Ekosistem dan Komponen-komponennya
BAB II
PEMBAHASAN
Lingkungan hidup adalah
kesatuan ruang, semua benda, daya, keadaan dan makhlup hidup. Termasuk di
dalamnya manusia dan perilakunya, yang mempengaruhi kelangsungan perikehidupan
dan kesejahteraan manusia serta makhlup hidup lainnya. Lingkungan makhluk hidup
yang terdiri atas benda mati dan makhluk hidup pada mulanya dibentuk secara
alami. Artinya manusia tidak ikut campur tangan dalam pembentukan lingkungan.
Ilmu yang mempelajari
hubungan timbal balik makhluk hidup dengan lingkungannya disebut ekologi. Istilah ini
pertama kali digunakan oleh Arnest
Haeckel pada pertengahan tahun 1860-an. Istilah ekologi berasal dari kata oikos (Yunani) yang berarti “rumah tangga” dan logos yang berarti “studi” atau mempelajari. Permasalahan
lingkungan hidup pada dasarnya adalah masalah ekologi. Jadi secara harfiah
ekologi dapat diartikan sebagai ilmu
tentang makhluk hidup dalam rumahnya atau dapat pula dikatakan sebagai ilmu tentang rumah tangga makhluk hidup.
a. Posisi
Ekologi dalam Ilmu Lingkungan
Ilmu
lingkungan dapat dikatakan sebagai terapan ekologi. Ekologi ialah ilmu tentang
rumah tangga mahluk hidup. Ekologi mempelajari hubungan timbal-balik antara
mahluk hidup dengan sesamanya dan dengan benda-benda mati di sekitarnya. Ilmu
lingkungan menerapkan berbagai prinsip dan ketentuan ekologi dalam kehidupan
manusia, atau mempelajari bagaimana manusia harus menempatkan dirinya dalam
ekosistem atau dalam lingkungan hidup (Soerjani 1987).
Gambar
1 memperlihatkan posisi ekologi di antara Ilmu Lingkungan Kehayatan dan Ilmu
Lingkungan Kebendaan. Menurut Tandjung (2003), Ilmu Lingkungan Kehayatan
mempelajari mahluk hidup atau organisme, sedangkan Ilmu Lingkungan Kebendaan
mengkaji tentang alam.
Gambar 1. Posisi Ekologi di antara Ilmu Lingkungan
Kehayatan dan Ilmu lingkungan Kebendaan
Soeriaatmadja
(1997) menyatakan ilmu lingkungan mengintegrasikan berbagai ilmu yang
mempelajari hubungan antara jasad hidup dengan lingkungannya. Didalamnya
berbagai disiplin ilmu seperti sosiologi, epidemiologi, kesehatan masyarakat,
planologi, geografi, ekonomi, meteorologi, hidrologi, bahkan pertanian,
kehutanan, perikanan, dan peternakan sekaligus dipandang dalam suatu
ruanglingkup serta perspektif yang luas dan saling berkaitan. Ilmu lingkungan
merupakan tempat berbagai asas dan konsep anekaragam ilmu yang terpencar dan
terkhususkan dapat digabungkan kembali secara tunjang menunjang untuk mengatasi
masalah yang menyangkut hubungan antara jasad hidup dengan lingkungannya.
Bila kita berbicara mengenai ekologi,
pembahasan ini tidak lepas dari pembahasan ekosistem
dengan berbagai komponen penyusunnya.
b.
Konsep Ekosistem
Konsep sentral dalam ekologi adalah
ekosistem (pertama kali diperkenalkan oleh A.G. Tansley seorang ahli ekologi
berkebangsaan Inggris), yaitu suatu sistem ekologi yang terbentuk oleh hubungan
timbal balik antara makhluk hidup dengan lingkungannya. Ekosistem juga
mempunyai definisi a
biological
system consisting of all the living organisms
or biotic components in a particular area and the
nonliving or abiotic component with which the organisms
interact, such as air, mineral soil, water and sunlight. Secara sederhananya, dalam ekosistem terjadi sebuah
interaksi antara komponen-komponen yang saling berhubungan baik komponen biotik
ataupun komponen abiotik.
Komponen biotik (bahasa inggris :
biotic) adalah salah satu komponen atau faktor dalam lingkungan. Komponen
biotik meliputi semua faktor hidup yaitu :kelompok oganisme produsen, konsumen
dan pengurai. Kelompok produsen yaitu organisme autotrofik yang umumnya
tumbuhan berklorofil dan mensintesis makanan dari bahan organik yang sederhana.
Kelompok konsumen adalah organisme heterotrofik. Sedangkan komponen pengurai
(perombak atau dekomposer) adalah organisme yang teratrofik yang menguraikan
bahan organik yang berasal dari organisme mati (bahan organik kompleks,
menyerap sebagian hasil penguraian tersebut dan melepaskan bahan-bahan yang
sederhana, yang selanjutnya akan digunakan kembali oleh produsen).
Komponen
abiotik adalah komponen ekosistem yang terdiri komponen fisik atau kimia yakni benda mati, seperti tanah, air,
udara, iklim, sinar matahari, suhu, dan kelembapan. Komponen ini merupakan medium atau substrat untuk
berlangsungnya kehidupan.
1. Air
Air diperlukan oleh tumbuhan untuk fotosintesis.selain itu air berguna untuk melarutkan mineral dalam tanah sehingga mudah diserap oleh akar tumbuhan , dan menjaga kesegaran tumbuhan .Bagi hewan darat air berguna untuk minum , bagi hewan air untuk melarutkan oksigen. Air terdiri dari molekul-molekul H2O dapat berbentuk padat (es dan kristal es/salju) dan berbentuk gas berupa uap air. Dalam kehidupan air sangat diperlukan oleh makhluk hidup karena sebagian besar tubuhnya mengandung air.
Air diperlukan oleh tumbuhan untuk fotosintesis.selain itu air berguna untuk melarutkan mineral dalam tanah sehingga mudah diserap oleh akar tumbuhan , dan menjaga kesegaran tumbuhan .Bagi hewan darat air berguna untuk minum , bagi hewan air untuk melarutkan oksigen. Air terdiri dari molekul-molekul H2O dapat berbentuk padat (es dan kristal es/salju) dan berbentuk gas berupa uap air. Dalam kehidupan air sangat diperlukan oleh makhluk hidup karena sebagian besar tubuhnya mengandung air.
2. Tanah
Tanah bertindak sebagai substrat atau tempat hidup
organisme. Tanah juga menyediakan kebutuhan mahluk hidup seperti unsur hara dan
mineral . Suatu jenis individu mungkin tidak cocok hidup disembarang tanah,
sebab tanah yang berbeda mungkin memiliki pH tanah yang berbeda ,kelembaban
yang berbeda maupun tingkat kesuburan yang berbeda. Tanah juga merupakan hasil
pelapukan batuan yang disebabkan oleh iklim dan pembusukan bahan organik. Tanah
memiliki sifat ,tekstur dan kandungan garam mineral tertentu. Tanah yang subur
sangat diperlukan oleh organisme untuk memenuhi kebutuhan hidupnya. Tumbuhan akan
tumbuh dengan baik pada tanah yang subur.
3. Udara
Udara terdiri dari berbagai macam gas , yaitu nitrogen, oksigen, karbondioksida dan gas-gas lainnnya. Mahluk hidup membutuhkan nitrogen untuk membentuk protein. Oksigen digunakan mahluk hidup untuk bernapas. Karbondioksida diperlukan tumbuhan untuk fotosintesis.
