0 PRELIM : SOAL UJIAN DAN PENYELESAIANNYA PROGRAM STUDI ILMU PENGELOLAAN SUMBERDAYA ALAM DAN LINGKUNGAN SEKOLAH PASCASARJANA INSTITUT PERTANIAN BOGOR 2008 1 ILMU TANAH Oleh : Dr. Saiful Anwar, MS. Kisi-Kisi 1. Apa itu tanah? 2. Apa itu lahan? 3. Dampak kegiatan pembangunan yang menyebabkan kerusakan/degradasi lahan. Sebutkan. 4. Uraikan tentang erosi tanah dan akibat dampak negatif dari erosi tanah. 5. Pengendalian pencemaran tanah. 6. Jenis-jenis erosi di Indonesia. 7. UU Pertanian Berkelanjutan 2008 (rancangan). Penyelesaian : 1. Apa itu tanah? Jawab: Konsepsi tanah dapat berbeda-beda dan sangat ditentukan oleh kepentingan seseorang terhadap tanah tersebut. Misalnya konsep tanah antara ahli pertambangan, teknik sipil dan pertanian akan berbeda. Tubuh alam yang tersusun dari padatan (bahan mineral dan organik), cairan dan gas, yang terjadi di permukaan bumi, menempati ruang, dan dicirikan oleh dua hal yaitu : 1) memiliki horison atau lapisan dan 2) memiliki kemampuan menyokong pertumbuhan tumbuh-tumbuhan. Khusus dalam bidang pertanian, tanah diartikan sebagai media tumbuhnya tanaman darat, yang berasal dari hasil pelapukan batuan bercampur dengan sisa-sisa bahan organik dan organisme yang hidup di atasnya atau di dalamnya. Selain itu di dalam tanah terdapat udara dan air yang menempati pori-pori tanah. Definisi lain, tanah (soil) adalah suatu benda yang alami, bagian dari permukaan bumi yang dapat ditumbuhi oleh tumbuh-tumbuhan dan mempunyai sifat-sifat sebagai hasil kerja faktor-faktor iklim dan jasad hidup (organisme) terhadap bahan induk yang dipengaruhi oleh keadaan topografi dalam jangka waktu tertentu. Dari definisi tersebut maka : T = f (I, O, BI, T, W) Dimana : T : tanah; I : iklim; O : organisme; BI : bahan induk; T : topografi; W : waktu Iklim. Iklim merupakan faktor yang amat penting dalam proses pembentukan tanah. Suhu dan curah hujan sangat berpengaruh terhadap intensitas reaksi kimia dan fisika di dalam tanah. Setiap kenaikan suhu 10oC maka kecepatan reaksi menjadi dua kali lipat. Reaksi-reaksi oleh mikroorganisme juga sangat dipengaruhi oleh suhu. Adanya curah hujan dan suhu tinggi di daerah tropika menyebabkan reaksi kimia berjalan cepat sehingga proses pelapukan dan pencucian berjalan cepat. Akibatnya banyak tanah di Indonesia telah mengalami pelapukan lanjut, rendah kadar unsur hara, dan bereaksi masam. Organisme hidup. Pengaruh organisme dalam proses pembentukan tanah tidaklah kecil. Akumulasi bahan organik, siklus unsur hara dan pembentukan struktur tanah yang stabil sangat dipengaruhi oleh kegiatan organisme tanah. Disamping itu unsur nitrogen dapat diikat ke dalam tanah dari udara oleh mikroorganisme, baik yang hidup sendiri di dalam tanah (non simbiose) maupun yang bersimbiose dengan tanaman. Demikian juga vegetasi yang tumbuh di tanah tersebut dapat merupakan penghalang terjadinya erosi, sehingga mengurangi jumlah tanah lapisan permukaan yang hilang. Bahan induk. Sifat-sifat dari bahan induk masih tetap terlihat, bahkan pada tanah daerah humid yang telah mengalami pelapukan sangat lanjut. Susunan kimia dan mineral bahan induk tidak hanya mempengaruhi intensitas tingkat pelapukan, tetapi kadang-kadang menentukan jenis vegetasi alami yang tumbuh di atasnya. Terdapatnya batu kapur di daerah humid akan menghambat tingkat kemasaman tanah. Di samping itu vegetasi yang tumbuh di atas tanah berasal dari batu kapur biasanya banyak mengandung basa-basa. Dengan adanya pengembalian basa-basa lapisan tanah atas melalui serasah dari vegetasi tersebut maka proses pengasaman tanah menjadi lambat. Batuan induk yang masam akan menghasilkan tanah yang masam, sedang batuan induk 2 alkalis umumnya menghasilkan tanah-tanah alkalis, tetapi bila mengalami pencucian lanjut karena curah hujan tinggi dapat pula membentuk tanah masam. Batuan-batuan dimana bahan induk tanah berasal dapat dibedakan menjadi batuan beku, batuan sedimen, batuan metamorfosa dan bahan induk organik. Topografi. Topografi adalah perbedaan tinggi atau bentuk wilayah suatu daerah termasuk di dalamnya perbedaan kecuraman dan bentuk lereng. Topografi mempengaruhi proses pembentukan tanah melalui cara : mempengaruhi jumlah air hujan yang meresap atau ditahan massa tanah, mempengaruhi dalamnya air tanah, mempengaruhi besarnya erosi, dan mengarahkan gerakan air berikut bahan-bahan yang terlarut di dalamnya. Topografi suatu daerah dapat menghambat atau mempercepat pengaruh iklim. Di daerah yang datar atau cekung dimana air tidak mudah hilang dari tanah atau menggenang, pengaruh iklim menjadi tidak jelas dan terbentuklah tanah berwarna kelabu atau banyak mengandung karatan sebagai akibat genangan air tersebut. Sedangkan di daerah bergelombang, drainase tanah lebih baik sehingga pengaruh iklim (curah hujan dan suhu) lebih jelas dan pelapukan serta pencucian berjalan lebih cepat. Di daerah-daerah berlereng curam kadang-kadang terjadi erosi permukaan yang intensif sehingga terbentuklah tanah-tanah dangkal. Waktu. Lama suatu bahan induk mengalami pelapukan memegang peranan penting dalam pembentukan tanah. Tanah merupakan benda alam yang terus-menerus berubah (dinamis) sehingga akibat pelapukan dan pencucian yang terjadi terus-menerus maka tanah-tanah semakin tua juga semakin kurus (tidak subur). Mineral yang banyak mengandung unsur hara telah habis mengalami pelapukan sehingga tinggal mineral yang sukar lapuk seperti kuarsa. Profil tanah juga semakin berkembang dengan meningkatnya umur. Karena proses pembentukan tanah yang terus berjalan maka bahan induk tanah berubah berturut-turut menjadi tanah muda (immature soil atau young soil), tanah dewasa (mature soil) dan tanah tua (old soil). Kualitas tanah: kemampuan tanah untuk berfungsi di dalam batas-batas ekosistem dan penggunaan lahan untnk menopang produktivitas biologik, menjaga kualitas lingkungan dan meningkatkan kesehatan tanaman, ternak & manusia. 2. Apa itu lahan? Jawab: Lahan (land) adalah lingkungan fisik yang terdiri dari iklim, relief, tanah, air dan vegetasi serta benda yang ada diatasnya sepanjang ada pengaruhnya terhadap penggunaan lahan (Sitorus, 2003). Dalam hal ini lahan juga mengandung pengertian sebagai ruang atau tempat. Lahan merupakan suatu lingkungan fisik yang meliputi tanah, iklim, relief, hidrologi dan vegetasi dimana faktor-faktor tersebut mempengaruhi potensi penggunaannya termasuk di dalamnya adalah akibat kegiatan manusia, baik pada masa lalu maupun sekarang, seperti reklamasi daerah-daerah pantai, penebangan hutan, dan juga akibat merugikan seperti erosi dan akumulasi garam (FAO, 1976). Lahan merupakan sumberdaya alam yang penting karena pada lahan itulah akan ditemukan energi, makanan, bahan mentah (raw material) dan juga lahan merupakan habitat bagi kehidupan satwa liar (wildlife) dan fauna (Yeh dan Li, 1998). Definisi lain lahan merupakan bagian daratan permukaan bumi sebagai suatu lingkungan fisik yang meliputi tanah beserta segenap faktor-faktor yang mempengaruhi penggunaannya seperti iklim, relief, geologi, dan hidrologi yang terbentuk secara alami maupun akibat aktivitas manusia. Masalah lahan di Indonesia: Produktivitas lahan rendah, Konversi lahan ke Non-pertanian, Kepemilikan lahan yang sempit (Land/ratio terkecil di dunia, yaitu sekitar 360 m2 per kapita), Keterbatasan sumberdaya air & masalah iklim Penggunaan lahan (land use) adalah setiap bentuk campur tangan (intervensi) manusia terhadap lahan dalam rangka memenuhi kebutuhan hidupnya baik material maupun spiritual. Dalam hal ini dapat berupa penggunaan utama atau penggunaan pertama dan kedua (apabila merupakan penggunaan berganda) dari sebidang lahan seperti lahan pertanian, lahan hutan, padang rumput dan sebagainya. Jadi lebih merupakan tingkat pemanfaatan oleh masyarakat. 3 Penggunaan lahan dapat dikelompokkan ke dalam dua kelompok besar yaitu: 1) penggunaan lahan pertanian dan 2) penggunaan lahan bukan-pertanian. Penggunaan lahan pertanian antara lain tegalan, sawah, kebun, padang rumput, hutan produksi, hutan lindung dsb. Sedangkan penggunaan lahan bukan-pertanian antara lain penggunaan lahan perkotaan atau pedesaan, industri, rekreasi, pertambangan dsb (Arsyad, 1989). Adapun fungsi atau manfaat penggunaan lahan bagi kehidupan adalah untuk penggunaan pertanian, penyaring, penyangga, dan transformasi polutan, cadangan gen, ruang pendirian berbagai fasilitas serta kegiatannya, sumber material dan energi, serta sebagai warisan budaya dan kebumian. Agar supaya fungsi penggunaan lahan bagi kehidupan dapat maksimal, maka diperlukan perencanaan tataguna lahan. Perencanaan tataguna lahan (land use planning) merupakan proses inventarisasi dan penilaian keadaan (status), potensi, dan pembatas-pembatas dari suatu daerah tertentu dan sumberdayanya, yang berinteraksi dengan penduduk setempat atau dengan orang yang menaruh perhatian terhadap daerah tersebut dalam menentukan kebutuhan-kebutuhan mereka, keinginan dan aspirasinya untu masa mendatang (Soil Conservation Society of America, 1982). Perencanaan tataguna lahan sangat diperlukan karena : Jumlah lahan terbatas dan merupakan sumberdaya yang hampir tak terbarui (non renewable), sedangkan manusia yang memerlukan tanah jumlahnya terus bertambah. Meningkatnya pembangunan dan taraf hidup masyarakat, sehingga dapat meningkatkan persaingan penggunaan lahan, sehingga sering terjadi konflik penggunaan lahan. Penggunaan lahan yang tidak sesuai dengan kemampuannya dapat menyebabkan kerusakan lahan. Konversi lahan pertanian dengan tanah yang subur termasuk sawah irigasi menjadi lahan nonpertanian seperti wilayah industri, perumahan dan lain-lain perlu ditata karena sulitnya mencari lahan pengganti yang lebih subur atau minimal sama, di luar lahan pertanian yang telah ada. Banyak lahan hutan yang seharusnya digunakan untuk melindungi kelestarian sumberdaya air kemudian digarap menjadi lahan pertanian tanpa memperhatikan azas kesesuaian lahan, sehingga dapat merusak tanah maupun lingkungan pada umumnya. Pandangan bahwa tanah semata-mata merupakan faktor produksi, cendrung mengabaikan pemeliharaan kelestarian tanah. Pada hal tanah juga mempunyai kemampuan terbatas dalam memberi daya dukung bagi kehidupan manusia. Perubahan penggunaan lahan adalah perubahan penggunaan atau aktivitas terhadap suatu lahan yang berbeda dari aktivitas sebelumnya, baik untuk tujuan komersial maupun industri (Kazaz dan Charles, 2001). Konversi lahan adalah perubahan fungsi lahan ke fungsi lahan yang lain (DP & K, 1990). Lahan mempunyai 3 jenis nilai (RENT), yaitu: 1. RICARDIAN RENT – Sifat kualitas dari lahan, 2. LOCATIONAL RENT – Lokasi relatif dari lahan, 3. ENVIRONMENTAL RENT – Sifat tanah sbg suatu komponen utama dari ekosistem. Secara ideal tujuan penggunaan lahan untuk peningkatan produksi adalah mengotimalkan ketiga rents tersebut. Peranan sumberdaya lahan: 1. Peran alokasi, terkait dengan penggunaan dan pemanfaatan tanah beserta persyaratan keilmuan bidang tanah (Pedologi, Edapologi, serta Land-use dan Spatial Planning). 2. Peran distribusi terkait dengan pengaturan di dalam hal pemilikan & penguasaan SD tanah. 3. Peran stabilisasi, terkait dengan pencegahan dan penyelesaian konflik dalam penguasaan tanah/lahan. Penggunaan lahan berkelanjutan harus memenuhi persyaratan sebagai berikut: 1. Secara ekonomis dapat dipertanggung-jawabkan, 4 2. 3. 4. 5. Berwawasan ekologis, agar tanah mempunyai ketahanan tinggi terhadap tekanan & gangguan, Berkeadilan – adil dalam mengakses lahan, Memperlakukan tanah/lahan secara bijak, dan Memilih lahan yang kompatibel terhadap lingkungan. Penggunaan lahan berbasis sosial-budaya masyarakat harus didasarkan pada: Kearifan lokal untuk mempertahankan keberlanjutan pertanian pada lahan yang diusahakan. Teknologi yang diterapkan sesuai dng kondisi sosial budaya masyarakat. Local knowledge dan local technology sebagai dasar pengembangan lahan untuk usaha pertanian. Empat tipe sosial budaya masy petani: 1. Cara berkebun secara sederhana, 2. Bercocok tanam di ladang/sawah dengan padi sebagai tanaman pokok; orientasi masyarakat ke kota untuk menjadi PNS, 3. Sama dengan yang ke 2; orientasi masyarakat ke kota untuk menjadi pedagang, 4. Sama dengan yang ke 2; orientasi masyarakat ke kota untuk menjadi pengusaha pertanian dalam skala besar (perkebunan) dan PNS. Berdasarkan pengertian yang sudah disebutkan maka pengertian lahan (land) dan pengertian tanah (soil) berbeda. Pengertian lahan lebih luas dari pengertian tanah. Lahan merupakan sumberdaya alam yang terdiri dari beberapa komponen: tanah, air, biota, batuan, kemiringan, iklim dan atribut lainnya yang terkait. Dengan kata lain tanah merupakan salah satu komponen lahan. Fungsi penggunaan tanah dan lahan bagi kehidupan: 1. Penggunaan pertanian 2. Penyaring, penyangga, transformasi polutan 3. Cadangan gen 4. Ruang pendirian berbagai fasilitas serta kegiatannya 5. Sumber material dan energi 6. Warisan budaya dan kebumian 3. Dampak kegiatan pembangunan yang menyebabkan kerusakan/degradasi lahan. Sebutkan. Jawab : Degradasi: penurunan daya dukung berbagai penggunaan. Degradasi tanah: hilangnya atau berkurangnya kegunaan atau potensi kegunaan tanah, kehilangan atau perubahan kenampakan tanah yang tidak dapat diganti. FAO (1993), proses yang menguraikan fenomena yang menyebabkan menurunnya kapasitas tanah untuk mendukung suatu kehidupan. Degradasi Tanah Disebabkan Manusia Lahan Pertanian Lahan Perkotaan 1. Polusi 2. Pemadatan 3. Erosi Fisik 1. Pemadatan 2. Pengerakan 3. Ketidakseimbangan air 4. Menghalangi aerasi 5. Aliran permukaan 6. Erosi dipercepat Alami (Pbtkan Tanah) Lahan Industri Fisik 1. Polusi Tanah 1. Pembentukan Pan 2. Kontaminasi Tanah 2. Pengerasan 3. Hujan Asam Kimia 1. Asidifikasi 2. Penguraian unsur hara 3. Pencucian 4. Ketidakseimbangan unsur hara dan keracunan 5. Salinisasi dan alkalinisasi Biologi 1. Penurunan karbon organik tanah 2. Penurunan keanekaragaman hayati tanah 3. Penurunan karbon biomass Degradasi tanah karena pengaruh gas rumah kaca: Kimia 1. Laterisasi 2. Kalsifikasi 3. Pencucian Biologi Penurunan Keanekaragaman Hayati Tanah 5 Meningkatnya kemasaman tanah karena peningkatan T (suhu) yang mpengaruhi aktivitas m.o tanah & penghancuran bahan organik dan agrokimia Perubahan CH yang semakin sedikit menyebabkan meningkatnya kebakaran hutan & peningkatan T pada musim kemarau yang semuanya bermuara pada peningkatan erosi tanah Pemasaman tanah terjadi apabila laju masukan asam melebihi laju penetralisasian hasil pelapukan. Proses degradasi tanah: erosif dan non erosif Degradasi non erosif (non erosive degradation) : pemadatan dan pembakaran, penurunan kesuburan tanah, hilangnya bahan organik tanah, pemasaman tanah, akumulasi senyawa beracun, penjenuhan air, maslah salinitas dan alkalinitas, polusi pertanian Degradasi erosif: degradasi tanah yang terkait dengan erosi. Erosi adalah peristiwa berpindahnya atau terangkutnya tanah atau bagian tanah dari suatu tempat ke tempat lain oleh media alami (air dan angin). 5 jenis penyebab degradasi tanah (GLASOD): 1. Deforestrasi/penggundulan hutan atau pemindahan vegetasi alam untuk keperluan pertanian, perusahaan kehutanan komersial, pembangunan jalan, urbanisasi 2. Overgrazing vegetasi juga dapat mengakibatkan pemadatan tanah & erosi 3. Aktivitas pertanian spt penggunaan pupuk yg berlebihan, penggunaan air irigasi dengan kualitas jelek, penggunaan mesin/alat berat yang tdk tepat waktu, tdk adanya tindakan konservasi tanah 4. Eksploitasi secara berlebihan vegetasi utk penggunaan domestik; sehg tdk memberikan proteksi yg cukup thd erosi tanah, pergerakan dan pengelakan lapisan atas tanah. 5. Aktifitas bio industri dan industi: polusi tanah Kegiatan pembangunan yang dapat menyebabkan degradasi lahan: 1. pertanian dalam arti luas, 2. pertambangan, 3. urbanisasi dan 4. industrialisasi. Degradasi tanah akibat polusi global yaitu: - efek rumah kaca, - gas-gas rumah kaca, - perubahan iklim, - penurunan ozon, dan - hujan asam. Degradasi tanah akibat deforestasi meliputi: - kehilangan biodiversitas, - perubahan iklim, - pengaruh terhadap hidrologi, - kehilangan akses terhadap produk hutan, - pengaruh terhadap kesehatan, - pengaruh secara ekonomi dan - pengaruh secara estetika. Degradasi pada lahan basah meliputi: - kehilangan fungsi-fungsi, - kehilangan vegetasi, dan - kehilangan lahan Degradasi pada lahan kering meliputi : - non-erosive degradation, - erosi, dan - desertifikation Degradasi yang disebabkan oleh pembangunan bidang pertanian meliputi : 6 - penurunan kandungan bahan organik tanah, - penurunan kandungan hara, - pengasaman tanah, - pemadatan tanah, - pencemaran, - erosi, dan - penurunan keanekaragaman hayati. Degradasi tanah disebabkan pertambangan, urbanisasi dan industrialisasi, meliputi: - semua degradasi akibat pertanian, dengan kondisi lebih parah, - terutama berkaitan dengan pencemaran air, udara dan tanah, dan - dampak adanya konversi lahan pertanian Dampak aktivitas pertambangan terhadap degradasi tanah yaitu : - penurunan produktifitas, - pemadatan tanah, - erosi dan sedimentasi, longsoran, - terganggunya flora dan fauna, - terganggunya kesehatan penduduk, dan - perubahan iklim mikro Setidaknya terdapat 5 (lima) dampak lanjut dari degradasi tanah yang disebabkan oleh adanya aktivitas pembangunan, yaitu: 1) penurunan produktivitas pertanian dan keberlanjutannya, 2) penurunan kualitas lingkungan lainnya (air dan udara), 3) penurunan keanekaragaman hayati tanah, 4) mengancam kesejahteraan dan kehidupan manusia, serta 5) melemahkan pengembangan berbasis sumberdaya tanah. Area lahan yang hilang harus digantikan dengan lahan baru hingga dapat merambah: - daerah yang secara ekologi rapuh, - lahan marjinal atau curam, atau - daerah yang secara estetik mempunyai nilai dan perspektif budaya dan sejarah Upaya pengendalian degradasi lahan: Penurunan kandungan bo tanah Pengembalian dan penambahan bo ke tanah pertanian Penurunan kesuburan (Unsur hara esensial: C, H, O, N, P, K, S, Ca, Mg, Fe, Cu, Mn, Zn, B, Mo, Cl) Pemupukan dan pemberian amelioran, termasuk bo Pengasaman tanah akibat pupuk dan hujan asam Penambahan amelioran basa Pemadatan tanah pengolahan, penghijauan Erosi (Kehilangan fungsi hidrologi) Konservasi tanah dan air Pencemaran/polusi (Logam berat, pestisida, dll) remediasi pencemaran Kehilangan fungsi-fungsi Pengaruh terhadap hidrologi Penurunan keanekaragaman hayati Kehilangan Lahan Rehabilitasi lahan adalah perlakuan terhadap lahan. Reklamasi adalah sebagian dari fungsi yang hilang dikembalikan lagi (beberapa kegunaan) Restorasi adalah seluruh fungsi yang hilang dikembalikan lagi )kembali ke kondisi semula) Fragile adalah kemudahan ini untuk menerima pengaruh dari luar Resiliensi adalah daya tahan untuk menerima pengaruh