ECOLOGY AND ENVIRONMENT SCIENCE FOR SENIOR HIGH SCHOOL

By:Bagas Pramana Putra Fadhila

SMA Taruna Nusantara, IndonesiaX-3/9/157555

Indonesian Edition

Mengatasi Hama Tikus Bukan Membasmi Hama Tikus

Tikus :Ordo : Rodentia, Famili : Muridae sub-famili : Murinae. Genus Mus dan Rattus memiliki peranan penting dalam lingkungan dan kehidupan manusia

Tikus sawah (Rattus orgentiventer) • tinggal di pesawahan dan sekitarnya,• tikus berkembang biak menjadi

1.270 ekor per tahun dari satu pasang ekor tikus.

• Perkembang biakannya SANGAT PESAT/TAHUN

Cara terbaik mengatasi dan mengendalikan:1. Gunakan predator utama tikus: the

Owl (Burung Hantu)2. Memasang tirai persemaian setinggi

60 cm untuk menjaga padi ketika disemai

3.  Linier Trap Barrier System berupa bentangan pagar plastik/terpal setinggi 60 cm, ditegakkan dengan ajir bambu setiap jarak 1 m, dilengkapi bubu perangkap setiap jarak 20 m dengan pintu masuk tikus berselang-seling arah.

LTBS dipasang di daerah perbatasan habitat tikus atau pada saat ada migrasi tikus. Pemasangan dipindahkan setelah tidak ada lagi tangkapan tikus atau sekurang-kurangnya di pasang selama 3 malam.

Solar Energy (Surya)

Energi Surya yang dihasilkan p-p reaksi di matahari adalah energi yang sangat besar jumlahnya dan ketersediaannya paling berlimpah

http://cleantechnica.com/files/2011/08/energy-resources-renewables-fossil-fuel-uranium.png

http://images.slideplayer.com/23/6632129/slides/slide_1.jpg

Apakah Anda Tahu?

Taken From: Nugraha, Tutun. 2012. Seri Sains Energi Terbaharukan: Energi Surya, Jakarta: PT Pelangi Ilmu Nusantara

For your information

Taken From: Nugraha, Tutun. 2012. Seri Sains Energi Terbaharukan: Energi Surya, Jakarta: PT Pelangi Ilmu Nusantara

Hidrologis

http://2.bp.blogspot.com/-QnorzuMIQ08/VpaLTBIviXI/AAAAAAAAAzQ/Yr5Qcmws9Bc/s1600/Siklus%2BHidrologi%2Bdan%2BJenis%2BPerairan.PNG

Contaminated

http://id.static.z-dn.net/files/d2f/2af2db2e00d1bf0e2b39cda396c32406.jpg

Analisis Kerusakan Lingkungan Terhadap Siklus Hidrologis

Kerusakan lingkungan memang menyebabkan berkurangnya dan semakin menipisnya cadangan air tanah. Hal ini sama terjadi ke semua sumber daya awal yang alam berikan seperti bahan bakar fosil. Bahwa semua yang awalnya berawal dari alam pasti lama kelamaan akan terkikis kuantitasnya dan kualitasnya seiring pertumbuhan populasi manusia.

Namun perlu diketahui bahwa bumi adalah salah satu anggota tata surya. Di mana tata surya terdiri dari matahari, planet, asteroid, meteoroid, komet, dan debu antar bintang, ada juga dark matter. Menurut analisis saya berdasarkan prinsip termodinamika, akan menguap pada suhu 273 K. Kemudian air atau H2O dapat berwujud padat, gas, dan cair. Padat sebagai kristal, cair sebagai air dan larutan, dan gas sebagai uap air.

