lingkungan 1

Lingkungan pada umumnya dibagi menjadi faktor-faktor yang bersifat fisik dan biologis. Faktor fisik merupakan faktor lingkungan yang bersifat non biologis atau biotik, yaitu organisme yamg berpengaruh terhadap organisme lain. Tumbuhan dan juga hewan dalam ekosistem merupakan bagian komponen biotik, komponen ini akan menyesuaikan diri terhadap kondisi lingkungan tertentu. Dalam hal ini tidak ada organisme hidup yang mampu untuk berdiri sendiri tanpa dipengaruhi oleh kondisi lingkungan yang ada, dan harus ada kondisi lingkungan tertentu yang berperan terhadapnya dan menentukan kondisi hidupnya.

Definisi lingkungan hidup adalah kesatuan ruang dengan semua benda, daya keadaan, dan makhluk hidup, termasuk di dalamnya manusia dan perilakunya. Komponen lingkungan terdiri dari faktor abiotik (tanah, air, udara, cuaca, suhu) dan faktor biotik (tumbuhan dan hewan, termasuk manusia).

Lingkungan hidup balk faktor biotik maupun abiotik berpengaruh dan dipengaruhi manusia. Segala yang ada pada lingkungan dapat dimanfaatkan oleh manusia untuk mencukupi kebutuhan hidup manusia, karena lingkungan memiliki daya dukung. Daya dukung lingkungannya adalah kemampuan lingkungan untuk mendukung perikehidupan manusia dan makhluk hidup lainnya.

Dalam kondisi alami, lingkungan dengan segala keragaman interaksi yang ada mampu untuk menyeimbangkan keadaannya. Namun tidak tertutup kemungkinan, kondisi demikian dapat berubah oleh campur tangan manusia dengan segala aktivitas pemenuhan kebutuhan yang terkadang melampaui Batas.

Keseimbangan lingkungan secara alami dapat berlangsung karena beberapa hal, yaitu komponen-komponen yang ada terlibat dalam aksi-reaksi dan berperan sesuai kondisi keseimbangan, pemindahan energi (arus energi), dan siklus biogeokimia dapat berlangsung. Keseimbangan lingkungan dapat terganggu bila terjadi perubahan berupa pengurangan fungsi dari komponen atau hilangnya sebagian komponen yang dapat menyebabkan putusnya mata rantai dalam ekosistem. Salah satu faktor penyebab gangguan adalah polusi di samping faktor-faktor yang lain.

Perubahan lingkungan mempengaruhi berbagai aspek kehidupan. Perubahan yang terjadi pada lingkungan hidup manusia menyebabkan adanya gangguan terhadap keseimbangan karena sebagian dari komponen lingkungan menjadi berkurang fungsinya. Perubahan lingkungan dapat terjadi karena campur tangan manusia dan dapat pula karena faktor alami. Dampak dari perubahannya belum tentu sama, namun akhirnya manusia juga yang mesti memikul serta mengatasinya.

1. Perubahan Lingkungan karena Campur Tangan Manusia

Perubahan lingkungan karena campur tangan manusia contohnya penebangan hutan, pembangunan pemukiman, dan penerapan intensifikasi pertanian.

2. Perubahan Lingkungan karena Faktor Alam

Perubahan lingkungan secara alami disebabkan oleh bencana alam. Bencana alam seperti kebakaran hutan di musim kemarau menyebabkan kerusakan dan matinya organisme di hutan tersebut. Selain itu, terjadinya letusan gunung menjadikan kawasan di sekitarnya rusak.

PENGERTIAN FAKTOR LINGKUNGAN

Suatu faktor yang berpengaruh terhadap kehidupan dari suatu organisme dalam proses perkembangan.

KOMPONEN FAKTOR LINGKUNGAN

Berbagai cara yang dilakukan oleh pakar ekologi dalam berbagai komponen lingkungan ini, yaitu :

1. Faktor iklim

Yang meliputi parameter iklim utama seperti cahaya, temperatur, ketersediaan air, dan angin. Pengetahuan mengenai iklim menjadi sangat penting untuk pengelolaan lingkungan. Pengetahuan yang akurat tentang faktor-faktor iklim juga sangat diprlukan untuk mencapai sumberdaya pertanian secara maksimum. Salah satu ciri utama iklim daerah tropika adalah panas yang terus menerus. Suhunya tinggi dan variasi harian dalam waktu 24 jam lebih besar dibandingkan variasi lainnya dalam satu waktu kewaktu lainnya dalam satu tahun.

2. Faktor Tanah

Tanah yang ada disuatu tempat dan waktu tertentu merupakan fungsi dari interaksi antara batuan dasar (batuan induk) dan topografi dengan iklim dan vegetasi serta fauna (termasuk manusia). Kepentingan relatif setiapfaktor ini bervariasi dari satu tempat ketempat lain dan dapat berubah menurut waktu. Oleh karena itu, tanah tidak dapat dianggap sebagai bentuk statis dan permanen dari suatu tempat, tetapi merupakan hasil interaksi faktor-faktor tersebut diatas yang sifatnya sementara dan akumulatif.

3. Faktor Tofografi

Tofografi suatu tempat sangat mempengaruhi proses pelindian, kedalaman, erodibilitas, infiltrasi, dan pelapukan tanah. Erosi tanah meru-pakan hal yang sangat penting karena dapat menyebabkan:

1. Degradasi lahan : menyebabkan turunnya produktivitas yang bergantung pada kondisi bentang lahan yang bersangkutan

2. Intensitas air limpasan meningkat : karena infiltrasi yang terjadi lebih sedikit, menyebabkan banjir semakin sering terjadi.

3. Tanah yang tererosi akan meningkatkan pendangkalan sungai.

4. Faktor Biotik

Merupakan gambaran dari semua interaksi dari organisme hidup seperti kompetisi, peneduhan, dll.

HUBUNGAN ANTARA FAKTOR LINGKUNGAN

Faktor-faktor lingkungan saling berinteraksi antara satu sama lainnya, sehingga sangat sulit untuk memisahkan hanya dari satu faktor lingkungan. Sebagai contoh bahwa kedua faktor iklim dan tofografi akan mempengaruhi perkembangan suatu tanah. Dengan demikian juga iklim dan tanah akan berpengaruh secara kuat dalam pola kontrolnya terhadap komponen biotik, menentukan jenis-jenis yang akan mampu menempati suatu tempat atau suatu daerah tertentu. Semua faktor lingkungan bervariasi secara ruang dan waktu. Organisme hidup bereaksi terhadap variasi lingkungan, sehingga hubungan yang nyata antara lingkungan dan organisme hidup ini akan membentuk komunitas dan ekosistem tertentu, baik berdasarkan ruang maupun waktu.

HUKUM MINIMUM DAN HUKUM TOLERANSI

a. Hukum Toleransi dari Shelford menyatakan :

“Kehadiran dan keberhasilan suatu organisme tergantung kepada lengkapnya komplerks-kompleks keadaan. Ketiadan atau kegagalan suatu organisme dapat dikendalikan oleh kekurangan atau kelebihan secara kualitatif dan kuantitatif dari salah satu beberapa faktor yang mungkin mendekati batas-batas toleransi organisme tersebut”

Beberapa azas tambahan terhadap hukum toleransi dapat dinyatakan sebagai berikut :

1. Organisme-organisme dapat memiliki kisaran toileransi yang lebar bagi satu faktor dan kisaran yang sempit untuk lainnya.

2. Organisme-organisme dengan kisaran-kisaran toleransi yang luas untuk semua wajar memiliki penyebaran yang paling luas.

3. Apabila keadaan-keadaan tidak optimum bagi suatu jenis mengenai suatu faktor ekologi, batas-batas toleransi terhadap faktor-faktor ekologi lainnya dapat dikurangi berkenaan dengan faktor-faktor ekologi lainnya.

4. Seringkali ditemukan bahwa organisme-organisme dialam sebenarnya tidak hidup pada kisaran optimum berkenan dengan faktor fisik tertentu.

5. Periode reproduksi biasanya merupakan periode yang gawat apabila faktor-faktor lingkungan bersifat membatasi. Batas-batas toleransi individu-individu reproduktif, bili-biji, telur-telur, embrio, kecambah atau anakan-anakan pohon, larva biasanya lebih sempit daripada tumbuh-tumbuhan atau binatang dewasa lebih sempit daripada tumbuh-tumbuhan atau binatang dewasa nonproduktif.

b. Hukum Minimum Liebig

“Untuk dapat bertahan dan hidup dalam keadaan tertentu, suatu organisme harus memiliki bahan-bahan yang penting diperlukan untuk pertumbuhan dan perkembangbiakan keperluan-keperluan dasar ini bervariasi antara jenis dan dengan keadaan”

Dibawah keadaan-keadaan mantap bahan yang penting yang tersedia dalam jumlah paling dekat mendekati minimum yang genting yang diperlukan akan cendrung merupakan pembatas. Hukum minimum ini kurang dapat diterapkan dibawah keadaan sementara apabila jumlah, pengaruhnya dari bahan sangat cepat berubah.

