Kenapa dan Bagaimana Mempelajari Ekologi

 A. Konsep dan Definisi Ekologi

      1. Konsep Ekologi

              

Lingkungan hidup didasarkan beberapa konsep ekologi dasar, seperti konsep: biotik, abiotik, ekosistem, produktivitas, biomasa, hukum thermodinamika I dan II, siklus biogeokimiawi dan konsep faktor pembatas. Dalam komunitas ada konsep biodiversitas, pada spesies ada konsep distribusi dan interaksi serta konsep suksesi dan klimaks. Faktor biotik adalah faktor hidup yang meliputi semua makhluk hidup di bumi, baik tumbuhan maupun hewan. Dalam ekosistem, tumbuhan berperan sebagai produsen, hewan berperan sebagai konsumen, dan mikroorganisme berperan sebagai dekomposer. Faktor biotik juga meliputi tingkatan-tingkatan organisme yang meliputi individu, populasi, komunitas, ekosistem, dan biosfer. Tingkatan-tingkatan organisme makhluk hidup tersebut dalam ekosistem akan saling berinteraksi, saling mempengaruhi membentuk suatu sistem yang menunjukkan kesatuan. Secara lebih terperinci, tingkatan organisasi makhluk hidup adalah sebagai berikut.

 Suatu konsep sentral dalam ekologi adalah ekosistem. Suatu sistem terdiri dari komponen-komponen yang bekerja secara teratur sebagai suatu kesatuan. Ekosistem terbentuk oleh komponen hidup (biotik) dan tak hidup (abiotik) yang berinteraksi membentuk suatu kesatuan yang teratur. Keteraturan itu terjadi karena adanya arus materi dan energi, yang terkendali oleh arus informasi antara komponen dalam ekosistem.
           Hukum thermodinamika adalah hukum alam tentang energi.

Ada dua hukum thermodinamika yaitu:

1)      Hukum Thermodinamika I :

energi dapat diubah dari suatu bentuk energi menjadi bentuk energi lain, tetapi energi tidak pernah dapat diciptakan dan tidak dapat dimusnahkan.

Contoh: energi matahari diubah menjadi energi panas atau energi potensial dalam bentuk makanan. Jumlah energi dalam alam semesta adalah konstan. Artinya jumlah energi tidak dapat bertambah atau berkurang.

2)      Hukum Thermodinamika II :

setiap terjadi perubahan bentuk energi, pasti terjadi degradasi energi dari bentuk energi yang terpusat menjadi energi yang terpencar. Contoh: benda panas pasti menyebarkan panas (energi) ke lingkungan sekitar yang lebih rendah suhunya. Energi yang tidak seluruhnya dapat dipakai untuk melakukan kerja.

Contoh: fotosintesis mempunyai efek negentropi.

Biogeokimiawi merupakan proses biologi, geologi, dan kimia. Siklus biogeokimiawi berkaitan dengan materi. Tubuh manusia, hewan, dan tumbuhan, dan lain-lain tersusun oleh materi.

Materi terdiri dari unsur kimia, seperti: karbon (C), hidrogen (H), oksigen (O), nitrogen (N), dan fosfor (P). Materi yang dibutuhkan untuk menyusun tubuh manusia didapat dari makanan. Setiap ekosistem atau komunitas, atau bagian-bagian lain memiliki produktivitas dasar atau disebut produktivitas primer. Pengertian produktivitas primer adalah kecepatan penyimpanan energi potensial oleh organismeprodusen melalui proses fotosintesis dan kemosintesis (pemanfaatan hasil sintesis) dalam bentuk bahan-bahan organik dapat digunakan sebagai bahan pangan. Dalam konsep produktivitas, faktor satuan waktu sangat penting, karena sistem kehidupan adalah proses yang berjalan secara sinambung. Selain waktu, faktor ruang merupakan faktor penting yang menentukan produktivitas suatu ekosistem.

2.      Defenisi Ekologi

Ekologi berasal dari bahasa Yunani yang terdiri dari dua kata, yaitu oikos yang artinya rumah atau tempat hidup, dan logos yang berarti ilmu. Ekologi diartikan sebagai ilmu yang mempelajari baik interaksi antar makhluk hidup maupun interaksi antara makhluk hidup dan lingkungannya.

            Dalam kamus Weibster’s Unabridged Dictionary, ekologi diartikan sebagai totalitas atau pola hubungan antara makhluk hidup dan lingkungannya. Dalam ( Odum, 1993) ekologi adalah suatu ilmu yang mempelajari hal ikhwal dinamika kehidupan , atau sebagai ilmu mengenai hal struktur dan fungsi alam kehidupan.

            Ekologi dikenal sebagai salah satu cabang ilmu biologi yang mempelajari perihal antar hubungan pengaruh mempengaruhi dan saling ketergantungan antara organisme dengan lingkungannya.

