Materi Ipa Tentang Ekosistem Lengkap

Materi Ipa Tentang Ekosistem Lengkap - Ekosistem merupakan kesatuan fungsional antara makhluk hidup dengan lingkungannya yang di dalamnya terdapat hubungan dan interaksi yang sangat erat dan saling memengaruhi. Ilmu yang mempelajari hubungan timbal balik antara makhluk hidup dengan lingkungannya dalam suatu ekosistem disebut ekologi. Ekologi berasal dari bahasa Yunani yaitu oikos (rumah atau tempat hidup) dan logos (ilmu), jadi ekologi adalah ilmu yang mempelajari interaksi antarmakhluk hidup dan interaksi antara makhluk hidup dan lingkungannya. Dalam ekologi, anda akan mempelajari makhluk hidup sebagai satu kesatuan dengan lingkungannya.

A. Komponen Penyusun Ekosistem

Suatu ekosistem disusun oleh dua komponen utama yaitu komponen biotik meliputi berbagai jenis makhluk hidup dan komponen abiotik meliputi lingkungan fisik dan kimia (lingkungan tak hidup).

Materi Ipa Tentang Ekosistem Lengkap

1. Komponen Biotik

Komponen biotik suatu ekosistem meliputi semua jenis makhluk hidup, baik berupa tumbuhan, hewan, jamur, maupun mikroorganisme lain. Dalam ekosistem, tumbuhan berperan sebagai produsen, hewan berperan sebagai konsumen, dan mikroorganisme berperan sebagai dekomposer. Berdasarkan peranannya, komponen biotik dibedakan menjadi komponen autotrof, heterotrof, dan pengurai.

Komponen autotrof

Komponen autotrof adalah organisme yang mampu mensintesis makanan sendiri berupa bahan organik dari bahan anorganik dengan bantuan energi seperti energi cahaya matahari dan kimia. Komponen autotrof berfungsi sebagai produsen yang menyediakan makanan bagi organisme heterotrof. Komponen autotrof yang utama adalah berbagai tumbuhan hijau.

Komponen heterotrof

Komponen heterotrof merupakan organisme yang memperoleh makanan atau bahan organik dengan memakan organisme lain atau sisa-sisanya. Organisme heterotrof tidak dapat mensintesis makanan sendiri, sehingga makanan selalu diperoleh dari organisme lain, misalnya herbivora memperoleh makanan dari tumbuh-tumbuhan dan karnivora memperoleh makanan dari mangsanya. Contoh komponen heterotrof adalah manusia, hewan, jamur, dan mikroba.

Detrivor dan Pengurai (dekomposer)

Detrivor adalah komponen ekosistem yang memakan detritus atau sampah, sedangkan pengurai adalah organisme heterotrof yang memperoleh makanan dengan menguraikan bahan organik berupa sisa-sisa organisme yang telah mati. Organisme ini menyerap sebagian hasil penguraian tersebut dan melepaskan bahan-bahan yang sederhana yang dapat digunakan kembali oleh produsen. Contoh detrivor adalah cacing tanah, sedangkan contoh pengurai adalah bakteri dan jamur saprofit.

Lihat juga

Kingdom Animalia Lengkap

2. Komponen Abiotik

Komponen abiotik adalah segala sesuatu di luar makhluk hidup, terdiri dari komponen fisik dan kimia. Komponen fisik meliputi substrat, media, atau faktor fisik yang diperlukan untuk menunjang kehidupan, sedangkan komponen kimia berupa kondisi-kondisi yang mendukung kehidupan makhluk hidup.

Beberapa komponen abiotik yang memengaruhi ekosistem adalah sebagai berikut.

• Berpengaruh terhadap ekosistem karena suhu merupakan syarat yang diperlukan organisme untuk hidup. Suhu memengaruhi reaksi biokimiawi yang terjadi di dalam makhluk hidup. Setiap jenis makhluk hidup memerlukan suhu optimum untuk kehidupannya sehingga ada jenis-jenis organisme yang hanya dapat hidup pada kisaran suhu tertentu. Pada hewan poikiloterm, suhu tubuhnya dapat berubah-ubah sesuai dengan suhu lingkungannya. Sedangkan hewan homeoterm suhu tubuhnya relatif tetap meskipun suhu lingkungan berubah-ubah.

• Sinar matahari, memengaruhi ekosistem secara global karena matahari menentukan suhu Bumi. Sinar matahari juga diperlukan oleh tumbuhan (produsen) untuk melakukan fotosintesis.

• Air, berpengaruh terhadap ekosistem karena air dibutuhkan untuk kelangsungan hidup organisme. Bagi tumbuhan, air diperlukan untuk tumbuh, berkecambah, dan penyebaran biji. Bagi hewan dan manusia, air diperlukan untuk minum, sarana hidup, dan tempat hidup bagi hewan air. Bagi unsur abiotik lain, misalnya tanah dan batuan, air diperlukan sebagai pelarut dan pelapuk.

• Tanah, merupakan tempat hidup bagi organisme. Jenis tanah yang berbeda menyebabkan organisme yang hidup didalamnya juga berbeda. Tanah juga menyediakan unsur-unsur penting bagi kehidupan organisme, terutama tumbuhan.

• Ketinggian tempat, menentukan jenis organisme yang hidup di tempat tersebut, karena ketinggian yang berbeda akan menghasilkan kondisi fisik dan kimia yang berbeda.

• Angin, selain berperan dalam menentukan kelembapan juga berperan dalam penyebaran biji tumbuhan tertentu.

• Garis lintang, perbedaan garis lintang menunjukkan kondisi lingkungan yang berbeda pula. Garis lintang secara tak langsung menyebabkan perbedaan distribusi organisme di permukaan bumi. Ada jenis-jenis organisme yang mampu hidup pada garis lintang tertentu saja.

Tingkatan Organisasi dalam Ekosistem

Tingkatan-tingkatan organisasi makhluk hidup di dalam ekosistem akan saling berinteraksi dan saling memengaruhi membentuk suatu sistem yang menunjukkan satu kesatuan. Secara lebih terperinci, tingkatan organisasi makhluk hidup dalam ekosistem adalah sebagai berikut.

Individu

Individu berasal dari kata Latin in (tidak) dan dividus (dapat dibagi), jadi individu adalah organisme tunggal yang tidak dapat dibagi-bagi lagi. Seekor rusa, seekor kucing, sebatang pohon jambu, sebatang pohon kelapa, dan seorang manusia disebut individu dalam ekosistem. Individu merupakan satuan fungsional terkecil penyusun ekosistem. Setiap individu melakukan proses hidup yang masing-masing berjalan terpisah dan berbeda dengan individu lainnya.

Di dalam lingkungan, setiap jenis selalu dihadapkan pada masalah-masalah hidup, misalnya ketersediaan makanan, ancaman predator, berkembang biak, memelihara anak, dan sebagainya. Oleh karena itu setiap jenis mengembangkan struktur dan tingkah laku tertentu yang disebut adaptasi.

b. Populasi

Kumpulan individu sejenis yang hidup pada suatu daerah dan waktu tertentu disebut populasi. Setiap individu dalam populasi selalu tumbuh dan berkembang, sehingga populasi juga mengalami pertumbuhan. Namun demikian populasi tidak tumbuh terus menerus. Batas kemampuan ekosistem untuk mendukung kehidupan suatu populasi disebut daya tampung yang dipengaruhi oleh makanan, predator, ketersediaan tempat, penyakit, dan faktor lingkungan lain.

Setiap populasi mempunyai karakteristik tertentu yaitu kepadatan (densitas), laju kelahiran (natalitas), laju kematian (mortalitas), potensi biotik, sebaran umur, penyebaran anggota populasi, dan bentuk pertumbuhan. Natalitas dan mortalitas merupakan penentu utama pertumbuhan populasi. Selain itu dinamika populasi juga dipengaruhi oleh imigrasi dan emigrasi terutama untuk organisme yang dapat bergerak aktif. Imigrasi adalah masuknya satu atau lebih organisme ke dalam populasi di daerah yang berbeda. Imigrasi akan meningkatkan populasi. Emigrasi adalah peristiwa ditinggalkannya suatu daerah oleh satu atau lebih organisme, sehingga populasi akan menurun. Secara garis besar, imigrasi dan natalitas akan meningkatkan jumlah populasi, sedangkan mortalitas dan emigrasi akan menurunkan jumlah populasi. Populasi hewan atau tumbuhan dapat berubah, namun perubahan tidak selalu menyolok. Pertambahan atau penurunan populasi dapat menyolok bila ada gangguan drastis dari lingkungannya, misalnya adanya penyakit, bencana alam, dan wabah hama.

Ukuran populasi berubah sepanjang waktu. Perubahan ukuran dalam populasi ini disebut dinamika populasi. Perubahan ini dapat dihitung dengan menggunakan rumus perubahan jumlah dibagi waktu. Hasilnya adalah kecepatan perubahan dalam populasi. Misalnya, tahun 2001 populasi akasia di Kedungbaru adalah 700 batang. Kemudian pada tahun 2006 dihitung lagi ada 500 batang. Dari data tersebut kamu dapat mengetahui bahwa dalam waktu 2 tahun terjadi pengurangan pohon akasia sebanyak 200 batang pohon. Untuk mengetahui laju perubahan, kamu dapat membagi jumlah batang pohon yang berkurang dengan lamanya waktu pengamatan sebagai berikut.

