Konsep Dasar Ekologi

Pengertian Ekologi

Ekologi adalah ilmu yang mempelajari hubungan timbal balik antara makhluk hidup dengan lingkungannya. Kata ekologi berasal dari dua kata dalam bahasa Yunani, yaitu oikos dan logos. Oikos artinya rumah atau tempat tinggal, sedangkan logos artinya ilmu atau pengetahuan. Jadi ekologi artinya “ilmu yang mempelajari organisme di tempat tinggalnya.

Ekologi adalah ilmu yang mempelajari hubungan timbal balik antara organisme atau kelompok organisme dengan lingkungannya. Ekologi lebih dikenal sebagai ilmu yang mempelajari struktur dan fungsi dari alam. Ekologi dikenal sebagai ilmu yang mempelajari rumah tangga makhluk hidup. Kata ekologi pertama kali diperkenalkan oleh Ernst Haeckel seorang ahli biologi Jerman pada tahun 1866 (1834-1919).

Beberapa para pakar biologi pada abad ke 18 dan 19 juga telah mempelajari bidang-bidang yang kemudian termasuk dalam ruang lingkup ekologi. Anthony van Leeuwenhoek, yang terkenal sebagai pioner penggunaan mikroskop, juga pioner dalam studi mengenai rantai makanan dan regulasi populasi. Jauh sebelumnya Hippocrates, Aristoteles, dan para filosuf Yunani telah menulis beberapa materi yang sekarang termasuk dalam bidang ekologi.

Diagram Ekologi

Ruang Lingkup Ekologi

Setiap ilmu memiliki batas-batas wilayah studi/kerja. Batas wilayah kerja suatu ilmu umumnya bertumpang tindih dengan batas-batas wilayah kerja dari ilmu-ilmu lain

Batas wilayah kerja dari ilmu ekologi?

Batas-batas wilayah kerja dari ilmu ekologi dapat menggunakan konsep model dari Miller. Konsep tersebut beranggapan bahwa seluruh alam semesta merupakan suatu ekosistem yang tersusun oleh berbagai komponen atau kesatuan. Ekosistem satu atau sekelompok komponen tak dapat berdiri sendiri  atau terlepas dari kelompok kesatuan lain. Kesatuan kelompok komponen pertama akan merupakan satuan kelompok kedua, kesatuan kelompok komponen kedua akan menyusun kesatuan kelompok ke tiga, demikian seterusnya. Atas dasar pemikiran tersebut Miller menyusun konsep model atas ekosistem alam semesta.

Konsep Model Batas-batas Kesatuan Lingkungan di Alam

model kesatuan lingkungan

Ruang Lingkup Ekologi Berdasarkan  Spektrum Biologi

alur ruang lingkup ekologi

jenjang kehidupan kompleks

1. Protoplasma adalah zat hidup dalam sel dan terdiri atas senyawa organik yang kompleks, seperti lemak, protein, dan karbohidrat
2. Sel adalah satuan dasar suatu organisme yang terdiri atas protoplasma dan inti yang terkandung dalam membran
3. Membran merupakan komponen yang menjadi pemisah dari satuan dasar lainnya
4. Jaringan adalah kumpulan sel yang memiliki bentuk dan fungsi sama, misalnya jaringan otot
5. Organ atau alat tubuh merupakan bagian dari suatu organisme yang mempunyai fungsi tertentu, misalnya kaki atau telinga pada hewan, dan daun atau akar pada tumbuhan
6. Sistem organ adalah kerja sama antara struktur dan fungsi yang harmonis, seperti kerja sama antara mata dan telinga, antara mata dan tangan, dan antara hidung dengan tangan
7. Organisme adalah suatu benda hidup, jasad hidup, atau makhluk hidup
8. Populasi adalah kelompok organisme yang sejenis yang hidup dan beranak pada suatu daerah tertentu. Contohnya populasi rusa di pulau Jawa, populasi banteng di Ujung Kulon, populasi badak di Ujung Kulon, dan populasi ayam kampung di Jawa Barat
9. Komunitas adalah semua populasi dari berbagai jenis organisme yang menempati suatu daerah tertentu. Di daerah tersebut setiap populasi berinteraksi satu dengan lainnya. Misalnya populasi rusa berinteraksi dengan populasi harimau di Pulau Sumatra atau populasi ikan mas berinteraksi dengan populasi ikan mujair.

