Senin, 27 Oktober 2014

PENGERTIAN KESEIMBANGAN LINGKUNGAN dan DAUR BIOGEOKIMIA




A. PENGERTIAN KESEIMBANGAN LINGKUNGAN

Suatu lingkungan sebenarnya bersifat dinamis dan memiliki kemampuan untuk mendukung kelangsungan hidup makhluk hidup di dalamnya yang disebut daya dukung lingkungan. Lingkungan juga memiliki kemampuan untuk mengembalikan kondisi lingkungan ke keadaan seimbang ketika lingkungan mendapat gangguan atau kerusakan sampai batas tertentu yang disebut daya lenting lingkungan. Sebagai contohnya adalah keadaan sekitar Gunung Krakatau yang semula menjadi tempat hidup banyak organism, namun setelah terjadi letusan pada tahun 1883, keadaan sekitar menjadi rusak dan hamper seluruh organisme mati. Namun setelah sekitar 125 tahun kemudian, tempat itu kembali pulih seperti dulu lagi.
Keseimbangan lingkungan merupakan kemampuan lingkungan untuk mengatasi tekanan dari alam maupun dari aktivitas manusia, serta kemampuan lingkungan dalam menjaga kestabilan kehidupan di dalamnya. Keseimbangan lingkungan akan tercapai bila ada interaksi organisme dangan faktor lingkungan dan interaksi antarkomponen dalam suatu lingkungan dapat berjalan dengan proporsional.

1) Interaksi Antarkomponen
Ekosistem dalam Menjaga Keseimbangan Lingkungan
Ekosistem disusun oleh komponen biotik dan abiotik. Kedua komponen ini saling berinteraksi dalam menjaga keseimbangan lingkungan dan kestabilan ekosistem. Interaksi antarkomponen biotik dalam menjaga keseimbangan lingkungan dapat kita lihat pada peristiwa rantai makanan dan jaring-jaring makanan. Adanya interaksi yang saling membutuhkan antarkomponen biotik di rantai makanan dan jaring-jaring makanan, menyebabkan tidak akan ada satupun komponen biotik yang populasinya akan bertambah terlalu cepat atau menurun drastis. Pada lingkungan yang seimbang, tidak akan terjadi peningkatan atau penurunan populasi komponen biotic tertentu secara mencolok.
Selain interaksi antarkomponen biotik, terdapat juga interaksi antara komponen biotik dengan komponen abiotik. Keseimbangan lingkungan akan tercipta bila interaksi antarkomponen biotik dan abiotik berjalan dengan sesuai dan berkesinambungan. Faktor-faktor lingkungan seperti suhu, air, intensitas cahaya, kelembapan, salinitas, dan perubahan kondisi lingkungan juga dapat mengancam keseimbangan lingkungan.

2) Suksesi
Ketika gangguan yang masuk ke dalam suatu lingkungan berada di luar ambang batas toleransi maka keseimbangan lingkungan akan terganggu. Gangguan yang masuk ke lingkungan dapat berasal dari lingkungan alam atau akibat campur tangan manusia. Gangguan alam yang sangat merusak, seperti kebakaran, sempa bumi, badai, tornado, dan letusan gunung api dapat menghancurkan komunitas biologis. Setelah terjadi gangguan alam, lingkungan akan mengalami proses pemulihan. Struktur komunitas akan mengalami suatu perubahan yang disebut suksesi, yaitu proses perubahan komposisi spesies dalam suatu komunitas biologi akibat adanya gangguan pada komunitas itu. Terdapat 2 macam sussesi, yaitu suksesi primer dan suksesi sekunder.

a. Suksesi primer
Suksesi primer yaitu proses perubahan komposisi komunitas yang terjadi pada suatu kawasan yang pada mulanya hampir tidak ada kehidupan. Biasanya terjadi pada pulau vulkanis baru atau area yang awalnya tertutup glasier atau lapisan es. Contoh organism yang berperan pada suksesi primer yaitu lumut dan Lichenes. Organisme yang mampu tumbuh pertama kali dan kemudian membentuk suatu ekosistem disebut organism pionir atau spesies pionir.

b. Suksesi sekunder
Suksesi sekunder yaitu proses perubahan komposisi komunitas yang terjadi pada area yang mulanya ada kehidupan tetapi kemudian mengalami beberapa gangguan yang menyebabkan hilangnya komunitas yang ada di area itu dan hanya meninggalkan tanah yang tetap utuh. Tetapi pada umumya area itu akan pulih kembali. Contoh : hutan yang mengalami penebangan

c. Komunitas klimaks
Komunitas klimaks adalah komunitas yang dihasilkan dari proses suksesi. Didominasi organisme yang memiliki umur panjang, seperti pohon-pohon besar dan hewan yang memiliki siklus hidup yang panjang.

