EKOLOGI; HUBUNGAN DENGAN ILMU LAIN, POPULASI DAN KOMUNITAS

EKOLOGI; HUBUNGAN DENGAN ILMU LAIN, POPULASI DAN KOMUNITAS

Oleh : Moh. Arif Rifqi
(073112620150012)

A. Ekologi dan Hubungan dengan Ilmu Lain
Ekologi adalah cabang ilmu pengetahuan yang mempelajari tentang hubungan makluk hidup dan lingkungannya. Bumi memiliki banyak sekali jenis-jenis mahkluk hidup, mulai dari tumbuhan dan binatang yang sangat kompleks hingga organisme yang sederhana seperti jamur, amuba dan bakteri. Meskipun demikian semua mahkluk hidup tanpa kecuali, tidak bisa hidup sendirian. Masing-masing tergantung pada mahkluk hidup yang lain ataupun benda mati di sekelilinganya. Misalnya seekor kijang membutuhkan tumbuh-tumbuhan tertentu untuk makanan, jika tumbuhan di lingkungan sekitarnya dirusak maka kijang tersebut harus berpindah atau mati kelaparan. Sebaliknya tumbuhan agar bisa hidup juga tergantung pada binatang untuk memenuhi kebutuhan nutrisinya. Kotoran binatang, bangkai binatang maupun tumbuhan, menyediakan berbagai nutrisi yang bermanfaat bagi tanaman.
Mempelajari ekologi sangat penting, karena masa depan kita sangat tergantung pada hubungan ekologi di seluruh dunia. Meskipun perubahan terjadi di tempat lain di bumi ini, namun akibatnya akan kita rasakan pada lingkungan di sekitar kita. Meskipun ekologi adalah cabang dari biologi, namun seorang ahli ekologi harus menguasai ilmu lain seperti kimia, fisika, dan ilmu komputer. Ekologi juga berhubungan dengan bidang ilmu-ilmu tertentu seperti geologi, meteorologi, dan oseanografi, guna mempelajari lingkungan dan hubungannya antara tanah, air, dan udara. Pendekatan dari berbagai ilmu membantu ahli ekologi untuk memahami bagaimana lingkungan nonhidup mempengaruhi mahkluk hidup. Hal ini juga bisa membantu untuk memperkirakan atau meramalkan dampak dari masalah lingkungan seperti hujan asam atau efek rumah kaca.
Ekologi pada mulanya diaplikasikan dalam kehidupan sehari-hari oleh manusia sejak pertama kali dia hidup didunia. Namun, munculnya istilah ekologi berdasarkan prakarsa biolog Jerman yang memperkenalkan istilah ekologi adalah Ernest Haeckel (1834 – 1919) pada tahun 1860. Istilah ini berasal dari bahasa Yunani, yaitu “oikos” yang berarti rumah, tempat tinggal, habitat dan “logos” yang berarti ilmu. Secara harfiah ekologi adalah ilmu tentang mahkluk hidup dalam rumahnya, atau dapat diartikan juga sebagai ilmu tentang rumah tangga mahluk hidup. Banyak yeng mendifinisikan ekologi, menurut Kendeiihgh (1980) ekologi adalah ilmu yang mempelajari hubungan timbal balik antara organisme yang satu dengan yang lainnya. Di dalam Webmaster Unabridged Dictionary, ekologi disebut sebagai totalitas atau pola hubungan antara organisme-organisme dengan lingkungannya. Lingkungan di sini adalah gabungan dari komponen fisik maupun hayati yang berpengaruh terhadap kehidupan organisme.Menuru Miller (1975), ekologi adalah ilmu mengenai hubungan timbal balik antara organisme dan sesamanya serta dengan lingkungan tempat tinggalnya dan menurut Odum, (1971) ekologi adalah suatu studi yang mempelajari struktur dan fungsi ekosistem. Struktur di sini menunjukan suatu keadaan atau susunan dari sistem ekologi pada waktu dan tempat tertentu. Keadaan itu termasuk kepadatan/kerapatan, biomassa, penyebaran potensi unsur-unsur hara, energi, faktor-faktor fisik dan kimia lainnya yang menberi karakteristik kondisi sistem tersebut yang kadang-kadang mengalami perubahan. Sedangkan fungsinya menggambarkan peran setiap komponen yang ada dalam sistem ekologi atau ekosistem. Jadi pokok utama ekologi adalah mencari pengertian bagaimana fungsi organisme di alam.
