Cheng Shan Noe - Ilmu Pengetahuan Lingkungan

Cheng Shan Noe - http://nusaindah.wordpress.com Ilmu Pengetahuan Lingkungan

ENERGY FLOW PYRAMIDS. Biomass adalah zat-zat organik yang dihasilkan oleh tumbuh-tumbuhan dan photosynthetic producers lainnya. Dalam suatu food chain atau food web, biomass ditransfer dari satu trophic level ke trophic level yang lainnya. Sebelum ditransfer , sebagian dari biomass ini diuraikan oleh producers, dimana pada saat penguraian ini ada energi yang dilepaskan berbentuk panas ke lingkungan yang ada di sekitarnya. Hal ini berarti bahwa : high quality energy yang tersedia untuk primary consumers lebih sedikit dari pada yang tersedia untuk producers. Juga, biomass yang tersedia untuk organisme pada trophic level selanjutnya tidak semuanya dimakan, atau dicerna atau diserap (2, p. 74).

fig. 4-18

Tambahan hilangnya high quality energy dalam biomass terjadi pada masing-masing urutan trophic level. Reduksi dalam high quality energy yang tersedia untuk organisme pada masing-masing urutan trophic level dalam food web atau food chain kebanyakan sebagai akibat adanya inevitable-quality tax yang dikenakan oleh second law of energy (2, p. 74). Persentasi high quality energy yang tersedia dari satu trophic level untuk yang selanjutnya bervariasi antara 5 % - 20 % (jadi hilangnya 80 % - 95 %) tergantung pada species yang mana dan berlangsung di ecosystem yang mana. Diagram berbentuk piramid seperti yang diperlihatkan dalam Fig. 4.18. – 2 , p. 74 menggambarkan hilangnya high quality energy pada masing-masing tingkat dalam satu food chain sederhana, dengan anggapan terjadi kehilangan sebesar 90 % dalam masing-masing transfer dari satu trophic level ke tingkat selanjutnya. hal. 70


Pyramid of energy flow yang seperti yang diperlihatkan dalam Fig. 4.18. – 2 , p. 74 menunjukan bahwa semakin tinggi taraf trophic level dalam food web atau food chain, maka akan semakin besar kehilangan komulatif high quality energy (2, p. 74). Energy flow pyramid menjelaskan mengapa populasi manusia yang lebih besar akan dapat didukung bila manusia tersebut makanannya berada pada trophic level yang lebih rendah, misalnya bila menkonsumsi langsung biji-biji-an, seperti padi misalnya, padi → manusia dibanding kalau manusia tersebut mengkonsumsi daging binatang yang memakan biji-biji-an (biji-biji-an → binatang → manusia) (2, p. 74). PRODUCTIVITY OF PRODUCERS. Laju pada mana producers dalam suatu ecosystem menangkap dan menyimpan sejumlah energi kimiawi tertentu sebagai biomass dalam suatu waktu tertentu disebut sebagai primary productivity dari ecosystem tersebut. Jumlah energi yang sebenarnya tergantung pada keseimbangan antara : laju biomass dapat dihasilkan oleh producer ecosystem tersebut dengan laju producers mempergunakan sebagian biomass ini (biasanya dengan cara aerobic respiration) untuk tetap hidup. Perbedaan antar 2 “laju” ini disebut sebagai net primary productivity dari ecosystem tersebut (2, pp. 74-75). net primary productivity

=

laju producers menghasilkan energi kimiawi yang disimpan dalam biomass melalui fotosintesis

-

laju producers mempergunakan energi kimiawi yang tersimpan dalam tersimpan dalam biomass melalui aerobic respiration

Net primary productivity biasanya dilaporkan sebagai energy output dari producers di suatu areal untuk jangka waktu tertentu (2, p. 75). Net primary productivity dapat dipandang sebagai sumber makanan dasar atau “income” consumers dalam suatu ecosystem. Ecologist telah memperkirakan rata-rata tahunan net primary production producers per meter persegi untuk terrestrial dan aquatic ecosystems utama. Fig. 4.19. – 2 , p. 75 memperlihatkan bahwa ecosystems dan zona kehidupan dengan net primary productivity rata-rata tertinggi adalah : estuaries, swamps and marshes, dan rain forests, yang terendah adalah tundra (arctic grassland), open ocean, dan desert (2, p. 75).