B. DAMPAK EKSPLOITASI BERLEBIHAN TERHADAP EKOSISTEM

Beberapa dampak negatif terhadap ekosistem akibat eksploitasi berlebihan manusia :

1. Fragmentasi dan Degradasi Habitat
Kawasan hutan yang pepohonannya banyak ditebang untuk memenuhi kesejahteraan manusia atau pembangunan jalan yang melintasi hutan merupakan contoh fragmentasi habitat. Fragmentasi dan degradasi habitat menyebabkan munculnya berbagai masalah, antaralain seperti kematian organisme karena hilangnya sumber makanan dan tempat tinggal dan menurunnya keanekaragaman spesies pada habitat tersebut.

2. Terganggunya Aliran Energi di Dalam ekosistem
Ketika proses penebangan dan pembakaran hutan selesai, maka kawasan itu kemudian akan ditanami satu jenis tumbuhan (sistem monokultur), contoh : padi. Hal itu menyebabkan aliran energi yang semula kompleks, yaitu antara beberapa jenis produsen, konsumen, dan detritivoria menjadi aliran energi yang lebih sederhana, yaitu satu jenis produsen, beberapa konsumen, dan detritivoria.

3. Resistensi Beberapa Spesies Merugikan
Penggunaan pestisida dan antibiotika yang berlebihan untuk membunuh populasi organism yang merugikan dapat menyebabkan munculnya populasi organisme yang kebal terhadap pestisida dan antibiotik tersebut.

4. Hilangnya Spesies Penting di Dalam Ekosistem
Hilangnya satu organisme dapat memberikan dampak yang cukup besar di dalam ekosistem.

5. Introduksi Spesies Asing
Introduksi spesies asing dapat merugikan dalam suatu ekosistem karena spesies tersebut tidak memiliki predator alami.. contohnya ledakan populasi tanaman enceng gondok, dikarenakan tidak terdapatnya predator alami (Neochetine eichhorniae) yang mengontrol pertumbuhan populasi tanaman tersebut.

6. Berkurangnya Sumber Daya Alam Terbaharui
Semua sumber daya alam yang dapat diperbaharui seperti kayu, tanduk, dan gading jika digunakan dan dieksploitasi secara berlebihan akan menurunkan jumlah dan kualitas sumber daya alam tersebut.

7. Terganggunya Daur Materi di Dalam Ekosistem
Meningkatnya aktivitas manusia di dunia berpengaruh terhadap daur biogeokimia. Contohnya daur karbon yang terganggu akibat semakin banyaknya penggunaan bahan bakar. Melimpahnya CO2 yang dihasilkan dari proses pembakarandapat memberikan efek buruk, salah satunya adalah pemanasan global.