700   500 200 batang = 40 batang/tahun

2006   2001 5 tahun

Dari perhitungan di atas, kamu dapat mengambil ke-simpulan bahwa rata-rata berkurangnya pohon akasia di Kedungbaru tiap tahun adalah 40 batang.

Komunitas

Komunitas adalah kumpulan dari berbagai populasi yang hidup pada suatu waktu dan daerah tertentu yang saling berinteraksi dan memengaruhi satu sama lain. Jadi organisme dalam suatu ekosistem saling berhubungan dan berinteraksi. Selain itu, lingkungan juga memengaruhi kehidupan organisme.

Ekosistem

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). Hal-hal yang menyebabkan suatu ekosistem berbeda dengan ekosistem yang lain adalah jumlah dan jenis produsen, jumlah dan jenis konsumen, keragaman mikroorganisme, jumlah dan macam komponen abiotik, kompleksitas interaksi, dan berlangsungnya berbagai proses dalam suatu ekosistem.

B. Interaksi Antarkomponen Ekosistem

Komponen ekosistem selalu berhubungan dan berinteraksi menurut dinamika tertentu. Interaksi antarkomponen ekologi dapat merupakan interaksi antarorganisme, antarpopulasi, dan antarkomunitas.

1. Interaksi Antarorganisme

Semua makhluk hidup selalu bergantung kepada makhluk hidup yang lain. Tiap individu akan selalu berhubungan dengan individu lain yang sejenis atau lain jenis, baik individu dalam satu populasinya atau individu-individu dari populasi lain. Interaksi demikian banyak kita lihat di sekitar kita. Interaksi antarorganisme dapat dikategorikan sebagai berikut.

a. Netral, yaitu hubungan tidak saling mengganggu antarorganisme dalam habitat yang sama yang bersifat tidak menguntungkan dan tidak merugikan kedua belah pihak, disebut netral. Contohnya antara capung dan sapi.

Predasi, yaitu hubungan antara mangsa dan pemangsa (predator). Hubungan ini sangat erat sebab tanpa mangsa, predator tak dapat hidup. Sebaliknya, predator juga ber-fungsi sebagai pengontrol populasi mangsa. Contoh harimau dengan mangsanya yaitu rusa, burung hantu dengan tikus.

Parasitisme, yaitu hubungan antarorganisme yang berbeda spesies, bila salah satu organisme hidupnya tergantung pada organisme lain dan mengambil makanan dari hospes/ inangnya sehingga bersifat merugikan inangnya. Contoh Plasmodium dengan manusia, Taenia saginata dengan sapi, dan benalu dengan pohon inang.

Komensalisme, yaitu hubungan antara dua organisme yang berbeda spesies dalam bentuk kehidupan bersama untuk berbagi sumber makanan, jadi salah satu spesies diuntung-kan dan spesies lainnya tidak dirugikan. Contohnya anggrek dengan pohon yang ditumpanginya.

Mutualisme, yaitu hubungan antara dua organisme yang berbeda spesies yang saling menguntungkan kedua belah pihak. Contoh bakteri Rhizobium yang hidup pada bintil akar kacang-kacangan, kupu dengan bunga, dan sebagainya.

2. Interaksi Antarpopulasi

Antara populasi yang satu dengan populasi lain selalu terjadi interaksi secara langsung atau tidak langsung dalam komunitasnya. Contoh interaksi antarpopulasi adalah sebagai berikut.

1. Alelopati, merupakan interaksi antarpopulasi, bila populasi yang satu menghasilkan zat yang dapat menghalangi tumbuhnya populasi lain. Contohnya, di sekitar pohon walnut jarang ditumbuhi tumbuhan lain karena tumbuhan ini menghasilkan zat yang bersifat toksik. Pada mikro-organisme, istilah alelopati dikenal sebagai anabiosa. Contoh, jamur Penicillium sp. dapat menghasilkan antibiotik yang dapat menghambat pertumbuhan bakteri tertentu.
2. Kompetisi, merupakan interaksi antarpopulasi, bila antarpopulasi terdapat kepentingan yang sama sehingga terjadi persaingan untuk mendapatkan apa yang diperlukan. Contoh, persaingan antara populasi kambing dengan populasi sapi di padang rumput.

3. Interaksi Antarkomunitas

Komunitas adalah kumpulan berbagai populasi yang ada di suatu daerah yang sama dan saling berinteraksi. Contoh komunitas adalah komunitas sawah dan sungai. Komunitas sawah disusun oleh bermacam-macam organisme, misalnya padi, belalang, burung, ular, dan gulma. Komunitas sungai terdiri dari ikan, ganggang, zooplankton, fitoplankton, dan dekomposer. Antara komunitas sungai dan sawah terjadi interaksi dalam bentuk peredaran nutrien dari air sungai ke sawah dan peredaran organisme hidup dari kedua komunitas tersebut.

Interaksi antarkomunitas cukup kompleks karena tidak hanya melibatkan organisme, tapi juga aliran energi dan makanan. Interaksi antarkomunitas dapat kita amati, misalnya pada daur karbon. Daur karbon melibatkan ekosistem yang berbeda misalnya laut dan darat.

4. Interaksi Antara Komponen Biotik dengan Abiotik

Interaksi antara komponen biotik dengan abiotik membentuk ekosistem. Hubungan antara organisme dengan lingkungannya menyebabkan terjadinya aliran energi dalam sistem itu. Selain aliran energi, di dalam ekosistem terdapat juga struktur atau tingkat trofik, keanekaragaman biotik, serta daur materi.

Dengan adanya interaksi-interaksi tersebut, suatu ekosistem dapat mempertahankan keseimbangannya. Pengaturan untuk menjamin terjadinya keseimbangan ini merupakan ciri khas suatu ekosistem. Apabila keseimbangan ini tidak diperoleh maka akan mendorong terjadinya dinamika perubahan ekosistem untuk mencapai keseimbangan baru.

C. Jenis-Jenis Ekosistem

Ekosistem merupakan suatu interaksi yang kompleks dan memiliki penyusun yang beragam. Di bumi ada berbagai macam ekosistem. Secara garis besar ekosistem dibedakan menjadi ekosistem darat dan ekosistem perairan. Ekosistem perairan meliputi ekosistem air tawar dan ekosistem air laut.

1. Ekosistem Darat

Ekosistem darat ialah ekosistem yang lingkungan fisiknya berupa daratan. Berdasarkan letak geografisnya (garis lintangnya), ekosistem darat dibedakan menjadi beberapa bioma, yaitu sebagai berikut.

Bioma Gurun

Beberapa bioma gurun terdapat di daerah tropis (sepanjang garis balik) yang berbatasan dengan padang rumput. Ciri-ciri bioma gurun adalah gersang dan curah hujan rendah (25 cm/tahun). Suhu siang hari tinggi (bisa mencapai 45°C) sehingga penguapan juga tinggi, sedangkan malam hari suhu sangat rendah (bisa mencapai 0°C). Perbedaan suhu antara siang dan malam sangat besar. Tumbuhan semusim yang terdapat di gurun berukuran kecil. Selain itu, di gurun dijumpai pula tumbuhan menahun berdaun seperti duri atau tak berdaun dan memiliki akar panjang serta mempunyai jaringan untuk menyimpan air, contohnya kaktus. Hewan yang hidup di gurun antara lain rodentia, ular, kadal, katak, dan kalajengking.

Bioma Padang Rumput

Bioma ini terdapat di daerah yang terbentang dari daerah tropis ke subtropis. Ciri-cirinya adalah curah hujan kurang lebih 25 – 30 cm per tahun dan hujan turun tidak teratur. Porositas (peresapan air) tinggi dan drainase (aliran air) cepat. Tumbuhan yang ada terdiri atas tumbuhan terna (herba) dan rumput yang keduanya tergantung pada kelembapan. Hewannya antara lain bison, zebra, singa, anjing liar, serigala, gajah, jerapah, kangguru, serangga, tikus, dan ular

Bioma Hutan Basah

Bioma hutan basah terdapat di daerah tropis dan subtropis. Ciri-cirinya adalah curah hujan 200 – 225 cm per tahun. Spesies pepohonan relatif banyak, jenisnya berbeda antara satu dengan yang lainnya tergantung letak geografisnya. Tinggi pohon utama antara 20 – 40 m, cabang-cabang pohon tinggi dan berdaun lebat hingga membentuk tudung (kanopi). Daerah tudung ini cukup mendapat sinar matahari. Dalam hutan basah terjadi perubahan iklim mikro (iklim yang langsung terdapat di sekitar organisme). Variasi suhu dan kelembapan cukup tinggi dengan suhu rata-rata harian 25°C. Dalam hutan basah tropis sering terdapat tumbuhan khas, yaitu liana (rotan), kaktus, dan anggrek sebagai epifit. Hewan yang menghuni antara lain, kera, burung, badak, babi hutan, harimau, dan burung hantu.

