DAUR MATERI & ENERGI
BEBERAPA PRINSIP EKOLOGI A. Rantai makanan dan jaring-jaring Makanan
Antara materi dan energi sulit dipisahkan karena di dalam materi terdapat energi. Energi merupakan segala sesuatu yang menghasilkan benda atau sumberdaya lain, sedangkan benda adalah materi. Karena itu, mangga, durian, dan pisang adalah materi. Namun demikian, apabila didefinisikan kurang lebih bahwa materi adalah sesuatu yang memerlukan tempat dan mempunyai massa, sedangkan energi didefinisikan sebagai kemampuan untuk melakukan kerja. Beberapa contoh bentuk energi adalah energi panas, listrik, cahaya, bunyi, mekanik, dan nuklir. Selain itu, energi dapat digolongkan menjadi 2 (dua) jenis yaitu energi potensial dan energi kinetik. Energi potensial adalah energi untuk menentukan tempat, sedangkan energi kinetik adalah energi untuk bergerak. Sumber energi ada 2 (dua) yaitu sebagai berikut.
1. Sumber energi tak terbarui (non renewable) yaitu sumber energi fosil (misalnya: minyak bumi) dan nuklir.
2. Sumber energi terbarui (renewable) yaitu sumber energi bukan fosil, misalnya: tenaga air dan tenaga angin.
Dalam ekosistem, energi akan mengalami aliran sehingga disebut aliran energi, sedangkan materi akan mengalami daur sehingga disebut daur materi. Dalam biosfer terjadi proses-proses kimia, fisik, dan biologi yang silih berganti atau bersamaan dan berulang balik sehingga disebut daur biogeokimia. Hukum yang sangat penting dalam hubungannya dengan daur materi dan aliran energi adalah hukum termodinamika. Hukum termodinamika terdiri dari 4 (empat) hukum. Hukum termodinamika yang erat kaitannya dengan masalah lingkungan ada 2 (dua) yaitu sebagai berikut:
1. Hukum pertama termodinamika, yang disebutkan dalam hukum ini bahwa energi tidak dapat diciptakan atau dihancurkan hanya mengalami transformasi. Hukum ini disebut juga hukum kekekalan energi atau hukum konservasi energi.
2. Hukum kedua termodinamika, yang dikatakan bahwa proses energi tidak pernah spontan dan proses transformasi energi tidak ada yang terjadi dengan 100% efisien, sehingga setiap proses pemakaian energi selalu ada sisa energi yang tidak terpakai (entropi). Karena itu, hukum kedua termodinamika ini disebut juga hukum entropi.
B. Keanekaragaman Hayati (Biodiversity)
Proses biogeokimia merupakan proses-proses kimia, fisik, dan biologi yang silih berganti atau bersamaan di dalam biosfer, yang merupakan persinggungan antara komponen-komponen habitat yaitu tanah/batuan, air, dan atmosfer. Proses ini berulang-balik terjadi sehingga disebut daur biogeokimia. Ada 2 (dua) kutub di dalam daur unsur/senyawa kimia yaitu kutub cadangan dan kutub pertukaran atau kutub peredaran. Selanjutnya dari segi biosfer, daur biogeokimia terdiri dari 2 (dua) kelompok dasar yaitu tipe gas dan tipe sedimen. Dalam daur biogeokimia terdapat 3 (tiga) sistem yaitu produksi, konsumsi, dan dekomposisi. Produsen dan konsumen dapat mengalami dekomposisi menjadi bahan organik yang lebih sederhana. Proses produksi dibedakan dalam tingkatan yang disebut tingkat trofik yang disusun dalam piramida trofik. Semakin rendah tingkat trofiknya semakin sedikit limbah yang terbentuk. Ada banyak unsur/senyawa anorganik mengalir secara daur di dalam ekosistem. Kelompok yang terpenting dari unsur-unsur ini adalah hidrogen, karbon, fosfor, nitrogen, oksigen, dan sulfur. Namun demikian, yang paling penting adalah daur yang mengikutsertakan karbon (C), nitrogen (N), dan fosfor (P).
Supaya manusia dapat memanfaatkan energi sesuai dengan kebutuhannya, maka manusia harus mengubah satu bentuk energi menjadi bentuk energi lainnya. Salah satu contohnya adalah apabila ingin memasak makanan dengan minyak tanah, maka energi kimia yang tersimpan di dalam minyak bumi harus diubah dulu menjadi energi panas dan energi cahaya. Untuk memperoleh energi listrik yang besar dari tenaga yang terkandung di dalam air, maka manusia dapat membuat bendungan sehingga membentuk danau dengan cara mengikuti prinsip pembangkit listrik tenaga air (PLTA). Namun yang perlu diperhatikan dalam pembuatan danau/bendungan air khususnya di Pulau Jawa adalah akan menggusur lahan dan permukiman penduduk. Kalau hal ini tidak diperhatikan, maka dapat menimbulkan dampak lingkungan sosial. Alternatif untuk memperoleh energi listrik yang sangat besar adalah dengan memanfaatkan tenaga nuklir dengan cara mengikuti prinsip pembangkit listrik tenaga nuklir (PLTN). Namun masalah lingkungan yaitu limbah nuklir harus menjadi prioritas dalam merencanakan pembangunan PLTN, karena alternatifnya hanyalah menyimpan di dalam tanah. Selain dampak lingkungan terhadap tanah akibat limbah nuklir tersebut, maka dampak terhadap perairan akibat eksploitasi minyak bumi dan dampak terhadap udara/iklim (masalah hujan asam dan pemanasan global) akibat pembakaran sumber energi fosil juga harus diperhatikan dalam pemanfaatan energi.
