BAB I
PENDAHULUAN
Hampir setiap bagian dari anatomi burung yang khas termodifikasi dalam beberapa hal untuk meningkatkan kemampuan terbang. Tulang-tulang burung memiliki struktur internal yang menyerupai sarang lebah, yang membuat mereka kuat namun ringan. Adaptasi lain yang mengurangi berat burung adalah tidak adanya beberapa organ, misalnya :
1. Pada burung betina yang hanya memiliki satu ovarium.
2. Selain itu burung modern juga tidak bergigi, suatu adaptasi yang mengurangi bobot kepala.
3. Adaptasi lainnya seperti Makanan yang tidak dikunyah dalam mulut tetapi digerus di dalam empedal (organ pencernaan yang terletak dekat lambung).
4. Paruh burung yang terbuat dari keratin, terbukti sangat adaptif selama evolusi burung dan terdapat dalam beragam bentukyang sesuai dengan jenis makanan yang berbeda-beda.
Saat terbang burung memerlukan banyak sekali pengeluaran energi dari metabolisme aktif. Burung merupakan hewan endodermik yang menggunakan panas metabolismenya sendiri untuk mempertahankan suhu tubuh yang hangat dan konstan. Bulu dan lapisan lemak pada beberapa spesies memberikan penyekatan yang memungkinkan unggas untuk mempertahankan panas yang dihasilkan dari metabolisme tersebut.
Sistem pernafasan yang efisien dan sebuah sistem peredaran darah dengan sebuah jantung empat-ruang menjaga agar jaringan tetap mendapat suplai oksigen dan zat-zat makanan yang mencukupi, sehingga mendukung laju metabolisme yang kuat. Paru-paru yang efisien memiliki pipa halus yang menuju ke dan dari kantung udara elastis yang membantu membuang panas dan mengurangi kerapatan tubuh.
Untuk penerbangan yang aman, dibutuhkan alat indera yang tajam untuk penglihatan. Burung memiliki mata yang sangat bagus, mungkin yang terbaik diantara semua vertebrata.
Secara proporsional, otak burung lebih besar dibandingkan dengan otak reptile dan amfibi, burung umumnya memperlihatkan perilaku yang sangat kompleks. Tingkah laku burung umumnya sangat rumit selama musim kawin. Karena telur sudah bercangkang saat dikeluarkan, fertilisasi harus terjadi secara internal. Kopulasi melibatkan kontak antara lubang pasangan kawin tersebut, yaitu lubang bukaan kloakanya masing-masing. Setelah telur diletakkan, embrio burung harus dipertahankan dan dijaga supaya tetap hangat dengan di erami oleh induk betina, induk jantan, atau keduanya, bergantung pada spesies.
Adaptasi burung yang paling jelas untuk terbang adalah sayap. Sayap burung merupakan Airfoil yang menggambarkan prinsip aerodinamika yang sama seperti sayap pesawat terbang. Untuk menyediakan kekuatan untuk terbang, burung mengepakkan sayapnya dengan cara kontraksi otot pectoral (dada) besar yang ditambatkanke suatu taju (keel) pada tulang dada. Beberapa burung, seperti burung rajawali dan elang, memiliki sayap yang diadaptasikan untuk meluncur hanya dengan bantuan aliran udara maupun tiupan angin dan hanya sekali mengepakkan sayapnya. Burung lain seperti burung kolibri, harus mengepakkan sayapnya terus menerus untuk mempertahankan dirinya tetap melayang di udara. Pada kedua kasus tersebut, bentuk dan pengaturan bulu itulah yang membentuk sayap menjadi suatu airfoil.
BAB II
AVES (UNGGAS)
A. KLASIFIKASI
Kerajaan : Animalia
Filum : Chordata
Subfilum : Vertebrata
Kelas : Aves
Pembagian Kelas Aves
Kelas aves terbagi dalam begitu banyak bangsa (ordo) yang dikenal baik karakteristiknya. Berikut ini hanya dikemukakan karakteristik pada tingkat sub-kelas.
1. Sub-kelas Archaeornithes (Burung Bengkarung)
Burung-burung bergigi, telah punah. Hidup dalam priode Jurassik. Metakarpal terpisah. Tidak ada pigostil. Vertebra kaudal masing-masing dengan bulu-bulu berpasangan.
Contoh: Archaeopterygiformes:
Archaeopteryx sp. Fosilnya terdapat di Jerman
2. Sub-kelas Neornithes
Ada yang telah punah, tetapi ada yang termasuk burung modern. Bergigi atau tidak bergigi. Metakarpal bersatu. Vertebra kaudal tidak ada yang mempunyai bulu berpasangan. Kebanyakan mempunyai pigostil. Sternum ada yang berlunas, ada pula yang rata. Mulai ada sejak zaman kretaseus.
a. Odontogenathae. Contoh: hesperornis dan Ichthyornis, keduanya telah punah. Bergigi. Ditemukan di Amerika Serikat.
b. Palaeogenathae. Burung berjalan atau sedikit saja terbang. Tulang stertum tidak berlunas. Semua dengan tulang vomer yang membentuk jembatan pada tulang langit-langit. Tidak ada gigi, vertebra kaudal bebas, tulang karakoid dan skapula kecil. Macam-macam ordo Palaeogenathae:
• Ordo Struthioniformes. Contoh: Burung Unta (Struthio camelus)
• Ordo Rheiformes. Contoh: Burung Rea (Rhea sp.)
• Ordo Casuariiformes. Contoh: Burung Kasuari (emu)
• Ordo Dinornithiformes. Contoh: Burung Moa
• Ordo Aepyornithiformes. Contoh: Burung Gajah
• Ordo Apterygiformes. Contoh: Burung Kiwi
• Ordo Tinamiformes. Contoh: Burung Tinamu
c. Impennes. Burung Penguin. Sayap (anggota gerak anterior) digunakan untuk berenang, tidak dapat terbang. Metatarsus bersatu, tetapi tidak sempurna. Empat buah jari terarah ke muka, jari-jari dengan selaput kulit. Bulu kecil-kecil menutupi seluruh tubuh. Di bawah kulit terdapat lapisan lemak tebal. Berdiri tegak pada metatarsus. Dapat dengan cepat menyelam. Terdapat 20 jenis dari golongan ini.
• Ordo Sphenisciformes. Contoh: Aptenodytes forsteri
d. Neogenathae
Burung-burung modern. Berlunas. Metatarsus bersatu. Vomer kecil dan tidak membentuk jembatan pada langit-langit.
• Ordo Gaviiformes. Contoh: Gavia immer
• Ordo Podicipitiformes. Contoh: Podiceps auritus, Podilymbus podiceps
• Ordo Procellariiformes. Contoh: Oceanodroma sp.
• Ordo Pelecaniformes. Contoh: Pelecanus erythrorhynchus
• Ordo Ciconiiformes. Contoh: Ardea herodias
• Ordo Anseriformes. Contoh: Anas platyrhynchos
• Ordo Falconiformes. Contoh: Cathartes aura
• Ordo Galliformes. Contoh: Phasianus colchicus
• Ordo Gruiformes. Contoh: Grus sp.
• Ordo Diatrymiformes. Contoh: Diatryma sp.
• Ordo Charadriiformes. Contoh: Oxyechus vociferus
• Ordo Columbiformes. Contoh: Columba livia
• Ordo Psittaciformes. Contoh: Rhynchopsitta sp.
• Ordo Cuculiformes. Contoh: Geococcyx sp.
• Ordo Strigiformes. Contoh: Tyto alba
• Ordo Caprimulgiformes. Contoh: Antrostomus vociferus
• Ordo Micropodiformes. Contoh: Chaetura pelagica
• Ordo Coliiformes. Contoh: Colius sp.
• Ordo Trogoniformes. Contoh: Trogon elegans
• Ordo Coraciiformes. Contoh: Megaceryle alcyon
• Ordo Piciformes. Contoh: Dendrocopos villosus
• Ordo Passeriformes. Contoh: Corvus sp.
B. CIRI-CIRI TUBUH
Ciri-ciri Umum:
• Bersayap, tubuh dilindungi bulu.
• Berkembang biak dengan bertelur (ovipar).
• Suhu tubuhnya tetap, tidak berpengaruh sama suhu lingkungan (homoiterm).
• Bernapas dengan paru-paru dan pundi-pundi udara.
• Tulangnya tipis dan berlubang.
• Mulut berbentuk paruh yang kaku dan kuat.
• Pada sebagian besar spesies, anggota gerak atas berfunfsi untuk terbang.
• Kulit kakinya diselubungi semacam sisik yang disebut tasometatarsus.
