Pengenalan Ekosistem, Teknologi, dan Dampaknya PDF

BAB 2 PENGENALAN EKOSISTEM, TEKNOLOGI DAN DAMPAKNYA Baiq Inggar Linggarweni,SP.,M.Sc Universitas Islam Al-Azhar Mataram Bila kita mengamati lingkungan sekitar dengan seksama, maka kita akan sadar bahwa di lingkungan kita ter...

BAB 2 PENGENALAN EKOSISTEM, TEKNOLOGI DAN DAMPAKNYA Baiq Inggar Linggarweni,SP.,M.Sc Universitas Islam Al-Azhar Mataram Bila kita mengamati lingkungan sekitar dengan seksama, maka kita akan sadar bahwa di lingkungan kita terdapat bermacam-macam benda, seperti batu, air, pohon, dan burung. Dari bermacam benda yang kita lihat tersebut, kita dapat menyadari bahwa manusia di dunia ini tidak hidup sendiri tetapi selalu ditemani oleh benda-benda di sekitar kita. Benda-benda di lingkungan kita dapat di bedakan menjadi dua komponen utama yaitu ekosistem abiotik (benda mati) dan ekosistem botik (benda hidup). A. Pengenalan Ekosistem Selalu terjadi interaksi secara timbal balik antara organisme dengan lingkungannya. Interaksi timbal balik ini membentuk suaatu system yang kemudian dikenal sebagai system ekologi atau ekosistem. Dapat dikatakan bahwa ekosistem merupakan suatu satuan fungsional dasar yang menyangkut proses interaksi organisme hidup dengan lingkungannya. Lingkungan dapat berupa lingkungan biotik (makhluk hidup) maupun abiotik (makhluk tak hidup). Di dalam suatu ekosistem selalu dijumpai proses innteraksi antara makhluk hidup dengan lingkungannya, antara lain dapat berupa adanya aliran energy, rantai makanan, siklus biogeokimiawi, perkembangan dan pengendalian. Ekosistem juga dapat didefinisikan sebagai suatu satuan Kimia Lingkungan | 15 lingkungan yang melibatkan unsur-unsur biotic (jenis-jenis makhluk) dan factor-faktor fisik (air,iklim dan tanah) serta kimia (keasaman dan salinitas) yang saling berinteraksi satu sama lain. Berbagai konsep ekosistem pada dasarnya sudah mulai dirintis oleh beberapa pakar ekologi. Pada tahun 1877, Karl Mobius (jerman) memakai istilah biocoenosis. Kemudian pada tahun 1887,S.A.Forbes (amerika) memakai istilah mikrokosmos. Sedangkan di rusia pada awalnya lebih banyak menggunakan istilah biocoenosis ataupun geobiocoenosis. Istilah ekosistem ini pertama kali diperkenalkan oleh seorang pakar ekologi dari inggris, A.G.Tansley pada tahun 1935, sehingga istilah ekosistem lebih sering digunakan dan diterima secara luas sampai saat ini. 1. Struktur Ekosistem Apabila kita memasuki suatu ekosistem, baik itu ekosistem daratan maupun ekosistem perairan maka akan dijumpai 2 macam organisme hidup yang merupakan komponen biotic ekosistem. Kedua jenis biotic ekosistem tersebut adalah: a. Autotrofik, terdiri dari organisme yang mampu menghasilkan makanan (energy) dari bahan-bahan anorganik dengan proses fotosintesis ataupun kemosintesis. Organisme ini tergolong mampu memenuhi kebutuhan dirinya sendiri dan disebut sebagai Produsen. b. Heterotrofik, terdiri dari organisme yang menggunakan, mengubah, atau memecah bahan organik kompleks yang telah ada yang dihasilkan oleh komponen autotrofik. Organisme ini disebut konsumen baik itu makrokonsumen maupun 16 | Kimia Lingkungan  mikrokonsumen. Secara structural ekosistem mempunyai 6 komponen sebagai berikut: a. Bahan anorganic yang meliputi C,N,CO 2,H2O dan lain- lain. Bahan-bahan ini dapat mengalami daur ulang. b. Bahan organik yang meliputi karbohidrat, lemak, protein, bahan humus, dan lain-lain. Bahan-bahan organic ini merupakan penghubung antara komponen biotic dan abiotik c. Kondisi iklim yang meliputi factor-faktor iklim, misalnya angin, curah hujan dan suhu d. Produsen adalah organisme-organisme autotrof, terutama tumbuhan hijau daun (berklorofil). Organisme-organisme ini mampu bertahan hidup hanya dengan bahan anorganik karena organisme ini mampu menghasilkan makannnya sendiri yaitu dengan proses fotosintesis. Ada juga bakteri kemosintetik yang juga mampu menghasilkan energy kimia melalui reaksi kimia, akan tetapi peranan bakteri kemosintetik ini tidak begitu besar jika dibandingkan dengan tumbuhan fotosintetik. e. Makrokonsumen adalah organisme heterotrof, terutama hewan-hewan seperti kambing, ular, serangga dan udang. Organisme ini hidup