ekologi

BAHAN AJAR
EKOLOGI DAN ILMU LINGKUNGAN

Disusun oleh :
PRIMA WIDAYANI

PROGRAM DIPLOMA
SISTEM INFORMASI GEOGRAFI DAN PENGINDERAAN JAUH
FAKULTAS GEOGRAFI UNIVERSITAS GADJAH MADA
YOGYAKARTA

PENDAHULUAN

POKOK BAHASAN :
1. Pengertian Ekologi dan Ilmu Lingkungan
2. Kaitan ekologi dengan ilmu lain
3. Alam, lingkungan, ekosistem dan komponennya
4. Arus Energi
5. Penerapan asas-asas ekologi dalam kehidupan manusia, bermasyarakat dan pemanfaatan sumberdaya alam
6. Terapan PJ & SIG dalam kajian ekologi dan ilmu lingkungan.

Pengertian Ekologi
Ekologi berasal dari bahasa latin, yaitu dari kata oikos dan logos.
• Oikos = lingkungan tempat tinggal
• Logos = ilmu
Ekologi adalah ilmu yang mempelajari hubungan timbal balik antara makhluk hidup dengan lingkungan tempat tinggalnya (darat, air dan udara).
Isilah ekologi pertama kali digunakan oleh Arnest Haeckel, pada pertengahan tahun 1960 an .
Jadi secara harfiah ekologi dapat diartikan sebagai ilmu tentang mahluk hidup dalam lingkungannya atau ilmu tentang rumah tangga mahluk hidup

Ilmu ekologi dpat dibagi menjadi :
1. Ekologi Tumbuhan

2. Ekologi Hewan

3. Ekologi Manusia

4. Ekologi Binaan
Untuk memudahkan pemahaman mengenai ekologi, kita analogikan dengan ekonomi. Ekologi dan ekonomi mempunyai alat transaksi.
Ekonomi à uang
Ekologi à materi, energi dan informasi.
Ekologi dapat disebut sebagai ekonomi alam yang melakukan transaksi dalam bentuk materi, energi dan informasi

EKOLOGI MELIPUTI :
1. Individu
Adalah satuan struktur yang membangun suatu kehidupan dalam bentuk mahluk.
contoh : dalam sebuah kebun terdapat pohon jambu, pohon mangga, pohon pisang, setiap pohon tersebut dikatakan sebagai individu.
2. Populasi
adalah kumpulan individu dari jenis yang sama dan berada di suatu tempat dan waktu tertentu.
Contoh : Populasi banteng di Jawa
Populasi banteng di sumatra
Jika kepadatan populasi meningkat à kebutuhan makanan, tempat tinggal dan kebutuhan lain meningkat pula. Jika lingkungan sudah tidak mampu menyediakan kebutuhan populasi, maka akan terjadi persaingan/kompetisi, yang mengakibatkan :
a. Dalam jangka pendek menimbulkan adanya kelahiran, kematian, perpindahan populasi (migrasi)
b. Dalam jangka waktu yang panjang menimbulkan evolusi

3. Komunitas
Komunitas adalah kumpula beberapa populasi yang saling berinteraksi satu sama lain, yang hidup di suatu tempat yang sama.

4. Ekosistem
adalah tingkat organisasi yang lebih tinggi dari komunitas. Pada ekosistem terdapat hubungan timbal balik antara organisme yang hidup dan lingkungan abiotiknya, yang membentuk suatu sistem yang dapat diketahui aliran energi dan siklus materinya.

Dilihat dari unsur-unsur penyusunnya, komponen ekosistem dapat dibedakan menjadi 4 macam, yaitu :
a. Bahan tak hidup atau abiotik, yaitu komponen fisik dan kimia yang terdiri dari air, udara, sinar matahari yang merupakan medium bagi berlangsungnya kehidupan.
b. Produsen yaitu organisme autotrofik yaitu organisme yang dapat mensintesa makananya (menyediakan makanan sendiri)
c. Konsumen yaitu organisme heterotrofik (organisme yang hanya dapat memanfaatkan bahan makanan yang disediakan oleh organisme lain)
d. Pengurai, perombak atau dekomposer, yaitu organisme heterotrofik yang menguraikan bahan organik yang berasal dari organisme mati.

Pengertian Ilmu Lingkungan

Parker (1990) menulis “ The study of environmental science encompasses the field of ecology, geophysiscs, geochemistry, forestry, public health, meteorology, agriculture, oceanography, soil science, and mining, civil, petroleum, and power engineering”

Kajian ilmu lingkungan lebih banyak dan luas ruang lingkupnya meliputi 3 unsur , yaitu : ABC
A = Abiotic (Fisik)
B = Biotic (Biologi)
C = Culture (Sosial)

Ilmu lingkungan bersifat menyeluruh (komprehensif) dan melibatkan berbagai disiplin ilmu (interdisiplin-multidisiplin), antara lain :
• Biologi lingkungan (ekologi)
• Kimia lingkungan
• Fisika lingkungan dll.
Jadi ekologi tidak sama dengan ilmu lingkungan, ekologi merupakan bagian dari ilmu lingkungan.

Kaitan Ekologi dengan Ilmu lain

Ekologi memiliki kaitan dengan biosains dan fisikosains.

Contoh : kegiatan pertambangan (geologi) akan mempengaruhi unsur lainnya, antara lain hidrologi yang dapat mempengaruhi bidang biosains, misalnya morfologi ikan.
Ini sebagai contoh adanya keterkaitan antar semua unsur.

Coba beri contoh lainnya !!!!

ALAM, EKOSISTEM, LINGKUNGAN DAN KOMPONENNYA

Alam sekitar merupakan penampung keperluan hidup dengan memberikan sumber makanan, udara dan sumber tenaga.

Alam sekitar yang berkualitas ialah alam sekitar yang dapat memenuhi semua keperluan hidup ini dengan baik dengan pencemaran pada kondisi yang minimum.

Contohnya:
• Udara perlu bersih untuk pernafasan hawan dan tumbuhan. Udara yang tercemar akan mengganggu proses ini. Pencemaran udara akan menyebabkan penyakit yang menyerang sistem respirasi.
• Air yang bersih juga penting untuk kehidupan. Kira-kira 70% daripada kandungan sel adalah air. Air sungai yang dicemari dengan sisa kilang dan kawasan pertambangan akan merusak habitat mahkluk hidup akuatik dan seterusnya mengakibatkan kematian.

