Ekologi dan Ekosistem

A.           Ekologi

1.             Pengertian

Ekologi dikenal sebagai ilmu yang mempelajari hubungan timbal balik antara makhluk hidup dengan lingkungannya. Makhluk hidup dalam kasus pertanian adalah tanaman, sedangkan lingkungannya dapat berupa air, tanah, unsur hara, dan lain-lain. Kata ekologi sendiri berasal dari dua kata dalam bahasa Yunani, yaitu oikos dan logos. Oikos artinya rumah atau tempat tinggal, sedangkan logos artinya ilmu atau pengetahuan. Jadi semula ekologi artinya “ilmu yang mempelajari organisme di tempat tinggalnya”. Umumnya yang dimaksud dengan ekologi adalah “ilmu yang mempelajari hubungan timbal balik antara organisme atau kelompok organisme dengan lingkungannya”. Saat ini ekologi lebih dikenal sebagai ”ilmu yang mempelajari struktur dan fungsi dari alam”. Bahkan ekologi dikenal sebagai ilmu yang mempelajari rumah tangga makhluk hidup.

Kata ekologi pertama kali diperkenalkan oleh Ernst Haeckel seorang ahli biologi Jerman pada tahun 1866. Beberapa para pakar biologi pada abad ke 18 dan 19 juga telah mempelajari bidang-bidang yang kemudian termasuk dalam ruang lingkup ekologi. Misalnya Anthony van Leeuwenhoek, yang terkenal sebagai pioner penggunaan mikroskop, juga pioner dalam studi mengenai rantai makanan dan regulasi populasi. Bahkan jauh sebelumnya, Hippocrates, Aristoteles, dan para filosuf Yunani telah menulis beberapa materi yang sekarang termasuk dalam bidang ekologi.

2.             Ruang Lingkup Ekologi

Secara ringkas, ruang lingkup ekologi dapat digambarkan melalui spektrum biologi, yang menggambarkan aras-aras organisasi kehidupan sebagai berikut :

a.         Protoplasma adalah zat hidup dalam sel dan terdiri atas senyawa organik yang kompleks, seperti lemak, protein, dan karbohidrat.

b.        Sel adalah satuan dasar suatu organisme yang terdiri atas protoplasma dan inti yang terkandung dalam membran. Membran merupakan komponen yang menjadi pemisah dari satuan dasar lainnya.

c.         Jaringan adalah kumpulan sel yang memiliki bentuk dan fungsi sama, misalnya jaringan otot.

d.        Organ atau alat tubuh merupakan bagian dari suatu organisme yang mempunyai fungsi tertentu, misalnya kaki atau telinga pada hewan, dan daun atau akar pada tumbuhan.

e.         Sistem organ adalah kerja sama antara struktur dan fungsi yang harmonis, seperti kerja sama antara mata dan telinga, antara mata dan tangan, dan antara hidung dengan tangan.

f.         Organisme adalah suatu benda hidup, jasad hidup, atau makhluk hidup.

g.        Populasi adalah kelompok organisme yang sejenis yang hidup dan beranak pada suatu daerah tertentu. Contohnya populasi rusa di pulau Jawa, populasi banteng di Ujung Kulon, populasi badak di Ujung Kulon, dan populasi ayam kampung di Jawa Barat.

h.        Komunitas adalah semua populasi dari berbagai jenis organisme yang menempati suatu daerah tertentu. Di daerah tersebut setiap populasi berinteraksi satu dengan lainnya. Misalnya populasi rusa berinteraksi dengan populasi harimau di Pulau Sumatra atau populasi ikan mas berinteraksi dengan populasi ikan mujair.

i.          Ekosistem adalah tatanan kesatuan secara utuh menyeluruh antara segenap unsur lingkungan hidup yang saling mempengaruhi. Ekosistem merupakan hubungan timbal balik yang kompleks antara makhluk hidup dengan lingkungannya, baik yang hidup maupun tak hidup (tanah, air, udara, atau kimia fisik) yang secara bersama-sama membentuk suatu sistem ekologi.

j.          Biosfer adalah lapisan bumi tempat ekosistem beroperasi. Lapisan biosfer kira-kira 9000 m di atas permukaan bumi, beberapa meter di bawah permukaan tanah, dan beberapa ribu meter di bawah permukaan laut.