hal. 71


Anda mungkin berkesimpulan bahwa : untuk dapat tersedianya makanan bagi populasi manusia yang terus berkembang , kita harus membersihkan (menebangi) tropical forest untuk bercocok tanam tumbuhan pangan dan kita juga harus memanen tumbuh-tumbuh-an yang tumbuh di estuaries, swamps and marshes,, namun kesimpulan yang demikian itu salah. Salah satu alasannya adalah : yang tumbuh di estuaries, swamps and marshes kebanyakan rerumputan yang tidak dapat dimakan manusia, walaupun demikian rerumputan ini sangat penting artinya sebagai sumber-sumber makanan dan areal tempat bertelur ikan, udang dan bentuk-bentuk lain kehidupan aquatik yang menjadikan tersedianya protein untuk kita dan consumers lainnya. Oleh karenanya, kita harus melindunginya, tidak memanen atau merusak tumbuhan yang ada di estuaries, swamps and marshes tersebut (2, p. 75). Dalam tropical forests , kebanyakan dan lebih banyak nutrient-nutrient tersimpan dalam pohon-pohon dan vegetasi lainnya dibanding yang tersimpan dalam tanah. Bila pohonpohon ditebangi , the low level of nutrient-nutrient dalam tanah yang menjadi (lebih) terbuka akan dengan cepat berkurang akibat hujan yang sering terjadi dan tumbuhan yang ditanam. Oleh karenanya, tanaman pangan hanya dapat tumbuh dalam waktu pendek saja bila tidak banyak diberi masukan commercial fertilizers yang mahal. Oleh karenanya, seharusnya kita melindungi tropical forests , bukan menebanginya (2, p. 75). Kita telah consuming , diverting, and wasting kurang lebih 27 % dari net primary productivity dunia ini, dimana 40 % -nya dihasilkan pada lahan tanah. Net primary productivity dunia sisanya dipakai untuk mendukung seluruh species-species dunia lainnya, yang juga merupakan kapital dunia yang vital yang membuat kita masih tetap dapat hidup. Apakah yang akan terjadi bila populasi menjadi dua kalinya dalam 40 tahun mendatang dan dalam prosesnya banyak mengurangi keragaman hayati dunia dengan mempergunakan 54 % potensi net primary productivity dunia yang 80 % -nya dihasilkan dari lahan tanah ? (2, p. 75).

4.4 Matter Cycling in Ecosystems. BIOCHEMICAL CYCLES. Nutrient-nutrient , zat kimia esensial untuk hidup, di-daur dalam ecosphere (lihat Fig. 4.3. – 2 , p. 63) dan dalam ecosystems yang sudah matang dalam siklus-siklus (daur-daur) biogeochemical (Fig. 4.20. – 2 , p. 76) Dalam siklus-siklus ini , nutrient-nutrient berpindah dari lingkungan, melalui organisme, dan kemudian kembali ke lingkungan. Semuanya digerakkan , secara langsung atau tidak langsung oleh energi dari matahari dan oleh gravitasi (2, p. 75). Ada tiga jenis siklus biogeochemical yang saling berkaitan, yaitu : gaseous cycles, sedimentary cycles, dan hydrologic cycle. (2, p. 76). Dalam gaseous cycles, nutrient-nutrient beredar kebanyakan diantara atmosfir, hidrosfir (air), dan organisme-organisme hidup. Dalam kebanyakan siklus-siklus ini elemen-elemen di-daur-ulang dengan cepat, sering kali dalam hitungan jam atau hari. Gaseous cycles yang utama adalah siklus-siklus karbon, oksigen, hidrogen dan nitrogen (2, p. 76). Dalam sedimentary cycles, nutrient-nutrient beredar kebanyakan diantara : earth’s crust (kerak bumi yaitu : tanah, batuan, dan sedimen di lahan dan dasar laut) , hidrosfir (air), dan organisme-organisme hidup. Dalam kebanyakan siklus-siklus ini elemen-elemen di-daurulang lebih lambat dibanding siklus-siklus yang terjadi di atmosfir , karena elemen-elemen terikat pada sedimentary rock untuk jangka waktu yang lama, sering kali ratusan bahkan

hal. 72


jutaan tahun. Phosphorus dan sulfur adalah dua dari 36 elemen-elemen yang di-daur-ulang. (2, p. 76).

Dalam hydrologic cycle Air bersirkulasi diantara : lautan (laut) , udara , lahan , dan organisme hidup. Siklus ini juga mendistribusikan panas dari matahari ke seluruh permukaan bumi (2, p. 76). CARBON CYCLE. Karbon merupakan blok pembangun dasar : karbohidrat, lemak, protein, nucleic acids seperti DNA dan RNA, dan senyawa-senyawa organik lainnya yang penting sifatnya untuk kehidupan. Siklus karbon berdasar pada gas karbon dioksida, yang hanya membentuk sekitar 0.003 % volume atmosfir bawah dan juga terlarut dalam air. Producers menyerap karbon dioksida dari atmosfir (terrestrial producers) atau air (aquatic producers) dan melalui fotosintesa mengkonversi karbon dalam karbon dioksida menjadi karbon dalam senyawa-senyawa organik yang kompleks seperti glukosa. Kemudian producers dan consumers yang mengkonsumsi oksigen melaksanakan aerobic respiration dalam rangka menguraikan glukosa dan senyawa-senyawa organik yang kompleks lainnya kemudian mengkonversinya menjadi karbon yang kembali menjadi karbon dioksida dalam atmosfir atau air untuk dipergunakan lagi oleh producers (2, p. 76). Keterkaitan antara fotosintesa yang dilakukan producers dan aerobic respiration yang dilakukan producer dan consumers adalah : memutarkan karbon dalam ecosphere dan merupakan bagian utama dari siklus karbon dunia (lihat Fig. 4.21. – 2, p. 77). Oksigen dan hidrogen, elemen lainnya dalam glukosa, dan nutrient-nutrient organik lainnya, beredar (cycle) bersama-sama dengan karbon (2, p. 76)