Ekosistem
ialah tatanan unsur lingkungan hidup yang merupakan kesatuanutuh menyeluruh dan saling mempengaruhi dalam membentuk keseimbangan, stabilitas, dan produktivitas lingkungan hidup.

Ekosistem utama di wilayah tropis (Indonesia) :
1. Ekosistem hutan hujan tropis
2. Ekosistem terumbu karang
3. Ekosistem mangrove
4. Ekosistem pesisir
5. Ekosistem sungai
6. Ekosistem pegunungan dan gua kapur
7. Ekosistem binaan

1. Ekosistem Hutan Hujan Tropis

Ekosistem hutan hujan tropis memiliki keanekaragaman hayati yang sangat tinggi, dimana dalam luasan 1 m2 terdapat ratusan jenis keanekaragaman hayati (flora, fauna, mikroorganisme).

MacKinnon, 1993, menyatakan bahwa sebagian ciri-ciri yang menjadi alasan untuk melindungi suatu kawasan adalah :
• Keunikan ekosistem,
• Spesies khusus yang diminati,
• Nilai kelangkaan,
• Llandskap yang bernilai estetik,
• Fungsi hidrologi.

Karakteristik Hutan Hujan Tropis :
• Curah hajannya tinggi, merata sepanjang tahun, yaitu antara 200 – 225cm/tahun.
• Matahari bersinar sepanjang tahun.
• Perubahan suhunya relatif kecil.
• Di bawah kanopi atau tudung pohon, gelap sepanjang hari, sehingga tidak ada perubahan suhu antara siang dan malam hari.
• Flora: pada biorna hutan tropis 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 (rotan) dan epifit(anggrek).
• Fauna : Diurnal yaitu hewan yang aktif pada siang hari.
Nokfurnal yaitu hewan yang aktif pada malam hari, misalnya: burung
hantu.

2. Ekosistem Terumbu Karang

Terumbu karang merupakan ekosistem yang amat peka dan sensitif sekali. Ini dikarenakan kehidupan di terumbu karang di dasari oleh hubungan saling tergantung antara ribuan makhluk. Rantai makanan adalah salah satu dari bentuk hubungan tersebut.

Karakteristik :
• Terdapat pada perairan yang relatif dangkal dan jernih
• Suhunya air ( > 22 derjat celcius)
• Memiliki kadar karbonat yang tinggi untuk membentuk kerangka hewan
penyusun karang dan biota lainnya.
• Hidup baik pada perairan tropis dan sub tropis karena banyak sinar matahari.
• Sinar matahari diperlukan untuk proses fotosintesis,

Terumbu karang di Indonesia :
• Terbentuk sejak 450 juta tahun silam.
• Variasi bentuk pertumbuhannya sangat kompleks dan luas sehingga bisa ditumbuhi oleh jenis biota lain
• Luas areal terumbukarangnya seluas 60.000 km2
• Terdapat 354 jenis karang yang termasuk kedalam 75 marga.
• Indonesia merupakan pusat distribusi terumbu karang untuk seluruh Indo-Pasifik.
• Indonesia, mempunyai terumbu karang terluas di dunia yang tersebar mulai dari Sabang- Aceh sampai ke Irian Jaya.
• Memiliki nilai ekonomis
– Sebagai sumber perikanan, terumbu karang memberikan penghasilan antara
lain bagi dunia industri ikan hias
-Terumbu karang juga merupakan sumber devisa bagi negara, termasuk usaha
pariwisata yang dikelola oleh masyarakat setempat dan para pengusaha
pariwisata bahari

Manfaat terumbu karang adalah :
• Tempat tinggal, berkembang biak dan mencari makan ribuan jenis ikan, hewan dan tumbuhan yang menjadi tumpuan kita.
• Sumberdaya laut yang mempunyai nilai potensi ekonomi yang sangat tinggi.
• Sebagai laboratorium alam untuk penunjang pendidikan dan penelitian
• Terumbu karang merupakan habitat bagi sejumlah spesies yang terancam punah serti kima raksasa dan penyu laut

3. Ekosistem Mangrove

Mangrove adalah suatu komunitas tumbuhan atau suatu individu jenis tumbuhan yang membentuk komunitas tersebut di daerah pasang surut, (Kusmana, 2002)

Karakteristik :
• Secara alami dipengaruhi oleh pasang surut air laut, tergenang pada saat pasang naik dan bebas dari genangan pada saat pasang rendah.
• Terdiri atas lingkungan biotic dan abiotik yang saling berinteraksi di dalam suatu habitat mangrove.

Luas ekosistem mangrove di Indonesia mencapai 75% dari total mangrove di Asia Tenggara, atau sekitar 27% dari luas mangrove di dunia.

Ekosistem Mangrove di Indonesia :

• Memiliki keanekaragaman jenis yang tertinggi di dunia, seluruhnya tercatat 89 jenis, antara lain: Bakau (Rhizophora. spp.), Api-api (Avicennia spp.), Pedada (Sonneratia spp.), Tanjang (Bruguiera spp.), Nyirih (Xylocarpus spp.), Tenger (Ceriops spp) dan, Buta-buta (Exoecaria spp.).
• Sebaran mangrove di Indonesia terutama di wilayah pesisir Sumatera, Kalimantan dan Papua.
• Luas penyebaran mangrove terus mengalami penurunan :
Tahun 1982 = 4,25 juta hektar
Tahun 1987 = 3,24 juta hektar
Tahun 1993 = 2,50 juta hektar

Kecenderungan penurunan tersebut mengindikasikan bahwa terjadi degradasi hutan mangrove yang cukup nyata, yaitu sekitar 200 ribu hektar/tahun. Hal tersebut disebabkan oleh kegiatan konversi menjadi lahan tambak, penebangan liar dan sebagainya (Dahuri, 2002).

Manfaat Ekosistem Mangrove :

Mangrove merupakan sumber daya alam yang dapat dipulihkan (renewable resources atau flow resources) yang mempunyai manfaat ganda (manfaat ekonomis dan ekologis).

