita yang bersifat organis, seperti manusia, hewan, tumbuhan dan lainnya.
Lingkungan Sosial (Social Environment) merupakan manusia-manusia lain yang berada di sekitar kita atau kepada siapa kita mengadakan hubungan pergaulan. Lingkungan fisik (Physical Environment) merupakan segala sesuatu di sekitar kita yang bersifat benda mati, seperti : air, sinar, gedung dan lainnya.

3.       Ekosistem

Ekosistem adalah tatanan kesatuan secara menyeluruh antar segenap unsur lingkungan hidup yang saling mempengaruhi. Komponen bagian dari ekosistem:

1.       senyawa-senyawa anorganik (C,N,CO2,H2O)

2.       Senyawa-senyawa organik (protein, lemak, karbohidrat)

3.       Iklim (temperatur, kelembaban dll)

4.       Produsen

5.       Makro konsumen

6.       Mikro konsumen (bakteri, jamur)

Komponen- komponen tersebut berada pada suatu tempat dan berinteraksi membentuk suatu kesatuan yang teratur. Misalnya, pada suatu ekosistem akuarium, ekosistem ini terdiri dariikan, tumbuhan air, plankton yang terapung di air sebagai komponen biotik, sedangkan yang termasuk komponen abiotik adalah air, pasir, batu, mineral dan oksigen yang terlarut dalam air.

Ekosistem terbagi menjadi dua macam yaitu ilmiah dan buatan. Ekosistem alamiah(natural ecosistem) terdapat heteroginitas yang tinggi dari organisme hidup di sana sehingga mampu mempertahankan proses kehidupan di dalamnya dengan sendirinya. Contoh; hutan, danau, laut. Ekosistem buatan (artificial ecosistem) mempunyai ciri kurang heterogenitas, sehingga bersifat labil dan untuk membuat ekosistem tersebut tetap stabil perlu diberikan bantuan energi dari luar dan juga perlu dilakukan perawatan terhadap ekosistem tersebut. Contoh; kolam ikan, sawah tambak, aquarium.

4.       Pencemaran Lingkungan

Pencemaran lingkungan hidup adalah masuknya atau dimasukkanya makluk hidup, zat, energi dan atau komponen lain ke dalam lingkungan hidup oleh kegiatan manusia sehingga kualitasnya turun sampai pada tingkat tertentu yang menyebabkan lingkungan hidup tidak dapat berfungsi sesuai dengan peruntukannya. Beberapa masalah lingkungan hidup:

1.       Banjir

2.       Kekeringan

3.       Tanah longsor

4.       Erosi

5.       Pemanasan global

6.       Penebangan dan Kebakaran hutan

7.       Lahan kritis

8.       Pencemaran (air, udara, tanah) 

Masalah Lingkungan Hidup Timbul pada dasarnya karena:

1.       Dinamika penduduk

2.       Pemanfaatan dan pengelolaan sumberdaya yang kurang bijaksana

3.       Kurang terkendalinya pemanfaatan ilmu pengethuan dan tehnologi maju

4.       Dampak negatif yang muncul dari kemajuan ekonomi

5.       Benturan tata ruang.

5.     Asas-asas Pengetahuan Lingkungan

 ASAS 1

“Semua energi yang memasuki sebuah organisme hidup, populasi atau ekosistem dapat dianggap sebagai energi yang tersimpan atau terlepaskan. Energi dapat diubah dari satu bentuk ke bentuk yang lain tetapi tidak dapat hilang, dihancurkan atau diciptakan”.

Asas ini adalah sebenarnya serupa dengan hokum Thermodinamika I, yang sangat fundamental  dalam fisika. Asas ini dikenal sebagai hukum konservasi energy dalam persamaan matematika.Contoh: Banyaknya kalori, energi yang  terbuang dalam bentuk makanan diubah oleh jasad hidup menjadi energi untuk tumbuh, berbiak, menjalankan proses metabolisme,dan yang terbuang sebagai panas.

ASAS 2

“Tak ada system pengubahan energi yang betul- betul efisien”.

Asas ini tak lain adalah hokum Thermodinamika II, Ini berarti energi yang tak pernah hilang dari alam raya, tetapi energi tersebut akan terus diubah dalam bentuk yang kurang bermanfaat.
Asas ini  sama dengan hukum termodinamika kedua dalam ilmu fisika. Hal ini berarti meskipun energi itu tidak pernah hilang, namun demikian energi tersebut akan diubah dalam bentuk yang kurang bermanfaat. Secara keseluruhan energi di planet kita ini terdegradasi dalam bentuk panas tanpa balik, yang kemudian beradiasi ke angkasa.