nya sangat bergantung pada organisme lain dan makanannya adalah bahan organik. f. Mikrokonsumen adalah organisme heterotrof, saprotrof dan osmotrof terutama bakteri dan fungi. Organisme inilah yang memecah bahan organic yang berupa sampah dan bangkai organisme lain dan menguraikannya sehingga terurai menjadi bahan Kimia Lingkungan | 17  anorganik. Organisme kelompok ini disebut sebagai organisme pengurai atau dekomposer. Komponen 1, 2 dan 3 merupakan komponen abiotik/nonbiotik atau komponen yang tidak hidup, sedangkan komponen 4,5 dan 6 merupakan komonen yang hidup atau komponen biotik. Secara fungsional ekosistem dapat dipelajari menurut 6 proses yang berlangsung di dalamnya yaitu: a. Lintasan atau aliran energi b. Rantai makanan c. Pola keragaman berdasar waktu dan ruang d. Daur ulang (siklus) biogeokimiawi e. Perkembangan dan evolusi f. Pengendalian atau sibernetika Konsep ekosistem merupakan konsep yang luas dan merupakan konsep dasar dalam ekologi. Konsep ini menekankan pada hubungan timbal balik dan saling keterkaitan antara organisme hidup dengan lingkungannya. Semua ekosistem mempunyai struktur umum yang sama, yaitu tersusun dari 6 komponen tersebut dan adanya interaksi antara keenam komponen tersebut. Baik itu ekosistem alami (daratan, perairan) maupun ekosistem buatan (pertanian,perkebunan). Sering kita alami bahwa proses autotrofik dan heterotrofik serta organisme yang bertanggung jawab atas berbagai proses nya terpisah (secara tidak sempurna) baik menurut ruang dan waktu. Contohnya yaitu di hutan proses autotrofik yaitu fotosintesis lebih banyak terjadi di bagian kanopi, sedangkan proses heterotrofik lebih banyak terjadi di permukaan lantai hutan (hal ini terpisah berdasar ruang). 18 | Kimia Lingkungan Proses autotrofiknya terjadi pada siang hari, sedangkan proses heterotrofiknya dapat terjadi di siang maupun malam hari (terpisah berdasar waktu). Adanya pemisahan tersebut juga dapat dilihat pada ekosistem perairan, lapisan permukaan yang dapat ditembus oleh sinar matahari merupakan lapisan autotrofik, dalam lapisan ini proses autotrofik yang paling dominan, sedangkan lapisan yang yang tidak bisa tembus sinar matahari merupakan lapisan heterotrofik. Dengan adanya pemisahan berdasarkan ruang dan waktu maka lintasan energy juga dibedakan menjadi 2 yaitu: a. Lintasan merumput (grazing circuit) meliputi proses yang melalui konsumsi langsung terhadap tumbuhan hidup atau bagian tumbuhan hidup ataupun organisme hidup lainnya. b. Lintasan detritus organik (organic detritus circuit) meliputi akumulasi dan penguraian sampah serta bangkai. B. Tipe Ekosistem Untuk mengenal tipe ekosistem digunakan ciri komunitas yang paling menonjol. Untuk ekosistem daratan biasanya digunakan komunitas tumbuhan atau vegetasinya karena wujud vegetasi merupakan pencerminan dari interaksi antara tumbuhan, hewan, dan lingkungannya. Di Indonesia terdapat 4 kelompok ekosistem utama yaitu (1) ekosistem bahari, (2) ekosistem darat alami, (3) ekosistem suksesi, (4) ekosistem buatan. 1. Kelompok ekosistem bahari Ekosistem bahari dapat dikelompokkan ke dalam ekosistem yang lebih kecil lagi, yaitu ekosistem laut dalam, pantai pasir dangkal, terumbu karang, pantai batu dan pantai Kimia Lingkungan | 19 lumpur. Dalam setiap ekosistem yang termasuk dalam ekosistem bahari ada perbedaan dalam komponen penyusunnya baik biotik maupun abiotik. 2. Kelompok ekosistem darat alami Pada ekosistem darat alami di Indonesia terdapat 3 bentuk vegetasi utama yaitu: (1) vegetasi pamah (lowland vegetation), (2) vegetasi pegunungan dan (3) vegetasi monsun. Vegetasi pamah merupakan bagian terbesar hutan dan mencakup kawasan yang paling luas di Indonesia, terletak pada ketinggian 0-1000 m. vegetasi pamah terdiri dari vegetasi rawa dan vegetasi darat. Vegetasi rawa terdapat di tempat yang selalu tergenang air dan membentuk urutan yang menerus dari air terbuka sampai hutan campuran. Di Indonesia terdapat beberapa bentuk vegetasi rawa bergantung pada kedalaman, salinitas dan kualitas air, serta kondisi drainase dan banjir. Beberapa contoh vegetasi pamah adalah hutan bakau, hutan rawa air tawar, hutan tepi sungai, hutan rawa gambut dan komunitas danau. Vegetasi pegunungan dapat di klasifikasikan menjadi hutan pegunungan, padang rumput, vegetasi terbuka pada lereng berbatu, vegetasi rawa gambut dan danau serta vegetasi alpin. Vegetasi monsun terdapat di daerah yang beriklim kering musiman dengan Q > 33,3 % dan evapotranspirasi melebihi curah hujan yang umumnya kurang dari 1500 mm/tahun. Jumlah hari hujan selama empat bulan terkering berturut- turut kurang dari 20. Musim kemarau pendek sampai kemarau panjang terjadi pada pertengahan tahun. Contoh monsun adalah hutan monsun, savanna dan padang rumput. 