Secara logika, bisa kita jawab bahwa suatu benda itu tidak mungkin hilang dan habis begitu saja, ini sama dengan pesamaan energi oleh enstein, bahwa E=mc^2, di mana jika suatu partikel itu hilang, maka partikel tersebut sebanarnya hanya berubah menjadi bentuk lain atau gelombang elektromagnetik. Intinya suatu partikel di bumi tidak mungkin hilang begitu saja. Kalaupun hilang hal tersebut harus dijabarkan kemanakah hilangnya energi atau partikel tersebut(lihat: Fisika Inti)

Sekarang mari kita bahas dari segi lingkungan dan ekologi, jika yang ditanya adalah habisnya air bersih, satu jawaban MUNGKIN. Kenapa? Karena manusia makin hari makin bertambah populasinya, sehingga kebutuhan manusia akan papan, pangan, dan kebutuhan pokok sehari-hari semakin meningkat. Maka dari itu, mau atau tidak mau manusia kana segera mendirikan banyak pabrik dan pemukiman. Secara tidak langsung, tindakan tersebut pasti membutuhkan perluasan lahan yang mengakibatkan penebangan hutan-hutan dan dijualnya sawah-sawah.

Banyaknya populasi juga menambah polusi dan limbah rumah tanga yang bersifat padat, cair, dan gas. Limbah-limbah ini secara tidak langsung juga mencemari perairan, tanah, dan udara. Belum lagi limbah industri dan limbah pertanian. Semua limbah ini jika tidak diolah, maka akan menganggu dan mengontaminasi siklus hidrologis yang nantinya akan berakibat pada banyak bencana.

Bencana yang berkaitan dengan siklus air yaitu: hujan asam yang akan merusak banyak tanaman, bangunan, dan kulit, banjir karena daya tahan tanah sudah rusak, sehingga air tidak dapat infiltrat ke dalam tanah dan mengalir di permukaan secara berlebihan, air tercemar bakteri patogen seperi E. coli dan makhluk seperti amoeba dan masih banyak lagi.Jika limbah tidak diolah secara benar, maka lama kelamaan air bersih akan semakin langka dan menjadi barang mahal di masa depan.

MUNGKIN AIR DI TANAH HABIS, NAMUN COBA LIHAT KE ATAS, MUNGKIN AIR TIDAK TURUN-TURUN DAN MENJADI BADAI DAN

MEMBUAT GLOBAL WARMING

Daur Nitrogen

http://www.physicalgeography.net/fundamentals/images/nitrogencycle.jpg

http://www.ebiologi.com/2015/06/daur-nitrogen-tahapan-proses-dan.html

1. Petir Petir mempunyai energi besar yang bisa digunakan untuk memecah N diatmosfer sehingga ia dapat bereaksi dengan oksigen dan membentuk Nitrat (NO3). Nitrat (NO3) jatuh ke tanah bersama air hujan dalam daur air sehingga kemudian menjadi hara penting dalam menunjang kesuburan tanaman. 2. FiksasiAda beberapa bakteri yang memiliki kemampuan untuk mengikat nitrogen di udara (N2) menjadi bentuk terikat di tanah (NO3). Bakteri yang memiliki kemampuan ini misalnya bakteri Rhizobium, Marsiella crenata, Azotobacter, Rhodospirillum, Clostridium, dan bakteri kemoautotrof. Kedua bakteri ini bersimbiosis dengan tanaman Leguminosa (kacang-kacangan) dan membentuk bintil akar. 3. PenambanganNitrogen sangat dibutuhkan tanaman untuk memperoleh pertumbuhan yang maksimal. Para petani biasanya memberikan tambahan pupuk ke tanaman. Pupuk nitrogen seperti Urea dan ZA diperoleh melalui proses penambangan nitrogen yang ada di udara. Penambangan semacam ini hanya dapat dilakukan dengan bantuan teknologi tinggi. 

• 1. Amonifikasi

Amonifikasi adalah pengubahan senyawa amonia atau nitrat menjadi ammonium.