hal. 73


Fig. 4.22. – 2, pp. 78-79 memperlihatkan bagian-bagian lain siklus karbon dunia dalam terrestrial ecosystems dan marine ecosystems. Sebagian karbon dunia telah terikat dalam periode waktu yang panjang di perut bumi yang dalam yang dikenal dengan nama fossil fuels yang kebanyakan berupa batubara, petroleum, dan gas alam. Karbon dalam fossil fuels lepas ke atmosfir sebagai karbon dioksida pada saat fossil fuels di-extraksi dan di-“bakar”. Karbon dioksida juga dilepaskan ke udara pada saat terjadi aerobic respiration dan pada saat terjadi letusan gunung berapi (2, p. 76). Dalam marine ecosystems, beberapa organisme mengambil CO2 terlarut atau ion-ion karbon (CO32-) dari air laut kemudian membentuk kalsium karbonat (CaCO3) yang sedikit dapat terlarut sehingga terbentuk kulit kerang , batu-batu-an , dan kerangka marine organisms, mulai dari protozoans yang berukuran kecil sampai ke batu karang yang berukuran besar. Pada saat organisme-organisme yang ber-kulit-kerang mati, partikel-partikel kecil dari kulit kerang dan tulang punggung-nya bertumpuk di kedalaman lautan serta tertimbun dalam kurun waktu yang ber-abad-abad lamanya dalam sedimen-sedimen dasar (2, pp. 76-77)

hal. 74


hal. 75


hal. 76


fig. 4.22.

hal. 77


Karbon yang terdapat pada sedimen-sedimen di kedalam dasar lautan kembali masuk kedalam siklus sangat lambat, yaitu bila ada sedimen yang larut dan membentuk karbon dioksida terlarut yang dapat masuk ke dalam atmosfir. Kejadian geologi jangka panjang juga dapat mengangkat dasar sedimen ke permukaan , menjadikan batuan karbonat terbuka pada serangan kimiawi dan berubah menjadi gas karbon dioksida (2, p. 77). Khususnya sejak 1950 , sebagai mana populasi dunia dan pemakaian sumberdaya meningkat dengan cepat, manusia telah melakukan intervensi terhadap siklus karbon terutama dalam dua cara sebagai berikut (2, p. 77) : Penebangan hutan-hutan dan vegetasi lainnya tanpa penanaman kembali yang memadai, sehingga jumlah vegetasi yang dapat menyerap CO2 menjadi lebih sedikit. Membakar karbon yang terdapat dalam fossil fuel serta pembakaran kayu lebih cepat dari yang mampu ditumbuhkan kembali. Yang demikian ini menghasilkan karbon dioksida yang mengalir masuk ke atmosfir. Beberapa ilmuwan memperkirakan bahwa : karbon dioksida ini, bersama zat-zat kimia lain yang tertambahkan ke atmosfir, dapat meningkatkan efek rumah kaca alami dunia, merubah pola iklim, mengganggu produksi pangan dunia dan habitat-habitat kehidupan alam bebas.

NITROGEN CYCLE. Organisme membutuhkan nitrogen dalam berbagai bentuk zat kimiawi untuk men-sintesa (to synthesize) .protein-protein , nucleic acids (asam-asam nucleic) seperti DNA dan RNA , dan nitrogen yang mengandung senyawa-senyawa organik lainnya. Gas nitrogen (N2) yang mengisi 78 % volume atmosfir bagian bawah tidak dapat hal. 78