• Memiliki kantong udara untuk membantu pernapasan pada saat terbang.
Ciri khusus:
Bulu adalah suatu adaptasi vertebrata yang paling luar biasa karena sangat ringan dan kuat. Bulu terbuat dari keratin, protein yang juga menyusun rambut dan kuku manusia dan sisik pada reptile. Pertama kali bulu kemungkinan berfungsi sebagai penyekat selama evolusi hewan endoterm, setelah itu baru dimanfaatkan sebagai peralatan terbang. Selain penyokong dan membentuk sayap, bulu juga dapat dimanipulasi untuk mengontrol pergerakan udara disekitar sayap.
Bulu adalah ciri khas kelas aves yang tidak dimiliki oleh vertebrata lain. Hampir seluruh tubuh aves ditutupi oleh bulu, yang secara filogenetik berasal dari epidermal tubuh, yang pada reptile serupa dengan sisik. Secara embriologis bulu aves bermula dari papil dermal yang selanjutnya mencuat menutupi epidermis. Dasar bulu itu melekuk ke dalam pada tepinya sehingga terbentuk folikulus yang merupakan lubang bulu pada kulit. Selaput epidermis sebelah luar dari kuncup bulu menanduk dan membentuk bungkus yang halus, sedang epidermis membentuk lapisan penyusun rusuk bulu.Sentral kuncup bulu mempunyai bagian epidermis yang lunak dan mengandung pembuluh darah sebagai pembawa zat-zat makanan dan proses pengeringan pada perkembangan selanjutnya (Jasin, 1984).
Berdasarkan susunan anatomis bulu dibagi menjadi:
a. Filoplumae, Bulu-bulu kecil mirip rambut tersebar di seluruh tubuh. Ujungnya bercabang-cabang pendek dan halus. Jika diamati dengan seksama akan tampak terdiri dari shaft yang ramping dan beberapa barbulae di puncak.
b. Plumulae, Berbentuk berbentuk hampir sama dengan filoplumae dengan perbedaan detail.
c. Plumae, Bulu yang sempurna.
Susunan plumae terdiri dari :
Shaft (tangkai), yaitu poros utama bulu.
Calamus, yaitu tangkai pangkal bulu.
Rachis, yaitu lanjutan calamus yang merupakan sumbu bulu yang tidak berongga di dalamnya. Rachis dipenuhi sumsum dan memiliki jaringan.
Vexillum, yaitu bendera yang tersusun atas barbae yang merupakan cabang-cabang lateral dari rachis.
Gambar Struktur Bulu Burung (sumber: Harunyahya.com)
d. Barbae
e. Barbulae, Ujung dan sisi bawah tiap barbulae memiliki filamen kecil disebut barbicels yang berfungsi membantu menahan barbula yang saling bersambungan
Lubang pada pangkal calamus disebut umbilicus inferior, sedangkan lubang pada ujung calamus disebut umbilicus superior. Bulu burung pada saat menetas disebut neossoptile, sedangkan setelah dewasa disebut teleoptile.
Menurut letaknya, bulu aves dibedakan menjadi:
a. Tectrices, bulu yang menutupi badan.
b. Rectrices, bulu yang berada pada pangkal ekor, vexilumnya simetris dan berfungsi sebagai kemudi.
c. Remiges, bulu pada sayap yang dibagi lagi menjadi:
d. remiges primarie yang melekatnya secara digital pada digiti dan secara metacarpal pada metacarpalia.
e. Remiges secundarien yang melekatnya secara cubital pada radial ulna.
f. Remiges tertier yang terletak paling dalam nampak sebagai kelanjutan sekunder daerah siku.
g. Parapterum, bulu yang menutupi daerah bahu.
h. Ala spuria, bulu kecil yang menempel pada ibu jari (Jasin, 1984).
Pada burung heron terdapat bentukan bulu yang khusus yang disebut sebagai bulu powder/ bulu bubuk. Bulu ini hampir sama dengan bulu pada umumnya tetapi barbulaenya terpisah menjadi bubuk halus seperti bedak. Fungsi bulu ini belum jelas, tetapi pada saat burung melumasi bulu dengan cara menjilatinya, bulu bubuk membantu mengisolasi panas tubuh dan membantu menghangatkan telur saat pengeraman.
Semi plumae adalah kumpulan bulu barbula yang letaknya tersembunyi di bawah bulu-bulu luar. Bistle adalah bulu perasa berupa shaft yang memanjang melebihi bulu luar, ditemukan pada kepala burung Caprimulgids dan burung penangkap serangga flycatchers (Sukiya, 2003). Bristle yang menutupi lubang hidung terdapat pada burung pelatuk. Hal ini merupakan bentuk adaptasi burung pelatuk agar partikel-partikel kayu tidak masuk saluran pernafasan. Bristle pada burung hantu dan caprimulgids membantu mendeteksi posisi sarang, tempat bertengger dan benda yang menghalangi. Fungsi bristle didukung oleh adanya getaran dan tekanan reseptor didekat folikel bulu (Sukiya, 2003).
Bentuk bulu ekor burung pada saat tidak terbang bermacam-macam, antara lain berbentuk persegi, bertakik, bercabang, bulu sebelah luar memanjang, bulu ekor dengan raket, bulu tengah panjang, bundar, berbentuk cakram, berbentuk tingkatan, dan berujung runcing (Sukiya, 2003).
C. STRUKTUR TUBUH
D. SISTEM ORGAN
• Sistem Respirasi
Unggas dalam hal ini mengambil contoh pada burung, burung mempunyai alat pernafasan (pulmo). Ukuran pulmo relatif kecil di bandingkan ukuran tubuhnya. Paru-paru burung terbentuk untuk bronkus primer, bronkus skunder da pembuluh brokiolus. Bronkus primer berhubungan dengan mesobronkus yang merupakan bronkiolus terbesar. Mesobronkus bercabang menjadi dua set bronkus sekunder anterior dan posterior yang disebut ventrobronkus dan dorsobronkus. Ventrobronkus dan dorsobronkus dihubungkan oleh parabronkus. Paru-paru burung memiliki kurang/lebih 10000 buah. Parabronkus yang garis tengahnya kurang/lebih 0,5mm. sepasang paru-paru pada burung menempel di dinding dada bagian dalam. Paru-paru burung memiliki perluasan yang disebut kantong udara sakus pneumatikus yang mengisi daerah selangka dada atas, dada bawah, daerah perut, daerah tulang humerus, dan daerah leher. Alat pernapasan yang terdiri atas:
a. Lubang hidung
b. Celah tekaka pada faring, berhubungan dengan trakea.
c. Trakea berupa pipa dengan penebalan tulang rawan berbentuk cincin yang tersusun disepanjang trakea.
d. Siring (alat suara), terletak dibagian bawah trakea. Dalam siring terdapat otot sternotrakealis yang menghubungkan tulang dada dan trakea, serta berfungsi untuk menimbulkan suara. Selain itu dapat juga otot siringialis yang menghubungkan siring dengan dinding trakea sebelah dalam. Dalam rongga siring terdapat selaput iank mudah bergetar. Getaran selaput suara tergantung besar kecilnya ruangan siring yang diatur oleh otot sternotrakealis dan otot siringialis.
e. Bifurkasi trakea, yaitu percabangan trakea menjadi dua bronkus kanan dan kiri.
f. Bronkus (cabang trakea), tertletak antara siring dan paru-paru.
g. Paru-paru dengan selaput pembungkus paru-paru yang disebut pleura.
Burung mempunyai alat bantu pernapasan yang disebut pundi-pundi udara yang berhubungan dengan paru-paru. Fungsi pundi-pundi udara antara lain untuk membantu pernapasan dan membantu membesarkan rongga siring sehingga dapat memperkeras suara. Proses pernapasan pada burung terjadi sebagai berikut. Jika otot tulang rusuk berkontaksi, tulang rusuk bergerak ke arah depan dan tulang dada bergerak ke bawah.
Rongga dada menjadi besar dan tekanannya menurun. Hal ini menyebabkan udara masuk ke dalam paru-paru dan selanjutnya masuk ke dalam pundi-pundi udara.
Pada waktu otot tulang rusuk mengendur, tulang rusak bergerak ke arah belakang dan tulang dada bergerak ke arah atas. Rongga dada mengecil dan tekanannya menjadi besar, mengakibatkan udara keluar dari paru-paru. Demikian juga udara dari pundi-pundi udara keluar melalui paru-paru. Pengambilan oksigen oleh paru-paru terjadi pada waktu inspirasi dan ekspirasi. Pertukaran gas hanya terjadi di dalam paru-paru. Untuk lebih jelas, dibawah ini akan dijelaskan bagaimana mekanisme pernapasan pada burung.