3.        Konsep Ekologi

Pembahasan ekologi tidak lepas dari pembahasan ekosistem dengan berbagai komponen penyusunnya, yaitu faktor abiotik dan biotik. Faktor abiotik antara lain suhu, air, kelembaban, cahaya, dan topografi, sedangkan faktor biotik adalah makhluk hidup yang terdiri dari manusia, hewan, tumbuhan, dan mikroba. Ekologi juga berhubungan erat dengan tingkatan-tingkatan organisasi makhluk hidup, yaitu populasi, komunitas, dan ekosistem yang saling memengaruhi dan merupakan suatu sistem yang menunjukkan kesatuan. Ekologi mempelajari bagaimana makhluk hidup dapat mempertahankan kehidupannya dengan mengadakan hubungan antar makhluk hidup dan dengan benda tak hidup di dalam tempat hidupnya atau lingkungannya.

Ekologi, biologi dan ilmu kehidupan lainnya saling melengkapi dengan zoologi dan botani yang menggambarkan hal bahwa ekologi mencoba memperkirakan, dan ekonomi energi yang menggambarkan kebanyakan rantai makanan manusia dan tingkat tropik.  Hubungan keterkaitan dan ketergantungan antara seluruh komponen ekosistem harus dipertahankan dalam kondisi yang stabil dan seimbang (homeostatis). Perubahan terhadap salah satu komponen akan memengaruhi komponen lainnya.

Homeostatis adalah kecenderungan sistem biologi untuk menahan perubahan dan selalu berada dalam keseimbangan. Ekosistem mampu memelihara dan mengatur diri sendiri seperti halnya komponen penyusunnya yaitu organisme dan populasi. Dengan demikian, ekosistem dapat dianggap suatu cibernetik di alam. Namun manusia cenderung mengganggu sistem pengendalian alamiah ini. Ekosistem merupakan kumpulan dari bermacam-macam dari alam tersebut, contoh hewan, tumbuhan, lingkungan, dan yang terakhir manusia.

4.             Kedudukan Dan Perkembangan Ekologi

Ekologi mengalami perkembangan sejalan dengan perkembangan ilmu dan teknologi. Perkembangan ekologi mempengaruhi ilmu yang lain, demikian juga perkembangan ilmu yang lain mempengaruhi ekologi. Ilmu ekologi pada awalnya merupakan suatu pengetahuan umum dan hanya mempelajari hubungan lingkungan secara individual atas dasar fisiologi. Pada waktu itu para cendekiawan, khususnya dari kalangan ilmu alam, kurang menaruh perhatian pada berbagai ilmu yang sifatnya umum, tetapi orang lebih banyak mengarahkan perkembangan ilmu-ilmu ke arah spesialisasi. Walaupun perhatian orang terhadap ilmu ekologi jika dibandingkan dengan ilmu lain, terutama ekonomi dan politik kurang memadai, namun ekologi terus berkembang. Sebagai bukti bahwa ilmu ekologi dapat terus berkembang dan melebarkan sayapnya ke bidang-bidang lain seperti botani, dan zoologi.

Ekologi modern memusatkan perhatian pada konsep ekosistem. Konsep ini menyangkut beberapa asas dasar yang nanti akan diuraikan pada kegiatan belajar atau modul-modul berikutnya. Penggunaan konsep ekosistem menuju kepada pendekatan baru yaitu pendekatan sistem. Pendekatan ini meliputi penggunaan model-model matematika, yang antara lain digunakan untuk menjelaskan secara lebih sederhana suatu ekosistem atau dapat pula untuk meramal/menduga perubahan-perubahan yang akan terjadi pada masa yang akan datang. Bahkan dalam perencanaan pembangunan, dapat diperkirakan dampak-dampak yang akan terjadi pada suatu ekosistem sehingga dapat direncanakan pula bagaimana mengeliminir dampak negatif yang akan terjadi.

5.             Masalah Lingkungan dan Penyebab Kerusakan Lingkungan

Berdasarkan faktor penyebabnya, bentuk kerusakan lingkungan hidup dibedakan menjadi 2 jenis, yaitu:

a.        Bentuk kerusakan lingkungan hidup akibat peristiwa alam.