Udara terdiri dari berbagai macam gas , yaitu nitrogen, oksigen, karbondioksida dan gas-gas lainnnya. Mahluk hidup membutuhkan nitrogen untuk membentuk protein. Oksigen digunakan mahluk hidup untuk bernapas. Karbondioksida diperlukan tumbuhan untuk fotosintesis.
4. Kelembaban
Merupakan salah satu komponen abiotik di udara dan tanah . Kelembaban di udara berarti kandungan uap air di udara,sedangkan kelembaban di tanah berarti kandungan air dalam tanah . Kelembaban diperlukan oleh mahluk hidup agar tubuhnya tidak cepat kering karena penguapan. Kelembaban yang diperlukan setiap mahluk hidup berbeda-beda, sebagai contoh jamur dan cacing memerlukan habitat yang sangat lembab.
Merupakan salah satu komponen abiotik di udara dan tanah . Kelembaban di udara berarti kandungan uap air di udara,sedangkan kelembaban di tanah berarti kandungan air dalam tanah . Kelembaban diperlukan oleh mahluk hidup agar tubuhnya tidak cepat kering karena penguapan. Kelembaban yang diperlukan setiap mahluk hidup berbeda-beda, sebagai contoh jamur dan cacing memerlukan habitat yang sangat lembab.
5. -garam
Mineral
Adalah
ion-ion nitrogen, fosfat, sulfur, kalsium dan natrium. Komposisi garam mineral
tertentu menentukan sifat tanah dan air.sebagai contoh kandungan ion-ion
hidrogen menentukan tingkat keasaman, ion natrium dan klorida menentukan
tingkat salinitas atau kadar garam.
6. Iklim
Merupakan
komponen yang terbentuk sebagai hasil interaksi berbagai komponen abiotik
lainnya, seperti kelembaban udara, suhu dan curah hujan. Iklim juga
mempengaruhi kesuburan tanah, tetapi kesuburan tanah tidak berpengaruh terhadap
iklim.
7. Topografi
Meliputi
faktor altitude yaitu ketinggian suatu tempat yang diukur dari permukaan laut
dan latitude yaitu letak lintang yang diukur dari garis khatulistiwa. Topografi
mempunyai pengaruh yang besar terhadap penyebaran mahluk hidup, yang tampak
jelas pada penyebaran tumbuhan. Hal ini disebabkan adanya perbedaan topografi
yang mengakibatkan intensitas cahaya , suhu dan curah hujan yang berbeda-beda
disetiap tempat
Antara
komponen biotik dengan lingkungan abiotiknya senantiasa terjadi interaksi.
Lingkungan abiotik sangat menentukan janis makhluk hidup yang menghuni suatu
lingkungan. Oleh karena itu, untuk mencari suatu jenis makhluk hidup perlu
memahami syarat yang diperlukan makhluk tersebut.
Komponen-komponen ini bekerja secara
teratur sebagai suatu kesatuan. Komponen hidup dan komponen tak hidup
berintegrasi membentuk suatu kesatuan yang teratur. Keteraturan itu terjadi oeh
adanya arus materi dan energi yang terkendali oleh arus informasi antara
komponen dalam ekosistem. Apabila setiap komponen dalam melakukan fungsinya
bekerja sama dengan baik, maka keteraturan ekosistem akan terjaga. Keteraturan ekosistem
menunjukkan bahwa ekosistem tersebut ada dalam suatu keseimbangan tertentu.
Keseimbangan itu tidak bersifat statis, melainkan dinamis. Ia selalu
berubah-ubah. Perubahan ini terjadi secara alamiah, namun juga dapat terjadi
akibat campur tangan manusia. Sebagai konsekuensinya, apabila salah satu
komponen ini terganggu, maka komponen lainnya secara cepat maupun lambat akan
terpengaruh juga.
Semua komponen di atas di nilai
berperan sama pentingnya satu terhadap yang lain. Eksistensi semua makhluk
hidup serta kesejahteraannya harus terpelihara. Karena secara ekologi semuanya
mempunyai peranan masing-masing dalam jaring-jaring kehidupan. Manusia hanyalah
satu diantara ribuan jenis yang ada.
Suatu ekosistem dapat dibagi ke dalam
beberapa sub-ekosistem. Misalnya ekosistem bumi dapat dibagi dalam
sub-ekosistem lautan, sub-ekosistem daratan, sub-ekosistem danau, sub-ekosistem
sungai. Antara masing-masing sub-ekosistem itu pun terjadi interaksi dan antara
sub-ekosistem itu terdapat arus materi, energi dan informasi.
a. Materi
Dalam alam telah
diketahui kira-kira 180 unsur kimia, tetapi sebagian unsur saja yang sangat
diperlukan oleh makhluk hidup. Beberapa unsur seperti karbon (C), Nitrogen (N),
hydrogen (H), oksigen (O), K, Na, Ca, Cl, Fe, Mg, B, Cu, Mn dan Si diperlukan
oleh makhluk hidup dalam jumlah yang banyak. Sedangkan unsur-unsur lainnya
diperlukan dalam jumlah kecil atau sedikit sekali. Unsur-unsur kimia
berkombinasi membentuk molekul. Molekul sederhana umpamanya molekul oksigen (O2)
dan molekul air (H2O). Molekul kompleks misalnya molekul gula
(C12H22O11). Molekul protein lebih kompleks.
Semua unsur kimia termasuk unsur
essensial yang terdapat protoplasma, cendrung untuk bersirkulasi dalam biosfer.
Dari lingkungan diambil organisme dan kembali ke lingkungan mengikuti
jejak-jejak yang berkarakter tertentu. Beberapa daur, seperti daur karbon
memiliki daur yang lebih sempurna daripada daur lainnya. Dalam hal ini
pengambilan bahan-bahan ke lingkungan, berjalan tidak sempurna, dalam arti
sebagian bahan “hilang” untuk waktu yang lama di beberapa tempat. Atau bahan
itu tergabung dalam senyawa kimia lain, sehingga tidak tersedia bagi organisme.
Sudah dijelaskan sebelumnya, komponen
produsen dalam ekosistem adalah tumbuhan hijau (berkrorofil). Krorofil mampu
menyerap energi sinar matahari dan mengubah menjadi energi fisiologis. Energi
fisiologis ini selanjutnya digunakan untuk mensintesis CO2 menjadi glukosa
(C6H12O6). Dalam proses ini, secara tidak langsung energi yang ditangkap oleh
krorofil disimpan dalam senyawa glukosa. Selanjutnya energi ikut daur materi.
Selanjutnya glukosa akan disintesis menjadi gula (sukrosa), pati dan bentuk
gula majemuk lainnya. Pati dapat disimpan sebagai cadangan makanan berupa sagu
(di dalam batang), padi (dalam buah), ubi (di dalam umbi). Sebagai pati dapat
juga diubah menjadi serat selulosa yang mempunyai penyusun utama
tumbuh-tumbuhan.
Pati lebih lanjut dapat diubah menjadi
lemak atau minyak. Dengan penambahan unsur N, P, dan S yang diserap di dalam
tanah, akan terbentuk asam amino, protein, vitamin, dan zat-zat lain. Dengan
demikian tumbuhan dapau menghasilkan gula, pati, lemak, protein, dan senyawa lainnya.
Karena mampu menghasilkan senyawa-senyawa organic printer tersebut, maka
tumbuhan hijau disebut produsen.