Ekologi berkaitan dengan berbagai ilmu pengetahuan yang relevan dengan kehidupan (peradaban) manusia, seorang yang belajar ekologi sebenarnya bertanya tentang berbagai hal berikut : bagaimana alam bekerja, bagaimana proses adaptasi dapat berlangsung, apa yang diperlukan oelh organisme dan apa pula yang dihasilkannya, bagaimana mereka berinteraksi dengan spesies lainnya, dan bagaimana individu-individu dalam spesies diatur sebagai populasi serta bagaimana pula eksotisme yang dimuculkan.
Komponen-komponen yang ada di dalam lingkungan hidup meliputi komponen abiotik dan biotik yang merupakan satu kesatuan yang tidak dapat dipisahkan dan membentuk suatu sistem kehidupan yang disebut ekosistem. Suatu ekosistem akan menjamin keberlangsungan kehidupan apabila lingkungan itu dapat mencukupi kebutuhan minimum dari kebutuhan organisme. Maka keberadaan komponen-komponen tersebut ada yang senatiasa tersedia dan ada yang terbatas. Seperti populasi beberapa jenis flora ataupun fauna (biotik) yang akhir-akhir ini punah dan sinar udara (abiotik) yang senantiasa tersedia.
Ruang Lingkup Kajian Ekologi adalah untuk memahami batas-batas ruang lingkup kajian ekologi terlebih dahulu perlu dipahami bagaimana sistem kehidupan di muka ini tersusun dari sistem kehidupan terbesar (biosfer) samapai ke dalam sistem kehidupan terkecil yaitu sistem gen.
Spektrum sistem kehidupan ini dikenal dengan pengertian “Biosistem” yang terdiri dari komponen biotik dan komponen abiotik. Odum (19971) menggambarkan berbagai tingkat organisasi dalam biosistem yang dapat dilihat dalam spektrum di bawah ini.
Ruang lingkup serta ruang gerak ekologi berkisar di ujung sebelah kanan spektrum biosistem ini, sehingga lebih banyak melakukan pengamatan dan penelitian pada tingkat setelah organisme, yaitu pada tingkat populasi, komunitas dan ekosistem. Sistem biologi yang terbesar disebut dengan biosfer (ekosfer) atau ekosistem besar.
Ekologi sebagai ilmu pengetahuan memiliki hubungan dan kesaling tergantungan dengan ilmu lain, seperti Fisika, Kimia, Taksonomi, Genetika, Mikrobiologi, Bioteknologi, Ilmu Lingkungan, hingga Politik dan ekonomi. Ekologi berhubungan dengan ilmu Fisika dan Kimia seperti pada analisa fisik kimiawi terhadap kondisi ekologi di satu tempat. Contoh lain, hubungan ekologi dengan Ekonomi dan Politik seperti pengaruh kondisi ekologis yang dapat menjadi bahan pertimbangan pengambilan keputusan-keputusan dalam hal kebijakan ekonomi dan politik.
Ekologi berdasarkan objeknya dapat diklasifikasi menjadi : Ekologi hewan, Ekologi Tumbuhan, Ekologi Gulma, Ekologi Parasit, dsb. Berdasarkan habitatnya dapat dibagi menjadi ekologi estuari, ekologi darat, ekologi laut, ekologi pegunungan, ekologi tanah dsb.
Di dalam mempelajari ekologi, masalah-masalah yang dapat ditemukan antara lain:
1. Masalah distribusi lokal dan regional serta kelimpahan populasi
2. masalah pengaturan fisiologis, respons serta adaptasi struktural dan prilaku terhadap perubahan lingkungannya
3. perilaku dan aktivitas hewan dalam habitatnya
4. perubahan-perubahan secara berkala dari kehadiran, aktivitas, dan kelimpahan populasi hewan
5. dinamika populasi dan komunitas
6. pemisahan-pemisaha relung ekologi, spesiesasi, dan ekologi evolusioner
7. masalah produktivitas (sekunder) dan ekoenergetika
8. ekologi sistem dan permodelan.