Liebig menyatakan bahwa jumlah bahan utama yang dibutuhkan apabila mendekati keadaan minimum kritis cendrung menjadi pembatas. Ditambahkannya bahwa cahaya, suhu, zat makanan dan unsur-unsur utama meyebabkan hilangnya vegetasi pada ketinggian tertentu di pegunungan atau hilangnya beberapa tumbuhan dalam wilayah yang dinaungi. Jadi penyebaran tumbuhan ditentukan oleh cahaya, suhu dan unsur hara yang tidak memadai.

Liebig mempelajari pengaruh berbagai faktor pada pertumbuhan tanaman. Ia mendapatkan bahwa hasil panen selalu dibatasi bukan saja oleh unsur hara yang dibutuhkan dalam jumlah besar dalam lingkungan, tetapi oleh beberapa bahan seperti Zn, yang dibutuhkan dalam jumlah sedikit dan jarang sekali dalam tanah. Liebig menyatakan bahwa pertumbuhan tanaman tergantung pada jumlah minimum. Pernyataan ini dikenal sebagai Hukum Minimum Liebig.

Dasar-dasar utama harus ditambahkan pada konsep ini untuk penggunaannya dalam praktek. Pertama, bahwa Hukum Minimum Liebig dapat dipakai hanya dalam keadaan yang tetap, yaitu bila pemasukan dan pengeluaran energi adalah seimbang. Misalnya CO2 adalah faktor pembatas utama dalam danau dan oleh karena itu produktivitas seimbang dengan kecepatan penyediaan CO2 yang berasal dari proses pembusukan bahan organik dengan cahaya, nitrogen, fosfor dan unsur-unsur utama lainnya yang dipergunakan dalam jumlah banyak dalam keadaan yang stabil seimbang.

Kedua adalah faktor interaksi. Beberapa tumbuhan memperlihatkan bahwa kebutuhan Zn lebih sedikit bila tumbuh di bawah naungan dari pada dengan cahaya penuh. Konsentrasi Zn yang rendah dalam tanah akan berkurang sifat membatasnya bagi tanaman yang berada di bawah naungan dibanding dengan cahaya penuh pada kondisi yang sama.

KONSEP FAKTOR-FAKTOR PEMBATAS

Eksistensi dari keberhasilan suatu organisme atau kelompok organisme tergantung pada keadaan lingkungan yang sangat rumit. Suatu keadaan yang melampaui batas-batas toleransi disebut keadaan yang membatasi atau faktor pembatas. Faktor pembatas dapat mencapai nilai ekstrim maksimum maupun minimum dengan ukuran kritis. Faktor pembatas bervariasi dan berbeda untuk setiap tumbuhan maupun hewan dengan nilai ekstrim tertentu, sehingga terjadilah pengelompokan dan perkembangan serta penyebaran organisme tersebut.

Suatu organisme mempunyai toleransi yang besar terhadap suatu faktor yang konstan, maka faktor itu tidak merupakan pembatas. Sebaliknya bila mempunyai toleransi tertentu terhadap suatu faktor yang bervariasi dalam lingkungan, dapat menjadi faktor yang membatasi. Sebagai contoh oksigen yang tersedia cukup banyak dan tetap serta siap untuk digunakan dalam lingkungan daratan sehingga jarang membatasi organisme daratan. Pada pihak lain, oksigen jarang dan sangat bervariasi dalam air sehingga merupakan faktor pembatas pada organisme perairan. Keadaan lingkungan yang ekstrim mengurangi batas toleransi.

Suatu contoh konsep faktor pembatas dengan membandingkan telur-telur ikan trout dan telur-telur kodok. Telur-telur ikan trout berkembang antara 00C dan 120C dengan optimum 40C sedangkan telur-telur kodok antara 00C dan 300C dengan optimum 220C. Jadi telur-telur ikan trout adalah stenothermal dan telur-telur kodok eurythermal. Titik-titik minimum, optimum dan maksimum berdekatan untuk jenis-jenis yang stenotermal. Sehingga perbedaan tempratur yang kecil menyebabkan efek yang kecil pada jenis eurythermal. Jenis-jenis yang stenotermal ada yang bersifat toleransi tempratur rendah (oligothermal) dan adapula yang toleransi tempratur tinggi (polythermal) atau di antaranya.

Pentingnya faktor pembatas:

a. Tanah yang berasal dari batuan magnesium – besi – silikat yang rendah zat-zat hara utam Ca, P dan N serta tinggi kadar Mg, Cr dan nikel.

b. Lambat laun melalui waktu geologis vegetasi dapat menyesuaikan diri dengan keadaan, tetapi dengan tingkatan masyarakat yang telah berkurang struktur dan produktivitasnya.

c. Kinne (1956) mendapatkan bahwa Coelenterate yaitu organisme laut (marine) tumbuh baik pada kadar garam 1 bagian per seribu dalam kondisi laboratorium dengan tempratur tertentu. Sesungguhnya organisme ini tidak pernah terdapat pada kadar garam ini di alam, tetapi pada kadar garam yang lebih rendah.

Banyak ahli lingkungan berpendapat bahwa faktor-faktor yang sangat berbeda dapat membatasi penimbunan pada pusat penyebaran dan distribusi pada batas penyebaran. Carson (1958) dan ahli-ahli genetika menyatakan bahwa individu-individu dari populasi dibatasi penyebaran dapat memiliki urutan-urutan gen yang berbeda dari pusat populasi. Pendekatan biogeograf menjadi perhatian bila satu atau lebih faktor-faktor lingkungan tiba-tiba berubah secara drastis.

Penentuan daerah yang optimum bagi hasil tanaman tidak hanya berdasarkan hasil rata-rata, tetapi juga variasi hasil dari tahun ke tahun. Daerah dengan hasil rata-rata tertinggi dan angka variasi yang terendah dianggap menjadi daerah yang optimum.

Mcleese (1956) mengadakan studi tentang bermacam-macam faktor pembatas pada udang laut. Ia menentukan batas-batas toleransi udang-udang secara percobaan pada tempratur air, kadar garam dan konsentrasi oksigen sebagai faktor-faktor tunggal yang berbeda dan dalam kombinasi. Bila kadar garam optimal, udang dapat hidup pada tempratur yang lebih tinggi daripada kesanggupannya bila dalam kadar garam yang lebih rendah. Keadaan yang sama untuk konsentrasi oksigen yang lebih rendah daripada keadaan konsentrasi optimalnya. Dalam hubungan ini kesanggupan toleransi untuk keadaan faktor tertentu dapat menyebabkan kematian bila faktor interaksi yang lain tidak optimal.

Pentingnya Faktor-Faktor Fisis sebagai Faktor-Faktor Pembatas

a. Temperatur

Beberapa organisme dapat hidup pada temperatur yang rendah sekali. Sedangkan beberapa microorganisme, terutama bakteri dan algae dapat hidup dan berkembang pada musim-musim semi yang panas kira-kira 880C dan untuk ganggang lainnya 800C. Dibandingkan untuk toleransi ikan dan serangga 500C.

Organisme yang hidup di air pada umumnya mempunyai batas toleransi yang lebih sempit terhadap temperatur dari pada binatang yang hidup di darat, sehingga temperatur penting dan sering kali merupakan faktor pembatas. Temperatur, cahaya, kelembaban, air, pasang surut umumnya mengontrol kegiatan-kegiatan harian tumbuhan dan binatang. Temperatur berperanan dalam pengwilayahan dan sertifikasi di lingkungan perairan dan daratan. Organisme dipengaruhi oleh temperatur yang bervariasi yang cendrung tertekan, terhalang atau terhambat oleh temperatur yang tetap. Shelford (1929) menemui bahwa telur, larva atau pupa kupu-kupu berkembang 7 sampai 8 persen lebih cepat di bawah temperatur yang tetap. Organisme peka terhadap perubahan-perubahan temperatur, sehingga bersifat sebagai faktor pembatas.

Tumbuhan dan binatang terutama komunitas sanggup mengkompensasi atau menyesuaikan terhadap temperatur.