dari luar Kandungan bahan organic baik untuk tanah pertanian sekitar 5 % Amelioran adalah bahan pembenah tanah Tailing adalah pemberian pH tinggi 4. Uraikan tentang erosi tanah dan akibat dampak negatif dari erosi tanah? Jawab : 7 Erosi adalah peristiwa pindahnya atau terangkutnya tanah atau bagian tanah dari suatu tempat ke tempat lain oleh media alami. Pada peristiwa erosi, tanah atau bagian-bagian tanah dari suatu tempat terkikis dan terangkut yang kemudia diendapkan pada suatu tempat lain. Pengangkutan atau pemindahan tanah tersebut terjadi oleh media alami yaitu air atau angin (FAO, 1965). Erosi merupakan proses dimana tanah dihancurkan dan kemudian dipindahkan ke tempat lain oleh air, angin atau gravitasi. Erosi merupakan akibat interaksi kerja antara faktor-faktor iklim, topografi, vegetasi, dan manusia terhadap tanah. Rumusnya adalah sebagai berikut : E = f (i, r, v, t, m) atau E = f (R, K, LS, C, P) Dimana : E : erosi; i : iklim; r : relief (topografi); v : vegetasi; t : tanah; m : manusia. Di daerah beriklim basah, faktor iklim yang mempengaruhi erosi adalah hujan. Besarnya curah hujan, intensitas, dan diatribusi hujan menentukan kekuatan dispersi hujan terhadap tanah, jumlah dan kecepatan aliran permukaan dan kerusakan erosi. Besarnya curah hujan adalah volume air yang jatuh pada suatu areal tertentu. Kemiringan dan panjang lereng adalah dua unsur topografi atau relief yang paling berpengaruh terhadap aliran permukaan dan erosi. Unsur lain yang mungkin berpengaruh adalah konfigurasi, keseragaman dan arah lereng. Suatu vegetasi penutup tanah yang baik seperti rumput yang tebal atau rimba yang lebat akan menghilangkan pengaruh hujan dan topografi terhadap erosi. Karena kebutuhan manusia akan pangan, sandang dan permukiman, maka semua tanah tidak dapat dibiarkan tertutup hutan dan padang rumput. Tetapi meskipun dalam usaha pertanian, jenis tanaman yang diusahakan memainkan peranan penting dalam pencegahan erosi. Pengaruh vegetasi terhadap aliran permukaan dan erosi dapat dibagi menjadi empat bagian yaitu intersepsi hujan oleh tajuk tanaman, mengurangi kecepatan aliran permukaan dan kekuatan perusak air, pengaruh akar dan kegiatan-kegiatan biologi yang berhubungan dengan pertumbuhan vegetatif dan pengaruhnya terhadap stabilitas struktur dan porositas tanah, dan transpirasi yang mengakibatkan kandungan air tanah berkurang. Faktor vegetasi penutup tanah dapat: 1) melindungi permukaan tanah dari tumbukan air hujan, 2) menurunkan kecepatan dan volume air basah, 3) menahan partikel-partikel tanah pada tempatnya melalui sistem perakaran dan serasah yang dihasilkan, dan 4) mempertahankan kemantapan kapasitas tanah dalam menyerap air (Asdak, 2004). Berbagai tipe tanah mempunyai kepekaan terhadap erosi yang berbeda-beda. Kepekaan erosi tanah yaitu mudah atau tidaknya tanah tererosi adalah fungsi berbagai interaksi sifat-sifat fisik dan kimia tanah. Sifat-sifat tanah yang mempengaruhi kepekaan erosi yaitu sifat-sifat tanah yang mempengaruhi laju infiltrasi, permeabilitas dan kapasitas menahan air dan sifat-sifat tanah yang mempengaruhi ketahanan struktur tanah terhadap dispersi dan pengikisan oleh butir-butir hujan yang jatuh dan aliran permukaan. Adapun sifat-sifat tanah yang mempengaruhi erosi adalah tekstur, struktur, bahan organik, kedalaman, sifat lapisan tanah dan tingkat kesuburan tanah. Pada akhirnya manusia lah yang menentukan apakah tanah yang diusahakan akan rusak dan tidak produktif atau menjadi baik dan produktif secara lestari. Banyak faktor yang menentukan apakah manusia akan memperlakukan dan merawat serta mengusahakan tanahnya secara bijaksana sehingga menjadi lebih baik dan dapat memberikan pendapatan yang cukup untuk jangka waktu yang tidak terbatas, antara lain adalah luas tanah pertanian yang diusahakan, sistem pengusahaan tanah, status penguasaan tanah, tingkat pengetahuan dan penguasaan teknologi, harga hasil usahatani, perpajakan, ikatan hutang, pasar dan sumber keperluan usahatani, infrastruktur dan fasilitas kesejahteraan. Erosi menyebabkan hilangnya lapisan atas tanah yang subur dan baik untuk pertumbuhan tanaman serta berkurangnya kemampuan tanah untuk menyerap dan menahan air. Tanah yang terangkut akan diendapkan di tempat lain seperti di dalam sungai, waduk, danau, saluran irigasi, diatas tanah pertanian, dan sebagainya. Dengan demikian maka kerusakan yang ditimbulkan oleh peristiwa erosi terjadi di dua tempat yaitu pada tanah tempat erosi terjadi dan pada tempat tujuan akhir tanah yang terangkut tersebut diendapkan. Dampak erosi pada tempat kejadian dan di luar tempat kejadian : 8 Bentuk dampak Langsung Tidak Langsung Dampak di tempat kejadian 1. Kehilangan lapisan tanah yang baik untuk tempat berjangkarnya akar tanaman 2. Kehilangan unsur hara dan kerusakan struktur tanah 3. Peningkatan penggunaan energi untuk produksi 4. Kemerosotan produktivitas tanah atau bahkan menjadi tidak dapat digunakan untuk berproduksi 5. Kerusakan bangunan konservasi dan bangunan lainnya 6. Pemiskinan petani penggarap/pemilik tanah 1. Berkurangnya alternatif penggunaan lahan 2. Timbulnya dorongan/tekanan untuk membuka lahan baru 3. Timbulnya keperluan akan perbaik-an lahan dan bangunan yang rusak Dampak di luar tempat kejadian 1. Pelumpuran dan pendangkalan waduk, sungai, saluran dan badan air lainnya. 2. Tertimbunnya lahan pertanian, jalan, dan bangunan lainnya 3. Menghilangnya mata air dan memburuknya kualitas air. 4. Kerusakan ekosistem perairan (tempat bertelur ikan, terumbu karang dsb.) 5. Kehilangan nyawa dan harta oleh banjir. 6. Meningkatnya frekwensi dan masa kekeringan 1. Kerugian oleh memendeknya umur waduk. 2. Meningkatnya frekuensi dan besarnya banjir Model Prediksi Erosi: 1. Model USLE (Universal Soil Loss Equation) dirancang untuk memprediksi erosi tahunan ratarata dalam jangka waktu panjang. Persamaan USLE: A=RKLSCP Dimana: A = rata-rata tanah tererosi per tahun (ton/ha) R = faktor erosivitas hujan K = faktor erodibilitas tanah L = faktor panjang lereng S = faktor kemiringan lereng C = faktor pengelolaan tanaman P = faktor tindakan konservasi 2. Model AGNPS (The Agaricultural Non-Point Source PollutionI) model erosi yang mendasarkan pada sel-grid yang bertujuan untuk memprediksi variasi spasial dari erosi yang disebabkan oleh setiap kejadian hujan pada suatu DAS dan pengaruhnya terhadap kualitas air. 3. Model ANSWER (Aerial Non-Point Source Watershed Environment Response) menghitung aliran permukaan, erosi, sedimentasi dan pergerakan fosfor dari watershed. 5. Bagaimana pengendalian pencemaran tanah? Jawab: Ada 4 (empat) langkah utama dalam menanggulangi pencemaran/degradasi tanah : Menilai kondisi aktual permasalahan degradasi tanah termasuk faktor-faktor penyebab dan dampaknya. Pemantauan pencemaran/degradasi tanah Pengendalian pencemaran/degradasi tanah Tindakan prbaikan (remedial measures) Prasyarat yang diperlukan untuk menanggulangi pencemaran/degradasi tanah yaitu : Pengetahuan yang tepat tentang kondisi permasalahan yang ada termasuk penyebab dampak. Indikator untuk kondisi sering tidak ada. 9 6. Pemantauan permasalahan. Hal ini diperlukan untuk dapat menentukan skala waktu pengembangan serta untuk mengetahui apakah permasalahan tersebut sifatnya stabil, menurun atau meningkat. Atas dasar di atas penanggulangan menjadi mungkin dilakukan. Pengontrolan terhadap pengaruh merugikan dari persaingan penggunaan lahan seharusnya merupakan konsep utama penanggulangan degradasi tanah. Sebutkan jenis-jenis erosi di Indonesia? Jawab: Dikenal 2 macam utama erosi, yaitu: a. Erosi normal, disebut juga erosi geologi atau erosi alami merupakan proses-proses pengangkutan tanah yang terjadi di bawah keadaan vegetasi alami. Biasanya terjadi dengan laju yang lambat yang memungkinkan terbentuknya tanah yang tebal yang mampu mendukung pertumbuhan negetasi secara normal. Proses erosi geologi menyebabkan terjadinya sebagian bentuk permukaan bumi yang terdapat di alam. b. Erosi dipercepat adalah pengangkutan tanah yang menimbulkan kerusakan tanah sebagai akibat perbuatan manusia yang mengganggu keseimbangan antara proses pembentukan dan pengangkutan tanah. Jenis-jenis erosi, yaitu: Erosi lembar (sheet erosion) adalah pengangkutan lapisan tanah yang merata tebalnya dari suatu permukaan bidang tanah. Kekuatan jatuh butir-butir hujan dan aliran air di permukaan tanah merupakan penyebab utama erosi ini. Dari segi energi, pengaruh butir-butir hujan lebih besar karena kecepatan jatuhnya sekitar 6 sampai 10 meter per detik, sedangkan kecepatan aliran air di permukaan tanah hanya 0,3 sampai 0,6 meter per detik. Kehilangan lapisan oleh tanah adalah seragam maka bentuk erosi ini tidak segera nampak. Erosi alur (rill erosion) terjadi karena air terkonsentrasi dan mengalir pada tempat-tempat tertentu di permukaan tanah sehingga pemindahan tanah lebih banyak terjadi pada tempattempat tersebut. Alur-alur yang terjadi masih dangkal dan dapat dihilangkan dengan pengolahan tanah. Erosi alur biasanya terjadi pada tanah-tanah yang ditanami dengan tanaman yang ditanam berbaris menurut lereng atau akibat pengolahan tanah menurut lereng atau bekas tempat menarik balok kayu. Erosi lembar dan erosi alur lebih banyak dan luas terjadinya dibandingkan dengan bentuk lain. Erosi parit (gully erosion), proses terjadinya sama dengan erosi alur, tetapi saluran-saluran yang terbentuk sudah demikian dalamnya sehingga tidak dapat dihilangkan dengan pengolahan tanah biasa. Erosi parit yang baru terbentuk berukuran sekitar 40 cm lebarnya dengan kedalaman sekitar 25 cm. Erosi parit yang telah lanjut dapat mencapai 30 m dalamnya. Erosi parit dapat berbentuk V atau U, tergantung dari kepekaan erosi substratnya. Tanah-tanah yang telah mengalami erosi parit sangat sulit untuk dijadikan tanah pertanian. Erosi tebing sungai, terjadi sebagai akibat pengikisan tebing oleh air yang mengalir dari bagian atas tebing atau oleh terjangan arus air yang kuat pada kelokan sungai. Erosi tebing akan lebih hebat terjadi jika vegetasi penutup tebing telah habis atau jika dilakukan pengolahan tanah terlalu dekat tebing. Longsor (landslide) adalah suatu bentuk erosi yang pengangkutan atau pemindahan tanahnya terjadi pada suatu dalam volume yang besar. Jadi berbeda dari bentuk erosi lainnya, pada longsor pengangkutan tanah terjadi sekaligus. Langsor terjadi sebagai akibat meluncurnya suatu volume tanah di atas suatu lapisan agak kedap air yang jenuh air. Lapisan tersebut yang terdiri dari liat atau mengandung kadar liat tinggi yang setelah jenuh air berlaku sebagai peluncur. Longsor akan terjadi jika terpenuhi tiga keadaan berikut : (1) lereng yang cukup curam sehingga volume tanah dapat bergerak atau meluncur ke bawah, (2) terdapat lapisan, di bawah permukaan tanah, yang agak kedap air dan lunak yang akan merupakan bidang luncur, dan (3) terdapat cukup air dalam tanah sehingga lapisan tanah tepat di atas lapisan kedap air tadi menjadi jenuh. Lapisan kedap atau agak kedap air biasanya terdiri dari lapisan liat atau mengandung liat yang tinggi, tetapi mungkin juga lapisan batuan. 10 7. Erosi internal adalah terangkutnya butir-butir primer ke bawah ke dalam celah-celah atau poripori tanah sehingga tanah menjadi kedap air dan udara. Erosi internal mungkin tidak menyebabkan kerusakan yang berarti oleh karena sebenarnya bagian-bagian tanah tidak hilang ke tempat lain, dan tanah akan baik kembali jika strukturnya diperbaiki. Konsep LEISA (Low External Input and Sustainable Agriculture) Jawab: Sebagian besar input usahatani yang dimanfaatkan berasal dari lahan desa, wilayah atau negara sendiri dan diupayakan tindakan yang tepat menjamin dan menjaga keberlanjutan. Penggunaan lahan dengan konsep LEISA: • Penggunaan lahan harus terpadu: pertanian – perikanan – peternakan – kehutanan, • Penggunaan unsur hara, air & energi yang efisien, • Penggunaan lahan harus bersifat spesifik lokal, • Perlu mempertimbangkan “local knowledge” yang digabungkan dengan IPTEKS secara serasi, dan • Mempertahankan produksi pada tingkat yang konsisten. Prinsip dasar LEISA: 1. Penggunaan lahan harus meniru/mengikuti alam – bukan melawan alam, 2. Penggunaan lahan dengan mempertahankan keanekaragaman hayati – multiple cropping (inter- atau sequential-cropping) 3. Mempertahan tanah/lahan tetap “hidup” – tanah selalu mendukung pertumbuhan tanaman, dan 4. Mempraktekan siklus tertutup utk mengurangi kehilangan hara & energi. 8. Apa yang anda ketahui tentang lahan basah? Jawab: Lahan basah adalah keadaan lahan yang ada di antara terrestrial dan sistem aquatik dimana permukaan air tanah biasanya berada pada atau dekat dengan permukaan tanah, atau keadaan lahan yang tergenang air secara terus menerus atau secara intermittent. Atribut lahan basah: 1. Paling tidak secara periodik, lahan didominasi oleh hydrophytes, 2. Lahan didominasi oleh tanah jenuh air (hydric soil) yang sulit di-drain, 3. Secara periodik lahan ditutupi oleh sedikit air (misalnya lahan sawah). 4. Lahan dapat berupa bukan tanah yang selalu ditutupi oleh air (misal sungai dan danau). 9. Apa yang anda ketahui tentang lahan rawa? Jawab: Lahan rawa terdiri atas: tanah mineral dan tanah organik/histosols. Kesulitan dalam pengelolaan air pada lahan rawa: 1. Masalah topografi – umumnya datar : untuk memasukkan dan mengeluarkan air menjadi sulit, 2. Sumber air (sungai or pasang surut) sulit dikendalikan, artinya pengelola harus menyesuaikan dengan keadaan tersebut. Lahan rawa ada 2 macam: 1. Rawa lebak dan 2. Rawa pasang surut Rawa lebak adalah lahan yang selalu jenuh air atau tergenang sebagai akibat adanya fluktuasi air musiman dari sistem hidrologi yang ada – air yang menjenuhi atau menggenangi bersifat tawar, Rawa lebak: 1. Lebak dalam, selalu tergenang air, baik pada musim kering maupun pada musim hujan, 2. Lebak tengahan, tergenang air hanya pada musim hujan, pada musim kering permukaan tanah tidak tertutup air, dan 3. Lebak pematang, walaupun pada musim hujan tidak tergenang air. Sistem usahatani pada masing-masing rawa lebak tersebut berbeda. Pemanfaatan rawa lebak: Lahan No Rawa Kering 1. Dalam Perikanan, Peternakan rawa, dan Floating Rice Musim Hujan Perikanan, dan Floating Rice 11 2. Tengahan 3. Pematang Padi Sawah, Palawija dengan Sistem surjan, dan Peternakan Palawija, Kebun (Buah-buahan), dan Peternakan Perikanan, dan Peternakan rawa Padi Tadah Hujan, Palawija, Kebun, dan Peternakan. Rawa pasang surut adalah lahan yang selalu jenuh air atau tergenang sebagai akibat adanya fluktuasi air harian dari suatu sistem hidrologi yang ada – air yang menjenuhi atau menggenangi bersifat asin atau payau. Rawa pasang surut: 1. Tanggul sungai, lahan yang berdekatan dengan sungai, hasil dari pengendapan oleh sungai (Sedimen Fluviatil), 2. Daerah pantai, lahan yang berada di bawah pengaruh lingkungan marin (Sedimen Mangrove Muda dan Endapan Gambut dari Vegetasi Mangrove) 3. Daerah transisi, lahan yang berada di bawah pengaruh payau (brackish) (Sedimen Mangrove Tua dan Endapan Gambut dari Vegetasi Hutan Campuran) Bagan alir konversi hutan rawa Pengelolaan lahan rawa untuk pertanian: Prinsipnya adalah pengelolaan air – Fokus utamanya mengurangi kelebihan air sehingga menjadi cukup bagi tanaman tetapi masih layak untuk keberlanjutan tanah pada lahan rawa: a. Sistem drainase terbuka, dan B. Sistem drainase tertutup C. Sistem drainase PLG-Kalteng 10. Apa yang anda ketahui tentang UU Pertanian Berkelanjutan Tahun 2008? Jawab: Rancangan Undang-Undang Perlindungan Lahan Pertanian Pangan Berkelanjutan (RUU-PLPPB) atau lahan pertanian abadi. Alih fungsi lahan pertanian pangan adalah salah satu sumber penyebab krisis pangan dalam satu dekade ke depan kalau tidak mendapat solusi tepat. Karena itu RUU mendesak untuk dibahas dan disahkan. pencegahan alih fungsi dan upaya penambahan luas lahan pertanian pangan sangat penting. Tak kalah pentingnya adalah dukungan pihak industri terhadap upaya melakukan diversifikasi pangan agar bangsa ini tidak hanya mengandalkan beras sebagai sumber pangannya. Pasal yang krusial : Pasal 40 : Tanah yang sudah ditetapkan sebagai lahan pertanian berkelanjutan dilindungi dan dilarang dialihfungsikan kecuali untuk kepentingan umum sesuai dengan undang-undang. Bila terjadi fungsi lahan yang demikian maka harus ada lahan pengganti sekurangnya tiga kali lipat luasnya untuk sawah beririgasi teknis, dua kali lipat untuk sawah beririgasi semi teknis, dan sama luasnya untuk sawah tadah hujan. 12 Pasal 68 – 69 : Pelaku alih fungsi lahan pertanian pangan ke lahan non-pertanian pangan diancam hukuman maksimal lima tahun penjara dengan denda maksimal Rp. 500 juta. Jika pelaku alih fungsi lahan adalah penyelenggara negara maka hukumannya ditambah sepertiga dari pidana yang diacamkan. Jika pelakunya korporasi, maka selain pidana penjara bagi pengurus, pidana denda dapat dijatuhkan kepada korporasi yang besarnya tiga kali denda biaya perorangan. Dasar dari UU ini nantinya bagaimana lahan subur yang cocok untuk pertanian pangan itu dilindungi. Persoalan muncul bila pemilik lahan yang akan di alihfungsikan adalah keluarga miskin ingin menjual tanahnya. "Memang ada insentif berupa pembebasan pajak maupun insentif lainnya, namun kemiskinan memaksa dia tetap menjual lahannya bagaimana? Dalam RUU ini lahan produktif yang dijual wajib diganti oleh lahan baru dengan luasan minimal dua kali lipat. Persoalan ini tentu sangat krusial mengingat implementasinya tidak mudah di lapangan. Persoalan lain menyangkut penetapan lahan baru untuk lahan pertanian abadi nanti. Tentu saja perlu ada sinkronisasi terutama menyangkut perubahan tata ruang. Konflik kepentingan bisa muncul dengan sektor kehutanan ataupun pemerintah yang berpegang pada UU otonomi daerah. "Persoalan ini tentu harus diharmonisasikan sebelum RUU disahkan menjadi UU”. Wajar pemerintah dan legislatif memandang harus ada payung hukum yang memaksa kita sebagai bangsa untuk tidak sembarangan mengonversikan lahan pertanian. Namun perlu mengingatkan agar RUU-PLPPB jika disahkan nanti jangan menjadi macan kertas karena ketiadaan law enforcement. Selama ini sudah banyak UU ataupun peraturan yang mengatur masalah lahan, namun mandul dalam pelaksanaannya. 13 PRODUKSI BERSIH Oleh : Dr. Erliza Noor Kisi-Kisi 1. Konsep produksi bersih? 2. Pada proses penanganan ada perlakuan minimisasi limbah dan alternatif end of pipe treatment. Jelaskan perbedaan mendasar dari end pipe treatment dan minimisasi limbah. 3. Untuk penanganan minimisasi limbah, tentukan tahapan yang dilakukan? 4. Pada implementasi pengelolaan limbah beri contoh inisiasi limbah di suatu industri. 5. Pada sistem manajemen peduli lingkungan, perusahaan melakukan dengan berbagai motivasi, berikan contohnya! 