Senyawa oganik diatas dapat dimanfaatkan
makhluk hidup lain sebagai bahan makanan. Kelompok makhluk hidup ini disebut
konsumen. Dalam kelompok konsumen terjadi peristiwa makan memakan. Misalnya
daun (tumbuhan hijau) dimakan oleh ulat. Proses makan memakan tersebut
dinamakan rantai makanan. Pola makan memakan sangat bervariasi dialam ini dan
hal tersebut dapat menyebabkan bentuk rantai makanan bercabang-cabang
menyerupai jaring-jaring. Dalam ekologi pola demikian dinamakan jaring-jaring
makanan.
Dalam jaing-jaring makanan tesebut,
konsumen yang hanya memakan tumbuhan dinamakan herbivora. Yang memakan daging
dinamakan karnivora. Sedangkan makhluk yang memakan tumbuhan dan juga hewan
dinamakan omnivora. Dalam peristiwa ini materi mengalir dari rantai makanan
yang satu ke mata rantai yang lain. Jika makhluk mati, tidak berarti aliran
materi terhenti, bangkai (sisa) makhluk hidup akan menjadi makanan jasad renik
(bakteri dan jamur) dalam proses pembusukan. Dalam proses ini sebagai materi
akan digunakan untuk menyusun tubuh jasad renik dan sebagian materi lainnya
diuraikan menjadi gas (CO2, NH3, H2S, CH4 dan lainnya), caian dan materi gas
CO2 dapat dimanfaatkan kembali oleh tumbuhan untuk proses fotosintesis. Caian
dan mateial masuk kembali ke dalam tanah, sebagian kembali diserap oleh
tumbuhan. Demikian proses tersebut berlangsung secaa terus menerus sehingga
membentuk suatu daur atau jantera/siklus. Karena daur tersebut meliputi proses
biologi, geologi, dan kimia, maka daur tersebut dinamakan biogeokimia.
Jaring-jaring kehidupan itu tak terpisahkan dari unsur tak hidup dalam
lingkungan.
b. Energi
Energi diperlukan untuk
melakukan kerja. Pertumbuhan dan pemeliharaan tubuh juga termasuk kerja, jadi
memerlukan energi. Dengan demikian untuk dapat hidup, makhluk harus mendapat
energi terus menerus.
Dalam kehidupan di bumi ada tiga sumber
energi, yaitu matahari, panas bumi, dan energi nuklir. Sebenarnya energi
matahari juga berasal dari reaksi nuklir (fusi) yang terjadi di dalam matahari.
Energi itu dipancakan oleh matahari dalam bentuk sinar dan sampai ke permukaan
bumi.
Dalam proses fotosintesis, seperti yang
telah dikemukakan sebelumnya, energi dari sinar matahari ditangkap oleh
krorofil. Selanjutnya diubah menjadi energi fisiologis (NADHP dan ATP) yang
digunakan dan disimpan dalam senyawa glukosa serta derivat senyawa lain. Energi
yang diperoleh dari makanan (nasi misalnya) sebenarnya berasal dari matahari.
Demikian juga panas yang berasal dari pembakaran kayu. Makanan di dalam tubuh
akan mengalami proses metabolisme sehingga energi yang dikandungnya dapat
dibebaskan dan digunakan untuk kegiatan fisiologi lainnya. Energi yang berasal
dari proses metabolisme dalam tubuh manusia, dalam ekologi manusia disebut
metabolisme intern.
Dalam kondisi tertentu tumbuhan yang
mati tidak membusuk, melainkan menjadi fosil, misalnya berubah menjadi
batubara. Batubara dapat digunakan sebagai sumber energi, sebab yang ada pada
tumbuhan sebelumnya juga ikut terawetkan dalam proses fosil. Proses yang sama
juga terjadi dalam pembentukan minyak bumi. Batubara dan minyak bumi disebut
bahan bakar fosil.
Angin adalah udara yang bergerak. Angin
juga mengandung energi. Energi yang ada pada angin, sebenarnya juga berasal
dari matahari. Gerakan udara yang menghasilkan angin berasal dari adanya
perbedaan tekanan udara di dua tempat yang berbeda. Perbedaan tekanan udara
terutama disebabkan oleh perbedaan suhu udara. Suhu udara yang rendah menyebabkan
tekanan udara meningkat, sedangkan suhu udara yang panas menyebabkan udara
menurun. Kecuali berasal dari energi matahari, energi angin juga dapat berasal
dari perputaran bumi.
Aliran air juga mengandung energi.
Energi yang terkandung dalam aliran air adalah energi potensial, yang besarnya
tergantung dari perbedaan sumber air dan akhir alian air. Air mengalir dari
tempat yang tinggi ke tempat yang rendah. Air dapat naik kembali ke tempat yang
tinggi dengan bantuan energi matahari. Dengan adanya pancaran energi matahari
air laut (atau badan air lainnya) dapat menguap. Uap air di atmosfer akan
membentuk awan dan sebagainya dihembuskan ke arah pegunungan. Di pegunungan
awan akan berubah menjadi hujan dan sesampainya air di permukaan tanah ia
segera akan mengalir. Pada keadaan ini energi potensial maksimum. Sewaktu air
ke bawah, energi potensial makin berkurang, sebaliknya energi kinetiknya makin
besar. Sampai di titik terendah energi potensial menjadi nol dan energi
kinetiknya menjadi maksimum. Dalam prakteknya, energi kinetik inilah yang di
manfaatkan oleh manusia.
Energi panas bumi berasal dari panasnya
magma di dalam perut bumi. Daerah vulkanis magma berada dekat dengan permukaan
bumi. Air tanah yang berada dekat dengan daerah ini dapat berubah menjadi uap bertekanan
tinggi. Uap bertekanan tinggi memiliki potensi energi yang cukup besar. Sedang
energi nuklir, sementara ini berasal dari reaksi pembelahan inti (fisi nuklir).
Dengan makin mahalnya energi minyak untuk bahan bakar, maka energi panas bumi
dan energi nuklir penggunaannya cendrung akan meningkat.
Energi diluar hasil metabolisme manusia
umumnya digunakan untuk kerja alat bantu
mesin. Energi di luar metabolisme manusia meliputi energi hewan, angin, aliran
listrik, energi sinar matahari langsung, energi panas bumi, dan energi nuklir.
Dalam ekologi manusia dinamakan metabolisme ekstern.
c. Informasi
Kandungan informasi
suatu molekul sangat bergantung pada kerumitan atau kekomplekan susunan
molekul. Suatu molekul yang kompleks yang terdiri atas banyak bagian juga
mengandung informasi yang lebih tinggi dari pada molekul yang sederhana. Untuk
membuat molekul yang kompleks diperlukan energi yang banyak. Misalnya DNA
(Deoxyribosa Nuclea Acid) yang terdapat di dalam inti sel. Dan merupakan
pembawaan informasi sifat keturunan makhluk hidup. Bagian-bagian DNA dapat
disusun dalam urutan yang mempunyai kemungkinan sangat besar. Jadi susunan DNA
dapat menjadi sangat kompleks. Oleh karena itu, DNA mengandung informasi yang
tinggi.
Dalam hukum ekologi, apabila terdapat tukar-menukar
informasi antara dua sistem yang berbeda kandungan informasinya, hasilnya
bukanlah pemerataan kandungan informasi, melainkan akan memperbesar perbedaan
itu. Sistem yang telah mengandung lebih banyak informasi akan diperkaya dengan
tukar-menukar itu. Inilah suatu dilema yang selalu kita hadapi.
d. Hukum
Termodinamika
Hukum
yang sangat penting dalam alur energi adalah Hukum Termodinamika, yaitu :
1. Hukum
termodinamika I : energi tidak dapat diciptakan atau dihancurkan, dan hanya
dapat mengalami transformasi. Hukum ini disebut hukum kekekalan energi. Sinar
misalnya adalah suatu bentuk energi yang dapat diubah dalam kerja panas atau
energi potensial dalam makanan. Proses transformasi ini berlangsung menurut
keadaan, tetapi sebagian atau seluruhnya tidak mungkin dapat dimusnahkan.