B. Populasi
Populasi sering didefinisikan sebagai sekelompok organisme dari spesies yang sama yang secara kolektif menempati suatu ruang atau tempat tertentu dan waktu tertentu. Oleh karena itu bila kita membicarakan populasi kita harus menyebutkan jenis individu (spesies) yang kita bicarakan dan kita perlu juga menentukan batas-batas waktu dan tempat bahkan kuantitas.
Untuk memahami tentang hal-hal yang berkaitan dengan populasi kita harus mengenal istilah-istilah yang dipakai, bahkan karena penelitian tentang populasi menggunakan angka-angka, maka juga harus mengerti tentang matematika. Istilah-istilah yang dimaksud misalnya yang dijumpai dalam mempelajari karakteristik populasi.
1. Karakteristik populasi
a). Untuk menyatakan ukuran/besarnya populasi, pengertian kerapatan populasi (population density, densitas populasi) banyak dipakai. Kerapatan populasi dapat dinyatakan dalam jumlah individu/satuan ruang (luas) atau jumlah individu/volume (liter).
b). Perubahan-perubahan kepadatan populasi, istilah yang sering digunakan adalah dinamika populasi. Dalam mempelajari perubahan-perubahan populasi, pengertian kecepatan (rate) memegang peranan yang sangat penting, misalnya kalau N= jumlah individu dalam populasi, maka kecepatan pertumbuhan (growth rate) dari populasi tersebut dapat diumpamakan dalam N/t. Faktor-faktor yang dapat menyebabkan perubahan pada populasi yaitu angka kelahiran (natalitas), yaitu angka kelahiran yang dapat menambah besarnya populasi, angka kematian (mortalitas), yang dapat mengurangi
besarnya populasi. Disamping itu faktor-faktor lain adalah perpindahan masuk (imigrasi) juga dapat menambah populasi dan perpindahan keluar (emigrasi) dapat mengurangi populasi. Keempat faktor ini menyebabkan populasi turun naik yang disebut juga dengan
fluktuasi populasi.

1. Pertumbuhan Populasi. Dalam mengkaji pertumbuhan populasi, beberapa hal yang perlu diperhatikan adalah:
A. Struktur Umur
Dalam lingkaran hidup dari organisme terdapat fase lahir, pertumbuhan, dewasa, tua dan kemudian mati. Dalam ekologi Boden Heimer (1938) membagi umur hewan dalam tiga periode, yaitu fase preduktif, dimana hewan mengalami pertumbuhan yang cepat tetapi belum mampu berproduksi, fase reproduksi, dimana hewan mampu bereproduksi, fase post reproduksi, dimana hewan tidak mampu lagi bereproduksi yaitu pada umur tua.
Dengan demikian struktur umur/ratio umur dalam suatu populasi dapat menunjukkan suatu populasi apakah sedang mengalami pertumbuhan yang cepat, stabil, atau sedang mengalami penurunan. Data tentang struktur umur dari populasi sering disajikan dalam bentuk piramida umur (Gambar 2)

Gambar 2. Tipe Piramida Umur
Ratio umur pada A = populasi yang sedang tumbuh, B = populasi sedang stabil, C = populasi yang mengalami kemunduran.
a. Bentuk pertumbuhan populasi
Ada dua pola untuk pertumbuhan populasi yaitu bentuk J dan bentuk S (bentuk sigmoid) sesuai dengan sifat populasi itu ataupun keadaan lingkungan. Bentuk J ditandai bila kepadatan suatu populasi tumbuh secara eksponensial (sangat cepat), lalu pertumbuhan berhenti secara mendadak karena daya tahan lingkungan berpengaruh sangat kuat.