Pertukaran gas terjadi dalam paru-paru, tepatnya pada parabronkus yang banyak mengandung pembuluh-pembuluh darah. Paru-paru burung berhubungan dengan sakus pneumatikus melalui perantara bronkus rekurens. Selain berfungsi sebagai alat bantu pernapasan saat terbang, sakus pneumatikus juga membantu memperbesar ruang siring sehingga dapat memperkeras suara, mencegah hilangnya panas badan yang terlalu tinggi, menyelubungi alat-alat dalam untuk mencegah kedinginan, serta mengubah massa jenis tubuh pada burung-burung perenang. Perubahan massa jenis ini dengan cara memperbesar atau memperkecil kantong udara.
Pernapasan burung dilakukan dengan dua macam, yaitu pada terbang dan tidak terbang. Pada waktu tidak terbang, pernapasan terjadi karena gerakan tulang dada sehingga tulang-tulang rusuk bergerak kemuka dan ke arah bawah. Akibatnya, rongga dada membesar dan paru-paru mengembang. Mengembangnya paru-paru menyebabkan udara luar masuk (inspirasi). Sebaliknya dengan mengecilnya rongga dada, paru-paru akan mengempis sehingga udara dari kantung udara kembali ke paru-paru. Jadi, udara segar mengalir melalui parabronkus pada waktu inspirasi maupun ekspirasi sehingga fungsi paru-paru burung lebih efisien dari pada paru-paru mamalia.
Pada waktu terbang, gerakan aktif dari rongga dada tak dapat berlangsung karena tulang-tulang dada dan tulang rusuk merupakan pangkal pelekatan yang kuat untuk otot-otot terbang. Akibatnya, inspirasi dan ekspirasi dilakukan oleh kantung udara diketiak, caranya adalah dengan menggerak-gerakkan sayap ke atas dan ke bawah. Gerakkan ini dapat menekan dan melonggarkan kantong udara tersebut sehingga terjadilah pertukaran udara didalam paru-paru. Semakin tinggi terbang, burung harus semakin cepat menggerakkan sayap untuk memperoleh semakin banyak oksigen. Frekuensi bernapas burung kurang lebih 25 kali permenit, sedangkan pada manusia hanya 15-20 kali permenit.
• Sistem Pencernaan
Organ pencernaan pada burung terbagi atas saluran pencernaan dan kelenjar pencernaan. Makanan burung bervariasi berupa biji-bijian, hewan kecil, dan buah-buahan.
Saluran pencernaan pada burung terdiri atas:
1) Paruh: merupakan modifikasi dari gigi,
2) Rongga mulut: terdiri atas rahang atas yang merupakan penghubung antara rongga mulut dan tanduk,
3) Faring: berupa saluran pendek, esofagus: pada burung terdapat pelebaran pada bagian ini disebut tembolok, berperan sebagai tempat penyimpanan makanan yang dapat diisi dengan cepat,
4) Lambung terdiri atas:
Proventrikulus (lambung kelenjar): banyak menghasilkan enzim pencernaan, dinding ototnya tipis.
Ventrikulus (lambung pengunyah/empedal): ototnya berdinding tebal. Pada burung pemakan biji-bijian terdapat kerikil dan pasir yang tertelan bersama makanan vang berguna untuk membantu pencernaan dan disebut sebagai ” hen’s teeth”,
5) Intestinum: terdiri atas usus halus dan usus tebal yang bermuara pada kloaka.
Usus halus pada burung terdiri dari duodenum, jejunum dan ileum.
Kelenjar pencernaan burung meliputi: hati, kantung empedu, dan pankreas. Pada burung merpati tidak terdapat kantung empedu.
• Sistem Reproduksi
Kelompok burung merupakan hewan ovipar. Walaupun kelompok burung tidak memiliki alat kelamin luar, fertilisasi tetap terjadi di dalam tubuh. Hal ini dilakukan dengan cara saling menempelkan kloaka.
a. Sistem Genitalia Jantan.
Testis berjumlah sepasang, berbentuk oval atau bulat, bagian permukannya licin, terletak di sebelah ventral lobus penis bagian paling kranial. Pada musim kawin ukurannya membesar. Di sinilah dibuat dan disimpan spermatozoa.
Saluran reproduksi. Tubulus mesonefrus membentuk duktus aferen dan epididimis. Duktus wolf bergelung dan membentuk duktus deferen. Pada burung-burung kecil, duktus deferen bagian distal yang sangat panjang membentuk sebuah gelendong yang disebut glomere. Dekat glomere bagian posterior dari duktus aferen berdilatasi membentuk duktus ampula yang bermuara di kloaka sebagai duktus ejakulatori.duktus eferen berhubungan dengan epididimis yang kecil kemudian menuju duktud deferen. Duktus deferen tidak ada hubungannya dengan ureter ketika masuk kloaka.
b. Sistem Genitalia Betina.
Ovarium. Selain pada burung elang, ovarium aves yang berkembang hanya yang kiri, dan terletak di bagian dorsal rongga abdomen.
Saluran reproduksi, oviduk yang berkembang hanya yang sebelah kiri, bentuknya panjang, bergulung, dilekatkan pada dinding tubuh oleh mesosilfing dan dibagi menjadi beberapa bagian; bagian anterior adalah infundibulumyang punya bagian terbuka yang mengarah ke rongga selom sebagai ostium yang dikelilingi oleh fimbre-fimbre. Di posteriornya adalah magnum yang akan mensekresikan albumin, selanjutnya istmus yang mensekresikan membrane sel telur dalam dan luar. Uterus atau shell gland untuk menghasilkan cangkang kapur.
c. Proses Fertilisasi
Pada burung betina hanya ada satu ovarium, yaitu ovarium kiri. Ovarium kanan tidak tumbuh sempurna dan tetap kecil yang disebut rudimenter. Ovarium dilekati oleh suatu corong penerima ovum yang dilanjutkan oleh oviduk. Ujung oviduk membesar menjadi uterus yang bermuara pada kloaka. Pada burung jantan terdapat sepasang testis yang berhimpit dengan ureter dan bermuara di kloaka.
Fertilisasi akan berlangsung di daerah ujung oviduk pada saat sperma masuk ke dalam oviduk. Ovum yang telah dibuahi akan bergerak mendekati kloaka. Saat perjalanan menuju kloaka di daerah oviduk, ovum yang telah dibuahi sperma akan dikelilingi oleh materi cangkang berupa zat kapur.
Telur dapat menetas apabila dierami oleh induknya. Suhu tubuh induk akan membantu pertumbuhan embrio menjadi anak burung. Anak burung menetas dengan memecah kulit telur dengan menggunakan paruhnya. Anak burung yang baru menetas masih tertutup matanya dan belum dapat mencari makan sendiri, serta perlu dibesarkan dalam sarang.
d. Fungsi bagian-bagian telur aves :
Titik embrio –> bagian yang akan berkembang menjandi embrio
Kuning telur –> cadangan makanan embrio
Kalaza –> menjaga goncangan embrio
Putih telur –> menjaga embrio dari goncangan
Rongga udara –> cadangan oksigen bagi embrio
Jantung burung gereja berdetak 460 kali dalam semenit. Suhu tubuhnya adalah 108°F (42°C). Suhu tubuh setinggi ini, yang bisa berakibat kematian pada binatang darat, sangat penting bagi kelangsungan hidup sang burung. Tingkat energi yang tinggi yang diperlukan oleh burung untuk terbang dihasilkan oleh metabolisme tubuh yang cepat ini.
• Sistem Peredaran Darah
Untuk mempelajari peredaran darah pada aves, kita ambil contoh peredaran darah burung. Peredaran darah burung tersusun oleh jantung sebagai pusat peredaran darah, dan pembuluh-pembuluh darah. Darah pada burung tersusun oleh eritrosit berbentuk oval dan berinti.
Jantung burung berbentuk kerucut dan terbungkus selaput perikardium. Jantung terdiri dari dua serambi yang berbdinding tipis serta dua billik yang dindingnya lebih tebal.
Pembuluh-pebmuluh darah dibedakan atas arteri dan vena. Arteri yang keluar dari bilik kiri ada tiga buah, yaitu dua arteri anonim yang bercabang lagi menjadi arteri-arteri yang memberi darah kebagian kepala, otot terbang, dan anggota depan; dan sebuah aorta yang merupakan sisa dari arkus aortikus yang menuju kekanan (arkus aortikus yang menuju kekiri mereduksi). Pembuluh nadi ini kemudian melingkari bronkus sebelah kanan dan membelok kearah ekor menjadi aorta dorsalis (pembuluh nadi punggung). Pembuluh nadi yang keluar dari bilik kanan hanya satu, yakni arteri pulmonalis (pembuluh nadi paru-paru), yang kemudian bercabang menuju paru-paru kiri dan kanan.