Tingkatan Organisme Makhluk Hidup

Tingkatan organisme makhluk hidup meliputi:

1. Sel
2. Individu
3. Populasi
4. Komunitas
5. Ekosistem
6. Biosfir

Makhluk hidup pada dasarnya selalu dinyatakan dalam suatu unit populasi. Populasi sebagai kumpulan individu yang mempunyai potensi berkembang biak antar individu.

Individu

Individu merupakan organisme tunggal yang tersusun dari sel pembentuk jaringan tubuh. Contoh individu adalah seekor tikus, seekor kucing, sebatang pohon kelapa, dan seorang manusia. Individu dalam bertahan hidup pasti dihadapkan dengan berbagai masalah. Misalnya seekor hewan harus mendapatkan makanan, mempertahankan diri dari musuh alami, memelihara anaknya, dan harus mampu beradaptasi dengan lingkungan.

Populasi

Populasi adalah kelompok organisme yang sejenis yang hidup dan beranak pada suatu daerah tertentu. Contohnya populasi rusa di pulau Jawa, populasi banteng di Ujung Kulon, populasi badak di Ujung Kulon, dan populasi ayam kampung di Jawa Barat. Populasi dipandang sebagai suatu sistem yang dinamis yang selalu berinteraksi. Jika jumlah individu per satuan luas daerah bertambah dalam kurun waktu tertentu maka dikatakan kepadatan populasi meningkat. Kepadatan populasi meningkat maka kebutuhan populasi akan bahan makanan, tempat tinggal, dan kebutuhan lain juga meningkat di luar kemampuan lingkungan untuk menyediakannya.

Terjadi persaingan (kompetisi) antar individu untuk memenuhi kebutuhannya

Persaingan yang terjadi menimbulkan dua dampak, yaitu:

1. Dampak jangka pendek (meningkatkan daya juang untuk hidup, kelangsungan hidup, perpindahan/emigrasi yang keseluruhannya merupakan efek  ekologi. Efek emigrasi adalah peristiwa ditinggalkannya suatu daerah oleh satu atau lebih organisme sehingga populasi organisme menurun.
2. Dampak jangka panjang (individu yang lemah akan kalah bersaing dengan individu yang lebih kuat sehingga terjadi efek evolusi. Populasi hanya akan diisi oleh individu yang kuat, cerdas, dan besar dan yang kecil tersisih atau hilang tidak berkembang.

Faktor lingkungan yang dapat menurunkan daya biak populasi adalah:

1. Faktor yang tergantung pada kepadatan populasi (kekurangan bahan pangan, kekurangan ruang untuk hidup)
2. Faktor yang tidak tergantung kepadatan populasi ( terjadi penurunan suhu daerah pada suatu waktu sehingga dapat membunuh banyak individu dalam suatu populasi)

Komunitas

Komunitas adalah kumpulan dari berbagai populasi yang hidup pada suatu waktu dan daerah tertentu yang saling berinteraksi dan saling mempengaruhi satu sama lain. Komunitas memiliki derajat keterpaduan yang lebih kompleks bila dibandingkan dengan individu dan populasi.

Ekosistem

Ekosistem adalah suatu sistem ekologi yang terbentuk oleh hubungan timbal balik antara makhluk hidup dengan lingkungannya. Ekosistem adalah tatanan unsur lingkungan hidup yang merupakan kesatuan utuh menyeluruh dan saling mempengaruhi dalam membentuk keseimbangan, stabilitas, dan produktivitas lingkungan hidup. Ekosistem Ekosistem merupakan tingkatan yang lebih tinggi dari komunitas. Didalam ekosistem terdapat hubungan timbal balik antara organisme hidup dengan unsur abiotiknya faktor fisik dan kimia (suhu, sinar matahari, tanah, udara, air, dan lain-lain) yang membentuk suatu sistem yang dapat diketahui aliran energi dan materinya.

