Ekologi pada mulanya diaplikasikan dalam kehidupan sehari-hari oleh manusia sejak pertama kali dia hidup didunia. Namun, munculnya istilah ekologi berdasarkan prakarsa biolog Jerman yang memperkenalkan istilah ekologi adalah Ernest Haeckel (1834 – 1919) pada tahun 1860. Istilah ini berasal dari bahasa Yunani, yaitu “oikos” yang berarti rumah, tempat tinggal, habitat dan “logos” yang berarti ilmu. Secara harfiah ekologi adalah ilmu tentang mahkluk hidup dalam rumahnya, atau dapat diartikan juga sebagai ilmu tentang rumah tangga mahluk hidup. Banyak yeng mendifinisikan ekologi, menurut Kendeiihgh (1980) ekologi adalah ilmu yang mempelajari hubungan timbal balik antara organisme yang satu dengan yang lainnya. Di dalam Webmaster Unabridged Dictionary, ekologi disebut sebagai totalitas atau pola hubungan antara organisme-organisme dengan lingkungannya. Lingkungan di sini adalah gabungan dari komponen fisik maupun hayati yang berpengaruh terhadap kehidupan organisme.Menuru Miller (1975), ekologi adalah ilmu mengenai hubungan timbal balik antara organisme dan sesamanya serta dengan lingkungan tempat tinggalnya dan menurut Odum, (1971) ekologi adalah suatu studi yang mempelajari struktur dan fungsi ekosistem. Struktur di sini menunjukan suatu keadaan atau susunan dari sistem ekologi pada waktu dan tempat tertentu. Keadaan itu termasuk kepadatan/kerapatan, biomassa, penyebaran potensi unsur-unsur hara, energi, faktor-faktor fisik dan kimia lainnya yang menberi karakteristik kondisi sistem tersebut yang kadang-kadang mengalami perubahan. Sedangkan fungsinya menggambarkan peran setiap komponen yang ada dalam sistem ekologi atau ekosistem. Jadi pokok utama ekologi adalah mencari pengertian bagaimana fungsi organisme di alam.
Ekologi berkaitan dengan berbagai ilmu pengetahuan yang relevan dengan kehidupan (peradaban) manusia, seorang yang belajar ekologi sebenarnya bertanya tentang berbagai hal berikut : bagaimana alam bekerja, bagaimana proses adaptasi dapat berlangsung, apa yang diperlukan oelh organisme dan apa pula yang dihasilkannya, bagaimana mereka berinteraksi dengan spesies lainnya, dan bagaimana individu-individu dalam spesies diatur sebagai populasi serta bagaimana pula eksotisme yang dimuculkan.
Komponen-komponen yang ada di dalam lingkungan hidup meliputi komponen abiotik dan biotik yang merupakan satu kesatuan yang tidak dapat dipisahkan dan membentuk suatu sistem kehidupan yang disebut ekosistem. Suatu ekosistem akan menjamin keberlangsungan kehidupan apabila lingkungan itu dapat mencukupi kebutuhan minimum dari kebutuhan organisme. Maka keberadaan komponen-komponen tersebut ada yang senatiasa tersedia dan ada yang terbatas. Seperti populasi beberapa jenis flora ataupun fauna (biotik) yang akhir-akhir ini punah dan sinar udara (abiotik) yang senantiasa tersedia.
Keterbatasan Ekologi
Planet bumi yang menjadi tempat tinggal makhluk hidup untuk tumbuh dan berkembang biak memiliki keterbatasan-keterbatasan dalam mencukupi kebutuhan-kebutuhan hidupnya. Dalam perkembanganya pada organisme mengalami seleksi alam, misalnya telur ikan yang beribu-ribu itu dari induknya, yang dapat hidup terus hingga dewasa hanya beberapa ekor saja.
Skema representasi dari angka kematian ikan laut. Hanya beberapa ikan yang bertahan hingga dewasa dari ribuan telur. Begitu juga tiram, binatang laut ini dapat menghasilkan 500 milion telur sekali bertelur. Jika semua telur-telur itu berkembang menjadi tiram-tiram dewasa dan semua keturunannya hidup, maka sesudah generasi keempat kita dapat menemukan tumpukan tiram-tiram seluas bumi selama 8 tahun. Demikian pula tumbuhan mempunyai kemampuan berkembang biak secara cepat jika spora-spora atau biji-biji yang disebarkan tumbuh semua menjadi dewasa, maka populasi tumbuhan akan naik luar biasa. Demikianlah seleksi alam selalu terjadi.