• 2. Nitrifikasi

Nitrifikasi adalah proses konversi amonium menjadi nitrat dengan bantuan enzim nitrogenase melalui 2 tahapan yaitu tahap nitritasi dan nitratasi. Nitritasi adalah konversi amonium menjadi nitrit (NO2) dengan bantuan bakteri Nitrosomonas, sedangkan nitratasi adalah konversi nitrit (NO2) menjadi nitrat (NO3) dengan bantuan bakteri Nitrobacter. Hanya terjadi saat kondisi aerob

• 3. Denitrifikasi

Denitrifikasi adalah suatu proses dalam daur nitrogen yang menyebabkan pelepasan nitrogen ke udara dipicu oleh kondisi anaerob di dalam tanah. Di kondisi anaerob, bakteri-bakteri di tanah -seperti Micrococcus denitrifican, Thiobacillus denitrifican, dan Pseudomonas denitrifican, mengambil oksigen dari nitrat yang ada di dalam tanah.

Carbon Cycle

http://eschooltoday.com/ecosystems/images/How-the-carbon-cycle-works.jpg

Proses

http://kliksma.com/2014/12/pengertian-daur-karbon.html

Jenis-Jenis Karbon Dalam Siklusnya

http://kliksma.com/2014/12/pengertian-daur-karbon.html

Perlu Diingat!Penyebab terbesar global warming bukanlah CO2 , tetapi penyebab utamanya ialah Gas Metana atau CH4 yang salah satunya berasal dari peternakan.Kenapa bukan CO2 ?Karena CO2 ini mudah larut dalam air dan mudah terurai oleh air, sedangkan metana sulit terurai dan jumlahnya yang banyak menyebabkan efek rumah kaca

Oxygen Cycle

http://images.tutorvista.com/cms/images/123/oxygen-cycle1.PNG

Proses1. Proses fotosintesis tumbuhan dan alga menyerap CO2 dan menghasilkan O2 yang

dilepaskan ke atmosfer.

2. Kemudian O2 dihirup oleh manusia dan hewan melalui respirasi atau pernafasan.

3. Oksigen oleh manusia dan hewan kemudian digunakan sebagai bahan bakar sari makanan melalui proses metabolisme dalam tubuhnya masing-masing.

4. Metabolisme manusia dan hewan menghasilkan CO2 yang kemudian dilepaskan ke atmosfer.

5. Aktivitas industri juga dapat bekerja saat oksigen tersedia dan membuang CO2 ke atmosfer sebagai limbah industri.

6. Senyawa hasil respirasi makhluk hidup dan pembakaran industri adalah CO2 dan H2O. Kedua senyawa ini kemudian digunakan kembali oleh tumbuhan untuk melakukan proses fotosintesis.

7. Begitu seterusnya sehingga daur oksigen dapat terus berlanjut.

Sulfur Cycle

http://environ.andrew.cmu.edu/m3/s4/graphics/embedded/cyclingsulfur.gif

Proses

http://biosmadaj.blogspot.co.id/2012/04/daur-sulfurbelerang-s.html

Microorganism On-Duty!

Fosfor Cycle

Proses1. Pelapukan Batuan Fosfor

Sebagian besar ketersediaan fosfor di alam bersumber dari hasil pelapukan batuan fosfat. Batuan fosfat melapuk karena pengaruh perubahan cuaca, suhu, dan air hujan. Air hujan membawa ion-ion fosfor yang berasal dari batuan ke tanah sehingga bisa dimanfaatkan oleh tanaman.

2. Daur Fosfor pada Tanaman dan Hewan

Ion-ion fosfat anorganik dari hasil pelapukan batuan yang dibawa oleh air hujan akan terserap ke tanah. Ion-ion fosfor ini kemudian diserap tumbuhan melalui perakaran dan digunakan untuk pertumbuhannya. Beberapa hewan dan manusia yang memakan tumbuhan juga secara tidak langsung telah memasukan fosfor ke dalam tubuhnya. Begitupun dengan tahapan rantai makanan selanjutnya.  