Biosfer

Biosfer merupakan tingkatan organisasi terbesar yang mencakup semua kehidupan di muka bumi dan adanya interaksi antar lingkungan fisik secara keseluruhan.

Studi Ekologi Tumbuhan dan Hewan

Studi ekologi tumbuhan dan hewan dikelompokkan menjadi dua, yaitu autekologi dan sinekologi. Autekologi merupakan studi hubungan timbal balik suatu jenis organisme dengan lingkungannya yang pada umumnya bersifat eksperimental dan induktif. Contoh studi autekologi adalah ekologi tikus yang diberi perlakuan tertentu, misalnya sebagian ruang geraknya terbatas, sebagian yang lain ruang geraknya bebas, lalu diukur perkembangan otaknya setelah waktu tertentu dan dibandingkan satu sama lain. Sinekologi merupakan studi dari kelompok organisme sebagai suatu kesatuan yang lebih bersifat filosofis, deduktif, dan umumnya deskriptif. Contoh studi sinekologi adalah ekologi hutan hujan tropis yang mengkaji berbagai jenis tumbuhan yang ada, populasi masing-masing jenis, kerapatan persatuan luas, fungsi berbagai tumbuhan yang ada, kondisi hutan atau tingkat kerusakan, hubungannya dengan tanah, air, atau komponen fisik lainnya.

Kedudukan dan Perkembangan Ekologi

Ekologi merupakan bagian dasar dari biologi. Ekologi sejajar dengan bagian dasar yang lain, misalnya biologi molekuler, biologi perkembangan, genetika, fisiologi, dan morfologi. Ekologi mengalami perkembangan sejalan dengan perkembangan ilmu dan teknologi. Perkembangan ekologi mempengaruhi ilmu yang lain, demikian juga perkembangan ilmu yang lain mempengaruhi ekologi. Ekologi berasal dari kata oikos yang artinya rumah dan logos yang artinya ilmu.

Secara harfiah ilmu ekologi adalah suatu ilmu yang mempelajari “tata rumah” atau “tata rumah tangga” manusia. Lambat laun bidang ilmu penelitian ekologi tidak terbatas pada manusia dan lingkungannya, tetapi penelitian juga meluas sampai pada penelitian atas semua jasad hidup dan lingkungannya. Ilmu ekologi dalam menganalisis tata lingkungan mempergunakan konsep model lingkaran. Lingkaran yang melukiskan proses rumah tangga lingkungan lazim dikenal dengan nama “lingkaran energi, materi, dan informasi” (Gambar 1). Dalam proses tersebut dikenal 2 golongan, yaitu: (1) golongan produsen, (2) golongan konsumen (termasuk jasad hidup pengurai).Selama proses aliran energi dan materi tidak terganggu, selama itu pula tata lingkungan tetap dalam “keseimbangan ekologis”.

Pada Gambar 1 menunjukkan bahwa ilmu ekologi mencurahkan perhatiannya pada pengaliran energi, materi, dan informasi. Jadi pada gambar 1 tersebut tampak adanya hubungan antara kehidupan masyarakat dengan lingkungannya. Seorang ahli ilmu hayat pencipta ilmu ekologi bernama Haeckel (1866) mengemukakan bahwa ilmu ekologi tergolong dalam disiplin “biologi”, karena ilmu ekologi mempelajari persyaratan biologis bagi jasad dan makhluk hidup dalam lingkungannya. Justru dari kalangan para ahli biologi, ilmu ekologi tidak mendapatkan perhatian secara layak. Ada beberapa ahli yang mengembangkan ilmu ekologi, di antaranya adalah ahli dalam bidang geografi fisik dan biografi. Ilmu ekologi pada awalnya merupakan suatu pengetahuan umum dan hanya mempelajari hubungan lingkungan secara individual atas dasar fisiologi. Pada waktu itu para cendekiawan, khususnya dari kalangan ilmu alam, kurang menaruh perhatian pada berbagai ilmu yang sifatnya umum, tetapi orang lebih banyak mengarahkan perkembangan ilmu-ilmu ke arah spesialisasi.