Pembuluh balik atau vena dibedakan atas:
1. Pembuluh balik tubuh bagian atas (vena kava superior); vena ini membawa darah dari kepala, anggota depan, dan anggota otot-otot pektoralis menuju jantung.
2. Pembuluh balik tubuh bagian bawah (vena kava inferior); membawa darah dari bagian bawah tubuh ke jantung.
3. Pembuluh balik yang datang dari paru-paru (pulmo) kanan dan paru-paru kiri serta membawa darah menuju serambi kiri jantung.
• Sistem Ekskresi
Alat ekskresi burung berupa sepasang ginjal metanerfous.ginjal dihubungkan oleh ureter ke kloaka karena burung tidak memiliki vesika urinaria. Tabung ginjal burung lebih banyak dari pada mamalia karena kecepatan metabolisme burung sangat tinggi. Tiap 1ml kubik jaringan korteks ginjal burung mengandung 100 sampai dengan 500 tabung ginjal ini membentuk lengkung henle kecil.
Air dalam tubuh disimpan melelui reabsorpsi ditubulus. Di dalam kloaka juga terjadi reabsorpsi air yang menambah jumlah air dalam tubuh. Sampah nitrogen dibuang sebagai asam urat yang dikeluarkan lewat kloaka sebagai kristal putih yang bercampur feses.
Khusus pada burung laut, misalnya camar, selain mengekskresi asam urat juga garam. Hal ini disebabkan karena burung laut meminum air garam dan memakan ikan laut yang mengandung garam. Burung laut memiliki kelenjar pengekskresi garam diatas mata. Larutan garam mengalir kerongga hidung kemudian keluar lewat nares luar dan akhirnya garam keluar lewat ujung paruh.
• Sistem Saraf
Susunan saraf pada burung serupa dengan susunan saraf pada manusia dan hewan menyusui.Segala kegiatan saraf di atur oleh susunan saraf pusat.
Susunan saraf pusat terdiri dari otak dan sumsum belakang.Otak burung juga terdiri atas empat bagian ,otak besar,otak tengah,otak kecil dan sum-sum lanjutan.Selain otak kecil maka otak besar pada burung juga bisa tumbuh dengan baik.Otak besar burung berbeda dengan otak besar pada manusia.
Permukaan otak besar pada burung tidak berlipat-lipat,sehingga jumlah neuron padda burung berkembang dengan membentuk dua gelembung.Perkembangan ini berhubungan dengan fungsi penglihatanya.
Otak kecil pada burung mempunyai lipatan-lipatan yang memperluas permukaan sehingga dapat menampung sejumlah neuron yang cukup banyak.Perkembangan Otak kecil ini berguna bagi pengaturan keseimbangan burung di waktu terbang.
• Sistem Rangka
a) Struktur rangka
Burung memiliki struktur tulang yang beradaptasi untuk terbang.Adaptasi
tulang burung adalah sebagai berikut :
• Burung memiliki paruh yang lebih ringan dibandingkan rahang dan gigi pada hewan mamalia.
• Burung memiliki sternum (tulang dada) yang pipih dan luas,berguna sebagai tempat pelekatan otot terbang yang luas.
• Tulang-tulang burung berongga dan ringan .Tulang-tulang tersebut sangat kuat karena memiliki struktur bersilang.
• Sayap tersusun dari tulang-tulang yang lebih sedikit dibandingkan tulang-tulang pada tangan manusia.Hal ini berfungsi untuk mengurangi berat terutama ketika burung terbang.
• Tulang belakang bergabung untuk memberi bentuk rangka yang padat,terutama ketika mengepakkan sayap pada saat terbang.
Burung juga memiliki tulang-tulang yang khas yang sesuai untuk terbang.Anggota depan berubah fungsi menjadi sayap.Tulang dan dada membesar dan memipih sebagai tempat melekatnya otot-otot dan sayap.Hal ini memungkinkan burung untuk terbang.
Berikut gambar struktur rangka pada burung (aves)
b) Fungsi Rangka
Berikut fungsi rangka pada burung perkutut :
• Tengkorak : Melindungi otak dan isi kepala
• Tulang leher : Untuk menghubungkan ke tempurung kepala.
• Tulang lengan : Untuk menggerakkan sayap.
• Tulang hasta : Tulang sayap yang menghubungkan dengan tulang lengan.
• Tulang pengumpil : Tulang sayap yang menghubungkan dengan tulang lengan.
• Korakoid : Penghubung tulang dada.
• Tulang dada : Tempat melekatnya oto untuk terbang.
• Tulang rusuk : Tulang yang melindungi isi perut.
• Pelvis : Penghubung tulang ekor.
• Tulang ekor : Tulang penghubung dengan kloaka.
• Tulang kering : Penghubung tulang paha kebetis.
• Tulang paha : Untuk persendian.
E. CARA HIDUP
Burung berkembang biak dengan bertelur. Telur burung mirip telur reptil, hanya cangkangnya lebih keras karena berkapur. Beberapa jenis burung seperti burung maleo dan burung gosong, menimbun telurnya di tanah pasir yang bercampur serasah, tanah pasir pantai yang panas atau di dekat sumber air panas. Alih-alih mengerami burung-burung ini membiarkan panas alami dari daun-daun membusuk, panas matahari, atau panas bumi menetaskan telur-telur itu; persis seperti yang dilakukan kebanyakan reptil.
Akan tetapi kebanyakan burung membuat sarang dan menetaskan telurnya dengan mengeraminya di sarang itu. Sarang bisa dibuat secara sederhana, dari tumpukan rumput, ranting, atau batu atau sekedar kaisan di tanah berpasir agar sedikit melengkuk sehingga telur yang di letakkan tidak mudah terguling. Namun ada pula jenis-jenis burung yang membuat sarangnya secara rumit, dan indah atau unik seperti jenis burung mayar alias tempua, rangkong, walet, dan namdur
Anak-anak burung yang baru menetas umumnya masih lemah, sehingga harus dihangatkan, dan disuapin makan oleh induknya. Kecuali pada jenis-jenis burung gosong, dimana anak-anak burung itu hidup mandiri dalam mencari makanan dan perlindungan. Anak burung gosong bisa segera berlari beberapa waktu setelah menetas, bahkan adpula yang mampu terbang.
Jenis-jenis burung umumya, memiliki rituaal berpasangan masing-masing. Ritual ini adalah proses untuk mencari dan memikat pasangan, biasanya dilakukan oleh burung jantan. Beberapa jenis tertentu seperti burung merak dan cendrawasi, jantannya melakukan semacam tarian untuk memikat si betina. Sementara burung manyar, jantan memikat pasangannya dengan memamerkan sarang setengah jadi yang dibuatnya. Bila si betina berkenan, sarang itu akan dilanjutkan pembuatannya oleh burung jantan hingga sempurna, akan tetapi bila betinanya tidak berkenan, sarang itu akan ditinggalkannya.
F. HABITAT
Burung masa kini telah berkembang sedemikian rupa sehingga terspesialisasi untuk terbang jauh, dengan perkecualian pada beberapa jenis yang primitif. Bulu-bulunya, terutama di sayap, telah tumbuh semakin lebar, ringan, kuat dan bersusun rapat. Bulu-bulu ini juga bersusun demikian rupa sehingga mampu menolak air, dan memelihara tubuh burung tetap hangat di tengah udara dingin. Tulang belulangnya menjadi semakin ringan karena adanya rongga-rongga udara di dalamnya, namun tetap kuat menopang tubuh. Tulang dadanya tumbuh membesar dan memipih, sebagai tempat perlekatan otot-otot terbang yang kuat. Gigi-giginya menghilang, digantikan oleh paruh ringan dari zat tanduk.
Kesemuanya itu menjadikan burung menjadi lebih mudah dan lebih pandai terbang, dan mampu mengunjungi berbagai macam habitat di muka bumi. Ratusan jenis burung dapat ditemukan di hutan-hutan tropis, mereka menghuni hutan-hutan ini dari tepi pantai hingga ke puncak-puncak pegunungan. Burung juga ditemukan di rawa-rawa, padang rumput, pesisir pantai, tengah lautan, gua-gua batu, perkotaan, dan wilayah kutub. Masing-masing jenis beradaptasi dengan lingkungan hidup dan makanan utamanya.