Manfaat ekonomis :
• Hasil berupa kayu (kayu bakar, arang, kayu konstruksi, dll.) dan
• Sebagai obyek wisata menarik

Manfaat ekologis :
• Sebagai proteksi dari abrasi/erosi, gelombang atau angin kencang
• Pengendali intrusi air laut
• Habitat berbagai jenis fauna
• Sebagai tempat mencari makan, memijah dan berkembang biak berbagai jenis ikan dan udang
• Pembangun lahan melalui proses sedimentasi
• Pengontrol penyakit malaria
• Memelihara kualitas air (meredukasi polutan, pencemar air)
• Penyerap CO2 dan penghasil O2 yang relatif tinggi dibanding tipe hutan lain.

Mangrove mempunyai nilai produksi bersih (PPB) yang cukup tinggi, yakni:
• Biomassa (62,9 – 398,8 ton/ha),
• Guguran serasah (5,8 – 25,8 ton/ha/th),
Besarnya nilai produksi primer tersebut cukup berarti bagi penggerak rantai pangan kehidupan berbagai jenis organisme akuatik di pesisir dan kehidupan masyarakat pesisir.

Ekosistem mangrove juga merupakan perlindungan pantai secara alami untuk mengurangi resiko terhadap bahaya tsunami.
Hasil penelitian yang dilakukan di Teluk Grajagan, Banyuwangi, Jawa Timur, menunjukkan bahwa dengan adanya ekosistem mangrove telah terjadi reduksi tinggi gelombang sebesar 0,7340, dan perubahan energi gelombang sebesar (E) = 19635.26 joule (Pratikto dkk., 2002).

4. Ekosistem Pesisir

Wilayah pesisir merupakan daerah pertemuan antara ekosistem darat dan laut.
• Ke arah darat meliputi bagian tanah baik yang kering maupun yang terendam air laut, dan masih dipengaruhi oleh sifat-sifat fisik laut seperti pasang surut, ombak dan gelombang serta perembesan air laut.
• Ke arah laut mencakup bagian perairan laut yang dipengaruhi oleh proses alami yang terjadi di darat seperti sedimentasi dan aliran air tawar dari sungai maupun yang disebabkan oleh kegiatan manusia di darat seperti penggundulan hutan, pembuangan limbah, perluasan permukiman serta intensifikasi pertanian.

Wilayah pesisir memiliki beberapa karakteristik, yaitu:

• Wilayah pertemuan antara berbagai aspek kehidupan yang ada di darat, laut dan udara, sehingga bentuk wilayah pesisir merupakan hasil keseimbangan dinamis dari proses pelapukan (weathering) dan pembangunan ketiga aspek di atas.
• Sebagai habitat dari berbagai jenis ikan, mamalia laut, dan unggas untuk tempat pembesaran, pemijahan, dan mencari makan;
• Wilayahnya sempit, tetapi memiliki tingkat kesuburan yang tinggi dan sumber zat organik penting dalam rantai makanan dan kehidupan darat dan laut.
• Memiliki gradian perubahan sifat ekologi yang tajam dan pada kawasan yang sempit akan dijumpai kondisi ekologi yang berlainan
• Tempat bertemunya berbagai kepentingan pembangunan baik pembangunan sektoral maupun regional serta mempunyai dimensi internasional.
Wilayah pesisir memiliki beberapa bentuk dan tipe geomorfologi pantai yang sangat bergantung pada letak, kondisi, dan posisi pantai itu

Bentuk dan tipe pantai :
• Tipe pantai landai terdapat di pantai utara Jawa, pantai timur Sumatera dan pantai selatan Kalimantan.
• Tipe pantai campuran terdapat di Sulawesi dan kepulauan Indonesia timur
• Tipe pantai terjal terdapat di pantai selatan Jawa dan pantai barat Sumatera.
• Pada pulau-pulau besar (Sumatera, Jawa, Kalimantan, Sulawesi, dan Papua), sering terdapat sungai besar yang mengalir ke laut, yang sangat berpengaruh terhadap bentuk dan tipe pantai di sekitarnya serta material yang membentuknya, ada yang membentuk laguna (Segara Anakan), delta (Delta Mahakam) atau gumuk pasir.

5. Ekosistem Sungai

Sungai, dalam sejarahnya, telah memberi manfaat besar bagi umat manusia, hingga kini.
Manfaat tersebut antara lain :
• Sebagai sumber air,
• Sarana perhubungan,
• Sumber tenaga (listrik dengan PLTA),
• Sebagai sumber pangan, karena menyimpan keragaman plasma nutfah.

Kelestarian ekosistem sungai memiliki kaitan erat dengan hutan
MENGAPA ?????
Kerusakan hutan, yang kerap terjadi di daerah dengan kelerengan curam, berpengaruh terhadap kerusakan ekosistem sungai, yang hulunya ke arah hutan. Ini terjadi karena dalam daur hidro-orologis, terdapat suatu rantai perjalanan air: mulai saat hujan hingga bermuara ke laut.
Kawasan hutan yang dikategorikan sebagai daerah tangkapan air hujan, merupakan bagian dari mata rantai itu. Sebab, hutan pada daerah perbukitan dan pergunungan berfungsi sebagai penyimpan cadangan air hujan, sekaligus penyaring yang bekerja secara alami.
Proses penyaringan dari berbagai strata vegetasi, disertai kemampuan vegetasi menahan laju erosi lapisan atas tanah, mampu mengurangi gangguan pada ekosistem sungai secara alami pula.

Beberapa bencana seperti erosi, pendangkalan sungai di hilir, penurunan kualitas air sungai serta kepunahan spesies, terjadi karena hutan yang berada di hulu mengalami penggundulan.
Jika dilakukan secara besar-besaran, akan mempengaruhi persediaan air tanah pada musim kemarau. Ini terkait dengan fungsi hutan sebagai kantung (penahan) air.
Pada daerah yang gradien muka air tanahnya tinggi, daerah itu akan mudah kekurangan air di musim kemarau. Alasannya, permukaan air sungai lebih rendah dari permukaan air tanah.

Akibat penggundulan hutan (deforestasi), selain berdampak pada sungai, secara tidak langsung juga mempengaruhi pertumbuhan pohon dan tanaman. Sebab, kandungan lengas tanah yang seharusnya cukup, menjadi berkurang karena air hujan lebih sedikit yang terinfiltrasi ke dalam lapisan tanah. Pengaruh lebih luas adalah berkurangnya populasi ikan di sungai.