20 | Kimia Lingkungan 3. Kelompok ekosistem suksesi Ekosistem suksesi adalah ekosistem yang berkembang setelah terjadi kerusakan ekosistem alami yang terjadi karena peristiwa alami maupun karena kegiatan manusia atau bila ekosistem buatan tidak dirawat dan dibiarkan berkembang sendiri menurut kondisi alaminya. Ekosistem ini dapat dibedakan menjadi 2 kelompok yaitu (1) ekosistem suksesi primer dan (2) ekosistem suksesi sekunder. Ekosistem suksesi sekunder berkembang pada substrat baru seperti permukaan tanah terbuka yang sudah ditinggalkan lama, tanah longsor atau pemapasan tanah untuk penambangan dan pembuatan jalan, timbunan abu atau lahar yang dimuntahkan oleh letusan gunung berapi, timbunan tanah bekas galian, endapan pasir pantai dan endapan lumpur di tepi danau dan tepi sungai atau muara. Ekosistem suksesi sekunder berkembang setelah ekosistem alami rusak total tetapi tidak terbentuk substrat baru yang diakibatkan khususnya oleh kegiatan manusia seperti penebangan hutan dan pembakaran. Ekosistem ini juga dapat berkembang dari ekosistem buatan yang ditinggalkan kemudian berkembang secara alami seperti yang terjadi pada ladang berpindah atau system rotasi yang meninggalkan lahan garapan setelah 2 atau 3 kali panen. 4. Kelompok ekosistem buatan Di samping ekosistem alam ada ekosistem buatan manusia, seperti danau, sawah tadah hujan, sawah irigasi, sawah rawa, kebun pekarangan, kolam dan lain-lain. C. Contoh Ekosistem 1. Ekosistem Kolam Kolam merupakan salah satu contoh ekosistem yang sederhana, sehingga sangat mudah dipelajari dan sangat Kimia Lingkungan | 21 sesuai untuk dipelajari oleh pemula, meskipun demikian kolam merupakan ekosistem yang sempurna, lengkap dengan ke enam komponen serta proses-prosesnya. Dalam suatu kolam dapat kita amati komponen- komponennya sebagai berikut: a. Komponen abiotik Komponen abiotik meliputi materi anorganik dan organik yang terlarut dalam air yaitu CO 2, O2, Ca, dan N, garam-garam fosfat, asam amino, humus dan lain-lain. Sebagian unsur hara yang penting terdapat dalam bentuk terlarut, sehingga dapat dengan cepat diserap oleh organisme. Akan tetapi sebagian besar unsur tersebut mengendap di sedimen di dasar kolam. Laju pembebasan unsur hara dari bentuk padat ke bentuk yang terlarut, masuknya cahaya ke dalam kolam, fluktuasi suhu dan kisaran iklim merupakan proses yang penting dan mengatur kecepatan fungsi atau metabolisme ekosistem kolam. b. Produsen Produsen yang terdapat di dalam kolam meliputi: 1) Tumbuhan berakar atau mengapung (biasanya hanya pada kolam dangkal atau pada bagian yang dangkal) 2) Fitoplankton (algae) merupakan produsen utama di perairan. Adanya fitoplankton inilah yang menyebabkan air kolam berwarna kehijauan. c. Makro konsumen Makro konsumen terdiri dari beberapa jenis hewan, misalnya larva serangga, crustacean (udang-udangan) dan ikan. Konsumen primer memakan langsung tumbuhan hidup, ada dua macam yaitu zooplankton (memakan fitoplankton) dan bentos (hewan yang hidup di dasar perairan). Konsumen sekunder misalnya serangga dan ikan, akan memakan 22 | Kimia Lingkungan konsumen primer. Di samping itu ada konsumen yang memakan detritus (sampah) d. Saprotrof atau organisme pengurai (mikro konsumen) Saprotrof terdiri dari bakteri akuatik, flagelata, dan fungi. Organisme terdapat di permukaan sedimen di dasar kolam. 