Ekosistem & Perubahan Lingkungan

A. EKOSISTEM

1. Pengertian

    Cabang ilmu biologi yang mempelajari mengenai interaksi makhluk hidup dengan lingkungannya disebut Ekologi.  Istilah ekologi tersebut pertama kali ditemukan oleh Ernst Haeckel (1869). Secara etimologi, istilah "ekosistem" berasal dari bahasa Latin, yaitu oikos yang berarti "rumah" atau "habitat" dan systema yang berarti "sistem" atau "kumpulan komponen yang saling terkait". Ekosistem adalah sebuah sistem di mana makhluk hidup berinteraksi satu sama lain dan dengan lingkungannya untuk membentuk suatu kesatuan fungsional.

2. Komponen – komponen ekosistem

a. Komponen abiotik

    Komponen abiotik adalah komponen materi yang tergolong makhluk tak hidup, misalnya : cahaya matahari, tanah, air, kelembaban, dan iklim.

b. Komponen biotik

    Komponen biotik adalah komponen ekosistem yang tergolong makhluk hidup. misalnya : manusia, hewan, tumbuhan & mikroorganisme. Komponen ini dapat dibedakan menjadi

1. Produsen 

    Produsen yaitu organisme yang mampu mensintesis senyawa organik dari bahan senyawa anorganik dengan bantuan energi matahari. Produsen biasa dikenal sebagai autotrof, dimana autotrof (Auto = sendiri dan trophikos = menyediakan makan). Autotrof adalah organisme yang mampu menyediakan/mensintesis makanan sendiri. Komponen autotrof berperan sebagai produsen, contohnya tumbuh-tumbuhan hijau.

Adapun autotrof terbagi menjadi

• Fotoautotrof: Organisme yang menggunakan energi matahari untuk melakukan fotosintesis, seperti tumbuhan hijau, alga, dan beberapa bakteri. Mereka mengubah karbon dioksida dan air menjadi glukosa dan oksigen dengan bantuan sinar matahari.
• Kemoautotrof: Organisme yang menggunakan energi dari reaksi kimia anorganik untuk membuat makanan, tanpa sinar matahari. Contohnya adalah beberapa jenis bakteri yang hidup di lingkungan ekstrim, seperti di dasar laut atau di mata air panas.

2. Komsumen

    Konsumen yaitu organisme yang memperoleh bahan organik dari organisme lain. Komsumen biasa dikenal sebagai heterotroph, dimana heterotroph (Heteros = berbeda, trophikos = makanan). Heterotrof (konsumen) merupakan organisme yang memanfaatkan senyawa organik dari makhluk hidup lain. Contohnya manusia & berbagai jenis hewan.

Adapun heterotroph terbagi menjadi

• Herbivora : Hewan pemakan tumbuhan. misalnya sapi, kambing, kuda, kerbau, kelinci, gajah, dll
• Karnivora : Hewan pemakan hewan. misalnya harimau, singa, serigala, anjing, elang, buaya, hiu, dll
• Omnivora : Pemakan tumbuhan dan hewan. misalnya manusia, beruang, babi, ayam, dll

3. Pengurai

    Pengurai adalah organisme yang memecah bahan organik mati menjadi zat-zat yang lebih sederhana. Proses ini mengembalikan nutrisi penting ke tanah atau air, yang kemudian dapat digunakan kembali oleh autotrof seperti tumbuhan. Pengurai memainkan peran penting dalam siklus nutrisi, menjaga keseimbangan ekosistem dengan mendaur ulang bahan organik.

Adapun pengurai terbagi menjadi

• Dekomposer : organisme yang mampu merombak sisa produk organisme/organisme yang telah mati menjadi senyawa anorganik. Misalnya bakteri & jamur.
• Detritivor : organisme yang memakan serpihan-serpihan organik dari suatu organisme. Misalnya cacing tanah, serangga pemakan bangkai (seperti kumbang bangkai)

3. Interaksi Antar Komponen Ekosistem

    Interaksi antar komponen ekosistem dapat merupakan interaksi antar biotik dengan biotik ataupun biotik dengan abiotik

a. Interaksi antara komponen biotik dengan biotik

    Interaksi biotik dengan biotik adalah hubungan antara makhluk hidup dalam suatu ekosistem. Interaksi ini dapat berupa kerja sama, persaingan, atau saling memengaruhi untuk bertahan hidup.