Beberapa jenis ikan kurang mampu beradaptasi karena terjadi perubahan habitat secara cepat. Perubahan intensitas penetrasi sinar matahari, oksigen, kandungan mineral dan tingkat keasaman (PH), adalah beberapa penyebabnya.
Dengan berkurangnya populasi ikan, ini juga berdampak secara luas pada siklus rantai makanan. Populasi satwa, di antaranya, akan ikut berkurang karena kehilangan makanan.

Menjaga kelestarian ekosistem sungai sama halnya dengan menghindari kepunahan generasi mendatang. Salah satu cara untuk mengantisipasinya adalah dengan mencoba ramah pada alam dan hutan yang masih tersisa.

6. Ekosistem Pegunungan

Wilayah Indonesia mempunyai kurang lebih 400 gunung dan 129 diantaranya merupakan gunungapi atau 13% dari jumlah gunungapi di seluruh dunia.

Fungsi Ekosistem Pegunungan :
• Bagian hulu dari DAS merupakan daerah pegunungan yang sangat penting bagi pengendali tata air. Saat ini terdapat lebih dari 49 DAS utama di Indonesia dalam kondisi yang memprihatinkan.
• Sebagai habitat keanekaragaman hayati dan dalam menjaga stabilitas iklim regional. Indonesia merupakan negara mega biodiversity yang ketiga setelah Brasil dan Zaire.
• Udara yang bersih dan sejuk, keindahan dan keunikan alamnya serta budaya masyarakat pegunungan merupakan potensi bagi pengembangan ekowisata yang dijadikan sebagai pariwisata unggulan.
• Menyimpan berbagai potensi sumberdaya energi dan mineral, seperti untuk pembangunan listrik tenaga air, pertambangan emas dan tembaga.
• Tanahnya yang sangat subur menjadikan ekosistem pegunungan banyak memberikan hasil hutan dan pertanian.

Dari berbagai potensi ekosistem pegunungan tersebut, tidak jarang dalam pemanfaatannya dilakukan dengan cara-cara yang salah dan seringkali terjadi konflik kepentingan. Keadaan ini akan mengakibatkan terganggunya fungsi ekosistem pegunungan bagi manusia dan lingkungan di bawahnya.

7. Ekosistem Karst/ Gua kapur

Karst adalah nama kawasan batu gamping di daerah Yugoslavia.
Karst terbentuk karena : perpecahan batu gamping/kapur, dolomite, gypsum atau garam oleh air hujan, es yang mencair, aliran sungai ataupun aliran air bawah tanah yang menghasilkan formasi atau bentuk celah, lubang, gua dan saluran-saluran air.

Persebaran Kawasan Karst
Formasi karst di Indonesia menurut The Indonesian Environmental Almanac (1997) ditemukan a.l. di Gunung Kidul disebut juga Gunung Sewu (Yogyakarta), Gombong Selatan dan Pegunungan Karang Bolong (Jawa Tengah), Tamilauw, Pulau Seram (Maluku) dan daerah Maros (Sulawesi Selatan) serta beberapa tempat di Kalimantan.

Daerah karst di Gunung Sewu merupakan jenis karst yang berada pada kawasan tropis basah dan merupakan salah satu model karst berbentuk kerucut di dunia.

Karakteristik daerah karst ;
• Tanah kurang subur untuk pertanian
• Sensitif terhadap erosi, mudah longsor
• Bersifat rentan dengan pori-pori aerasi yang rendah
• Gaya permeabilitas yang lamban dan didominasi oleh pori-pori mikro
• Flora dan fauna yang ada memiliki kekhasan tersendiri. Beberapa diantaranya adalah jenis endemik, terutama pada daerah-daerah yang belum terjamah manusia atau karena mempunyai afinitas terhadap susunan batu gamping di tempat itu, seperti tanaman calcicolous.
• Habitat dalam gua yang khas merupakan habitat yang cenderung gelap gulita, tanpa cahaya yang masuk.
• Sumber energi yang ada umumnya berasal dari luar. Senyawa organik seperti bangkai, kotoran kelelawar dan burung serta bagian tumbuhan yang terbawa aliran air dalam gua itu adalah sumber energi bagi organisme gua.

Permasalahan dan konservasi kawasan karst.

Permasalahan yang menghadang kawasan karst a.l., kekeringan, banjir, deforestasi, runtuhnya permukaan kawasan, pencemaran air bawah tanah, perusakan obyek alam seperti penambangan batu gamping serta perubahan tataguna lahan. Kawasan karst pada umumnya peka erosi, terutama bila derajat kemiringan tebing-tebingnya besar seperti pada conical atau towerkarst

Prinsip-prinsip Pengelolaan Kawasan Karst Berdasarkan Tipe Kawasannya (Kantor MENLH & Yayasan Jatidiri, 1998).
Jenis/Tipe Kawasan Karst Bentuk Pengelolaan.
1. Kawasan karst yang dapat dieksploitasi => Eksploitasi terkendali
2. Kawasan karst yang mempunyai nilai geologi dan sosial budaya penting => Cagar
budaya dan ilmu pengetahuan.
3. Kawasan karst yang mempunyai potensi wisata => Taman wisata alam
4. Kawasan karst dengan sumberdaya alam penting => Cagar alam
5. Kawasan karst dengan ekosistem asli dan langka => Taman nasional
6. Kawasan karst yang memiliki keunikan fisik, biologi dan geologi atau habitat jenis-
jenis flora/fauna terancam punah yang memiliki nilai konservasi, ilmu pengetahuan,
sejarah evolusi dan keindahan => Warisan alam dunia (Natural world heritage)

7. Ekosistem Binaan
Ekosistem binaan adalah ekosistem yang dibuat oleh manusia dengan memanfaatkan kondisi sumberdaya alam yang ada.
Contoh : sawah, perkebunan, daerah transmigrasi dll
Pembuatan ekosistem binaan selalu memerlukan syarat tertentu agar kondisi ekosistem tersebut dapat lestari.

ARUS ENERGI

Matahari – Sumber Energi Utama
Matahari memancarkan sinar selama miliaran tahun ke bumi dan hal ini akan berlangsung terus. Sinar matahari terdiri dari cahaya yang kasat mata dan tidak kasat mata. Cahaya yang tidak kasat mata terdiri dari sinar infrared (infra merah) dan sinar ultraviolet (ultra ungu). Bagian terbesar dari sinar matahari yang sampai ke permukaan bumi terdiri dari cahaya yang kasat mata.