Semua proses-proses kimia dalam metabolisme termasuk proses-proses fisis seperti difusi, pengendapan pada pembentukan dinding sel tergantung pada temperatur serta dipercepat dengan kenaikan temperatur sampai optimum. Kalau temperatur melampaui minimum, pernafasan dapat berhenti dan menyebabkan kematian. Pengaruh temperatur di dalam metabolisme, tidak hanya tentang lajunya tetapi juga mengenai produk yang dihasilkannya. Pengaruh temperatur tampak juga pada perkecambahan dan susunan jenis vegetasi. Perbedaan dalam penyesuaian temperatur mengakibatkan adanya zonasi yang horizontal dan vertikal.

b. Cahaya

Protoplasma yang terbuka langsung kena cahaya menyebabkan kematian cahaya adalah sumber energi, cahaya bukan hanya faktor yang vital, tetapi juga suatu pembatas pada kedua tingkat maksimum dan minimum. Oleh karena itu cahaya sebagai faktor pembatas dan pengontrol. Radiasi terdiri atas gelombang-gelombang elektromagnetik. Dua berkas panjang gelombang menembus atmosfer bumi, berkas gelombang yang banyak tampak bersama dengan beberapa bagian berkas dan frekuensi yang rendah dan dengan panjang gelombang lebih besar 1 cm. Radiasi matahari yang menembus atmosfer terdiri atas gelombang-gelombang elektromagnetik yang berkisar panjangnya dari 0,3 micron sampai 10 micron atau 300 sampai 10000 mµ atau 3000 sampai 100.000 A0.

Menurut mata manusia, cahaya tampak terletak antara 3900 sampai 7600 A0. ultra violet lebih kecil dari 3900 A0 dan inframerah di atas 7600 A0. Energi tinggi dari radiasi gelombang pendek dapat berperan sebagai faktor-faktor pembatas.

Laju fotosintetis berbeda-beda dengan panjang gelombang yang berbeda. Intensitas cahaya mengontrol seluruh ekosistem melalui pengaruhnya pada produksi primer. Hubungan intensitas dengan proses fotosintetis pada kedua tumbuhan darat dan air mengikuti pola umum yang sama dari penambahan linier sampai optimum atau jenuh cahaya yang diikuti oleh pengurangan intensitas sinar matahari.

Terjadinya faktor kompensasi, karena individu dan komunitas tumbuhan beradaptasi pada intensitas cahaya yang berbeda sehingga menjadi adaptasi naungan (mencapai kejenuhan pada intensitas yang rendah) atau adaptasi cahaya matahari. Diatome dapat mencapai kecepatan cahaya kurang dari 5 persen cahaya matahari penuh dan dapat mempertahankan produksi bersih kurang dari 1 persen (Taylor, 1964). Diatome hanya sedikit dihalangi oleh intensitas cahaya yang tinggi. Fitoplankton sebaliknya adalah adaptasi naungan dan besar sekali dihalangi oleh intensitas cahaya yang tinggi.

Berdasarkan kebutuhan cahaya dikenal:

- tumbuhan yang perlu cahaya penuh (light demanding)

- tumbuhan yang toleran dan setengah toleran.

Kebutuhan akan cahaya tampak pada perkecambahan, sehingga dalam hutan tropik basah hampir tidak dijumpai rumput, karena graminae membutuhkan cahaya yang banyak. Cahaya menekan pertumbuhan vegetatif, karena membatasi hormon pertumbuhan (auxin). Sebaliknya cahaya menyokong alat-alat reproduksi pembungaan. Di daerah beriklim sedang dikenal:

- Tumbuhan hari panjang 14 – 16 lamanya siang.

- Tumbuhan hari pendek 10 – 14 jam lamanya siang.

Jadi ada dua kepentingan:

Penyebaran secara buatan akan menghadapi kegagalan yaitu fotoperiodisitas dibatasi. Kalau tumbuhan hari panjang ditanam di tempat yang siangnya pendek akan menyebabkan pertumbuhan vegetatif yang luar biasa. Sebaliknya tumbuhan hari pendek ditanam di daerah harinya panjang, mengakibatkan pembungaan luar biasa.

c. Air

Air dari segi ekologi merupakan faktor pembatas utama pada lingkungan darat dan lingkungan perairan. Air untuk fungsi fisiologis perlu bagi semua protoplasma. Dari sudut ekologis terutama sebagai faktor pembatas curah hujan sebagian besar ditentukan oleh geografi dan pola gerakan udara yang besar atau sistem iklim. Angin mengandung kelembaban bertiup dari laut menjatuhkan kelembabannya pada lereng-lereng yang menghadap ke laut. Penyebaran curah hujan sepanjang tahun merupakan faktor pembatas yang sangat penting untuk organisme.

Keadaan yang sangat berbeda diberikan oleh curah hujan 35 inch yang seluruhnya tersebar teratur dan dari yang diberikan oleh curah hujan 35 inch yang sebagian besar jatuh pada bagian tahun tertentu.

Pada umumnya curah hujan cendrung mempunyai penyebaran yang tidak teratur sepanjang musim di daerah tropik dan sub tropik, seringkali dengan hasil musim hujan dan panas tertentu. Di daerah tropik, irama musim hujan ini mengatur kegiatan-kegiatan musim seperti irama keadaan temperatur dan cahaya yang mengatur zona temperatur organisme.

Di daerah iklim sedang curah hujan cendrung tersebar lebih teratur sepanjang tahun. Tabulasi yang berikut memberi perkiraan yang kasat mata dari masyarakat biotis klimaks yang mungkin diharapkan dengan jumlah curah hujan tahunan yang berbeda dan teratur pada garis lintang daerah sedang.

0 – 10 inch pertahun – padang pasir

10 – 30 inch per tahun – padang rumput, savana

30 – 50 inch per tahun – hutan kering

50 inch per tahun – hutan basah

Keadaan biotis ditentukan tidak hanya oleh curah hujan tetapi oleh keseimbangan antara curah hujan dan potensi evapotranspirasi. Yang merupakan kehilangan air oleh penguapan dari ekosistem. Kelembaban menunjukkan jumlah uap air dalam udara. Kelembaban mutlak ialah jumlah air yang sesungguhnya dalam udara dinyatakan sebagai berat air persatuan udara (gram per kilogram udara). Kelembaban nisbi diukur dengan mencatat perbedaan antara thermometer tabung basah dan kering disebut psychorometer. Jika kedua termometer dibaca sama, kelembaban nisbi adalah 100 persen. Kalau termometer tabung basah kurang dari tabung kering, sebagaimana umumnya, kelembaban nisbi kurang dari 100 persen. Pencatat kelembaban yang terus menerus ialah hygrograph. Irama kelembaban harian di alam, yakni tinggi pada malam hari dan rendah selama siang hari. Kelembaban dengan temperatur dan cahaya mengatur kegiatan terutama penting dalam merubah efek temperatur. Dari 97 sampai 99 persen air yang masuk ke tumbuhan dari tanah hilang oleh penguapan dari daun-daun. Penguapan ini disebut transpirasi. Pertumbuhan tanaman sebanding dengan transpirasi (Penman, 1956). Bila udara terlalu basah (mendekati 100 persen keembaban nisbih), seperti dalam hutan-hutan tropik kebanyakan tumbuh adalah epifit.

Pemanasan air samudera oleh sinar matahari merupakan kunci proses siklus hidrologi tersebut dapat berjalan secara kontinu. Air berevaporasi, kemudian jatuh sebagai presipitasi dalam bentuk hujan, salju, hujan batu, hujan es dan salju (sleet), 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:

1. Evaporasi / transpirasi - Air yang ada di laut, di daratan, di sungai, di tanaman, dsb. kemudian akan menguap ke angkasa (atmosfer) dan kemudian 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.

2. Infiltrasi / Perkolasi ke dalam tanah - Air bergerak ke dalam tanah melalui celah-celah dan pori-pori tanah dan batuan menuju muka air tanah. Air dapat bergerak akibat aksi kapiler atau air dapat bergerak secara vertikal atau horizontal dibawah permukaan tanah hingga air tersebut memasuki kembali sistem air permukaan.

3. Air Permukaan - Air bergerak diatas permukaan tanah dekat dengan aliran utama dan danau; makin landai lahan dan 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 disekitar daerah aliran sungai menuju laut.

Air permukaan, baik yang mengalir maupun yang tergenang (danau, waduk, rawa), dan sebagian air bawah permukaan akan terkumpul dan mengalir membentuk sungai dan berakhir ke laut. Proses perjalanan air di daratan itu terjadi dalam komponen-komponen siklus hidrologi yang membentuk sisten Daerah Aliran Sungai (DAS).Jumlah air di bumi secara keseluruhan relatif tetap, yang berubah adalah wujud dan tempatnya.