Sumber energi utama adalah matahari.
2. Hukum
termodinamika II : proses transformasi energi tidak pernah terjadi secara
spontan, kecuali perombakan dari keadaan pekat menjadi encer, dan proses
tansformasi energi tidak ada yang berlangsung dengan efisien 100%. Hukum
Termodinamika II dapat diartikan pula sebagai berikut : bahwa berbagai energi
selalu memancar menjadi energi panas, tidak ada transformasi secara spontan dari suatu bentuk energi
(cahaya misalnya) menjadi energi potensial (bahan-bahan organik dalam tubuh
organisme misalnya) yang berlangsung dengan efisiensi 100%. Dengan kata lain,
Hukum Termodinamika II : menyatakan bahwa energi yang ada, tidak seluruhnya dapat dilakukan untuk
melakukan kerja. Artinya dalam penggunaan energi tidak mungkin mencapai
efisiensi 100%. Bagian energi yang tidak dapat dipakai dalam kerja disebut
entropy. Pada proses penggunaan energi yang bersifat tidak terbalikan, maka
entopy alam rayanya bertambah. Dalam rantai makanan materi dan energi mengalir
dari makhluk yang dimakan ke makhluk yang memakan. Tetapi pada keduanya ada
perbedaan. Jika materi mempunyai aliran berupa daur, arus energi bersifat satu
aah.
Antara
tingkat entropy dan tingkat keteraturan terdapat hubungan yang erat. Dalam
keadaan tingkat keteraturan tinggi tingkat entropynya rendah dan sebaliknya
dalam ketidakteraturan tingkat entropy tinggi. Dengan demikian mengatur, yang
berarti menaikkan tingkat keteraturan, pada hakekatnya adalah usaha menurunkan
tingkat entropy.
Pemahaman
Hukum Termodinamika sangat penting dalam kehidupan sehari-hari. Karena jumlah
energi tetap, maka usaha menambah energi di suatu tempat hanya dapat dilakukan
dengan mengurangi jumlah energi di tempat lain. Hal ini mengisyaratkan, agar
pengguna energi sehemat mungkin. Meskipun energi alternatif seperti nuklir dan
sinar matahari cukup menjanjikan, namun hal itu tidak mudah dilakukan. Energi
nuklir selain menuntut teknologi tinggi juga mempunyai kesulitan tinggi yaitu,
ketatnya proses alih teknologi, bahaya radiasi akibat kecelakaan dan masalah
pembuangan sampah radioaktif. Sedangkan pemanfaatan energi matahari menghadapi
masalah teknologi tingginya.
Hukum
Termodinamika II berlaku secara universal. Jika entropy satu tempat diturunkan,
maka pada saat yang bersamaan akan manaikkan tingkat entropy di tempat lain.
Dengan analog yang sama, menaikkan keteratuan di satu tempat akan meningkatkan
ketakteraturn di tempat lain. Pembangunan di suatu tempat akan meningkatkan
ketakteraturan di tempat lain di sungai dan udara terjadi kenaikan entropy dan
ketakteraturan.
Dalam
skala yang besar entropy di bumi dapat terjaga pada tingkat rendah dan
ketakteraturan tingkat tinggi dengan menggunakan fotosintesis memiliki efek
negentropi, yaitu entropy negatif atau pengurangan entropy. Sebaliknya entropy
matahari harus meningkat dan akhirnya matahari akan padam kira-kira 50 milyar
tahun lagi. Jadi dalam skala besarpun, kekuasaan hukum termodinamika tetap ada.
e.
Habitat dan
relung
Tempat makhluk
hidup disebut habitat. Habitat dalam batas tertentu sesuai dengan pesyaratan
hidup makhluk yang menghuninya. Batas bawah persyaratan hidup itu disebut titik
minimum dan batas persyaratan atasnya disebut titik maksimum. Antara dua
kisaran itu terdapat titik optimum. Ketiga titik tersebut disebut titik
cardinal.
Apabila sifat
habitat tersebut berubah sampai diluar titik minimum ddan titik maksimum makhlk
hidup itu akan mati atau harus keluar dari tempat itu. Apabil perubahannya
berjalan lambat pada umumnya makhlup hidup itu akan menyesuaikan diri. Proses
penyesuaian diri itu disebut adaptasi. Melalui proses adaptasi sebenarnya telah
terjadi makhlup hidup yang memiliki sifat lain,yang disebut ras baru. Bahkan
dapat terjadi jenis baru. Habitat makhlup hidup dapat lebih darisatu. Missal
ikan salem dewasa memiliki habtat di laut, waktu akan bertelur ikan itu
berenang sampai ke hulu dan bertelur disana. Anaknya akan tetap tinggal di
sungai sampai waktu tertentu. Kemudian kembali ke laut sampai saatny dewasa dan
kembali bertelur.
Di dalam
habitatnya makhlup hidup memppnyai cara tertentu untuk hidup burung dii sawah
ada yang makn serangga, ada yang memakan padi,dan ada pula ynag memakan ikan
atau katak.car itu disebut relung. Relung itu ada yang bersifat umum dan ada
yang bersifat khas. Makhluk yang memiliki reung umum dinamakan generalis.
Berbagai jenis
makhlup hidup dpat hidup bersama dalam satu habitat. Tetapi bila dua jenis
makhlup hidup memiliki relung yang sama akan terjadi persaingan. Makin besar
tumpang tiindih kedua relung tersebut makin intensif persaingannya.
f.
Adaptasi
Makhlup hidup
dalam batas tertentu mempunyai kelenturan. Kelenturan ini memungkinkan makhlup
hidup menyesuaikan diri dengan lingkungannya. Penyesuaian diri itu secara umum
disebut adpatasi. Maakin besar kemampuan adaptasi, makin besar kemungkinan
kelangsungan hidup suatu jenis.
Adaptasi dapat
berlangsung dalam waktu yang panjang maupun pendek. Tidak selalu adaptasi
berhasil. Adaptasi yang berhasil menghasilkan sifat yang tidak sesuai dengan
lingkungan dan disebut maladaptasi. Kita harus selalu berusaha menghindari maladaptasi.
Kita harus belajar dari gangguan, sehingga kita dapatkan informasi dari
gangguan itu. System yang dpat mengubah menjadi informasi menggunakan informasi
untuk addaptasi system yang berdaya lenting.
g.
Evolusi
Adaptasi
berkaitan erat dengan evolusi. Evolusi adalah perubahan sifat jenis secara
perlahan-lahan. Perubahan itu bersifat terarah dan sifat yang berubah dapat
diturunkan. Evolusi menghasilkan jenis baru.
Interaksi
antara komponen biotik dan abiotik yang didukung oleh faktor-faktor seperti
materi, energi, dan lain-lain merupakan sesuatu yang saling berhubungan dan
sangat berkaitan. Keseimbangan antara komponen-komponen itu memegang peranan
penting dalam kelangsungan hidup di bumi ini.
c. Dinamika
Populasi dan Suksesi
Dinamika
Populasi
Populasi adalah sekelompok individu sejenis yang
terdapat di suatu daerah tertentu. Kepadatan populasi di suatu daerah yang
meningkat sedemikian rupa sehingga kebutuhan populasi akan bahan makanan,
tempat tinggal dan kebutuhan lain di luar kemampuan dalam lingkungan untuk
menyediakannya, timbullah persaingan yang dapat menimbulkan 2 akibat, yaitu:
a.