6. Apa yang dimaksud dengan ekoindustri? 7. Sebutkan tahapan dalam ekoindustri yang bersih limbah? 8. Pada tahap mana user/pelaku menentukan perencanaannya? 9. Dengan menggunakan apa pemecahan masalah pada ekoindustri? sistem, krn sifat permasalahan yang kompleks Penyelesaian 1. Konsep produksi bersih. Jawab: Definisi produksi bersih: Segala upaya yang dapat mengurangi jumlah bahan berbahaya, polutan atau kontaminan yang terbuang melalui saluran pembuangan limbah atau terlepas ke lingkungan (termasuk emisi-emisi yang cepat menguap di udara) sebelum didaur ulang, diolah atau dibuang (ICIP). Suatu strategi pengelolaan lingkungan yang bersifat preventif dan terpadu yang perlu diterapkan secara terus-menerus pada proses produksi dan daur hidup produk dengan tujuan untuk mengurangi resiko terhadap manusia dan lingkungan (Bapedal, 1996). Suatu konsep holistik bagaimana suatu produk dirancang dan dikonsumsi secara benar tanpa mengakibatkan kerusakan lingkungan (Thorpe, 1999). Upaya penerapan yang kontinyu dari suatu strategi pengelolaan lingkungan yang integral & preventif terhadap proses & produk untuk meningkatkan ekoefisiensi & mengurangi terjadinya resiko terhadap manusia & lingkungan (UNEP). 4 prinsip dasar produksi bersih: 1. Prinsip kehati-katian (precautionary): tanggung jawab yang uth dari produsen agar tidak menimbulkan dampak yang merugikan sekecil apapun. 2. Prinsip pencegahan (preventive): penting untuk memahami siklus hidup produk (product life cycle) dari pemilihan bahan baku hingga terbentuknya limbah. 3. Prisip demokrasi: komitmen dan keterlibatan semua pihak dalam rantai produksi dan konsumsi. 4. Prinsip holistik: pentingnya keterpaduan dalam pemanfaatan sumberdaya lingkungan dan konsumsi sebagai satu daur yang tidak dapat dipisah-pisahkan. Produksi bersih adalah alternatif untuk strategi manajemen lingkungan. Pada banyak negara menunjukkan hasil yang efektif dalam pengelolaan dampak lingkungan dan mendukung perangkat lain misalnya: hukum, peraturan dan pengawasan serta ekonomi. Proses produksi bersih hemat sumberdaya; Manajemen lingkungan ↑ image; Produk bersih keuntungan kompetitif Latar belakang lahirnya Produksi Bersih: 1. Volume limbah yg meningkat, karakteristik kompleks & smkn sulit ditangani dg biaya yg cukup dpt diterima 2. Penanganan end of pipe lbih mahal dibandingkan pencegahan dr awal 14 3. Peraturan tidak memecahkan masalah scr tuntas. Penanganan hanya memindahkan masalah dari satu tempat ke tempat lain 4. Isu lingkungan menjadi faktor penting dalam persaingan perdagangan global. Esensi dasar dari produksi bersih: Pencegahan, pengurangan dan penghilangan limbah dari sumbernya Perubahan mendasar pada sikap manajemen dan diperlukan konsumen Pencegahan polusi harus dilaksanakan sedini mungkin, pada setiap tahapan kegiatan yaitu pada pembuatan peraturan, kebijakan, implementasi proyek, proses produksi dan desain produk. Program harus dilaksanakan secara kontinyu dan selaras dengan perkembangan sains dan teknologi. Penerapan strategi yang komprehensif dan terpadu, agar produk dapat bersaing di pasar lokal maupun internasional. Produksi bersih hendaknya melibatkan pertimbangan daur hhidup suatu produk Program multi media dan multi disiplin Diterapkan di seluruh sektor: industri, pemerintah, pertanian, energi, transportasi, para konsumen Daur hidup produk dan dampak lingkungan: Pengembangan produk Manufacturing 2. Packaging Pemasaran ↕ Sales distribution and Consumer use transportation ↓ Dampak Lingkungan Final deposition Pada proses penanganan ada perlakuan minimisasi limbah dan alternatif end of pipe treatment. Jelaskan perbedaan mendasar dari end of pipe treatment dan minimisasi limbah. Jawab: Perbedaan mendasar dari end of pipe treatment dan minimisasi limbah adalah: End of pipe treatment adalah suatu pendekatan dalam pengolahan limbah sebagai upaya mengatasi masalah pencemaran yang terbentuk sebagai akibat terbatasnya daya dukung lingkungan alamiah untuk menetralisir pencemaranyang semakin meningkat. Pendekatan ini terfokus pada pengolahan dan pembuangan limbah untuk mencegah pencemaran dan kerusakan lingkungan. Kendala dalam pelaksanaan pendekatan ini adalah; Masih rendahnya compliance atau pentaatan dan penegakan hukum dan peraturan, masih lemahnya perangkat peraturan yang tersedia serta tingkat kesadaran yang masih rendah Pendekatan ini bersifat reaktif yaitu bereaksi setelah limbah terbentuk Tidak efektif dalam memecahkan masalah pencemaran lingkungan karena pada kenyataannya seringkali mengolah limbah hanya mengubah bentuk limbah dan memindahkannya dari satu media ke media lain Biaya investasi dan operasi pengolahan dan pembuangan limbah termasuk mahal, yang dapat mengakibatkan biaya proses produksi meningkat sehingga berakibat juga terhadap harga jual produk Memberi peluang untuk pengembangan teknologi rekayasa teknis pengolahan limbah, sehingga upaya untuk mengurangi limbah sejak awal, pada sumbernya cenderung kurang diperhatikan 15 Peraturan perundang-undangan yang menetapkan persyaratan limbah yang boleh dibuang setelah dilakukan pengolahan pada umumnya cenderung untuk dilanggar bila pengawasan dan penegakan hukum lingkungan tidak efektif dijalankan. Minimisasi limbah ditujukan untuk penanganan limbah berbahaya disebabkan adanya desakan akan kebutuhan untuk mencari alternatif bagi landfill. Untuk limbah industri tidak berbahaya pencarian alternatif juga diperlukan, dalam hal ini baik untuk gas dan air diperlukan pemilihan antara penanganan dan pengurangan bobot limbah dan pembuangan aliran. Konsep minimisasi limbah akan menekankan pada aspek tindak pencegahan dan pengurangan potensi limbah, dan bukan pada aspek penanganan dan penyimpanan. Selain itu penekanan lebih jauh dilakukan terhadap pengurangan resiko terhadap lingkungan dan masyarakat. Perlakuan minimisasi limbah: upaya pencegahan pencemaran yang diintegrasikan sejak awal perencanaan suatu kegiatan, perancangan produk, pemilihan bahan baku, proses produksi, penggunaan produk hingga melakukan upaya-upaya efisiensi pada berbagai aspek produksi. Reduce, Reuse dan Recycle. Upaya pengelolaan ditekankan pada sisi input, yaitu sebelum limbah itu sendiri terbentuk. pengurangan riil terhadap penggunaan sumberdaya, baik bahan baku, pembantu, ataupun utilitas (misalnya adalah konsumsi air dan bahan bakar pada contoh kasus di atas) dan dengan demikian berarti pengurangan limbah. Minimisasi Limbah Modifikasi Recycle dan reuse Proses Konversi limbah berbahaya menjadi kurang atau tidak berbahaya Thermal Kimia fisik dan Pembuangan ke Land treatment Incineration treatment biologi laut dan atmosfir Penyimpanan Permanen Injeksi Penutupan Pembentukan Tumpukan Landfill bawah permukaan garam Arid region limbah tanah Prinsip manajemen limbah berbahaya menerapkan penanganan-penanganan sbb: 1. pengurangan volume dan kadar racun dari limbah berbahaya sebaiknya ditangani di dalam lokasi pabrik 2. limbah yang dikeluarkan sebaiknya diubah menjadi bentuk kurang berbahaya dan volumenya dikurangi 3. residu sisa yang masih mengandung bahan berbahaya ditempatkan sebaik mungkin sehingga beresiko kecil terhadap lingkungan dan masyarakat. Teknik Minimisasi Limbah a. Manajemen Inventaris : Pengendalian inventaris dan pengendalian bahan b. Modifikasi proses produksi: Prosedur operasi dan pemeliharaan, perubahan bahan dan modifikasi peralatan proses c. Pengurangan volume: pemilahan sumber dan pengentalan d. Recovery: on site (di lokasi), dan off site (luar lokasi) Keuntungan upaya minimisasi limbah: 1. Penggunaan SDA lebih efektif & efisien 2. Efisiensi produksi meningkat 3. Mencegah & mengurangi terbentuknya limbah dan bhn pencemar pd umumnya 4. Mencegah at mengurangi berpindahnya pencemar antar media 5. Mengurangi terjadinya resiko kesehatan manusia & lingkungan 16 6. Mendorong dikembangkannya dan dilaksanakannya teknologi bersih & produk ramah lingkungan 7. Mengurangi biaya pentaatan hukum 8. Mengurangi atau terhindar dari biaya pembersihan lingkungan 9. Meningkatkan daya saing di pasar internasional 10. Pendekatan pengaturan bersifat fleksibel & sukarela Jadi, minimisasi limbah adalah suatu kegiatan untuk mengurangi dampak suatu pencemaran yang lebih menitikberatkan pada tindak pencegahan untuk mengurangi potensi pencemaran dari sumbernya. 3. Untuk penanganan minimisasi limbah, tentukan tahapan yang dilakukan? Jawab: Langkah yang dilakukan adalah: A. Reduksi pada sumbernya, reduksi limbah pada sumbernya dengan cara 1. Pada bahan baku: a. Pengolahan bahan, b. Modifikasi bahan 2. Pada saat operasi: a. House keeping yang baik, b. Segregasi limbah, c. Pelaksanaan perawatan penggantian alat, d. Pengaturan kondisi & proses yg baik 3. Melalui teknologi: a. modifikasi proses dan atau alat, b. Penggunaan teknologi bersih 4. Produk: a. Produk tak berbahaya, b. Produk tak banyak limbah, c. Produk awet B. Pemanfaatan limbah dengan cara on-site atau off-site: 1. Penggunaan kembali (reuse), 2. Daur ulang (recycle), 3. Pengambilan kembali (recovery), 4. Pertukaran limbah (waste exchange) 4. Pada implementasi pengelolaan limbah beri contoh inisiasi limbah di suatu industri. Jawab: Contoh: perbaikan melalui proses pada fasilitas di perusahaan otomotif Proses wet sanding yang selama ini dilakukan setelah body painting diganti dengan proses slight sanding yang lebih minimum dalam menghasilkan limbah cair dan penggunaan kertas amplas yang minimum. Proses Wet Sanding Body painting Dasar paint Sanding primer Wet Sanding Oven YA Degreaser Top Coating Trimming Check Limbah cair 68.9 L/unit Kertas Amplas 1 lembar/ unit Oven Limbah degreaser Tidak Repair Proses Slight Sanding Body painting Dasar paint Sanding primer Oven Slight Sanding Proses Air Blow YA Top Coating Trimming Check Limbah cair 12.21 L/unit Kertas Amplas 0.16 lembar/unit Limbah degreaser Oven Tidak Repair 17 5. Pada sistem manajemen peduli lingkungan, perusahaan melakukan dengan berbagai motivasi, berikan contohnya! Jawab: Beberapa Motivasi Perusahaan adalah sbb: a. Meningkatkan bisnis peduli lingkungan b. Meningkatkan keunggulan kompetitif c. Memenuhi tekanan pasar yg smkin meningkat rasa tanggung jawab thd alam (ekologi) d. Persyaratan peraturan perundang-undangan e. Melindungi keberlanjutan usaha/bisnis f. Meningkatkan citra perusahaan g. Meningkatkan keselamatan dan kesehatan karyawan h. Meningkatkan mutu hidup 6. Apa yang dimaksud dengan ekoindustri? Jawab: Industri adalah industri pengolahan/manufaktur yaitu semua kegiatan ekonomi yang menghasilkan barang dan jasa yang bukan tergolong produk primer (Kebijakan Industri Nasional, 2005). Ekoindustri atau ekologi industri adalah pendekatan sistem yang mengintegrasikan industri sebagai fenomena antropogenik dengan fenomena biogeofisik. Pendekatan sistem menegaskan bahwasanya industri maupun biogeofisik masing-masing mempunyai struktur dan mekanisme penggerak yang saling mempengaruhi. Ekologi industri dipahami sebgai interaksi antara metabolisme industri dengan metabolisme lingkungan biogeofisik (Graedel dan Allenby, 1995). Ekologi industri menurut Ecological Society of America (Garner dan Keoleian, 1995) adalah disiplin ilmu mengenai hubungan organisme dengan lingkungannya pada waktu yang lampau, kini dan yang akan datang. Hubungan tersebut meliputi respons fisik secara individual, struktur dan dinamika populasi, interaksi antar spesier, pengelompokan komunitas biologi dan pemrosesan bahan dan energi dalam ekosistem. Ekologi industri mencoba mendekati asas-asas berlangsungnya sistem alami sebagai model integrasi sistem industri ke dalam sistem biogeofisik. Sistem alami memiliki kemampuan untuk mendaur ulang nutrien secara efisien, sehingga tidak mengenal adanya konsep limbah. Demikian efisiennya hingga sistem biogeofisik mampu mempertahankan kehidupannya. Dalam ekologi industri, sistem industri diposisikan terintegrasi di dalam sistem lingkungan alami, bukan mengisolasikannya. Dalam skema yang sederhan, ekologi industri dapat digambarkan sebagai interaksi industri dengan lingkungan alam. Ekologi industri menguji hubungan ekologi dan ekonomi dalam industri dan antara industri dengan jasa lingkungan dan jasa ekosistem yang menjaga keberlanjutannya. Dalam hal ini, industri diartikan dalam dua hal; pertama sebagai aktifitas untuk merubah sumber daya menjadi produk, dan kedua sebagai kumpulan dari perusahaan yang melakukan ekstraksi, proses pengolahan dan menghasilkan produk serta jasa pengantaran. Ekologi industri menyangkut suatu hubungan dan keterkaitan yang terpusat pada identifikasi dan kuantifikasi aliran materi dan energi yang dilakukan secara efisien dan efektif bagi kebutuhan manusia tanpa melebihi kapasitas asimilasi dari lingkungan. Hal ini dapat dilakukan dengan melakukan transformasi sistem industri yang linear terbuka menjadi sistem yang tertutup, siklik dan saling terkait. Indigo development menjelaskan bahwa ekologi industri adalah suatu kerangka interdisiplin untuk merancang dan mengoperasikan sistem industri sebagai sistem buatan yang saling terkait dengan sistem alami. Menurut Lowe (2001) disebutkan bahwa: • EI adalah suatu pendekatan sistem menggunakan metode-metode ilmu sistem untuk analisis dan sintesis. 18 • • • • • • • • • • Pendekatan sistem ini memiliki fokus pada interaksi sistem industri dan sistem ekologi (lokal sampai global). EI berupaya untuk mendisain ulang aktivitas industri untuk mengurangi dampak terhadap ekologi dari aktivitas manusia ke level yang dapat diterima oleh sistem alam. EI adalah interdisipliner, menghubungkan penelitian dan perencanaan di banyak bidang ilmu, termasuk ekologi, enjinering, ekonomi, manajemen bisnis, administrasi dan hukum publik, dan lainnya. EI mempelajari aliran materi dan energi dalam ekonomi, yang berkisar dari industri dan fasilitas publik skala yang lebih luas. EI mencari strategi untuk meningkatkan efisiensi dan mengurangi dampak dari aliran tersebut “industrial metabolism”. EI mencari transformasi dari ekonomi linear (banyak limbah sistem produksi dan konsumsi tertutup). Dalam sistem ini: buangan industri, pemerintah, dan konsumen akan digunakan kembali, didaur ulang, dan dibuat kembali ke nilai tertinggi yang mungkin. EI memungkinkan pembuatan inovasi jangka pendek dengan pertimbangan dampak jangka panjangnya ~ pengambil keputusan lokal mempertimbangkan dampak regional maupun global. EI mencari transformasi dari ekonomi linear yang banyak limbahnya ke sistem produksi dan konsumsi yang tertutup. Dalam sistem ini, buangan industri, pemerintah, dan konsumen akan digunakan kembali, didaur ulang, dan dibuat kembali ke nilai tertinggi yang mungkin. EI memungkinkan pembuatan inovasi jangka pendek dengan pertimbangan dampak jangka panjangnya. Sama halnya, itu memungkinkan pengambil keputusan lokal mempertimbangkan dampak regional maupun global. EI adalah suatu cara untuk menyeimbangkan perlindungan lingkungan dengan kelangsungan hidup ekonomi dan bisnis. Keseimbangan ini harus dinamis, dan adaptif terhadap pengetahuan baru tentang dampak industri dan respons alam. EI adalah suatu komponen utama dalam “ilmu keberlanjutan” dengan peran untuk mendisain jalur transisi untuk aktivitas industri. Itu memberikan suatu landasan tujuan (walaupun kompleks) untuk mengkoordinasi disain dari kebijakan publik dalam realitas lingkungan dan teknik. 7. Sebutkan tahapan dalam ekoindustri yang bersih limbah? Jawab: Tahapan dalam ekoindustri yang bersih lingkungan: o Belajar dari ekosistem, menggunakan prinsip dan dinamika ekologis dalam merencanakan dan merancang sistem produksi dan jasa. Implementasinya antara lain dilakukan melalui pendaurulangan bahan secara multilinier dalam lokasi industri yang tertentu o Metabolisme industri, yaitu mengkaji dan menganalisis aliran bahan dan energi dari biosfer melalui suatu sistem industri untuk dialirkan kembali ke biosfer o Model dinamika masukan –keluaran yaitu menganalisis dampak perubahan jaringan, teknologi pada unit usaha, industri, ekonomi dan ekosistem o Disain untuk lingkungan, yaitu menyiapkan perangkat perancangan fasilitas, proses, produk dan jasa dengan mempertimbangkan manfaat dan biaya ekologi dan ekonomi bagi siklus hidup (life cycle) secara keseluruhan o Pengelolaan keterkaitan antara sistem industri dengan sistem lingkungan alam yang memungkinkan aliran umpan balik bagi industri untuk melakukan penyesuaian Memperpanjang umur produk dan jasa, yaitu pengkajian kembali keseimbangan antara produksi dengan jasa secara lebih tepat 8. Pada tahap mana user/pelaku menentukan perencanaannya? Jawab: Pelaku/user dapat menentukan perencanaannya dalam penerapan untuk industri adalah pada tahap ke-4 yaitu menentukan disain untuk lingkungan melalui pengambilan keputusan pada awal perancangan proses produksi meliputi perancangan fasilitas, proses, produk dan jasa dengan 19 mempertimbangkan manfaat dan biaya ekologi dan ekonomi bagi siklus hidup produk secara keseluruhan. 9. Dengan menggunakan apa pemecahan masalah pada ekoindustri? Jawab: Pemecahan masalah pada ekoindustri terutama untuk mengurangi kompleksitas ekologi industri adalah melalui pendekatan aliran bahan dan energi yang dianggap dapat membantu menjelaskan pengaruh sistem industri terhadap sistem lingkungan alam, yakni melalui neraca massa. Pendekatan ini mencoba mengidentifikasi aliran, transformasi dan disipasi bahan dan energi di dalam sistem industri pada berbagai skala, dengan menganalogikan terhadap ekosistem. Aliran bahan dan energi menjadi konsep dasar ekologi industri. Konsep ini menjelaskan mengenai konsumsi bahan dan transformasinya menjadi produk jasa dan limbah yang dibuang kembali ke lingkungan melalui udara, air dan tanah. Konsep Emisi Nol di Industri: 1. minimasi bentuk limbah 2. pengurangan biaya produksi 3. keterkaitan antara kelompok industri (Pauli, 1997) 3 Pendekatan Industri dalam mengelola limbah: 1. Pendekatan pasif: membiarkan terbentuknya limbah, hnya mperhatikan produknya saja. Membuang limbah ke tpt lain, tdk menumpuk di industri 2. Pendekatan reaktif: upaya penanganan end of pipe treatment, upaya menangani limbah sebelum dibuang ke lingkungan. Membutuhkan biaya yang cukup besar shg menjadi beban bagi industri. Upaya pemanfaatan, penanganan dan pembuangan limbah memerlukan informasi tentang karakteristik, komposisi dan sifat fisik kimia limbah, 3. Pendekatan proaktif: melakukan upaya2 efisiensi pd berbagai aspek produksi. Reduce, Reuse dan recycle. Upaya pengelolaan ditekankan pada sisi input, yaitu sebelum limbah itu sendiri terbentuk. pengurangan riil terhadap penggunaan sumberdaya, baik bahan baku, pembantu, ataupun utilitas (misalnya adalah konsumsi air dan bahan bakar pada contoh kasus di atas) dan dengan demikian berarti pengurangan limbah. Penurunan penggunaan bahan juga berimplikasi tehadap penurunan biaya (peningkatan efisiensi). Inilah yang sering disebut dengan “win-win situation”, yaitu bahwa upaya proteksi terhadap lingkungan akibat kegiatan produksi tidak dilakukan dengan mengeluarkan ekstra biaya untuk penanganan, tetapi dengan mengefisienkan konsumsi input yang diperlukan. Saat ini sudah mulai disadari bahwa kunci persoalan lingkungan terletak pada inefisiensi penggunaan sumberdaya. Yang paling diperlukan adalah informasi tentang tipe pembangkitan limbah . Upaya kedua: memanfaatkan secara internal bahan-bahan yang masih bernilai ekonomi ataupun bahan yang masih dapat ditingkatkan nilai tambahnya, baik melalui proses daur ulang, pakai ulang ataupun perolehan kembali (recovery). Upaya ketiga pada dasarnya serupa dengan yang kedua, hanya saja pemanfaatannya secara eksternal. Hal ini memungkinkan pemanfaatan bahan-bahan yang masih berguna dalam suatu skala usaha yang lebih besar sehingga lebih layak secara ekonomi. Dengan demikian ada dua hal pokok yang perlu diperhatikan berkaitan dengan upaya pengembangan industri yang berwawasan lingkungan, yaitu konservasi sumberdaya dan minimisasi efek negatif limbah industri ke lingkungan. Kedua sasaran tersebut dapat dicapai melalui penerapan strategi pengelolaan agroindustri yang menyeluruh dan terintegrasi sejak tahap perencanaan, desain, implementasi, evaluasi dan pengembangannya Untuk proses, produksi bersih mencakup upaya konservasi bahan baku, & energi, menghindari penggunaan bahan yg mengandung bahan beracun & berbahaya (B3), mengurangi jml & toksisitas semua limbah & emisi yg dikeluarkan sblm meninggalkan proses. 