Bioma Hutan Gugur

Bioma hutan gugur terdapat di daerah beriklim sedang. Ciri-cirinya adalah curah hujan merata sepanjang tahun. Terdapat di daerah yang mengalami empat musim (dingin, semi, panas, dan gugur). Jenis pohon sedikit dan tidak terlalu rapat. Hewannya antara lain rusa, beruang, rubah, bajing, burung pelatuk, dan rakoon (sebangsa luwak).

Bioma Taiga

Bioma taiga terdapat di belahan bumi sebelah utara dan di pegunungan daerah tropis. Ciri-cirinya adalah suhu di musim dingin rendah. Biasanya taiga merupakan hutan yang tersusun atas satu spesies seperti konifer, pinus, dan sejenisnya. Semak dan tumbuhan basah sedikit sekali. Hewannya antara lain moose, beruang hitam, ajag, dan burung-burung yang bermigrasi ke selatan pada musim gugur.

Bioma Tundra

Bioma tundra terdapat di belahan bumi sebelah utara di dalam lingkaran kutub utara dan terdapat di puncak-puncak gunung tinggi. Pertumbuhan tanaman di daerah ini hanya 60 hari. Contoh tumbuhan yang dominan adalah Sphagnum, lumut kerak, tumbuhan biji semusim, tumbuhan kayu yang pendek, dan rumput. Pada umumnya, tumbuhannya mampu beradaptasi dengan keadaan yang dingin. Hewan yang hidup di daerah ini ada yang menetap dan ada yang datang pada musim panas, semuanya berdarah panas. Hewan yang menetap memiliki rambut atau bulu yang tebal, contohnya rusa kutub, beruang kutub, dan serangga terutama nyamuk dan lalat hitam.

2. Ekosistem Air Tawar

Ciri-ciri ekosistem air tawar antara lain variasi suhu tidak menyolok, penetrasi cahaya kurang, dan terpengaruh oleh iklim dan cuaca. Tumbuhan yang banyak ditemukan adalah jenis ganggang, sedangkan lainnya tumbuhan biji. Hampir semua filum hewan terdapat dalam air tawar. Organisme yang hidup di air tawar pada umumnya telah beradaptasi. Adaptasi tumbuhan air tawar mikroskopis yaitu dengan bersel satu dan dinding selnya kuat seperti beberapa alga biru dan alga hijau. Tumbuhan tingkat tinggi, seperti teratai (Nymphaea gigantea) mempunyai akar jangkar (akar sulur). Hewan dan tumbuhan rendah yang hidup di habitat air, tekanan osmosisnya sama dengan tekanan osmosis lingkungan atau bersifat isotonis.

Adaptasi hewan air tawar, misalnya ikan dalam mengatasi perbedaan tekanan osmosis melakukan osmoregulasi untuk memelihara keseimbangan air dalam tubuhnya melalui sistem ekskresi, insang, dan pencernaan.

Habitat air tawar merupakan perantara habitat laut dan habitat darat. Berdasarkan kebiasaan hidup, organisme air tawar dibedakan sebagai berikut.

1. Plankton, terdiri alas fitoplankton dan zooplankton; biasanya melayang-layang (bergerak pasif) mengikuti gerak aliran air.
2. Nekton, hewan yang aktif berenang dalam air, misalnya ikan.
3. Neuston, organisme yang mengapung atau berenang di permukaan air atau bertempat pada permukaan air, misalnya serangga air.
4. Perifiton, merupakan tumbuhan atau hewan yang melekat pada tumbuhan atau benda lain, misalnya siput.
5. Bentos, hewan dan tumbuhan yang hidup di dasar atau hidup pada endapan. Bentos dapat sessil (melekat) atau bergerak bebas, misalnya cacing dan remis.
6. Ekosistem air tawar digolongkan menjadi air tenang dan air mengalir. Ekosistem air tenang meliputi danau dan rawa, sedangkan ekosistem air mengalir adalah sungai.

Danau

Danau merupakan suatu badan air yang menggenang dan luasnya mulai dari beberapa meter persegi hingga ratusan meter persegi. Di danau terdapat pembagian daerah berdasarkan penetrasi cahaya matahari. Daerah yang dapat ditembus cahaya matahari sehingga terjadi fotosintesis disebut daerah fotik. Daerah yang tidak tertembus cahaya matahari disebut daerah afotik. Di danau juga terdapat daerah perubahan temperatur yang drastis atau termoklin. Termoklin memisahkan daerah yang hangat di atas dengan daerah dingin di dasar.

Komunitas tumbuhan dan hewan tersebar di danau sesuai dengan kedalaman dan jaraknya dari tepi. Berdasarkan hal tersebut danau dibagi menjadi 4 daerah sebagai berikut.

1. Daerah litoral, merupakan daerah dangkal. Cahaya matahari menembus dengan optimal. Air yang hangat berdekatan dengan tepi. Tumbuhannya merupakan tumbuhan air yang berakar dengan daun ada yang mencuat ke atas permukaan air. Komunitas organisme sangat beragam termasuk jenis-jenis ganggang yang melekat (khususnya diatom), berbagai siput dan remis, serangga, Crustacea, ikan, amfibi, reptil air dan semiair seperti kura-kura dan ular, itik dan angsa, dan beberapa mamalia yang sering mencari makan di danau.

1. Daerah limnetik, merupakan daerah air bebas yang jauh dari tepi dan masih dapat ditembus sinar matahari. Daerah ini dihuni oleh berbagai fitoplankton, termasuk ganggang dan sianobakteri. Ganggang berfotosintesis dan bereproduksi dengan kecepatan tinggi selama musim panas dan musim semi. Zooplankton yang sebagian besar termasuk Rotifera dan udang-udangan kecil memangsa fitoplankton. Zooplankton dimakan oleh ikan-ikan kecil. Ikan kecil dimangsa oleh ikan yang lebih besar, kemudian ikan besar dimangsa ular, kura-kura, dan burung pemakan ikan.
2. Daerah profundal, merupakan daerah yang dalam, yaitu daerah afotik. Organisme yang ada hidup dengan men-dekomposisi detritus yang jatuh dari daerah limnetik. Organisme yang menghuni adalah cacing dan mikroba.
3. Daerah bentik, merupakan daerah dasar danau tempat terdapatnya bentos dan sisa-sisa organisme mati.

Berdasarkan produksi materi organiknya, terdapat dua macam danau yaitu danau oligotropik dan danau eutropik. Danau oligotropik merupakan danau yang dalam dan kekurangan makanan, karena fitoplankton di daerah limnetik tidak produktif. Ciri-cirinya, airnya jernih sekali, dihuni oleh sedikit organisme, dan di dasar air banyak terdapat oksigen sepanjang tahun. Danau eutropik merupakan danau yang dangkal dan kaya akan kandungan makanan, karena fitoplankton sangat produktif. Ciri-cirinya adalah airnya keruh, terdapat bermacam-macam organisme, dan oksigen terdapat di daerah profundal. Danau oligotrofik dapat berkembang menjadi danau eutrofik akibat adanya materi-materi organik yang masuk dan endapan. Perubahan ini juga dapat dipercepat oleh aktivitas manusia, misalnya dari sisa-sisa pupuk buatan pertanian dan timbunan sampah kota yang memperkaya danau dengan buangan sejumlah nitrogen dan fosfor. Akibatnya terjadi ledakan populasi ganggang atau blooming, sehingga terjadi produksi detritus yang berlebihan yang akhirnya menghabiskan suplai oksigen di danau tersebut. Pengkayaan danau seperti ini disebut eutrofikasi. Eutrofikasi menyebabkan air tidak dapat digunakan lagi dan mengurangi nilai keindahan danau.

Sungai

Sungai adalah suatu badan air yang mengalir ke satu arah. Air sungai dingin dan jernih serta mengandung sedikit sedimen dan makanan. Aliran air dan gelombang secara konstan memberikan oksigen pada air. Suhu air bervariasi sesuai dengan ketinggian dan garis lintang.

Komunitas yang berada di sungai berbeda dengan danau. Air sungai yang mengalir deras tidak mendukung keberadaan komunitas plankton, karena akan terbawa arus. Sebagai gantinya terjadi fotosintesis dari ganggang yang melekat dan tanaman berakar, sehingga dapat mendukung rantai makanan. Organisme sungai dapat bertahan tidak terbawa arus karena mengalami adaptasi evolusioner. Misalnya bertubuh tipis dorsoventral dan dapat melekat pada batu. Beberapa jenis serangga yang hidup di sisi-sisi hilir menghuni habitat kecil yang bebas dari pusaran air.

3. Ekosistem Air Laut

Ekosistem air laut dibedakan atas lautan, pantai, estuari, dan terumbu karang.

Ekosistem Laut

Habitat laut (oseanik) ditandai oleh salinitas (kadar garam) yang tinggi terutama di daerah laut tropis, karena suhunya tinggi dan penguapan besar. Di daerah tropis, suhu air laut sekitar 25°C. Perbedaan suhu bagian atas dan bawah tinggi. Batas antara lapisan air yang panas di bagian atas dengan air yang dingin di bagian bawah disebut daerah termoklin.