Dalam jangka
waktu yang singkat menimbulkan akibat ekologi berupa kelahiran, kelangsungan
hidup, dan pertumbuhan populasi menjadi tertekan serta perpindahan (emigrasi)
populasi yang meningkat.
b.
Dalam jangka
waktu yang panjang menimbulkan akibat evolusi.
Teori
mengenai dinamika menjelaskan faktor-faktor yang terlibat dalam perubahan padat
populasi suatu mahluk hidup. Hubungan antara faktor dan perubahan padat
populasi yang terjadi dapat dikaji melalui dua pendekatan:
1.
Pendekatan faktor-proses bahwa faktor lingkungan tidak
berpengaruh secara langsung terhadap padat populasi melainkan terhadap berbagai
proses populasi yang menentukan padat populasi. Keuntungan dari pendekatan ini
adalah dapat digunakan untuk menjelaskan dinamika populasi yang kompleks
menyangkut interaksi antar berbagai komponen, termasuk waktu tunda serta umpan
balik positif dan negatif. Kelemahannya adalah tidak dapat diberikannya
penjelasan sebab-akibat yang langsung berkaitan dengan perubahan padat populasi
yang terjadi.
c.
Pendekatan faktor-akibat bahwa perubahan padat populasi
merupakan akibat dari perubahan faktor lingkungan. Kelebihan dari pendekatan
ini adalah dapat diberikan penjelasan sebab-akibat terhadap perubahan padat
populasi yang terjadi. Kelemahannya adalah menjadi sangat rumit jika hubungan
sebab-akibat berlangsung beberapa tahap atau bila hubungan sebab-akibat
mengalami penundaan.
Dinamika
suatu sistem populasi harus dilihat sebagai rangkaian dari sejumlah keadaan (sequence
of states). Keadaan harus dipandang sebagai abstraksi yang bermanfaat untuk
membantu memahami dinamika. Mengingat suatu sistem populasi terdiri atas
komponen-komponen maka suatu keadaan merupakan representasi dari kombinasi
keadaan setiap komponen populasi. Misalnya keadaan sistem interaksi
predator-mangsa ditentukan oleh keadaan padat populasi mangsa dan keadaan padat
populasi predator. Dengan demikian, keadaan suatu sistem populasi dapat
digambarkan dalam ruang dua dimensi dengan koordinat yang terdiri atas keadaan
komponen sistem populasi yang bersangkutan. Gambaran mengenai keadaan suatu
sistem populasi yang dikaitkan dengan keadaan komponen-komponennya sebagai
koordinat disebut ruang fase (phase space).
Komponen
suatu sistem populasi disebut faktor bila mempengaruhi dinamika sistem. Dalam
hal ini, keadaan dari komponen yang bersangkutan menjadi nilai faktor. Contoh
faktor adalah padat populasi, kelas umur, musuh alami, keadaan iklim, dan
sebagainya. Setiap perubahan yang teramati dalam sistem populasi disebut kejadian
(event). Serangkaian kejadian yang identik menghasilkan suatu proses.
Laju proses diukur sebagai banyaknya kejadian yang teramati setiap selang waktu
tertentu. Laju proses spesifik merupakan ukuran banyaknya kejadian yang
teramati per individu setiap selang waktu tertentu. Contoh proses adalah
kelahiran, kematian, pertumbuhan populasi, pemencaran, konsumsi sumberdaya, dan
sebagainya. Dalam dinamika populasi, faktor mempengaruhi laju proses dan pada
gilirannya laju proses mempengaruhi nilai faktor. Hubungan antara faktor dan
proses dalam sistem populasi tidak merupakan hubungan yang berkorespondensi
satu-satu. Misalnya, padat populasi sebagai faktor mempengaruhi proses
reproduksi, pemencaran, dan mortalitas karena kompetisi. Sebaliknya, proses
reproduksi mempengaruhi padat populasi dan struktur umur.
Pada
dekade 1950-1960-an terjadi perdebatan antara dua kelompok ekologiwan populasi
tanpa menghasilkan suatu titik temu karena masing-masing memang menggunakan
pendekatan yang berbeda. Kedua kelompok dimaksud adalah kelompok Nicholson yang
menggunakan pendekatan faktor-proses dan kelompok Andrewartha dan Birch yang
menggunakan pendekatan faktor-akibat. Pada saat ini, kedua pendekatan tersebut
bersama-sama dengan pendekatan yang menggabungkan faktor-proses dan faktor-akibat
telah menjadi teori dinamika populasi yang oleh Clark et al. (1967)
dipilahkan menjadi empat kelompok sebagai berikut: K
1.
Kelompok teori yang menyatakan bahwa faktor tergantung
kepadatan (density dependent) memegang peranan kunci dalam menentukan
perkembangan populasi melalui mekanisme stabilisai (regulasi). Kelompok ini
diwakili oleh Teori Nicholson.
2.
Kelompok teori yang menyatakan bahwa bahwa faktor tergantung
kepadatan memegang peranan yang tidak penting atau bahkan tidak berperanan sama
sekali dalam menentukan perkembangan populasi. Kelompok ini diwakili oleh Teori
Andrewartha dan Birch.
3.
Kelompok teori yang merupakan jalan tengah antara antara
peranan faktor tergantung kepadatan dan faktor lingkungan. Kelompok ini
diwakili oleh Teori Milne.
4.
Kelompok teori yang menekankan peranan faktor genetik dalam
menentukan perkembangan populasi. Kelompok ini diwakili oleh Teori Pimentel.
Pemikiran
mengenai dinamika populasi sebenarnya diawali oleh L.O. Howard dan W.F. Fiske
pada 1911 dengan mengemukakan gagasan mengenai pengaturan populasi melalui
hubungan fungsional. Mereka mengajukan konsep faktor mortalitas katastrofik (catastrophic
mortality factor) dan faktor mortalitas fakultatif (facultative
mortality factor) sebagai faktor dalam pengaturan populasi:
1.
Faktor mortalitas katastrofik adalah faktor yang dapat
membinasikan suatu bagian dari individu-individu populasi dengan besar bagian
yang konstan, tanpa tergantung pada padat populasi. Misalnya pada padat
populasi 100 puru Procecidochares connexa/ha, puru yang mati karena
kekeringan mencapai 50% (50 puru) dan pada padat populasi 1000 puru P.
connexa/ha puru yang mati tetap 50% (500 puru).
d.
Faktor mortalitas fakultatif adalah faktor yang membinasakan
suatu bagian dari individu-individu populasi dengan besar bagian yang tidak
konstan, melainkan tergantung pada padat populasi. Misalnya pada populasi Chromolaena
odorata 500 individu/ha, individu berpuru mencapai 10%, sedangkan pada
padat populasi C. odorata 1000 individu/ha, individu berpuru mungkin
lebih dari 10%, misalnya 20%.
Pada
tahun 1935, H.S. Smith menggunakan istilah faktor tidak tergantung kepadatan (density-independent
factor) untuk menggantikan istilah faktor mortalitas katastrofik dan faktor
tergantung kepadatan kepadatan (density-dependent factor) untuk
mengganti istilah faktor mortalitas fakultatif:
1.