20 Untuk produk, produksi bersih menitikberatkan pd upaya mengintegrasikan aspek lingkungan mulai sejak prancangan spi dgn pemberian jasa mis dlm hal desain kemasan at dl kegiatan transportasi dari produk serta upaya pnerpan prinsip reduce, reuse, recycle dan recovery di seluruh tahapan kegiatannya. 2 hal penting dl implementasi prodsih: a. Efisiensi penggunaan sd daya dan b.minimisasi limbah Prinsip- prinsip Pembangunan Berkelanjutan Fokus dari peraturan2 LH a. Mempertimbangkan aspek lingkungan sedini o Pengelolaan secara tepat bahan2 pencemar mungkin pada proses pemb, pencegahan o Penekanan pada aspek pengendalian dampak terhadap dampak lebih baik daripada daripada pengendalian sumber pengendalian o Pendekatan perintah & pengendalian b. Memperhatikan aspek lingkungan pada setiap (command and control) tahap pembangunan o +: kepedulian thd isu-isu lingkungan c. Penerapan prinsip efisiensi dan konservasi meningkat terhadap penggunaan sumber alam, o - : kesulitan dalam penegakan hukum dan mengurangi biaya2 lingkungan dan program penataan peraturan pengurangan limbah & energi. produksi bersih Sesuai hukum konservasi masa, kegiatan konversi bahan menjadi produk dalam kenyataannya tetap menghasilkan limbah (residu) yang mgkn memerlukan upaya penanganan agar tidak mencemari bila dibuang ke lingkungan. Hanya saja upaya ini baru boleh dilaksanakan setelah upaya-upaya pencegahan (avoidance), pengurangan (reduction), dan pakai ulang (reuse) serta daur ulang (recycle) telah dilaksanakan seoptimum mungkin. 21 SOURCE REDUCTION On-Site Off-Site On-Site Off-Site RECYCLING OR REUSE WASTE SEPARATION Changes of: Procedural Tecnology Input material Product Mass Transfer Operations Mass Transfer Operations EKOEFISIENSI TEKNOLOGI RAMAH LINGKUNGAN (replace, reduce, reuse, recycle, recovery) MANAJEMEN PEDULI LINGKUNGAN (Ekolabel, Audit, Produksi Bersih, ISO 14001, Implementasi AMDAL yg konsisten KOMITMEN & PEDULI LINGKUNGAN HIRARKI PENGELOLAAN LINGKUNGAN DLM MANAJEMEN PEDULI LINGKUNGAN On-Site Off-Site WASTE CONCENTRATION Mass Transfer Operations WASTE EXCHANGE On-Site Off-Site WASTE TREATMENT ULTIMATE DISPOSAL Land farming Deep well injection Land filling Ocean dumping UD MONITORING AND CONTROL HIRARKI PENCEGAHAN POLUSI ( Theodore and Mc Guinn, 1992) 22 KAPITA SELEKTA PEMBANGUNAN & MASALAH LH Oleh: Prof.Dr.Ir. Surjono H. Sutjahjo, M.Si Kisi – Kisi 1. Konsep pembangunan. 2. Konsep pembangunan berkelanjutan. 3. Konsep SDA dan Lingkungan. 4. Klasifikasi SDA dan Lingkungan. 5. Pengertian kebijakan. 6. Daya dukung lingkungan. Penyelesaian 1. Apa yang dimaksud dengan konsep pembangunan? Jawab: Pembangunan adalah proses pemanfaatan sumberdaya alam dan lingkungan untuk memenuhi kebutuhan manusia agar hidupnya sejahtera (lahir dan batin). Pembangunan adalah perubahan kemasyarakatan yang besar, dari satu tingkat kesejahteraan ke tingkat berikutnya yang dihargai lebih tinggi (Katz dikutip Ndraha 1987). Pembangunan adalah suatu usaha atau rangkaian usaha pertumbuhan dan perubahan yang berencana yang dilakukan secara sadar oleh suatu bangsa, negara dan pemerintah, menuju modernisasi dalam rangka pembinaan bangsa (nation building) (Siagian dikutip Ndraha 1997). *) Pembangunan adalah proses pemanfaatan sumberdaya alam dan lingkungan oleh manusia untuk memenuhi kebutuhannya sehingga keadaan hidupnya menjadi sejahtera atau menjadi lebih sejahtera dari kondisi sebelumnya baik secara lahir maupun batin. Strategi pembangunan Indonesia pada masa Orde Baru dinamakan Trilogi Pembangunan yang meliputi: 1. Stabilitas yang mantap 2. Pertumbuhan ekonomi 3. Pemerataan 2. Apa yang dimaksud dengan konsep pembangunan berkelanjutan? Jawab: Pembangunan Berkelanjutan adalah pembangunan yang berlandaskan pada asas pertumbuhan ekonomi, pelestarian LH dan stabilitas sosial untuk meningkatkan kesejahteraan manusia, baik generasi saat ini maupun generasi mendatang (tanpa menimbulkan kerusakan LH dan ekosistem). Pembangunan Berkelanjutan adalah proses pemanfaatan sumberdaya alam dan lingkungan untuk memenuhi kebutuhan manusia generasi saat ini, generasi mendatang agar hidupnya sejahtera serta kelestarian fungsi lingkungan tetap terjamin/terjaga (kualitas lingkungan tidak rusak atau turun). Dalam UU No 23 Tahun 1997 tentang Pengelolaan Lingkungan Hidup, Pembangunan Berkelanjutan yang berwawasan lingkungan hidup adalah upaya sadar dan terencana, yang memadukan lingkungan hidup, termasuk sumber daya, ke dalam proses pembangunan untuk menjamin kemampuan, kesejahteraan, dan mutu hidup generasi masa kini dan generasi masa depan. *) Pembangunan berkelanjutan adalah upaya manusia secara sadar dan terencana dalam proses pemanfaatan sumberdaya alam dan lingkungan untuk memenuhi kebutuhannya saat ini tanpa mengurangi kesempatan generasi yang akan datang untuk memenuhi kebutuhannya sendiri dengan tanpa menimbulkan kerusakan sumberdaya dan lingkungannya. Dalam konsep pembangunan berkelanjutan mencakup pemenuhuan kebutuhan manusia pada aspek sosial, ekonomi, dan ekologi dan mempunyai dimensi waktu yaitu dengan memperhatikan kapasitas SDAL bagi generasi yad. 23 Bbrp prinsip penting pembangunan berkelanjutan: Pembangunan bersifat temporal : harus memenuhi kebutuhan masa kini tanpa mengorbankan hak pemenuhan kebutuhan generasi yang akan datang. Pembangunan harus memperhatikan daya dukung lingkungan (efektivitas pemb.) : yaitu tetap memperhatikan ekosistem yang ada, sesuai dengan kemampuan daya dukungnya, sehingga tetap terjaga dan kualitas lingkungan tidak mengalami penurunan (lestari). Pembangunan harus berkeadilan : yaitu kegiatan pembangunan harus selalu mewujudkan kepentingan seluruh kelompok masyarakat dimanapun berada, serta mengindahkan keberadaan kehidupan sekarang maupun kapasitas pemenuhan untuk kehidupan generasi masa datang. Pembangunan harus efisien yaitu berkelanjutan bertujuan untuk meningkatkan kualitas hidup manusia dalam segala aspek baik fisik, rohani, sosial dan budaya dalam jangka panjang, dengan tidak memboroskan dan tidak merusak sumberdaya alam yang ada, serta tidak melampaui kapasitas daya dukungnya. Konsep pembangunan berkelanjutan menyadari bahwa sumber daya alam merupakan bagian dari ekosistem. Dengan memelihara fungsi ekosistem, maka kelestarian sumber daya alam akan tetap terjaga. Tujuan Efisiensi, pertumbuhan, stabilitas EKONOMI Equity intra generasi, Kesempatan kerja Valuasi, Internalisasi PEMBANGUNAN BERKELANJUTAN SOSIAL Tujuan Kemiskinan, pemberdayaan, kultur Equity intra generasi, Partisipasi LINGKUNGAN Biodiversity, SDA, polusi Tujuan Gambar 2. Pembangunan berkelanjutan (Munasinghe, M. 1993. Environmental Economics and Sustainable Development) Terdapat 3 pendekatan sesuai tujuan pembangunan berkelanjutan, yaitu : Pendekatan Ekonomi: 1. Konsep aliran pendapatan, 2. Modal terjaga, 3. Kriteria optimal dan efisiensi ekonomi, Masalah: valuasi ekonomi thd sumberdaya ekologi Pendekatan Sosial: 1. People Oriented (keragaman, partisipasi), 2. Menjaga kelenturan sistem sosial & budaya, 3. Keadilan (equity), 4. Pencegahan konflik, 5. Mengakomodasi keragaman dan partisipasi dalam pembuatan keputusan Pendekatan Lingkungan: 1. Menjaga kelenturan sistem biologi dan fisik terhadap perubahan, 2. Menjaga kelenturan dan kapasitas dinamis sistem untuk beradaptasi terhadap perubahan, bukan konservasi yang statis 24 4 Prinsip dasar pencapaian Pembangunan Berkelanjutan: 1. Pemenuhan kebutuhan dasar manusia 2. Memelihara integritas ekologi 3. Keadilan sosial 4. Kesempatan menentukan nasib sendiri Gambar 3. Tri-sistem PBBL Cara mengukur dan menilai pembangunan berkelanjutan: Digunakan utk menilai keberlanjutan dari produk dan proses dengan The Natural Step melihat 4 sistem terpisah: SD mineral, materi sintetik, produktivitas framework biologis dan kesetaraan sosial Ecological Footprint Pengukuran lahan dan laut yang dibutuhkan manusia untuk memenuhi kebutuhan hidupnya. Mencakup perbandingan antara kesetaraan dan indikator tingkat sumber daya bumi yang telah digunakan. Life cycle analysis Meliputi pandangan menyeluruh mengenai suatu proses atau aktifitas, Penilaian meliputi seluruh aspek dari sumberdaya yang dibutuhkan dalam produksi, penggunaan dan pembuangan produk. Quality of life Keberlanjutan dilihat dari sudut pandang standar hidup seseorang. Hal (Social indicators) ini dapat mencakup pengukuran laju pengangguran, akses pendidikan dan kesehatan, HAM dan ekspektasi hidup. Meskipun dapat dihitung, tetapi penilaian individu dapat subyektif. Evaluasi permasalahan sumberdaya alam & lingkungan hidup 1972-1982 1982-1992....Abad 21 Atmosfer Pencemaran udara skala – Peradaban kimia udara secara global lokal – Pemanasan bumi Laut Pencemaran laut yang – Pencemaran limbah padat, B3, cair, POP masih sporadis meliputi pantai, rawa, laut dsb Air Tawar – Perlu air berkualitas – Makin sulit air utk pembangunan – Tercemar pada skala – Air tanah merosot lokal – Banjir skala besar & meluas Lahan/ – Tanah kritis – Penciutan lahan utk pembangunan Tanah – Hutan gundul – Penggurunan & tanah longsor mkn meluas – Kekeringan SD Hayati Pelestarian flora & fauna Manfaat berkelanjutan keanekaan hayati: plasma dalam habitatnya nutfah, jenis (spesies), ekosistem Kesehatan Pengendalian penyakit Plus: pengendalian penyakit LH, spt: pernafasan, Manusia kurang gizi & menular di kanker, stress/tercekam, jantung, alergi 25 Tujuan Pembangunan negara berkembang – Pertumbuhan ekonomi – Mencapai kemakmuran – Keberlanjutan LH&SDA utk pembangunan – Pemerataan pembangunan yang nyata pada tingkat lokal, regional, nasional, global Pembangunan berkelanjutan membahas 4 hal, yaitu: 1. Upaya memenuhi kebutuhan manusia yang ditopang dengan kemampuan dan daya dukung ekosistem 2. Upaya peningkatan mutu kehidupan manusia dengan cara melindungi dan memberlanjutkan 3. Upaya meningkatkan sumberdaya manusia dan alam yang akan dibutuhkan pada masa yang akan datang 4. Upaya mempertemukan kebutuhan manusia secara antar generasi Dengan demikian, pembangunan berkelanjutan bukanlah situasi harmoni yang sifatnya tetap dan statis, melainkan merupakan suatu proses perubahan yang eksploitasi sumberdaya alamnya, arah investasinya, orientasi perkembangan teknologinya, dan pengembangan kelembagaannya konsisten dengan pemenuhan kebutuhan pada saat ini dan kebutuhan di masa depan (Tjokrowinoto, 1990). 3. Apa yang dimaksud dengan Pembangunan Pertanian Berwawasan Lingkungan? Jawab: PPBL adalah cara bertani yang mengadopsi teknik-teknik yang mempertahankan kesuburan tanah secara tidak terhingga,yang memanfaatkan semaksimal mungkin hanya sumberdaya yang bisa diperbaharui yang tidak mencemarkan lingkungan dan yang meningkatkan kehidupan energi (aktivitas biologi) dalam tanah serta keseluruhan siklus dari semua rantai makanan yang terlibat (Balfour, 1977). PPBL sebagai satu kesatuan dari tujuan-tujuan pembangunan pertanian (Genk et al, 1990), yaitu: 1. Memproduksi jumlah bahan makanan dan energi yang berkualitas tinggi secara cukup 2. Menguntungkan petani 3. Melestarikan sumberdaya yang tidak dapat diperbaharui 4. Selaras dan harmoni dengan lingkungan sosial, fisik dan biologis. 4. Apa yang dimaksud dengan ketahanan pangan berkelanjutan? Jawab: Ketahanan yang berkelanjutan didasarkan pada GBHN dan konsep pembangunan berkelanjutan: ► Ketahanan pangan (FAO dan UU No. 7/1996) Kondisi terpenuhinya pangan bagi setiap rumah tangga yang tercermin dari tersedianya pangan yang cukup, baik jumlah maupun mutunya, aman, merata dan terjangkau. ► Di dalam GBHN 1999 – 2004 Diisyaratkan bahwa kebutuhan pangan sedapat mungkin harus dipenuhi dari produksi dalam negeri dengan mengandalkan keunggulan sumberdaya, kelembagaan dan budaya di masingmasing daerah. ► Kondisi terpenuhinya pangan bagi setiap rumah tangga untuk generasi kini dan yang akan datang, yang dipenuhi dari produksi dalam negeri dengan mengandalkan keunggulan sumberdaya, kelembagaan dan budaya di masing-masing daerah. 5. Apa yang dimaksud dengan konsep sumberdaya alam dan lingkungan? Jawab: Sumberdaya adalah unsur lingkungan hidup yang terdiri atas sumber daya manusia, sumber daya alam, baik hayati maupun non hayati, dan sumber daya buatan (pasal 1 UU No. 4/1982 tentang Ketentuan-Ketentuan Pokok Pengelolaan Lingkungan Hidup). Sumberdaya alam (natural resources) adalah segala unsur lingkungan (biotik dan abiotik) yang bermanfaat dan digunakan oleh manusia untuk memenuhi kebutuhan dan keinginannya baik kebutuhan primer yang bersifat lahiriah (pangan, sandang dan papan), kebutuhan 26 6. sekunder yang bersifat batiniah (estetika) maupun kebutuhan tersier dan seterusnya yang lebih bersifat hobi atau pengembangan bakat. Sumberdaya alam merupakan asset ekonomi maupun daya dukung kehidupan yang dapat digolongkan menjadi: (1) bentang alam sebagai stock atau natural capital dan (2) SDA berupa komoditi ataupun barang. Sumberdaya alam tersebut berada dalam dalam bentuk ekosistem sehingga bersifat interdependen, saling terkait dan saling mempengaruhi. Tetapi dalam kenyataannya dipecah-pecah dalam beberapa wilayah administrative, suku, kepentingan politik dan lembaga social. Kedua bentuk sumberdaya alam tersebut saling terkait dan bentuk pertama memiliki keterbatasan daya dukung dalam menghasilkan bentuk kedua yang berkelanjutan. Sumberdaya alam sebagai stock memiliki fungsi yang berguna bagi public dan tidak dapat dibagi-bagikan dan dimiliki perorangan, meskipun setiap orang memerlukannya. Karena setiap aktivitas terhadap sutu jenis komoditi yang diambil dari sumberdaya berupa stock akan mempengaruhi produktivitas komoditas lain, maka pengelolaan bentang alam pada dasarnya tidak dapat dibatasi wilayah-wilayah administrasi. Lingkungan Hidup (environtment) adalah kesatuan ruang dengan semua benda, daya, keadaan dan mahluk hidup (termasuk manusia dan perilakunya) yang mempengaruhi kelangsungan perilaku disiplin dan kesejahteraan manusia serta mahluk hidup lainnya (UU No. 23 Th. 1997). Apa yang dimaksud dengan klasifikasi sumberdaya alam dan lingkungan? Jawab: Klasifikasi sumberdaya alam adalah sebagai berikut: a. Berdasarkan pemanfaatan Langsung : udara, air, bahan pangan Tidak langsung : minyak, besi, bahan tambang lainnya B. Berdasarkan tipe (jenisnya) Tidak pernah habis (perpetual natural resources) contoh : matahari, angin, gelombang, dll Tidak dapat diperbaharui (non renewable natural resources) Sumberdaya alam ini mempunyai sifat bahwa volume fisik yang tersedia tetap dan tidak dapat diperbaharui oleh proses alam. Kalaupun dapat, diperlukan waktu yang sangat panjang (ribuan tahun). contoh : tembaga, besi, emas, batubara, minyak, dll Dapat diperbaharui (renewable natural resources) Sifat terus menerus ada, dapat diperbaharui (alami/bantuan manusia). Harus digunakan sebaik mungkin supaya manfaat tidak hilang. contoh : hutan, satwa, deposit air tanah, dll Kategori sumberdaya alam: materi, energi, waktu, ruang dan keanekaragaman. SDA berdasar pengelolaan: a. Private goods: b. Public goods SDA berdasar penguasaan (property right): private property dan common property 27 SUMBER DAYA ALAM Skala waktu pertumbuhan Stok (tdk dpt diperbaharui) Kegunaan Akhir Alur (dpt diperbaharui) SD material SD energi Habis dikonsumsi Dapat didaur ulang Memiliki titik kritis Tdk memiliki titik kritis Material metalik Material non metalik Energi Contoh: Minyak Gas Batubara Contoh: Besi Tembaga Aluminium Contoh: Ikan, Hutan Tanah Contoh: Udara Pasang surut Angin Contoh: Emas Besi Aluminium Contoh: Tanah Pasir Air Contoh: Energi surya Angin Minyak Ekstraksi > titik kritis 7. Tipe regime pemilikan-penguasaan sumberdaya alam? Jawab: • Akses terbuka (open access) hak-hak pemilikan (property rights) tidak didefinisikan dengan jelas, sehingga akses terhadap sumberdaya sifatnya bebas “milik umum” • Pemilikan swasta (private ownership) regulasi mengatur secara jelas hak pemilik dalam pemanfaatan sumberdaya alam • Pemilikan masyarakat (communal right) sumberdaya alam dimiliki oleh sekelompok masyarakat dimana setiap anggotanyamemiliki kepentingan atas kelestarian sumberdaya tersebut • Pemilikan negara (state property) hak-hak akses dan pemanfaatan sumberdaya secara eksklusif dimiliki oleh negara/pemerintah 8. Bagaimana sifat sumberdaya milik umum? Jawab: Definisi sumberdaya milik umum adalah sumberdaya yang kontrol & pemanfaatannya secara eksklusif, sulit dilakukan. ► Bentuk-bentuk sumberdaya milik umum hutan, sungai, danau, pesisir, perairan, laut ► Sumberdaya milik umum disebut juga sebagai common-property (pool) resource (CPR) sumberdaya yang dimiliki secara bersama definisi dari Ostrom ► CPR adalah sumberdaya yang tetap dapat diakses secara umum tanpa ada pemilikan secara pribadi karenanya dikenal sebagai open access ► CPR ketika dimanfaatkan secara bersama akan menimbulkan kehancuran bersama karena tidak ada kewajiban & tanggung jawab secara khusus yang dituntut dari pengguna terhadap kelestarian sumberdaya alam terjadi collective destructive mechanism muncul sindroma the tragedy of the common ► Tragedi sumberdaya milik bersama menjadi tantangan (dan aspek sangat penting) untuk mewujudkan ideologi keberlanjutan dalam sistem pengelolaan sumberdaya alam pada era desentralisme di Indonesia. 