Siklus hidrologi adalah fenomena yang terutama terjadi di atmosfer dan digerakkan oleh panas dari Matahari yang menguapkan air dari samudera dan daratan (Gambar 4A). Uap air yang dihasilkan bergerak naik masuk ke atmosfer dan kemudian bergerak bersama aliran udara. Dalam perjalanannya bersama aliran udara, beberapa bagian uap air mengalami kondensasi dan kemudian mengalami presipitasi dalam bentuk hujan atau salju dan kembali ke samudera atau daratan Gambar 4B. Air hujan yang jatuh ke daratan dapat mengalir masuk kedalam aliran sungai, meresap ke dalam tanah, atau menguap kembali ke udara untuk bergerak kembali dalam siklus. Sebagian air yang di dalam tanah diserap oleh tanaman, dan kemudian mengembalikan air itu ke atmosfer melalui daun dengan proses transpirasi. Salju dapat tetap berada di daratan selama satu atau dua musim dan bisa lebih lama hingga mencair dan airnya mengalir meninggalkan salju.

Gambar Siklus hidrologi (panah abu-abu) dan energi Matahari (panah putih). Sumber: Ingmanson dan Wallace (1985)

Pada prinsipnya, air yang berasal dari hujan akan masuk ke dalam tanah. Namun tidak semua air dapat ditampung oleh tanah. Hal ini disebabkan karena setiap jenis batuan memilki kemampuan menyerap yang berbeda-beda.

Sebagian air yang lain akan menjadi air yang mengalir di permukaan tanah disebut run-off water.

Banjir secara mudah dirumuskan seperti dibawah ini.

• Water Surplus = Curah Hujan - Evapotrasp

• Infiltrasi = kc x WS

• DRO = WS - Infiltrasi

• Runoff = DRO + Base Flow

Siklus dan peranannya dalam tanah

Berkaitan dengan musim hujan yang dihadapi saat ini, unsur air sebagai pelaku utama patut mendapat sorotan peranannya dalam pertanian. Untuk itu,tidak ada salahnya bagi kita mempelajari lebih jauh mengenai keberadaannya di alam.

Air merupakan suatu unsur yang amat penting bagi makhluk hidup dan sekaligus juga menjadi alat transportasi hara dari tanah ke tanaman. Interaksi antara tanah dan air terjadi ketika air berada di permukaan maupun masuk ke dalam tanah. Jika unsur hara dalam tanah terlarut atau terendap dalam air, maka unsur hara ini dapat terbawa oleh air atau lebih dikenal dengan proses pencucian hara. Pengetahuan akan sifat-sifat air ini akan sangat membantu dalam mengurangi kehilangan nutrisi tanah untuk tanaman.

Siklus Hidrologi (air)

Siklus hidrologi menjelaskan beberapa perubahan dari bentuk air yang bersirkulasi dari atmosfer ke bumi dan kembali lagi ke atmosfer. Beberapa bagian dari siklus ini, seperti hujan ataupun aliran permukaan / limpasan permukaan (run-off), sangatlah kita kenal, tetapi hal-hal lain dari siklus ini seperti keberadaan air tanah dan perkolasi (aliran air di permukaan dan dalam tanah), juga sangat penting untuk kita perhatika.

Saat terjadinya hujan, air dapat masuk ke dalam tanah (infiltrasi) atau mengalir di permukaan tanah (limpasan permukaan / surface run-off). Air dalam tanah yang terikat oleh pori-pori dan mineral tanah, ada yang dapat dimanfaatkan oleh tanaman sebagai air tersedia, menguap dari permukaan tanah atau mengalir di permukaan atau ke dalam tanah (perkolasi), dan tersimpan dalam tanah sebagai air tanah.

Hilangnya Nutrisi tanaman dari tanah

Limpasan / aliran permukaan, yaitu air yang mengalir di permukaan tanah saat hujan setelah tanah jenuh terisi oleh air, dapat membawa partikel-partikel tanah seperti mineral-mineral tanah, bahan organik, serta nutrisi tanah lainnya dalam bentuk larutan. Salah satu unsur hara makro yang paling mudah terlarut atau hilang dari tanah melalui proses ini adalah Fosfor (P). Sebenarnya, di dalam tanah telah tersedia cukup unsur Fosfor, tetapi lebih banyak dalam bentuk tidak tersedia bagi tanaman, diantaranya hilang melalui proses limpasan permukaan ini.

Peristiwa perkolasi juga dapat menyebabkan hilangnya unsur hara karena akan mengalami proses pencucian (leaching), seperti yang dialami oleh unsur hara makro Nitrogen dan Kalium. Tercucinya Kalium di dalam tanah bisa juga dipermudah dengan tekstur tanah pasir yang sifatnya sukar menahan air. Kebanyakan unsur Kalium yang terdapat dalam tanah berbentuk tidak tersedia untuk tanaman karena terjerap oleh mineral liat tanah, hanya 10 % saja dari seluruh Kalium yang ada dalam tanah bisa dimanfaatkan oleh tanaman.

Nitrogen adalah unsur hara yang paling dinamis di alam. Keberadaannya di tanah sangat dipengaruhi oleh keseimbangan antara input dan outputnya dalam sistem tanah.

Jika kita kaitkan dengan kondisi musim penghujan saat ini, maka sebenarnya masih tersedia cukup Nitrogen bagi perkembangan tanaman karena Nitrogen yang telah terlepas atau mengalami volatilisasi (hilang di udara bebas) kembali terikat oleh adanya petir / kilat dan akan kembali ke tanah melalui pertolongan air hujan yang turun. Meskipun Nitrogen seringkali mengalami perubahan bentuk, tetapi sangatlah mudah bagi tanaman untuk menyerap unsur ini akibat adanya keseimbangan siklus Nitrogen tadi. Tanaman menyerap unsur Nitrogen dalam bentuk Ammonium (NH4+) dan Nitrat (NO3-). Keberadaan NH4+ ini sangat relatif bagi tanaman karena mudah mengalami perubahan bentuk menjadi Nitrat Nitrogen (NO3-) akibat proses nitrifikasi (perubahan Ammonium Nitrat) menjadi Nitrat Nitrogen oleh organisme tanah).

Bentuk inilah yang mudah hilang akibat pencucian dalam tanah karena terikat oleh mineral-mineral liat tanah yang bisa berpindah saat adanya perkolasi dalam tanah. Alternatif pemecahan masalah hilangnya unsur hara akibat pencucian ini adalah dengan memberikan pupuk yang berimbang, baik unsur hara makro maupun mikro, dan bersifat slow release (penguraiannya dalam tanah lambat) agar ketersediaan nutrisi tanaman tetap terjaga. Selain itu juga perlu diperhatikan keseimbangan siklus unsur hara di alam agar tetap terjaga kestabilannya sehingga mampu meningkatkan produksi tanaman.

Penggenangan jangka lama dan kondisi tanaman

Penggenangan lahan yang lama seperti yang sering dialami saat musim penghujan, sangat berbahaya bagi pertumbuhan tanaman sayuran. Hal ini dapat menimbulkan berbagai gejala fisiologis yang mengganggu penampilan dan pertumbuhan tanaman. Gejala ini bisa saja berupa terjadinya klorosis (menguning) pada daun, bunga yang mudah rontok, pertumbuhan akar dan daun yang terhambat, bahkan pembusukan pada batang atau akar tanaman. Jika hal ini tidak segera diatasi, bisa saja akan berlanjut ke kematian tanaman. Lahan yang tergenangi, secara otomatis akan mengurangi suplai Oksigen ke dalam tanah untuk dimanfaatkan oleh akar. Endapan partikel tanah yang terbawa oleh air dalam penggenangan juga ikut menyumbang buruknya aerasi tanah. Endapan debu atau pasir yang terbawa dan terkumpul di sekitar batang dan akar tanaman muda akan memperburuk aerasi tanah karena sulitnya pertukaran Oksigen dalam tanah dengan udara bebas akibat semakin kerasnya struktur tanah setelah hujan terjadi. Adapun kekerasan tanah dan hubungannya dengan penyebaran akar dapat dilihat pada Tabel 1. Selain itu, tanah yang tergenang akan timbul senyawa yang berbahaya seperti asam sulfat (H2SO4) akibat adanya proses reduksi Sulfur / belerang dalam tanah akibat aktivitas bakteri anaerob.