dipakai langsung sebagai nutrient oleh tumbuhan ber-sel banyak dan oleh binatang. Gas nitrogen di-konversi menjadi senyawa-senyawa ion yang dapat larut dalam air yang mengandung ion-ion nitrat (NH3-) dan ion-ion ammonium (NH4+) yang kemudian diserap akar-akar tumbuhan sebagai satu bagian dari rangkaian siklus nitrogen. Siklus gas yang dijelaskan ini diperlihatkan dalam bentuk yang disederhanakan dalam Fig. 4-23 – 2, p. 80 (2, p. 77). Konversi gas nitrogen atmosfir menjadi bentuk-bentuk kimia lainnya yang bermanfaat untuk tumbuhan disebut nitrogen fixation. Nitrogen fixation dilaksanakan terutama oleh bakteribakteri jenis tertentu (cyanobacteria) dalam tanah dan air dan oleh rhizobium bacteria yang hidup dalam gelembung-gelembung kecil yang terdapat dalam akar-akar tanaman tertentu seperti : alfalfa, clover , peas , beans , dan tumbuhan polong (legume) lainnya (2, p. 77). Tumbuhan mengkonversi ion-ion nitrogen inorganik dan ion-ion ammonium yang diperoleh dari dalam air yang ada dalam tanah menjadi protein-protein , DNA dan berbagai nitrogen yang mengandung senyawa-senyawa organik yang diperlukannya .. Binatang-binatang memperoleh nitrogen yang mengandung nutrient dengan memakan tumbuhan atau dengan memakan binatang lainnya yang memakan tumbuhan (2, p. 77). Setelah nitrogen “melakukan tugasnya” dalam organisme-organisme hidup, pasukanpasukan specialized decomposer bacteria mengkonversi nitrogen yang mengandung senyawa-senyawa organik yang dijumpai dalam buangan-buangan (wastes) , partikel-partikel usang , tubuh-tubuh organisme mati , menjadi senyawa-senyawa inorganik yang lebih sederhana , seperti : gas ammonia (NH3) dan garam-garam yang larut dalam air yang mengandung ion-ion ammonium (NH4+). Kelompok khusus bakteri lainnya kemudian mengkonversi bentuk-bentuk inorganik nitrogen kembali menjadi ion-ion nitrit (NO2-) dan nitrat (NO3-) dalam tanah dan kemudian menjadi gas nitrogen , yang lepas ke atmosfir untuk memulai siklus-nya lagi (2, p. 78). Manusia (sadar atau tidak sadar) ikut campur tangan dalam siklus nitrogen diantaranya dalam berbagai cara sebagai berikut (2, p. 78) : •

Pemancaran sejumlah besar oksida nitrat (nitric oxide) kedalam atmosfir pada saat kayu atau bahan bakar lainnya dibakar. Kebanyakan dari NO ini dihasilkan pada saat molekul-molekul nitrogen dan oksigen dalam udara bersatu, yaitu pada saat temperatur tinggi, misalnya pada saat bahan-bahan bakar dibakar. Oksida nitris yang bersatu dengan gas oksigen didalam atmosfir membentuk gas nitrogen dioksida (NO2) , yang dapat bereaksi dengan uap air yang terdapat dalam atmosfir membentuk asam nitris (HNO3). Asam ini merupakan komponen tumpukan asam yang merusak pohon-pohon dan membunuh ikan di berbagai bagian dunia.

•

Pemancaran gas oksida yang mengandung nitrat yang memperangkap panas (N2O) kedalam atmosfir oleh aksi yang dilakukan oleh bakteri tertentu yang terdapat dalam pupuk inorganik komersial dan buangan-buangan peternakan.

•

Penambangan deposit mineral yang berbentuk senyawa-senyawa yang mengandung ionion nitrat dan ammonium untuk dipakai dalam pupuk inorganik komersial.

•

Berkurangnya ion-ion nitrat dan ammonium akibat pemanenan tanaman-tanaman yang banyak mengandung nitrogen.

•

Tertambahkannya secara berlebihan ion-ion nitrat dan ammonium kedalam aquatic ecosystems dalam bentuk luah (runoff) buangan-buangan hewan dari kawasan peternakan , luah pupuk-pupuk nitrat komersial dari lahan-lahan pertanaman , dan pengaliran hal. 79