2. Ekosistem padang rumput Kolam merupakan salah satu contoh ekosistem perairan, sedangkan kolam merupakan salah satu contoh ekosistem daratan. Salah satu perbedaan yang mencolok antara ekosistem perairan dan daratan adalah pada jenis produsennya. Di ekosistem perairan, produsen utamanya adalah fitoplankton yang berukuran mikroskopik. Produsen di perairan adalah tumbuhan air, yang bentuk tubuhnya kecil, lemah tanpa jaringan penguat sehingga biomassanya kecil. Sedangkan di daratan kita jumpai produsen yang bentuk tubuhnya besar, bahkan berupa pohon dengan jaringan penguat yang kokoh, sehingga biomassanya besar. Pada ekosistem padang rumput komponen-komponen ekosistemnya sebagai berikut: a. Produsen Pada ekosistem padang rumput dapat kita jumpai produsen seperti rumput herba, yang merupakan tumbuhan berakar. b. Makro konsumen Makro konsumen yang ada pada ekosistem padang rumput antara lain serangga, cacing, burung dan mamalia. Konsumen primer (herbivora) dapat berupa serangga dan mamalia. Konsumen sekunder berupa laba-laba dan ular. Sedangkan cacing, arthropoda tanah, dan siput darat merupakan pemakan sampah atau sisa-sisa bahan organik. Kimia Lingkungan | 23 c. Mikro konsumen Mikro konsumen pada ekosistem padang rumput terutama berupa bakteri dan fungi d. Komponen abiotik Komponen abiotik yang ada pada ekosistem padang rumput, misalnya air, udara, tanah dengan kandungan hara serta bahan organik. Setelah memahami perbedaan kedua ekosistem tersebut (kolam dan padang rumput) sangat jelas bahwa meskipun penyusun masing-masing komponen ekosistem berbeda tetapi peranannya sebagai komponen eksosistem tetap sama. D. Toleransi Spesies Terhadap Faktor Abiotik Suatu spesies organisme tidak dapat hidup tersebar di mana-mana karena spesies tersebut mempunyai batas toleransi tertentu terhadap suatu variasi kondisi fisik dan kimia tertentu. Pada setiap individu hewan dalam satu populasi dapat terjadi perbedaan toleransi karena adanya perbedaan geenetik, umur dan status kesehatan. Misalkan perbedaan daya tahan terhadaap panas atau toksik kimiawi suatu individu ikan akan berbeda dengan individu lainnya dalam satu populasi. Pada suatu kondisi optimum (misalnya suhu optimum) dari faktor abiotik, terdapat sejumlah organisme yang dapat hidup secara normal. Di bawah atau di atas suhu optimum juga masih ditemukan organisme yang hidup normal walaupun dalam jumlah yang sedikit. Keberadaan populasi dan distribusi dari suatu spesies organisme dalam suatu ekosistem bergantung pada daya toleransi spesies tersebut terhadap sau atau beberapa faktor fisik maupun kimiawi dalam ekosistem tersebut. 24 | Kimia Lingkungan  Suatu spesies mempunyai batas toleransi yang lebih lebar daripada spesies lainnya. Hampir semua organisme dalam satu spesies kurang toleran pada saat masih muda atau salah satu fase reproduksi dari daur hidupnya. Misalnya saja ikan koi dapat hidup normal pada suhu antara -2oC sampai 34oC. beberapa spesies hewan dapat beradaptasi dengan dengan batas toleransi terhadap faktor fisik seperti suhu jika diekspose perubahan suhunya secara perlahan. Adaptasi terhadap kondisi lingkungan yang baru dinamakan aklimatisasi yang digunakan sebagai alat pencegahan dari pengaruh negatif terhadap faktor fisik atau kimia alam lingkungan yang baru. Proses aklimatisasi tersebut tidak mempunyai evolusi adaptasi sehingga proses tersebut tidak dapat diturunkan kepada generasi berikutnya. Beberapa permasalahan timbul bila terjadi pencemaran dalam kurun waktu tertentu. Beberapa jenis pohon dalam hutan menjadi layu dan mati setelah terjadi pencemaran udara dalam kurun waktu yang cukup lama seperti yang terjadi di daratan Eropa dan Amerika Utara yang terjadi pada kurun waktu 10-20 tahun daa terlambat untuk mencegah akibat yang ditimbulkan dari pencemaran tersebut. Pendekata yang dapat dilakukan adalah dengan mencegah jangan sampai unsur polutan dapat melebihi ambang batas tempat spesies pohon dapat bertahan hidup. Perubahan faktor abiotik baik secara alamiah maupun karena perbuatan manusia yang telah melebihi ambang batas toleransi ekosistem biotik disebut sebagai pencemaran atau polusi. Polusi dapat berupa faktor fisik (suhu, debu dan sebagainya) maupun kimiawi (unsur/senyawa kimiawi) yang mencemari udara maupun air dalam suatu ekosistem. Perubahan faktor abiotik yang melampaui ambang batas toleransi dari komponen biotik dapat mengakibatkan Kimia Lingkungan | 25 