C. EKSPLOITASI BERLEBIHAN PADA EKOSISTEM DARAT DAN AKUATIK

1) Ekosistem Darat
Ekosistem darat mencakup seluruh bioma yang terdapat di daratan, meliputi hutan, padang rumput, gurun, dan sebagainya. Eksploitasi berlebihan pada ekosistem darat sebagian besar terjadi pada ekosistem hutan. Semakin banyaknya manfaat yang dihasilkan dari ekosistem hutan, maka semakin banyak pula manusia yang menggunakan sumber daya hutan untuk kesejahteraan hidupnya secara berlebihan tanpa memperhatikan keseimbangan ekonomi.
Hutan, terutama hutan hujan tropis, merupakan pengkonsumsi karbon dioksida terbesar karna vegetasinya memerlukan CO2 untuk fotosintesis. Namun, adanya CO2 yang berlebih yang menyebabkan pemanasan global. Salah satu efek pemanasan global adalah mencairnya es di kutub. Bila es mencair, maka permukaan air laut akan naik yang dapat mempengaruhi keseimbangan ekologis di seluruh bumi. Kebakaran hutan dan penebangan pohon dalam jumlah besar juga menyebabkan hilangnya habitat makhluk hidup yang tinggal di dalamnya.
2) Ekosistem Akuatik
Ekosistem akuatik yang meliputi laut, sungai, danau, dan perairan lainnya dapat mengalami eksploitasi pula. Eksploitasi sumber daya akuatik dapat berupa penangkapan organisme laut secara berlebihan. Rusaknya atau pengambilan terumbu karang dapat menyebabkan hilangnya tempat tinggal bagi organisme yang ada pada ekosistem terumbu karang.
Ancaman lain yang dapat mengganggu ekosistem perairan adalah penggunaan ekosistem perairan sebagai daerah wisata. Penetapan daerah wisata perairan dapat dikatakan sebagai eksploitasi apabila daerah wisata tersebut tidak dikelola dengan baik. Misalnya pantai yang telah tercemar oleh sampah yang dibuang pengunjung tempat wisata tersebut. Hal itu akan mengganggu keberadaan organisme yang ada di ekosistem tersebut.

D. UPAYA MENJAGA KESEIMBANGAN LINGKUNGAN

Beberapa contoh upaya untuk menjaga keseimbangan lingkungan, yaitu :
Mengurangi penggunaan kertas dan mendaur ulangnya
Mengurangi penggunaan bahan-bahan kimia dalam rumah tangga karena dapat mencemari lingkungan
Tidak boros dalam penggunaan air dan membangun daerah resapan air di halaman rumah
Mengurangi produksi sampah, memisahkan sampah, dan mendaur ulangnya
Menghemat penggunaan bahan bakar
Menghentikan jual-beli berbagai spesies hewan langka
Tidak membakar hutan untuk membuka lahan
Menerapkan sistem bercocok tanam yang memperhatikan lingkungan, yaitu dengan mengendalikan hama secara alami dengan metode biological control (menggunakan musuh alami dari hama). Upaya ini untuk mencegah munculnya populasi hama yang resisten terhadap pestisida.
Pengawasan ketat oleh pemerintah terhadap berbagai produk impor. Upaya ini untuk mencegah masuknya spesies asing ke dalam negeri
Hal terpenting yang perlu dilakukan dalam rangka menjaga keseimbangan lingkungan adalah upaya pelestarian hutan dengan cara reboisasi, tidak melakukan penebangan hutan secara acak, dan menghentikan penebangan hutan secara liar. Penegakan hukum yang tegas dan adil juga perlu dilakukan terhadap perambah dan penebang hutan liar

DAUR BIOGEOKIMIA


 http://adelkudel30.files.wordpress.com/2011/10/daur-biogeokiia.jpg 



 Unsur-unsur seperti karbon, nitrogen, fosfor, belerang, hidrogen, dan oksigen adalah beberapa di antara unsur yang penting bagi kehidupan. Unsur-unsur tersebut diperlukan oleh makhluk hidup dalam jumlah yang banyak, sedangkan unsur yang lain hanya dibutuhkan dalam jumlah yang sedikit. Meskipun setiap saat unsur-unsur yang ada tersebut dimanfaatkan oleh organisme, keberadaan unsur-unsur tersebut tetap ada. Hal tersebut dikarenakan, unsur yang digunakan oleh organisme untuk menyusun senyawa organik dalam tubuh organisme, ketika organisme-organisme tersebut mati, unsur-unsur penyusun senyawa organik tadi oleh pengurai akan dikembalikan ke alam, baik dalam tanah ataupun dikembalikan lagi  ke udara. Jadi, dalam proses tersebut melibatkan makhluk hidup, tanah, dan reaksi-reaksi kimia di dalamnya. Itulah yang dimaksud sebagai daur biogeokimia. Berikut ini akan dibahas macam-macam daur biogeokimia yang ada di alam ini, antara lain:

1. Daur Nitrogen



 http://adelkudel30.files.wordpress.com/2011/10/nitrogen.jpg


Gas nitrogen ikatannya stabil dan sulit bereaksi, sehingga tidak bisa dimanfaatkan secara langsung oleh makhluk hidup. Nitrogen dalam tubuh makhluk hidup merupakan komponen penyusun asam amino yang akan membentuk protein. Nitrogen bebas juga dapat bereaksi dengan hidrogen atau oksigen dengan bantuan kilat atau petir membentuk nitrat (NO). Tumbuhan menyerap nitrogen dalam bentuk nitrit ataupun nitrat dari dalam tanah untuk menyusun protein dalam tubuhnya. Ketika tumbuhan dimakan oleh herbivora, nitrogen yang ada akan berpindah ke tubuh hewan tersebut bersama makanan. Ketika tumbuhan dan hewan mati ataupun sisa hasil ekskresi hewan (urine) akan diuraikan oleh dekomposer menjadi amonium dan amonia. Oleh bakteri nitrit (contohnya Nitrosomonas), amonia akan diubah menjadi nitrit, proses ini disebut sebagai nitritasi. Kemudian, nitrit dengan bantuan bakteri nitrat (contohnya Nitrobacter) akan diubah menjadi nitrat, proses ini disebut sebagai proses nitratasi. Peristiwa proses perubahan amonia menjadi nitrit dan nitrat dengan bantuan bakteri disebut sebagai proses nitrifikasi. Adapula bakteri yang mampu mengubah nitrit atau nitrat menjadi nitrogen bebas di udara, proses ini disebut sebagai denitrifikasi. Di negara-negara maju, nitrogen bebas dikumpulkan untuk keperluan industri. Selain karena proses secara alami melalui proses nitrifikasi, penambahan unsur nitrogen di alam dapat juga melalui proses buatan melalui pemupukan. Reaksi kimia pada proses nitrifikasi adalah sebagai berikut.

2. Daur Fosfor

 
 http://adelkudel30.files.wordpress.com/2011/10/fosfor.jpg

Unsur fosfor merupakan unsur yang penting bagi kehidupan, tetapi persediaannya sangat terbatas. Dengan kemampuannya untuk membentuk ikatan kimia berenergi tinggi, fosfor sangat penting dalam transformasi energi pada semua organisme. Sumber fosfor terbesar dari batuan dan endapan-endapan yang berasal dari sisa makhluk hidup. Sumber ini lambat laun akan mengalami pelapukan dan erosis, bersamaan dengan itu fosfor akan dilepaskan ke dalam ekosistem. Tetapi sebagian besar senyawa fosfor akan hilang ke perairan dan diendapkan. Fosfor dalam tubuh merupakan unsur penyusun tulang, gigi, DNA atau RNA, dan protein. Daur fosfor dimulai dari adanya fosfat anorganik yang berada di tanah yang diserap oleh tumbuhan. Hewan yang memakan tumbuhan akan memperoleh fosfor dari tumbuhan yang dimakannya. Tumbuhan atau hewan yang mati ataupun sisa ekskresi hewan (urine dan feses) yang berada di tanah, oleh bakteri pengurai akan menguraikan fosfat organik menjadi fosfat anorganik yang akan dilepaskan ke ekosistem.

3. Daur Belerang (Sulfur)

http://adelkudel30.files.wordpress.com/2011/10/belerang.jpg


 Belerang dalam tubuh organisme merupakan unsur penyusun protein. Di alam, sulfur (belerang) terkandung dalam tanah dalam bentuk mineral tanah dan di udara dalam bentuk SO atau gas sulfur dioksida. Ketika gas sulfur dioksida yang berada di udara bersenyawa dengan oksigen dan air, akan membentuk asam sulfat yang ketika jatuh ke tanah akan menjadi bentuk ion-ion sulfat (SO4 2- ). Kemudian ion-ion sulfat tadi akan diserap oleh tumbuhan untuk menyusun protein dalam tubuhnya. Ketika manusia atau hewan memakan tumbuhan, maka akan terjadi perpindahan unsur belerang dari tumbuhan ke tubuh hewan atau manusia. Ketika hewan atau tumbuhan mati, jasadnya akan diuraikan oleh bakteri dan jamur pengurai dan menghasilkan bau busuk, yaitu gas hidrogen sulfida (H2S) yang akan dilepas ke udara dan sebagian tetap ada di dalam tanah. Gas hidrogen sulfida yang ada di udara akan bersenyawa dengan oksigen membentuk sulfur oksida, dan yang di tanah oleh bakteri tanah akan diubah menjadi ion sulfat dan senyawa sulfur oksida yang nanti akan diserap kembali oleh tumbuhan.