FAKTOR PEMBEBASAN DI DALAM EKOSISTEM
A. Keterbatasan dan Toleransi di Dalam Ekosistem
Pertumbuhan organisme yang baik dapat tercapai bila faktor lingkungan yang mempengaruhi pertumbuhan berimbang dan menguntungkan. Bila salah satu faktor lingkungan tidak seimbang dengan faktor lingkungan lain, faktor ini dapat menekan atau kadang-kadang menghentikan pertumbuhan organisme. Faktor lingkungan yang paling tidak optimum akan menentukan tingkat produktivitas organisme. Prinsip ini disebut sebagai prinsip faktor pembatas. Justus Von Liebig adalah salah seorang pioner dalam hal mempelajari pengaruh macam-macam faktor terhadap pertumbuhan organisme, dalam hal ini adalah tanaman. Liebig menemukan pada tanaman percobaannya bahwa pertumbuhan tanaman akan terbatas karena terbatasnya unsur hara yang diperlukan dalam jumlah kecil dan ketersediaan di alam hanya sedikit. Oleh karena itu, Liebig menyatakan di dalam Hukum Minimum Liebig yaitu: “Pertumbuhan tanaman tergantung pada unsur atau senyawa yang berada dalam keadaan minimum”. Organisme mempunyai batas maksimum dan minimum ekologi, yaitu kisaran toleransi dan ini merupakan konsep hukum toleransi Shelford. Di dalam hukum toleransi Shelford dikatakan bahwa besar populasi dan penyebaran suatu jenis makhluk hidup dapat dikendalikan dengan faktor yang melampaui batas toleransi maksimum atau minimum dan mendekati batas toleransi maka populasi atau makhluk hidup itu akan berada dalam keadaan tertekan (stress), sehingga apabila melampaui batas itu yaitu lebih rendah dari batas toleransi minimum atau lebih tinggi dari batas toleransi maksimum, maka makhluk hidup itu akan mati dan populasinya akan punah dari sistem tersebut. Untuk menyatakan derajat toleransi sering dipakai istilah steno untuk sempit dan euri untuk luas. Cahaya, temperatur dan air secara ekologis merupakan faktor lingkungan yang penting untuk daratan, sedangkan cahaya, temperatur dan kadar garam merupakan faktor lingkungan yang penting untuk lautan. Semua faktor fisik alami tidak hanya merupakan faktor pembatas dalam arti yang merugikan akan tetapi juga merupakan faktor pengatur dalam arti yang menguntungkan sehingga komunitas selalu dalam keadaan keseimbangan atau homeostatis.
Lingkungan mikro merupakan suatu habitat organisme yang mempunyai hubungan faktor-faktor fisiknya dengan lingkungan sekitar yang banyak dipengaruhi oleh iklim mikro dan perbedaan topografi. Perbedaan iklim mikro ini dapat menghasilkan komunitas yang ada berbeda. Suatu faktor lingkungan sering menentukan organisme yang akan ditemukan pada suatu daerah. Karena suatu faktor lingkungan sering menentukan organisme yang akan ditemukan pada suatu daerah, maka sebaliknya dapat ditentukan keadaan lingkungan fisik dari organisme yang ditemukan pada suatu daerah. Organisme inilah yang disebut indikator ekologi (indikator biologi). Beberapa hal yang perlu diperhatikan dalam menggunakan indikator biologi adalah:
1. umumnya organisme steno, yang merupakan indikator yang lebih baik daripada organisme euri. Jenis tanaman indikator ini sering bukan merupakan organisme yang terbanyak dalam suatu komunitas.
2. spesies atau jenis yang besar umumnya merupakan indikator yang lebih baik dari pada spesies yang kecil, karena spesies dengan anggota organisme yang besar mempunyai biomassa yang besar pada umumnya lebih stabil. Juga karena turnover rate organisme kecil sekarang yang ada/hidup mungkin besok sudah tidak ada/mati. Oleh karena itu, tidak ada spesies algae yang dipakai sebagai indikator ekologi.
3. sebelum yakin terhadap satu spesies atau kelompok spesies yang akan digunakan sebagai indikator, seharusnya kelimpahannya di alam telah diketahui terlebih dahulu.
4. semakin banyak hubungan antarspesies, populasi atau komunitas seringkali menjadi faktor yang semakin baik apabila dibandingkan dengan menggunakan satu spesies.