Tabel. Hubungan Antara Kekerasan Tanah dan Distribusi Akar Tanaman Sayuran

TANAH	TANAMAN	Kekerasan (mm)
		12-13	14-15	16-17	18-19	20-21	22-23	24-25	26-27	28-29
		Distribusi Akar (%)
Berpasir	Tomat Terung Waluh Cabai Mentimun Semangka	90 100 100 100 100 100	88 100 100 82 84 81	87 100 100 93 76 73	72 100 100 74 82 93	82 92 86 85 86 93	38 66 86 19 41 43	16 8 30 12 19 12	16 0 8 0 0 0	16 0 2 0 0 0
Berlempung	Terung Lettuce	100 84	92 94	80 94	73 86	73 82	80 76	38 12	18 16	0 0
Berliat	Strawberry Mentimun	100 86	79 86	76 86	72 86	59 80	36 30	13 19	18 16	6 4

Bahaya lain yang ditimbulkan oleh kondisi penggenangan ini adalah kerusakan akar secara fisik akibat longsornya tanah di sekitar perakaran sehingga akar tanaman menjadi terbula dan mudah terserang penyakit serta resiko untuk patah menjadi besar. Alternatif pengurangan resiko penggenangan ini bisa ditempuh dengan beberapa cara. Diantaranya adalah dengan menerapkan sistem drainase yang tepat sehingga bisa mengurangi penggenangan yang terjadi saat musim penghujan.

Cara lain yang dapat ditempuh adalah mengurangi pemberian pupuk Sulfur (Belerang) sperti amonium sulfat (ZA) pada tanah karena akan menyebabkan klorosis pada daun akibat adanya Asam Sulfat di sekitar perakaran (cat clay) sehingga akar tidak dapat bebas menyerap unsur hara lain dalam tanah. Dengan menjaga aerasi tanah dengan mengurangi pengendapan debu atau pasir di batang dan daerah perakaran tanaman muda, juga membantu meningkatkan aerasi tanah. Penggunaan mulsa plastik juga akan sangat membantu untuk mengurangi erosi tanah di sekitar perakaran akibat aliran air di permukaan tanah.

CAHAYA DAN SISTEM EKOLOGI

1. Cahaya

Cahaya merupakan bentuk energi yang dikenal sebagai energi elektromagnetik, yang juga disebut radiasi. Model cahaya sebagai gelombang menerangkan banyak sifat-sifat cahaya, tetapi dalam hal tertentu cahaya itu berperilaku seperti tersusun atas partikel-partikel diskret, yang disebut foton. Foton bukanlah objek kasat mata, tetapi foton itu bertindak seperti objek yang memiliki jumlah energi yang tetap. Dan foton cahaya ungu (violet) berisi hampir dua kali energi foton cahaya merah.

Tumbuhan memerlukan cahaya untuk berfotosentesis. Tumbuhan yang yang tidak mendapatkan cahaya berwarna pucat, karena tidak bisa membentuk klorofil. Tumbuhan seperti ini biasanya cepat mati.

Dalam proses fotosintesis, mahluk hidup yang berklorofil menyerap CO₂, dan dengan menggunakan cahaya matahari sebagai sumber energi, menghasilkan karbohidrat dan melepas O₂, dengan makin berkembangnya organisme yang berklorofil, proses fotosintesis pun makin banyak terjadi dan seiring dengan itu kadar CO₂ dalam atmosfer berkurang dan kadar O₂ bertambah.

Tidak semua jenis nutrisi yang di serap oleh tanaman dapat di serap langsung oleh tanaman untuk pertumbuhannya. Seperti halnya Fotosintesis, air dan Karbondioksida tidak dapat langsung dapat menjadi zat gula (glukosa) Tanpa adanya bantuan cahaya.

Respon yanaman terhadap lama waktu terang (siang) dan Gelap (malam) setiap harinya di sebut Fotoperiodisme. Berdasarkan hal tersebut tanaman dibedakan menjadi empat kelompok yaitu tanaman hari pendek., tanaman hari panjang, tanaman hari sedang, dan tanaman hari netral.

2. Sistem ekologi

Sistem ekologi atau Ekosistem merupakan suatu interaksi yang kompleks dan memiliki penyusun yang beragam. Di bumi ada bermacam-macam ekosistem, yaitu:

Susunan Ekosistem

Dilihat dari susunan dan fungsinya, suatu ekosistem tersusun atas komponen sebagai berikut.

a. Komponen autotrof

(Auto = sendiri dan trophikos = menyediakan makan). Autotrof adalah organisme yang mampu menyediakan/mensintesis makanan sendiri yang berupa bahan organik dari bahan anorganik dengan bantuan energi seperti matahari dan kimia. Komponen autotrof berfungsi sebagai produsen, contohnya tumbuh-tumbuhan hijau.

b. Komponen heterotrof

(Heteros = berbeda, trophikos = makanan). Heterotrof merupakan organisme yang memanfaatkan bahan-bahan organik sebagai makanannya dan bahan tersebut disediakan oleh organisme lain. Yang tergolong heterotrof adalah manusia, hewan, jamur, dan mikroba.

c. Bahan tak hidup (abiotik)

Bahan tak hidup yaitu komponen fisik dan kimia yang terdiri dari tanah, air, udara, sinar matahari. Bahan tak hidup merupakan medium atau substrat tempat berlangsungnya kehidupan, atau lingkungan tempat hidup.

d. Pengurai (dekomposer)

Pengurai adalah organisme heterotrof yang menguraikan bahan organik yang berasal dari organisme mati (bahan organik kompleks). Organisme pengurai menyerap sebagian hasil penguraian tersebut dan melepaskan bahan-bahan yang sederhana yang dapat digunakan kembali oleh produsen. Termasuk pengurai ini adalah bakteri dan jamur.

Macam-macam Ekosistem

Secara garis besar ekosistem dibedakan menjadi ekosistem darat dan ekosistem perairan. Ekosistem perairan dibedakan atas ekosistem air tawar dan ekosistem air Laut.

a. Ekosistem darat

Ekosistem darat ialah ekosistem yang lingkungan fisiknya berupa daratan. Berdasarkan letak geografisnya (garis lintangnya), ekosistem darat dibedakan menjadi beberapa bioma, yaitu sebagai berikut

1. Bioma gurun

Beberapa Bioma gurun terdapat di daerah tropika (sepanjang garis balik) yang berbatasan dengan padang rumput.

Ciri-ciri bioma gurun adalah gersang dan curah hujan rendah (25 cm/tahun). Suhu slang hari tinggi (bisa mendapai 45°C) sehingga penguapan juga tinggi, sedangkan malam hari suhu sangat rendah (bisa mencapai 0°C). Perbedaan suhu antara siang dan malam sangat besar. Tumbuhan semusim yang terdapat di gurun berukuran kecil. Selain itu, di gurun dijumpai pula tumbuhan menahun berdaun seperti duri contohnya kaktus, atau tak berdaun dan memiliki akar panjang serta mempunyai jaringan untuk menyimpan air. Hewan yang hidup di gurun antara lain rodentia, ular, kadal, katak, dan kalajengking.

2. Bioma padang rumput

Bioma ini terdapat di daerah yang terbentang dari daerah tropik ke subtropik. Ciri-cirinya adalah curah hujan kurang lebih 25-30 cm per tahun dan hujan turun tidak teratur. Porositas (peresapan air) tinggi dan drainase (aliran air) cepat. Tumbuhan yang ada terdiri atas tumbuhan terna (herbs) dan rumput yang keduanya tergantung pada kelembapan. Hewannya antara lain: bison, zebra, singa, anjing liar, serigala, gajah, jerapah, kangguru, serangga, tikus dan ular

3. Bioma Hutan Basah

Bioma Hutan Basah terdapat di daerah tropika dan subtropik.
Ciri-cirinya adalah, curah hujan 200-225 cm per tahun. Species pepohonan relatif banyak, jenisnya berbeda antara satu dengan yang lainnya tergantung letak geografisnya. Tinggi pohon utama antara 20-40 m, cabang-cabang pohon tinngi dan berdaun lebat hingga membentuk tudung (kanopi). Dalam hutan basah terjadi perubahan iklim mikro (iklim yang langsung terdapat di sekitar organisme). Daerah tudung cukup mendapat sinar matahari. Variasi suhu dan kelembapan tinggi/besar; suhu sepanjang hari sekitar 25°C. Dalam hutan basah tropika sering terdapat tumbuhan khas, yaitu liana (rotan), kaktus, dan anggrek sebagai epifit. Hewannya antara lain, kera, burung, badak, babi hutan, harimau, dan burung hantu.

4. Bioma hutan gugur

Bioma hutan gugur terdapat di daerah beriklim sedang,
Ciri-cirinya adalah curah hujan merata sepanjang tahun. Terdapat di daerah yang mengalami empat musim (dingin, semi, panas, dan gugur). Jenis pohon sedikit (10 s/d 20) dan tidak terlalu rapat. Hewannya antara lain rusa, beruang, rubah, bajing, burung pelatuk, dan rakoon (sebangsa luwak).