3. Penguraian Fosfor Organik

Tumbuhan, hewan, organisme yang mati, serta feses, dan urinenya terurai menjadi fosfat organik melalui bantuan bakteri. Dalam daur fosfor, fosfat ini kemudian akan kembali tersimpan ke dalam tanah untuk kemudian diserap oleh tumbuhan sebagai hara bagi pertumbuhannya.

4. Sedimentasi Fosfor

Sebagian kecil fosfor yang dihasilkan dari proses pelapukan juga terbawa oleh aliran air menuju tempat terendah. Laut, dalam halini adalah tempat terjadinya sedimentasi fosfor yang dibawa air melalui alirannya. Sedimentasi ini dimanfaatkan oleh ganggang dan beberapa tumbuhan air untuk pertumbuhannya. Ikan-ikan dan organisme tingkat tinggi yang memakan hasil dari tumbuhan air dan ganggang juga telah mengambil bagian dalam daur fosfor ini. Mereka memanfaatkan fosfor untuk pertumbuhannya, tersimpan di dalam jaringan tubuhnya, dan akan terurai saat mereka mati. 5. Pengangkutan Fosfor dari Laut ke Darat

Di tempat-tempat tertentu, burung guano yang memakan ikan-ikan laut telah berhasil mengangkut fosfor dari lautan ke darat. Mereka memangsa ikan di ekosistem laut yang mengandung banyak fosfor dan mengubahnya menjadi feses yang sangat kaya akan fosfor. Feses guano ini biasa ditemukan di goa-goa di daratan dan sangat baik digunakan sebagai pupuk tanaman.

Keanekaragaman VS Produktivitas• Let’s us think for a while!• Keanekaragaman ada karena alam masih utuh dan ada habitat untuk semua

spesies kan?• Logikanya mudah, habitat yang ada sekarang dibangdingkan dengan yang dulu

masih lengkap yang mana?• Pasti yang dulu kan?• Mengapa? Karena seperti yang sudah dijelaskan, manusia makin bertambah

populasinya.• Otomatis, manusia juga akan melakukan ekspansi wilayah untuk bertahan hidup

dan meraih penghidupan yang lebih layak.• Ekspansi berakibat dibukanya hutan-hutan baru untuk pemukiman, perkebunan,

dan industri.• Ini merupakan faktor terpenting mengapa lama kelamaan banyak spesies yang

punah karena habitatnya yang sudah tidak sesuai dan sulit untuk beradaptasi.• Terkadang kerakusan manusia juaga berakibat fatal terhadap keanekaragaman.

Seperti perburuan liar badak bercula, gajah, harimau, dan burung-burung indah.• So mari kita jaga bumi ini menjadi lebih indah dan lebih baik untuk generasi ke

depan• Ingat bahwa alam akan selalu mempertahankan keseimbangan, jika kita mulai

menggusur alam, mungkin kita juga akan digusur!

Pemuliaan Tanaman dan Hewan• First you should to know!• Pemuliaan? What’s the meaning of thatPemuliaan ialah usaha memperoleh bibit unggul dengan merakit keanekaragaman genetik (plasma nutfah) organisme.• Intinya REKAYASA GENBIBIT UNGGUL

Images.google.com/

Bibit unggul? Maksudnya? Revolusi Hijau?

1. Masa pertumbuhan pendek (cepat menghasilkan)

2. Tahan hama dan penyakit 3. Produksi tinggi dan rasanya enak 4. Adaptif terhadap kondisi lingkungan 5. Masa produksi lama

Kok Bisa Sih?1. Seleksi 2. Hibridisasi Untuk memperbaiki keturunan hewan ternak dapat dilakukan dengan:

a. Pure breeding (silang murni) Mengawinkan ternak jantan dan betina yang sama bangsanya, dengan tujuan untuk mempertinggi sifat homozigot. Contoh menyilangkan sapi Madura di pulau madura b. Inbreeding (silang dalam) Perkawinan antara ternak jantan dan betina yang masih ada hubungan kekeluargaan, dengan tujuan mempersempit karakter heterogenitas c. Crossbreeding (silang luar) Perkawinan antara ternak-ternak galur murni, dengan tujuan untuk mendapatkan ras-ras baru yang memiliki sifat-sifat yang menonjol. Contoh perkawinan antara sapi Fries-hollan dengan sapi madura d. Upgrading Perkawinan antara pejantan yang diketahui mutunya dengan betina local.