untreated and treated municipal sewage. Pasok yang berlebihan dari nutrient-nutrient tumbuhan yang demikian memicu (merangsang) tumbuh dengan cepatnya ganggang dan berbagai tumbuhan aquatik lainnya. Penguraian ganggang yang mati oleh aerobic decomposers mengakibatkan menjadi berkurangnya kandungan gas oksigen terlarut (dissolved oxygen gas) dalam air , yang selanjutnya dapat mengakibatkan kematian ikan dalam jumlah besar. PHOSPHORUS CYCLE. Phosphorus , terutama dalam bentuk tipe-tipe tertentu ion-ion phosphorus (PO43- dan HPO42-) , merupakan nutrient esensial baik untuk tumbuhan maupun binatang. Ion-ion phosphorus ini merupakan bagian dari molekul-molekul DNA , dimana didalamnya tersimpan energi kimiawi yang dapat digunakan oleh organisme untuk dalam melaksanakan cellular respiration (2, p. 79). Berbagai bentuk phosphorus di-daur terutama melalui air , kerak bumi dan organisme hidup oleh apa yang disebut sedimentary phosphorus cycle , seperti yang dalam bentuk yang disederhanakan diperlihatkan dalam Fig. 4.25. – 2, p. 81. Dalam siklus ini, phosphorus bergerak perlahan dari phosphate deposits pada tanah dan sedimensedimen laut dangkal ke organismeorganisme hidup kemudian kembali ke tanah dan laut (2, p. 79). Phosphorus yang dilepaskan oleh penguraian perlahan, atau pelapukan, dari deposit-deposit batuan phosphorus dilarutkan air tanah dan diisap oleh akar-akar tumbuhan. Angin dapat pula membawa partikel phosphorus untuk jarak yang cukup jauh. Kebanyakan tanah hanya sedikit mengandung phosphorus karena senyawa-senyawa phosphorus hanya agak larut dalam air dan hanya dijumpai dalam beberapa jenis batuan saja. Sehingga, phosphorus merupakan limiting factor untuk pertumbuhan tumbuhan di banyak tanah dan aquatic ecosystems (2, p. 79). Binatang memperoleh phosphorus dengan cara memakan producers atau dengan memakan binatang lain yang pemakan producers. Buangan-buangan binatang dan produk-produk pembusukan dari binatangbinatang dan tumbuhan yang mati mengembalikan banyak phosphorus ke dalam tanah , aliran dan akhirnya ke dasar laut sebagai deposit-deposit batuan phosphorus yang agak dapat larut (2, p. 79). Sebagian phosphate dikembalikan ke tanah sebagai guano , pupuk yang banyak mengandung phosphate yang dihasilkan oleh burung-burung pemakan ikan seperti : pelicans , gannets , hal. 80


dan cormorants. Walaupun pengembalian semacam ini jumlahnya kecil dibanding dengan jumlah phosphate yang ditransfer dari tanah ke laut setiap tahunnya oleh proses-proses alam ataupun kegiatan-kegiatan manusia (2, p. 79). Melalui kurun waktu jutaan tahun , proses-proses geologis mungkin mengangkat dan memunculkan lantai laut. Pelapukan kemudian secara perlahan melepaskan phosphorus dari batuan-batuan yang ter-expose dan memungkinkan siklus kembali dimulai (2, p. 79). Manusia bercampur tangan dalam siklus phosphorus dalam dua cara sebagai berikut (2, pp. 79-80) : •

penambangan dalam jumlah besar batuan phosphate untuk menghasilkan pupuk-pupuk organik komersial dan senyawa-senyawa detergent.

•

penambahan kelebihan ion-ion phosphate kedalam aquatic ecosystems dalam bentuk luah buangan-buangan binatang dari peternakan, luah dari pupuk-pupuk organik komersial dari tanah-tanah pertanaman, dan pengaliran untreated and treated municipal sewage. Seperti halnya dengan ion-ion nitrat dan ammonium , pasok yang berlebihan dari nutrient ini akan menyebabkan ledakan pertumbuhan cyanobacteria , ganggang , dan berbagai macam tumbuhan aquatik yang merusak kehidupan dalam aquatic ecosystems.

HYDROLOGIC CYCLE. Siklus hidrologi atau siklus air , yang mengumpulkan , menjernihkan (purifies) , dan mendistribusikan pasok air dunia yang tetap , diperlihatkan dalam bentuk yang disederhanakan dalam Fig. 4.26. – 2, p. 81. Siklus hidrologi terkait dengan siklus-siklus biogeochemical lainnya , karena air merupakan medium penting dari pergerakan nutrient-nutrient kedalam dan keluar dari ecosystem atau organisme-organisme (2, p. 80). Energi surya dan gaya gravitasi secara terus menerus mengkonversi air dari satu kondisi fisik ke kondisi fisik lainnya dan menggerakkan air di diantara laut/lautan , udara , darat , dan organisme-organisme hidup. Energi surya menguapkan air dari laut/lautan , alur-alur aliran , danau , tanah , dan vegetasi ke atmosfir. Air dan masa udara membawa uap air ini melalui