Matahari juga merupakan sumber energi dalam proses alami yang terjadi di lingkungan
hidup:
 Sinar matahari membuat suhu bumi sesuai untuk kehidupan tumbuh-tumbuhan, binatang dan manusia. Atmosfer dan Pemanasan Global
 Sinar matahari menyebabkan terjadinya angin. Perbedaan panas di permukaan bumi mempengaruhi suhu dan tekanan udara di atmosfer, sehingga terjadi aliran udara dan angin
 Sinar matahari menyebabkan terjadinya Siklus Air. Sinar matahari menyebabkan penguapan air yang terdapat di sungai, danau dan laut. Air menguap dan menjadi awan. Awan tersebut terbawa angin dan akhirnya jatuh lagi sebagai hujan. Begitu seterusnya proses terjadinya siklus air. Siklus Air
 Sinar matahari menyediakan beberapa sumber energi lain, seperti minyak bumi, batu bara, tenaga air.

Kebutuhan Energi Bagi Manusia

Kebutuhan dasar energi bagi manusia dapat dipenuhi oleh makanan, dan sinar matahari yang berupa cahaya kasat mata dan
panas.
 Energi berupa makanan: bila kita makan akan mendapatkan energi yang tersimpan di dalam makanan (misalnya nasi, sayur, daging).
Energi yang berasal dari makanan tersebut digunakan untuk fungsi tubuh (mis. bernapas, pertumbuhan) dan untuk kegiatan-kegiatan lain (mis. berjalan, bekerja). Kebutuhan energi rata-rata setiap orang berkisar antara 8000 – 10.000 kJ per hari.

PEMANFAATAN ENERGI

Terdapat bermacam-macam bentuk energi yaitu: energi cahaya, energi panas, energi gerak, energi listrik, dan energi kimia.
Contoh:
 Energi cahaya (cahaya dan sinar yang tidak kelihatan): adalah energi yang sangat kuat, misalnya sinar laser, sinar radioaktif. Energi sinar matahari dapat diubah menjadi energi listrik.
 Energi kimia: adalah energi yang tersimpan dalam bahan bakar atau bahan makanan. Bila minyak bumi (bahan bakar) dibakar, energi kimia dalam minyak bumi berubah menjadi energi panas dan energi cahaya.
 Energi gerak: adalah energi yang dimiliki oleh benda bergerak. Angin adalah udara yang bergerak. Angin dapat menumbangkan pohon. Energi angin, misalnya dapat memutar kincir dan menggerakkan kapal layar.

Untuk mendapatkan bentuk energi yang sesuai dengan kebutuhan, manusia harus merubah satu bentuk energi ke bentuk lainnya.

Sumber Energi

Sumber Energi Terbarui
Sumber energi terbarui dapat digunakan tanpa batas waktu dan tidak akan pernah habis karena dapat dipulihkan dalam waktu relatif singikat, misalnya. tenaga air (karena terjadinya siklus air) atau panas bumi dan sinar matahari langsung.

1. Tenaga Air
Air yang mengalir dapat digunakan sebagai sumber energi gunamendapatkan energi gerak (kincir air) atau energi listrik (PLTA).Pada pembangkit listrik tenaga air, sebuah turbin yang dialiri air dapat mengaktifkan sebuah generator, yang menghasilkan energi listrik.
 Untuk PLTA yang dapat menghasilkan energi listrik besar, harus dibuat sebuah bendungan air dengandalam bentuk sebuah danau yang dapat menampung banyak air , sehingga mampu menggerakkan sebuah turbin.

 Keuntungan dari pembuatan bendungan adalah untuk memperbesar volume air yang digunakan menggerakkan turbin, karenanya energi listrik yang dihasilkan juga besar. Sedangkan untuk membuat bendungan, terkadang harus dilakukan penggusuran lahan maupun pemukimamn. penduduk.

2. Panas Bumi

 Panas bumi adalah sumber energi yang berasal dari dalam perut bumi. Secara alami, di dalam bumi terdapat energi panas yang mengalir (magma) ke permukaan bumi dimana terdapat gunung berapi.
 Jadi panas bumi ini dapat dimanfaatkan dalam bentuk uap panas yang langsung dapat digunakan sebagai sumber energi, misalnya untuk Pembangkit Listrik Tenaga Panas Bumi (PLTP).
 Panas bumi adalah sumber energi yang tidak dapat dipindahkan (dialirkan), karena itu PLTP harus dibangun di daerah dimana terdapat gunung berapi.
 Di Indonesia terdapat banyak gunung berapi, oleh karena itu sangat tepat bila digunakan panas bumi sebagai sumber energi.

3. Biomassa

 Biomassa adalah keseluruhan makhluk (hidup atau mati), misalnya tumbuh-tumbuhan, binatang, mikroorganisme dan bahan organik (termasuk sampah organik).
 Unsur utama dari biomassa adalah bermacam-macam zat kimia (molekul) yang sebagian besar mengandung atom karbon (C).
 Bila kita membakar biomassa, karbon tersebut dilepaskan ke udara dalam bentuk karbon dioksida (CO2).
 Selain dari pembakaran biomassa, CO2 juga dapat dihasilkan dari proses pembusukan oleh mikroorganisme.
 Untuk selanjutnya CO2 tersebut akan digunakan oleh tanaman dalam proses fotosintesis. Proses pelepasan dan penggunaan CO2 itu disebut Siklus Karbon.

Biomassa dapat digunakan untuk:
1. Makanan ternak
2. Bahan bakar
3. Biogas
Biogas adalah gas yang dihasilkan dari proses pembusukan bahan-bahan organik (misalnya, sampah organik, kotoran hewan) oleh mikroorganisme. Unsur utama dari biogas adalah gas metana (CH4) dan sisanya antara lain karbon dioksida (CO2), nitrogen dioksida (NO2), sulfur dioksida (SO2). Biogas dapat digunakan sebagai bahan bakar.

4. Sampah Organik

 Sampah Organik adalah sampah yang dapat diuraikan oleh mikroorganisme. Bila sampah organik dikumpulkan secara terpisah, sampah tersebut dapat digunakan untuk menghasilkan biogas. Biogas dapat menghasilkan energi listrik (PLTG) dan energi panas (kompor biogas).