5. Bioma taiga

Bioma taiga terdapat di belahan bumi sebelah utara dan di pegunungan daerah tropik. Ciri-cirinya adalah suhu di musim dingin rendah. Biasanya taiga merupakan hutan yang tersusun atas satu spesies seperti konifer, pinus, dap sejenisnya. Semak dan tumbuhan basah sedikit sekali. Hewannya antara lain moose, beruang hitam, ajag, dan burung-burung yang bermigrasi ke selatan pada musim gugur.

6. Bioma tundra

Bioma tundra terdapat di belahan bumi sebelah utara di dalam lingkaran kutub utara dan terdapat di puncak-puncak gunung tinggi. Pertumbuhan tanaman di daerah ini hanya 60 hari. Contoh tumbuhan yang dominan adalah Sphagnum, liken, tumbuhan biji semusim, tumbuhan kayu yang pendek, dan rumput. Pada umumnya, tumbuhannya mampu beradaptasi dengan keadaan yang dingin.

Hewan yang hidup di daerah ini ada yang menetap dan ada yang datang pada musim panas, semuanya berdarah panas. Hewan yang menetap memiliki rambut atau bulu yang tebal, contohnya muscox, rusa kutub, beruang kutub, dan insekta terutama nyamuk dan lalat hitam.

b. Ekosistem Air Tawar

Ciri-ciri ekosistem air tawar antara lain variasi suhu tidak menyolok, penetrasi cahaya kurang, dan terpengaruh oleh iklim dan cuaca. Macam tumbuhan yang terbanyak adalah jenis ganggang, sedangkan. Hampir semua filum terdapat dalam air tawar. Organisme yang hidup di air tawar pada umumnya telah beradaptasi. Adaptasi organisme air tawar adalah sebagai berikut.

Adaptasi tumbuhan

Tumbuhan yang hidup di air tawar biasanya bersel satu dan dinding selnya kuat seperti beberapa alga biru dan alga hijau. Air masuk ke dalam sel hingga maksimum dan akan berhenti sendiri. Tumbuhan tingkat tinggi, seperti teratai (Nymphaea gigantea), mempunyai akar jangkar (akar sulur). Hewan dan tumbuhan rendah yang hidup di habitat air, tekanan osmosisnya sama dengan tekanan osmosis lingkungan atau isotonis.

Adaptasi hewan

Ekosistem air tawar dihuni oleh nekton. Nekton merupakan hewan yang bergerak aktif dengan menggunakan otot yang kuat. Hewan tingkat tinggi yang hidup di ekosistem air tawar, misalnya ikan, dalam mengatasi perbedaan tekanan osmosis melakukan osmoregulasi untuk memelihara keseimbangan air dalam tubuhnya melalui sistem ekskresi, insang, dan pencernaan.

Habitat air tawar merupakan perantara habitat laut dan habitat darat. Penggolongan organisme dalam air dapat berdasarkan aliran energi dan kebiasaan hidup.

1. Berdasarkan aliran energi, organisme dibagi menjadi autotrof (tumbuhan), dan fagotrof (makrokonsumen), yaitu karnivora predator, parasit, dan saprotrof atau organisme yang hidup pada substrat sisa-sisa organisme.

2. Berdasarkan kebiasaan hidup, organisme dibedakan sebagai berikut.

1. Plankton; terdiri alas fitoplankton dan zooplankton; biasanya melayang-layang (bergerak pasif) mengikuti gerak aliran air.

2. Nekton; hewan yang aktif berenang dalam air, misalnya ikan.

3. Neuston; organisme yang mengapung atau berenang di permukaan air atau bertempat pada permukaan air, misalnya serangga air.

4. Perifiton; merupakan tumbuhan atau hewan yang melekat/bergantung
   pada tumbuhan atau benda lain, misalnya keong.

5. Bentos; hewan dan tumbuhan yang hidup di dasar atau hidup pada
   endapan. Bentos dapat sessil (melekat) atau bergerak bebas,
   misalnya cacing dan remis

Ekosistem air tawar digolongkan menjadi air tenang dan air mengalir. Termasuk ekosistem air tenang adalah danau dan rawa, termasuk ekosistem air mengalir adalah sungai.

1. Danau

Danau merupakan suatu badan air yang menggenang dan luasnya mulai dari beberapa meter persegi hingga ratusan meter persegi.

Di danau terdapat pembagian daerah berdasarkan penetrasi cahaya matahari. Daerah yang dapat ditembus cahaya matahari sehingga terjadi fotosintesis disebut daerah fotik. Daerah yang tidak tertembus cahaya matahari disebut daerah afotik. Di danau juga terdapat daerah perubahan temperatur yang drastis atau termoklin. Termoklin memisahkan daerah yang hangat di atas dengan daerah dingin di dasar.

Komunitas tumbuhan dan hewan tersebar di danau sesuai dengan kedalaman dan jaraknya dari tepi. Berdasarkan hal tersebut danau dibagi menjadi 4 daerah sebagai berikut.

1. Daerah litoral

Daerah ini merupakan daerah dangkal. Cahaya matahari menembus dengan optimal. Air yang hangat berdekatan dengan tepi. Tumbuhannya merupakan tumbuhan air yang berakar dan daunnya ada yang mencuat ke atas permukaan air.

Komunitas organisme sangat beragam termasuk jenis-jenis ganggang yang melekat (khususnya diatom), berbagai siput dan remis, serangga, krustacea, ikan, amfibi, reptilia air dan semi air seperti kura-kura dan ular, itik dan angsa, dan beberapa mamalia yang sering mencari makan di danau.

2. Daerah limnetik

Daerah ini merupakan daerah air bebas yang jauh dari tepi dan masih dapat ditembus sinar matahari. Daerah ini dihuni oleh berbagai fitoplankton, termasuk ganggang dan sianobakteri. Ganggang berfotosintesis dan bereproduksi dengan kecepatan tinggi selama musim panas dan musim semi.

Zooplankton yang sebagian besar termasuk Rotifera dan udang-udangan kecil memangsa fitoplankton. Zooplankton dimakan oleh ikan-ikan kecil. Ikan kecil dimangsa oleh ikan yang lebih besar, kemudian ikan besar dimangsa ular, kura-kura, dan burung pemakan ikan.

3. Daerah profundal

Daerah ini merupakan daerah yang dalam, yaitu daerah afotik danau. Mikroba dan organisme lain menggunakan oksigen untuk respirasi seluler setelah mendekomposisi detritus yang jatuh dari daerah limnetik. Daerah ini dihuni oleh cacing dan mikroba.

4. Daerah bentik

Daerah ini merupakan daerah dasar danau tempat terdapatnya bentos dan sisa-sisa organisme mati.

Danau juga dapat dikelompokkan berdasarkan produksi materi organik-nya, yaitu sebagai berikut :

1. Danau Oligotropik

Oligotropik merupakan sebutan untuk danau yang dalam dan kekurangan makanan, karena fitoplankton di daerah limnetik tidak produktif. Ciricirinya, airnya jernih sekali, dihuni oleh sedikit organisme, dan di dasar air banyak terdapat oksigen sepanjang tahun.

2. Danau Eutropik

Eutropik merupakan sebutan untuk danau yang dangkal dan kaya akan kandungan makanan, karena fitoplankton sangat produktif. Ciri-cirinya adalah airnya keruh, terdapat bermacam-macam organisme, dan oksigen terdapat di daerah profundal.

Danau oligotrofik dapat berkembang menjadi danau eutrofik akibat adanya materi-materi organik yang masuk dan endapan. Perubahan ini juga dapat dipercepat oleh aktivitas manusia, misalnya dari sisa-sisa pupuk buatan pertanian dan timbunan sampah kota yang memperkaya danau dengan buangan sejumlah nitrogen dan fosfor. Akibatnya terjadi peledakan populasi ganggang atau blooming, sehingga terjadi produksi detritus yang berlebihan yang akhirnya menghabiskan suplai oksigen di danau tersebut.

Pengkayaan danau seperti ini disebut "eutrofikasi". Eutrofikasi membuat air tidak dapat digunakan lagi dan mengurangi nilai keindahan danau.

2. Sungai

Sungai adalah suatu badan air yang mengalir ke satu arah. Air sungai dingin dan jernih serta mengandung sedikit sedimen dan makanan. Aliran air dan gelombang secara konstan memberikan oksigen pada air. Suhu air bervariasi sesuai dengan ketinggian dan garis lintang.

Komunitas yang berada di sungai berbeda dengan danau. Air sungai yang mengalir deras tidak mendukung keberadaan komunitas plankton untuk berdiam diri, karena akan terbawa arus. Sebagai gantinya terjadi fotosintesis dari ganggang yang melekat dan tanaman berakar, sehingga dapat mendukung rantai makanan.