            Kendeigh (1980) , ekologi adalah kajian tentang hewan dan tumbuhan dalam hubungannya antara satu makhluk hidup dengan makhluk hidup yang lain dan antara makhluk hidup dengan lingkungannya. Krebs (1972) ekologi merupakan ilmu yang mempelajari interaksi-interaksi yang menentukan sebaran atau agihan (distribusi) dan kelimpahan organisme-organisme .

Dari pengertian dan definisi- definisi di atas ekologi hewan adalah salah satu cabang biologi yang khusus mempelajari interaksi-interaksi antara hewan dengan lingkungan biotik dan abiotik yang menentukan sebaran (distribusi) dan kelimpahan hewan-hewan tersebut.

B.     Keluasan Investigasi Ekologi dari Sel sampai  ke Global

Makhluk hidup (organisme) memiliki tingkat organisasi dari tingkat yang paling sederhana sampai ke tingkat organisasi yang paling kompleks. Tingkatan organisasi tersebut terlihat sebagai deretan biologi yang disebut spektrum biologi.

1.       Sel, yaitu  satuan dasar suatu organisme

2.      Jaringan, yaitu  kumpulan sel yang memiliki bentuk dan fungsi sama

3.      Organ, yaitu alat tubuh, bagian dari organisme

4.       Sistem organ, yaitu kerjasama antara struktur dan fungsional yang harmonis

5.      Organisme atau individu, yaitu makhluk hidup, jasad hidup. Individu merupakan organisme tunggal seperti : seekor tikus, seekor kucing, sebatang pohon jambu, sebatang pohon kelapa, dan seorang manusia. Dalam mempertahankan hidup, seti jenis dihadapkan pada masalah-masalah hidup yang kritis. Misalnya, seekor hewan harus mendapatkan makanan, mempertahankan diri terhadap musuh alaminya, serta memelihara anaknya. Untuk mengatasi masalah tersebut, organisme harus memiliki struktur khusus seperti : duri, sayap, kantung, atau tanduk. Hewan juga memperlihatkan tingkah laku tertentu, seperti membuat sarang atau melakukan migrasi yang jauh untuk mencari makanan.

6.       Populasi, yaitu kelompok organisme yang sejenis yang hidup dan berbiak pada suatu daerah tertentu. Kumpulan individu sejenis yang hidup padasuatu daerah dan waktu tertentu disebut populasi. Pertambahan atau penurunan populasi dapat menyolok bila ada gangguan drastis dari lingkungannya, misalnya adanya penyakit, bencana alam, dan wabah hama.

7.      Komunitas, yaitu semua populasi dari berbagai jenis yang menempati suatu daerah tertentu. Komunitas ialah kumpulan dari berbagai populasi yang hidup pada suatu waktu dan daerah tertentu yang saling berinteraksi dan mempengaruhi satu sama lain. Komunitas memiliki derajat keterpaduan yang lebih kompleks bila dibandingkan dengan individu dan populasi. Dalam komunitas, semua organisme merupakan bagian dari komunitas dan antara komponennya saling berhubungan melalui keragaman interaksinya.

8.      Ekosistem, yaitu lapisan bumi tempat ekosistem beroperasi. Ekosistem adalah antara komunitas dan lingkungannya selalu terjadi interaksi. Interaksi ini menciptakan kesatuan ekologi yang disebut ekosistem. Komponen penyusun ekosistem adalah produsen (tumbuhan hijau), konsumen (herbivora, karnivora, dan omnivora), dan dekomposer/pengurai (mikroorganisme).

9.      Biosfer, adalah tingkatan organisasi biologi terbesar yang mencakup semua kehidupan di bumi dan adanya interaksi antara lingkungan fisik secara keseluruhan. Biosfer merupakan lapisan bumi tempat ekosistem beroperasi

C.    Ekologi Sebagai Disiplin Ilmu

1.      Ekologi sebagai dasar ilmu lingkungan

Ekologi merupakan salah satu ilmu dasar bagi ilmu lingkungan. Dalam ilmu lingkungan seperti halnya ekologi , mahluk hidup (organime), di pelajari dalam unit populasi . Populasi adalah sekelompok individu- individu mahluk hidup yang sejenis yang hidup dalam suatu lingkungan tertentu. Basis dari Ekologi adalah ekosistem. Ekologi mengkaji berbagai proses dab bentuk interaksi yang terjadi di dalam ekosistem.

2.      Ekologi sebagai dasar pengetahuan lingkungan

 Ekologi merupakan salah satu ilmu dasar bagi ilmu lingkungan. Dalam ekologi mempelajarai penerapan ekologi,pengetahuan lingkungan,konservasi sumber daya alam, pengendalian erosi,pengendalian banjir,penghutanan kembali, restorasi hewan-hewan liar,silvikultur – agroforestry, pertanian dan peternakan, pertambangan, pengolahan limbah,dinamika kependudukan.

3.      Ekologi Mutakhir

yaitu studi tentang struktur dan fungsi  ekosistem/alam dimana  manusia adalah bagian dari alam. Adapun struktur nya yaitu keadaan dr sistem ekologi pd waktu dan tempat tertentu , kepadatan/kerapatan ,biomassa , penyebaran materi ,penyebaran energy. Ekologi mutakhir berfungsi menggambarkan hubungan sebab akibat yg terjadi dalam sistem.