9. Apa pengertian dari kebijakan? Jawab: Berikut adalah definisi kebijakan dari sumber yang berbeda: a. Kebijakan adalah pengendalian atau pengaturan urusan-urusan umum dan kesejahteraan (masyarakat) oleh unit pemerintah (pusat dan daerah) (Webster’s New Collagiate Dictionary, 1995). 28 b. A policy is a general set of ideas or part that has been officially agreed on by people in authority and which is used as a basis for making decisions, especially in politics, economy or business (Collins Cobuild English Language Dictionary, 1990). c. Kebijakan adalah peralatan (instrumen) dari tindakan yang dilakukan pemerintah untuk mempengaruhi perubahan sesuatu keadaan” (Pearson and Monk, 1987). Berdasarkan definisi-definisi tersebut, menurut Sanim (2006) dapat diformulasikan bahwa pengertian yang tepat dari kebijakan adalah peraturan yang telah dirumuskan dan disetujui untuk dilaksanakan guna mempengaruhi suatu keadaan (mempengaruhi pertumbuhan), baik besaran maupun arahnya yang melingkupi kehidupan masyarakat umum. 10. Apa yang dimaksud dengan daya dukung lingkungan? Jawab: Daya Dukung adalah tingkat pemanfaatan sumberdaya alam atau ekosistem secara berkesinambungan tanpa menimbulkan kerusakan sumberdaya dan lingkungan (Dietriech, 2008). Daya Dukung adalah jumlah biomassa yang dapat ditopang pada kondisi input dan output seimbang sehingga ukuran komunitas tidak dapat meningkat lagi (Riani, 2007). Daya Dukung Ekologis adalah tingkat maksimum (baik jumlah maupun volume) pemanfaatan suatu sumberdaya atau ekosistem yang dapat diakomodasi oleh suatu kawasan atau zona sebelum terjadi penurunan kualitas ekologis. Daya Dukung Fisik adalah jumlah maksimum pemanfaatan suatu sumberdaya atau ekosistem yang dapat diabsorpsi oleh suatu kawasan atau zona tanpa menyebabkan kerusakan atau penurunan kualitas fisik. Daya Dukung Lingkungan Hidup adalah kemampuan lingkungan hidup untuk mendukung perikehidupan manusia dan makhluk hidup lain (Pasal 1 UU No 23 Tahun 2007 tentang Pengelolaan Lingkungan Hidup). 11. Apa yang dimaksud dengan Co-Management? Jawab: Co-Management adalah konsep tatalaksana pengelolaan sumberdaya alam yang melibatkan dua pihak/pelaku atau lebih, dimana mereka secara bersama-sama melakukan negosiasi, menentukan serta menjamin berjalannya mekanisme kerjasama secara fair dalam hal management functions, entitlements and responsibilities pada suatu wilayah atau kawasan sumberdaya alam tertentu. 12. Sebutkan klasifikasi pembangunan? Jawab: Klasifikasi pembangunan adalah … 13. Apa yang dimaksud dengan lingkungan dan lingkungan hidup? Jawab: Lingkungan adalah kesatuan ruang dengan semua benda, daya, keadaan dan makhluk hidup termasuk di dalamnya manusia dan perilakunya, yang mempengaruhi kelangsungan perikehidupan dan kesejahteraan manusia serta makhluk hidup lainnya (UU No. 4/1982 tentang KetentuanKetentuan Pokok Pengelolaan Lingkungan Hidup). Lingkungan Hidup adalah kesatuan ruang dengan semua benda, daya, keadaan, dan makhluk hidup, termasuk manusia dan perilakunya, yang mempengaruhi kelangsungan perikehidupan dan kesejahteraan manusia serta makhluk hidup lain (UU No 23 Tahun 2007 tentang Pengelolaan Lingkungan Hidup). Komponen Lingkungan terdiri atas : a. Fisik-Kimia (air, tanah, udara dan kombinasinya) b. Biologi (flora dan fauna serta mikroba ) b. Sosekbud (sosek dan sosbud) c. Keslingmas (kesling dan kemas) 29 d. e. Kamtibmas (kammas dan tibmas) Hankamnas 14. Apa yang dimaksud dengan pengelolaan lingkungan hidup? Jawab: Pengelolaan Lingkungan Hidup adalah upaya terpadu untuk melestarikan fungsi lingkungan hidup. Prinsip Pengelolaan Lingkungan adalah pencegahan dan penanggulangan terhadap penurunan dan kerusakan kualitas lingkungan akibat terganggunya atau rusaknya tatanan ekosistem. Aspek pengelolaan lingkungan: 1. kebijakan (policy) 2. pemanfaatan (utilization) 3. pengembangan (development) 4. pemeliharaan dan pemulihan (maintenance & rehabilitation) 5. pengawasan dan pengendalian (supervising and control) Keberlanjutan lingkungan adalah kemampuan dari lingkungan untuk menjalankan fungsinya dengan benar mencakup pemenuhan kebutuhan manusia saat ini tanpa membahayakan kesejahteraan generasi mendatang. Tujuannya adalah untuk meminimalkan degradasi lingkungan dan menghentikan dan melawan proses yang mengarah degradasi. 15. Apa yang dimaksud dengan perkotaan? Jawab: Perkotaan adalah kawasan yang mempunyai kegiatan utama bukan pertanian dengan susunan fungsi-fungsi kawasan permukiman perkotaan, pemusatan dan distribusi pelayanan jasa pemerintahan, pelayanan sosial dan kegiatan ekonomi (UU no 24/1992). Berdasarkan jumlah penduduknya perkotaan dibagi menjadi : 1. Kawasan perkotaan kecil dengan jumlah penduduk 20.000 – 100.000 jiwa 2. Kawasan perkotaan sedang dengan jumlah penduduk lebih besar dari 100.000 – 500.000 jiwa 3. Kawasan perkotaan besar dengan jumlah penduduk lebih besar dari 500.000 – 1.000.000 jiwa 4. Kawasan Metropolitan dengan jumlah penduduk lebih besar dari 1000.000 - 10 .000.000 jiwa 5. Kawasan Megapolitan dengan jumlah penduduk lebih besar dari 10.000.000 jiwa Pertumbuhan penduduk perkotaan dapat terjadi karena beberapa hal yaitu : a. Adanya pertumbuhan alamiah, yaitu selisih antara jumlah penduduk yang dilahirkan dengan jumlah penduduk yang meninggal dunia. b. Adanya migrasi penduduk yaitu selisih antara jumlah penduduk yang masuk ke suatu kota dengan jumlah penduduk yang pergi meninggalkan kota. c. Adanya reklasifikasi status kawasan, yaitu adanya perbedaan dalam definisi perkotaan antara satu sensus dengan sensus lain atau terjadinya perluasan batas wilayah kawasan perkotaan dan berubahnya status kawasan dari perdesaan menjadi perkotaan Dari ketiga hal tersebut, yang paling besar pengaruhnya terhadap pertumbuhan penduduk perkotaan adalah migrasi dan reklasifiksi status kawasan. Penyebab terjadinya perpindahan penduduk ke kawasan perkotaan adalah adanya faktor pendorong dan faktor penarik. Faktor pendorong adalah suatu kekuatan yang berasal dari luar perkotaan tersebut (kekuatan eksternal), Faktor penarik adalah suatu kekuatan yang berasal dari dalam perkotaan itu sendiri (kekuatan internal) . 16. Apa yang dimaksud dengan pencemaran lingkungan hidup? Jawab: Pencemaran lingkungan hidup adalah masuknya atau dimasukkannya makhluk hidup, zat,energi dan /atau komponen lain ke dalam lingkungan hidup oleh kegiatan manusia, sehingga kualitasnya turun sampai ketingkat tertentu yang menyebabkan lingkungan hidup tidak dapat berfungsi sesuai peruntukannya (UU No 23/1997). 30 PENDEKATAN SISTEM Oleh: Prof.Dr.Ir. Bambang Pramudya Noorachmat, M.Eng Kisi-Kisi 1. Jelaskan perbedaan dengan contohnya : a. Model dinamik dan model statik b. Model Ikonik dan model simbolik c. Input endogen dan input eksogen d. Input terkendali dan input tak terkendali e. Out put yang diinginkan dan out put tidak diinginkan. 2. Buatlah diagram input aoutput dari sebuah system pengelolaan limbah di danau, dimana sekitar danau terdapat : perumahan penduduk, daerah pertanian, perikanan, keramba apung, daerah wisata, daerah industri. Lengkapi dengan parameter yang berhubungan dengan system. 3. Sebutkan dan jelaskan tahapan-tahapan yang ada dalam analisis system yang digunakan dalam pengelolaan lingkungan. 4. Jelaskan mengapa dalam pengelolaan limbah selalu menggunakan sistem? Penyelesaian 1. Sebutkan pengertian dari: a. Apa yang dimaksud dengan pendekatan sistem? Jawab: System approach (pendekatan sistem) diartikan sebagai suatu metodologi penyelesaian masalah yang dimulai secara tentatif mendefinisikan atau merumuskan tujuan dan hasilnya adalah suatu sistem operasi yang secara efektif dapat digunakan untuk menyelesaikan permasalahan yang kompleks. Oleh karena itu dalam pendekatan sistem selalu mencari keterpaduan antar bagian melalui pemahaman yang utuh. Pendekatan sistem adalah: Suatu pendekatan analisa organisatoris yang menggunakan ciri-ciri sistem sebagai titik tolak analisa. Merupakan cara penyelesaian persoalan yang dimulai dengan dilakukannya identifikasi terhadap adanya sejumlah kebutuhan-kebutuhan sehingga dapat menghasilkan suatu operasi dari sistem yang dianggap efektif. 2 hal umum yang menandai pendekatan sistem: a. Dalam semua faktor penting yang ada dalam mendapatkan solusi yang baik untuk menyelesaikan masalah b. Dibuat suatu model kuantitatif untuk membantu keputusan secara rasional Karakteristik pendekatan sistem: - integration - interdisciplinarity - interconnectivity - imaginative - holistic 8 unsur pendekatan sistem: a. Metodologi untuk perencanaan dan pengelolaan, b. Suatu tim yang multidisipliner, c. Pengorganisasian, d. Disiplin untuk bidang yang non kuantitatif, e. Teknik model matematik, f. Teknik simulasi, g. Teknik optimasi, 31 h. Aplikasi komputer Keunggulan pendekatan sistem: Menonjolkan tujuan yang hendak dicapai, dan tidak terikat pada prosedur koordinasi atau pengawasan dan pengendalian itu sendiri. Konsep sistem berguna sebagai cara berfikir dalam suatu kerangka analisa, yang dapat memberi pengertian yang lebih mendasar mengenai perilaku dari suatu sistem dalam mencapai tujuannya. Memberikan gambaran yang lebih luas mengenai variabel-variabel yang harus ditangani dalam mengelola suatu sistem organisasi. Kelemahan pendekatan sistem: Menambah kompleksitas analisa yang kadang pendekatan sistem mengakibatkan kebingungan terutama bagi peneliti atau pemakai pemula Pendekatan sistem menghendaki sikap yang kritis dan pendekatan ilmiah Sifat dan karakteristik permasalahan manajemen usaha dan proyek dapat digolongkan dalam 4 kategori : direktif, strategis, taktis, dan operasional b. Apa yang dimaksud dengan sistem? Jawab: Sistem adalah kumpulan beberapa komponen/unsur yang mempunyai keterkaitan dan mempunyai tujuan tertentu (Pramudya, 2006). Sistem adalah seperangkat unsur yang saling berhubungan dan saling mempengaruhi dalam satu lingkungan tertentu (Ludwig, 1997). Sistem adalah sekumpulan elemen yang saling berhubungan untuk mencapai suatu tujuan (Rapoport, 1997). Sistem adalah setiap kesatuan secara konseptual atau fisik yang terdiri dari bagian-bagian yang saling mempengaruhi (Ackof, 1997). Sistem merupakan bagian-bagian yang beroperasi secara bersama-sama untuk mencapai beberapa tujuan (Davis, 1995). Sistem yaitu sekelompok elemen yang terintegrasi untuk mencapai suatu tujuan (McLeod, 2001). Sistem adalah kumpulan elemen yang saling berhubungan satu sama lain yang membentuk satu kesatuan dalam usaha mencapai suatu tujuan (Sutedjo, 2002). Sistem adalah keseluruhan interaksi antar unsur dari sebuah obyek dalam batas lingkungan tertentu yang bekerja mencapai tujuan (Muhammadi et al, 2001). Sistem adalah suatu gugus dari elemen yang saling berhubungan dan terorganisasi untuk mencapai suatu tujuan atau suatu gugus dari tujuan-tujuan (Manetsch dan Park, 1979 dalam Eriyatno, 2003). Sistem adalah gugus/kumpulan dari elemen/komponen yang saling terkait dan terorganisasi untuk mencapai suatu tujuan atau gugus tujuan (Hartrisari, 2007). Sistem adalah suatu kesatuan usaha yang terdiri dari bagian-bagian yang berkaitan satu sama lain yang erusaha mencapai suatu tujuan dalam suatu lingkungan kompleks (Marimin, 2005). Filosofi dari sistem CHE (SHE) Sibernetik ~ berorientasi pada tujuan (goal oriented). Bahwasanya pendekatan sistem dimulai dengan menetapkan gugus dari tujuan yang ditampilkan melalui analisa kebutuhan. Holistik ~ cara pandang yang utuh dan terpadu terhadap kebutuhan sistem (not partial), dimana segmentasi atau sudut pandang yang parsial dipandang mereduksi hasil kajian. Paradigma ini adalah khas ilmu sistem. 32 Efektif ~ mencapai sasaran sehingga dapat dioperasionalkan (tidak efisien). Dalam hal ini lebih dipentingkan hasil guna yang operasional serta dapat dilaksanakan daripada pendalaman teoritis untuk mencari efisiensi keputusan. Pengertian sistem secara skematis digambarkan sebagai berikut: Elemen Tujuan Sub Tujuan Interaksi Gambar 1. Pengertian sistem Sub-sistem suatu unsur atau komponen fungsional suatu sistem yang berhubungan satu sama lain Elemen bagian terkecil sistem yang dapat diidentifikasi pada tingkat yang paling rendah ~ individu Interaksi antar sub-sistem terjadi karena output dari suatu sub-sistem dapat menjadi salah satu input bagi sub-sistem lainnya, melalui proses transformasi pendekatan kotak gelap (Gambar 2 dan 3). Input Transformasi Output Gambar 2. Proses transformasi input menjadi output Input Transformasi Output Pengendalian Gambar 3. Proses transformasi sistem dengan mekanisme pengendalian Sifat-sifat dasar dari suatu sistem: 1. Pencapaian tujuan orientasi pencapaian tujuan akan memberikan sifat dinamis kepada sistem, memberi ciri perubahan yang terus menerus dalam usaha mencapai tujuan 2. Kesatuan usaha mencerminkan suatu sifat dasar dari sistem dimana hasil keseluruhan melebihi dari jumlah bagian-bagiannya 3. Keterbukaan terhadap lingkungan membuat penilaian terhadap suatu sistem menjadi relatif atau yang dinamakan equifinality atau pencapaian tujuan suatu sistem tidak mutlak harus dilakukan dengan satu cara terbaik 4. Transformasi merupakan proses perubahan input menjadi output yang dilakukan oleh sistem 5. Hubungan antara bagian kaitan antara subsistem inilah yang akan memberikan analisa sistem suatu dasar pemahaman yang lebih luas 6. Macam sistem (terbuka, tertutup, dengan umpan balik), 7. Mekanisme pengendalian merupakan suatu bagian yang memberi informasi kepada sistem mengenai efek dari perilaku sistem terhadap pencapaian tujuan atau pemecahan persoalan yang dihadapi 33 3 kategori/klasifikasi sistem: Sistem Input Proses Output Analisis ? narrow aspect Sintesis ? wide aspect Desain ? Kontrol ? Keterangan: = karakteristik sudah diketahui ? = karakteristik perlu dianalisa/direkayasa/diatur c. Apa yang dimaksud dengan model? Jawab: Model adalah simplifikasi dari sistem yang dihadapi. Model adalah tiruan/representasi/wakil dari suatu fenomena (gejala) Model adalah suatu abstraksi dari keadaan sesungguhnya atau merupakan pernyataan sistem nyata untuk memudahkan pengkajian suatu sistem. Model dibuat/digunakan karena akan lebih mudah untuk bekerja dengan model daripada dengan keadaan sesungguhnya. Baik dan buruknya model dilihat dan diukur dari tujuanya, apakh tercapai/tidak, bisa menjelaskan secara logis/tidak. Tujuan disusun model adalah: Pemahaman proses yang terjadi dalam sistem Prediksi Menunjang pengambilan keputusan Keuntungan menggunakan model: Biaya analisis lebih murah Kompresi waktu Manipulasi melalui perubahan variabel Biaya kesalahan lebih kecil dari trial-error approach Dapat memasukkan faktor ketidakpastian Alternatif solusi lebih banyak. 4 (empat) keuntungan penggunaan model dalam penelitian dengan menggunakan pendekatan sistem yaitu: (1) memungkinkan melakukan penelitian yang bersifat lintas sektoral dengan ruang lingkup yang luas, (2) dapat melakukan eksperimentasi terhadap sistem tanpa mengganggu (memberikan perlakuan) tertentu terhadap sistem, (3) mampu menentukan tujuan aktivitas pengelolaan dan perbaikan terhadap sistem yang diteliti, dan (4) dapat dipakai untuk menduga (meramal) perilaku dan keadaan sistem pada masa yang akan datang. d. Apa yang dimaksud dengan simulasi? Jawab: Simulasi adalah peniruan perilaku suatu gejala atau proses. Simulasi bertujuan untuk memahami gejala atau proses tersebut, membuat analisis dan peramalan perilaku gejala atau proses tersebut di masa depan. Tujuan simulasi adalah: 1. Meniru keadaan nyata secara matematik 2. Mempelajari karakteristik dan operasional sistem 3. Menarik kesimpulan dan merancang tindakan keputusan berdasarkan hasil dari simulasi Simulasi dilakukan dengan tahapan: 1. penyusunan konsep, pada tahap ini dilakukan identifikasi unsur-unsur yang berperan dalam menimbulkan gejala atau proses. Dari unsur-unsur dan keterkaitannya dapat disusun gagasan atau konsep mengenai gejala (proses) yang akan disimulasikan, 2. pembuatan model, gagasan atau konsep yang dihasilkan pada tahap pertama selanjutnya dirumuskan sebagai model yang berbentuk uraian, gambar atau rumus, 3. simulasi model, pada model kuantitatif, simulasi dilakukan dengan memasukkan data ke dalam model, sedangkan pada model kualitatif, simulasi dilakukan dengan menelusuri 34 dan melakukan analisis hubungan sebab akibat antar variabel dengan memasukkan data atau informasi yang dikumpulkan untuk memahami perilaku gejala atau proses model. 