Di daerah dingin, suhu air laut merata sehingga air dapat bercampur, akibatnya daerah permukaan laut tetap subur sehingga banyak plankton dan ikan. Gerakan air dari pantai ke tengah menyebabkan air bagian atas turun ke bawah dan sebaliknya, sehingga memungkinkan terbentuknya rantai makanan yang berlangsung baik. Habitat laut dapat dibedakan berdasarkan kedalaman dan wilayah permukaan secara horizontal. Menurut kedalamannya, ekosistem air laut dibagi menjadi beberapa daerah, yaitu sebagai berikut.

1. Litoral merupakan daerah yang berbatasan dengan darat.
2. Neretik merupakan daerah yang masih dapat ditembus cahaya matahari sampai bagian dasar yang dalamnya
3. ± 300 meter.
4. Basial merupakan daerah yang dalamnya berkisar antara 200 – 2.500 m
5. Abisal merupakan daerah yang lebih dalam, yaitu antara 1.500 – 10.000 m.

Menurut wilayah permukaan secara horizontal, berturut-turut dari tepi laut semakin ke tengah, laut dibedakan sebagai berikut.

1. Epipelagik merupakan daerah antara permukaan dengan kedalaman air sekitar 200 m.
2. Mesopelagik merupakan daerah dibawah epipelagik  dengan kedalaman 200 – 1.000 m. Hewan yang hidup  misalnya ikan hiu.
3. Basiopelagik merupakan daerah lereng benua dengan kedalaman 200 – 2.500 m. Hewan yang hidup di daerah ini misalnya gurita.
4. Abisopelagik merupakan daerah dengan kedalaman mencapai 4.000 m, tidak terdapat tumbuhan tetapi hewan masih ada hewan yang hidup. Sinar matahari tidak mampu menembus daerah ini.
5. Hadal pelagik merupakan bagian laut terdalam (dasar), dengan kedalaman lebih dari 6.000 m. Ikan laut yang hidup di bagian ini umumnya dapat mengeluarkan cahaya.

Di laut, hewan dan tumbuhan tingkat rendah memiliki tekanan osmosis sel yang hampir sama dengan tekanan osmosis air laut. Hewan tingkat tinggi beradaptasi dengan cara banyak minum air, pengeluaran urin sedikit, dan pengeluaran air dengan cara osmosis melalui insang. Garam yang berlebihan diekskresikan melalui insang secara aktif.

Ekosistem Pantai

Ekosistem pantai letaknya berbatasan dengan ekosistem darat, laut, dan daerah pasang surut. Ekosistem pantai dipengaruhi oleh daur harian pasang surut laut. Organisme yang hidup di pantai memiliki adaptasi struktural sehingga dapat melekat erat di substrat keras. Daerah pantai paling atas hanya terendam saat pasang naik tertinggi. Daerah ini dihuni oleh beberapa jenis ganggang, moluska, dan remis yang menjadi makanan bagi kepiting dan burung pantai. Daerah pantai bagian tengah terendam saat pasang tertinggi dan pasang terrendah. Daerah ini dihuni oleh ganggang, porifera, anemon laut, remis dan kerang, siput, kepiting, landak laut, bintang laut, dan ikan-ikan kecil. Daerah pantai terdalam terendam saat air pasang maupun surut. Daerah ini dihuni oleh beragam Invertebrata, ikan, dan rumput laut.

Komunitas tumbuhan berturut-turut dari daerah pasang surut ke arah darat dibedakan menjadi formasi pescaprae dan formasi baringtonia. Pada formasi pescaprae paling banyak ditemukan tumbuhan Ipomoea pescaprae yang tahan terhadap hempasan gelombang dan angin; tumbuhan ini menjalar dan berdaun tebal. Tumbuhan lainnya adalah Spinifex littorius (rumput angin), Vigna sp, Euphorbia atoto, dan Canaualia martina. Lebih ke arah darat lagi ditumbuhi Crinum asiaticum (bakung), Pandanus tectorius (pandan), dan Scaeuola Fruescens (babakoan). Pada formasi baringtonia didominasi tumbuhan baringtonia, termasuk di dalamnya Wedelia, Thespesia, Terminalia, Guettarda, dan Erythrina. Bila tanah di daerah pasang surut berlumpur, maka kawasan ini akan dihuni hutan bakau yang memiliki akar napas. Akar napas merupakan adaptasi tumbuhan di daerah berlumpur yang kurang oksigen. Selain berfungsi untuk mengambil oksigen, akar ini juga dapat digunakan sebagai penahan dari hempasan gelombang. Yang termasuk tumbuhan di hutan bakau antara lain Nypa, Acathus, Rhizophora, dan Cerbera. Jika tanah pasang surut tidak terlalu basah, pohon yang sering tumbuh adalah Heriticra, Lumnitzera, Acgicras, dan Cylocarpus.

Ekosistem Estuari

Estuari (muara sungai) merupakan tempat bersatunya sungai dengan laut. Estuari sering dipagari oleh lempengan lumpur intertidal yang luas atau rawa garam. Salinitas air berubah secara bertahap mulai dari daerah air tawar ke laut. Salinitas ini juga dipengaruhi oleh daur harian pasang surut. Nutrien dari sungai memperkaya estuari.

Komunitas tumbuhan yang hidup di estuari antara lain rumput rawa garam, ganggang, dan fitoplankton. Komunitas hewannya antara lain berbagai cacing, kerang, kepiting, dan ikan.

Bahkan ada beberapa invertebrata laut dan ikan laut yang menjadikan estuari sebagai tempat kawin atau bermigrasi untuk menuju habitat air tawar. Estuari juga merupakan tempat mencari makan bagi Vertebrata semiair, misalnya berbagai unggas air.

Ekosistem Terumbu Karang

Di laut tropis, pada daerah neritik terdapat suatu komunitas khusus yang terdiri dari karang dan organisme lainnya. Komunitas ini disebut terumbu karang. Daerah komunitas ini masih dapat ditembus cahaya matahari sehingga fotosintesis dapat berlangsung.

Terumbu karang didominasi oleh karang (koral) yang men-sekresikan kalsium karbonat. Rangka dari kalsium karbonat ini bermacam-macam bentuknya dan menyusun substrat tempat hidup karang lain dan ganggang. Hewan-hewan yang hidup di terumbu karang memakan organisme mikroskopis dan sisa bahan organik. Berbagai Invertebrata, mikro-organisme, dan ikan hidup di antara karang dan ganggang. Herbivora seperti siput, landak laut, dan ikan menjadi mangsa bagi gurita, bintang laut, dan ikan karnivora.

4. Biosfer

Seluruh ekosistem di dunia disebut biosfer. Dalam biosfer, setiap makhluk hidup menempati lingkungan yang cocok untuk hidupnya. Lingkungan atau tempat yang cocok untuk kehidupan suatu makhluk hidup disebut habitat. Habitat untuk makhluk hidup berukuran kecil, seperti jamur dan bakteri diberi istilah khusus yaitu substrat.

Dua spesies atau lebih dapat menempati habitat yang sama, tetapi tetap memiliki relung (nisia) berbeda. Nisia adalah status fungsional suatu organisme dalam ekosistem. Dalam nisianya, suatu organisme akan berperan aktif, sedang-kan organisme lain yang sama habitatnya tidak dapat berperan aktif.

D. Perubahan Ekosistem

Individu penyusun populasi dalam suatu ekosistem selalu tumbuh dan berkembang. Faktor lingkungan dalam suatu ekosistem juga terus menerus mengalami perubahan. Adanya perubahan-perubahan pada populasi mendorong perubahan pada komunitas. Perubahan-perubahan yang terjadi menyebabkan ekosistem berubah. Perubahan ekosistem akan berakhir setelah terjadi keseimbangan ekosistem. Keadaan ini merupakan klimaks dari ekosistem. Apabila pada kondisi seimbang datang gangguan dari luar, kesimbangan ini dapat mengakibatkan perubahan yang akan selalu mendorong terbentuknya keseimbangan baru.

Perkembangan ekosistem menuju kedewasaan dan kese-imbangan dikenal sebagai suksesi ekologis atau suksesi. Suksesi terjadi sebagai akibat dari modifikasi lingkungan fisik dalam komunitas atau ekosistem. Proses suksesi berakhir dengan sebuah komunitas atau ekosistem klimaks atau telah tercapai keadaan seimbang (homeostatis). Di alam ini terdapat dua macam suksesi, yaitu suksesi primer dan suksesi sekunder.

Suksesi Primer

Suksesi primer terjadi bila komunitas asal terganggu yang mengakibatkan hilangnya komunitas asal secara total sehingga di tempat komunitas asal terbentuk habitat baru. Gangguan ini dapat terjadi secara alami, misalnya tanah longsor, letusan gunung berapi, endapan lumpur di muara sungai, dan endapan pasir di pantai. Gangguan dapat pula karena perbuatan manusia misalnya penambangan timah, batubara, dan minyak bumi. Contoh yang terdapat di Indonesia adalah terbentuknya suksesi di Gunung Krakatau yang pernah meletus pada tahun 1883. Di daerah bekas letusan gunung Krakatau mula-mula muncul pioner berupa lumut kerak (liken) serta tumbuhan lumut yang tahan terhadap sinar matahari dan kekeringan. Tumbuhan perintis itu mulai mengadakan pelapukan pada daerah permukaan lahan, sehingga terbentuk tanah sederhana. Bila tumbuhan perintis mati maka akan mengundang datangnya pengurai. Zat yang terbentuk karena aktivitas pengurai bercampur dengan hasil pelapukan lahan membentuk tanah yang lebih kompleks. Dengan adanya tanah ini, biji yang datang dari luar daerah dapat tumbuh dengan subur. Kemudian rumput yang tahan kekeringan tumbuh. Bersamaan dengan itu tumbuhan herba tumbuh dan menggantikan tanaman pioner dengan menaunginya. Kondisi demikian tidak menjadikan pioner subur tetapi sebaliknya akan terhambat pertumbuhannya.