PROSES DAUR MATERI DAN ENERGI
A. Aliran Energi dan Daur Materi di Dalam Ekosistem
Tanah dapat ditafsirkan dari beberapa sudut pandang. Pengertian tanah dalam arti sempit merupakan terjemahan dari soil, sedangkan pengertian tanah dalam arti luas merupakan terjemahan dari land (lahan). Dalam pengertian soil dan land ini, maka soil adalah bagian dari land. Sebagai contohnya pengertian tanah pertanian dan lahan pertanian. Tanah pertanian dapat dikatakan sebagai media tumbuh bagi tumbuh-tumbuhan, sedangkan lahan pertanian meliputi tanah (pertanian), air (irigasi dan hujan), udara (iklim/cuaca), tumbuhan (yang dibudidayakan dan yang tidak dibudidayakan), dan batuan induk. Proses pembentukan tanah dipengaruhi oleh 5 (lima) faktor yaitu batuan induk, organisme, iklim, relief, dan waktu. Proses pembentukan tanah ini dapat ditulis menjadi: T = f (b, o, i, r, w)
Penampang vertikal tubuh tanah yang merupakan tubuh alam 3 (tiga) dimensi disebut profil tanah, dan pada profil tanah nampak adanya lapisan-lapisan tanah yang kurang lebih sejajar dengan permukaan tanah disebut horison tanah. Selanjutnya bahan-bahan galir (tak padu) yang terletak di atas batuan dasar (bed rock) disebut “regolith” yang memiliki tebal beberapa cm sampai beberapa m. Berdasarkan kandungan bahan organik, tanah dibedakan menjadi 2 (dua) kelompok yaitu sebagai berikut.
Tanah mineral yaitu tanah-tanah yang kandungan bahan organiknya kurang dari 20% atau tanah yang mempunyai lapisan organik dengan ketebalan kurang dari 30 cm (diukur dari permukaan tanah). Tanah mineral terbentuk dari bahan induk batuan yang tersusun dari mineral-mineral, sehingga yang banyak menentukan karakteristik tanah mineral adalah mineral penyusun batuan.
Tanah organik yaitu tanah yang kandungan bahan organiknya lebih dari 65%, atau hingga kedalaman 1 meter apabila tanah belum diolah. Tanah organik terbentuk dari bahan induk organik atau sisa-sisa tumbuhan, sehingga karakteristik tanah tergantung komposisi botani tumbuhan asal yang menjadi bahan induk tanah organik. Ada berbagai macam fungsi tanah, dan salah satu fungsi tanah dalam aspek lingkungan adalah dapat berfungsi dalam penanggulangan limbah yaitu sebagai penyaring (filter), penyangga (buffer), dan sistem alihrupa (transformation system).
Dasar untuk mengklasifikasikan tanah ada beberapa macam, antara lain adalah atas dasar tanaman pertanian yang dapat tumbuh dengan baik, tumbuhan bukan pertanian, dan sifat-sifat fisik tanah. Salah satu sifat fisik tanah yang mula-mula digunakan sebagai dasar untuk mengklasifikasikan tanah adalah tekstur tanah. Hal ini karena selain hubungannya yang sangat erat antara tanaman dengan tekstur tanah, juga tekstur tanah dapat secara mudah ditetapkan melalui rabaan tangan. Sifat-sifat fisik tanah memegang peranan penting dalam hubungannya dengan kesuburan dan produktivitas tanah. Karena itu, sifat fisik tanah akan mempengaruhi kualitas tanah, sedangkan kualitas tanah akan mempengaruhi pertumbuhan dan produksi tanaman. Beberapa sifat fisik tanah yang terpenting adalah tekstur, struktur, warna, suhu, porositas, dan konsistensi tanah. Secara kualitatif, tekstur tanah dapat dikatakan merupakan tingkat kekasaran atau kehalusan dari partikel-partikel tanah, sedangkan secara kuantitatif tekstur tanah merupakan distribusi ukuran-ukuran partikel (pasir, debu, dan lempung) yang terdapat dalam tekstur tersebut. Penentuan tekstur tanah dapat dilakukan dengan 2 (dua) cara yaitu secara kualitatif (lapang) dan kuantitatif (laboratorium). Untuk penetapan tekstur tanah dengan metode laboratorium dilakukan dengan bantuan gambar “Diagram Segitiga Tekstur Tanah” dari USDA. Struktur tanah merupakan susunan butir-butir tanah dalam ruang yang dibatasi oleh bidang-bidang yang disebut agregat. Salah satu parameter untuk mengukur struktur tanah yang baik yaitu kemantapan agregat. Struktur tanah dapat digolongkan menurut tipe, kelas, dan derajat struktur. Sifat fisik tanah yang lain adalah warna tanah dan suhu tanah. Warna tanah dipengaruhi oleh kadar lengas