musnahnya suatu spesies biotik yang hidup dalam lingkungan yang bersangkutan. Suatu faktor kimia dapat berpengaruh terhadap perubahan faktor fisik dalam ekosistem abiotik, begitupun sebaliknya misalnya pemanasan global karena timbulnya lubang ozon yang diakibatkan oleh reaksi kimiawi antara Cl an O 3 sehingga ozon diubah menjadi O2 yang mengakibatkan jumlah O 3 di atmosfer akan berkurang. E. Teknologi dan Dampaknya Pencemaran berlangsung di mana-mana dengan laju yang begitu cepat dan tidak pernah terjadi sebelumnya. Kecenderungan pencemaran mengarah ke 2 hal yaitu: 1) ke arah pembuangan senyawa-senyawa kimia tertentu yang semakin meningkat, terutama pembakaran minyak bumi secara nyata saat ini sudah merubah system alami pada skala global. 2) ke arah meningkatnya penggunaan bahan berbahaya beracun (B3) oleh berbagai kegiatan industri dengan pembuangan limbahnya ke lingkungan. Oleh sebab itu timbul masalah yang bersifat global antara lain pemanasan global, hujan asam (acid rain), menipisnya lapisan ozon dan sebagainya. Pembangunan yang banyak dilakukan secara besar- besaran di Indonesia dapat membawa dampak negative terhadap lingkungan hidup. Pengaliran busa deterjen ke Laut Jawa akan membahayakan kehidupan ikan sampai ke laut banda, pendangkalan bendungan air seperti jatiluhur atau karangkates pengotoran udara kota Jakarta dan kota besar lainnya karena asap beracun pada kendaraan bermotor, pencemaran debu di gresik, pencemaran sungai-sungai besar yang mengaliri kota-kota yang merupakan sumber air dan masih banyak contoh pencemaran akibat perbuatan manusia. 26 | Kimia Lingkungan  Pencemaran lingkungan tampak jelas seperti timbunan sampah dipasar-pasar, pendangkalan sungai karena penuh kotoran, dan asap knalpotatuasap pabrik yang menyebakan sesak nafas. Teetaapi ada juga yang kurang nampak seperti terlepasnya gas hidrogen sulfida dari sumber minyak tua. Begitu jga dengan music yang memekakkan telinga yang keluar dari peralaatan elektronik modern, ion fosfat daalam limbah pabrik merupakan pencemar, tetapi dapat berfungsi sebagaipupuk organik bagi tanaman Masalah lain yang juga terjadi secara global yaitu penyalahgunaan zat-zat aditif seperti ganja, heroin, amfetamin dan yang lain dengan semua dampak yang ditimbulkannya. Peredaran bahan-bahan berbahaya tersebut semakin meningkat, Indonesia sudah menjadi target utama pemasaran. Penyalahgunaan bahan-bahan tersebut sudah dalam tahap mengkhawatirkan. Hutan atau semak yang dibakar dan dikelola oleeh manusia akan berubah fungsi menjadi lahan pertanian seperti perkebunan kelapa sawit, perkebunan cengkeh maupun lahan pertanian tanaman pangan seperti jagung dan sayuran, maka akan tercipta suatu lingkungan baru yang disebut ekosistem buatan atau ekosistem pertanian. Dalam ekosistem ini pertumbuhan dan perkembangan tanaman dan fauna (serangga hama, musuh alamidan hewan lainnya) akan banyak tergantung pada campur tangan manusia dalam mengelola habitat tersebut sebagai lahan pertanian. Lahan akan dibajak dan dicangkul, dibuatkan bedengan, ditanami dengan tanaman sayuran atau jagung dan padi, kemudian dipupuk, disemprot dengan pestisida,dipangkas, dibersihkan baru kemudian dipanen. Proses tersebut akan membentuk suatu ekosistem pertanian yang bersifat labil karena setiap saat ada campur tangan manusia yang akan membuat habitat Kimia Lingkungan | 27 dapat berubah-ubah setiap saat. Maka dari itu dikatakan bahwa ekosistem pertanian menjadi suatu bentuk lingkungan yang tidak stabil karena secara terus menerus dimanipulasi oleh manusia. Maka dalam ekosistem pertanian inimempunyai rantai makanan yang lebih sederhana karena hanya mempunyai satu atau beberapa jenis tanaman utama dibandingkan dengan ekosistem alami yang biasanya terdiri dari banyak jenis flora dan fauna. Bentuk kesederhanaan ini membuat sifat dari ekosistem pertanian kurang stabil dan lebih banyak dikuasai oleh organisme-orgsnisme yang r-seleksi. Organisme yang r- seleksi ini adalah jenis-jenis organisme yang meempunyai daya reproduksi yang tinggi, tetapi daya kompetisinya rendah contohnya adalah serangga kutu daun dan rumput- rumputan. Karena adanya campur tangan manusia dalam ekosistem pertanian