Sementara itu, rumput dan belukar dengan akarnya yang kuat terus mengadakan pelapukan lahan. Bagian tumbuhan yang mati diuraikan oleh jamur sehingga keadaan tanah menjadi lebih tebal. Kemudian semak tumbuh. Tumbuhan semak menaungi rumput dan belukar sehingga terjadi kompetisi. Lama kelamaan semak menjadi dominan kemudian pohon mendesak tumbuhan belukar sehingga terbentuklah hutan. Saat itulah ekosistem disebut mencapai kesetimbangan atau dikatakan ekosistem mencapai klimaks, yakni perubahan yang terjadi sangat kecil sehingga tidak banyak mengubah ekosistem.

Suksesi Sekunder

Suksesi sekunder terjadi bila suatu komunitas mengalami gangguan, baik secara alami maupun buatan. Gangguan tersebut tidak merusak total tempat tumbuh organisme sehingga dalam komunitas tersebut substrat lama dan kehidupan masih ada. Contohnya, gangguan alami seperti banjir, kebakaran, angin kencang, dan gangguan buatan seperti penebangan hutan dan pembakaran padang rumput dengan sengaja.

Contoh komunitas yang menimbulkan suksesi di Indonesia antara lain tegalan-tegalan, padang alang-alang, belukar bekas ladang, dan kebun karet yang ditinggalkan tak terurus.

E. Rantai Makanan

Suatu organisme hidup akan selalu membutuhkan organisme lain dan lingkungan hidupnya. Hubungan yang terjadi antara individu dengan lingkungannya sangat kompleks, bersifat saling memengaruhi atau timbal balik. Hubungan timbal balik antara unsur-unsur hayati dengan nonhayati membentuk sistem ekologi yang disebut ekosistem. Di dalam ekosistem terjadi rantai makanan, aliran energi, dan daur biogeokimia.

Rantai makanan adalah pengalihan energi dari produsen (tumbuhan) melalui sederetan organisme dengan peristiwa makan dan dimakan. Para ilmuwan ekologi mengenal tiga macam rantai pokok, yaitu rantai pemangsa, rantai parasit, dan rantai saprofit.

Rantai pemangsa, landasan utamanya adalah tumbuhan hijau sebagai produsen. Rantai pemangsa dimulai dari hewan yang bersifat herbivora sebagai konsumen I, dilanjutkan dengan hewan karnivora yang memangsa herbivora sebagai konsumen ke-2 dan berakhir pada hewan pemangsa karnivora maupun herbivora sebagai konsumen ke-3.

Rantai parasit, dimulai dari organisme besar hingga organisme yang hidup sebagai parasit. Contoh organisme parasit antara lain cacing, bakteri, dan benalu.

Rantai saprofit, dimulai dari organisme mati ke jasad pengurai. Misalnya jamur dan bakteri.

Rantai-rantai di atas tidak berdiri sendiri tapi saling berkaitan satu dengan lainnya sehingga membentuk jaring-jaring makanan.

1. Rantai Makanan dan Tingkat Trofik

Salah satu cara suatu komunitas berinteraksi adalah dengan peristiwa makan dan dimakan, sehingga terjadi pemindahan energi, elemen kimia, dan komponen lain dari satu bentuk ke bentuk lain di sepanjang rantai makanan. Organisme dalam kelompok ekologis yang terlibat dalam rantai makanan digolongkan dalam tingkat-tingkat trofik. Tingkat trofik tersusun dari seluruh organisme pada rantai makanan yang bernomor sama dalam tingkat memakan. Sumber asal energi adalah matahari. Tumbuhan yang menghasilkan gula lewat proses fotosintesis hanya memakai energi matahari dan CO2 dari udara. Oleh karena itu, tumbuhan tersebut digolongkan dalam tingkat trofik pertama. Hewan herbivora atau organisme yang memakan tumbuhan termasuk anggota tingkat trofik kedua. Karnivora yang secara langsung memakan herbivora termasuk tingkat trofik ketiga, sedangkan karnivora yang memakan karnivora di tingkat trofik tiga termasuk dalam anggota tingkat trofik keempat. Demikian seterusnya hingga tingkat trofik tertinggi.

2. Piramida Ekologi

Struktur trofik pada ekosistem dapat disajikan dalam bentuk piramida ekologi. Ada 3 jenis piramida ekologi, yaitu piramida jumlah, piramida biomassa, dan piramida energi.

Piramida Jumlah

Organisme dengan tingkat trofik masing-masing dapat disajikan dalam piramida jumlah. Organisme di tingkat trofik pertama biasanya paling melimpah, sedangkan organisme di tingkat trofik kedua, ketiga, dan selanjutnya makin berkurang. Dapat dikatakan bahwa pada kebanyakan komunitas normal, jumlah tumbuhan selalu lebih banyak daripada organisme herbivora. Demikian pula jumlah herbivora selalu lebih banyak daripada jumlah karnivora tingkat 1. Karnivora tingkat 1 juga selalu lebih banyak daripada karnivora tingkat 2. Piramida jumlah dibuat berdasarkan jumlah organisme di tiap tingkat trofik.

Piramida Biomassa

Seringkali piramida jumlah yang sederhana kurang membantu dalam memperagakan aliran energi dalam ekosistem. Penggambaran yang lebih realistik dapat disajikan dengan piramida biomassa. Biomassa adalah ukuran berat materi hidup di waktu tertentu. Untuk mengukur biomassa di tiap tingkat trofik, maka rata-rata berat organisme di tiap tingkat harus diukur kemudian jumlah organisme di tiap tingkat diperkirakan. Piramida biomassa berfungsi untuk menggambarkan perpaduan massa seluruh organisme di habitat tertentu yang diukur dalam gram.

Untuk menghindari kerusakan habitat, biasanya hanya diambil sedikit sampel dan diukur, kemudian total seluruh biomassa dihitung. Dengan pengukuran seperti ini akan didapat informasi yang lebih akurat tentang apa yang terjadi pada ekosistem.

Piramida Energi

Seringkali piramida biomassa tidak selalu memberi informasi yang dibutuhkan untuk menggambarkan suatu ekosistem. Oleh karena itu dibuat piramida energi berdasarkan observasi yang dilakukan dalam waktu yang lebih lama. Piramida energi mampu memberikan gambaran paling akurat tentang aliran energi dalam ekosistem.

Pada piramida energi terjadi penurunan sejumlah energi berturut-turut yang tersedia di tiap tingkat trofik. Berkurang-nya energi yang terjadi di setiap trofik terjadi karena hal-hal berikut.

1. Hanya sejumlah makanan tertentu yang ditangkap dan dimakan oleh tingkat trofik selanjutnya.
2. Beberapa makanan yang dimakan tidak bisa dicerna dan dikeluarkan sebagai sampah.
3. Hanya sebagian makanan yang dicerna menjadi bagian dari tubuh organisms, sedangkan sisanya digunakan sebagai sumber energi.

3. Aliran Energi

Energi dapat diartikan sebagai kemampuan untuk melakukan kerja. Energi diperoleh organisme dari makanan yang dikonsumsi dan dipergunakan untuk aktivitas hidupnya.

Cahaya matahari merupakan sumber energi utama bagi kehidupan di Bumi. Tumbuhan berklorofil memanfaatkan cahaya matahari untuk berfotosintesis. Organisme yang menggunakan energi cahaya untuk merubah zat anorganik menjadi zat organik disebut fotoautotrof. Organisme yang menggunakan energi yang didapat dari reaksi kimia untuk membuat makanan disebut kemoautotrof

Energi yang tersimpan dalam makanan inilah yang digunakan oleh konsumen untuk aktivitas hidupnya. Pembebasan energi yang tersimpan dalam makanan dilakukan dengan cara oksidasi (respirasi). Golongan organisme autotrof merupakan makanan penting bagi organisme heterotrof, yaitu organisme yang tidak dapat membuat makanan sendiri misalnya manusia, hewan, dan bakteri tertentu. Makanan organisme heterotrof berupa bahan organik. Aliran energi merupakan rangkaian urutan pemindahan bentuk energi satu ke bentuk energi yang lain dimulai dari sinar matahari lalu ke produsen, konsumen primer, konsumen tingkat tinggi, sampai ke saproba di dalam tanah. Daur ini berlangsung dalam ekosistem.

F. Daur Biogeokimia

Materi yang menyusun tubuh organisme berasal dari bumi. Materi yang berupa unsur-unsur terdapat dalam senyawa kimia yang merupakan materi dasar makhluk hidup dan tak hidup.