dan tingkat hidratasi, kadar bahan organik, dan kadar serta kualitas mineral. Suhu tanah dipengaruhi oleh keadaan atmosfer, posisi permukaan bumi, letak lintang dan ketinggian tempat, serta faktor tanah dan vegetasi penutup tanah. Porositas tanah merupakan persentase volume pori-pori yang ada dalam tanah dibanding volume massa tanah. Porositas akan menentukan besarnya infiltrasi dan perkolasi di dalam tanah. Konsistensi tanah merupakan daya tahan tanah terhadap pengaruh-pengaruh luar yang akan mengubah keadaannya. Ada 2 (dua) kekuatan yang bekerja pada konsistensi tanah yaitu gaya kohesi dan adhesi. Cara penetapan konsistensi ada 2 (dua) macam yaitu secara lapang (kualitatif dan kuantitatif) dan secara laboratorium (kuantitatif
Koloid tanah merupakan bagian paling aktif dari tanah yang berperan dalam menyerap dan mempertukarkan ion. Berdasarkan sumbernya, koloid dibedakan menjadi koloid mineral (koloid lempung) dan koloid organik (koloid humus). Koloid lempung tersusun dari mineral-mineral lempung seperti kaolinit, montmorillonit, dan illit, sedangkan koloid humus terbentuk sebagai hasil proses humifikasi yang merupakan proses perombakan dan penguraian bahan organik. Unsur kimia (unsur hara) yang diperlukan tanaman hanya 16 (enam belas) macam, yang terbagi dalam 2 (dua) golongan yaitu unsur hara makro dan mikro. Unsur hara makro adalah unsur hara yang dibutuhkan tanaman dalam jumlah banyak, terdiri dari C, H, O, N, S, P, K, Ca, dan Mg, sedangkan unsur hara mikro adalah unsur hara yang diperlukan tanaman dalam jumlah sedikit, terdiri dari Fe, Cl, Mn, Cu, Zn, Mo, dan Bo. Reaksi tanah atau pH tanah di lapang, dibagi menjadi 3 keadaan yaitu reaksi tanah masam, netral, dan basa atau alkali. Reaksi tanah ini secara umum dinyatakan dengan pH tanah yaitu dari nilai 0 sampai dengan 14, yang dirumuskan sebagai berikut.
pH tanah sangat mempengaruhi ketersediaan unsur hara bagi tanaman. Pada pH tanah netral, yaitu pH 6,5 – 7,5, maka unsur hara tersedia dalam jumlah yang cukup banyak (optimal). Pada pH tanah kurang dari 6,0 maka ketersediaan unsur-unsur fosfor, kalium, belerang, kalsium, magnesium, dan molibdenium menurun dengan cepat, sedangkan pH tanah lebih besar dari 8,0 akan menyebabkan unsur-unsur nitrogen, besi, mangan, borium, tembaga, dan seng ketersediaannya relatif jadi sedikit.
DASAR-DASAR KIMIA LINGKUNGAN
Air di bumi jumlahnya 1.360.000 km3 yang terdiri dari air di daratan 37.800 km3 (2.8%), air di atmosfer 13 km3 (0.001%), dan air di lautan 1.320.000 km3 (97.3%). Siklus hidrologi dimulai dari air hujan yang jatuh di bumi:
2. jatuh ke permukaan bumi menjadi larian, kemudian masuk ke sungai dan akhirnya ke laut, akhirnya menguap
4. tertahan oleh tajuk-tajuk pohon (intersepsi), sebagian menguap, dan sebagian masuk ke tanah sebagai infiltrasi.
Neraca air (water balance) adalah hubungan antara kelebihan dan kekurangan air di suatu daerah untuk suatu periode tertentu. Dalam neraca air terdapat hubungan keseimbangan curah hujan, penguapan, dan debit air yang terdiri dari air permukaan dan air tanah. Aliran mantap adalah aliran yang selalu tersedia di setiap waktu pada tahun rata-rata. Aliran mantap ini berupa aliran rendah yang besarnya sekitar 25 – 35% dari jumlah aliran tetap. Besarnya aliran mantap di Indonesia adalah 702.824 juta m3/th. Kebutuhan air yang paling utama adalah untuk mendukung kehidupan manusia dari segala kegiatan ekonomi yaitu untuk kebutuhan domestik (rumah tangga) 40%, industri 7%, irigasi 50%, pembangkit tenaga listrik 2%, pariwisata 1%. Permasalahan air meliputi: pertambahan penduduk, meningkatkan kesempatan kerja, kebutuhan pangan, pencemaran, dan konflik air. Dalam pengelolaan air, dimensi yang digunakan adalah manajerial dan administratif, sedangkan pendekatan yang digunakan adalah suplay demand dan demand manajemen, dan lingkup pengelolaan meliputi: pengelolaan data sumber daya air, pengalokasian air, pengelolaan kualitas, pengelolaan banjir, pemantapan operasi dan pemeliharaan, peningkatan kelembagaan, dan pendanaan.