Faktor tidak tergantung kepadatan adalah faktor mortalitas
yang merupakan fungsi dari komponen lingkungan yang tidak hidup (abiotik),
2.
Faktor tergantung kepadatan adalah faktor mortalitas yang
merupakan fungsi dari komponen lingkungan yang hidup (biotik). Faktor
tergantung kepadatan dibedakan menjadi:
a.
Faktor tergantung kepadatan timbal balik (reciprocal
density dependent factor) bila perubahan padat populasi yang dipengaruhi
berbalik mempengaruhi padat populasi faktor biotik yang mempengaruhi populasi.
Misalnya, penurunan padat populasi Heteropsylla cubana yang menyerang
lamtoro karena predasi oleh Curinus coreuleus menyebabkan padat populasi
C. coreuleus menurun.
b.
Faktor tergantung kepadatan tidak timbal balik (non-reciprocal
density dependent factor) bila perubahan padat populasi yang dipengaruhi
tidak berbalik mempengaruhi padat populasi faktor biotik yang mempengaruhi
populasi. Misalnya. tabuhan parasitoid soliter yang berkompetisi untuk mendapat
lubang tempat bersarang yang terbatas.
Teori
Nicholson. Nicholson mula-mula merumuskan teorinya secara deduktif
murni sebagaimana dipublikasikannya pada 1927 dan 1933, dan baru setelah Perang
Dunia II melengkapinya dengan bukti-bukti empirik sebagaimana dipublikasikannya
pada 1954, 1957, dan 1958. Dalam membangun teorinya, Nicholson menggunakan istilah
‘kebutuhan’ (requisities) untuk mengacu kepada faktor lingkungan yang
dibutuhkan untuk pertumbuhan dan perkembangbiakan mahluk hidup. Hubungan
fungsional yang terjadi antara ‘kebutuhan’ dan padat populasi disebutnya faktor
kepadatan (density factor). Faktor kepadatan dibaginya menjadi beberapa
kelompok, tetapi dua kelompok yang penting adalah:
1.
Faktor pengatur-kepadatan (density-legislative factors),
yaitu faktor yang pengaruhnya terhadap populasi tidak dipengaruhi oleh padat
populasi. Pengaruh faktor ini tidak mengarah kepada stabilisasi populasi.
2.
Faktor pengendali-kepadatan (density-governing factors),
yaitu faktor yang pengaruhnya terhadap populasi dipengaruhi oleh padat
populasi. Pengaruh faktor ini akan semakin terasa bila padat populasi bertambah
dan akan melonggar bila padat populasi berkurang sehingga mengarah kepada
stabilisasi populasi, baik secara seketika maupun setelah senjang waktu
tertentu.
Nicholson
menolak menggunakan istilah faktor tidak tergantung kepadatan (density
independent factors) dan faktor tergantung kepadatan (density-dependent
factors) yang telah digunakan sebelumnya karena menurutnya suatu faktor
tidak tergantung kepadatan dapat menjadi tergantung kepadatan atau sebaliknya
dalam situasi yang berbeda. Menurut Nicholson, populasi merupakan suatu sistem
yang dapat mengatur dirinya sendiri melalui kompetisi intraspesifik, baik antar
individu mahluk hidup yang bersangkutan maupun antar individu musuh alaminya,
untuk memperoleh ‘kebutuhan’ yang berada dalam keadaan kritis. Pengaturan
dengan mekanisme kompetisi intraspesifik tersebut memungkinkan populasi berada
dalam keadaan keseimbangan dalam lingkungannya melalui penyesuaian padat
populasi pada keseusian umum dengan kondisi lingkungan yang paling menonjol (in
general conformity with prevailing conditions). Keseimbangan populasi tidak
bersifat statik, melainkan berosilasi di sekitar padat populasi keseimbangan (equilibrium
density) yang senantiasa berubah sesuai dengan kondisi lingkungan. Pengaruh
faktor pengatur-kepadatan dapat menentukan perkembangan populasi, tetapi faktor
tersebut harus dapat memodifikasi sifat individu populasi yang bersangkutan
atau sifat individu populasi musuh alaminya sehingga pada akhirnya pengaruh
yang bekerja adalah pengaruh faktor pengendali kepadatan (kompetisi
intraspesifik). Faktor pengatur-kepadatan yang bersifat destruktif sekalipun
tidak akan berpengaruh terhadap perkembangan populasi sebab pengaruh yang
bersifat destruktif akan diredistribusi melalui pengurangan kompetisi
intraspesifik.
Teori
Nicholson banyak digunakan dalam buku-buku teks mengenai pengelolaan hama
terpadu. Jika populasi hama meningkat maka individu yang dipredasi atau
diparasitasi akan meningkat. Pada saat padat populasi hama meningkat, kompetisi
intraspesifik antar individu hama menjadi semakin ketat dan seiring dengan itu,
individu hama yang dipredasi atau diparasitasi musuh alami juga meningkat.
Akibatnya, padat populasi hama akan berkurang. Pada saat padat populasi hama
berkurang, kompetisi intraspesifik antar individu musuh alami akan meningkat
sehingga padat populasi musuh alami berkurang. Berkurangnya padat populasi hama
akan diikuti dengan pengurangan kompetisi intraspesifik antar individu hama
sehingga padat populasi hama akan meningkat kembali. Peningkatan padat populasi
hama akan menyebabkan kompetisi intraspesifik antar individu musuh alami yang
padat populasinya menurun menjadi berkurang sehingga padat populasi musuh alami
meingkat kembali. Jika memang demikian adanya maka pengendalian alami menjadi
pengendalian hama yang selalu berhasil, padahal dalam kenyataannya tidak selalu
demikian. Terlepas dari berbagai kritik yang diberikan terhadapnya, konsep
padat populasi keseimbangan dari teori Nicholson digunakan dalam mengembangkan
konsep ambang ekonomi sebagaimana yang juga dikenal dalam pengendalian hama
terpadu.
Teori
Andrewartha dan Birch. Teori Andrewartha dan Birch dikembangkan sebagai hasil
interpretasi terhadap perkembangan populasi belalang kembara Austroicetes
cruciata dan thrips bunga apel Thrips imaginis. Dari
pengamatan terhadap perkembangan populasi kedua hama tersebut ternyata bahwa
dalam banyak kasus, padat populasi ditentukan tanpa harus beroperasinya
mekanisme stabilisasi dan dalam kasus lainnya peranan mekanisme stabilisasi
sangat kecil sehingga menjadi tidak penting dan jika mekanisme stabilisasi
memang terjadi, hal itu terkait lebih kepada keterbatasan sumberdaya belaka
daripada hubungan timbal balik padat populasi-sumberdaya maupun kompetisi
intraspesifik. Menurut teori Andrewartha dan Birch, perkembangan populasi dalam
ekosistem alami dibatasi melalui tiga cara:
1.
Keterbatasan sumberdaya material seperti makanan, tempat
bersarang, dsb.
2.
Ketidakterjangkauan sumberdaya material (material-resources
inaccessability) relatif terhadap kemampuan individu melakukan pemencaran
dan pencarian,
3.
Keterbatasan waktu bila laju pertumbuhan intrinsik populasi
(r) adalah positif.
Di
antara ketiga cara tersebut, cara ketiga adalah yang paling penting dan cara
pertama yang kurang penting. Berkaitan dengan cara ketiga, fluktuasi r dapat
disebabkan oleh cuaca, predator, atau faktor lingkungan lain manapun yang dapat
berpengaruh terhadap r.