Daur biogeokimia atau daur organik-anorganik adalah daur unsur atau senyawa kimia yang mengalir dari komponen abiotik ke biotik dan kembali lagi ke komponen abiotik. Daur unsur-unsur tersebut tidak hanya melalui organisme, tetapi juga melibatkan reaksi-reaksi kimia dalam lingkungan abiotik sehingga disebut daur biogeokimia. Daur-daur tersebut antara lain: daur air, daur oksigen, daur karbon, daur nitrogen, dan daur sulfur. Di sini hanya akan dibahas 3 macam daur, yaitu daur nitrogen, daur fosfor, dan daur karbon.

1. Daur Nitrogen (N2)

Gas nitrogen meliputi 80% dari udara. Nitrogen bebas dapat ditambat/difiksasi terutama oleh tumbuhan yang mempunyai bintil akar (bersimbiosis dengan bakteri penambat nitrogen, misalnya tanaman polong-polongan) dan beberapa jenis ganggang. Nitrogen bebas juga dapat bereaksi dengan hidrogen atau oksigen dengan bantuan kilat/petir. Tumbuhan memperoleh nitrogen dari dalam tanah berupa amonia (NH3), ion nitrit (NO2¯ ), dan ion nitrat (NO3¯ ).

Beberapa bakteri yang dapat menambat nitrogen terdapat pada akar legum dan akar tumbuhan lain, misalnya Marsiella crenata. Selain itu, terdapat bakteri dalam tanah yang dapat mengikat nitrogen secara langsung, yakni Azotobacter sp. yang bersifat aerob dan Clostridium sp. yang bersifat anaerob. Nostoc sp. dan Anabaena sp. (ganggang biru) juga mampu menambat nitrogen.

Nitrogen yang diikat biasanya dalam bentuk amonia. Amonia diperoleh dari hasil penguraian jaringan yang mati oleh bakteri. Amonia ini akan mengalami nitrifikasi oleh bakteri nitrit, yaitu Nitrosomonas dan Nitrosococcus sehingga menghasilkan nitrat yang akan diserap oleh akar tumbuhan. Selanjutnya oleh bakteri denitrifikan, nitrat diubah menjadi amonia kembali, dan amonia diubah menjadi nitrogen yang dilepaskan ke udara. Dengan cara ini daur nitrogen akan berulang dalam ekosistem.

2. Daur Fosfor

Di alam, fosfor terdapat dalam dua bentuk, yaitu senyawa fosfat organik (pada tumbuhan dan hewan) dan senyawa fosfat anorganik (pada air dan tanah). Fosfat organik dari hewan dan tumbuhan yang mati diuraikan oleh dekomposer (pengurai) menjadi fosfat anorganik. Fosfat anorganik yang terlarut di air tanah atau air laut akan terkikis dan mengendap di sedimen laut. Oleh karena itu, fosfat banyak terdapat di batu karang dan fosil. Fosfat dari batu dan fosil terkikis dan membentuk fosfat anorganik terlarut di air tanah dan laut. Fosfat anorganik ini kemudian akan diserap oleh akar tumbuhan lagi. Daur ini berulang terus menerus.

3. Daur Karbon dan Oksigen

Kandungan CO2 di atmosfer sebanyak 0,03%. Sumber-sumber CO2 di udara berasal dari respirasi makhluk hidup, erupsi vulkanik, pembakaran batubara, dan asap pabrik. Karbon dioksida di udara dimanfaatkan oleh tumbuhan untuk berfotosintesis dan menghasilkan oksigen yang nantinya akan digunakan oleh manusia dan hewan untuk berespirasi. Hewan dan tumbuhan yang mati, dalam waktu yang lama akan membentuk batubara di dalam tanah. Batubara akan diman-faatkan lagi sebagai bahan bakar yang juga menambah kadar CO2 di udara.

Di ekosistem air, pertukaran CO2 dengan atmosfer berjalan secara tidak langsung. Karbon dioksida berikatan dengan air membentuk asam karbonat yang akan terurai menjadi ion bikarbonat. Bikarbonat adalah sumber karbon bagi alga yang memproduksi makanan untuk diri mereka sendiri dan organisme heterotrof lain. Sebaliknya, saat organisme air berespirasi, CO2 yang mereka keluarkan menjadi bikarbonat. Jumlah bikarbonat dalam air adalah seimbang dengan jumlah CO2 di air.

G. Pencemaran dan Pelestarian Alam

Perubahan lingkungan memengaruhi berbagai aspek kehidupan. Perubahan yang terjadi pada lingkungan hidup manusia menyebabkan adanya gangguan terhadap keseimbangan karena sebagian dari komponen lingkungan menjadi berkurang fungsinya. Perubahan lingkungan dapat terjadi karena campur tangan manusia dan dapat pula karena faktor alam.

Perubahan lingkungan karena campur tangan manusia contohnya penebangan hutan, pembangunan pemukiman, dan penerapan intensifikasi pertanian. Penebangan hutan yang liar mengurangi fungsi hutan sebagai penahan air. Akibatnya, daya dukung hutan menjadi berkurang. Selain itu, penggundulan hutan dapat menyebabkan terjadi banjir dan erosi. Akibat lain adalah munculnya harimau, babi hutan, dan ular di tengah pemukiman manusia karena semakin sempitnya habitat hewan-hewan tersebut. Pembangunan pemukiman pada daerah-daerah yang subur merupakan salah satu tuntutan kebutuhan akan papan. Semakin padat populasi manusia, lahan yang semula produktif menjadi tidak atau kurang produktif.

Penerapan intensifikasi pertanian dengan cara panca usaha tani, di satu sisi meningkatkan produksi, sedangkan di sisi lain bersifat merugikan. Misalnya, penggunaan pupuk dan pestisida dapat menyebabkan pencemaran. Contoh lain pemilihan bibit unggul sehingga dalam satu kawasan lahan hanya ditanami satu macam tanaman, disebut pertanian tipe monokultur, dapat mengurangi keanekaragaman hayati daerah tersebut sehingga keseimbangan ekosistem terganggu. Ekosistem menjadi dalam keadaan tidak stabil. Dampak yang lain akibat penerapan tipe ini adalah terjadinya ledakan hama.

Perubahan lingkungan secara alami dapat disebabkan oleh bencana alam. Bencana alam seperti kebakaran hutan di musim kemarau menyebabkan kerusakan dan matinya organisme di hutan tersebut. Selain itu, terjadinya letusan gunung menjadikan kawasan di sekitarnya rusak.

1. Keseimbangan Lingkungan

Definisi lingkungan hidup adalah kesatuan ruang dengan semua benda, daya keadaan, dan makhluk hidup, termasuk di dalamnya manusia dan perilakunya. Komponen lingkungan terdiri dari faktor abiotik (tanah, air, udara, cuaca, suhu) dan faktor biotik (tumbuhan dan hewan, termasuk manusia). Lingkungan hidup baik faktor biotik maupun abiotik berpengaruh dan dipengaruhi manusia. Dalam kondisi alami, lingkungan dengan segala keragaman interaksi yang ada mampu untuk menyeimbangkan keadaannya. Namun tidak tertutup kemungkinan kondisi demikian dapat berubah oleh campur tangan manusia.

Dalam ekosistem atau lingkungan yang seimbang terdapat dinamika rantai makanan, jaring-jaring makanan, dan piramida ekologi. Jumlah antara produsen, konsumen, dan pengurai ada dalam keseimbangan. Jumlah itu tidak tetap, melainkan mengalami fluktuasi. Misalnya di suatu ekosistem padang rumput terdapat rantai makanan yang terdiri dari rumput  rusa  harimau. Jika populasi rumput (produsen) meningkat, maka tersedia cukup banyak makanan untuk rusa (konsumen

sehingga populasinya meningkat. Peningkatan populasi rusa mengen-dalikan populasi rumput sehingga pertumbuhannya menurun. Harimau memangsa rusa yang populasi meningkat, sehingga jumlah rusa kembali menurun. Harimau sendiri secara alami mempunyai perkembangbiakan yang lambat dan terjadi persaingan sesamanya sehingga populasinya cenderung sedikit. Jumlah rusa yang menurun memberi kesempatan populasi rumput untuk berkembang. Rumput yang melimpah kembali menyediakan makanan yang melimpah bagi rusa. Demikianlah, dalam ekosistem yang seimbang terjadi fluktuasi jumlah komponennya.

Kamu harus ingat bahwa semua ini hanya akan terjadi jika keadaan lingkungan di tempat ekosistem itu berada stabil. Bagaimana jika padang rumput mengalami kebakaran? Bagaimana jika ada pemburu yang menembak mati harimau? Tentu saja kerusakan lingkungan atau salah satu komponen rantai makanan akan menyebabkan keseimbangan ekosistem menjadi rusak. Pada ekosistem yang rusak, daur materi dan energi akan terganggu sehingga ada komponen yang kelebihan makanan dan ada komponen yang mengalami kekurangan makanan. Jika populasi harimau berkurang akibat dibunuh pemburu liar, populasi rusa tidak ada yang mengendalikan sehingga jumlahnya melebihi daya dukung lingkungan. Jumlah rumput yang tersedia tidak cukup untuk memberi makanan bagi rusa, sehingga rusa akan mencari makanan ke tempat lain seperti ladang pertanian, perkebunan, atau pemukiman penduduk. Tentu kamu tidak menginginkannya bukan?