Rumus kimia air adalah H2O + X, di mana X merupakan zat-zat yang dihasilkan air buangan oleh aktivitas manusia, dan menimbulkan hal-hal: pengaruh toksisitas, dan pengaruh reaksi-reaksi yang ditimbulkan pada berbagai penggunaan. Unsur-unsur kimia yang terkandung dan larut dalam air dan menimbulkan efek gangguan bagi mata rantai kehidupan dapat dibagi menjadi dua yaitu: kimia anorganik yang terdiri dari: pH, Mangan (Mn), Besi (Fe), Kalsium (Ca), Clorida (Cl), Natrium (Na), Flour (F), Arsen (As), Air raksa (Hg), Seng (Zn), barium (Br), Cadmium (Cd), Timah hitam (Pb), Nitrat (NO3), Crom (Cr), Selenium (Sc), tembaga (Cu), Silikon (Si), sulfat (SO4), sulfida (H2S), dan kimia organik yang terdiri dari: aldrin dan dieldrin, benzen, heptaclor dan hepaclor. Berdasarkan peruntukannya air digolongkan menjadi 4 yaitu: Golongan A, air untuk air minum tanpa pengolahan terlebih dahulu; Golongan B, air diperuntukkan sebagai air baku untuk diolah sebagai air minum dan air rumah tangga; Golongan C, air yang diperuntukkan bagi peternakan dan perikanan; Golongan D, air yang diperuntukkan bagi perkotaan, industri, listrik dan tenaga air. Sifat fisik air meliputi: temperatur (suhu), warna, kekeruhan, rasa dan bau, serta padatan terlarut (tersuspensi). Kandungan mikrobiologi air adalah: coli tinja dan total coliforms.
Pencemaran adalah: perubahan kualitas suatu perairan akibat kegiatan manusia, yang pada gilirannya akan mengganggu kehidupan manusia itu sendiri ataupun mahluk hidup lainnya. Berdasarkan sumbernya bentuk pencemaran dapat dibedakan menjadi: point sources, dan non point sources. Berdasarkan kegiatan utama, hal-hal yang dapat menimbulkan pencemaran air adalah: kegiatan domestik, industri, dan pertanian. Zat-zat yang dapat mencemari badan air adalah: organik pathogen, limbah organik biodegradable, bahan anorganik yang larut dalam air, zat hara tanaman, bahan kimia yang dapat larut dan tidak larut, sedimen, zat-zat radio aktif, dan pencemaran thermal. Faktor-faktor yang mempengaruhi dampak pencemaran: kemampuan pengenceran pencemaran, konsentrasi terlarut pada badan air, jenis polusi, dan struktur fisik sungai. Proses dalam pencemaran air meliputi: fase degradasi, fase dekomposisi, fase rehabilitasi, dan fase penjernihan. Indikator dalam proses pemulihan terhadap badan air yang mengalami pencemaran tunggal (single pollution) dapat dilihat melalui perubahan secara fisik, chemis, maupun biologis.
DASAR-DASAR BIOLOGI LINGKUNGAN
A. Biologi Terestorial
Ada perbedaan pengertian antara iklim dan cuaca, namun demikian ada kesamaan unsur-unsur (anasir) penyusunnya. Unsur-unsur penyusun iklim atau cuaca antara lain adalah suhu udara, kelembaban udara, angin, tekanan udara, curah hujan, dan radiasi matahari. Suhu udara diukur dengan alat termometer, dan satuan yang dapat digunakan dalam pengukuran suhu udara adalah derajat Celcius ( C), derajat Fahrenheit ( F), derajat Kelvin ( K), dan derajat Reamur ( R). Namun demikian, satuan derajat Celcius merupakan satuan yang paling umum digunakan, sedangkan derajat Reamur merupakan satuan yang sangat jarang digunakan. Kelembaban udara menyatakan banyaknya uap air yang ada di udara. Ada beberapa istilah kelembaban udara yaitu sebagai berikut.
Angin adalah massa udara yang bergerak dari tempat yang bertekanan tinggi ke tempat yang bertekanan rendah. Data klimatologi tentang kecepatan angin adalah kecepatan angin horizontal pada ketinggian 2 meter dari permukaan tanah yang ditanami dengan rumput, dan umumnya dinyatakan dalam m/det. Tekanan udara adalah tekanan yang diberikan oleh udara karena beratnya pada tiap-tiap 1 cm2 bidang mendatar dari permukaan bumi sampai batas atmosfer. Ada hubungan antara tekanan udara dengan kenaikan tinggi tempat dari permukaan bumi, yaitu dengan naiknya ketinggian dari permukaan bumi akan semakin rendah tekanan udaranya. Satuan tekanan udara yang digunakan adalah atmosfer (atm), milimeter kolom air raksa (mm Hg), dan milibar (mbar). Radiasi matahari yang sampai permukaan bumi pada umumnya berupa sinar dengan gelombang pendek yang disebut insolasi (insolation). Radiasi yang sampai di permukaan bumi sebagian dipantulkan dan sebagian lagi diserap bumi. Banyaknya radiasi yang dipantulkan atau diserap tergantung dari sifat permukaan bumi. Banyaknya radiasi yang dipantulkan disebut albedo. Hujan merupakan salah satu bentuk presipitasi yang berbentuk cair, dan tetesan-tetesan air yang jatuh mempunyai diameter bervariasi dari 0,5 – 4,0 mm. Hujan dapat digolongkan menjadi beberapa tipe hujan yaitu hujan konveksi, orografis, frontal, dan konvergen. Satuan yang digunakan untuk mengukur curah hujan adalah milimeter (mm).