Contoh habitat dan spesiesnya
• Hutan
Burung-burung cendrawasih merupakan anggota famili Paradisaeidae dari ordo Passeriformes. Mereka ditemukan di Indonesia timur, pulau-pulau selat Torres, Papua Nugini, dan Australia timur. Burung anggota keluarga ini dikenal karena bulu burung jantan pada banyak jenisnya, terutama bulu yang sangat memanjang dan rumit yang tumbuh dari paruh, sayap atau kepalanya. Ukuran burung cendrawasih mulai dari Cendrawasih Raja pada 50 gram dan 15 cm hingga Cendrawasih Paruh-sabit Hitam pada 110 cm dan Cendrawasih Manukod Jambul-bergulung pada 430 gram.
Burung cendrawasih yang paling terkenal adalah anggota genus Paradisaea, termasuk spesies tipenya, cendrawasih kuning besar, Paradisaea apoda. Jenis ini dideskripsikan dari spesimen yang dibawa ke Eropa dari ekpedisi dagang. Spesimen ini disiapkan oleh pedagang pribumi dengan membuang sayap dan kakinya agar dapat dijadikan hiasan. Hal ini tidak diketahui oleh para penjelajah dan menimbulkan kepercayaan bahwa burung ini tidak pernah mendarat namun tetap berada di udara karena bulu-bulunya. Inilah asal mula nama bird of paradise (‘burung surga’ oleh orang Inggris) dan nama jenis apoda – yang berarti ‘tak berkaki’.
• Perkotaan/ pedesaan
Ayam peliharaan (Gallus gallus domesticus) adalah unggas yang biasa dipelihara orang untuk dimanfaatkan untuk keperluan hidup pemeliharanya. Ayam peliharaan (selanjutnya disingkat “ayam” saja) merupakan keturunan langsung dari salah satu subspesies ayam hutan yang dikenal sebagai ayam hutan merah (Gallus gallus) atau ayam bangkiwa (bankiva fowl). Kawin silang antarras ayam telah menghasilkan ratusan galur unggul atau galur murni dengan bermacam-macam fungsi; yang paling umum adalah ayam potong (untuk dipotong) dan ayam petelur (untuk diambil telurnya). Ayam biasa dapat pula dikawin silang dengan kerabat dekatnya, ayam hutan hijau, yang menghasilkan hibrida mandul yang jantannya dikenal sebagai ayam bekisar. Dengan populasi lebih dari 24 milyar pada tahun 2003, Firefly’s Bird Encyclopaedia menyatakan ada lebih banyak ayam di dunia ini daripada burung lainnya. Ayam memasok dua sumber protein dalam pangan: daging ayam dan telur.
Ayam menunjukkan perbedaan morfologi di antara kedua tipe kelamin (dimorfisme seksual). Ayam jantan (jago, rooster) lebih atraktif, berukuran lebih besar, memiliki jalu panjang, berjengger lebih besar, dan bulu ekornya panjang menjuntai. Ayam betina (babon, hen) relatif kecil, berukuran kecil, jalu pendek atau nyaris tidak kelihatan, berjengger kecil, dan bulu ekor pendek. Sebagai hewan peliharaan, ayam mampu mengikuti ke mana manusia membawanya. Hewan ini sangat adaptif dan dapat dikatakan bisa hidup di sembarang tempat, asalkan tersedia makanan baginya. Karena kebanyakan ayam peliharaan sudah kehilangan kemampuan terbang yang baik, mereka lebih banyak menghabiskan waktu di tanah atau kadang-kadang di pohon.
• Wilayah kutub
Di seluruh dunia terdapat 17 hingga 19 spesies pinguin, tergantung pada apakah dua spesies Eudyptula dihitung juga sebagai spesies. Walaupun seluruh jenis pinguin awalnya berasal dari belahan bumi selatan, namun pinguin tidak hanya ditemukan di daerah dingin atau di Antartika saja. Terdapat tiga spesies pinguin yang hidup di daerah tropis. Salah satu spesies hidup di Kepulauan Galapagos (Pinguin Galapagos) dan biasanya menyeberangi garis khatulistiwa untuk mencari makan.
• Padang rumput
Burung unta Burung Unta (Ostrich) bukan sembarang burung. Tinggi badannya dapat mencapai 2,5 meter dengan berat 180 kg. Selain besar. Burung Unta juga memiliki daya tahan yang luar biaya. Burung ini bisa bertahan hidup pada suhu di atas 40 derajat Celcius hingga suhu 0 derajat Celcius. Umurnya juga terbilang panjang. bisa mencapai usia sekitar 50 tahun. Walau begitu, sekalipun Burung Unta sedemikian besar, pengeluaran untuk biaya makan Burung Unta hanya mencapai kira-kira USD75 setahun.
Kesulitan umum satu-satunya dalam memelihara Burung Unta adalah masalah kandang. Diperlukan lahan yang cukup luas, dan berpagar. Masalahnya, sekali seekor Burung Unta lari keluar dari pagar, anda perlu sebuah mobil untuk mengejar dan menangkapnya, karena Burung Unta dapat berlari hingga kecepatan 50 km/jam.
• Pesisir pantai
Burung Camar Kecil atau nama sainsnya Sterna albifrons adalah burung laut dalam keluarga Camar Sternidae. Pada suatu masa, ia diletakkan dalam genus Sterna, yang kini dihadkan kepada burung camar putih besar (Bridge et al., 2005). Dahulunya Amerika Utara (S. a. antillarum) dan Red Sea S. a. saundersi subspesies sekarang dianggap sebagai spesies berlainan, Least Tern (Sternula antillarum) dan Camar Saunders(Sternula saundersi).
Ia mempunyai bulu dikepala yang putih dengan sedikit tompok hitam di atas kepalanya. Di belakang dan di sayapnya bewarna kelabu pucat. Mempunyai tubuh sepanjang 10 inci. Ia sering menyusur sungai dan bertelur di tebing pasir. Sarang burung Camar Kecil terletak di atas tanah dan mempunyai telur bewarna cokelat kehijauan serta berbintik-bintik besar bewarna cokelat dan ungu pucat, bersaiz sekitar 1.3 hingga 0.9 inci. Burung Camar Kecil membiak di persisiran dan muara kawasan serdahana dan tropika Europah dan Asia. Ia adalah burung berhijrah yang kuat, menghabiskan musim sejuk di lautan subtropika dan tropika sejauh Afrika Selatan dan Australia.
Burung Camar Kecil membiak secara berkelompok di atas anak batu atau pantai berbatu (shingle) atau pulau. Ia menghasilkan dua hinggaempat biji telur di atas tanah. Sebagaimana kesemua camar putih, ia akan mempertahankan sarang dan anaknya dan akan menyerang penceroboh. Sebagaimana kebanyakan camar putih lain, burung Camar Kecil mencari makan dengan menjunam menyelam bagi menangkap ikan, biasanya dalam laut masin.
Pemberian ikan oleh burung jantan kepada burung betina merupakan sebahagian paparan mengawan. Ia adalah camar yang kecil, sepanjang 21-25 cm dengan panjang sayap 41-47 cm. Ia tidak mungkin dikelirukan dengan spesies lain disebabkan saiz dan bulu dahi putih semasa musim mengawan. Ia mempunyai paruh nipis yang tajam bewarna kuning dengan warna hitam di hujung dan kikinya juga bewarna kuning. Pada musim sejuk dahinya lebih putih, paruh hitam dan kaki bewarna lebih pucat. Mempunyai bunyi berkeriut yang kuat dan jelas.
G. MANFAAT
Burung telah memberikan manfaat luar biasa dalam kehidupan manusia. Diantaranya adalah:
• Merupakan sumber protein yang penting (daging maupun telurnya). Seperti ayam, kalkun, angsa dan bebek. Di samping itu, orang juga memelihara burung untuk kesenangan dan perlombaan. Contohnya adalah burung-burung merpati, perkutut, dan murai batu dan lain-lain. Burung-burung elang kerap dipelihara pula untuk gengsi, gagah-gagahan, dan untuk olahraga berburu. Burung juga memberikan nilai estetika terhadap keragaman fauna indonesia, seperti burung merak, kasuari, sendrawasih dll.
• Banyak jenis burung telah semakin langka di alam, karena diburu manusia untuk kepentingan perdagangan tersebut. Selain itu populasi burung juga terus menyusut karena rusaknya habitat burung akibat kegiatan manusia. Oleh sebab itu beberapa banyak jenis burung kini telah dilindungi, baik oleh peraturan internasional maupun oleh peraturan Indonesia. Beberapa suaka alam dan taman nasional juga dibangun untuk melindungi burung-burung tersebut di Indonesia.