hal. 81


berbagai bagian permukaan dunia. Penurunan temperatur di sebagian atmosfir menyebabkan uap air berkondensasi dan membentuk butir-butir kecil jatuhan air dalam bentuk awan atau embun. Kemudian butiran-butiran kecil air ini bergabung satu sama lain dan menjadi cukup berat untuk jatuh ke tanah dan badan-badan air (sungai , danau , laut) sebagai presipitasi (embun , hujan , salju , hujan es) (2, pp. 80-81). Kebanyakan air segar kembali ke permukaan bumi sebagai presipitasi dan terkumpul didalam bentuk genangan-genangan dan saluran kemudian melimpas ke danau atau situ serta alur-alur sungai terdekat , kemudian kembali membawa air ke laut. Aliran air permukaan dari tanah mendukung pengisian kembali alur-alur sungai dan danau dan juga menyebabkan terjadinya erosi tanah , yang juga memindahkan berbagai macam zat kimia melalui bagian-bagian dari siklus-siklus biogeochemical (2, p. 81). Sebagian besar dari air yang kembali ke tanah meresap kedalam atau meng-infiltrasi lapisanlapisan permukaan tanah , dan kemudian beberapa bagiannya ber-perkolasi ke lapisan tanah yang lebih bawah yang kemudian tersimpan sebagai air tanah didalam pori-pori atau patahanpatahan batuan. Air tanah bawah ini , seperti halnya air permukaan , mengalir ke tempat yang lebih rendah dan merembes keluar kedalam aliran sungai atau danau atau muncul sebagai mata air. Kemudian , air-air ini menguap atau sampai ke laut untuk memulai lagi siklusnya (2, p. 81). Manusia bercampur tangan dalam siklus air dalam dua cara umum sebagai berikut (2, pp. 8182) : •

Mengambil sejumlah besar air segar dari aliran-aliran sungai , danau dan aquifers . Dalam areal berpopulasi padat atau beririgasi yang banyak membutuhkan air , pengambilan air telah menjurus pada semakin berkurangnya cadangan air tanah dan intrusi air asin laut kedalam air-air tanah bawah.

•

Pembersihan vegetasi dari atas tanah untuk keperluan pertanian, pertambangan , jalan , areal parkir , konstruksi, serta kegiatan-kegiatan lainnya. Yang demikian ini menurunkan tingkat peresapan air untuk pengisian kembali cadangan air tanah bawah , meningkatkan risiko terjadinya banjir , serta menaikan laju aliran permukaan , yang juga menjadikan semakin besarnya erosi lahan dan tanah longsor.

hal. 82


hal. 83


Fig. 3-18, 1-p.71. Penurunan biomass pada trophic level yang lebih tinggi. Penurunan diakibatkan oleh 3 kenyataan : (1) kebanyakan trophic level yang terlebih dahulu adalah biomass yang tetap jadi tidak tersedia untuk dikonsumsi (not consumed), (2) banyak yang dikonsumsi diuraikan agar dapat melepaskan energi, dan (3) sebagian dari yang dikonsumsi sifatnya seperti hanya numpang lewat

5 Resources, Environmental Degradation and Pollution. General Questions and Issues. 1. Seberapa cepatkah populasi manusia bertambah banyak ? 2. Apa saja sumberdaya-sumberdaya penting di dunia ini ? Akankah sumberdayasumberdaya ini ber-degradasi , berkurang atau habis ? 3. Apakah polusi ? Ada berapa macam polusi ? Apakah polusi dapat dihindarkan atau dikendalikan ? 4. Bagaimanakah keterkaitan antara ukuran populasi manusia , penggunaan sumberdaya , teknologi , degradasi lingkungan , dan polusi ? Pertumbuhan populasi , kemajuan teknologi , pemanfaatan sumberdaya-sumberdaya telah menjurus pada kumpulan permasalahan yang saling terkait dan rumit serta mencapai tingkat krisis di planet bumi yang berisi umat manusia serta berbagai ragam bentuk hidup lainnya yang teramat kaya. Kecuali tingkat kematian meningkat dengan tajam , misalnya , akibat hal. 84