4. validasi hasil simulasi, validasi bertujuan untuk mengetahui kesesuaian antara hasil simulasi dengan gejala atau proses yang ditirukan. Model dapat dinyatakan baik jika kesalahan atau simpangan hasil simulasi terhadap gejala atau proses yang terjadi di dunia nyata relatif kecil. Keuntungan menggunakan simulasi: 1. Dapat digunakan untuk menganalisis situasi dunia nyata yang kompleks, yang tidak dapat diselesaikan dengan model-model konvensional 2. Kompresi waktu 3. Dapat menjawab pertanyaan “apa yang terjadi – jika” 4. Tidak mengganggu sistem sebenarnya 5. Dapat mempelajari hubungan antar elemen Kerugian menggunakan simulasi: 1. Simulasi yang sangat lengkap sangat mahal dan memerlukan waktu yang lama 2. Simulasi tidak dapat menghasilkan solusi optimal (menggambarkan perilaku sistem) 3. Perancang perlu membangun persamaan untuk semua variabel yang dikaji dalam sistem 3. Hasil simulasi bersifat unik 2. e. Apa yang dimaksud dengan model stokastik? Jawab: Model stokastik adalah model yang mendasarkan pada teknik peluang dan memperhitungkan adanya ketidakmenentuan (uncertainty), disebut juga model probabilistik. Model ini sering dipakai karena perihal yang dikaji umumnya mengandung keputusan yang tidak tentu (Eriyatno, 2003). f. Apa yang dimaksud dengan input, input lingkungan, input terkontrol dan input tak terkendali? Jawab: Input adalah faktor yang mempengaruhi kinerja sistem yang dapat digolongkan pada input langsung dan tak langsung. Input langsung adalah semua faktor yang mempengaruhi kinerja sistem secara langsung. Input langsung terdiri dari input terkendali dan input tidak terkendali. Input terkontrol adalah input endogen, yang dapat divariasikan selama operasi untuk menghasilkan perilaku sistem yang sesuai dengan yang diharapkan. Input tak terkendali adalah input yang diperlukan agar sistem dapat berfungsi dengan baik namun tidak dapat dikendalian atau berada di luar kendali kita. Input tidak langsung merupakan elemen-elemen yang mempengaruhi sistem secara tidak langsung dalam pencapaian tujuan. Input ini biasanya berasal dari luar sistem, sehingga sering disebut dengan Input lingkungan. Berikan perbedaan dengan contohnya: a. Model dinamik – Model statik Jawab: Model dinamik adalah model yang selalu berubah menurut waktu (Hartrisari, 2007). Model dinamik mampu menelusuri jalur waktu dari peubah-peubah model. Model dinamik lebih sulit dan mahal pembuatannya namun mempunyai kekuatan yang lebih tinggi pada nalisa dunia nyata (Eriyatno, 2003). Contoh: mobil-mobilan yang dilengkapi batere sehingga dapat bergerak, dimana kecepatan dan jarak tempuhnya berubah menurut waktu. Model statik adalah model yang bersifat konstan (Hartrisari, 2007). Model statik memberikan informasi tentang peubah-peubah model hanya pada titik tunggal dari waktu (Eriyatno, 2003; Pramudya, 2006). Contoh: 35 b. Model ikonik – Model simbolik Jawab: Model ikonik adalah model yang mempunyai bentuk fisik sama dengan barang yang ditirukan, meskipun skalanya dapat diperbesar atau diperkecil. Dengan model ikonik tersebut dapat diadakan percobaan untuk mengetahui perilaku gejala atau proses yang ditirukan (Muhammadi et al, 2001). Model ikonik adalah perwakilan fisik dari beberapa hal baik bentuk ideal ataupun dalam skala yang berbeda. Model ikonik mempunyai karakteristik yang sama dalam hal yang diwakili, dan terutama amat sesuai untuk menerangkan kejadian pada waktu yang spesifik. Model ikonik dapat berdimensi 2 (foto, peta, cetak biru) atau 3 dimensi (prototipe mesin, alat) (Eriyatno, 2003). Contoh: Peta Kota Bogor dalam bentuk kertas adalah model, dimana terdapat simplifikasi (penyederhanaan), misal: rumah tidak ada dalam peta. Model simbolik adalah model yang menggunakan simbol sebagai perwakilan dari realitas yang dikaji. Format model simbolok dapat berupa bentuk angka, simbol dan rumus. Model simbolik yang umum dipakai adalah suatu persamaan (equation). Bentuk persamaan adalah tepat, singkat dan mudah dimengerti. Contoh: persamaan pendapatan nasional Y = C + I + G + Nx ; Nx = (X – M) Dimana: Y = pendapatan nasional C = pengeluaran untuk konsumen rumah tangga I = pengeluaran untuk investasi oleh perusahaan atau RT G = pembelian barang dan jasa oleh pemerintah (pusat dan daerah) Nx = permintaan luar negeri (net ekspor) X = ekspor M = impor c. Input endogen – Input eksogen Jawab: Input endogen (yang terkendali dan tidak terkendali) ~ overt input adalah : - Merupakan input yang berasal dari dalam sistem dan ditentukan oleh fungsi dari sistem itu sendiri - Merupakan peubah yang sangat perlu bagi sistem untuk melaksanakan fungsinya yang dikehendaki - Sebagai peubah untuk mengubah kinerja sistem dalam pengoperasiannya Contoh: ... Input eksogen adalah : - Merupakan input yang berasal dari luar sistem (input dari lingkungan) - Mempengaruhi sistem, akan tetapi tidak dipengaruhi sistem - Tergantung pada jenis sistem yang ditelaah Contoh: Kebijakan Pemerintah dalam sistem pembangunan agroindustri. d. Input terkendali – Input tidak terkendali Jawab: Input terkendali adalah: - dapat bervariasi selama pengoperasian sistem untuk mencapai kinerja yang dikehendaki atau untuk menghasilkan output yang dikehendaki - perannya sangat penting dalam mengubah kinerja sistem selama pengoperasian - dapat meliputi aspek: manusia, bahan, energi, modal dan informasi Contoh: harga bahan baku, harga produk, pendapatan sekarang dan jumlah kredit dalam sistem pembangunan agroindustri. Input tidak terkendali adalah : - input yang tidak cukup penting peranannya dalam mengubah kinerja sistem - tetapi diperlukan agar sistem dapat berfungsi - bukan merupakan input lingkungan (eksogen) karena disiapkan oleh perancang 36 Contoh: perilaku konsumen dan perilaku pengusaha dalam sistem pembangunan agroindustri. e. Output diinginkan – Output tidak diinginkan Jawab: Output diinginkan adalah : - Merupakan respon dari sistem terhadap kebutuhan yang telah ditetapkan (dalam analisis kebutuhan) - Merupakan peubah yang harus dihasilkan oleh sistem untuk memuaskan kebutuhan yang telah diidentifikasi Contoh : pendapatan meningkat, harga bahan baku terkendali, harga produk rasional dan kualitas produk baik dalam sistem pembangunan agroindustri. Output tidak diinginkan adalah : - Merupakan hasil samping yang tidak dapat dihindarkan dari sistem yang berfungsi dalam menghasilkan keluaran yang dikehendaki - Selalu diidentifikasikan dalam tahap identifikasi sistem terutama semua pengaruh negatif yang potensial dapat dihasilkan oleh sistem yang diuji - Sering merupakan kebalikan dari keluaran yang dikehendaki Contoh : - bahan-bahan buangan (waste) yang mengkin membahayakan kesehatan dan menyebabkan polusi. - harga bahan baku yang tinggi, harga produk yang tinggi dan kualitas produk yang buruk dalam sistem pembangunan agroindustri. Untuk jawaban d dan e, Diagram input-output untuk sistem pembangunan agroindustri (Hartrisari, 2007). Input Lingkungan Kebijakan pemerintah Output yang Diinginkan Pendapatan meningkat Harga bahan baku terkendali Harga produk rasional Kualitas produk baik Input tak Terkendali Perilaku konsumen Perilaku pengusaha Model Pembangunan Agroindustri Input Terkendali Output tak Diinginkan Harga bahan baku Harga produk Pendapatan sekarang Jumlah kredit Harga bahan baku tinggi Harga produk tinggi Kualitas produk buruk Manajemen Pengendalian Gambar 4. Diagram input-output untuk sistem pembangunan agroindustri (Hartrisari, 2007) 37 f. 3. Sistem terbuka – Sistem tertutup Jawab: Sistem terbuka (open systems) adalah : - sebuah sistem di mana output yang dihasilkan merupakan tanggapan dari input, tetapi tidak ada pengaruhnya terhadap input. - Sistem yang tidak menyediakan sarana koreksi, sehingga perlakuan koreksi membutuhkan faktor eksternal. Contoh : jam, mobil tanpa supir Sistem tertutup (closed systems) adalah : - sistem di mana output yang dihasilkan akan merupakan tanggapan dari input, dan perilaku sistem akan dipengaruhi output tersebut. - Sistem yang menyediakan sarana koreksi di dalam sistem itu sendiri dalam rangka pencapaian tujuan sistem. Contoh : pemanasan/pendinginan ruangan Buat diagram input-output dari sistem pengelolaan limbah di danau. Dimana di sekitar danau terdapat perumahan, pertanian, perikanan, keramba jaring apung, wisata, dan industri. Lengkapi dengan parameter. Jawab: Danau adalah suatu badan air alami yang selalu tergenang sepanjang tahun dan mempunyai mutu air tertentu yang beragam dari satu danau ke danau yang lain serta mempunyai produktivitas biologi yang tinggi. Perairan danau merupakan salah satu bentuk ekosistem air tawar yang ada di permukaan bumi. Dampak pembangunan dialami juga oleh ekosistem ini. Dimana pencemaran yang terjadi merupakan masalah penting yang perlu memperoleh perhatian dari berbagai pihak. Hal ini disebabkan beragamnya sumber bahan pencemar yang masuk dan terakumulasi di danau. Jenis bahan pencemar utama yang masuk ke perairan danau terdiri dari beberapa macam, antara lain limbah organik dan anorganik, residu pestisida, sedimen dan bahan-bahan lainnya. Menurut Goldmen dan Horne (1989), berdasarkan kandungan hara (tingkat kesuburan) danau diklasifikasikan dalam 3 jenis, yaitu: danau eutrofik, danau oligotrofik dan danau mesotrofik. Danau eutropik (kadar hara tinggi) merupakan danau yang memiliki perairan yang dangkal, tumbuhan litoral melimpah, kepadatan plankton lebih tinggi, sering terjadi blooming alga dengan tingkat penetrasi cahaya matahari umumnya rendah. Sementara itu, danau oligotropik adalah danau dengan kadar hara rendah, biasanya memiliki perairan yang dalam, dengan bagian hipolimnion lebih besar dibandingkan dengan bagian epilimnion. Semakin dalam danau tersebut semakin tidak subur, tumbuhan litoral jarang dan kepadatan plankton rendah, tetapi jumlah spesiesnya tinggi. Danau mesotropik merupakan danau dengan kadar nutrien sedang, juga merupakan peralihan antara kedua sifat danau eutrofik dan danau oligotrofik. Sumber-sumber bahan pencemar tersebut antara lain berasal dari kegiatan produktif dan nonproduktif di upland (lahan atas), dari permukiman dan dari kegiatan yang berlangsung di badan perairan danau itu sendiri, dan sebagainya. Melihat kegiatan yang terdapat di sekitar danau maka sumber utama pencemaran berasal dari kegiatan sekitar danau, yaitu perumahan, pertanian, perikanan, keramba jaring apung (KJA), wisata dan industri. Oleh karena itu perlu dibangun suatu model pengelolaan limbah di danau tersebut. Sesuai dengan tahap analisis dalam metodologi pendekatan system, sebagai berikut : a. Analisa kebutuhan (dalam bentuk matriks) Analisa kebutuhan merupakan tahap permulaan pengkajian masalah, dilakukan seleksi seluruh kebutuhan yang ada, yang dihimpun dari semua pihak yang terkait dan menyangkut interaksi antar komponen (Pramudya, 2006). Oleh karena itu, dalam penyusunan model ini diperkirakan analisis kebutuhan diarahkan pada pihak-pihak yang mempunyai kepentingan dan keterkaitan baik secara langsung maupun tidak langsung terhadap pengendalian pencemaran perairan danau. Dalam pengelolaan limbah di danau, stakeholder yang mempunyai kepentingan dan terkait secara langsung adalah: 1. Pemerintah 38 2. 3. 4. 5. 6. 7. Perguruan tinggi Lembaga Swadaya Masyarakat (LSM) Industri (hotel/restoran) Petani KJA Konsumen Masyarakat Tabel 1. Stakeholders dan Kebutuhannya Stakeholders Kebutuhan Pemerintah: Ketinggian air danau stabil - Dinas Pertanian Penyediaan lapangan kerja - Dinas Perikanan Peningkatan PAD - Dinas Pariwisata Kebersihan dan keindahan danau tetap terjaga Peningkatan ekonomi masyarakat Kualitas dan kuantitas air danau tetap baik Perguruan Tinggi Biodiversiti danau tetap terjaga Kualitas dan kuantitas air danau tetap baik LSM Kualitas lingkungan terjaga Mudah untuk melakukan kontrol lingkungan Keterbukaan akses kerjasama dengan pemerintah dan masyarakat Hotel/Restoran Kebersihan dan keindahan danau tetap terjaga Kualitas air danau baik Pendapatan meningkat Tingkat hunian/kunjungan konsumen stabil Petani KJA Kegiatan usaha budidaya perikanan berkelanjutan Pendapatan usaha meningkat Pendapatan meningkat Kesejahteraan meningkat Input produksi ramah lingkungan Konsumen Lingkungan berkualitas Harga terjangkau Kebersihan dan keindahan danau terjaga Masyarakat Kualitas lingkungan danau terjaga Penyediaan lapangan kerja Kesejahteraan meningkat Hasil tangkapan mudah diperoleh Kebersihan dan keindahan danau terjaga b. Formulasi masalah Formulasi permasalahan disusun dengan cara mengevaluasi keterbatasan sumberdaya yang dimiliki (limited of resources) dan atau adanya konflik/perbedaan kepentingan di antara stakeholders untuk mencapai tujuan sistem. Oleh karena itu formulasi permasalahan yang dihadapi di masing-masing lokasi penelitian akan sangat ditentukan oleh kondisi sumberdaya alam dan kebutuhan masyarakatnya. Berdasarkan analisis kebutuhan stakeholder yang terlibat dalam pemanfaatan perairan danau maka permasalahan pengolahan limbah di perairan danau dapat diformulasikan sebagai berikut: Tabel 2. Stakeholder dan sinergisme formulasi masalah Stakeholders Kebutuhan S/TS Pemerintah: Ketinggian air danau stabil - Dinas Pertanian Penyediaan lapangan kerja 39 Stakeholders - Dinas Perikanan - Dinas Pariwisata Kebutuhan Peningkatan PAD Kebersihan dan keindahan danau tetap terjaga Peningkatan ekonomi masyarakat Kualitas dan kuantitas air danau tetap baik Perguruan Tinggi Biodiversiti danau tetap terjaga Kualitas dan kuantitas air danau tetap baik LSM Kualitas lingkungan terjaga Mudah untuk melakukan kontrol lingkungan Keterbukaan akses kerjasama dengan pemerintah dan masyarakat Hotel/Restoran Kebersihan dan keindahan danau tetap terjaga Kualitas air danau baik Pendapatan meningkat Tingkat hunian/kunjungan konsumen stabil Petani KJA Kegiatan usaha budidaya perikanan berkelanjutan Pendapatan usaha meningkat Pendapatan meningkat Kesejahteraan meningkat Input pakan ramah lingkungan Konsumen Lingkungan berkualitas Harga terjangkau Kebersihan dan keindahan danau terjaga Masyarakat Kualitas lingkungan danau terjaga Penyediaan lapangan kerja Kesejahteraan meningkat Hasil tangkapan mudah diperoleh Kebersihan dan keindahan danau terjaga Keterangan: S = Sinergis; TS = Tidak Sinergis S/TS Secara garis besar permasalahan limbah di danau tersebut adalah sebagai berikut: 1. limbah dari aktivitas KJA 2. sistem pengolahan limbah penduduk tidak ada 3. tata guna lahan yang tidak baik seperti banyaknya perumahan, hotel, restoran, dan pembukaan lahan pertanian yang menyebabkan tingginya sedimen yang masuk ke perairan danau. 4. persepsi masyarakat terhadap kebersihan dan keindahan danau diabaikan 5. penataan ruang kawasan danau yang memperhatikan kelestarian lingkungan tidak ada c. Identifikasi sistem Identifikasi sistem merupakan suatu rantai hubungan antara kebutuhan-kebutuhan stakeholders dengan berbagai masalah yang harus diselesaikan untuk mencukupi kebutuhankebutuhan tersebut (Eriyatno, 2003). Dalam kasus pengelolaan limbah di danau ini identifikasi sistem tersebut diinterpretasikan ke dalam diagram kotak gelap (black box). Biasanya pola berfikir Black Box mengabaikan fungsi-fungsi yang sulit dihitung, fungsi tersebut pada umumnya dianggap sebagai sisa perhitungan sehingga dapat diabaikan dalam proses. 40 Input tak Terkendali Input Lingkungan Kebijakan pemerintah Iklim Erosi Debit air Output yang Diinginkan Ada upaya pengel limbah Kualitas lingk danau terjaga Pencemaran limbah berkurang Model Pengelolaan Limbah di Danau Input Terkendali Output tak Diinginkan Jumlah KJA Jumlah hotel/restoran Jumlah pakan Jumlah penduduk Danau menjadi dangkal Tingkat kesehatan masyarakat menurun Limbah yang masuk danau meningkat Manajemen Pengendalian Pengelolaan Limbah di Danau Gambar 4. Diagram input-output untuk sistem pengelolaan limbah di danau 4. Sebutkan dan jelaskan tahapan yang ada dalam analisis sistem dalam pengelolaan lingkungan? Jawab: Tahapan analisis dengan menggunakan pendekatan system (Eriyatno): a. Analisa kebutuhan (dalam bentuk matriks), Analisa kebutuhan merupakan tahap permulaan pengkajian masalah, dilakukan seleksi seluruh kebutuhan yang ada, yang dihimpun dari semua pihak yang terkait dan menyangkut interaksi antar komponen (Pramudya, 2006). b. Formulasi masalah, Formulasi permasalahan disusun dengan cara mengevaluasi keterbatasan sumberdaya yang dimiliki (limited of resources) dan atau adanya konflik/perbedaan kepentingan di antara stakeholders untuk mencapai tujuan sistem. Oleh karena itu formulasi permasalahan yang dihadapi di masing-masing lokasi penelitian akan sangat ditentukan oleh kondisi sumberdaya alam dan kebutuhan masyarakatnya. c. Identifikasi system (causal loop dan diagram black box), Identifikasi sistem merupakan suatu rantai hubungan antara kebutuhan-kebutuhan stakeholders dengan berbagai masalah yang harus diselesaikan untuk mencukupi kebutuhankebutuhan tersebut (Eriyatno, 2003). d. Pemodelan abstrak, pada tahap ini mencakup suatu proses interaktif antara analisis sistem dengan pembuat keputusan, yang menggunakan model untuk mengeksplorasi dampak dari berbagai alternatif dan variabel keputusan terhadap berbagai kriteria sistem 41 e. f. Implementasi, tujuan utamanya adalah untuk memberikan wujud fisik dari sistem yang diinginkan, Operasi, pada tahap ini akan dilakukan validasi sistem. Pada tahap ini terjadi modifikasimodifikasi tambahan karena cepatnya perubahan lingkungan dimana sistem tersebut berfungsi. Menurut Pramudya (1989), pendekatan sistem dilakukan dengan tahapan kerja yang sistematis yang dimulai dari analisis kebutuhan hingga tahap evaluasi, seperti pada gambar berikut. 5. Jelaskan dalam pengelolaan limbah selalu menggunakan sistem? Jawab: Karena permasalahan pengelolaan limbah sesuai baik untuk dilakukan analisis sistem, karena memiliki karakteristik sebagai berikut: Kompleksitas ada keragaman Meta konsep multi disiplin Mencari keterpaduan dengan pendekatan sistem Analisis sistem merupakan kajian mengenai struktur sistem yang bertujuan: (1) mengidentifikasi unsur-unsur penyususn sistem atau sub-sistem, (2) memahami proses-proses yang terjadi dalam sistem, dan (3) memprediksi kemungkinan-kemungkinan keluaran sistem yang terjadi sebagi akibat adanya perubahan dalam sistem. Dengan demikian analisis sistem dapat diartikan sebagai suatu metode pendekatan masalah atau metode ilmiah yang merupakan dasar dalam pemecahan masalah dalam pengelolaan sistem tersebut. Menurut Pramudya (1989), analisis sistem merupakan studi mengenai sistem atau organisasi dengan menggunakan azas-azas metode ilmiah, sehingga dapat dibentuk konsepsi dan model yang dapat digunakan sebagai dasar pengelolaan untuk mengadakan perubahan-perubahan struktur dan metode serta menentukan kebijakan, stategi, dan taktik. Winardi (1989) menyatakan bahwa sistem harus dipandang secara holistik (keseluruhan) dan akan bersifat sebagai goal seeking (pengejar sasaran), sehingga terjadi sebuah keseimbangan untuk pencapaian tujuan. Suatu sistem mempunyai input (masukan) yang akan berproses untuk menghasilkan output (keluaran). Pada suatu sistem terdapat umpan balik yang berfungsi sebagai pengatur komponen-komponen sistem yang saling berinteraksi untuk mencapai tujuan. Sistem yang lebih besar dapat terdiri atas beberapa sub-sistem (sistem kecil) yang akan membentuk suatu hirarki. Perubahan pada satu komponen dari suatu sistem akan mempengaruhi komponen lain dan biasanya akan menghasilkan umpan balik pada periode yang sama atau pada periode berikutnya. 42 Perubahan tersebut dapat disebabkan oleh faktor internal (dari dalam sistem) maupun faktor eksternal (dari luar sistem). Sistem dinamis merupakan sistem yang memiliki variabel yang dapat berubah sepanjang waktu sebagai akibat dari perubahan input dan interaksi antar elemen-elemen sistem. Dengan demikian nilai output sangat tergantung pada nilai sebelumnya dari variabel input (Djojomartono, 2000). Dengan analisis sistem ini, maka: Mencari faktor penting yang ada untuk mendapatkan solusi yang terbaik Pembuatan model kuantitatif untuk membantu dalam pengambilan keputusan yang rasional. EKOLOGI DAN PEMBANGUNAN Oleh: Dr. Etty Riani Kisi-Kisi 1. Apa yang dimaksud dengan: a. Ekologi ? b. Ekosistem ? c. Ekoton ? d. Ekotipe ? hutan yang satu spesies, cth: hutan mangrove e. Apa yang anda ketahui tentang hukum libby? f. Homeostatis ? g. Apa yang anda ketahui tentang hukum shelpord? Hukum toleransi ttg batas maksimum dan minimum 2. Sebutkan 6 penyusun ekosistem? 3. Kasus: pada suatu kawasan industri ada 100 pabrik yang bergerak di berbagai bidang. Dikelompokkan menjadi 3: 1) penghasil limbah B3, 2) penghasil limbah organik, dan 3) penyeimbang kedua limbah tsb. Jelaskan keterkaitan antara ke-3 limbah tersebut pada ekosistem? 