Peningkatan jumlah penduduk dan kemajuan teknologi telah mengancam kelestarian lingkungan. Penduduk yang besar menuntut disediakan makanan, perumahan, dan fasilitas hidup yang cukup. Untuk memenuhi kebutuhan penduduk, didirikanlah berbagai macam industri, bahan tambang digali dengan liar, hutan ditebang untuk dijadikan perkebunan, lokasi pemukiman, kawasan industri, dan sebagainya. Kegiatan manusia ini berpotensi mengganggu keseimbangan alam secara langsung maupun tidak langsung.

2. Polusi

Menurut Undang-Undang Pokok Pengelolaan Lingkungan Hidup, polusi atau pencemaran lingkungan diartikan sebagai masuknya atau dimasukkannya makhluk hidup, zat energi, dan atau komponen lain ke dalam lingkungan, atau berubahnya tatanan lingkungan oleh kegiatan manusia atau oleh proses alam sehingga kualitas lingkungan turun sampai ke tingkat tertentu yang menyebabkan lingkungan menjadi kurang atau tidak dapat berfungsi lagi sesuai dengan peruntukannya. Zat atau bahan yang dapat mengakibatkan pencemaran disebut polutan. Polutan dapat menyebabkan penyakit, diantaranya kanker, gangguan kekebalan, alergi, dan asma. Suatu zat disebut polutan bila keberadaannya dapat menyebabkan kerugian terhadap makhluk hidup, jumlahnya melebihi jumlah normal, berada pada waktu dan tempat yang tidak tepat. Contohnya kadar karbon dioksida normal adalah 0,033%, tetapi bila lebih tinggi dari 0,033% dapat memberikan efek merusak. Ada dua macam sifat polutan, yaitu sebagai berikut.

1. Merusak untuk sementara, tetapi bila telah bereaksi dengan zat lingkungan tidak merusak lagi. Contohnya tumpahan minyak di laut dapat menyebabkan iritasi kulit dan ruam, tetapi setelah minyak mengalami degradasi maka menjadi tidak bersifat merusak.
2. Merusak dalam jangka waktu lama. Contohnya timbal yang masuk ke dalam tubuh tidak merusak apabila konsen-trasinya rendah, akan tetapi apabila pemasukan timbal terjadi dalam jangka waktu yang lama, timbal dapat terakumulasi dalam tubuh dan bersifat racun.

Adanya pencemaran di suatu daerah dapat diketahui dengan mengamati beberapa parameter pencemaran. Dengan demikian dapat diketahui apakah suatu lingkungan itu sudah terkena pencemaran atau belum. Paramater-parameter yang merupakan indikator terjadinya pencemaran adalah sebagai berikut.

1. Parameter kimia, meliputi CO2, pH, alkalinitas, fosfor, logam-logam berat, dan sebagainya.
2. Parameter biokimia, meliputi BOD (Biochemical Oxygen Demand), yaitu jumlah oksigen dalam air. Cara pengukuran-nya adalah dengan menyimpan sampel air yang telah diketahui kandungan oksigennya selama 5 hari, kemudian kadar oksigen diukur lagi. BOD digunakan untuk mengukur banyaknya pencemar organik. Kandungan oksigen dalam air minum atau BOD tidak boleh kurang dari 3 ppm.
3. Parameter fisik, meliputi temperatur, warna, rasa, bau, kekeruhan, radioaktivitas, dan sebagainya.
4. Parameter biologi, meliputi ada atau tidaknya mikro-organisme, misalnya bakteri coli, virus, bentos, dan plankton.

Menurut WHO (Word Health Organization), tingkat pen-cemaran didasarkan pada kadar zat pencemar dan waktu (lamanya) kontak. Tingkat pencemaran dibedakan menjadi tiga, yaitu sebagai berikut.

1. Pencemaran yang mulai mengakibatkan iritasi (gangguan) ringan pada panca indra dan tubuh serta telah menimbulkan kerusakan pada ekosistem lain. Misalnya gas buangan kendaraan bermotor yang menyebabkan mata pedih.
2. Pencemaran yang sudah mengakibatkan reaksi pada fungsi fisiologis tubuh dan menyebabkan penyakit yang kronis. Misalnya pencemaran Hg (air raksa) di Minamata Jepang yang menyebabkan kanker dan lahirnya bayi cacat.
3. Pencemaran yang kadar zat-zat pencemarannya demikian besarnya sehingga menimbulkan gangguan dan penyakit atau kematian dalam lingkungan, misal pencemaran nuklir.

Berkembangnya kemajuan teknologi dan aktivitas manusia menghasilkan berbagai macam polutan. Berdasarkan jenisnya, polutan atau bahan pencemar dapat dibedakan menjadi polutan kimiawi, biologi, dan fisik.

Polutan kimiawi, berupa zat logam berat (Hg, Pb, As, Cd, Cr, dan sebagainya), pupuk anorganik, pestisida, detergen, minyak, dan sebagainya.

Polutan biologi, dapat berupa mikroorganisme yang berada pada tempat yang tidak semestinya, misalnya Escherichia coli pada air sumur, Entamoeba coli, dan Salmonella thyposa pada air minum.

Polutan fisik, misalnya berupa kaleng-kaleng, botol, plastik, karet, dan radiasi.

Saat ini pencemaran lingkungan telah terjadi pada tingkat yang mengkhawatirkan. Hampir semua lingkup kehidupan telah mengalami pemcemaran. Menurut tempat terjadinya, pencemaran dapat digolongkan menjadi tiga macam yaitu pencemaran udara, air, dan tanah.

Pencemaran Udara

Pencemar udara dapat berupa gas dan partikel. Pencemaran udara dinyatakan dengan ppm (part per million). Beberapa contoh pencemaran adalah sebagai berikut.

1. Gas H2S, gas ini bersifat racun, terdapat di kawasan gunung berapi, bisa juga dihasilkan dari pembakaran minyak bumi dan batu bara.
2. Gas CO dan CO2, karbon monoksida (CO) tidak berwarna dan tidak berbau, bersifat racun, merupakan hasil pembakaran yang tidak sempurna dari bahan bakar di ruang tertutup, misalnya pada mesin mobil, kendaraan, dan mesin industri. Gas CO yang terhirup pernapasan mengganggu pengikatan oksigen oleh hemoglobin. Afinitas hemoglobin terhadap CO lebih tinggi daripada afinitasnya terhadap O2, sehingga dapat menyebabkan kematian. Gas CO2 dalam udara murni berjumlah 0,03%. Bila melebihi toleransi dapat mengganggu pernapasan. Selain itu, gas CO2 yang terlalu berlebihan di bumi dapat mengikat panas matahari sehingga suhu bumi panas. Pemanasan global di bumi akibat CO2 disebut juga sebagai efek rumah kaca.
3. Partikel SO2 dan NO2, kedua partikel ini bersama dengan partikel cair menghasilkan embun, kemudian mem-bentuk awan dekat tanah yang dapat mengganggu pernapasan. Pembakaran batu bara yang mengandung sulfur akan menghasilkan sulfur dioksida. Sulfur dioksida bersama dengan udara serta oksigen dan sinar matahari dapat menghasilkan asam sulfat. Asam ini membentuk kabut dan suatu saat akan jatuh sebagai hujan yang disebut hujan asam. Hujan asam dapat menyebabkan gangguan pada manusia, hewan, maupun tumbuhan. Misalnya gangguan pernapasan, perubahan morfologi pada daun, batang, dan benih.

Partikel padat, misalnya bakteri, jamur, virus, bulu, dan tepung sari juga dapat mengganggu kesehatan.

Sumber polusi udara lain dapat berasal dari radiasi bahan radioaktif, misalnya nuklir. Setelah peledakan nuklir, materi radioaktif masuk ke dalam atmosfer dan jatuh di bumi. materi radioaktif ini akan terakumulusi di tanah, air, hewan, tumbuhan, dan juga pada manusia. Efek pencemaran nuklir terhadap makhluk hidup dalam taraf tertentu dapat menyebabkan mutasi, berbagai penyakit akibat kelainan gen, dan bahkan kematian.

Pencemaran Air

Polusi air dapat disebabkan oleh beberapa jenis pencemar sebagai berikut.

1. Pembuangan limbah industri, sisa insektisida, dan pembuangan sampah domestik, misalnya sisa detergen mencemari air. Buangan industri yang mengandung Pb, Hg, Zn, dan Co dapat terakumulasi dan bersifat racun.
2. Sampah organik yang dibusukkan oleh bakteri menyebabkan kandungan O2 di air berkurang sehingga mengganggu aktivitas kehidupan organisme air.
3. Fosfat hasil dari pembusukan, deterjen, dan pupuk pertanian yang terakumulasi dapat menyebabkan eutrofikasi, yaitu penimbunan mineral yang berlebihan di suatu perairan yang menyebabkan pertumbuhan alga yang sangat cepat (blooming alga). Pertumbuhan alga yang cepat segera menghabiskan kandungan oksigen dalam perairan, sehingga mengganggu kehidupan ikan dan hewan air lainnya. Beberapa jenis alga juga meng-hasilkan racun sehingga sering menyebabkan iritasi kulit dan membahayakan hewan yang minum di perairan itu.