inilah yang membuat ekosistem ini perlu mendapat suatu perhatian khusus dengan cara pengelolaan yang lebih tepat. Dengan adanya campur tangan manusia maka dalam ekosistem tersebut akan terjadi pengaruh- pengaruh sampingan yang akan merugikan manusia seperti pencemaran lingkungan, erosi, banjir dan lain-lain. Campur tangan manusia dalam ekosistem pertanian ini banyak merubah secara total sifat-sifat fisik daan biotis dari habitat tersebut melalui pemupukan, pengairan, penggunaan pestisida, dan praktik-praktik lainnya. Dasar-dasar pengembangan ekosistem mengandung hubungan yang penting antara manusia dan alam. Adanya strategi untuk mencapai proteksi lingkungan yang maksimal kadang- kadang bertentangan dengan tujuan utama untuk mendapatkan produksi pertanian yang maksimal. Maka proses peningkatan produksi tanpa menghiraukan 28 | Kimia Lingkungan konsekuensi-konsekuensinya akan dapat menghasilkan pengrusakan terhadap ekosistem itu sendiri, sehingga bukannya mendapatkan keuntungan malah akan mendapatkan kerugian dan masalah-masalah yang lebih serius. Odum (1971) mengemukakan bahwa ekologi pertanian bertujuan untuk mempelajari proses-proses dalam suatu ekosistem pertanian melalui usaha manusia serta berbagai akibat yang terjadi karena perubahan-perubahan dalam ekosistem tersebut. Maka proses tersebut juga termassuk kerusakan-kerusakan yang belum terlihat. Dalam sistem pertanian modern perlindungan tanaman merupakan suatu masalah yang cukup rumit dan kompleks karena adanya masukan-masukan dengan tekhnologi modern untuk menaikkan produksi pertanian. Perkembangan tekhnologi pertanian dengan cara pemupukan, irigasi, pengolahan tanah, pengendalian hama dan penyakit yang memang dapat meningkatkan hasil, teetapi di samping itu pula telah banyak memberikan pengaruh sampingan yang merugikan lingkungan antara lain adalah: 1. Pemupukan yang memberikan hasil tanaman yang lebih besar dan lebih rimbun kadang-kadang terbukti menjadi lebih peka terhadap serangan hama atau penyakit dibandingkan dengan tanpa pemupukan 2. Irigasi bisa juga merangsang perkembangan hama dan penyakit karena irigasi dapat meningkatkan kelembaban tanah menjadi lebih merata. Irigasi dapat meningkatkan keelembaban, sehingga menjadi rawan terhadap infeksi patogen seperti bakteri dan jamur 3. Pengelolaan tanah, juga dapat merangsang patogen- patogen yang hidup dalam tanah. Dapat mempercepat Kimia Lingkungan | 29  proses erosi terutama di lokasi yang mempunyai kemiringan yang tinggi. 4. Pemupukan dapat meningkatkan kesuburan lahan tetapi pemupukan secara terus menerus dapat membunuh mikroorganisme tanah yang berfungsi untuk merombak bahan-bahan organik. 5. Penanaman terus menerus juga dapat merangsang peningkatan populasi serangga, jamur an nematoda yang hidup dalam tanah serta mengurangi kesuburan tanah. 6. Kepadatan tanaman yang tinggi juga dapat memberikan perubahan terhadap lingkungan sekitar tanaman dan merangsang perkembangan hama dan penyakit 7. Pengendalian hama dengan pestisida secara terus menerus dapat mengakibatkan serangga dan patogen penyakit mengembangkan kekebalan, sehingga organisme-organisme ini dapat berkembang dengan pesat, membunuh musuh alami (parasitoid dan predator) sehingga dapat mengakibatkan ledakan populasi dalam masa tanam berikutnya 8. Pengendalian hama dengan pestisida dapat mengakibatkan pencemaran lingkungan secara umum, seperti pencemaran air, tanah, udara, dan produksi pertanian. Penggunaan pestisida yang berlebihan akan mengganggu keragaman hayati dalam ekosistem pertanian 9. Pembukaan sawah atau ladang baru membuat penyederhanaan ekosistem yang secara langsung maaupun tidak langsung dapat menyebabkan timbulnya hama atau penyakit baru serta hilangnya keragaman hayati 30 | Kimia Lingkungan  Selain hal-hal di atas, bahan pencemar seperti pestisida dan senyawa-senyawa logam berbahaya serta bahan pencemar lainnya telah menyebar secara luas telah masuk ke dalam lingkungan dan ada beberapa pengaruh sebagai berikut: 1. Biomagnifikasi atau bioakumulasi, zat racun seperti logam berbahaya khususnya logam berat dan pestisida dapat masuk ke dalam tingkatan tropik, melalui proses tersebut konsentrasi