penyakit atau kelaparan atau akibat perang nuklir dunia , populasi penduduk dunia diproyeksikan akan menjadi dua kali lipat yaitu menjadi 10.8 milyar jiwa pada tahun 2045, dan mungkin hampir menjadi tiga kalinya yaitu 14 milyar jiwa pada akhir tahun 2000 (2, p. 2). Setiap tahun lebih banyak hutan , padang rumput dan lahan basah di dunia ini yang sirna , padang tandus semangkin luas sebagaimana umat manusia semakin meningkat memakai permukaan bumi dan sumberdaya-sumberdaya yang ada padanya. Tanah atas yang vital hanyut atau tertiup angin meninggalkan lahan-lahan pertanian dan hutan-hutan yang ditebangi serta kemudian sediment-sediment –nya menyumbat , mendangkalkan alur-alur aliran , danau / situ dan reservoir. Di banyak tempat air yang ada dalam tanah diisap telah lebih cepat dari pada kemampuan alam untuk mengisinya kembali (2, p. 2). Dengan membakar deposit-deposit fossil fuels , menebang dan membakar hutan lebih cepat dari pada yang dapat di-deposit-kan kembali atau ditumbuhkan kembali karbon dioksida di lapisan atmosfir bawah akan bertambah. Bila manusia masih tetap terus meningkatkan konsentrasi karbon dioksida serta gas-gas lainnya yang sifatnya memperangkap panas di lapisan atmosfir bawah greenhouse effect atau heat trap effect akan semakin terpacu sehingga iklim dunia akan dapat menjadi lebih panas. Bila perubahan iklim semacam ini terjadi , maka yang demikian ini akan merusak kemampuan manusia untuk menumbuhkan cukup tanaman pangan ; akan merubah pola distribusi air dunia ; serta membuat beberapa dan mungkin juga banyak areal padat penduduk menjadi tidak berpenghuni karena kekurangan air atau banjir karena muka air laut naik (2, p. 2). Pembakaran fossil fuels oleh umat manusia juga merupakan sumber terbesar polusi udara yang mengancam kehidupan pepohonan dan manusia serta mengakibatkan polusi air dan berbagai kekacauan dengan sebaran areal yang luas (extensive). Minyak yang membuat mobil “jalan” , yang menghangatkan rumah (di daerah beriklim dingin) , yang dipakai untuk menghasilkan makanan serta membuat berbagai macam produk yang dipakai manusia , sangat mungkin akan semakin menipis dalam 50 tahun mendatang. Sejauh ini , sangatlah sedikit yang telah dilakukan umat manusia untuk mengurangi buangan atau yang terbuang dari sumberdaya vital ini, serta mencari sumberdaya pengganti (2, p. 2). Zat kimia yang ditambahkan manusia ke udara tertarik ke atmosfir yang lebih atas dan menipiskan gas ozone yang sifatnya melindungi manusia dan hampir seluruh makhluk hidup lainnya (dengan sifatnya yang menyaring / menahan) dari radiasi ultraviolet dari matahari yang membahayakan. Di atmosfir bawah , zat-zat kimia yang sifatnya memperangkap panas juga ikut mendukung meningkatkan efek alami planet bumi memperangkap panas (2, p. 3). Buangan-buangan beracun (toxic wastes) yang dihasilkan pabrik-pabrik dan rumah-rumah berakumulasi dan meracuni udara , air , dan tanah. Pestisida-pestisida pertanian yang mengkontaminasi (contaminate) air tanah dimana banyak manusia meminumnya , dan juga mengkontaminasi sebagian makanan yang dimakan manusia (2, p. 3). Yang paling penting dari keberadaan manusia adalah (2, p. 3) : resources keeping us alive , supporting lifestyle , and driving the world’s economies come directly or indirectly from the sun and from Earth’s air , water , rock , fossil fuels , soil , and tens millions of wild species that make up Earth’s natural capital. Deplete this capital or global and national treasure and we change from a sustainable to an unsustainable lifestyle. Get to greedy and we’ll soon be needy.

hal. 85


Kabar yang buruk adalah kenyataan yang semakin berkembang bahwa manusia semakin menipiskan Earth’s natural capital dengan cara yang tidak sepatutnya serta dengan laju yang semakin dipercepat dengan hidup dalam cara yang unsustainable (2, p. 3).

5.1 Resources and Environmental Degradation. TYPES OF RESOURCES. Resources (sumberdaya) adalah sesuatu yang sifatnya sebagai sumber yang kalau dilakukan sesuatu terhadapnya akan dapat memenuhi kebutuhan atau yang kita inginkan atau menjadi sesuatu yang bermanfaat atau ada nilainya atau menghasilkan suatu kepuasan. Material resources adalah sumberdaya yang kuantitasnya dapat diukur. Beberapa diantaranya seperti : air segar , tanah subur , tumbuhan yang tumbuh secara alami dan dapat dimakan , tersedia langsung untuk dimanfaatkan (2, pp. 6-7).

Kebanyakan material resources , seperti petroleum (oil) , besi , groundwater (air yang terdapat dalam tanah) , dan tanaman-tanaman modern , tidak langsung tersedia untuk dimanfaatkan , dan pasoknya terbatas. Material jenis ini hanya dapat menjadi resources bila kita dapat menggunakan “kecerdikan atau kepandaian” untuk membuatnya tersedia dengan “harga” yang terjangkau. Petroleum misalnya , sekian lama merupakan fluida yang misterius hingga manusia menemukan cara untuk menemukannya , meng-ekstraksi-nya , mengolahnya menjadi bensin , minyak tanah serta produk-produk lainnya dengan harga yang terjangkau. Dalam skala waktu kehidupan manusia yang relatif pendek , material resources diklasifikasikan sebagai : nonrenewable , perpetual , dan renewable seperti yang diperlihatkan dalam Fig. 1-7 (2, p. 7) Keindahan , keheningan, kasing sayang adalah beberapa contoh dari yang disebut sebagai non material resources , yang secara teoritis tersedia tidak terbatas, namun ketersediaannya dapat berkurang atau rusak karena lingkungan yang crowded dan degraded (2, p. 7) NONRENEWABLE MATERIAL RESOURCES. Nonrenewable atau exhaustible resources dalam jumlah stok yang tetap di berbagai tempat di kerak bumi sebenarnya mempunyai potential for renewal oleh proses-proses geologis , fisis , dan kimiawi yang hal. 86