1. Interaksi antar organisme

a. Netral

    Hubungan tidak saling mengganggu antarorganisme dalam habitat yang sama, yang bersifat tidak menguntungkan dan tidak merugikan kedua belah pihak, disebut netral. Contohnya : antara capung dan sapi, ayam dan kucing. 

b. Predasi

    Predasi adalah hubungan antara mangsa dan pemangsa (predator). Hubungan ini sangat erat sebab tanpa mangsa, predator tak dapat hidup. Sebaliknya, predator juga berfungsi sebagai pengontrol populasi mangsa. Contoh : Singa dengan mangsanya, yaitu kijang, rusa,dan burung hantu dengan tikus.

c. Simbiosis 

    Simbiosis adalah interaksi antara dua atau lebih organisme yang berbeda spesies yang hidup bersama dalam satu lingkungan. Jenis-jenis simbiosis meliputi mutualisme, parasitisme, dan komensalisme.

• Parasitisme, adalah hubungan antarorganisme yang berbeda spesies, bila salah satu organisme hidup pada organisme lain dan mengambil makanan dari hospes/inangnya sehingga bersifat merugikan inangnya. contoh : Plasmodium dengan manusia, Taeniasaginata dengan sapi, dan benalu dengan pohon inang, nyamuk anopheles dengan manusia
• Komensalisme, merupakan hubungan antara dua organisme yang berbeda spesies dalam bentuk kehidupan bersama untuk berbagi sumber makanan, salah satu spesies diuntungkan dan spesies lainnya tidak dirugikan. Contohnya anggrek dengan pohon yang ditumpanginya, ikan hiu dengan ikan remora.
• Mutualisme, adalah hubungan antara dua organisme yang berbeda spesies yang saling menguntungkan kedua belah pihak. Contoh: bakteri Rhizobium yang hidup pada bintil akar kacang-kacangan, bunga dan lebah.

2. Interaksi antar populasi

a. Alelopati

    Alelopati merupakan interaksi antarpopulasi, bila populasi yang satu menghasilkan zat yang dapat menghalangi tumbuhnya populasi lain. Contohnya, di sekitar pohon walnut (juglans) jarang ditumbuhi tumbuhan lain karena tumbuhan ini menghasilkan zat yang bersifat toksik. Pada mikroorganisme istilah alelopati dikenal sebagai anabiosa. Contoh, jamur Penicillium sp. dapat menghasilkan antibiotika yang dapat menghambat pertumbuhan bakteri tertentu

b. Kompetisi

    Kompetisi merupakan interaksi antarpopulasi, bila antarpopulasi terdapat kepentingan yang sama sehingga terjadi persaingan untuk mendapatkan apa yang diperlukan. Contoh, persaingan antara populasi kambing dengan populasi sapi di padang rumput, persaingan hewan jantan memperebutkan wilayah atau pasangan.

3. Interaksi antar komunitas

    Komunitas adalah kumpulan populasi yang berbeda di suatu daerah yang sama dan saling berinteraksi. Contoh komunitas, misalnya komunitas sawah dan sungai. 

    Komunitas sawah disusun oleh bermacam-macam organisme, misalnya padi, belalang, burung, ular, dan gulma. Komunitas sungai terdiri dari ikan, ganggang, zooplankton, fitoplankton, dan dekomposer. Antara komunitas sungai dan sawah terjadi interaksi dalam bentuk peredaran nutrien dari air sungai ke sawah dan peredaran organisme hidup dari kedua komunitas tersebut. 

    Interaksi antar komunitas cukup komplek karena tidak hanya melibatkan organisme, tapi juga aliran energi dan makanan

b. Interaksi antara komponen biotik dengan  abiotik 

    Interaksi biotik dengan abiotik adalah hubungan antara makhluk hidup dengan lingkungan fisik atau kimia di sekitarnya. Komponen abiotik seperti air, udara, cahaya, tanah, dan suhu sangat memengaruhi keberlangsungan hidup makhluk hidup. 