5. Tenaga Angin

 Tenaga angin dapat dimanfaatkan, misalnya untuk mendorong kapal layar, menggerakkan mesin atau untuk menghasilkan energi listrik (misalnya, kincir angin).
 Untuk menggerakkan kincir angin diperlukan kecepatan angin rata-rata 4 m/s dalam setahun. Di Indonesia kondisi ini dapat ditemukan di beberapa tempat di Nusa Tenggara.
 Di antara energi terbarui, tenaga angin dan tenaga air saat ini merupakan energi yang paling hemat biaya.

Sumber Energi Tak Terbarui

Keberadaan sumber energi tak terbarui sangat terbatas, karena proses pembentukannya memerlukan waktu sangat panjang (mencapai jutaan tahun). Proses pembentukannya (kembali) berjalan sangat lama dibandingkan dengan eksploitasinya,
sehingga sumber energi tersebut dapat habis.

Sumber Energi Tak Terbarui dibedakan menjadi dua kelompok, yaitu:
1. Bahan bakar fosil
2. Bahan bakar nuklir.

1. Bahan bakar fosil

Bahan bakar fosil berupa minyak bumi, gas bumi dan batu bara yang selama jutaan tahun terbentuk dan tersimpan di dalam bumi, berasal dari mikroorganisme, tumbuh-tumbuhan dan binatang yang mati berjuta tahun silam. Proses pembentukan sumber energi fosil memerlukan tekanan dan suhu tinggi yang terdapat di dalam bumi.

Minyak Bumi

 Minyak bumi adalah cairan berwarna hitam yang merupakan campuran bermacam-macam jenis molekul hidrogen-karbon, sehingga bila dibakar akan menghasilkan gas karbondioksida (CO2) dan air (H2O).
 Minyak bumi terdapat di bawah permukaan bumi pada kedalaman 500 – 2500 m. Untuk itu minyak mentah ini harus dipompa keluar kemudian dialirkan ke instalasi penyulingan minyak guna diproses untuk mendapatkan bermacam-macam jenis bahan bakar minyak misalnya, (bensin, solar, minyak tanah)
 Selain digunakan sebagai bahan bakar, minyak bumi juga dipakai untuk bahan baku dalam industri plastik dan kimia.
 Sebagai sumber energi, minyak bumi sesuai untuk keperluan transportasi, misalnya untuk bahan bakar kendaraan, karena mempunyai kandungan energi yang tinggi setiap volumenya.

Gas Bumi

 Proses pembentukan minyak bumi selalu diikuti oleh pembentukan gas bumi. Gas bumi terutama terdiri dari gas metana (CH4) yaitu sebesar 75 – 95% dan sedikit karbon dioksida (CO2) serta belerang.

 Gas bumi digunakan, misalnya untuk pembangkit tenaga listrik dengan bahan bakar gas (LPG). Selain sebagai pemasok keperluan energi, gas bumi juga digunakan untuk bahan baku dalam industri pupuk.
 Karena gas bumi mengandung metana (CH4) dalam jumlah besar, gas tersebut menyebabkan efek rumah kaca jika tidak dibakar.

Batu Bara

 Batu bara juga berasal dari tumbuh-tumbuhan, binatang dan mikroorganisme yang mati jutaan tahun lalu, setelah melalui proses yang sangat lama disertai pengaruh panas dan gerakan bumi kemudian membentuk lapisan-lapisan tebal dan tertimbun di dalam tanah.
 Batu bara mudah dieksploitasi dan diangkut ke tempat tujuan. Terdapat dua sistem penambangan batu bara, yaitu Pertambangan Dalam (Underground Mining) dan Pertambangan Terbuka (Open Pit Mining).
 Pertambangan Dalam adalah sebuah tambang yang terdapat di dalam tanah memiliki satu atau lebih terowongan yang menerobos masuk ke dalam lapisan batu bara. Melalui sebuah terowongan itu, penambang-penambang membuat terowongan-terowongan lain menuju ke lapisan batu bara.
 Pertambangan Open Pit adalah pertambangan batu bara yang terdapat di permukaan tanah, jadi tidak memerlukan lubang yang dalam, tetapi hanya mengeruk lapisan tanah dan memindahkannya ke tempat lain. Sesudah semua batu bara tergali, lapisan tanah dikembalikan menjadi tanah pertanian atau diubah menjadi taman.
 Batu bara merupakan salah satu sumber energi yang dapat digunakan sebagai bahan bakar untuk Pembangkit Listrik Tenaga Uap (PLTU). Selain itu batu bara dapat juga digunakan di berbagai industri, antara lain peleburan logam dan industri semen.
 Di Indonesia, batu bara banyak ditemukan di Kalimantan dan Sumatera. Persediaan batu bara di Indonesia sangat melimpah dan diperkirakan dapat digunakan selama beberapa abad mendatang bila angka tingkat eksploitasinya tetap

Gambar proses terjadinya batubara

Uranium

 Sumber energi tak terbarui selain bahan bakar fosil adalah bahan bakar nuklir. Uranium merupakan bahan bakar nuklir utama. Seperti batu bara, uranium juga terdapat di dalam tanah, dan untuk mengeksploitasinya harus dilakukan penambangan.
 Energi dari uranium tidak dilepaskan melalui proses pembakaran (seperti batu bara, minyak bumi), tetapi melalui proses reaksi khusus berupa pemisahan inti atom yang akan menghasilkan energi sangat besar. Pemisahan satu atom uranium akan melepaskan beberapa neutron yang akan membantu proses pemisahan atom uranium lainnya. Proses pemisahan tersebut berjalan cepat disertai energi tinggi berupa energi panas.
 Energi panas yang dihasilkan, antara lain digunakan untuk memanaskan air sehingga terbentuk uap. Di Pembangkit Listrik Tenaga Nuklir (PLTN) uap tersebut dimanfaatkan untuk memutar turbin dan selanjutnya turbin akan menggerakkan generator listrik.

DAMPAK PEMAKAIAN ENERGI TERHADAP LINGKUNGAN

Dampak Terhadap Udara dan Iklim

Selain menghasilkan energi, pembakaran sumber energi fosil (mis. minyak bumi, batu bara) juga melepaskan gas-gas, antara lain karbon dioksida (CO2), nitrogen oksida (NOx),dan sulfur dioksida (SO2) yang menyebabkan pencemaran udara (hujan asam, smog dan pemanasan global).