4. LEISA 5. Beda antara produksi dan produktivitas (primer) Penyelesaian 1. Apa yang dimaksud dengan ekologi? Jawab: Ekologi adalah ilmu yang mempelajari hubungan timbal balik antara organisme-organisme hidup dan lingkungannya. Ekologi adalah studi tentang berbagai keterkaitan organisme-organisme sesamanya serta dengan segala aspek lingkungannya baik yang hidup maupun yang tidak hidup. oikos + logos ilmu tentang rumah tangga mahluk hidup dalam mempertukarkan energi dan materi (Haeckel, 1866). Ekologi sebagai suatu studi tentang hubungan atau interaksi antara satu organisme atau sekelompok organisma dengan keseluruhan lingkungannya (Campbell, 1983). Ekologi adalah studi tentang bagaimana organisme-organisme (makro dan mikro) berinteraksi sesamanya dan interaksi mereka dengan lingkungan tak hidup yaitu: materi dan energi (Diesendorf dan Hamilton, 1997). Ekologi adalah ilmu tentang hubungan antara organisme hidup (living organism) dan lingkungannya (Marten, 2001). Ekologi dibagi menjadi 2, yaitu Autekologi dan Synekologi - Autekologi : adalah hubungan suatu jenis dengan lingkungan (populasi) - Synekologi : adalah hubungan komunitas dengan ekosistem Aspek-aspek penting ekologi: 1. Organisme: - Makrokospik tampak jelas dengan mata telanjang - Mikrokospik tidak tampak alat bantu penglihatan 43 2. Lingkungan - Lingkungan Biofisik Komponen Biotik dan Abiotik - Lingkungan sosio-ekonomi-politikal 3. “Rumahtangga” - Struktur Organisasi rantai makanan • Tumbuhan • Herbivora • Karnivora • Dekomposer - Manajemen Tata hubungan fungsional pada rantai makanan 4. Interaksi - Bersifat Ko-eksistensi hidup saling bersebelahan - Pertukaran: • Balance saling menguntungkan • Negative akibat persaingan konflik satu diuntungkan – yang lain dirugikan 5. Obyek Pertukaran - Materi Fisik - Energi - Informasi 3. Apa yang dimaksud dengan ekosistem? Jawab: Ekosistem adalah suatu sistem ekologi yang bersifat timbal balik. Ekosistem adalah suatu sistem alam yang terdiri dari komponen-komponen jasad hidup dan lingkungannya yang diantaranya terjadi pertukaran zat dan energi, yang perlu untuk mempertahankan kelangsungan hidupnya. Ekosistem merupakan suatu sistem ekologi yang terdiri atas komponenkomponen biotik dan abiotik yang saling berintegrasi sehingga membentuk satu kesatuan. Di dalam ekosistem perairan danau terdapat faktor-faktor abiotik dan biotik (produsen, konsumen dan pengurai) yang membentuk suatu hubungan timbal balik dan saling mempengaruhi. Ekosistem adalah satuan kehidupan yang terdiri dari komunitas makhluk hidup (berbagai jenis) dengan berbagai benda mati yang berinteraksi membentuk suatu sistem. Ekosistem adalah basis unit (entitas) analisis dari ekologi (Campbell (1983). Ekosistem adalah segala sesuatu yang terdapat pada suatu tempat tertentu (anything in a specified area) udara, air, tanah, batu, mahluk hidup , dan bangunan fisik bangunan manusia. Kesatuan mahluk hidup di suatu tempat disebut sebagai komunitas biologis (biological community) mikroorganisme, tumbuhan, binatang (termasuk manusia). Ekosistem sebagai sistem ekologi suatu sistem yang dibangun oleh mahluk hidup dan lingkungan tak hidup (non-living environment), dimana satu dan lainnya saling berinteraksi, di suatu tempat tertentu (a particular area) misalnya: hutan, pesisir, danau, Daerah Aliran Sungai (DAS), desa, kota (Diesendorf dan Hamilton, 1997). Dalam terminologi biologi ekologi adalah ilmu tentang hal ihwal ekosistem suatu kawasan tertentu. 5 Ciri Ekosistem: 1. Adanya keanekaragaman hayati dan non hayati 2. Adanya saling keterkaitan dan saling ketergantungan 3. Adanya keteraturan dan keseimbangan yang dinamis 4. Harmonisasi dan stabilisasi 5. Adanya manfaat dan produktivitas Luas cakupan ekosistem: 1. Mikro (sawah, kebun, tambak, taman) ekosistem mikro yang bersifat tunggal 44 Meso Kumpulan ekosistem- ekosistem mikro-tunggal yang saling berkait dan membentuk jejaring yang lebih luas, misalnya: ekosistem DAS (melintasi kawasan hulu dan hilir sungai) hingga pesisir/muara sungai, ekosistem kota, ekosistem gurun. Ekosistem Meso-Makro ECOSPHERE kumpulan dari berbagai entitas ekosistem mikrotunggal yang berinteraksi dan berkaitan sesamanya kesatuan dari: perkebunan, kawasan pertanian, sawah, ladang, sungai, danau, pesisir, lautan, dsb 3. Makro BIOSPHERE adalah keseluruhan totalitas ekosistem, dimana kehidupan dapat ditemukan di planet bumi ini GLOBAL or WORLD ECOSYSTEM living system of the planet. 4. Apa yang dimaksud dengan ekotipe? 2. Jawab: Ekotipe adalah populasi-populasi yang telah beradaptasi terhadap kondisi-kondisi lingkungan setempat, misalnya tanaman pinus berdaun jarum yang berada di daerah sub tropis beradaptasi terhadap hujan salju (daun tidak lebar, sehingga pada saat salju turun tidak menampung beban salju yang berat). 5. Apa yang dimaksud dengan ekoton? Jawab: Ekoton adalah daerah yang berada di antara dua ekosistem. Misalnya daerah peralihan antara ekosistem air dan ekosistem air laut. Contoh: estuary dan mangrove Pada daerah peralihan (antara hutan dan perladangan ditemukan angka kepadatan (density) yang lebih tinggi dan keberagaman (diversity) spesies yang lebih besar daripada di kedua lingkungan di sisinya. Contoh : Secara Sosio-Budaya daerah pinggir kota (seperti Ciputat Cimanggis di Jakarta sebagai daerah peralihan desa-urban merepresentasikan keberagaman/heterogenitas ciribudaya yang lebih tinggi (campuran dari berbagai ragam daerah asal) dari para penduduknya daripada ciri-budaya penduduk kota Jakarta (pusat) yang lebih homogen. 6. Apa yang dimaksud dengan adaptasi ekologi? Jawab: Proses penyesuaian-diri (adjustment) secara kontinual yang dilakukan oleh mahluk hidup dalam rangka melangsungkan kehidupannya survival process. Kapasitas Adaptasi Kemampuan untuk memelihara kehidupan pada keadaan lingkungan yang terus berubah menentukan survival-capacity. Dua Alat Adaptasi Utama pada Manusia TEKNOLOGI dan ORGANISASI SOSIAL Bagi organisme yang tidak mampu menyesuaikan dirinya pada lingkungan yang berubah gagal adaptasi (maladaptasi) punah. 7. Apa yang dimaksud dengan krisis ekologi? Jawab: Krisis ekologi adalah suatu keadaan dimana sistem ekologi mengalami ketidakstabilan/guncangan maupun gangguan kesetimbangan pertukaran energi-materi dan informasi yang selanjutnya mengakibatkan ketidakseimbangan pada fungsi-fungsi distribusi serta akumulasi energi-materi antara satu organisme dengan organisme lain dan alam lingkungannya sementara itu organisme (manusia) dengan teknologi, perilaku, dan organisasi sosialnya belum mampu melakukan penyesuaian yang berarti dalam mengantisipasi/merespons guncangan tersebut. Penyebab berlangsungnya krisis ekologi: Eksploitasi industrial terhadap sumberdaya alam (industrial-exploitation) yang sangat rakus menghasilkan biaya/korbanan sosial-ekologi yang besar aktivitas-deforestasi menyebabkan banjir, longsor, erosi, kelaparan. 45 Eksistensi manusia makin dominan dalam menguasai alam (populasi manusia meningkat tajam) perlu ruang hidup (habitat dan relung) yang makin besar Kota makin sesak, pengap, dan tidak tersisa lagi ruang hijau (lihat Jakarta, Surabaya, Bandung). Kapasitas adaptasi manusia yang lebih besar (menggunakan teknologi dan organisasi sosial) � menyebabkan daya survival manusia melebihi organisme lain manusia bisa hidup di ekosistem yang ekstrem sekalipun di gurun pasir hingga di kutub utara/selatan. Makin terbatasnya ruang, materi (sumberdaya) dan energi kompetisi dan konflik menajam � konflik-konflik sumberdaya alam (tanah, air, energi) makin meningkat di berbagai kawasan. Krisis ekologi manusia: Krisis Etika-Rasionalitas Lingkungan etika antroposentrisme lebih dominan daripada etika ekosentrisme manusia menjadi rakus (greedy) sehingga menghabisi SDA yang demi memuaskan keinginan manusia. Krisis Habitat Sikap hidup yang tidak menghargai SDA + lingkungan menjadikan bumi bukan lagi tempat tinggal yang menyenangkan banjir, pemanasan global, kekeringan, dst. Krisis Relung (niche) Ketiadaan kecukupan nafkah bagi manusia (miskin) telah mendorong berkembangnya pola bernafkah yang eksploitatif, merusak alam demi sesuap nasi dan bertahan hidup. 8. Apa yang dimaksud dengan Synekologi - Autoekologi? Jawab: Yang dimaksud dengan Synekologi - Autoekologi adalah pembagian ekologi, dimana: a. Synekologi membahas pengkajian golongan atau kumpulan organisme-organisme yang berasosiasi bersama sebagai satu satuan. b. Autekologi membahas pengkajian individu organisme atau spesies. Sejarah-sejarah hidup dan perilaku sebagai cara-cara penyesuaian diri terhadap lingkungan biasanya mendapatkan penekanan. 9. Apa yang dimaksud dengan ekologi manusia? Jawab: Ekologi manusia adalah segala hubungan interaksional antara manusia dan lingkungannya dalam ekologi manusia lingkungan = ekosistem (Marten, 2001). Ekologi manusia adalah bidang studi yang memfokuskan diri pada hubungan interaksional dari empat komponen penting ekosistem manusia: Population, Organization, Environment, Technology POET (Micklin dan Poston, 1998). Ekologi manusia dipahami sebagai ilmu yang mempelajari interaksi manusia (Homo sapiens) atau sekelompok manusia (komunitas atau masyarakat) dengan keseluruhan lingkungannya. 10. Jelaskan bagaimana Hukum Minimum Liebig? Jawab: Hukum minimum Liebig : “ Bahwa pertumbuhan tanaman tidak saja dipengaruhi oleh unsur makro yang terdapat dalam jumlah banyak di alam, tetapi juga oleh unsur mikro yang terdapat dalam jumlah minimum di dalam tanah”. Lingkungan hidup manusia, baik di daerah alami maupun buatan manusia, terbentuk dari susunan material dan energi yang kompleks. Lingkungan ini dipelihara melalui interaksi yang timbul di antara mereka. Aktivitas di dalamnya tidak akan berhenti layaknya energi dan material yang mengalir melalui rantai makanan. Perubahan pun terjadi tiada henti-hentinya baik perubahan yang relatif cepat seperti ditunjukkan oleh pertumbuhan dan kematian individu. Manusia mencoba mempercepat langkah-langkah perubahan, meski terkadang mengarah pada kerugian dirinya. Bagaimanapun, tanpa keberadaan manusia pun, perubahan tetap terjadi. 46 Dalam lingkungan, kehidupan dibedakan berdasarkan pertumbuhan, mobilitas dan reproduksi serta kualitas-kualitas hidup lainnya. spesies yang ada cenderung untuk meningkat jumlahnya, menyebar dan memperbaharui lingkungan baru yang cocok, meningkatkan jumlah lagi dan menyebar lebih jauh. Ukuran pertumbuhan individu-individu atau jumlah populasi terus bertambah hingga faktor lingkungan eksternal tertentu yang menyebabkannya berhenti pada manusia maupun spesies lainnya, membatasi pertumbuhan populasi dapat terjadi sebelum faktor eksternal membatasinya. Sebatang pohon akan berhenti tumbuh ketika air atau unsur kimia tanah yang esensial tersedia dalam jumlah minimum. Populasi pohon tersebut akan meningkat jumlahnya ketika bibit-bibit pohon menemukan tempat tumbuh yang cocok bagi perkembangan perkecambahan atau bagi pertumbuhan bibit baru. Populasi hewan akan berhenti tumbuh ketika tidak ada lagi makanan yang memadai, air serta perlindungan terhadap kebutuhan makanan masing-masing individu. Juga ketika cuaca atau faktor lingkungan lainnya yang membentuk suatu kondisi yang tidak sesuai dengan kemampuan mempertahankan hidup tiap individu suatu spesies. Adapun batasan ukuran pertumbuhan individu atau jumlah populasi dikenal sebagai faktor pembatas bagi individu atau populasi. Dasar ekologi dari faktor pembatas dikemukakan oleh E.P Odum seperti tercantum: “Keberadaan dan keberhasilan suatu organisme atau kelompok organisme bergantung pada kondisi yang kompleks. Suatu kondisi yang ditemukan dan melampaui batas toleransi disebut sebagai kondisi batasan atau faktor batasan”. Konsep ini merupakan salah satu dari teori tertua dalam ekologi dan mengikuti jejak terdahulu, seorang kimiawan Justus Liebig(1840). Liebig yang mempelajari efek nutrisi kimia pada pertumbuhan tanaman pertama kali mengemukakan bahwa: “Pertumbuhan tanaman bergantung pada jumlah bahan makanan dalam kapasitas minimumnya” Konsep ini berkembang tidak hanya untuk tumbuhan dan hewan, tidak hanya terhadap nutrisi kimia namun mencakup keseluruhan faktor. Konsep ini dikenal dengan Hukum Minimum. Konsep faktor pembatas, disesuaikan dengan pengetahuan bahwa ukuran bumi terbatas dan juga persediaan energi dan material, hal ini nyata namun kadang-kadang terlupakan, kondisinya bahwa perluasan dan pertumbuhan akan menemui akhirnya. Tiada satu spesies pun, termasuk manusia, dapat memperluas populasi dan konsumsinya dalam jangka waktu yang tidak terbatas. Beberapa spesies termasuk manusia, akan hidup lebih baik jika pertumbuhannya dibatasi melalui perilaku mereka sebelum faktor pembatas lingkungan yang memberi efek tertentu. Faktor pembatas dapat dibagi menjadi dua kategori: fisik dan biologi. Faktor fisik yang membatasi pertumbuhan populasi meliputi: faktor iklim dan cuaca, ketersediaan air serta akses terhadap air, ketersediaan nutrisi-nutrisi esensial, lahan yang cocok, dll. Faktor biologi meliputi: kompetisi, predasi, hama, penyakit dan interaksi lain, baik inter maupun intraspesies yang membatasi pertumbuhan. Pada lingkungan yang ekstrem di dunia, faktor fisik tentu saja menjadi batasan.seperti lingkungan yang sangat kering, atau sangat dingin. Bagi organisme tanah, keadaan ekstrem seperti keadaan yang sangat basah. Daerah di danau serta samudra yang sangat dalam juga merupakan salah satu contoh. Kekeringan, banjir, suhu yang tidak sesuai, suhu yang sangat dingin atau ketiadaan cahaya serta nutrisi ialah beberapa faktor yang membatasi populasi pada beberapa lingkungan. Pada lingkungan yang optimum di dunia (lingkungan yang lebih hangat dan lebih lembap) faktor biologi lebih mendominasi pembatasan. Pada suatu lingkungan, adanya hubungan kompleks antara predator-mangsa, keseimbangan antara parasit dan jumlah organisme sakit, persaingan memperoleh cahaya, mineral tanah atau air antar spesies dengan kebutuhan yang sama kerap membatasi pertumbuhan populasi. Jadi populasi ikan di danau yang dingin biasanya dibatasi oleh suhu air dan keterbatasan sumber nutrisi. Suhu yang dingin menghambat aktivitas biologi dan mencegah perumbuhan plankton serta populasi serangga yang notabene merupakan makanan ikan. Rendahnya keberadaan nutrisi kimia juga menghambat pertumbuhan organisme-organisme tersebut selama beberapa waktu hingga sesuai bagi pertumbuhan. Oleh karena itu, populasi ikan relatif kecil. Di sisi lain, pada danau yang hangat ikan dapat hidup dalam populasi yang sangat besar dimana kompetisi di antara mereka tidak hanya menghambat individu untuk tumbuh besar tetapi juga menghambat perbesaran populasi lebih lanjut. Faktor pembatas dapat diklarifikasikan lebih jauh berdasarkan kepadatan (jumlah individu tiap satuan luas lahan) populasi dan selain kepadatan. Faktor penetu kepadatan ialah semua hal yang 47 meningkatkan intensitas, memiliki efek yang besar atau berdampak pada individu sehingga kepadatan populasi meningkat. Jadi ketersediaan makanan, rumput dan tumbuhan lainnya dapat menjadi faktor pembatas untuk meningkatkan jumlah ternak domestik dalam padang rumput. Semakin tinggi kepadatan hewan ternak, semakin sedikit rumput yang tersedia bagi sapi dan semakin banyak sapi yang menderita kekurangan makanan. Sebaliknya, banjir menyapu seluruh dataran padang rumput merupakan kepadatan yang tidak dipengaruhi faktor pembatas. Banjir akan menyapu bersih semua sapi meskipun di sana terdapat dua atau bahkan ratusan sapi di daerah tersebut. Faktor kepadatan tertentu biasanya menjadi objek penelitian yang sangat diminati karena lebih umum dan operasinya konstan. Faktor-faktor tersebut biasanya menjadi batasan mutlak untuk tumbuh, hal itu menentukan jumlah individu yang mampu didukung kapasitas yang dimiliki daerah tersebut. Terdapat faktor kepadatan tertentu yang menurunkan tingkat kesejahteraan individu dalam populasi yang menentukan jumlah atau kapasitas lingkungan itu sendiri. Pada populasi manusia yang padat banyak tempat di dunia kita dapat menemukan operasi-operasi faktor kepadatan tertentu. 11. Jelaskan bagaimana Hukum Thermodinamika I dan II? Jawab: Hukum thermodinamika I (Hukum kekekalan energi) “ Energi dapat ditransformir dari suatu bentuk ke bentuk lain, tetapi tidak dapat hilang, dihancurkan atau diciptakan”. Radiasi matahari---angin-----kincir angin--------menaikkan air dari dalam tanah (e. panas--------e. kinetik ------- e. potensial) tidak ada benda/energi yang bisa diciptakan atau dimusnahkan dari dunia ini tetap Hukum thermodinamika II “ Proses transformasi sebagian energi selalu terlepas, E yang terlepas tersebut menjadi E panas yang tidak dapat digunakan, maka tidak akan terjadi transformasi energi yang mempunyai efisiensi 100%.” Pada tumbuhan energi cahaya dirubah menjadi energi ikat kimia dalam proses fotosintesis, sedikit dari energi itu dibuang dalam bentuk energi panas yang tidak dapat digunakan lagi. tidak ada di jagat raya ini yang tingkat efisiensinya 100% ada limbah 12. Apa perbedaan antara produktivitas primer dan sekunder, bagaimana cara pengukuran produktivitas primer? Jawab: 1. Produktivitas primer adalah derajat penimbunan energi dalam bentuk substansi organik dengan jalan fotosintesa dan kemosintesa dari produsen Produktivitas primer bruto, yaitu derajat fotosintesa total termasuk materi organik yang dipakai dalam respirasi produsen Produktivitas primer netto, yaitu derajat penimbunan bahan organik dalam tubuh produsen yang merupakan kelebihan bahan organik setelah dikurangi bahan organik yang telah dipakai dalam respirasi. P primer bruto = P primer netto + respirasi Biomass = kg/ha Produktivitas = kg/ha/th 2. Produktivitas sekunder adalah derajat penimbunan energi pada tingkat trofik konsumen dan pengurai. 3. Pengukuran produktivitas primer a. Metode panen Produktivitas tanaman pertanian Produktivitas padang rumput Pohon b. Metode asimilasi CO2 Menggunakan alat penganalisa karbondioksida, pemakaian CO 2 dalam fotosintesa atau kehilangan CO2 pada waktu respirasi di bawah kondisi alami. 48 c. d. Produksi Oksigen Alat penganalisa gas infra merah pada CO2 tidak fleksibel bila digunakan dalam ekosistem perairan, maka digunakan alat pengukur oksigen Cara klorofil Kadar klorofil dalam bermacam-macam ekosistem berlainan dan kadar ini memberikan gambaran tentang produktivitas dalam suatu ekosistem, dasar pemikirannya adalah adanya korelasi antara kadar klorofil dengan derajat fotosintesa. 13. Beda kapasitas asimilasi dengan daya dukung lingkungan? Jawab: Kapasitas asimilasi adalah kemampuan dari lingkungan untuk membersihkan diri (mentralisir) dari pencemar yang ada Daya dukung adalah kemampuan untuk menampung makhluk hidup yang tetap dalam kondisi menyenangkan. 