1)        Letusan gunung berapi

Letusan gunung berapi terjadi karena aktivitas magma di perut bumi yang menimbulkan tekanan kuat keluar melalui puncak gunung berapi. Bahaya yang ditimbulkan oleh letusan gunung berapi antara

lain berupa:

a) Hujan abu vulkanik, menyebabkan gangguan pernafasan.

b) Lava panas, merusak, dan mematikan apa pun yang dilalui.

c) Awan panas, dapat mematikan makhluk hidup yang dilalui.

d) Gas yang mengandung racun.

e) Material padat (batuan, kerikil, pasir), dapat menimpa perumahan, dan lain-lain.

2)        Gempa bumi

Gempa bumi adalah getaran kulit bumi yang bisa disebabkan karena beberapa hal, di antaranya kegiatan magma (aktivitas gunung berapi), terjadinya tanah turun, maupun karena gerakan lempeng di dasar samudra. Manusia dapat mengukur berapa intensitas gempa, namun manusia sama sekali tidak dapat memprediksikan kapan terjadinya gempa. Oleh karena itu, bahaya yang ditimbulkan oleh gempa lebih dahsyat dibandingkan dengan letusan gunung berapi. Pada saat gempa berlangsung terjadi beberapa peristiwa sebagai akibat langsung maupun tidak langsung, di antaranya:

a) Berbagai bangunan roboh.

b) Tanah di permukaan bumi merekah, jalan menjadi putus.

c) Tanah longsor akibat guncangan.

d) Terjadi banjir, akibat rusaknya tanggul.

e) Gempa yang terjadi di dasar laut dapat menyebabkan tsunami (gelombang pasang).

3)        Angin topan

Angin topan terjadi akibat aliran udara dari kawasan yang bertekanan tinggi menuju ke kawasan bertekanan rendah. Perbedaan tekanan udara ini terjadi karena perbedaan suhu udara yang mencolok. Bahaya angin topan bisa diprediksi melalui foto satelit yang menggambarkan keadaan atmosfer bumi, termasuk gambar terbentuknya angin topan, arah, dan kecepatannya. Serangan angin topan (puting beliung) dapat menimbulkan kerusakan lingkungan hidup dalam bentuk:

a) Merobohkan bangunan.

b) Rusaknya areal pertanian dan perkebunan.

c) Membahayakan penerbangan.

d) Menimbulkan ombak besar yang dapat menenggelamkan kapal.

b. Kerusakan lingkungan hidup karena faktor manusia

Manusia sebagai penguasa lingkungan hidup di bumi berperan besar dalam menentukan kelestarian lingkungan hidup. Manusia sebagai makhluk ciptaan Tuhan yang berakal budi mampu merubah wajah dunia dari pola kehidupan sederhana sampai ke bentuk kehidupan modern seperti sekarang ini. Namun sayang, seringkali apa yang dilakukan manusia tidak diimbangi dengan pemikiran akan masa depan kehidupan generasi berikutnya. Banyak kemajuan yang diraih oleh manusia membawa dampak buruk terhadap kelangsungan lingkungan hidup. Beberapa ulah manusia yang baik secara langsung maupun tidak langsung membawa dampak pada kerusakan lingkungan hidup antara lain:

1)        Penebangan hutan secara liar (penggundulan hutan).

2)        Perburuan liar.

3)        Merusak hutan bakau.

4)        Penimbunan rawa-rawa untuk pemukiman.

5)      Pembuangan sampah di sembarang tempat.

6)      Bangunan liar di daerah aliran sungai (DAS).

7)      Pemanfaatan sumber daya alam secara berlebihan di luar batas.

B.                 Ekosistem

1)        Pengertian Dan Definisi Ekosistem

Di dalam ekosistem, organisme yang ada selalu berinteraksi secara timbal balik dengan lingkungannya. Interaksi timbal balik ini membentuk suatu sistem yang kemudian kita kenal sebagai sistem ekologi atau ekosistem. Dengan kata lain ekosistem merupakan suatu satuan fungsional dasar yang menyangkut proses interaksi organisme hidup dengan lingkungannya. Lingkungan yang dimaksud dapat berupa lingkungan biotik (makhluk hidup) maupun abiotik (non makhluk hidup). Sebagai suatu sistem, di dalam suatu ekosistem selalu dijumpai proses interaksi antara makhluk hidup dengan lingkungannya, antara lain dapat berupa adanya aliran energi, rantai makanan, siklus biogeokimiawi, perkembangan, dan pengendalian.