Komposisi komunitas hewan juga berbeda antara sungai, anak sungai, dan hilir. Di anak sungai sering dijumpai Man air tawar. Di hilir sering dijumpai ikan kucing dan gurame. Beberapa sungai besar dihuni oleh berbagai kura-kura dan ular. Khusus sungai di daerah tropis, dihuni oleh buaya dan lumba-lumba.

Organisme sungai dapat bertahan tidak terbawa arus karena mengalami adaptasi evolusioner. Misalnya bertubuh tipis dorsoventral dan dapat melekat pada batu.

Beberapa jenis serangga yang hidup di sisi-sisi hilir menghuni habitat kecil yang bebas dari pusaran air.

c. Ekosistem air laut

Ekosistem air laut dibedakan atas lautan, pantai, estuari, dan terumbu karang.

1. Laut

Habitat laut (oseanik) ditandai oleh salinitas (kadar garam) yang tinggi dengan ion CI- mencapai 55% terutama di daerah laut tropik, karena suhunya tinggi dan penguapan besar. Di daerah tropik, suhu laut sekitar 25°C. Perbedaan suhu bagian atas dan bawah tinggi. Batas antara lapisan air yang panas di bagian atas dengan air yang dingin di bagian bawah disebut daerah termoklin.

Di daerah dingin, suhu air laut merata sehingga air dapat bercampur, maka daerah permukaan laut tetap subur dan banyak plankton serta ikan. Gerakan air dari pantai ke tengah menyebabkan air bagian atas turun ke bawah dan sebaliknya, sehingga memungkinkan terbentuknya rantai makanan yang berlangsung balk. Habitat laut dapat dibedakan berdasarkan kedalamannya dan wilayah permukaannya secara horizontal.

1. Menurut kedalamannya, ekosistem air laut dibagi sebagai berikut:

1. Litoral merupakan daerah yang berbatasan dengan darat.

2. Neretik merupakan daerah yang masih dapat ditembus cahaya matahari sampai bagian dasar dalamnya ± 300 meter.

3. Batial merupakan daerah yang dalamnya berkisar antara 200-2500 m.

4. Abisal merupakan daerah yang lebih jauh dan lebih dalam dari
   pantai (1.500-10.000 m).

2. . Menurut wilayah permukaannya secara horizontal, berturut-turut dari tepi laut semakin ke tengah, laut dibedakan sebagai berikut.

1. Epipelagik merupakan daerah antara permukaan dengan kedalaman
   air sekitar 200 m.

2. Mesopelagik merupakan daerah dibawah epipelagik dengan kedalaman 200-1000 m. Hewannya misalnya ikan hiu.

3. Batiopelagik merupakan daerah lereng benua dengan kedalaman
   200-2.500 m. Hewan yang hidup di daerah ini misalnya gurita.

4. Abisalpelagik merupakan daerah dengan kedalaman mencapai
   4.000m; tidak terdapat tumbuhan tetapi hewan masih ada. Sinar
   matahari tidak mampu menembus daerah ini.

5. Hadal pelagik merupakan bagian laut terdalam (dasar). Kedalaman
   lebih dari 6.000 m. Di bagian ini biasanya terdapat lele laut dan ikan Taut yang dapat mengeluarkan cahaya. Sebagai produsen di tempat ini adalah bakteri yang bersimbiosis dengan karang tertentu.

Di laut, hewan dan tumbuhan tingkat rendah memiliki tekanan osmosis sel yang hampir sama dengan tekanan osmosis air laut. Hewan tingkat tinggi beradaptasi dengan cara banyak minum air, pengeluaran urin sedikit, dan pengeluaran air dengan cara osmosis melalui insang. Garam yang berlebihan diekskresikan melalui insang secara aktif.

2. Ekosistem pantai

Ekosistem pantai letaknya berbatasan dengan ekosistem darat, laut, dan daerah pasang surut. Ekosistem pantai dipengaruhi oleh siklus harian pasang surut laut. Organisme yang hidup di pantai memiliki adaptasi struktural sehingga dapat melekat erat di substrat keras.

Daerah paling atas pantai hanya terendam saat pasang naik tinggi. Daerah ini dihuni oleh beberapa jenis ganggang, moluska, dan remis yang menjadi konsumsi bagi kepiting dan burung pantai.

Daerah tengah pantai terendam saat pasang tinggi dan pasang rendah. Daerah ini dihuni oleh ganggang, porifera, anemon laut, remis dan kerang, siput herbivora dan karnivora, kepiting, landak laut, bintang laut, dan ikan-ikan kecil. Daerah pantai terdalam terendam saat air pasang maupun surut. Daerah ini dihuni oleh beragam invertebrata dan ikan serta rumput laut.

Komunitas tumbuhan berturut-turut dari daerah pasang surut ke arah darat dibedakan sebagai berikut.:

• Formasi pes caprae

Dinamakan demikian karena yang paling banyak tumbuh di gundukan pasir adalah tumbuhan Ipomoea pes caprae yang tahan terhadap hempasan gelombang dan angin; tumbuhan ini menjalar dan berdaun tebal. Tumbuhan lainnya adalah Spinifex littorius (rumput angin), Vigna, Euphorbia atoto, dan Canaualia martina. Lebih ke arah darat lagi ditumbuhi Crinum asiaticum (bakung), Pandanus tectorius (pandan), dan Scaeuola Fruescens (babakoan).

• Formasi baringtonia

Daerah ini didominasi tumbuhan baringtonia, termasuk di dalamnya Wedelia, Thespesia, Terminalia, Guettarda, dan Erythrina.

Bila tanah di daerah pasang surut berlumpur, maka kawasan ini berupa hutan bakau yang memiliki akar napas. Akar napas merupakan adaptasi tumbuhan di daerah berlumpur yang kurang oksigen. Selain berfungsi untuk mengambil oksigen, akar ini juga dapat digunakan sebagai penahan dari pasang surut gelombang. Yang termasuk tumbuhan di hutan bakau antara lain Nypa, Acathus, Rhizophora, dan Cerbera.

Jika tanah pasang surut tidak terlalu basah, pohon yang sering tumbuh adalah: Heriticra, Lumnitzera, Acgicras, dan Cylocarpus

• Estuari

Estuari (muara) merupakan tempat bersatunya sungai dengan laut. Estuari sering dipagari oleh lempengan lumpur intertidal yang luas atau rawa garam. Salinitas air berubah secara bertahap mulai dari daerah air tawar ke laut. Salinitas ini juga dipengaruhi oleh siklus harian dengan pasang surut aimya. Nutrien dari sungai memperkaya estuari.

Komunitas tumbuhan yang hidup di estuari antara lain rumput rawa garam, ganggang, dan fitoplankton. Komunitas hewannya antara lain berbagai cacing, kerang, kepiting, dan ikan. Bahkan ada beberapa invertebrata laut dan ikan laut yang menjadikan estuari sebagai tempat kawin atau bermigrasi untuk menuju habitat air tawar. Estuari juga merupakan tempat mencari makan bagi vertebrata semi air, yaitu unggas air.

• Terumbu karang

Di laut tropis, pada daerah neritik, terdapat suatu komunitas yang khusus yang terdiri dari karang batu dan organisme-organisme lainnya. Komunitas ini disebut terumbu karang. Daerah komunitas ini masih dapat ditembus cahaya matahari sehingga fotosintesis dapat berlangsung.

Terumbu karang didominasi oleh karang (koral) yang merupakan kelompok Cnidaria yang mensekresikan kalsium karbonat. Rangka dari kalsium karbonat ini bermacammacam bentuknya dan menyusun substrat tempat hidup karang lain dan ganggang.

Hewan-hewan yang hidup di karang memakan organisme mikroskopis dan sisa organik lain. Berbagai invertebrata, mikro organisme, dan ikan, hidup di antara karang dan ganggang. Herbivora seperti siput, landak laut, ikan, menjadi mangsa bagi gurita, bintang laut, dan ikan karnivora.

SUHU DAN PRODUKTIVITAS

Produktivitas yang tinggi dan kontinyu sepanjang tahun tidak akan

berlangsung jika hanya didukung oleh suhu yang tinggi. Banyak wilayah lain di dunia yang memiliki suhu yang jauh lebih tinggi di banding wilayah hutan hujan tropis, tetapi memiliki produktivitas yang rendah (Woodweell, 1967).