14. Jelaskan terjadinya eutrofikasi suatu danau? Jawab: Kegiatan dalam bidang pertanian, secara langsung maupun tidak langsung dapat menyebabkan kualitas perairan danau menjadi menurun. Hal ini disebabkan karena residu dari penggunaan pupuk akan mengalir ke badan air danau. Akibatnya, terjadi limpasan ke perairan danau sehingga danau menjadi kaya akan nutrisi (N dan P). N dan P menyebabkan pengkayaan bahan organik yang merupakan substansi dasar bagi fotosintesis. Dengan tersedianya nutrien yang berlebih, maka pertumbuhan alga meledak (blooming) di perairan tersebut, sehingga terjadi kompetisi dalam memperoleh oksigen dengan ikan. Kesuburan perairan danau secara alamiah umumnya disebabkan pengkayaan oleh unsur hara yang dibawa oleh aliran sungai dari hasil pencucian lapisan tanah permukaan dan limbah organik dari kegiatan pertanian. Setiana (1996) menyatakan bahwa proses masuknya hara ke badan perairan dapat melalui dua cara yaitu: (1) penapisan air drainase lewat pelepasan hara tanaman terlarut dari tanah; dan (2) lewat erosi permukaan tanah atau gerakan dari partikel tanah halus masuk ke sistem drainase. Proses terjadinya pengkayaan perairan danau oleh unsur hara berlangsung dalam waktu yang cukup lama, namun proses tersebut dapat dipercepat oleh berbagai aktivitas penduduk di sekitar perairan danau. Peningkatan jumlah penduduk yang semakin tinggi di sekitar perairan danau, dapat mengganggu keseimbangan lingkungan perairan. Hal ini akan memberikan kontribusi pada laju penambahan zat hara dan limbah organik lainnya yang masuk ke badan air. Jumlah unsur hara yang masuk ke badan perairan biasanya lebih besar dari pemanfaatan unsur hara tersebut oleh biota perairan, sehingga akan terjadi penyuburan yang berlebihan (Ahl, 1980). Menurut Goldmen and Horne (1983), eutrofikasi perairan danau dapat terjadi secara cultural eutrophication (kultural) maupun secara natural eutrophication (alami). Eutrofikasi kultural disebabkan karena terjadinya proses peningkatan unsur hara di perairan oleh aktivitas manusia, sedangkan pada eutrofikasi alami terjadi peningkatan unsur hara bukan karena aktivitas manusia melainkan oleh aktivitas alami. Gejala eutrofikasi di perairan danau biasanya ditunjukkan dengan melimpahnya konsentrasi unsur hara dan perubahan parameter kimia seperti oksigen terlarut (OT), kandungan klorofil-a dan turbiditas serta produktivitas primer. Hal ini menyebabkan terjadinya peningkatan konsentrasi biomassa di bagian epilimnion danau dan tingginya laju pengendapan alga ke bagian dalam kolom air, sehingga menjadikan kondisi anaerobik pada daerah hipolimnion (Gather and Imboden, 1985). Hal senada dikemukakan oleh Agustiyani (2004), meningkatnya unsur hara di danau akan meningkatkan biomassa jenis organisme primer tetapi akan menurunkan jenis konsumer. Hal ini mengakibatkan melimpahnya salah satu jenis saja dan mengurangi varietas dan kualitas. Salah satu 49 contohnya adalah melimpahnya alga yang biasa didominasi oleh blue green algae (alga biru-hijau) dan berkembangnya gulma air. Fenomena eutrofikasi juga berdampak terhadap meningkatnya jumlah kematian ikan dan sulitnya pengolahan air untuk air minum. Hal ini disebabkan karena disekresikannya toksin hasil metabolisme alga yang dapat menyebabkan kematian bagi hewan. Kondisi ini pernah terjadi di daerah sub-tropis pada alga jenis Mycrocystis sp yang menghasilkan endotoksin dan eksotoksin yang hasil sekresinya disebut dengan Mycrosystin, dapat menyerang syaraf dan hati, sehingga dapat mengakibatkan kematian bagi hewan-hewan ternak (Kemka et al., 2006). Henderson-Seller and Markland (1987) mengemukakan bahwa ada enam indikator utama yang dapat dipakai untuk mendeteksi terjadinya eutrofikasi di suatu perairan danau yakni : 1) menurunnya konsentrasi oksigen terlarut di zone hipolimnotik, 2) meningkatnya konsentrasi unsur hara, 3) menigkatnya padatan tersuspensi, terutama bahan organik, 4) bergantinya populasi fitoplankton yang dominan dari kelompok diatome menjadi chlorophyceae, 5) meningkatnya konsentrasi fosfat, dan 6) menurunnya penetrasi cahaya (meningkatnya kekeruhan). Fosfor merupakan komponen biokimia sebagai pengubah energi di dalam sel dan terdapat dalam bentuk adenosin fosfat, yang sangat diperlukan dalam kehidupan sel. Kekurangan fosfor akan menghambat metabolisme secara keseluruhan, sehingga menyebabkan penurunan pertumbuhan biomassa. Hal ini senada dengan pernyataan Beveridge (1996) yang menyatakan bahwa unsur fosfor merupakan unsur utama yang diperlukan oleh semua ikan untuk pertumbuhan normal, pembentukan tulang, mengatur regulasi asam-basa dan metabolisme lipid dan karbohidrat. Sementara itu, nitrogen adalah merupakan bagian dari struktur protein dan asam amino yang penting untuk kehidupan. Menurut Goldman & Horne (1983) dan Sastrawijaya (2000), fosfor dan nitrogen merupakan unsur pembatas dalam proses eutrofikasi. Bila rasio N dan P > 12, maka sebagai faktor pembatas adalah P, sedangkan rasio N dan P < 7 sebagai pembatas adalah N. Rasio N dan P yang berada antara 7 dan 12 menandakan bahwa N dan P bukan sebagai faktor pembatas (non-limiting factor). Ryding & Rast (1989) menyatakan bahwa perairan termasuk dalam klasifikasi eutrofik bila kandungan total N di perairan sebesar 0,393–6,100 mg/l dan bila > 6,100 mg/l perairan termasuk dalam klasifikasi hipertrofik. Dampak negatif lain dari eutrofikasi adalah meningkatnya jumlah alga yang mati dan tenggelam ke dasar perairan. Alga tersebut akan diuraikan oleh bakteri, mereduksi kandungan oksigen di dasar perairan, dapat mencapai ke tingkat yang sangat rendah untuk mendukung kehidupan organisme, sehingga menyebabkan kematian ikan. OECD (1982), menyatakan bahwa dampak dari eutrofikasi yang paling sensitif bagi masyarakat adalah yang berkaitan dengan fungsi danau sebagai tempat rekreasi dan wisata air. Aspek-aspek seperti menurunnya transparansi, warna, rasa dan bau, serta meningkatnya penyakit kulit sangat mengurangi daya tarik dan nilai estetika dari obyek wisata tersebut. 15. Apakah perbedaan antara homeostatis dan osmoregulasi? Jawab: Homeostatis adalah keadaan yang menunjukkan bahwa sistem tersebut mempunyai kecenderungan melawan perubahan dan memelihara keseimbangan. Homeostasis adalah segala sesuatu yang ada (dimiliki oleh) di suatu ekosistem yang memungkinkan mahluk hidup atau organisme melakukan proses adaptasi dan readaptasi agar selalu berada dalam kesetimbangan ekosistem pada tekanan eksternal yang selalu berubahubah. Homeostasis suatu keadaan dimana kondisi lingkungan dapat dipertahankan tetap konstan/ stabil sekalipun ada tekanan-tekanan dari luar yang berpotensi mengubah tatanan ekosistem. Kekuatan itu tidak memengaruhi kualitas pertukaran dalam ekosistem : (1) kualitas mutuality (kerjasama), (2) kualitas symbiosis (ko-eksistensi – hidup saling berdampingan), dan (3) kualitas feedback mechanism (saling topang-menopang diantara organisme) yang berlangsung dalam suatu ekosistem 50 Osmoregulasi adalah pengaturan tekanan osmotik di dalam tubuh untuk menstabilkan aktivitas metabolisme. 16. Apa yang dimaksud dengan rantai makanan? Jawab: Di alam ini, setiap organisme hidup selalu membutuhkan organisme lain dan lingkungan hidupnya. Hubungan yang terjadi antara individu dengan lingkungannya sangat kompleks, bersifat saling mempengaruhi atau timbal balik. Hubungan timbal balik antara unsur-unsur hayati dengan non hayati membentuk sistem ekologi yang disebut ekosistem. Di dalam ekosistem terjadi rantai makanan, aliran energi, dan siklus biogeokimia. Rantai makanan adalah pengalihan energi dari sumbernya yaitu tumbuhan melalui sederetan organisme melalui proses makan dan memakan. Para ilmuwan ekologi mengenal tiga macam rantai pokok, yaitu rantai pemangsa, rantai parasit, dan rantai saprofit. a. Rantai Pemangsa Dalam rantai pemangsa, tumbuhan hijau sebagai produsen menempati titik awal sebelum rangkaian proses makan memakan dimulai. Rantai pemangsa dimulai dari hewan yang bersifat herbivora sebagai konsumen I, dilanjutkan dengan hewan karnivora yang memangsa herbivora sebagai konsumen ke-2 dan berakhir pada hewan pemangsa karnivora maupun herbivora sebagai konsumen ke-3. b. Rantai Parasit Rantai parasit dimulai dari organisme besar hingga organisme yang hidup sebagai parasit. Contoh organisme parasit antara lain cacing, bakteri, dan benalu. c. Rantai Saprofit Rantai saprofit dimulai dari organisme mati ke jasad pengurai. Misalnya jamur dan bakteri. Rantai-rantai di atas tidak berdiri sendiri tapi saling berkaitan satu dengan lainnya sehingga membentuk jaring-jaring makanan. Salah satu cara suatu komunitas berinteraksi adalah dengan peristiwa makan memakan, sehingga terjadi pemindahan energi, elemen kimia, dan komponen lain dari satu bentuk ke bentuk lain di sepanjang rantai makanan. Organisme dalam kelompok ekologis yang terlibat dalam rantai makanan digolongkan dalam tingkat-tingkat trofik. Tingkat trofik tersusun dari seluruh organisme pada rantai makanan yang bernomor sama dalam tingkat memakan. Sumber asal energi adalah matahari. Tumbuhan yang menghasilkan gula lewat proses fotosintesis hanya memakai energi matahari dan C02 dari udara. Oleh karena itu, tumbuhan tersebut digolongkan dalam tingkat trofik pertama. Hewan herbivora atau organisme yang memakan tumbuhan termasuk anggota tingkat trofik kedua. Karnivora yang secara langsung memakan herbivora termasuk tingkat trofik ketiga, sedangkan karnivora yang memakan karnivora di tingkat trofik tiga termasuk dalam anggota iingkat trofik keempat. 17. Apa yang dimaksud dengan piramida ekologi? Jawab: Struktur trofik pada ekosistem dapat disajikan dalam bentuk piramida ekologi. Ada 3 jenis piramida ekologi, yaitu piramida jumlah, piramida biomassa, dan piramida energi. a. Piramida Jumlah Organisme dengan tingkat trofik masing - masing dapat disajikan dalam piramida jumlah, seperti kita organisme di tingkat trofik pertama biasanya paling melimpah, sedangkan organisme di tingkat trofik kedua, ketiga, dan selanjutnya makin berkurang. Dapat dikatakan bahwa pada kebanyakan komunitas normal, jumlah tumbuhan selalu lebih banyak daripada organisme herbivora. Demikian pula jumlah herbivora selalu lebih banyak daripada jumlah karnivora tingkat 1. Karnivora tingkat 1 juga selalu lebih banyak daripada karnivora tingkat 2 (dua). b. Piramida Biomassa Seringkali piramida jumlah yang sederhana kurang membantu dalam memperagakan aliran energi dalam ekosistem. Penggambaran yang lebih realistik dapat disajikan dengan piramida biomassa. Biomassa adalah ukuran berat materi hidup di waktu tertentu. Untuk mengukur 51 biomassa di tiap tingkat trofik maka rata-rata berat organisme di tiap tingkat harus diukur kemudian barulah jumlah organisme di tiap tingkat diperkirakan. Piramida biomassa berfungsi menggambarkan perpaduan massa seluruh organisme di habitat tertentu, dan diukur dalam gram. Untuk menghindari kerusakan habitat maka biasanya hanya diambil sedikit sampel dan diukur, kemudian total seluruh biomassa dihitung. Dengan pengukuran seperti ini akan didapat informasi yang lebih akurat tentang apa yang terjadi pada ekosistem. c. Piramida energi Seringkali piramida biomassa tidak selalu memberi informasi yang kita butuhkan tentang ekosistem tertentu. Lain dengan Piramida energi yang dibuat berdasarkan observasi yang dilakukan dalam waktu yang lama. Piramida energi mampu memberikan gambaran paling akurat tentang aliran energi dalam ekosistem. Pada piramida energi terjadi penurunan sejumlah energi berturut-turut yang tersedia di tiap tingkat trofik. Berkurangnya energi yang terjadi di setiap trofik terjadi karena hal-hal berikut. Tidak semua makanan dapat dimakan oleh kelompok tingkat trofik selanjutnya. Beberapa makanan yang dimakan tidak bisa dicerna dengan sempurna, sehingga dan dikeluarkan sebagai sampah. Hanya sebagian dari total makanan yang dicerna menjadi bagian tubuh suatu organisme, sedangkan sisanya digunakan sebagai sumber energi. 18. Apa yang dimaksud dengan daur biogeokimia? Jawab: Biogeokimia adalah pertukaran atau perubahan yang terus menerus antara komponen biosfer yang hidup dengan tak hidup. Daur biogeokimia adalah daur ulang air dan unsur-unsur kimia yang melibatkan mahkluk hidup dan batuan. Fungsi daur biogeokimia adalah sebagai siklus materi yang mengembalikan semua unsur-unsur kimia yang sudah terpakai oleh semua elemen yang ada di bumi, baik biotik maupun abiotik, sehingga kelangsungan bumi dapat terjaga. 19. Salah satu contoh rantai makanan. Jawab: Contoh sederhana ialah rantai makanan di padang rumput, rantai dari semak-semak menuju sapi kemudian singa gunung. Semak-semak adalah tumbuhan hijau yang disebut produsen. 52 Terdapat pada dasar dari rantai makanan atau disebut level energi terendah sapi memakan semaksemak sebagai herbivora atau pada level konsumen primer.singa gunung memakan sapi terdapat pada level konsumen sekunder atau karnivora. Praktis, semak-semak harus berjumlah lebih banyak dari sapi. Jika sapi didukung sepenuhnya oleh tumbuhan hijau tersebut,pastilah jumlah sapi akan lebih banyak dari pada singa gunung. Meskipun rantai makanan ini diteliti secara spesifik, kebanyakan hubungan makan-memakan di antara spesies dalam ekosistem sangatlah kompleks. Dalam sistem alam, rantai makana terjalin menjadi hubungan makan-memakan yang komplek. Jika contoh sederhana yang diberikan berkembang, akan terlihat bahwa sapi tidak hanya makan semak-semak, beberapa daun, pohon, rumput, dan tumbuhan herba yang tidak hanya mendukung sapi, tetapi juga mamalia lainnya (contohnya beberapa jenis tikus), burung, sebagian besar serangga, dan hewan bertulang belakang lainnya, juga mikroorganisme. Sapi jarang terbebas dari parasit baik dari luar maupun dalam yang tidak langsung berasal dari umbuhan hijau yang dimakan oleh sapi –cacing tanah, cacing pipih, bakteri, protozoa, kutu, caplak, dan lainnya. Anjing hutan dan kucing liar juga dapat bertindak seperti singa gunung, membunuh dan memakan sapi. Tumbuhan hijau, sapi, dan singa yang telah mati menyediakan makanan bagi sebagian besar larva, bakteri, protozoa, burung pemakan bangkai, mamalia pemakan bangkai, dan semua organisme yang memperoleh substansidari tumbuhan atau hewan yang telah mati, dan mengembalikannya dalam bentuk molekul kimia kedalam tanah, sehingga akhirnya memasuki generasi baru dari tumbuhan dan hewan. Meskipun terdapat sesuatu kompleksitas yang amat besar dari jaring-jaring makanan di alam, jumlah lapisan dalam piramida biotik atau hubungan dalam rantai makanan tetaplah terbatas dalam kaitannya dengan hukum termodinamika II. Kehilangan energi pada tiap lapisannya menjadikan piramida biotic tetap rendah dan rantai makanan pendek. Akan tetapi, tidak ada predator yang menyerang singa gunung. Pengeluaran energi mencakup penangkapan dan konsumsi makhlukmakhluk langka ini tentu saja akan lebih banyak energi yang harus didapat. Dalam ekosistem air, rantai makanan umumnya lebih panjang dari pada di darat terdapat lapisan ikan pemangsa pada herbivora, namun dalam system kompleks ini transfer energi yang tidak efisien mencegah pemanjangan rantai makanan. Manusia sebagai karnivor, menempatiurutan teratas dari piramida biotic dan merupakan akhir dari jejaring makanan. Namun, manusia dapat pula bertindak sebagai herbivora dan otomatis turun ke tingkatan yang lebih rendah dan memperpendek rantai makanan. Di beberapa daerah dimana jumlah manusianya besar dan lahan produktif yang tersedia terbatas, manusia tidak akan memperoleh keuntungan jika bertindak sebagai karnivora dan memperoleh kerugian akibat pembuanan energi yang mencakup konversi protein nabati menjadi daging sapi atau domba. Di beberapa lahan ia harus memakan tumbuhan secara langsung agar jumlahnya tetap terjaga. Mungkin akan lebih penting bagi manusia daripada pembatasan yang dibebankan oleh hukum kedua termodinamika, yaitu peranan hidup dalam menyimpan energi. Energi cahaya matahari yang menyinari permukaan batuan dan tanah hilang dengan cepat. Sebagian besar dipantulkan kembali ke udara, sebagian lainnya memberi panas secara kontinyu pada batuan dan tanah namun diradiasikan kembali oleh atmosfir. Sebelum adanya kehidupan di bumi, sejumlah energi yang diterima dari matahari diradiasikan atau dipantulkan kembali ke angkasa dalam jumlah yang sama. Setelah adanya kehidupan, jumlah energi yang dipantulkan semakin berkurang. Ketika tumbuhan 53 hijau mulai tumbuh di permukaan bumi, laju kehilangan energi terbilang lambat. Energi cahaya matahari dipancarkan pada makhluk hidup dalam bentuk terkonsentrasi dan ditransfer melalui rantai makanan dari satu spesies ke spesies lainnya. Kemajuan dari komunitas biotik kompleks menjadikan sistem hidup sedemikian maju dan membuat bertambahanya konsumsi energi. Manusia telah tergantung pada penyimpanan energi ini. Ketika ia mengonsumsi daging, ia memperoleh energi yang tersimpan dari tumbuhan beberapa waktu yang lalu. Jika manusia menggunakan kayu bakar sebagai bahan bakar, ia memperoleh akumulasi energi yang tersimpan dalam kayu selama beberapa abad lalu. Manusia membakar batu bara dan minyak bumi, artinya ia memperoleh energi cahaya matahari yang tersimpan dari kehidupan renik jutaan tahun lalu. Manusia belum mampu menyimpan energi dalam jumlah yang signifikan tanpa memanfaatkan proses-proses hidup dari tumbuhan dan hewan. Ketika komunitas hidup diluluh lantakkan hingga lahan menjadi gundul, energi terbuang percuma dan tidak tersedia energi bagi kehidupan manusia selanjutnya. 20. Apa yang diketahui tentang Polusi? Jawab: 2 tipe polutan: polutan primer dan polutan sekunder Karakteristik polusi 1. Sumber polutan 2. Polutan 3. Medium transport 4. Target Polutan dapat diklasifikasikan - sumber - media yang dipengaruhi - bentuk polutan Contoh dampak pembangunan yang tidak berkelanjutan dari sisi limbah industri, limbah domestic Untuk limbah industri harus bercerita sampai dengan dampak ke manusia Untuk limbah domestic harus bercerita sampai dengan dampak ke makhluk hidup sesuaikan dengan ecological risk assessment. Mulai keluarnya pencemar dari sumber, Contoh keramba jaring apung yang menggunakan system pompa Pemberian pakannya 2:1 sehingga terjadi sisa pakan, tidak bisa diuraikan semua, sehingga banyak yang tersisa, yang tersisa ini akan terurai menjadi NH3 dalam kondisi anaerob, dimakan oleh fitoplankton, fitoplankton blooming bermetabolisme sehingga mengeluarkan CO 2, sementara O2 yang ada menjadi rebutan antara ikan dan fitoplankton. Sehingga ikan kalah Ikan mati terjadi karena Oksigen terlarut dipakai untuk mendekomposisi bahan-bahan organik sehingga terjadi hipoksia pada ikan (kekurangan oksigen). JIka kondisi parah, tdk ada upaya untuk mengatasi hal tersebut, akan terjadi anoksia, DO tidak memungkinkan ujntuk mendukung kehidupan ikan. Ketika musim hujan, ikan sedikit ditangkap karena planktonnya tidak ada. Pada musim hujan, suhu lebih rendah, sehingga terjadi upwelling akibat perubahan tekanan menyebabkan massa air bersama zat toksik yang berada di bawah berpindah ke atas (upwelling) sehingga menyebabkan ikan teracuni.