ASAS 3
“Materi, energi, ruang, waktu, dan keanekaragaman, termasuk kategori sumberdaya alam.”

Pengubahan energi oleh system biologi harus Berlangsung pada kecepatan yang sebanding dengan adanya materi dan energi di lingkungannya. Pengaruh ruang secara asas adalah beranalogi dengan materi dan energi sebagai sumber alam.

ASAS 4
“Untuk semua kategori sumber daya alam, kalau pengadaannya sudah mencapai optimum, pengaruh unit  kenaikannya sering menurun dengan penambahan sumberalam itu sampai ke suatu tingkat maksimum. Melampaui batas maksimum ini tak akan ada pengaruh yang menguntungkan lagi”.
Pada asas ini mempunyai arti bahwa pengadaan sumber alam mempunyai batas optimum, yang berarti bahwa batas maksimum maupun minimum sumber alam akan mengurangi daya kegiatan sistem biologi. Dari sini dapat ditarik suatu arti yang penting, yaitu karena adanya ukuran optimum pengadaan sumber alam  untuk populasi, maka naik turunnya jumlah individu populasi itu tergantung pada pengadaan sumber alam pada jumlah tertentu.

ASAS 5
“Pada asas 5 ini ada dua hal  penting, pertama jenis sumber alam yang tidak dapat menimbulkan rangsangan untuk penggunaan lebih lanjut, sedangkan kedua sumber alam yang dapat menimbulkan rangsangan untuk dapat digunakan lebih lanjut”.
Contoh:
Suatu jenis hewan sedang mencari berbagai sumber makanan. Kemudian didapatkan suatu jenis tanaman yang melimpah di alam, maka hewan tersebut akan memusatkan perhatiannya kepada penggunaan jenis makanan tersebut. Dengan demikian, kenaikan sumberalam (makanan) merangsang kenaikan pendayagunaan.

ASAS 6
“Individu dan spesies yang  mempunyai lebih banyak keturunan daripada saingannya, cenderung berhasil mengalahkan saingannya”.

Asas ini adalah pernyataan teori Darwin dan Wallace.  Pada jasad hidup terdapat perbedaan sifat keturunan Dalam hal tingkat adaptasi terhadap faktor lingkungan fisik atau biologi. Kemudian timbul kenaikan kepadatan populasinya sehingga timbul persaingan. Jasad hidup yang kurang mampu beradaptasi akan kalah dalam persaingan. Dapat diartikan pula bahwa jasad hidup yang adaptif akan mampu menghasilkan banyak keturunan daripada yang non-adaptif.

ASAS 7
“Kemantapan keanekaragaman suatu komunitas lebihtinggi di alam yang “mudah diramal”.

“Mudah diramal” : : adanya keteraturan yang pasti pada pola faktor lingkungan pada suatu periode yang relative lama. Terdapat fluktuasi turun-naiknya kondisi lingkungan di semua habitat, tetapi mudah dan sukarnya  untuk diramal berbeda dari satu habitat ke habitat lain.

ASAS 8
“Sebuah habitat dapat jenuh atau tidak oleh keanekaragaman takson, bergantung kepada bagaimana niche dalam lingkungan hidup itu dapat memisahkan takson tersebut.”
Kelompok taksonomi tertentu dari suatu jasad hidup ditandai oleh keadaan lingkungannya yang khas (niche), tiap spesies mempunyai niche tertentu. Spesies dapat hidup berdampingan dengan spesies lain tanpa persaiangan, karena masing-masing mempunyai keperluan dan fungsi yang berbeda di alam.

Pada asas ini menyatakan bahwa setiap spesies mempunyai nicia tertentu, sehingga spesies-spesies tersebut dapat berdampingan satu sama lain tanpa berkompetisi, karena satu sama lain mempunyai kepentingan  dan fungsi yang berbeda di alam. Tetapi apabila ada kelompok taksonomi yang terdiri atas spesies dengan cara makan serupa, dan toleran terhadap lingkungan yang bermacam-macam serta luas, maka jelas bahwa lingkungan tersebut hanya akan ditempati oleh spesies yang keanekaragamannya kecil.

ASAS 9
“Keanekaragaman komunitas sebanding dengan biomassa dibagi produktivitas.”

T = K x (B/P) ;  D ≈ T
T = waktu rata-rata penggunaan energi
K = koefisien tetapan
B = biomassa
P = produktivitas
D = keanekaragaman
Pengertian:
Asas ini mengandung arti, bahwa efisiensi penggunaan aliran energidalam sistem biologi akan meningkat dengan meningkatnya kompleksitas organisasi sistem biologi dalam suatu komunitas.