Ekosistem juga dapat didefinisikan sebagai suatu satuan lingkungan yang melibatkan unsur-unsur biotik (jenis-jenis makhluk) dan faktor-faktor fisik (iklim, air, dan tanah) serta kimia (keasaman dan salinitas) yang saling berinteraksi satu sama lainnya. Gatra yang dapat digunakan sebagai ciri keseutuhan ekosistem adalah energetika (taraf trofi atau makanan, produsen, konsumen, dan redusen), pendauran hara (peran pelaksana taraf trofi), dan produktivitas (hasil keseluruhan sistem). Jika dilihat komponen biotanya, jenis yang dapat hidup dalam ekosistem ditentukan oleh hubungannya dengan jenis lain yang tinggal dalam ekosistem tersebut. Selain itu keberadaannya ditentukan juga oleh keseluruhan jenis dan faktor-faktor fisik serta kimia yang menyusun ekosistem tersebut.

Berbagai konsep ekosistem pada dasarnya sudah mulai dirintis oleh beberapa pakar ekologi. Pada tahun 1877, Karl Mobius (Jerman) menggunakan istilah biocoenosis. Kemudian pada tahun 1887, S.A.Forbes (Amerika) menggunakan istilah mikrokosmos. Di Rusia pada mulanya lebih banyak digunakan istilah biocoenosis, ataupun geobiocoenosis. Istilah ekosistem mula-mula diperkenalkan oleh seorang pakar ekologi dari Inggris, A.G.Tansley, pada tahun 1935. Pada akhirnya istilah ekosistem lebih banyak digunakan dan dapat diterima secara luas sampai sekarang.

2)             Komponen Ekosistem

a.        Komponen biotik

Komponen biotik adalah semua makhluk hidup yang terdapat dalam sebuah ekosistem, baik itu tumbuhan, hewan, bahkan makhluk mikroskopik seperti bakteri. Komponen ini nantinya akan membentuk sebuah rantai makanan yang akan menjaga kestabilan sebuah ekosistem. Komponen biotik dalam sebuah ekosistem dapat dibedakan menjadi beberapa macam tergantung dari cara mendapatkan makanannya, yaitu organisme autotrof atau produsen, heterotrof atau konsumen, dan dekomposer atau pengurai.

1)        Organisme Autotrof atau Produsen

Organisme ini adalah semua makhluk hidup yang mampu membuat makanannya sendiri. Yak betul, makhluk hidup ini adalah tumbuhan, tumbuhan dapat menghasilkan makanannya sendiri karena mempunyai 2 hal, seperti di bawah ini.

a)                  Klorofil

Klorofil atau zat hijau daun adalah salah satu komponen yang digunakan oleh tumbuhan dalam menghasilkan makanannya, jika suatu mahluk hidup tidak mempunyai klorofil maka dia tidak dapat disebut sebagai produsen. Oh iya, fitoplankton di laut, atau plankton tumbuhan juga termasuk dalam kategori iniya Squad.

b)                 Melakukan Fotosintesis

Syarat kedua sebagai organisme autotrof adalah berfotosintesis. Fotosintesis adalah kegiatan memproduksi makanan yang terjadi pada tumbuhan dengan memanfaatkan sinar matahari, klorofil dan karbon dioksida, kegiatan ini menghasilkan makananyang diperlukan oleh tumbuhan, selain itu kegiatan fotosintesis ini mengeluarkan hasil berupa oksigenyang berguna untuk mahluk hidup lain bernapas.

2)        Organisme Heterotrof atau Konsumen

a)        Herbivora

Herbivora adalah organisme yang sumber makanannya adalah daun dan tumbuhan, contoh dari herbivora adalh kambing, sapi, kuda, kerbau, dan lain-lain

b)       Karnivora

Karnivora adalah organisme yang sumber makanannya berupa daging, hewan ini memenuhi kebutuhan makanannya dengan cara memangsa organisme lain. Misalnya macan, singa, ikan hiu.

c)        Omnivora

Omnivora adalah organisme yang memenuhi kebutuhan makanannya dengan daging atau tumbuhan, organisme ini biasanya menyesuaikan makanan utamanya tergantung dengan sumber makanan mana yang melimpah, daging atau tumbuhan. Contohnya adalah beruang, babon, dan manusia.