Selain merupakan bahan bakar fosil yang menghasilkan pencemaran paling tinggi (SO2), batu bara juga menghasilkan karbon dioksida terbanyak per satuan energi. Membakar 1 ton batu bara menghasilkan sekitar 2,5 ton karbon dioksida. Untuk mendapatkan jumlah energi yang sama, jumlah karbon dioksida yang dilepas oleh minyak akan mencapai 2 ton sedangkan darioleh gas bumi hanya 1,5 ton.

Emisi CO2 (Karbon dioksida)

Emisi CO2 adalah pemancaran atau pelepasan gas karbon dioksida (CO2) ke udara.
Emisi CO2 tersebut menyebabkan kadar gas rumah kaca di atmosfer meningkat, sehingga terjadi peningkatan efek rumah kaca dan pemanasan global. Langkah-langkah pengurangan emisi CO2 tersebut antara lain dengan efisiensi penggunaan energi di berbagai sektor,misalnya industri, transportasi, dan rumah tangga.

Emisi NOx (Nitrogen oksida)

Emisi NOx adalah pelepasan gas NOx ke udara. Di udara, setengah dari konsentrasi NOx berasal dari kegiatan manusia (misalnya pembakaran bahan bakar fosil untuk pembangkit listrik dan transportasi), dan sisanya berasal dari proses alami (misalnya kegiatan mikroorganisme yang mengurai zat organik).

Di udara, sebagian NOx tersebut berubah menjadi asamnitrat (HNO3) yang dapat menyebabkan terjadinya hujan asam

Emisi SO2 (Sulfur dioksida)

Emisi SO2 adalah pelepasan gas SO2 ke udara yang berasal dari pembakaran bahan
bakar fosil dan peleburan logam. Seperti kadar NOx di udara, setengah dari konsentrasi SO2 juga berasal dari kegiatan manusia.
Gas SO2 yang teremisi ke udara dapat membentuk asam sulfat (H2SO4) yang menyebabkan terjadinya hujan asam

Emisi CH4 (Metana)

Emisi CH4 adalah pelepasan gas CH4 ke udara yang berasal, antara lain, dari gas
bumi yang tidak dibakar,karena unsur utama dari gas bumi adalah gas metana. Metana merupakan salah satu gas rumah kaca yang menyebabkan pemasanan global.

Emisi CH4 (Metana)
 Emisi CH4 adalah pelepasan gas CH4 ke udara yang berasal, antara lain, dari gas bumi yang tidak dibakar, karena unsur utama dari gas bumi adalah gas metana.
 Metana merupakan salah satu gas rumah kaca yang menyebabkan pemasanan global.

Hujan Asam

 Emisi gas NOx dan SO2 ke udara dapat bereaksi dengan uap air di awan dan membentuk asam nitrat (HNO3) dan asam sulfat (H2SO4) yang merupakan asam kuat.
 Penyebaran dan perubahan zat-zat pencemar disebut Transmisi. Jika dari awan tersebut turun hujan, air hujan tersebut bersifat asam (pH-nya lebih kecil dari 5,6 yang merupakan pH “hujan normal”), yang dikenal sebagai “hujan asam”.
 Hujan asam menyebabkan tanah dan perairan (danau dan sungai) menjadi asam. Untuk pertanian dan hutan, dengan asamnya tanah akan mempengaruhi pertumbuhan tanaman produksi.

 Untuk perairan, hujan asam akan menyebabkan terganggunya makhluk hidup di dalamnya. Selain itu hujan asam secara langsung menyebabkan rusaknya bangunan (karat, lapuk).

Pemanasan Global
 Pemanasan global disebabkan oleh meningkatnya kadar gas rumah kaca (CO2, CH4 dll.) di udara.
 Gas-gas tersebut menyerap sinar matahari yang dipantulkan oleh bumi sehingga suhu atmosfer menjadi naik.
 Hal tersebut dapat mengakibatkan perubahan iklim dan kenaikan permukaan air laut.

Smog
 Smog merupakan pencemaran udara yang disebabkan oleh tingginya kadar gas NOx, SO2, O3. di udara yang dilepaskan, antara lain oleh kendaraan bermotor, dan kegiatan industri. Untuk mengetahui tingkat konsumsi energi suatu negara pada suatu masa tertentu, dapat digunakan perhitungan sebagai berikut:

Konsumsi Energi = P + I + Pu – E – Pa

Keterangan:
P = Produksi energi dalam negeri
I = Impor sumber energi (minyak bumi, batubara dll.)
Pu = Penggunaan stok produksi (yang terdapat di dalam tangki dll.)
E = Ekspor sumber energi (minyak bumi, gas bumi dll.)
Pa = Penambahan stok produksi (yang terdapat di dalam tangki dll.)

Untuk mengetahui konsumsi energi rata-rata per orang, dapat dilakukan dengan cara membagi konsumsi energi keseluruhandengan jumlah penduduk.

KONSERVASI DAN PENGHEMATAN ENERGI

Konservasi energi adalah penggunaan energi disertai usaha-usaha mencari teknologi baru dengan memanfaatkan sumber energi terbarui (misalnya sinar matahari, tenaga air, panas bumi) dengan lebih efisien.
Untuk jangka panjang hal itu dapat berarti, menggunakan energi sedemikian rupa sehingga dapat menekan kerugian energi seminimal mungkin. Sedangkan untuk jangka pendek, konservasi energi dapat dilakukan melalui langkah-langkah penghematan energi.

Terdapat empat instrumen untuk melaksanakan konservasi energi, yaitu informasi, insentif, pengaturan dan harga energi.
 Instrumen informasi bertujuan untuk meningkatkan kesadaran konservasi energi, mencakup kampanye hemat energi, antara lain penyuluhan hemat energi, pelatihan konservasi energi, pendidikan.
 Instrumen insentif merupakan faktor pendorong para pengguna energi agar berupaya melaksanakan program konservasi energi, mencakup program, antara lain, keringanan pajak, keringanan bea masuk, pinjaman lunak.
 Instrumen pengaturan bertujuan agar program konservasi energi dapat dilaksanakan secara menyeluruh dan terpadu.
 Instrumen harga energi merupakan alat yang sangat efektif untuk mendorong pemanfaatan energi secara efisien. Proyek konservasi energi dipandang kurang penting, karena harga minyak bumi masih murah dan terjangkau masyarakat, sehingga mereka tidak melihat perlunya konservasi energi sepanjang mereka tidak terbebani harga minyak bumi.