B. Biologi Perairan
Tujuan dan manfaat dibuatnya klasifikasi iklim adalah untuk menyederhanakan jumlah iklim yang tidak terbatas di permukaan bumi menjadi golongan yang jumlahnya relatif sedikit. Selain itu, juga untuk memperoleh informasi tentang iklim di suatu wilayah secara cepat yang sifatnya umum. Ada beberapa klasifikasi iklim yang dibuat oleh para ahli klimatologi antara lain adalah Koppen, Klages, Schmidt-Ferguson, Oldeman, dan Mohr. Berikut ini rangkuman tentang klasifikasi iklim tersebut. Klages membagi belahan bumi menjadi lima daerah berdasar perbedaan suhu udaranya yaitu sebagai berikut.
Atas dasar curah hujan, Mohr membagi permukaan bumi menjadi lima golongan iklim yaitu sebagai berikut.
Berdasar nilai koefisien Q (perbandingan antara jumlah rata-rata bulan kering dengan rata-rata bulan basah), Schmidt-Ferguson membagi menjadi 8 tipe iklim yaitu sebagai berikut.
Atas dasar jumlah bulan basah berturut-turut, Oldeman membuat lima zona agroklimat (iklim yang dikaitkan dengan budidaya pertanian) yaitu sebagai berikut.
LINGKUNGAN HIDUP FISIK
A. Lingkungan Hidup Daratan
Geomorfologi merupakan subjek dari geografi fisik dan cabang dari geologi, yang mempunyai arti ilmu yang mempelajari bentuk lahan (landform) yang membentuk permukaan bumi, di atas dan di bawah permukaan laut, dan menekankan pada cara terjadinya dan perkembangannya, serta dalam konteks keruangannya. Teori pengembangan bentuk lahan dikemukakan oleh Williem Morris Davis yang dikenal dengan geomorphic cycle. Dalam geomorphic cycle terdapat stage yang artinya rangkaian geomorphic cycle yang melibatkan denudasi dan siklus kehidupan dari organisme. Perkembangan landform meliputi: initial surface, youth stage, maturity stage, old stage, peneplain, dan rejuvination. Perkembangan bentuk lahan secara umum adalah: a) bentuk lahan asal struktural, b) bentuk lahan yang dipengaruhi iklim, c) bentuk lahan yang terbentuk oleh erosi, dan d) bentuk lahan asal deposisional. Secara umum bentuk lahan diklasifikasikan menjadi 4 devisi yaitu: dataran (plains), bukit (hill), gunung (mountain), dataran dengan area yang berelief tinggi. Faktor-faktor yang mempengaruhi bentuk lahan yaitu: iklim, struktur dari perlapisan, dan waktu. Klasifikasi bentuk lahan yang didasari oleh morfometri, morfografi, morfogenesa, morfokronologi, dan litologi meliputi: bentuk lahan asal struktural, bentuk lahan asal vulkanik, bentuk lahan denudasi, bentuk lahan asal fluvial, bentuk lahan asal marin, bentuk lahan asal glacial, bentuk lahan aeolian, bentuk lahan asal solutional, dan bentuk lahan asal organik.
B. Lingkungan Hidup Perairan
Bencana banjir, tanah longsor, gempa bumi, abrasi pantai dan berbagai kejadian alam yang melanda permukaan bumi akhir-akhir ini tidak terlepas dari terjadinya kerusakan ekologi. Bahaya lingkungan dapat terjadi secara alami yang disebut bencana alam, dan dapat terjadi karena ulah manusia. Bahaya lingkungan banyak aspek yang mempengaruhi yaitu: aspek alam, aspek manusia, aspek geologi dan geomorfologi, serta aspek sosial ekonomi. Bahaya lingkungan yang beraspek geomorfologi antara lain: erosi, gerakan tanah (mass movement), banjir (flooding), abrasi, akrasi, intrusi air laut, kegempaan, dan tsunami.
Lingkup lingkungan hidup daratan meliputi:
Menurut Soegiarto (1976), definisi wilayah pesisir yang digunakan di Indonesia adalah daerah pertemuan antara darat dan laut; ke arah wilayah pesisir meliputi bagian daratan, baik kering maupun terendam air, yang masih dipengaruhi sifat-sifat laut seperti, pasang surut, angin laut, dan perembesan air asin sedangkan ke arah laut wilayah pesisir mencakup bagian laut yang masih dipengaruhi oleh proses-proses alami yang terjadi di darat sedimentasi dan aliran air tawar, maupun yang disebabkan oleh kegiatan manusia di darat seperti penggundulan hutan dan pencemaran. Dengan adanya otonomi daerah (otda), terdapat paradigma baru pengelolaan pemerintahan, sehingga terdapat tuntutan dalam meningkatkan taraf hidup, penghargaan atas kondisi sosial dan budaya lokal dan kelestarian lingkungan. Perubahan tersebut mempengaruhi pengelolaan dan pemanfaatan sumber daya kelautan dan muncul UU Nomor 22/1999 tentang Pokok-pokok Pemerintahan di Daerah. Pada Pasal 10, disebutkan bahwa propinsi mempunyai kewenangan untuk mengelola wilayah laut sejauh 12 mil dari garis pantai, sementara kabupaten/kota memiliki kewenangan untuk mengelola laut sejauh sepertiga batas kewenangan propinsi sejauh 4 mil laut. Kewenangan tersebut mencakup pengaturan kegiatan-kegiatan eksplorasi, eksploitasi konservasi dan pengelolaan kekayaan laut.