zat racun meningkat secara eksponensial 2. Emisi karbon dioksida menyebabkan asidifikasi lautan dan menurunnya pH dengan larutnya CO 2 3. Emisi gas rumah kaca mengakibatkan terjadinya pemanasan global yang dapat mempengaruhi berbagai ekosistem 4. Spesies invasif akan dapat berkompetisi dengan spesies alami dan menurunkan keragaman hayati 5. Nitrogen oksida keluar dari udara oleh air hujan dan memupuk tanah yang akan merubah komposisi spesies suatu ekosistem 6. Asap dan kabut dapat menurunkan jumlah sinar matahari yang diterima oleh tumbuhan untuk melakukan fotosintesis yang dapat mengakibatkan produksi lapisan ozon troposperik yang dapat merusak tumbuhan 7. Lahan dapat menjadi tidak subur dan tidak sesuai lagi untuk pertumbuhan tanaman dan akan mempengaruhi organisme lain dalam jaringan makanan 8. Sulfur dioksida dan nitrogen oksida dapat menyebabkan terjadinya hujan asam yang dapat Kimia Lingkungan | 31  meenurunkan pH tanah Spesies invasif menjadi salah satu permasalahan utama di Indonesia termasuk salah satunya di Sulawesi Utara di mana terjadi ledakan hama baru yang menyerang tanaman tomat, pepaya dan pakis haji. Tanaman tomat diserang oleh penggorok daun Liriomyza sativae (Diptera; Agromysidae) dan Nesidiocoris tenuis (Hemiptera: Miridae) sejak awal tahun 2000-an dan kini menjadi hama utama pada tanaman tomat. Tanaman pepaya mulai terserang hama baru Paracoccus marginatus (Hemiptera: Pseudococcidae) sejak tahun 2010, sedangkan pakis haji diserang hama baru yaitu Aleurodicus yasumatsui (Homoptera: Pseudococcidae) dan Lilioceris castaneum (Coleoptera; Chrysomelidae) sejak tahun 2013. Hama-hama baru ini masuk ke Indonesia karena perubahan iklim akibat dari pemanasan global sehingga menggeser hama lain atau menemukan inang baru dalam lingkungan baru. F. Kesadaran Lingkungan Manusia dan lingkungan hidupnya terdapat hubungan timbal balik. Manusia mempengaruhi lingkungan hidupnya, dan sebaliknya manusia dipengaruhi oleh lingkungan hidupnya. Manusia ada di dalam lingkungan hidupnya dan tidak dapat terpisahkan. Eksistensinya terjadi sebagian karena sifat-sifat keturunannya dan sebagian lagi karena lingkungan hidupnya. Interaksi antara manusia dengan lingkungannya telah membentuk hubungan yang tidak terpisahkan. Antara lingkungan hidup dengan manusia terdapat hubungan yang dinamis. Perubahan ddalam lingkungan akan menyebabkan perubahan kelakuan manusia untuk beradptasi dengan kondisi lingkungaan yang baru. 32 | Kimia Lingkungan Dengan adanya hubungan dinamis sirkuler antara manusia dengan lingkungannya dapat ddikatakan bahwa hanya dalam lingkungan yang baik, manusia dapat berkembang secara maksimal. Dan hanya dengan manusia yang baik lingkungan hidup dapat berkembang ke arah yang optimal. Karena itu betapa pentingnya pembinaan lingkungan hidup. Perkembangan dunia modern yang begitu cepat akan mengakibatkan degradasi sumber daya alami dengan cepat. Perubahan ini dengan sendirinya akan mengakibatkan perubahan dan kerusakan terhadap lingkungan yang akan menyebabkan terganggunya kehidupan manusia. Oleh karena itu peran manusia sangat penting untuk menjaga kelestarian lingkungan hidup dengan menyadarkan kepada masyarakat bahwa pencemaran lingkungan oleh berbagai kegiatan manusia seperti adanya pertambangan, penebangan hutan, pembuatan jalan tol, pengembangan real estate, pembakaran semak dan hutan, penggunaan pestisida, pembangunan pabrik-pabrik bahan kimia akan mempercepat proses kerusakan lingkungan dan secara langsung atau tidak langsung akan mengganggu kesehatan manusia. Konferensi Perserikatan Bangsa-Bangsa (PBB) tentang Lingkungan dan Pembangunan yag dilaksanakan di Rio de Janeiro yang diikuti dengan “Earth Summit” tentang kelestarian pembangunan telah mengangkat isu-isu penting terkait lingkungan global. Peran masyarakat untuk mencapai tujuan tentang konservasi lingkungan menjadi penting karena tanpa adanya kesadaran masyarakat maka tujuan itu tidak akan tercapai. Masyarakat sangat perlu memahami pentingnya pendidikan lingkungan untuk dapat mengelola planet kita ini. Tujuan untuk mengembangkan kesadaran tentang Kimia Lingkungan | 33 pentingnya lingkungan adalah: 1. Untuk menjaga