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

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

4. Macam-Macam Ekosistem

1. Ekosistem darat

    Ekosistem darat adalah ekosistem yang terdapat di permukaan tanah dan dipengaruhi oleh kondisi lingkungan seperti suhu, pH, cahaya matahari, dan angin

a. Bioma gurun

Gambar 1 : Ekosistem gurun

    Bioma gurun dan setengah gurun banyak ditemukan di Amerika Utara, Afrika Utara, Australia, dan Asia Barat. Adapun ciri-cirinya sebagai berikut :

• Curah hujan sangat rendah, + 25 cm/tahun. 
• Kecepatan penguapan air lebih cepat dari presipitasi. Kelembaban udara sangat rendah. 
• Perbedaan suhu siang hari dengan malam hari sangat tinggi (siang dapat mencapai 45ºC dan malam dapat turun sampai 0ºC). 
• Tanah sangat tandus karena tidak mampu menyimpan air. 
• Flora : tumbuhan yang tumbuh adalah tumbuhan yang dapat beradaptasi dengan daerah kering (tumbuhan serofit), seperti kaktus. 
• Fauna : yang berukuran besar hidup di gurun umumnya yang mampu menyimpan air, misalnya unta. sedang yang berukuran kecil misalnya kadal, ular, tikus, semut, umumnya hanya aktif hidup pada pagi hari, pada siang hari yang terik mereka hidup pada lubang-lubang.

b. Bioma padang rumput

Gambar 2 : Ekosistem padang rumput

     Bioma padang rumput membentang mulai dari daerah tropis sampai dengan daerah beriklim sedang, seperti Hongaria, Rusia Selatan, Asia Tengah, Amerika Selatan, dan Australia. Adapun ciri-cirinya sebagai berikut :

• Curah hujan antara 25-50 cm/tahun, di beberapa daerah padang rumput curah hujannya dapat mencapai 100 cm/tahun. 
• Curah hujan yang relatif rendah turun secara tidak teratur, sehingga menyebabkan porositas dan drainase kurang baik sehingga tumbuh-tumbuhan sukar mengambil air. 
• Flora : tumbuhan yang mampu beradaptasi dengan daerah dengan porositas dan drainase kurang baik adalah rumput, meskipun ada pula tumbuhan lain yang hidup selain rumput, tetapi karena mereka merupakan vegetasi yang dominan maka disebut padang rumput. Nama padang rumput bermacam-macam seperti stepa di Rusia Selatan, puzta di Hongaria, prairi di Amerika Utara dan pampa di Argentina. 
• Fauna : bison dan kuda liar (mustang) di Amerika, gajah dan jerapah di Afrika, domba dan kanguru di Australia. Juga terdapat karnivora seperti hewan singa, serigala, anjing liar, dan cheetah.

 c. Bioma Hutan Basah/Bioma Hutan Tropis

Gambar 3 : Ekosistem hutan tropis

    Bioma hutan tropis merupakan bioma yang memiliki keanekaragaman jenis tumbuhan dan hewan yang paling tinggi. Meliputi daerah aliran sungai Amazone-Orinaco, Amerika Tengah, sebagian besar daerah Asia Tenggara dan Papua Nugini, serta lembah Kongo di Afrika. Adapun ciri-cirinya sebagai berikut :

• Curah hajannya tinggi, merata sepanjang tahun, yaitu antara 200 - 225 cm/tahun. 
• Matahari bersinar sepanjang tahun. 
• Dari bulan satu ke bulan yang lain perubahan suhunya relatif kecil. Di bawah kanopi (tudung pohon) gelap sepanjang hari, sehingga tidak ada perubahan suhu antara siang dan malam hari. 
• Flora : terdapat beratus-ratus spesies tumbuhan. Pohon-pohon utama dapat mencapai ketinggian 20-40 m, dengan cabang-cabang berdaun lebat sehingga membentuk suatu tudung atau kanopi. Tumbuhan khas yang dijumpai adalah liana dan epifit. Liana adalah tumbuhan yang membelit di permukaan hutan, contoh: rotan. Epifit adalah tumbuhan yang menempel pada batang-batang pohon, dan tidak merugikan pohon tersebut, contoh: Anggrek dan paku Sarang Burung. 
• Fauna : di daerah tudung yang cukup sinar matahari, pada siang hari hidup hewan-hewan yang bersifat diurnal yaitu hewan yang aktif pada siang hari, di daerah bawah kanopi dan daerah dasar hidup hewan-hewan yang bersifat nokfurnal yaitu hewan yang aktif pada malam hari, misalnya: burung hantu, babi hutan,kucing hutan, dan macan tutul.