Interaksi antara suhu yang tinggi dan curah hujan yang banyak yang berlangsung sepanjang tahun menghasilkan kondisi kelembapan yang sangat ideal bagi vegetasi hutan hujan tropis untuk meningkatkan produktivitas. Warsito (1999) menjelaskan bahwa kelembapan atmosfer merupakan fungsi dari lamanya hari hujan, terdapatnya air yang tergenag, dan suhu. Sumber utama air dalam atmosfer adalah hasil dari penguapan dari sungai, air laut, dan genangan air tanah lainnya serta transpirasi dari tumbuhan. Menurut Jordan (1995) tingginya kelembapan pada gilirannya akan meningkatkan laju aktivitas mikroorganisme. Selain itu, proses lain

yang sangat dipengaruhi oleh proses ini adalah pelapukan tanah yang berlangsung cepat. Pelapukan terjadi ketika hidrogen dalam larutan tanah bereaksi dengan mineralmineral dalam tanah atau lapisan batuan, yang mengakibatkan terlepas unsur-unsur hara . Hara-hara ini ada yang dapat dengan segera diserap oleh tumbuhan.

KEPENTINGAN AIR BAGI TUMBUHAN

Semua tumbuhan membutuhkan air. Tumbuhan yang hidup di tanah mengambil air yang melekat pada butiran dan sela-sela tanah, oleh sebab itu pada umumnya banyak tanaman budidaya tidak menyukai tanah yang becek, air berperan sebagai pelarut semua nutrien yang dibutuhkan tanaman. Air juga berperan dalam proses fotosentesis, yaitu proseskeja cahaya yang membentuk karbohidrat ( gula ) dari air dan CO2 ditambah denga ATP . Tanaman memerlukan air. Oleh karena itu tanah harus cukup mengandung air. Air di dalam tanah tidak boleh berlebihan karena akan meganggu proses pengambilan oksigen oleh akar. Tanah yang selalu digenangi air, menyebabkan pertumbuhan tanaman terhambat.

Air merupakan bahan untuk fotosintesis, tetapi hanya 0,1% dari total air yang digunakan untuk fotosintesis. Air yang digunakan untuk transpirasi tanaman sebanyak 99 %, dan yang digunakan untuk transpirasi tanaman sebanyak 99 %, dan yang digunakan untuk hidrasi 1 %, termasuk untuk memelihara dan menyebabkan pertumbuhan yang lebih baik. Selama pertumbuhan tanaman membutuhkan sejumlah air yang tepat. Disamping air tanaman Bawang merah butuh unsur makro terutama P yang ternyata memberikan peran sangat tinggi terutama dalam reaksi biokimia sebagai penyimpan dan pemindah energi, kerja osmotik, reaksi fotosintesis dan glikolisis. Fosfor merupakan komponen struktur dari sejumlah kandungan fital, transfer energi molekul ADP dan ATP (adenosin di- dan trifosfat), NAD, NADPH dan mengandung DNA dan RNA (disoxyribo dan asam ribonokleid) sebagai sistem informasi genetik. Kebutuhan tanaman Bawang merah terhadap P berkisar antara 50 –150 kg P2O5/ha, dan petani cenderung melakukan penambahan dosis tersebut, sehingga tidak efisiensi.

EVAPOTRANSPIRASI POTENSIAL

Evapotranspirasi adalah proses gabungan dari evaporasi dan transpirasi. Evapotranspirasi potensial adalah evapotranspirasi maksimum dari suatu permukaan yang kurang tertutup dan tidak kekurangan air. Transpirasi adalah suatu proses penguapan air yang erkandung dalam tanaman.

HUJAN

Hujan merupakan satu bentuk presipitasi, atau turunan cairan dari angkasa, seperti salju, hujan es, embun dan kabut. Hujan terbentuk apabila titik air yang terpisah jatuh ke bumi dari awan. Tidak semua air hujan sampai ke permukaan bumi, sebagian menguap ketika jatuh melalui udara kering, sejenis presipitasi yang dikenali sebagai virga.

Hujan memainkan peranan penting dalam siklus hidrologi di mana kelembaban dari laut menguap, bertukar menjadi awan, terkumpul menjadi awan, lalu turun kembali ke bumi, dan akhirnya kembali ke laut melalui sungai dan anak sungai untuk mengulangi daur ulang itu semula.

Jumlah air hujan diukur menggunakan pengukur hujan. Ia dinyatakan sebagai kedalaman air yang terkumpul pada permukaan rata, dan diukur kurang lebih 0.25mm. Air hujan sering digambarkan sebagai berbentuk "lonjong", lebar di bawah dan menciut di atas, tetapi ini tidaklah tepat. Air hujan kecil hampir bulat. Air hujan yang besar menjadi semakin leper, seperti roti hamburger; air hujan yang lebih besar berbentuk payung terjun. Air hujan yang besar jatuh lebih cepat berbanding air hujan yang lebih kecil.

Beberapa kebudayaan telah membentuk kebencian kepada hujan dan telah menciptakan pelbagai peralatan seperti payung dan baju hujan. Banyak orang juga lebih gemar tinggal di dalam rumah pada hari hujan. Biasanya hujan memiliki kadar asam pH 6. Hujan di bawah pH 5.6, dianggap hujan asam. Banyak orang menganggap bahwa bau yang dicium pada saat hujan dianggap wangi atau menyenangkan. Sumber dari bau ini adalah petrichor, minyak yang diproduksi oleh tumbuhan, kemudian diserap oleh batuan dan tanah, dan kemudian dilepas ke udara pada saat hujan.

Jenis-jenis hujan

Berdasarkan terjadinya, hujan dibedakan menjadi :

• Hujan siklonal, yaitu hujan yang terjadi karena udara panas yang naik disertai dengan angin berputar.

• Hujan zenithal, yaitu hujan yang sering terjadi di daerah sekitar, ekuator akibat pertemuan Angin Pasat Timur Laut dengan Angin Pasat Tenggara. Kemudian angin tersebut naik dan membentuk gumpalan-gumpalan awan di sekitar ekuator yang berakibat awan menjadi jenuh dan turunlah hujan.

• Hujan orografis, yaitu hujan yang terjadi karena angin yang mengandung uap air yang bergerak horisontal. Angin tersebut naik menuju pegunungan, suhu udara menjadi dingin sehingga terjadi kondensasi. Terjadilah hujan di sekitar pegunungan.

• Hujan frontal, yaitu hujan yang terjadi apabila massa udara yang dingin bertemu dengan massa udara yang panas. Tempat pertemuan antara kedua massa itu disebut bidang front. Karena lebih berat massa udara dingin lebih berada di bawah. Di sekitar bidang front inilah sering terjadi hujan lebat yang disebut hujan frontal.

• Hujan muson, yaitu hujan yang terjadi karena Angin Musim (Angin Muson). Penyebab terjadinya Angin Muson adalah karena adanya pergerakan semu tahunan Matahari antara Garis Balik Utara dan Garis Balik Selatan. Di Indonesia, secara teoritis hujan muson terjadi bulan Oktober sampai April. Sementara di kawasan Asia Timur terjadi bulan Mei sampai Agustus.

Berdasarkan ukuran butirannya, hujan dibedakan menjadi :

• Hujan gerimis / drizzle, diameter butirannya kurang dari 0,5 mm

• Hujan salju, terdiri dari kristal-kristal es yang suhunya berada dibawah 0° Celsius

• Hujan batu es, curahan batu es yang trun dalam cuaca panas dari awan yang suhunya dibawah 0° Celsius

• Hujan deras / rain, curahan air yang turun dari awan dengan suhu diatas 0° Celsius dengan diameter ±7 mm

Hujan buatan

Sering kali kebutuhan air tidak dapat dipenuhi dari hujan alami. Maka orang menciptakan suatu teknik untuk menambah curah hujan dengan memberikan perlakuan pada awan. Perlakuan ini dinamakan hujan buatan (rain-making), atau sering pula dinamakan penyemaian awan (cloud-seeding).

Hujan buatan adalah usaha manusia untuk meningkatkan curah hujan yang turun secara alami dengan mengubah proses fisika yang terjadi di dalam awan. Proses fisika yang dapat diubah meliputi proses tumbukan dan penggabungan (collision dan coalescense), proses pembentukan es (ice nucleation). Jadi jelas bahwa hujan buatan sebenarnya tidak menciptakan sesuatu dari yang tidak ada. Untuk menerapkan usaha hujan buatan diperlukan tersedianya awan yang mempunyai kandungan air yang cukup, sehingga dapat terjadi hujan yang sampai ke tanah.

DAFTAR PUSTAKA

Anonymous.2008Cahaya.http//www.wikipedia.co.id. Diakses tanggal 25 desember 2008.

Anonymous.2008Hujan.http//www.wikipedia.co.id. Diakses tanggal 25 desember 2008.

Anonymous.2008Peranan Energi Matahari Untuk Keberlangsungan Ekosistem. http//www.muktiaji.blogspot.com. Diakses tanggal 25 desember 2008.

Anonymous.2008.Prinsip-prinsip Ekologi.http//www.yahoo.com. Diakses tanggal 25 desember 2008.

Rahardjanto, Abdul kadir.2001.Ekologi Tumbuhan.umm press.malang.