3. Mutasi - tumbuhan poliploidi - mutasi radiasi dengan radioaktif4. Transplantasi/cangkok gen 5. Kultur jaringan http://prestasiherfen.blogspot.co.id/2010/01/pemuliaan-tanaman-dan-hewan.html

Dampak Negatif Revolusi Hijau

1. Penurunan produksi protein, dikarenakan pengembangan serealia (sebagai sumber karbohidrat) tidak diimbangi pengembangan pangan sumber protein dan lahan peternakan diubah menjadi sawah.

2. Penurunan keanekaragaman hayati dan plasma nutfah

3. Penggunaan pupuk terus menerus menyebabkan ketergantungan tanaman pada pupuk.

4. Penggunaan peptisida menyebabkan munculnya hama strain baru yang resisten.

Revolusi Biru?Revolusi biru merupakan upaya manusia memanfaatkan sumber daya hayati laut untuk memenuhi kebutuhan pangan manusia (terutama sumber protein).

Sumber Daya Apa Aja sih Yang dari Laut?

1. Sumber nabati: alga dan rumput laut

~ Euchema spinosum, dimanfaatkan sebagai bahan agar-agar

~ Chlorella, dimanfaatkan sebagai bahan obat-obatan dan kosmetika

~ Sargassum, sebagai penghasil asam alginate yang dimanfaatkan sebagai bahan kosmetika dan obat-obatan serta bahan campuran pengental eskrim

~ Ulva (selada laut) dan laminaria sp, dimanfaatkan sebagai sayuran hijau

2. Sumber hewani: berbagai jenis biota laut merupakan sumber protein hewani seperti udang, ikan kepiting, cumi-cumi dll.

3. Sumber air tawar, dengan menggunakan teknologi osmosis balik dihasilkan air tawar dalam jumlah besar

4. Sumber logam dan mineral, laut merupakan sumber NaCl (garam dapur), Mg untuk industry pesawat, dan endapan-endapan logam dasar laut (nodul) seperti Cu, Au, Zn, dan Fe

Dampak Negatif Revolusi Biru

1. Penangkapan ikan yang tak kenal batas dengan alat dan bahan berbahaya.

2. Meningkatnya jumlah penduduk dan industri di daratan menyebabkan pemasukan limbah ke laut dalam jumlah yang besar pula. Akibatnya laut menjadi kerah/kotor sehingga pada akbarnya menurunkan produktifitas ganggang dan menurunnya jumlah ikan.

3. Pencemaran laut oleh limbah kapal dan tumpahan minyak.

4. Rusak serta hilangnya hutan bakau karena diabah menjadi tambak.

Benarkah bahwa pemuliaan tanaman dan hewan akan menghancurkan bahan baku yang menjadi

andalan teknologi pemuliaan itu sendiri?

• Let’s us think for a while?

• Pemuliaan=burukbaik

• Yang buruk kira-kira apa?

• Kalau yang buruk di-upgrade jadi baik semua, maka dari itu yang buruk habis kan.

• Pernyataan di atas dapat kita katakan benar karena suatu saat bahan baku pemuliaan itu akan habis diubah menjadi produk unggulan

• Ditinjau dari segi manapun, pemuliaan tersebut pasti akan bermanfaat dan dapat mencegah wabah kelaparan di dunia. Namun dalam pemuliaan tersebut juga wajib ditinjau dan tidak boleh melewati kaidah-kaidah yang telah ditetapkan.

Greenhouse Effect~Global Warming

(watch! The earth is melting now)WHAT?

Images.google.com/

Efek Rumah Kaca• Pernahkah kalian merasa kalau hujan

lebat akan turun suhu udara meningkat?