 d. Bioma hutan gugur

Gambar 4 : Ekosistem hutan gugur

    Bioma ini dapat dijumpai di Amerika Serikat, Eropa Barat, Asia Timur, dan Chili. Adapun ciri-cirinya sebagai berikut :

• Curah hujan merata sepanjang tahun, 75 - 100 cm/tahun. 
• Mempunyai 4 musim: musim panas, musim dingin, musim gugur dan musim semi. 
• Tumbuhannya sewaktu musim dingin, daun-daunnya meranggas. 
• Keanekaragaman jenis flora lebih rendah daripada bioma hutan tropis. Pohon sedikit (10-20) dan tidak terlalu rapat. 
• Fauna : yang terdapat di hutan gugur antara lain rusa, beruang, rubah, bajing, burung pelatuk, dan rakun (sebangsa luwak).

e. Bioma taiga/konifer                                             

Gambar 5 : Ekosistem taiger/kanifer

 

    

    Bioma ini kebanyakan terdapat di daerah antara subtropika dengan daerah kutub, seperti di daerah Skandinavia, Rusia, Siberia, Alaska, dan Kanada. Adapun ciri-cirinya sebagai berikut :

• Perbedaan antara suhu musim panas dan musim dingin cukup tinggi, pada musim panas suhu tinggi, pada musim dingin suhu sangat rendah. 
• Pertumbuhan tanaman terjadi pada musim panas yang berlangsung antara 3 sampai 6 bulan. 
• Flora : khasnya adalah pohon berdaun jarum/pohon konifer, contoh pohon konifer adalah Pinus merkusii (pinus). Keanekaragaman tumbuhan di bioma taiga rendah, vegetasinya nyaris seragam, dominan pohon-pohon konifer karena nyaris seragam, hutannya disebut hutan homogen. 
• Fauna : yang terdapat di daerah ini adalah beruang hitam, ajak, srigala dan burung-burung yang bermigrasi kedaerah tropis bila musim dingin tiba. Beberapa jenis hewan seperti tupai dan mamalia kecil lainnya. 

f. Bioma tundra/Kutub

Gambar 6 : Ekosistem tundra/kutub

    Bioma ini terletak di kawasan lingkungan kutub utara sehingga iklimnya adalah iklim kutub. Istilah tundra berarti dataran tanpa pohon. Adapun ciri-cirinya sebagai berikut :

•  Mendapat sedikit energi radiasi matahari, musim dingin sangat panjang dapat berlangsung selama 9 bulan dengan suasana gelap. 
• Musim panas berlangsung selama 3 bulan, pada masa inilah vegetasi mengalami pertumbuhan. 
• Fauna khas bioma tundra adalah Muskoxem (bison berhulu tebal) dan Reindeer/Caribou (rusa kutub). 
• Flora didominasi oleh lumut dan lumut kerak, vegetasi lainnya adalah rumput-rumputan dan sedikit tumbuhan berbunga berukuran kecil Pohon sedikit (10-20) dan tidak terlalu rapat

B. PERUBAHAN LINGKUNGAN

1. Pengertian

    Perubahan lingkungan adalah segala bentuk perubahan pada komponen lingkungan, baik alami maupun akibat aktivitas manusia, yang berdampak pada ekosistem. Perubahan ini dapat berupa perubahan fisik, kimia, maupun biologi yang memengaruhi kondisi udara, air, tanah, dan kehidupan makhluk hidupKeseimbangan lingkungan dapat terganggu jika terjadi perubahan berupa pengurangan fungsi dari komponen atau hilangnya sebagian komponen yang dapat menyebabkan putusnya rantai makanan dalam ekosistem di lingkungan itu.