ASAS 10
“Pada lingkungan yang stabil perbandingan antara biomasa dengan produktivitas (B/P) dalam perjalanan waktu naik mencapai sebuah asimtot.”
Pengertian:
Sistem biologi menjalani evolusi yang Mengarah kepada peningkatan efisiensi penggunaan energi dalam lingkungan fisik yang stabil, dan memungkinkan berkembangnya keaneka-ragaman.

Dalam asas ini dapat disimpulkan bahwa sistem biologi mengalami evolusi yang mengarah kepada peningkatan efisiensi penggunaan energi dalam lingkungan fisik yang stabil, yang memungkinkan berkembangnya keanekaragaman. Dengan kata lain kalau kemungkinan produktivitas maksimum sudah ditetapkan oleh energi matahari yang masuk kedalam ekosistem, sedangkan keanekaragaman dan biomassa masih dapat meningkat dalam perjalanan waktu, maka jumlah energi yang tersedia dalam sistem biologi itu dapat digunakan untuk menyokong biomassa yang lebih besar.

 ASAS 11
“Sistem yang sudah mantap (dewasa) akan mengekploitasi yang belum mantap (belum dewasa).”
Pengertian:
Ekosistem, populasi atau tingkat makanan yang sudah dewasa memindahkan energi,  biomasa, dan keanekaragaman dari tingkat organisasi yang belum dewasa. Dengan kata lain, energi, materi, dan keanekaragaman mengalir melalui suatu kisaran yang menuju ke arah organisasi yang lebih kompleks. (Dari subsistem yang rendah keanekara-gamannya subsistem yang tinggi keanekaragamannya).

Arti dari asas ini adalah  pada ekosistem, populasi  yang sudah dewasa memindahkan energi, biomassa, dan keanekaragaman tingkat organisasi ke arah yang belum dewasa. Dengan kata lain, energi, materi dan keanekaragaman mengalir melalui suatu kisaran yang menuju ke arah organisasi yang lebih kompleks, atau dari subsistem yang lebih rendah keanekaragamannya ke subsistem yang lebih tinggi keanekaragamannya

ASAS 12
“Kesempurnaan adaptasi suatu sifat atau tabiat bergantung pada kepentingan relatifnya dalam keadaan suatu lingkungan.”
Pengertian:
Populasi dalam ekosistem yang belum mantap, kurang bereaksi terhadap perubahan lingkungan fisikokimia dibandingkan dengan populasi dalam ekosistem yang sudah mantap. Populasi dalam lingkungan dengan kemantapan fisiko kimia yang cukup lama, tak perlu berevolusi untuk meningkatkan kemampuannya beradaptasi dengan keadaan yang tidak stabil.
Asas ini merupakan kelanjutan dari asas 6 dan 7. Apabila pemilihan (seleksi) berlaku, tetapi keanekaragaman terus meningkat di lingkungan yang sudah stabil, maka dalam perjalanan waktu dapat diharapkan adanya perbaikan terus-menerus dalam sifat adaptasi terhadap lingkungan. Jadi, dalam ekosistem yang sudah mantap dalam habitat (lingkungan ) yang sudah stabil, sifat responsive terhadap fluktuasi faktor alam yang tak terduga ternyata tidak diperlukan.

ASAS 13
“Lingkungan yang secara fisik mantap memungkinkan terjadinya penimbunan keanekaragaman biologi dalam ekosistem yang mantap, yang kemudian dapat menggalakkan kemantapan populasi lebih jauh lagi.”
Pengertian:
Asas ini merupakan penjabaran dari asas 7, 9 dan 12. Pada komunitas yang mantap, jumlah jalur energi yang masuk melalui ekosistem meningkat, sehingga apabila terjadi suatu goncangan pada salah satu jalur, maka jalur yang lain akan mengambil alih, dengan demikian komunitas masih tetap terjaga kemantapannya.
ASAS 14
“Derajat pola keteraturan naik-turunnya populasi tergantung pada jumlah keturunan dalam sejarah populasi sebelumnya yang  nanti akan mempengaruhi populasi itu.”
Pengertian:
Asas ini merupakan kebalikan dari asas ke 13, tidak adanya keanekaragaman yang tinggi pada rantai makanan dalam ekosistem yang belum mantap, menimbulkan derajat ketidakstabilan populasi yang tinggi.
Ciri-Ciri Lingkungan/ Komunitas yang Mantap:
• Jumlah jalur energi yang masuk melalui ekosistem meningkat (banyak)
• Lingkungan fisik mantap (mudah“diramal”)
• Sistem control umpan balik (feedback) komunitas sangat kompleks
• Efisiensi penggunaan energi
• Tingkat keanekaragaman tinggi.