BAB III
Kesimpulan
Kelas aves terbagi dalam begitu banyak bangsa (ordo) yang dikenal baik karakteristiknya. Impennes.
Salah satu contoh dari salah satu kelas aves adalah burung Penguin. Yang mempunyai cirri-ciri, Sayap (anggota gerak anterior) digunakan untuk berenang, tidak dapat terbang. Metatarsus bersatu, tetapi tidak sempurna. Empat buah jari terarah ke muka, jari-jari dengan selaput kulit. Bulu kecil-kecil menutupi seluruh tubuh. Di bawah kulit terdapat lapisan lemak tebal. Berdiri tegak pada metatarsus. Dapat dengan cepat menyelam. Terdapat 20 jenis dari golongan ini, Contoh dari golongan ini adalalah Ordo Sphenisciformes. Contoh: Aptenodytes forsteri.
Ciri-ciri Umum dari burung adalah bersayap (tubuh dilindungi bulu), berkembang biak dengan bertelur (ovipar), suhu tubuhnya tetap (homoiterm), bernapas dengan paru-paru dan pundi-pundi udara, tulangnya tipis dan berlubang, mulut berbentuk paruh yang kaku dan kuat, pada sebagian besar spesies, anggota gerak atas berfungsi untuk terbang, kulit kakinya diselubungi semacam sisik yang disebut tasometatarsus, dan memiliki kantong udara untuk membantu pernapasan pada saat terbang.
Selain ciri umum burung juga mempunyai ciri khusus, adapun cirinya adalah bulu. Bulu adalah suatu adaptasi vertebrata yang paling luar biasa karena sangat ringan dan kuat. Bulu terbuat dari keratin, protein yang juga menyusun rambut dan kuku manusia dan sisik pada reptile.
Struktur tubuh burung terdiri dari paruh, kepala, iris, pupil, mantel, lesser, bulu, scapular, bulu atas, tersial, bokong, primaries, vent, paha, tibio-tarsalartikulasi, tarsus, kaki, tibia, belly, sisi, breast, tenggorokan, dan wattle.
Adapun sistem organ pada burung adalah Sistem Respirasi, Sistem Pencernaan, Sistem Reproduksi, Sistem Peredaran Darah, Sistem Ekskresi, Sistem Saraf, dan Sistem Rangka.
Burung berkembang biak dengan bertelur. Telur burung mirip telur reptil, hanya cangkangnya lebih keras karena berkapur.
Kebanyakan burung membuat sarang dan menetaskan telurnya dengan mengeraminya di sarang itu. Sarang bisa dibuat secara sederhana, dari tumpukan rumput, ranting, atau batu atau sekedar kaisan di tanah berpasir agar sedikit melengkuk sehingga telur yang di letakkan tidak mudah terguling.
Pada saat musim kawin burung umumya, memiliki rituaal berpasangan masing-masing. Ritual ini adalah proses untuk mencari dan memikat pasangan, biasanya dilakukan oleh burung jantan. Contohnya burung manyar, burung jantan memikat pasangannya dengan memamerkan sarang setengah jadi yang dibuatnya. Bila si betina berkenan, sarang itu akan dilanjutkan pembuatannya oleh burung jantan hingga sempurna, akan tetapi bila betinanya tidak berkenan, sarang itu akan ditinggalkannya.
Tak terkecuali burung yang berada dimanapun. Ratusan jenis burung dapat ditemukan di hutan-hutan tropis, mereka menghuni hutan-hutan ini dari tepi pantai hingga ke puncak-puncak pegunungan. Burung juga ditemukan di rawa-rawa, padang rumput, pesisir pantai, tengah lautan, gua-gua batu, perkotaan, dan wilayah kutub. Masing-masing jenis beradaptasi dengan lingkungan hidup dan makanan utamanya, juga mencari pasangan dengan ritualnya masing-masing.
Burung adalah salah satu hewan yang diciptakan oleh Allah untuk manusia, kenapa?; karena salah satu yang bias diambil dari manfaat burung adalah merupakan sumber protein yang penting (daging maupun telurnya). Seperti ayam, kalkun, angsa dan bebek. Di samping itu, orang juga memelihara burung untuk kesenangan dan perlombaan. Contohnya adalah burung-burung merpati, perkutut, dan murai batu dan lain-lain. Dan khusus untuk burung-burung elang kerap dipelihara pula untuk gengsi, gagah-gagahan, dan untuk olahraga berburu, dan burung juga memberikan nilai estetika terhadap keragaman fauna indonesia, seperti burung merak, kasuari, sendrawasih dll.
DAFTAR PUSTAKA
Brotowidjoyo, Mukayat djarubito. 1994. Zoologi Dasar. Jakarta : Erlangga.
Reece, Campbell. BIOLOGI.
Kimball, John W.1983. Biologi Jilid 2.Jakarta : Erlangga.
http://www.wikipedia.com/burung
http://iqbalali.com/2008/10/07/aves-bulu-burung/
http://biologi-suwoto-banjarnegara.blogspot.com/2008_07_01_archive.html
http://id.wikipedia.org/wiki/berkas:superb_fairy_wren2_LiquidGhoul.jpg
Kamis, 31 Maret 2011
Misteri Penguin: Burung air atau Burung laut?
Banyak orang yang sulit membedakan antara kelompok burung air dan burung laut. Bahkan beberapa diantaranya mengkategorikan burung laut sebagai bagian dari burung air. Konvensi Ramsar mendefinisikan burung air sebagai spesies burung yang secara ekologis kehidupannya bergantung kepada keberadaan lahan basah. Lahan basah mencakup daerah pesisir pantai, daerah-daerah rawa, payau, lahan gambut, dan perairan alami atau buatan, tetap atau sementara, dengan air yang tergenang atau mengalir, tawar, payau atau asin termasuk perairan laut yang kedalamannya tidak lebih dari 6 meter pada waktu air surut. Laut tidak dikategorikan sebagai lahan basah sehingga kelompok burung laut bukan bagian dari burung air. Ciri-ciri umum burung air yaitu memiliki kaki dan paruh yang panjang serta berburu di sekitar lahan basah. Bentuk kaki dan paruh seperti ini akan sangat memudahkan burung air dalam mencari makan di sekitar lahan basah yang umumnya berlumpur. Contoh burung air yaitu Bangau, Kuntul, Cerek, dan Trinil.
Jika mengacu pada definisi burung air dan burung laut, maka penguin dapat dikategorikan sebagai burung laut. Penguin atau pinguin (ordo Sphenisciformes, famili Spheniscidae) adalah jenis burung yang tidak bisa terbang dan secara umum hidup di belahan Bumi selatan. Burung ini memiliki kaki dan paruh yang pendek, seperti burung laut pada umumnya. Sejumlah besar penguin ditemukan di pantai Antartika dan di pulau-pulau subantarctic. Beberapa spesies penguin tinggal di bagian utara Kepulauan Galapagos di Khatulistiwa dan pantai subtropis Amerika Selatan, Afrika Selatan dan Australia. Meskipun sebagian kecil penguin tinggal di daerah yang hangat, mereka hidup hanya di wilayah yang memiliki arus dingin, seperti arus Humboldt di sepanjang pantai barat Amerika Selatan serta arus Benguela dan Agulhas di Afrika Selatan. Penguin memiliki sirip, bukan sayap dan karena itu burung ini tidak bisa terbang.
Seperti umumnya burung laut, penguin menghabiskan sebagian besar hidup mereka di laut dan hanya kembali ke daratan untuk berkembang biak. Penguin memakan ikan kecil, kepiting dan cumi dan meminum air asin ataupun air tawar. Mereka dapat bertahan hidup dalam waktu lama tanpa makanan yang berasal dari darat. Untuk mengantisipasi predator di laut, burung ini dianugerahi dengan warna tubuh yang unik. Bagian bawah burung ini berwarna putih dan sisi atasnya berwarna gelap. Pemangsa penguin, seperti anjing laut, yang berada di bawah air tidak dapat melihat penguin karena warna putih di perut penguin akan tersamar oleh warna langit, sementara pemangsa yang ada di atas air melihat warna hitam di punggung penguin sebagai lubang di permukaan laut.