Semua hewan dan tumbuhan cenderung untuk tumbuh bereproduksi dan mati, sampai dikurangi oleh pengaruh lingkungan, faktor yang mula-mula menghentikan pertumbuhan dan penyebaran dari organisme disebut faktor pembatas. Hal ini terjadi pada makhluk hidup, sedangkan pada lingkungan hidup secara luas mempunyai keterbatasan. Lahan pertanian yang tadinya subur karena diolah terus menerus, maka kesuburannya menjadi berkurang. Apabila pada lahan tersebut penduduknya bertambah, maka “beban”nya menjadi bertambah pula karena dipacu untuk memproduksi melebihi kapasitasnya dengan cara diberi pupuk dan sebagainya. Sebagai akibat dari hal tersebut maka lahan itu mengalami penurunan kemampuan produksi ataupun yang disebut dengan deteriorasi lingkungan. Kondisi lingkungan yang dalam keadaan produktifitasnya optimal dan seimbang secara ekologi dikatakan dalam kodisi homeostatis. Deteriorasi lingkungan salah satunya ditandai oleh pemulihan produktifitas yang berjalan lambat.
Sebagai contoh digambarkan oleh Hagget (1983) pada petani sistem ladang berpindah yang tanah kurang subur dan daerahnya luas dengan penduduk jarang. Pada gambar 1 dan 2 berikut dijelaskan hubungan tingkat kesuburan tanah dengan waktu.
Apabila jumlah penduduk bertambah banyak, maka waktu pemulihan kesuburan lahan menjadi pendek sehingga kesuburannya belum pulih lahan mulai ditanami lagi. Sebagai akibatnya maka kesuburannya akan semakin merosot. Hal ini juga terjadi pada lahan daerah yang seharusnya kemampuan ditanami padi 1 tahun sekali dipacu untuk panen sattu tahun menjadi dua kali dengan berbagai cara akibatnya kesuburan lahan cepat menurun.Upaya pelesterian lingkungan hidup sangat penting untuk dilakukan. Pembangunan yang dilaksanakan oleh pemerintah dan seluruh lapisan masyarakat bertujuan untuk meningkatkan taraf hidup dan kesejahteraan masyarakatnya. Dalam proses pembangunan itu tentu akan mempengaruhi dan dipengaruhi oleh lingkungan hidup.
Pembangunan tidak saja mendatangkan manfaat, tatapi juga membawa resiko kerusakan lingkungan. Kita melihat di sekitar kita misalnya hutan diubah menjadi lahan sawah untuk memproduksi bahan makanan, dengan perubahan lahan hutan menjadi lahan sawah ini akan menggangu keseimbangan ekologi. Sungai kita bendung untuk mendapatkan manfaat listrik, bertambahnya saluran irigasi, dan terkendalinya banjir. Resikonya ialah tergusurnya kampung dan sawah penduduk setempat, dan punahnya jenis hewan dan tumbuhan tertentu. Kayu di hutan kita tebang, devisa dari ekspor kayu kita dapatkan, sebaliknya kita menghadapi resiko kepunahan hewan dan tumbuhan, bertambahnya erosi tanah, rusaknya tata air, dan terjadinya hutan alang-alang. Sarana transportasi kita tambah, hubungan satu tempat ke tempat lain menjadi mudah, tetapi resikonya pencemaran udara dan kebisingan, serta kecelakaan lalu lintas.
Seperti contoh pada gambar di atas, gambar waduk menggusur petani yang hidup di lembah sungai yang dibendung. Sementara itu manfaat listrik masih banyak melampaui mereka dan belum menciptakan lapangan pekerjaan bagi mereka .Akibatnya tekanan penduduk terhadap lahan meningkat. Hutan rusak, erosi dan pedangkalan waduk dipercepat.