Potensi pemanfaatan wilayah pesisir meliputi:
Lingkungan wilayah dataran rendah mempunyai karakteristik yang sangat berbeda dengan lingkungan wilayah dataran tinggi maupun pesisir, yaitu antara lain mempunyai:
2. kelembaban atmosfer merupakan fungsi dari banyaknya dan lamanya curah hujan, sehingga merupakan faktor penting untuk dapat menentukan ada atau tidaknya beberapa jenis tumbuhan dan hewan dalam habitat tertentu. Kelembaban di Indonesia rata-rata 81% – 85% pertahun
4. angin di daerah tropika biasanya kecepatan angin lebih rendah daripada di daerah iklim sedang yaitu antara 3 sampai 4 knot
5. rata-rata mempunyai jenis tanah aluvial
BAB III
KESIMPULAN
Pengaruh Komponen fisik terhadap Makhluk Hidup
Suhu di pegunungan umumnya sekitar 0,5oC setiap penambahan 100 m, kondisi ini dapat dirasakan bila dilakukan pendakian gunung sehingga akan terasa perubahan suhunya. Pada kebanyakan gunung di daerah tropik dijumpai keanekaragaman komunitas yang sebanding luasnya di mana pun di atas bumi.
Menurut Undang undang Nomor 41 Tahun 1999 tentang Kehutanan, hutan adalah kesatuan ekosistem berupa hamparan lahan berisi sumber daya alam hayati yang didominasi pepohonan dalam persekutuan alam lingkungannya, yang satu dengan yang lainnya tidak dapat dipisahkan. Sedangkan pada Ensiklopedia Indonesia Hutan, adalah suatu areal yang dikelola untuk produksi kayu dan hasil hutan lainnya dipelihara bagi keuntungan tidak langsung atau dapat pula bahwa hutan sekumpuian tumbuhan yang tumbuh bersama. Menurut taksiran kalangan kehutanan, luas hutan di Indonesia berjumlah 122 juta Ha. Di pulau Jawa, yang luas hutannya hanya sekitar 3 juta Ha, terdiri atas 55% hutan produksi dan 45% hutan lindung. Penyebaran hutan di pulau Jawa berdasar letak tinggi dari atas permukaan laut. Proyeksi peruntukan hutan menurut fungsinya, di Indonesia direncanakan 97 juta Ha sebagai kawasan hutan dan 25 juta Ha sebagai hutan cadangan.
Di Indonesia luas hutan hujan tropis kurang lebih 89 juta hektar, di mana tanahnya relatif kering yang terletak di pedalaman dengan vegetasi yang rapat. Daerah-daerah hutan hujan tropis antara lain terdapat di pulau Sumatera, Kalimantan, Jawa Barat, Sulawesi Utara, dan Irian. Hutan hujan tropis anggotanya tidak pernah menggugurkan daun, liananya berkayu, pohon-pohonnya lurus dapat mencapai rata-rata 30 meter. Menurut ketinggian letaknya di atas permukaan laut, hutan hujan tropis dibedakan menjadi tiga zona (Wiyanto, A., 2001), yaitu: Zona 1. Hutan Hujan Tropis Dataran Rendah atau Hutan Hujan Bawah dengan ketinggian 2 – 1.000 meter di atas permukaan laut, terdapat di Sumatera, Kalimantan, dan Maluku. Zona 2. Hutan Hujan Tropis Pegunungan atau Hutan Hujan Tinggi dengan ketinggian 1.000 3.300 meter di atas permukaan laut. Pada zone ini pohon beruk uran besar dan tingginya berkurang serta selalu menghijau Epiphyt dan paku pakuan yang menyerupai pohon bertambah banyak, jumlah strata dan jenis jenis Dipterocarpaceae juga berkurang pada zone ini. Zona 3. Hutan Hujan Tropis Pegunungan Tinggi atau Hutan Hujan Atas dengan ketinggian 3.300 – 4.100 meter di atas permukaan laut.
Di wilayah tropika hutan hujan tropis dianggap mewakili komunitas puncak yang tertinggi. Komunitas puncak antara lain hutan sekunder, sabana turunan, mosaik hutan sabana, hutan rawa, dan hutan bakau. Faktor penghambat suksesi alami, misalnya kebakaran hutan dapat menghambat pencapaian kominitas puncak hutan. Sehingga dapat terjadi hutan sekunder, sabana turunan, mosaik hutan sabana, hutan rawa, dan hutan bakau.
Jamur dan bakteri tersebut dapat membantu proses pembusukan pada hewan dan tumbuhan secara cepat. Dengan demikian hutan hujan tropika tidak saja ditandai dengan pertumbuhan yang baik tetapi juga tempat pembusukan yang baik. Keanekaragaman hayati ditandai dengan kekayaan spesies yang dapat mencapai sampai hampir 1.400 spesies, Brasil tercatat mempunyai 1.383 spesies. Di daerah tropika tumbuhan berkayu mempunyai dominasi yang lebih besar daripada daerah lainnya.