PENERAPAN ASAS-ASAS EKOLOGI DALAM KEHIDUPAN MANUSIA, BERMASYARAKAT DAN PEMANFAATAN SUMBERDAYA ALAM

Cabang Ilmu Ekologi :
1. Ekologi Hewan
2. Ekologi Tumbuhan
3. Ekologi Manusia

Menurut Wibster’s New Morld Dictionary, Ekologi manusia berarti ilmu yang mempelajari penyebaran masyarakat manusia dalam hubungannya dengan sumber materi (kekayaan alam) serta pola sosial budaya sebagai akibat adanya hubungan tersebut.

Komponen yang saling berpengaruh dalam ekologi manusia adalah :
1. Komponen Manusia (penduduk)
2. Komponen Daya Dukung Alam (lingkungan)
3. Komponen Ilmu Pengetahuan dan Teknologi (iptek)
4. Komponen Organisasi
Keempat komponen ini saling tergantung dan mempengaruhi dan membentuk suatu sistem yang disebut Ecological Complex atau Neo Ecology, (Schnore dan Ducan, 1958)

Hubungannya :

Makin banyak penduduk, maka makin banyak pula sumberdaya alam yang harus diambil untuk memenuhi kebutuhan hidupnya. Pengolahan kekayaan alam ini sangat bergantung pada daya dukung alam (lingkungan) yang ada.

Agar dapat mengolah dan memanfaatkan sumberdaya alam secara baik diperlukan ilmu pengetahuan dan teknologi.Peranan ilmu pengetahuan dan teknologi dapat berkembang
dengan baik apabila masyarakat manusia (penduduk) mempunyai sistem organisasi yang baik.

Kehidupan Masyarakat
1. Masyarakat Berburu
– Berpindah-pindah
– Mahir menggunakan senjata primitifnya
– Menguasai lingkungan alam sekitarnya untuk mencari sumber makan dan
sumber air
– Tingkat populasinya rendah, belum mengenal teknologi
– Daya tahan tubuh kuat, mampu bertahan dalam kondisi alam apapun
– Tidak mengenal konservasi sumberdaya alam
– Kerusakan lingkungan disebabkan karena penggunaan api.
2. Masyarakat Pertanian
– Hidup menetap dekat lahan pertaniannya
– Berusaha menyerap teknologi baru di bidang pertanian.
– Menguasai jenis tanaman dan hewan yang sesuai dengan lingkungan alamnya.
– Tingkat populasinya tinggi menambah luas lahan pertanian.
– Daya tahan hidupnya baik (ada stok pangan dan tempat penyimpanan)
– Sudah mengenal konservasi sumberdaya alam.
– Kerusakan lingkungan akibat penggunaan pestisida.
3. Masyarakat Industri
– Hidup menetap walaupun tidak dekat dng tempat kerja (kemudahan
transportrasi)
– Penggunaan teknologi baru, banyak menyerap tenaga kerja.
– Menguasai teknologi baru dan menghasilkan produk yang berlimpah
– Tingkat populasi sedang , daya tahan tubuh berkurang karena banyak polusi
(timbulnya penyakit-penyakit baru)
– Mengeruk kekayaan alam secara besar-besaran
– Konservasi sumberdaya alam diperhatikan karena adanya kekhawatiran
berkurangnya daya dukung alam.
– Terjadinya kerusakan lingkungan akibat pencemaran dan penggunaan energi
yang berlebihan

Kerusakan Daya Dukung Alam
1. Kerusakan karena Faktor Internal
Berasal dari alam (letusan gunung berapi, gempa bumi, kebakaran hutan, banjir)
2. Kerusakan karena Faktor Eksternal
Berasal dari ulah manusia (pencemaran udara, pencemaran air, pencemaran tanah,
penambangan)

APLIKASI PENGINDERAAN JAUH DAN SIG UNTUK KAJIAN LINGKUNGAN

Sistem Informasi Kebakaran

Sistem Informasi Kebakaran merupakan suatu sistem pengolahan dan dan distribusi data kebakaran kepada para stakeholder terkait hingga di tingkat lapangan yang bertujuan untuk mendukung upaya pencegahan dan penanggulangan kebakaran hutan dan lahan yang efektif. Sistem ini terdiri dari aspek pengumpulan data, pengolahan dan analisa serta pendistribusian informasi kebakaran.

Sistem ini biasanya didukung dengan sistem komputer serta teknologi ainnya seperti telekomunikasi, internet, penginderaan jauh atau Sistem Informasi Geografis.
Data input dapat digolongkan menjadi 2, yaitu data statis dan dinamis.
 Data statis merupakan data yang tidak berubah atau berubah dalam kurun waktu yang cukup panjang seperti jaringan sungai, batas administrasi, rencana tata ruang atau jaringan jalan. Demikian pula halnya dengan data yang tidak mungkin berubah dalam waktu 1 minggu atau 1 bulan karena memerlukan sumberdaya dan biaya yang terlalu tinggi untuk melakukannya,
contohnya seperti data penutupan vegetasi, peta bahan bakar, dlsb.
 Sedangkan data dinamis merupakan data yang selalu berubah secara terus menerus seperti data cuaca, indeks kekeringan serta data hotspot harian.

Secara garis besar, terdapat 3 output utama dari sistem informasi
kebakaran :
1. Sistem Peringatan Dini Kebakaran atau Fire Early Warning System
2. Pemantauan dan Deteksi Kebakaran atau Fire Detection and Monitoring,
3. Penilaian Dampak Kebakaran atau Fire Impact Assessment

Leave a Reply

Fill in your details below or click an icon to log in:

WordPress.com Logo

You are commenting using your WordPress.com account. Log Out / Change )

Twitter picture

You are commenting using your Twitter account. Log Out / Change )

Facebook photo

You are commenting using your Facebook account. Log Out / Change )

Google+ photo

You are commenting using your Google+ account. Log Out / Change )

Connecting to %s