Gambar 1. Hubungan antara manusia dan lingkungan dengan aliran materi, energi, dan informasi.

Kedudukan dan Perkembangan Ekologi

Kebijakan pemerintah dan berbagai organisasi lain dalam “perlindungan alam dan lingkungan permukiman” serta “pemeliharaan dan pelestarian lingkungan” didasarkan atas hasil penelitian dan ajaran ilmu ekologi. Sebagai langkah lebih lanjut dari ilmu ekologi yang patut disinggung adalah diperkenalkannya “ekologi landscape”. Perhatian orang terhadap ilmu ekologi yang pada mulanya kurang, secara mendadak berubah. Perubahan sikap para cendekiawan dan politisi atas ilmu ekologi terjadi setelah dunia dilanda “krisis lingkungan hidup manusia”.

Pada dasawarsa 1970-an setelah diadakannya konferensi PBB tentang lingkungan hidup “Stockholm” (1972), perhatian cendekiawan, politisi, dan pemerintah dari negara-negara maju dan negara berkembang terhadap permasalahan lingkungan hidup berubah, termasuk dalam dunia ilmu pengetahuan dan penelitian lingkungan.Salah satu resolusi yang dihasilkan oleh konferensi Stockholm adalah didirikannya badan khusus dalam PBB yang memperoleh tugas untuk mengurus permasalahan lingkungan. Nama badan itu ialah UNEP (United Nations Environmental Program) yang berkedudukan di Nairobi (Kenya).

Pada setiap tanggal 5 Juni (hari pembukaan konferensi di Stockholm) oleh banyak negara, termasuk di Indonesia dijadikan sebagai hari lingkungan hidup untuk memperingatkan dunia atas bahaya yang terus-menerus mengancam lingkungan hidup kita. Hal tersebut merupakan wujud dari perkembangan ilmu ekologi.Para pakar ekologi pada awalnya mempelajari ekologi berawal dari geografi tumbuhan yang berkembang ke aspek lain yaitu komunitas tumbuhan yang kemudian berkembang menjadi ekologi komunitas.

Pada waktu yang hampir bersamaan juga berkembang berbagai studi mengenai dinamika populasi atau ekologi populasi. Studi ini kemudian berkembang menjadi ekologi perilaku. Perkembangan ini tentunya akan terus berlanjut sejalan dengan berjalannya waktu.Hingga beberapa tahun, dinamika populasi dan ekologi komunitas menjadi perhatian besar bagi para pakar ekologi .Dengan adanya perhatian yang besar terhadap berbagai faktor fisik lingkungan, kemudian timbul beberapa cabang ilmu ekologi seperti ekoklimatologi, fisioekologi, dan ekoenergetika.

Telah disebutkan sebelumnya bahwa ekologi adalah bagian dari biologi, tetapi ekologi tidak dapat dipisahkan dari ilmu-ilmu yang lain, seperti ilmu fisika, kimia, serta ilmu bumi dan antariksa. Ilmu fisika berperan penting dalam ekologi karena berbagai faktor fisik seperti suhu, kelembaban, cahaya, hujan, dan faktor fisik lainnya banyak terkait dalam studi ekologi. Ilmu kimia menduduki peran penting dalam ekologi karena proses kimia merupakan proses yang mendukung studi ekologi. Misalnya dalam siklus Carbon, Posfor, Nitrogen, dan Sulfur merupakan bagian penting dari ekologi. Ekologi modern memusatkan perhatian pada konsep ekosistem.

Penggunaan konsep ekosistem menuju kepada pendekatan baru yaitu pendekatan sistem. Pendekatan ini meliputi penggunaan model-model matematika, yang antara lain digunakan untuk menjelaskan secara lebih sederhana suatu ekosistem atau dapat pula untuk meramal/menduga perubahan-perubahan yang akan terjadi pada masa yang akan datang.Bahkan dalam perencanaan pembangunan, dapat diperkirakan dampak-dampak yang akan terjadi pada suatu ekosistem sehingga dapat direncanakan pula bagaimana mengeliminir dampak negatif yang akan terjadi.