kelestarian lingkungan yang bersih dan sehat 2. Untuk meningkatkan kualitas lingkungan 3. Menciptakan kesadaran masyarakat tentang masalah- masalah lingkungan dan konservasi lingkungan yang kini menjadi isu politik, ekonomi dan budaya 4. Meningkatkan partisipasi masyarakat dalam mengembangkan program kelestarian lingkungan dengan tidak secara sembarangan membuang sampah, tidak menebang pohon, tetapi menanam pohon dan upaya-upaya pelestarian lingkungan lainnya. Pengelolaan sumber daya alam dan lingkungan hidup sangat dipengaruhi oleh kebijakan ekonomi yang berlaku, kepentingan pengusaha dan faktor sosial ekonomi masyarakat pada umumnya. Rangkuman Materi 1. Ekosistem didefinisikan sebagai suatu satuan lingkungan yang melibatkan unsur-unsur biotic (jenis-jenis makhluk) dan factor-faktor fisik (air,iklim dan tanah) serta kimia (keasaman dan salinitas) yang saling berinteraksi satu sama lain. 2. Interaksi timbal balik ini membentuk suaatu system yang kemudian dikenal sebagai system ekologi atau ekosistem 3. Di dalam suatu ekosistem selalu dijumpai proses innteraksi antara makhluk hidup dengan lingkungannya, antara lain dapat berupa adanya aliran energy, rantai makanan, siklus biogeokimiawi, 34 | Kimia Lingkungan  perkembangan dan pengendalian. 4. Autotrofik, terdiri dari organisme yang mampu menghasilkan makanan (energy) dari bahan-bahan anorganik dengan proses fotosintesis ataupun kemosintesis. 5. Heterotrofik, terdiri dari organisme yang menggunakan, mengubah, atau memecah bahan organik kompleks yang telah ada yang dihasilkan oleh komponen autotrofik 6. Semua ekosistem mempunyai struktur umum yang sama, yaitu tersusun dari 6 komponen tersebut dan adanya interaksi antara keenam komponen tersebut. Baik itu ekosistem alami (daratan, perairan) maupun ekosistem buatan (pertanian,perkebunan). 7. Di Indonesia terdapat 4 kelompok ekosistem utama yaitu (1) ekosistem bahari, (2) ekosistem darat alami, (3) ekosistem suksesi, (4) ekosistem buatan. 8. Hampir semua organisme dalam satu spesies kurang toleran pada saat masih muda atau salah satu fase reproduksi dari daur hidupnya. 9. Perubahan faktor abiotik baik secara alamiah maupun karena perbuatan manusia yang telah melebihi ambang batas toleransi ekosistem biotik disebut sebagai pencemaran atau polusi. 10. ekosistem pertanian menjadi suatu bentuk lingkungan yang tidak stabil karena secara terus menerus dimanipulasi oleh manusia 11. Perkembangan tekhnologi pertanian dengan cara pemupukan, irigasi, pengolahan tanah, pengendalian hama dan penyakit yang memang dapat meningkatkan hasil, teetapi di samping itu pula telah banyak memberikan pengaruh sampingan yang Kimia Lingkungan | 35  merugikan lingkungan 12. Spesies invasif menjadi salah satu permasalahan utama di Indonesia termasuk salah satunya di Sulawesi Utara di mana terjadi ledakan hama baru yang menyerang tanaman tomat, pepaya dan pakis haji 13. Hama-hama baru ini masuk ke Indonesia karena perubahan iklim akibat dari pemanasan global sehingga menggeser hama lain atau menemukan inang baru dalam lingkungan baru. 14. Perkembangan dunia modern yang begitu cepat akan mengakibatkan degradasi sumber daya alami dengan cepat. 15. Konferensi Perserikatan Bangsa-Bangsa (PBB) tentang Lingkungan dan Pembangunan yag dilaksanakan di Rio de Janeiro yang diikuti dengan “Earth Summit” tentang kelestarian pembangunan telah mengangkat isu-isu penting terkait lingkungan global. 16. Perkembangan dunia modern yang begitu cepat akan mengakibatkan degradasi sumber daya alami dengan cepat 17. Pengelolaan sumber daya alam dan lingkungan hidup sangat dipengaruhi oleh kebijakan ekonomi yang berlaku, kepentingan pengusaha dan faktor sosial ekonomi masyarakat pada umumnya. hanya dengan manusia yang baik lingkungan hidup dapat berkembang ke arah yang optimal. Tugas Dan Evaluasi 1. Mengapa tumbuhan disebut sebagai produsen 2. Jelaskan komponen-komponen yang meenyusun ekosistem bahari 36 | Kimia Lingkungan 3. Apa yang menyebabkan munculnya hama baru di suatu wilayah 4. Apa yang akan terjadi dalam suatu ekosistem apabila terjadi perubahan faktor abiotiknya 5. Apa akibat dari terbentuknya ekosistem buatan Kimia Lingkungan | 37