Komunitas, Niche dan Suksesi
Komunitas adalah kumpulan populasi organisme yang hidup secara bersama di dalam suatu lingkungan. Contoh, Serigala, rusa, berang-berang, pohon cemara dan pohon birch adalah beberapa populasi yang membentuk komunitas hutan. Ekologi mempelajari peranan masing-masing spesies yang berbeda di dalam komunitas mereka. Mereka juga mempelajari tipe komunitas lain dan bagaimana mereka berubah. Beberapa komunitas seperti hutan yang terisolasi atau padang rumput dapat diidentifikasi secara mudah, sementara yang lainnya sangat sulit untuk dipastikan berdasarkan metode-metode ilmiah.
Sebuah komunitas tumbuh-tumbuhan dan binatang yang mencakup wilayah yang sangat luas disebut biome. Batas-batas biome yang berbeda pada umumnya ditentukan oleh iklim. Biome yang utama termasuk diantaranya padang pasir, hutan, tundra, dan beberapa tipe biome air
Peran suatu spesies di dalam komunitasnya disebut peran ekologi (niche). Sebuah peran ekologi terdiri dari cara-cara sebuah spesies berinteraksi di dalam lingkungannya, termasuk diantaranya faktor-faktor tertentu seperti apa yang dimakan atau apa yang digunakan untuk energi, predator yang memangsa, jumlah panas, cahaya atau kelembaban udara yang dibutuhkan, dan kondisi dimana dapat direproduksi.
Banyak ekolog memiliki catatan yang panjang tentang beberapa spesies yang menempati peran ekologi tinggi tertentu dalam komunitas tertentu.Berbagai penjelasan banyak yang diusulkan untuk hal ini. Beberapa ahli ekologi merasa bahwa hal ini disebabkan karena kompetisi jika dua spesies mencoba untuk mengisi peran ekologi “niche” yang sama, selanjutnya kompetisi untuk membatasi berbagai sumber daya akan menekan salah satu spesies keluar. Ahli lainnya berpendapat bahwa sebuah spesies yang menempati peran ekologi yang tinggi, melakukannya karena tuntutan fisik yang keras tentang peran tertentu tersebut di dalam komunitas. Dengan kata lain hanya satu spesies yang menempati peran ekologi “niche” bukan karena memenangkan kompetisi dengan spesies lainnya, tetapi karena hanya satu-satunya anggota komunitas yang memiliki kemampuan fisik memainkan peran tersebut.
Perubahan komunitas yang terjadi disebut suksesi ekologi. Proses yang terjadi berupa urutan-urutan yang lambat, pada umumnya perubahannya dapat diramalkan yakni dalam hal jumlah dan jenis mahkluk organisme yang ada di suatu tempat . Perbedaan intensitas sinar matahari, perlindungan dari angin, dan perubahan tanah dapat merubah jenis-jenis organisme yang hidup di suatu wilayah. Perubahan-perubahan ini dapat juga merubah populasi yang membentuk komunitas. Selanjutnya karena jumlah dan jenis spesies berubah, maka karakteristik fisik dan kimia dari wilayah mengalami perubahan lebih lanjut. Wilayah tersebut bisa mencapai kondisi yang relatip stabil atau disebut komunitas klimaks, yang bisa berakhir hingga ratusan bahkan ribuan tahun.
Para ahli ekologi membedakan dua tipe suksesi yakni primer dan sekunder. Di dalam suksesi primer organisme mulai menempati wilayah baru yang belum ada kehidupan seperti sebuah pulau baru yang terbentuk karena letusan gunung berapi. Sebagai contoh anak Krakatau yang terbentuk sejak 1928 kini telah dihuni oleh puluhan spesies.
Suksesi sekunder terjadi setelah komunitas yang ada menderita gangguan yang besar sebagai contoh sebuah komunitas klimaks (stabil) hancur karena terjadinya kebakaran hutan. Komunitas padang rumput dan bunga liar akan tumbuh pertama kali. Selanjutnya diikuti oleh tumbuhan semak-semak. Terakhir pohon-pohonan baru muncul kembali dan wilayah tersebut akan kembali menjadi hutan hingga gangguan muncul kembali. Dengan demikian kekuatan-kekuatan alam yang terakhir menyebabkan terjadinya komunitas klimaks (stabil). Sebagai tambahan para ahli ekologi memandang kebakaran dan gangguan alam besar lainnya sebagai hal yang dapat diterima dan tetap diharapkan.
hafizhpanduwiratama 