Penguin adalah hewan sosial, burung ini berkembang biak dalam kelompok atau koloni yang sangat besar yang disebut rookeries. Penguin akan ke pantai di musim semi bersama pasangan mereka. Burung ini merupakan burung yang setia karena pasangan yang mereka bawa ke pantai pada saat musim semi merupakan pasangan yang sama saat musim semi sebelum-sebelumnya. Penguin Emperor adalah salah satu jenis penguin yang terdapat di Antartika. Penguin Emperor betina akan bertelur sebanyak 1 atau 2 butir telur, meskipun biasanya hanya 1 butir yang akan dipelihara. Setelah meletakkan telurnya, ibu Penguin kembali ke laut untuk mencari makan dan ayah akan mengerami telur selama 60 hari sampai telur menetas. Biasanya, ibu penguin akan kembali untuk merawat anaknya setelah telur menetas, tetapi jika ia masih jauh di laut, ayah penguin akan memberi makan bayi penguin dengan cairan susu dari tenggorokannya.
Nah, sudah terjawab kan misteri penguinnya? Lalu, bagaimana kondisi penguin saat ini? Keberadaan burung lucu ini menghadapi sejumlah ancaman, seperti kerusakan habitat, kelangkaan pakan penguin karena persaingan dengan nelayan, dan predator yang memakan telur penguin. Namun, potensi ancaman terbesar bagi penguin yaitu pemanasan global, karena mereka sangat sensitif terhadap perubahan iklim. Oleh karena itu, perlu dilakukan upaya-upaya untuk mempertahankan eksistensi penguin. Cara yang paling sederhana adalah dengan mengkampanyekan STOP GLOBAL WARMING. Oke oke?? ^_^
Rabu, 30 Maret 2011
Tugas pendahuluan Avertebrata (reptilia)
1. Deskripsi sejarah munculnya reptilian menurut teori Haeckel ini menganggap bahwa embrio hidup mengalami ulangan proses evolusi seperti yang dialami nenek moyang. Haeckel berteori bahwa selama perkembangan di dalam rahim ibunya, embrio manusia kali pertama memperlihatkan sifat-sifat seekor ikan, lalu reptil, dan akhirnya amfibi
2. Ciri-ciri dari hewan kelas reptil
a. Kulit bersisik
b. Bernafas melalui paru-paru
c. Biasanya bertelur
d. Setengah reptilia mempunyai empat kaki dan setengah tiada kaki
e. Berdarah dingin
3. Proses respirasi pada reptill
Dengan cara memasukkan udara kedalam paru-paru mereka melalui trakea kemudian mengeluarkan melalui saluran yang sama.
4. Klasifikasi penyu dan ular laut
Klasifikasi Penyu
Kingdom : Animalia
Phylum : chordata
Class : Reptill
Ordo : testudinata
Familia : Cheloniidae
Genus : Chelonia
species : Chelonia mydas
Klasifikasi Ular laut
Kingdom : Animalia
Phylum : Shrdata
Class : Reptillia
Ordo : Squamata
Familia : Elapidae
Genus : Laticauda
species : Laticauda sp
5. Bentuk-bentuk sisik reptilia
a. Sikloid (cenderung datar membundar)
b. Granuar (berbingkul-bingkul)
c. Berlunas (memiliki gigir memanjang ditengahnya)
6. Perkembang biakan penyu dan ular laut
a. Perkembang biakan penyu adalah secara seksual yakni dengan cara perkawinan
b. Perkembang biakan ular laut
2. Ciri-ciri dari hewan kelas reptil
a. Kulit bersisik
b. Bernafas melalui paru-paru
c. Biasanya bertelur
d. Setengah reptilia mempunyai empat kaki dan setengah tiada kaki
e. Berdarah dingin
3. Proses respirasi pada reptill
Dengan cara memasukkan udara kedalam paru-paru mereka melalui trakea kemudian mengeluarkan melalui saluran yang sama.
4. Klasifikasi penyu dan ular laut
Klasifikasi Penyu
Kingdom : Animalia
Phylum : chordata
Class : Reptill
Ordo : testudinata
Familia : Cheloniidae
Genus : Chelonia
species : Chelonia mydas
Klasifikasi Ular laut
Kingdom : Animalia
Phylum : Shrdata
Class : Reptillia
Ordo : Squamata
Familia : Elapidae
Genus : Laticauda
species : Laticauda sp
5. Bentuk-bentuk sisik reptilia
a. Sikloid (cenderung datar membundar)
b. Granuar (berbingkul-bingkul)
c. Berlunas (memiliki gigir memanjang ditengahnya)
6. Perkembang biakan penyu dan ular laut
a. Perkembang biakan penyu adalah secara seksual yakni dengan cara perkawinan
b. Perkembang biakan ular laut
FAKTOR PENDORONG PEROBAHAN LINGKUNGAN WILAYAH PESISIR
Oleh:
DESNIARTI
A. Pendahuluan
Indonesia sebagai negara kepulauan terbesar di dunia yang memiliki 17.508 pulau dengan panjang garis pantai 81.000 km, memiliki potensi sumberdaya pesisir dan lautan yang sangat besar (Bengen, 2001). Sumberdaya alam yang terdapat di wilayah pesisir dan lautan terdiri dari sumber daya yang dapat pulih (renewable resources) seperti perikanan, hutan mangrove dan terumbu karang maupun sumberdaya yang tidak dapat pulih (non-renewable resources) seperti minyak bumi dan gas mineral serta jasa-jasa lingkungan (Dahuri et al., 2001).
Sumberdaya alam yang ada di wilayah pesisir dan lautan ini, telah dimanfaatkan untuk pemenuhan berbagai kebutuhan manusia, baik sebagai mata pencaharian, sumber pangan, mineral, energi, devisa negara dan lain-lain. Agar potensi sumberdaya alam ini dapat dimanfaatkan sepanjang masa dan berkelanjutan diperlukan upaya pengelolaan yang memperhatikan aspek-aspek lingkungan dalam arti memperoleh manfaat yang optimal secara ekonomi akan tetapi juga sesuai dengan daya dukung dan kelestarian lingkungan. Sehingga dalam pengelolaan tidak hanya memanfaatkan akan tetapi juga memelihara dan melestarikannya.
Wilayah pesisir didefinisikan sebagai wilayah daratan yang berbatasan dengan laut, batas di daratan meliputi daerah–daerah yang tergenang air maupun yang tidak tergenang air yang masih dipengaruhi oleh proses-proses laut seperti pasang surut, angin laut dan intrusi garam, sedangkan batas di laut ialah daerah-daerah yang dipengaruhi oleh proses-proses alami di daratan seperti sedimentasi dan mengalirnya air tawar ke laut, serta daerah-daerah laut yang dipengaruhi oleh kegiatan-kegiatan manusia di daratan (Bengen, 2001).
Wilayah pesisir bersifat dinamis dan rentan terhadap perobahan lingkungan baik karena proses alami maupun aktivitas manusia. Dalam melakukan berbagai aktivitas untuk meningkatkan taraf hidupnya, manusia melakukan perobahan-perobahan terhadap ekosistem dan sumberdaya alam sehingga berpengaruh terhadap lingkungan di wilayah pesisir.
Wilayah pesisir merupakan wilayah yang sangat padat penduduknya, jumlah penduduk yang hidup di wilayah pesisir 50 – 70 % dari jumlah penduduk dunia. Di Indonesia sendiri 60 % penduduknya hidup di wilayah pesisir, peningkatan jumlah penduduk yang hidup di wilayah pesisir memberikan dampak tekanan terhadap sumberdaya alam pesisir seperti degradasi pesisir, hutan mangrove, terumbu karang, pembuangan limbah ke laut, sedimentasi sungai-sungai, erosi pantai, abrasi dan sebagainya (Rais, 2000a). Di samping itu dengan bertambahnya jumlah dan aktivitas penduduk menyebabkan meningkatnya permintaan terhadap sumberdaya alam dan jasa-jasa lingkungan pesisir.
Pada umumnya penduduk yang tinggal di wilayah pesisir memiliki mata pencaharian yang memanfaatkan sumberdaya alam atau jasa-jasa lingkungan yang ada di wilayah pesisir seperti nelayan, petani ikan, pemilik atau pekerja industri pariwisata, perhubungan laut, pertambangan dan energi serta pemilik atau pekerja industri maritim yang dikenal juga sebagai masyarakat pesisir.
Masyarakat pesisir yang di dominasi oleh usaha perikanan pada umumnya masih berada pada garis kemiskinan, mereka tidak mempunyai pilihan mata pencaharian, memiliki tingkat pendidikan yang rendah, tidak mengetahui dan menyadari kelestarian sumberdaya alam dan lingkungan sehingga cenderung mengekploitasi sumberdaya alam secara berlebihan dengan cara-cara yang tidak berwawasan lingkungan.
Paper ini membahas tentang faktor-faktor yang menyebabkan terjadinya perobahan lingkungan wilayah pesisir baik karena pengaruh proses-proses alami maupun karena adanya berbagai aktifitas manusia.