3)             Organisme Dekomposer atau Pengurai

Organisme pengurai adalah tubuh renik yang bertugas untuk melakukan penguraian jasad organisme. Saat organisme mati, pengurai menguraikan semua sisa organisme yang mati itu untuk dijadikan mineral dan unsur hara tanah. Hal ini menjaga keseimbangan ekosistem karena apa yang diambil akan kembali lagi untuk memenuhi kebutuhan generasi selanjutnya. Contohnya adalah, bakteri, jamur, cacing tanah dan lain-lain.

b.        Komponen abiotik

Adalah komponen tidak hidup yang mendukung serta menjaga keseimbangan suatu ekosistem, hal yang termasuk dalam komponen abiotik adalah:

1)        Udara;

2)        Air;

3)        Cahaya matahari;

4)        Iklim;

5)        Kelembaban;

6)        Keasaman tanah dan Jenis Tanah

C.           Homeostasis Ekosistem

Setiap ekosistem mampu menjaga dan mengendalikan dirinya sendiri dari gangguan yang berasal dari luar, termasuk komponen-komponen biotik maupun abiotik yang ada di dalamnya. Ekosistem mempunyai kemampuan untuk menangkal berbagai perubahan ataupun gangguan yang dialaminya sehingga terjagalah keseimbangan yang ada di dalamnya. Keseimbangan ekosistem disebut homeostasis ekosistem. Mekanisme homeostasis ini sangat rumit dan menyangkut banyak faktor serta mekanisme, termasuk di dalamnya adalah mekanisme penyimpanan bahan/materi, pelepasan unsur hara, pertumbuhan populasi, produksi, dan penguraian/dekomposisi. Meskipun ekosistem mempunyai kemampuan untuk menangkal setiap gangguan dari luar untuk menjaga keseimbangannya, tetapi kemampuan tersebut ada batasnya. Manusia yang sebetulnya merupakan salah satu unsur dalam ekosistem, justru seringkali merupakan pengganggu yang terbesar terhadap kelangsungan hidup ekosistem itu sendiri. Hal ini terjadi ketika manusia memanfaatkan sumber daya alam untuk kesejahteraan mereka.  Sebagai contoh akan diberikan gambaran mengenai perilaku manusia terhadap alam sebagai berikut:

1. Kasus penebangan hutan

Penebangan pohon di hutan oleh manusia seringkali melampaui kemampuan hutan tersebut untuk pulih kembali. Akibatnya hutan menjadi rusak, tidak dapat pulih kembali, dan akan menjadi ekosistem yang lain atau bahkan menjadi gundul sehingga terjadi erosi yang berat, banjir di musim hujan, kekeringan di musim kemarau, hilangnya keanekaragaman hayati, dan lain-lain. Bila hal ini terjadi secara terus-menerus, akan berdampak negatif yang serius dan dikhawatirkan akan menjadi padang pasir.

2. Pembuangan limbah dan penggunaan zat-zat kimia

Akhir-akhir ini sudah nampak kasus yang serius bahwa banyak sungai dan laut yang airnya sudah sangat kotor, kehidupan di dalamnya sudah berubah secara drastis, banyak jenis yang langka dan sudah punah, dan lain-lain. Perairan yang tadinya banyak dijumpai berbagai kehidupan juga sudah banyak berubah menjadi hitam, bau, penuh dengan sampah, dan lain-lain. Sungai yang semula bersih menjadi tercemar karena di sepanjang aliran sungai tersebut terdapat banyak pabrik, permukiman, pertanian, dan kegiatan lain yang menghasilkan limbah dan sebagian besar membuang limbah cairnya ke dalam sungai tersebut. Prinsip homeostatis tentu sudah sulit dicapai, karena daya tahan ekosistem perairan juga terbatas. Oleh karena itu perlu dipahami kaidah-kaidah ekosistem dan hal-hal penting yang akan digunakan sebagai dasar pengelolaan suatu ekosistem.