D.    Fenomena Ekologi dalam Skala Ruang dan Waktu

 Fenomena ekologi yang di temui dalam kehidupan seperti pemanasan global. Pemanasan global merupakan ancaman besar yang terjadi sebagai akibat dari serangkaian peristiwa, yang nantinya akan kita temui bahwa asal muasal terjadinya berawal dari tindakan manusia yang tidak mampu memprediksi dampak kedepan, sehingga tidak antisipatif dan lebih mengutamakan kepuasan ekonomi semata tanpa memperhitungkan aspek keberlanjutan (sustainable) dari suatu planet bumi yang cuma ada satu.

 Fenomena ini berawal dari aktifitas manusia. Pemanasan global dan perubahan iklim merupakan dampak dari Efek Rumah Kaca (ERK) yang sebenarnya adalah proses alami karena memungkinkan kelangsungan hidup semua makhluk di bumi. Tanpa adanya Gas Rumah Kaca, seperti karbondioksida (CO2), metana (CH4), atau dinitro oksida (N2O), suhu permukaan bumi akan 33 derajat Celcius lebih dingin. Masalah timbul ketika aktivitas manusia menyebabkan peningkatan konsentrasi selimut gas di atmosfer (Gas Rumah Kaca) sehingga melebihi konsentrasi yang seharusnya. Maka, panas matahari yang tidak dapat dipantulkan ke angkasa akan meningkat pula. Semua proses itu lah yang disebut Efek Rumah Kaca.

 ERK merupakan fenomena yang sama dengan yang bisa kita temui saat membiarkan mobil kita diparkir dalam keadaan panas terik dan kaca mobil tertutup rapat. Kita pasti akan merasakan panas yang hebat dalam ruang mobil kita, karena sisa panas yang masuk ke dalam mobil tak dapat dipantulkan keluar sebab tertahan lapisan kaca. Sejak awal jaman industrialisasi, awal akhir abad ke-17, konsentrasi Gas Rumah Kaca meningkat drastis. Diperkirakan tahun 1880 temperatur rata-rata bumi meningkat 0.5 – 0.6 derajat Celcius akibat emisi Gas Rumah Kaca yang dihasilkan dari aktivitas manusia.

 Jenis GRK yang memberikan sumbangan paling besar bagi emisi gas rumah kaca adalah karbondioksida, metana, dan dinitro oksida. Sebagian besar dihasilkan dari pembakaran bahan bakar fosil (minyak bumi dan batu bara) di sektor energi dan transportasi, penggundulan hutan , dan pertanian . Sementara, untuk gas rumah kaca lainnya (HFC, PFC, SF6 ) hanya menyumbang kurang dari 1% . Sejak Revolusi Industri, sebanyak 400.000 milyar ton gas CO₂ dilepaskan ke udara. Dan sejak awal abad -20 kita menggunakan  begitu banyak batu bara, minyak dan minyak tanah untuk mengolah perekonomian kita  sehingga menambah 20 % jumlah gas ini. Sehingga diperkirakan sebanyak  5,5 milyar ton molekul karbon dipompa ke dalam ekosistem setiap tahun. Hal tersebut diperparah oleh perusakan hutan yang pertumbuhannya mencapai hutan klimaks membutuhkan waktu 50 sampai 100 tahun.  Padahal hutan (dan juga samudera) sering disebut sebagai paru-paru bumi yang mengendalikan keseimbangan oksigen dan karbondioksida. Jika Karbondioksida dalam jumlah yang berlebihan maka gas ini akan memerangkap atau manahan panas yang harusnya dipantulkan kembali ke atmosfer bagian atas. Disinilah muncul Efek Rumah Kaca (ERK).

 Jadi, ERK menyebabkan panas bumi, disebabkan oleh emisi  GRK yang tinggi ke udara akibat penggunaan bahan bakar fosil dan berbagai bentuk kegiatan manusia yang melepas GRK, diperparah dengan degradasi hutan atau tumbuhan yang sebenarnya dapat menyerap CO₂ lewat proses fotosintesis.

 Upaya dalam mengatasi fenomena tersebut ialah adaptasi dan mitigasi. Kegiatan beradaptasi antara lain menanam pohon. Kegiatan mitigasi atau pengurangan efek gas rumah kaca dapat dilakukan dengan hemat energi, tidak konsumtif, mengurangi dan mengelola sampah, serta efisiensi penggunaan transportasi. Upaya-upaya sederhana perlu kita mulai sekarang dari rencana tindakan – tindakan lokal. Jika banyak region lokal bertindak dengan menanam pohon (penghijauan) maka tindakan lokal dalam kuantitas besar akhirnya menjadi kekuatan global menghadapi ancaman global. Pohon meningkat berarti membantu mengurangi gas CO₂ di udara.