Ekologi Restorasi

Ekologi adalah ilmu yang mempelajari hubungan timbal balik antara makluk hidup dengan lingkungannya. Restorasi berarti sebagai suatu perbaikan atau pemulihan .Ekologi restorasi dapat diartikan sebagai suatu penerapan ilmu ekologi yang berupaya untuk memperbaiki atau memulihkan suatu ekosistem rusak atau mengalami gangguan, sehingga dapat pulih atau mencapai suatu ekosistem yang mendekati kondisi aslinya. Untuk merestorasi ekosistem rusak, prinsip-prinsip dan pengetahuan ekologi merupakan sesuatu yang sangat penting untuk diperhatikan.Berbagai hal yang mendasar yang harus diketahui dalam memahami berbagai masalah dalam merestorasi suatu ekosistem yang rusak tersebut seperti : pengetahuan tentang spesies, komunitas dan ekosistem, ekotype, substitusi spesies, interaksi antar individu, spesies dan ekosistem, serta suksesi.

Merestorasi ekosistem rusak bertujuan untuk :

1. Protektif; dalam hal ini memperbaiki stabilitas lahan, mempercepat penutupan tanah dan mengurangi surface run off dan erosi tanah.
2. Produktif; yang mengarah pada peningkatan kesuburan tanah (soil fertility) yang lebih produktif, sehingga bisa diusahakan tanaman yang tidak saja menghasilkan kayu, tetapi juga dapat menghasilkan produk non-kayu (rotan, getah, obat-obatan, buah-buahan dan lain-lain), yang dapat dimanfaatkan oleh masyarakat di sekitarnya.
3. Konservatif; yang merupakan kegiatan untuk membantu mempercepat terjadinya suksesi secara alami kearah peningkatan keanekaragaman hayati spesies lokal; serta menyelamatkan dan pemanfaatan jenis-jenis tumbuhan potensial lokal yang telah langka.
4. Dengan semakin majunya kemampuan manusia dalam mengelola alam untuk memenuhi kebutuhan hidupnya, bukan mustahil akan terjadi kerusakan lingkungan.
5. Jika hal ini tidak diimbangi dengan upaya untuk merestorasi ekosistem tersebut, dikhawatirkan lingkungan akan rusak dan banyak terjadi bencana alam yang kelak akan merugikan kehidupan manusia itu sendiri.
6. Rusaknya ekosistem ulah manusia yang cenderung melakukan kegiatan tanpa menghiraukan dampak-dampak yang akan terjadi.
7. Ekosistem yang rusak dapat diartikan sebagai suatu ekosistem ekologi yang tidak dapat lagi menjalankan fungsinya secara optimal, seperti melindungi tanah, mengatur tata air, mengatur cuaca, dan fungsi-fungsi lainnya dalam mengatur perlindungan alam lingkungan.

Menurut Jordan (1985), Intensitas gangguan dikatogorikan sebagai berikut:

1. Ringan (apabila struktur dasar suatu ekosistem tidak terganggu, contohnya jika sebatang pohon besar mati dan kemudian roboh yang menyebabkan pohon lain rusak dan penebangan kayu yang dilakukan secara selektif dan hati-hati)
2. Moderat (apabila struktur hutannya rusak berat/hancur, namun produktifitasnya tanahnya tidak menurun, contohnya penebangan hutan primer untuk ditanami jenis tanaman lain seperti kopi, coklat, palawija dan lain-lainnya)
3. Berat (apabila struktur hutan rusak berat/hancur dan produkfitas tanahnya menurun, contohnya terjadi aliran lava dari gunung berapi dan penggunaan peralatan berat untuk membersihkan hutan, seperti areal pertambangan)
4. Berdasarkan ukurannya, gangguan dibagi menjadi gangguan kecil, sedang, dan besar. Sedangkan berdasarkan lamanya gangguan dapat diklasifikasikan menjadi gangguan jangka pendek, jangka menengah, dan jangka panjang.

karakteristik pengolahan lingkungan penambangan

Reklamasi Lahan Pasca Tambang Batubara

reklamasi lahan pasca tambang

alur restorasi lahan pasca tambang