    Keseimbangan Iingkungan ini ditentukan oleh seimbangnya energi yang masuk dan energi yang digunakan, seimbangnya antara bahan makanan yang terbentuk dengan yang digunakan, seimbangnya antara faktorfaktor abiotik dengan faktor-faktor biotik. Gangguan terhadap salah satu faktor dapat mengganggu keseimbangan lingkungan. 

2. Faktor-faktor 

Perubahan lingkungan menyebabkan kerusakan lingkungan bisa terjadi karena faktor-faktor, yaitu

a. Faktor alam

• Angin, memiliki kekuatan besar dan dapat dimanfaatkan, tetapi juga dapat menimbulkan kerusakan seperti merobohkan pepohonan, menghancurkan rumah, atau menenggelamkan kapal. 
• Hujan, dapat mengikis tanah dan membawanya ke sungai, sehingga mengubah permukaan bumi. Peristiwa ini disebut erosi. 
• Cahaya matahari, dapat mempengaruhi kehidupan tumbuhan dan menguapkan air di permukaan tanah. Pada musim kemarau yang panjang, cahaya matahari dapat menyebabkan kekeringan. 
• Gelombang laut, dapat menggerus pantai dan membentuk tebing atau gosong pasir. Gelombang laut juga dapat memindahkan sedimen dari satu tempat ke tempat lain

b. Faktor manusia

• Deforestasi : Penebangan hutan untuk lahan pertanian, pemukiman, dan industri menyebabkan hilangnya habitat, berkurangnya keanekaragaman hayati, dan peningkatan emisi karbon. Deforestasi mengurangi kemampuan lingkungan untuk menyerap karbon, yang mempercepat perubahan iklim. 
• Eksploitasi Sumber Daya Alam :  Penambangan, pengeboran minyak, dan pengambilan kayu secara berlebihan menghabiskan sumber daya alam dan merusak ekosistem. Proses ini sering melibatkan penghancuran habitat, pencemaran, dan perubahan bentuk lahan. 
• Polusi : Polusi udara, air, dan tanah dari limbah industri, kendaraan bermotor, dan bahan kimia berbahaya mengancam kesehatan makhluk hidup. Polusi udara dapat menyebabkan gangguan pernapasan dan meningkatkan efek rumah kaca, sementara polusi air merusak habitat perairan dan mengurangi kualitas air bagi manusia dan hewan.

3. Dampak perubahan lingkungan 

a. Kerusakan habitat alam

    Dapat menyebabkan kepunahan spesies atau pergeseran rentang geografis makhluk hidup. Misalnya, perubahan iklim dapat menyebabkan hilangnya es di kutub utara dan selatan, sehingga mengancam kehidupan beruang kutub, pinguin, atau anjing laut

b. Gangguan rantai makanan

    Dapat menyebabkan ketidakseimbangan populasi makhluk hidup dalam suatu ekosistem. Misalnya, penurunan jumlah produsen (tumbuhan) akibat deforestasi atau kekeringan dapat menyebabkan kelaparan bagi konsumen (hewan herbivora), sehingga berdampak pada konsumen tingkat tinggi (hewan karnivora)

c. Penyakit dan hama

    Dapat menyebar lebih mudah akibat perubahan lingkungan yang menguntungkan bagi mereka. Misalnya, perubahan iklim dapat meningkatkan suhu dan kelembaban udara, sehingga memudahkan perkembangbiakan nyamuk yang membawa penyakit malaria atau demam berdarah

d. Perubahan Iklim

    Kerusakan lingkungan, seperti deforestasi dan emisi gas rumah kaca, berkontribusi pada perubahan iklim global. Ini dapat menyebabkan cuaca ekstrem, peningkatan suhu, dan perubahan pola curah hujan.

e. Perubahan Ekosistem

    Kerusakan lingkungan dapat mengganggu fungsi ekosistem, seperti siklus nutrisi dan penyerapan karbon, yang pada gilirannya memengaruhi ketahanan ekosistem terhadap perubahan