Gambar 3. Bentuk Pertumbuhan Populasi
Pertumbuhan populasi yang lebih umum terjadi adalah dalam grafik yang berbentuk sigmoid (S). Mula-mula populasi tumbuh dengan lambat, makin lama makin cepat, tetapi kemudian karena pengaruh faktor lingkungan (misalnya kompetisi, ruang dan makanan) maka populasi tumbuh menjadi lambat. Kapasitas tampung (carrying cavacity) adalah jumlah terbanyak individu yang dapat ditampung dalam suatu ekosistem, dimana organisme tersebut masih dapat hidup. Pertumbuhan populasi berbentuk sigmoid sering terlihat dengan jelas pada organisme dengan pola reproduksi yang sederhana misalnya bakteri dan ragi.
b. Interaksi Populasi
Setiap organisme hidup tergantung pada organisme lain dan terjadi hubungan timbal balik antara suatu organisme dengan organisme lain. Secara ringkas dapat dikemukakan bahwa interaksi dapat berdampak positif (+), tidak berpengaruh (0) atau berdampak negatif (-) bagi spesies atau salah satu spesies yang berinteraksi.
1. Interaksi positif atau kooperatif yang terjadi atas:
a) Mutualis atau simbiosis (+ +); kedua spesies yang berinteraksi memperoleh keuntungan dari interaksi, misalnya:
 Protozoa Flagellata yang berada dalam saluran pencernaan rayap memperoleh habitat sedangkan rayap dapat mencernakan selulosa dengan bantuan Protozoa.
 Lichenes yang terdiri dari dua tumbuhan yang berbeda dan berhubungan erat dalam kehidupannya, pertama ganggang dapat dapat membuat makanan melalui fotosintesis, kedua jamur, organisme yang mendapatkan makanannya dari ganggang.
b) Komensalisme (+ 0); salah satu spesies memperoleh keuntungan sedangkan yang lain tidak terpengaruh misalnya ikan hiu dengan ikan remora.
2. Interaksi tanpa dampak (independent) simbiosis (0 0), misalnya cacing dengan ulat daun.
3. Interaksi negatif
a) Amensalisme (- 0); salah satu spesies memproduksi dan mengeluarkan sejenis bahan yang merugikan spesies kedua misalnya semacam antibiotik atau suatu populasi dihalang-halangi, sedangkan populasi lainnya tidak terpengaruh.
b) Predasi (pemangsaan) (- +); suatu spesies memakan spesies yang lainnya sehingga yang satu memperoleh keuntungan sedangkan lainnya dirugikan. Parasitisme tercakup dalam kategori ini. Misalnya ayam denagn burung elang dan lain-lain. c) Kompetisi (persaingan) (- -); kedua spesies yang berinteraksi menderita (dirugikan) misalnya persaingan habitat dan makanan seperti pada tanaman padi dan gulma, sapi, kerbau dan kambing dengan padang rumput.
Di dalam populasi, ada tiga pola penyebaran secara umum, yaitu acak, teratur, dan berkelompok. Sedangakan faktor-faktor yang berperan dalam penyebarannya antara lain:
1. Suhu
2. Kelembaban
3. Cahaya
4. Struktur tanah dan nutrient
5. Kimia air, pH, dan salinitas
6. Aliran air, O2, dsb.
Di dalam melakukan penelitian ekologi, biasanya dilakukan penaksiran kepadatan. Adapun beberapa metode yang digunakan adalah sebagai berikut:
1. Taksiran kepadatan Populasi absolut
Terdiri dari metode pancacahan, sampling, dan mark-and recapture. mark-and recapture menggunakan rumus:
F1/N = F3/N maka N = (F1xF2)/F3
Di mana : N = total populasi
F1 = Σ tangkapan pertama dan dilepas
F2 = Σ tangkapan kedua
F3 = Σ tangkapan kedua yang bertanda.
2. Taksiran Kepadatan populasi relatif
Terdiri dari metode perangkap, kotoran, suara, jejak atau tapak. Penggunaan metode-metode ini disesuakan dengan tujuan dan kondisi lingkungan.