Salah satu bahan pencemar di laut adalah tumpahan minyak bumi akibat kecelakaan kapal tanker minyak yang sering terjadi. Banyak organisme akuatik yang mati atau keracunan karenanya. Untuk membersihkan kawasan tercemar diperlukan koordinasi dari berbagai pihak dan dibutuhkan biaya yang mahal.

Pencemaran Tanah

Pencemaran tanah disebabkan oleh beberapa jenis zat pencemar misalnya sebagai berikut.

1. Sampah-sampah plastik yang sukar hancur, botol, karet sintesis, pecahan kaca, dan kaleng.
2. Detergen yang bersifat nonbiodegradable (secara alami sulit diuraikan).
3. Zat kimia dari buangan pertanian, misalnya insektisida.

Pencemaran Suara

Polusi suara disebabkan oleh suara bising kendaraan bermotor, kapal terbang, deru mesin pabrik, radio/tape recorder yang berbunyi keras sehingga mengganggu pendengaran.

3. Upaya Pelestarian Alam

Sehubungan dengan pemanfaatan sumber daya alam, lingkungan harus diupayakan agar tetap lestari dengan memperhatikan tatanan lingkungan. Pengelolaan lingkungan hidup adalah upaya terpadu dalam pemanfaatan, penataan, pemeliharaan, pengawasan, pengendalian, pemulihan, dan pengembangan lingkungan hidup. Melalui penerapan pengelolaan lingkungan hidup akan terwujud kedinamisan dan harmonisasi antara manusia dengan lingkungannya. Untuk mencegah dan menghindari tindakan manusia yang bersifat kontradiksi dari hal-hal tersebut di atas, pemerintah telah menetapkan kebijakan melalui Undang-Undang Lingkungan Hidup.

Undang-undang tentang ketentuan-ketentuan pokok pengelolaan lingkungan hidup disahkan oleh Presiden Republik Indonesia pada tanggal 11 Maret 1982. Undang-undang ini berisi 9 Bab terdiri dari 24 pasal. Undang-Undang Lingkungan Hidup bertujuan untuk mencegah kerusakan lingkungan, meningkatkan kualitas lingkungan hidup, dan menindak pelanggaran-pelanggaran yang menyebabkan rusaknya lingkungan. Undang-UndangLingkungan Hidup antara lain berisi hak, kewajiban, wewenang, dan ketentuan pidana yang meliputi beberapa hal, yaitu sebagai berikut.

1. Setiap orang mempunyai hak atas lingkungan hidup yang baik dan sehat.
2. Setiap orang berkewajiban memelihara lingkungan dan mencegah serta menanggulangi kerusakan dan pencemaran lingkungan.
3. Setiap orang mempunyai hak untuk berperan serta dalam rangka pengelolaan lingkungan hidup. Peran serta tersebut diatur dengan perundang-undangan.

Barang siapa yang dengan sengaja atau karena kelalaiannya melakukan perbuatan yang menyebabkan rusaknya lingkungan hidup atau tercemarnya lingkungan hidup diancam pidana penjara atau denda.

Upaya pengelolaan yang telah digalakkan dan undang-undang yang telah dikeluarkan tidak akan berarti tanpa didukung kesadaran manusia tentang arti penting lingkungan untuk meningkatkan kualitas lingkungan serta kesadaran bahwa lingkungan yang ada saat ini merupakan titipan dari generasi yang akan datang. Upaya pengelolaan limbah yang saat ini tengah digalakkan adalah pendaurulangan atau recycling. Dengan daur ulang dimungkinkan pemanfaatan sampah, misalnya plastik, aluminium, dan kertas menjadi barang-barang yang bermanfaat.

Usaha lain dalam mengurangi polusi yang berkaitan dengan penyediaan energi adalah memanfaatkan berbagai sumber energi alternatif. Tenaga panas matahari telah dimanfaatkan untuk keperluan memasak, memanaskan ruangan, dan tenaga gerak. Selain tenaga surya, tenaga angin dapat pula digunakan sebagai sumber energi dengan menggunakan kincir-kincir angin.

3. Limbah dan Daur Ulang

Setiap hari tentu kamu berhubungan dengan berbagai macam barang seperti kertas, botol kaca, kaleng, sisir, makanan, dan minuman. Barang-barang tersebut setelah tidak dapat dipakai tentu kamu buang. Nah, barang yang kamu buang itu disebut limbah. Limbah tidak hanya dihasilkan dalam skala rumah tangga karena pabrik, kantor, bengkel, rumah sakit, pasar, pertokoan, dan tempat-tempat lain juga menghasilkan limbah. Jadi limbah merupakan sisa proses produksi maupun konsumsi. Kamu harus ingat bahwa limbah dapat berupa benda padat, cair, maupun gas. Saat ini jumlah limbah yang dihasilkan suatu kota dalam setiap harinya sangat banyak, sehingga merupakan permasalahan yang serius untuk ditangani. Umumnya limbah padat diangkut ke tempat pembuangan akhir sampah (TPA), kemudian ditimbun atau dibakar. Namun cara-cara ini tidak tepat karena merugikan lingkungan dan kesehatan.

Pernahkah kamu memperhatikan barang-barang apa saja yang terdapat di tempat sampah? Apakah semua barang memang harus ditimbun dan dibakar di TPA sampah? Tentu saja tidak. Sebagian dari limbah dapat dimanfaatkan kembali baik secara langsung maupun melalui proses daur ulang. Contoh limbah yang dapat digunakan lagi (reuse) adalah botol kaca disterilkan kemudian dipakai ulang, botol plastik dan ban bekas digunakan sebagai pot tanaman, sampah diproses sebagai pupuk dan gas bio, cartridge atau toner printer diisi ulang untuk digunakan lagi, dan sebagainya. Sedangkan limbah yang baru bermanfaat setelah didaur ulang (recycle) meliputi berbagai jenis logam, plastik, kertas, dan kaca. Bahan-bahan ini dilebur, kemudian dicetak menjadi berbagai barang yang diperlukan. Berkat kemajuan teknologi peleburan, kualitas barang hasil pengolahan limbah ini tidak kalah dengan barang yang dibuat dari bijih.

Limbah organik dapat dimanfaatkan sebagai alternatif mencari penghasilan. Misalnya jerami dan serbuk gergaji dimanfaatkan sebagai media untuk memelihara jamur, kertas diproses menjadi kertas daur ulang untuk bahan kerajinan dan cinderamata, kotoran ternak dan sampah organik dapat dimanfaatkan untuk membuat kompos dan biogas, serta sekam padi dan tempurung kelapa digunakan untuk membuat arang/ karbon aktif. Di negara maju sampah digunakan untuk menggerakkan turbin yang menghasilkan listrik baik melalui fermentasi yang menghasilkan gas metana maupun dengan pembakaran langsung.

Pemanfaatan limbah untuk digunakan lagi dapat menghemat sumber daya yang tidak dapat diperbarui. Para ahli memperkirakan cadangan bijih aluminium di Bumi akan habis pada awal abad ke-23, besi akan habis sekitar tahun 2160, bahkan timbal, seng, air raksa, dan timah akan segera habis pada tahun 2020. Belum lagi permintaan kertas yang meningkat telah menjadi salah satu pendorong percepatan penebangan hutan.

Oleh karena itu daur ulang merupakan upaya yang tepat untuk menanggulangi krisis bahan baku. Energi yang diperlukan untuk memproses logam dengan cara daur ulang lebih sedikit dibandingkan logam yang diperoleh dari bijihnya, sehingga cukup banyak menghemat energi. Saat ini diperkirakan 50% kertas koran, 80% kardus, 30% aluminium, 50% baja, dan berbagai macam plastik diperoleh dengan cara daur ulang.

Jadi, pemanfaatan limbah dengan cara reuse dan recycle bermanfaat untuk mengurangi tingkat pencemaran dan kerusakan lingkungan, menghemat sumber daya alam, membantu menjaga keseimbangan lingkungan dan kelestarian kehidupan, sebagai alternatif untuk memperoleh pendapatan, dan mengembangkan sikap arif terhadap lingkungan hidup.

Nah, anda sebagai generasi yang mencintai lingkungan hidup tentu tidak sepantasnya membuang limbah begitu saja. Kamu harus mengikuti gaya hidup ramah lingkungan dengan semboyan 3R yaitu Reduce, Reuse, dan Recycle. Reduce yaitu memakai barang-barang dengan efisien sehingga mengurangi jumlah sampah yang dibuang, reuse yaitu menggunakan kembali sampah-sampah masih bisa dipakai, recycle yaitu mendaur ulang sampah-sampah yang telah terpakai. Kamu harus berlatih kreatif untuk memanfaatkan kembali limbah yang ada di sekitarmu. Amatilah limbah apa yang banyak tersedia di sekitarmu yang berpotensi untuk dimanfaatkan, kemudian carilah informasi cara pembuatannya serta prospek penggunaan atau penjualannya.

Baca juga

Seluk Beluk Sel

Sekian postingan yang admin bagikan mengenai Materi Ipa Tentang Ekosistem Lengkap. Semoga bermanfaat dan dapat menambah ilmu, pengetahuan serta wawasan anda selama ini tentang Ekosistem.