Laju pertumbuhan
intrinsik populasi r merupakan laju pertumbuhan per individu per satuan waktu.
Sebagaimana akan diuraikan pada Bagian 3 mengenai model perkembangan populasi,
r merupakan parameter model perkembangan populasi deterministik yang diturunkan
dengan disertai sejumlah asumsi. Teori Andrewartha dan Birch dikritik terutama
karena sangat mengabaikan peranan proses terkait kepadatan, padahal dalam
kenyataannya, memang ada faktor terkait kepadatan yang mempunyai pengaruh
pengurangan yang meningkat seiring dengan bertambahnya padat populasi.
Teori
Milne. Milne, melalui publikasinya pada 1957 dan 1962,
mengemukakan pandangannya mengenai apa yang disebutnya pengendalian alami
populasi serangga yang diakuinya diilhami oleh tiga sumber, yaitu gagasan
Thomson, Andrewartha dan Birch, dan Nicholson. Milne mengritik gagasan Thomson
sebagai kurang tuntas sebab mengabaikan peranan proses terkait kepadatan dalam
penentuan perkembangan padat populasi. Teori Andrewartha dan Birch dikritiknya
sebagai suatu truisme, yang juga diberikannya kepada gagasan Thomson karena
keduanya dianggapnya sama. Kritik yang diberikannya kepada Nicholsom adalah
karena terlalu melebih-lebihkan peranan kompetisi intraspesifik di alam. Milne
merumuskan teorinya dengan menyatakan bahwa peningkatan padat populasi
dikendalikan oleh perpaduan pengaruh faktor tidak tergantung kepadatan dan
pengaruh faktor tergantung kepadatan tidak sempurna (imperfectly density
dependent factors). Pada kasus yang jarang dalam hal pengaruh terpadu
tersebut gagal, peningkatan padat populasi menuju taraf bunuh diri kolektif
dapat dicegah melalui kompetisi antar individu populasi. Penurunan padat
populasi sampai nol dicegah hanya oleh faktor tidak tergantung kepadatan
karena, tanpa bekerjanya faktor ini pada waktu yang tepat untuk meningkatkan
daripada menurunkan padat populasi, individu yang tersisa dari pengaruh faktor
tergantung kepadatan tidak sempurna akan musnah.
Menurut
teori Milne, agar populasi mampu bertahan, padat populasi tertingginya harus
senantiasa di bawah taraf yang menyebabkan bunuh diri kolektif dan padat populasi
terendah harus senantiasa di atas nol. Kemampuan populasi untuk bertahan,
menurut terori Nicholson menunjukkan keseimbangan antara populasi dan
lingkungannya, tetapi menurut teori Milne menunjukkan pengendalian oleh
lingkungan. Milne mengemukakan konsep mengenai:
1.
Kapasitas tertinggi yang dimiliki suatu tempat untuk suatu
spesies (ultimate capacity of a place for a species) yang
didefinisikannya sebagai jumlah individu maksimum yang dapat ditampung suatu
tempat tanpa menyebabkan tempat tersebut tidak dapat dihuni karena karena
penggunaan habis atau perusakan sumberdaya secara berlebihan
2.
Kapasitas lingkungan suatu tempat untuk suatu spesies (environmental
capacity of a place for a species) sebagai jumlah maksimum individu yang
dapat disediakan
kebutuhannya di
tempat tersebut secara wajar. Kapasitas lingkungan tidak dapat melebihi
kapasitas tertinggi, tetapi dapat menyamainya, meskipun jarang terjadi.
Di dalam teori
Milne dikenal tiga faktor lingkungan, yaitu faktor bebas kepadatan, faktor
tidak bebas kepadatan tidak sempurna, dan faktor tidak bebas kepadatan
sempurna. Faktor bebas kepadatan terdiri atas keadaan lingkungan terutama cuaca
dan tindakan spesies lain seperti halnya penjejakan, perumputan, atau predasi
dan parasitasi. Faktor tidak bebas kepadatan tidak sempurna meliputi tindakan
yang ditimbulkan oleh spesies lain dan tindakan predator, parasitoid, dan
patogen pada umumnya dalam bersaing memperoleh sumberdaya yang sama (kompetisi
interspesifik). Faktor tidak bebas kepadatan sempurna mencakup persaingan
memperoleh makanan antar individu populasi yang bersangkutan (kompetisi
intraspesifik). Menurut teori Milne, musuh alami secara sendirian tidak mampu
mengendalikan peningkatan padat populasi hama. Namun dalam kenyataanya,
terdapat kasus pengendalian hayati yang menunjukkan bahwa musuh alami dapat
mengendalikan hama yang melibatkan interaksi stabilisasi padat populasi.
Teori
Pimentel. Menurut teori Pimentel, mekanisme
umpan balik genetik (genetic feed-back mechanism) mengendalikan populasi
herbivor, predator, dan parasit melalui tekanan kepadatan, tekanan selektif,
dan perubahan genetik dari populasi yang berinteraksi. Dalam sistem
herbivor-tumbuhan, kepadatan herbivor mempengaruhi tekanan selektif terhadap
tumbuhan, seleksi yang terjadi selanjutnya mempengaruhi komposisi genetik
tumbuhan, dan komposisi genetik tumbuhan akhirnya berbalik mempengaruhi
kepadatan herbivor. Aksi dan reaksi dari populasi yang berinteraksi dalam
rantai makanan yang berulang melalui mekanisme umpan balik genetik akan
mengakibatkan terjadinya evolusi dan pengendalian populasi. Namun mekanisme
umpan balik bukanlah satu-satunya mekanisme pengendalian populasi dan mekanisme
ini juga bukannya bebas dari gagasan kompetisi dan keacakan lingkungan,
melainkan ketiganya saling tergantung satu sama lain. Setelah introduksi suatu
spesies baru ke suatu ekosistem, akan terjadi evolusi pengaturan dari kondisi
kompetisi maupun keacakan lingkungan ke mekanisme umpan balik, dalam arti bahwa
sebelum perubahan yang memadai terjadi pada populasi pemakan dan populasi yang
dimakan maka, pengaturan populasi terjadi terutama melalui kompetisi dan
keacakan lingkungan. Gagasan kompetisi yang dimaksud dalam teori Pimentel
adalah gagasan dalam kelompok teori Nicholson, sedangkan gagasan keacakan
lingkungan adalah gagasan dalam kelompok teori Andrewartha dan Birch.
Suksesi
Suksesi
adalah suatu proses perubahan, berlangsung satu arah secara teratur yang
terjadi pada suatu komunitas dalam jangka waktu tertentu hingga terbentuk komunitas baru yang berbeda dengan komunitas
semula. Dengan perkataan lain. suksesi dapat diartikan sebagai perkembangan
ekosistem tidak seimbang menuju ekosistem seimbang. Suksesi terjadi sebagai
akibat modifikasi lingkungan fisik dalam komunitas atau ekosistem.
Akhir proses suksesi komunitas yaitu
terbentuknya suatu bentuk komunitas
klimaks. Komunitas klimaks adalah suatu komunitas terakhir dan stabil (tidak beruba h) yang mencapai
keseimbangan dengan ling kungannya. Komunitas klimaks ditandai dengan
tercapainya homeostatis atau keseimbangan, yaitu suatu komunitas yang mampu
mempertahankan kestabilan komponennya dan dapat bertahan dan berbagai perubahan
dalam sistem secara keseluruhan.