C. Komunitas
Organisme dialam ini tidak bisa hidup secara terpisah, sendiri-sendiri. Individu-individu ini (tumbuhan dan hewan) akan berhimpun ke dalam suatu kelompok membentuk populasi. Populasi-populasi ini disuatu wilayah/kawasan membentuk suatu kesatuan hidup yang disebut dengan komunitas. Komunitas pada prinsipnya terbentuk dari berbagai hasil interaksi di antara populasi-populasai yang ada, sebagaimana telah dijelaskan. Di alam terdapat bermacam-macam komunitas. Komunitas ini dapat dibagi dalam dua bagian yaiut komunitas akuatik (lautan, danau, sungai dan kolam) dan komunitas terestrial (hutan, padang rumput, padang pasir, dll.).
Dalam tingkatan komunitas ciri, sifat dan kemampuannya lebih tinggi dari populasi misalnya dalam hal interaksi. Dalam komunitas bisa terjadi interaksi antar populasi, tidak hanya antar individu-spesies seperti pada populasi. Hubungan antar populasi ini menggambarkan berbagai keadaan yaitu bisa saling menguntungkan sehingga terwujud sutau hubungan timbal balik yang positif bagi kedua belah pihak (mutualisme). Sebaliknya bisa juga terjadi hubungan salah satu pihak dirugikan (parasitisme).
Yang harus diperhatikan bila suatu komunitas sudah terbentuk, maka populasi-populasi yang ada haruslah hidup berdampingan atau bertetangga satu sama lainnya. Dalam biosistem komunitas ini berasosiasi dengan komponen non hidup (abiotik) membentuk suatu ekosistem.
Struktur Komunitas
A. Karakter kominitas
1. Kualitatif, seperti komposisi, bentuk hidup, fenologi dan vitalitas.
Vitalitas menggambarkan kapasitas pertumbuhan dan perkembangbiakan organisme.
2. Kuantitatif, seperti Frekuensi, densitas dan densitas relatif.
 Frekuensi kehadiran merupakan nilai yang menyatakan jumlah kehadiran suatu spesies di dalam suatu habitat.

Jumlah unit contoh di mana sp. A ditemukan
FK A = ---------------------------------------------------------- x 100%
Jumlah semua unit contoh

Apabila FK = 0%-25% : Kehadiran sangat jarang (aksidental)
FK = 25%-50% : Kahadiran jarang (assesori)
FK = 50%-75% : Kehadiran sedang (konstan)
FK = 75%-100% : Kehadiran absolut



Jumlah individu jenis A
K jenis A = ---------------------------------------------
Σ unit contoh/luas/volume

K Jenis A
KR jenis A = -------------------- x 100%
Σ K semua jenis


Densitas (kepadatan) dinyatakan sebagai jumlah atau biomassa per unit contoh, atau persatuan luas/volume, atau persatuan penangkapan















3. Sintesis, seperti kehadiran dan konstansi, fidelitas, dominansi, indeks diversitas, indeks similiaritas, dsb.
Dalam analisa komunitas, dikenal istilah keanekaragaman spesies. Dalam menentukan indeks keragaman tersebut, ada beberapa metode analisa yang dapat digunakan, antara lain Indeks Margalelef, Indeks Simpson, Indeks Menhenick, Indeks Brillouin, dan Indeks Shanon.
Sedangkan indeks similiaritas biasanya dianalisa dengan indeks equitabilitas (e) dengan nilai kisaran antara 0-1.
H H
e = --------- atau e = ------
H max log s

Di mana
H max = keanekaragaman maksimum yang mungkin untuk komunitas jika semua spesies
kelimpahannya sama
s = Σ spesies dalam komunitas

ada tujuh faktor yang mempengaruhi keanekaragaman spesies, yaitu :
1. Heterogenitas habitat
2. kompetisis
3. ekologi lingkungan
4. predasi
5. stabilitas lingkungan
6. habitat yang produktif
7. waktu

DAFTAR RUJUKAN
Chisholm, Sallie dan Schaider, Laurel. 2007. Fundamentals of Ecology. MIT.com. Tanggal akses 20
Maret 2009.
Rifqi, MA. Ekologi Dasar; Keterbatasan, Komunitas, Nich, dan Suksesi.
http://arifqbio.multiply.com/journal/item/9/Seri_Ekologi. Tanggal Akses 09 April
2009.
http://ms.wikipedia.org/wiki/Ekologi. Tanggal Akses 09 April 2009.
http://ilmupedia.com/akademik/6/26-ekologi-adalah-ilmu-pengetahuan.html Tanggal Akses
09 April 2009.