• Pernahkah kalian mengamati jika langit cerah di malam hari cenderung lebih dingin daripada langit berawan?

• Semua hal tersebut logis dan dapat dijelaskan secara fisika!

• Kenapa ya?

Penyebab Efek Rumah Kaca • Efek rumah kaca ini bekerja seperti selimut yang menahan

panas untuk tidak keluar dari suatu wilayah tertentu

• Untuk diketahui dahulu, sebenarnya efek rumah kaca ini tidak berbahaya dan malah sangat dibutuhkan untuk menjaga suhu di bumi.

• Bayangkan saja kalau tidak ada efek ini, ketika bagian bumi mulai malam akan tiba-tiba suhunya minus, padahal bumi belahan lain sangat panas, alhasil karena suhunya tidak stabil bumi akan mengalami kerusakan secara mendadak.

• Intinya efek rumah kaca membuat suhu di bumi lebih stabil dan cocok untuk makhluk hidup

https://www.koshland-science-museum.org/sites/default/files/GreenhouseEffect.jpg

• Lha terus kok bisa menyebabkan global warming?

• Nah perlu diketahui juga, sebenarnya yang menyebabkan pemanasan global ialah efek rumah kaca yang berlebihan dikarenakan produksi gas rumah kaca yang berlebihan.

• Efek rumah kaca disebabkan oleh:

1. Uap air

2. Karbodioksida

3. Metana

4. Nitrogen Oksida

5. HCFC-22 (limbah pabrik busa insulasi)

6. CFC pada AC dan Kulkas zaman dahulu

7. Trifluorometil Sulfur Pentafluorida

• Gas-gas tersebut juga menimbulkan penipisan ozon yang menyebabkan sinar UV dari matahari masuk ke dalam bumi dalam jumlah yang lebih besar yang sangat berbahaya bagi hutan, tumbuhan, manusia, dan binatang. Sinar UV adalah salah satu gelombang elektromagnetik yang berenergi tinggi yang dapat merusak jaringan makhluk hidup dan membakar material.

Lalu Bagaimana cara mengatasinya?

1. Asap limbah pabrik dapat diatasi dengan memasangfilter udara atau electrostatic precipitator serta mengurangi penggunaan bahan bakar fosil dan mensubtitusinya dengan bahan bakar gas maupun panas bumi

2. Limbah rumah tangga dapat diatasi dengan mengurangi penggunaan plastik, melakukan 3R, memasang filter air limbah, dan memasang IPAL

3. Limbah besi dan pecahan kaca dapat dilebur kembali untuk dijadikan barang baru

4. Limbah plastik dapat dipress untuk mendapatkan minyak atau dilebur kembali untuk memproduksi barang baru

Limbah Kertas• Limbah kertas dapat diubah menjadi paper

bag, kertas buram, dan banyak kerajinan lainnya

• Limbah kertas karena bersifat organik juga dapat dibuat bersama kompos

• Limbah kertas dapat dibuat menjadi kertas koran yang baru

• Efektif dalam menggunakan kertas, jangan pernah membuang-buang kertas secara percuma

• Bangga menggunakan kertas daur ulang!

Limbah Pertanian• Paling bagus untuk mengatasi limbah

pertanian yang sifatnya organik yaitu dengan diproses menjadi pupuk organik untuk pertanian dan bioremediasi tanah.

• Ampas tebu dan jagung dapat diproses untuk mendapatkan biofuel seperti temuan UCLA pada tahun 2016

• Jangan menggunakan insektisida yang berbahaya dan gunakan predator alami untunk membunuh hama

Limbah peternakan• Jadikan kotoran ternak sebagai

pupuk organik agar kualitas tanah dan kualitas produk lebih baik

• Kotoran ternak juga dapat diubah menjadi biofuel

Limbah perkebunan• Limbah-limbah ini dapat ditimbun

dikomposter untuk membuat kompos