Berdasarkan kondisi habitat pada awal
suksesi, dapat dibedakan dua macam suksesi, yaitu suksesi primer dan suksesi
sekunder.
a. Suksesi Primer
Suksesi primer terjadi jika suatu komunitas mendapat gangguan yang mengakibatkan komunitas awal hilang secara total sehingga terbentuk habitat baru. Gangguan tersebut dapat terjadi secara alami maupun oleh
campur tangan manusia. Gangguan secara alami dapat berupa tanah longsor,
letusan gunung berapi, dan endapan lumpur di muara sungai. Gangguan oleh campur
tangan manusia dapat berupa kegiatan
penambangan (batu bara, timah, dan minyak bumi).
Suksesi
primer ini diawali tumbuhnya tumbuhan pionir, biasanya berupa lumut kerak. Lumut kerak mampu melapukkan batuan menjadi tanah sederhana. Lumut kerak yang mati akan diuraikan oleh pengurai menjadi zat anorganik. Zat anorganik ini memperkaya nutrien pada tanah
sederhana sehingga terbentuk tanah yang lebih kompleks. Benih yang jatuh pada tempat tersebut akan tumbuh subur. Setelah itu. akan tumbuh rumput, semak, perdu, dan
pepohonan. Bersamaan dengan itu pula
hewan mulai memasuki komunitas yang haru terbentuk. Hal ini dapat
terjadi karena suksesi komunitas tumbuhan biasanya selalu diikuti dengan suksesi komunitas hewan. Secara langsung atau tidak langsung. Hal ini karena sumber makanan
hewan berupa tumbuhan sehingga
keberadaan hewan pada suatu wilayah komunitas tumbuhan akan senantiasa
menyesuaikan diri dengan jenis tumbuhan yang ada. Akhirnya terbentuklah
komunitas klimaks atau ekosistem seimbang yang tahan terhadap perubahan
(bersifat homeostatis).Salah satu contoh suksesi primer yaitu peristiwa
meletusnya gunung Krakatau. Setelah letusan itu, bagian pulau yang tersisa tertutup oleh batu apung dan abu sampai kedalaman
rata – rata 30 m.
Suksesi
sekunder terjadi jika suatu gangguan terhadap suatu komunitas tidak bersifat
merusak total tempat komunitas tersebut sehingga masih terdapat kehidupan /
substrat seperti sebelumnya. Proses suksesi sekunder dimulai lagi dari tahap
awal, tetapi tidak dari komunitas pionir.
Gangguan
yang menyebabkan terjadinya suksesi sekunder dapat berasal dari peristiwa alami
atau akibat kegiatan manusia. Gangguan alami misalnya angina topan, erosi,
banjir, kebakaran, pohon besar yang tumbang, aktivitas vulkanik, dan kekeringan
hutan. Gangguan yang disebabkan oleh kegiatan manusia contohnya adalah
pembukaan areal hutan.
Proses
suksesi sangat terkait dengan faktor linkungan, seperti letak lintang, iklim,
dan tanah. Lingkungan sangat menentukan pembentukkan struktur komunitas
klimaks. Misalnya, jika proses suksesi berlangsung di daerah beriklim kering,
maka proses tersebut akan terhenti (klimaks) pada tahap komunitas rumput; jika
berlangsung di daerah beriklim dingin dan basah, maka proses suksesi akan
terhenti pada komunitas (hutan) conifer, serta jika berlangsung di daerah
beriklim hangat dan basah, maka kegiatan yang sama akan terhenti pada hutan
hujan tropic.
Lalu proses
suksesi sangat beragam, tergantung kondisi lingkungan. Proses suksesi pada
daerah hangat, lembab, dan subur dapat berlangsung selama seratus tahun. Coba
kalian bandingkan kejadian suksesi pada daerah yang ekstrim (misalnya di puncak
gunung atau daerah yang sangat kering). Pada daerah tersebut proses suksesi
dapat mencapai ribuan tahun.
Kecepatan proses suksesi dipengaruhi oleh beberapa
faktor berikut :
- Luas komunitas asal yang rusak karena gangguan.
- Jenis-jenis tumbuhan yang terdapat di sekitar
komunitas yang terganggu.
- Kehadiran pemencar benih.
- Iklim, terutama arah dan kecepatan angina yang
membantu penyebaran biji, sporam dan benih serta curah hujan.
- Jenis substrat baru yang terbentuk
- Sifat – sifat jenis tumbuhan yang ada di sekitar
tempat terjadinya suksesi.
Sukses tidak
hanya terjadi di daratan, tetapi terjadi pula di perairan misalnya di danau dan
rawa. Danau dan rawa yang telah tua akan mengalami pendangkalan oleh tanah yang
terbawa oleh air. Danau yang telah tua ini disebut eutrofik.
Telah
dijelaskan bahwa akhir sukses adalah terbentuknya suatu komunitas klimaks.
Berdasarkan tempat terbentuknya, terdapat tiga jenis komunitas klimaks sebagai
berikut :
- Hidroser yaitu sukses yang terbentuk di ekosistem
air tawar.
- Haloser yaitu suksesi yang terbentuk di ekosistem
air payau
- xeroser yaitu sukses yang terbentuk di daerah
gurun.
Pembentukkan komunitas klimaks sangat
dipengaruhi oleh musim dan biasanya komposisinya bercirikan spesies yang
dominant. Berdasarkan pengaruh musim terhadap bentuknya komunitas klimaks,
terdapat dua teori sebagai berikut :
- Hipotesis monoklimaks menyatakan bahwa pada
daerah musim tertentu hanya terdapat satu komunitas klimaks
- Hipoteis poliklimaks mengemukakan bahwa komunitas
klimaks dipengaruhi oleh berbagai faktor abiotik yang salah satunya mungkin
dominan.
BAB III
PENUTUP
PENUTUP
Kesimpulan
Lingkungan hidup adalah kesatuan ruang, semua benda, daya, keadaan dan
makhlup hidup. Termasuk di dalamnya manusia dan perilakunya, yang mempengaruhi
kelangsungan perikehidupan dan kesejahteraan manusia serta makhlup hidup
lainnya. Ilmu yang mempelajari hubungan timbal balik makhluk hidup dengan lingkungannya disebut ekologi. Istilah ini
pertama kali digunakan oleh Arnest
Haeckel pada pertengahan tahun 1860-an. Istilah ekologi berasal dari kata oikos (Yunani) yang berarti “rumah tangga” dan logos yang berarti “studi” atau mempelajari.
Interaksi
atau hubungan antara komponen biotik dengan abiotik adalah suatu kesatuan.
Keseluruhannya merupakan stabilitator terhadap kelangsungan baik manusia dan
makhluk-makhluk di sekitarnya untuk melangsungkan kehidupan. Ketidakteraturan
atau gangguan terhadap salahsatunya akan mempengaruhi komponen-komponen yang
lainnya. Oleh karena itu, keharmonisan
keterhubungan ini sangatlah penting.
DAFTAR
PUSTAKA
_______. 2008. Pengertian
Suksesi. Tersedia online di : http://sobatbaru.blogspot.com/2008/06/pengertian-suksesi.html
_______. 2011. Suksesi.
Tersedia online di: http://crocodilusdaratensis.wordpress.com/2011/02/13/suksesi/
FKIP UIR. 2010. Struktur
dan Fungsi Ekosistem. http://elfisuir.blogspot.com/2010/02/struktur-dan-fungsi-ekosistem.html
Pratomo, Suko. 2011. Basic Pendidikan Lingkungan. Universitas
Pendidikan Indonesia
Wardhana, Wisnu. _______. Dasar-dasar Ekologi. FMIPA-UI
Komentar
Posting Komentar