memakan waktu ratusan juta atau milyar tahun. contohnya adalah tembaga , aluminum , batubara , dan minyak. Resources ini diklasifikasikan sebagai exhaustible karena manusia meng-ekstraksi dan menggunakan –nya dengan laju yang jauh lebih cepat dari pada skala waktu geologis pada mana material-meterial itu terbentuk (2, p. 7). Beberapa material nonrenewable dapat di-daur-ulang atau dipergunakan kembali sejauh ketersediaan pasoknya , seperti misalnya : tembaga, aluminum , besi , dan gelas. Proses daur ulang melibatkan pengumpulan dan pemrosesan ulang material sehingga dapat dibuat menjadi suatu produk baru. Dari barang-barang aluminum bekas yang dikumpulkan , dapat dilakukan pencairan kemudian dibuat produk-produk baru dari bahan tersebut. Botol-botol gelas atau bahan-bahan gelas lainnya dapat dikumpulkan kemudian dihancurkan dan dicairkan untuk kemudian produk-produk yang baru. Pemakaian ulang adalah pemakaian suatu produk material lagi dan lagi dengan bentuk yang sama. Seperti misalnya botol gelas bekas dapat dikumpulkan , dicuci , dan diisi kembali beberapa kali (2, p. 7). Nonrenewable resources lainnya seperti fossil fuels (batu bara , minyak dan gas alam) tidak dapat di-daur-ulang maupun dipakai ulang. Bila dibakar , energi yang bermanfaat dari bahan ini di-konversi menjadi panas yang tidak ada manfaatnya dan menghasilkan berbagai gas buangan yang dapat mencemari atmosfir , tanah , air dan kehidupan alam bebas (2, p. 7) PERPETUAL AND POTENTIALLY RENEWABLE MATERIAL RESOURCES. Perpetual resources seperti energi surya , sepanjang skala waktu kehidupan manusia tidak akan ada habisnya, tidak menghasilkan material buangan , energi dapat terkonversi menjadi angin , aliran H2O , listrik , tersimpan dalam jaringan organisme hidup (2, pp. 7-8) POTENTIAL RENEWABLE RESOURCES adalah resources yang berpotensi untuk tidak pernah habis karena proses “penggantiannya” relatif cepat dan dapat berlangsung secara alami , misalnya : pohon-pohon di hutan , rumput di padang rumput , binatang liar , air permukaan yang jernih , air tanah , udara segar , tanah yang subur. Setelah eksploitasi dan “pembebanan” semakin meningkat, ternyata kapasitas untuk “memperbaharui” dari semua ini ada batasnya. Kalau kapasitas eksploitasi dan pencemaran telah melewati batas kemampuan “memperbaharuinya” , mulai terjadi apa yang disebut sebagai : environmental degradation (2, p. 8). Beberapa tipe environmental degradation dapat merubah potentially renewable resources menjadi nonrenewable atau unusable resources (2, pp. 8-9) : •

Penutupan lahan produktif dengan air , beton , aspal , atau bangunan sampai tingkat tertentu sehingga pertumbuhan tumbuhan menurun dan tempat-tempat untuk (habitat) kehidupan alam bebas hilang.

•

Bercocok tanam tanpa management tanah yang sepatutnya sehingga laju pertumbuhan tanaman menurun akibat erosi tanah dan menjadi semakin berkurangnya nutrient untuk tanaman yang ada dalam tanah.

•

Pengirigasian lahan bercocok tanam tanpa drainase yang memadai sehingga terjadi genangan air berlebihan atau penumpukan garam (salinization) dalam tanah yang menurunkan tingkat pertumbuhan tanam.

•

pengambilan air dari sumber-sumber tanah bawah (aquifers) dan dari air permukaan (sungai dan danau) dengan laju lebih cepat dibanding laju pengisian kembali yang dapat dilakukan oleh proses-proses alami.

hal. 87


•

Penebangan pohon-pohon di areal yang cukup luas (deforestation) tanpa penanaman kembali yang memadai sehingga habitat alam bebas menjadi rusak dan pertumbuhan kayu-kayu jangka panjang menurun.

•

Semakin berkurangnya padang-padang rumput oleh hewan pengembalaan atau peternakan (overgrazing) , tererosinya tanah sampai pada tingkat padang rumput yang produktif terkonversi menjadi lahan tidak produktif atau menjadi gurun (desertification).

•

Pengurangan besar-besar-an populasi-populasi berbagai jenis species hewan liar oleh : perusakan habitat , perburuan komersial , pengendalian hama , dan polusi.

•

Pencemaran udara , air , tanah sehingga menjadi tidak dapat dipergunakan untuk berbagai keperluan.

hal. 88


hal. 89

Cheng Shan Noe - Ilmu Pengetahuan Lingkungan

Recommend Documents