Penguapan air ke udara hingga terjadi kondensasi di atas tanah yang berhutan antara lain disebabkan oleh adanya air hujan, dengan ditahannya (intersepsi) air hujan tersbut oleh tajuk pohon yang terdiri dari lapisan daun, dan diuapkan kembali ke udara. Sebagian lagi menembus lapisan tajuk dan menetes serta mengalir melalui batang ke atas permukaan serasah di hutan.
Erosi dan banjir adalah akibat langsung dari pembukaan dan pengolahan tanah terutama di daerah yang mempunyai kemiringan permukaan bumi atau disebut juga kontur yang curam. Keduanya dapat bersumber dari kawasan hutan maupun dari luar kawasan hutan, misalnya perkebunan, tegalan, dan kebun milik rakyat.
Pengaruh hutan dapat secara nyata dirasakan oleh penduduk. Dengan demikian hutan mempunyai pengaruh dalam menjaga keberadaan air, yaitu antara lain:
1. Intersepsi tajuk hutan terhadap curah hujan, aliran batang (system flow), air tembus (through fall), serta curah hujan netto yang sampai ke atas tanah di bawah hutan.
2. Fluktuasi aliran sungai (stream flow) pada musim penghujan dan musim kemarau, dihubungkan dengan kerapatan pohon atau tajuk.
4. Hutan mempunyai pengaruh terhadap sifat sifat fisik dan kimia tanah, melalui produksi serasah dan humus di bawah tegakan hutan.
5. Dengan menggunakan unit subdas, maka dapat sekaligus diketahui interaksi siklus hidrologis dengan peredaran zat hara mineral dalam sebuah ekosistem DAS berhutan.
Kesuburan tanah sebagian besar dalam bentuk mineral, seperti unsur-unsur Ca, K, N, P, dan lainnya, disimpan pada bagian dari vegetasi yang ada di atas tanah, misalnya pada batang, dahan, ranting, daun, bunga, buah, dan lain-lain. Dengan demikian dengan adanya kerapatan hutan pada hutan tropika dapat menjaga kesuburan tanah.
3. Lapis pepohonan ketiga (tingkat C) dinamakan tingkat bawah, terdiri dari pepohonan yang tumbuh sampai ketinggian 8 m – 14 m.
Pertanian dan penanganan limbah
Lingkungan perairan tawar terbagi menjadi “lentic” atau lingkungan perairan tawar yang tidak bergerak, serta “lotic” atau lingkungan perairan tawar yang bergerak (running water). Di lingkungan perairan berlangsung proses reaksi penting yang berpengaruh terhadap lingkungan ekosistem perairan, yaitu: fotosintesis, aerobiosa, anaerobiosa, serta eutrofikasi. Di lingkungan perairan tawar terdapat beranekaragam organisme, makroorganisme, mikroorganisme, baik hewan maupun tumbuhan. Hal tersebut disebabkan karena di dalam air cukup tersedia bahan-bahan esensial yang diperlukan untuk hidup. Tindakan manusia dapat mempercepat proses eutrofikasi dalam perairan, seperti pemupukan pada kolam atau daerah pertanian. Hal ini akan memperkaya kandungan nutrien dalam danau atau badan perairan lainnya.
Industri dan Penanganan Limbah
Laut merupakan bentuk badan perairan yang mengandung air asin. Kadar garam yang terkandung dalam air laut adalah 34,5 per mil. Air laut pada umumnya berwarna biru, sama dengan warna langit. Warna biru terjadi akibat adanya pembauran sinar-sinar biru oleh molekul-molekul air. Laut kaya akan organisme baik dalam jumlah maupun jenisnya. Hal ini disebabkan karena di dalam laut cukup tersedia bahan-bahan esensial yang diperlukan untuk hidup seperti cahaya, oksigen, serta nutrient. Nilai ekologi yang dimiliki oleh perairan laut harus dipertahankan dengan mengembangkan suatu pengelolaan yang terencana dengan suatu kerjasama yang baik antara instansi yang berwenang, pengelola, usaha perikanan, nelayan, serta masyarakat luas.
Lingkungan perairan estuaria terbentuk pada muara sungai sebagai akibat pencampuran antara air tawar dan air laut dengan terbentuknya air payau dengan salinitas yang berfluktuasi. Estuaria merupakan ekosistem khas yang pada umumnya terdiri atas hutan mangrove, gambut, rawa payau, dan daratan lumpur. Wilayah estuaria merupakan habitat yang penting bagi sejumlah besar ikan dan udang untuk memijah dan membesarkan anak-anaknya. Secara umum kawasan estuaria dimanfaatkan oleh manusia dalam menjalankan beragam aktivitasnya. Oleh karena itu, perlu dilakukan pengelolaan kawasan estuaria tersebut untuk menunjang kelangsungan keseimbangan ekosistem kawasan estuaria tersebut.
Tidak ada komentar:
Posting Komentar