4. Daur Karbon
 
 
 http://adelkudel30.files.wordpress.com/2011/10/karbon.jpg

 Sumber-sumber CO2 di udara berasal dari respirasi manusia dan hewan, erupsi vulkanik, pembakaran batu bara, dan asap pabrik. Karbon dioksida di udara dimanfaatkan oleh tumbuhan untuk berfotosintesis dan menghasilkan oksigen. Hewan dan tumbuhan yang mati, dalam waktu yang lama akan membentuk batu bara di dalam tanah. Batu bara akan dimanfaatkan lagi sebagai bahan bakar yang juga menambah kadar CO2 di udara. Di ekosistem air, pertukaran CO2 dengan atmosfer berjalan secara tidak langsung. Karbon dioksida berikatan dengan air membentuk asam karbonat yang akan terurai menjadi ion bikarbonat. Bikarbonat adalah sumber karbon bagi alga yang memproduksi makanan untuk diri mereka sendiri dan organisme heterotrof lain. Sebaliknya, saat organisme air berespirasi, CO2 yang mereka keluarkan menjadi bikarbonat. Jumlah bikarbonat dalam air adalah seimbang dengan jumlah CO2 di air. Lintasan arus utama siklus karbon adalah dari atmosfer atau hidrosfer ke dalam jasad hidup, kemudian kembali lagi ke atmosfer atau hidrosfer

5. Daur Hidrologi (Air)
http://adelkudel30.files.wordpress.com/2011/10/r.jpg

Pemanasan air samudra oleh sinar matahari merupakan kunci proses siklus hidrologi tersebut dapat berjalan secara kontinu. Air berevaporasi kemudian jatuh sebagai presipitasi dalam bentuk hujan, salju, hujan es, hujan gerimisPemanasan air samudra oleh sinar matahari merupakan kunci proses siklus hidrologi tersebut dapat berjalan secara kontinu. Air berevaporasi kemudian jatuh sebagai presipitasi dalam bentuk hujan, salju, hujan es, hujan gerimis, atau kabut. Pada perjalanan menuju bumi, beberapa presipitasi dapat berevaporasi kembali ke atas, atau langsung jatuh yang kemudian diintersepsi oleh tanaman sebelum mencapai tanah. Setelah mencapai tanah siklus hidrologi terus bergerak secara kontinu dalam tiga cara yang berbeda:

a. Evaporasi (transpirasi)
Air yang ada di laut, di daratan, di sungai, di tanaman, dan sebagainya, kemudian akan menguap ke angkasa (atmosfer) dan akan menjadi awan. Pada keadaan jenuh, uap air (awan) itu akan menjadi bintik-bintik air yang selanjutnya akan turun (precipitation) dalam bentuk hujan, salju, es, dan kabut.

b. Infiltrasi (perkolasi)
Ke dalam tanah air bergerak ke dalam tanah melalui celah-celah dan pori-pori tanah dan batuan menuju permukaan air tanah. Air dapat bergerak akibat aksi kapiler, atau air dapat bergerak secara vertikal atau horizontal di bawah permukaan tanah hingga air tersebut memasuki kembali sistem air permukaan.

c. Air permukaan
Air bergerak di atas permukaan tanah, dekat dengan aliran utama dan danau, makin landai lahan maka makin sedikit pori-pori tanah, maka aliran permukaan semakin besar. Aliran permukaan tanah dapat dilihat biasanya pada daerah urban. Sungai-sungai bergabung satu sama lain dan membentuk sungai utama yang membawa seluruh air permukaan di sekitar daerah aliran sungai menuju laut.

6. Daur Oksigen

 http://adelkudel30.files.wordpress.com/2011/10/karbon.jpg

oksigen (O2) dalam keadaan bebas terdapat di atmosfer dan di dalam air. Oksigen tersebut diambil atau digunakan oleh makhluk hidup seperti tumbuhan, hewa, dan manusia untuk pernapasan (respirasi). Oksigen yang diambil itu kemudian diganti oleh tumbuhan hijau yang melepas oksigen ke atmosfer pada saat berlangsungnya proses fotosintesis.