B. Lingkungan dan Karakteristik Wilayah Pesisir
Sistem lingkungan pada wilayah pesisir dapat bersifat alami dan buatan. Ekosistem alami yang terdapat di wilayah pesisir antara lain adalah: terumbu karang, hutan mangrove, padang lamun, pantai berpasir, formasi per-caprea, formasi baringtonia, estuaria, laguna dan delta. Sedangkan ekosistem buatan antara lain berupa: tambak, sawah pasang surut, kawasan pariwisata, kawasan industri, kawasan agroindustri dan kawasan pemukiman (Dahuri et al., 2001).
Wilayah pesisir memiliki karakteristik yang unik baik dilihat dari aspek bio-geofisik maupun aspek sosial, ekonomi dan budaya. Dahuri (2000) menyatakan setidaknya ada 6 karakteristik pesisir:
1. Terdapat keterkaitan ekologis baik antar ekosistem di dalam kawasan pesisir maupun antara kawasan pesisir dengan lahan atas dan laut lepas.
2. Dalam suatu kawasan pesisir biasanya terdapat lebih dari dua macam sumberdaya alam dan jasa-jasa lingkungan yang dapat dikembangkan untuk kepentingan pembangunan.
3. Dalam suatu kawasan pesisir, pada umumnya terdapat lebih dari satu kelompok masyarakat yang memiliki ketrampilan/keahlian dan kesenangan bekerja yang berbeda. Hal ini mengakibatkan pemanfaatan berbagai sumberdaya yang ada.
4. Baik secara ekologis maupun ekonomis, pemanfaatan suatu kawasan pesisir secara monokultur adalah sangat rentan terhadap perubahan internal maupun eksternal yang menjurus kepada kegagalan usaha.
5. Kawasan pesisir merupakan kawasan milik bersama (common property resources) yang dapat dimanfaatkan oleh semua orang (open access). Setiap pengguna sumberdaya berkeinginan untuk memaksimalkan keuntungan sehingga menyebabkan terjadinya pencemaran, over-eksploitasi sumberdaya alam dan konflik pemanfaatan ruang.
Selain karakteristik di atas, kawasan pesisir merupakan kawasan yang secara hayati sangat produktif dan subur. Pada kawasan pesisir juga dilakukan berbagai aktivitas manusia sehingga terjadinya interaksi antara manusia dengan sumberdaya pesisir dan laut.
C. Keterkaitan antar Ekosistem
Wilayah pesisir merupakan wilayah dimana interaksi darat dan laut paling
tinggi intensitasnya, wilayah ini memiliki hubungan dengan lahan atas (upland)(gambar 2), sehingga kerusakan yang terjadi pada lahan atas dapat menimbulkan dampak negatif pada wilayah pesisir. Sebagai contoh kegiatan pertanian dan kehutanan yang tanpa memperhatikan kaidah konservasi menyebabkan terjadinya erosi dan banjir yang merusak ekosistem sungai dan berlanjut kepada ekosistem pesisir. Contoh lainnya aktivitas masyarakat di darat seperti pembuangan limbah industri dan rumah tangga menyebabkan terjadinya sedimentasi dan dibawa oleh aliran sungai ke wilayah pesisir.
Masukan
Air Tawar
Keterkaitan ekosiste
m
Pasang surut Daerah Migrasi
& Aliran Arus
Aktivitas Ge- Daerah Migrasi
Lombang &
Aliran Arus
Aliran Arus Daerah Migrasi
Laut Terbuka
Faktor-faktor kritis alami yang mempengaruhi produktivitas
Bendungan dan banjir
Konfigurasi topografi
Air tawar, perbandingan air asin
Suplai nutrien
Erosi: perbandingan lapisan sedimen
Temperatur
Kecerahan air
Masukan sedimen ke kolom air
Suplai nutrien
Temperatur
Salinitas
Sirkulasi air
Energi rendah
Kecerahan air
Masukan sedimen ke kolom air
Suplai nutrien
Sirkulasi air
Energi Tinggi
Temperatur
Antar ekosistem yang ada di wilayah pesisir juga terdapat keterkaitan dan interaksi satu sama lain, sehingga saling mempengaruhi. Pada gambar 2 diperlihatkan keterkaitan antar ekosistem mangrove, padang lamun dan terumbu karang. Ada 5 (lima) tipe keterkaitan antara ketiga ekosistem tersebut, yakni: fisik, bahan organik terlarut, bahan organik partikel, migrasi fauna dan dampak manusia (Ogden dan Gladfelter,1983 dalam Bengen, 2001). Sebagai contoh tipe keterkaitan ekosistem adalah: pembukaan hutan mangrove besar-besaran mengakibatkan mangrove kehilangan fungsi sebagai perangkap sedimen sehingga sedimen masuk ke ekosistem padang lamun dan terumbu karang dan mengganggu fungsi kedua ekosistem tersebut (Bengen, 2002).
D. Perubahan Fisik Lingkungan Wilayah Pesisir Akibat Aktivitas Manusia
Seperti dikatakan bahwa wilayah pesisir merupakan lingkungan yang dinamis, unik, dan rentan terhadap perobahan lingkungan. Faktor-faktor yang mempengaruhi lingkungan pesisir antara lain adalah: .pertumbuhan penduduk, perobahan iklim, peningkatan permintaan akan ruang dan sumberdaya serta dinamika pantai (Rais, 2000b). Pertumbuhan penduduk yang mengalami peningkatan setiap tahunnya dan sebagian hidup di wilayah pesisir mengakibatkan meningkatnya aktivitas manusia di wilayah pesisir terutama dalam pemanfaatan sumberdaya alam dan ekosistem pesisir. Berbagai macam aktivitas manusia yang dilakukan baik di daratan maupun di lautan mendorong terjadinya perobahan lingkungan wilayah pesisir. . Menurut Dahuri et al. (2001), setiap perobahan bentang alam daratan dan dampak negatif lainnya seperti pencemaran, erosi dan perubahan secara drastis regim aliran air tawar yang terjadi di ekosistem daratan (lahan atas) pada akhirnya akan berdampak terhadap ekosistem pesisir. Beberapa kerusakan akibat aktivitas manusia yang menyebakan perobahan lingkungan wilayah pesisir adalah sebagai berikut:
1. Kerusakan Mangrove
Sebagai suatu ekosistem khas wilayah pesisir, hutan mangrove memiliki beberapa fungsi ekologis penting antara lain: (1) sebagai peredam gelombang dan angin badai, pelindung pantai dari abrasi, penahan lumpur, dan perangkap sedimen yang diangkut oleh aliran permukaan, (2) penghasil detritus dan mineral-mineral yang dapat menyuburkan perairan, (3) sebagai daerah nursery ground, feeding ground dan spawning ground bermacam biota perairan (Bengen, 2001).
Seiring dengan peningkatan jumlah dan aktivitas penduduk maka hutan mangrove banyak dimanfaatkan antara lain: dikonversi menjadi lahan perikanan, pertanian dan pemukiman, penebangan untuk dijadikan kayu. Hal ini menyebabkan mangrove tidak berfungsi dengan baik sehingga memberikan dampak negatif terhadap lingkungan pesisir seperti: peningkatan salinitas hutan mangrove karena kurangnya aliran air tawar, menurunnya tingkat kesuburan, mengancam regenerasi stok ikan dan udang di perairan, pendangkalan perairan pantai, erosi garis pantai dan intrusi garam, terjadinya pencemaran laut, sedimentasi dan lain-lain (Bengen, 2001).
Akibat pemanfaatan mangrove oleh aktivitas manusia ini menyebabkan luas hutan mangrove di Indonesia mengalami penurunan dari tahun ke tahun. Pada tahun 1982 luas ekosistem hutan mangrove adalah 5.209.543,16 ha, dan tahun 1990 mengalami penurunan menjadi 2.500.000 ha (Dahuri et al., 2001)
2. Kerusakan Terumbu karang
Kegiatan penduduk yang dilakukan pada terumbu karang antara lain: penambangan karang dengan atau tanpa bahan peledak, penangkapan ikan menggunakan racun sianida dan bahan peledak dan penambatan jangkar perahu Kegiatan ini memberikan dampak negatif terhadap ekosistem terumbu karang antara lain: kerusakan habitat dan kematian massal hewan terumbu, mematikan karang dan biota avertebrata dan rusaknya pelindung pantai dari terpaan ombak dan gelombang. Kerusakan terumbu karang juga diakibatkan oleh adanya sedimentasi akibat meningkatnya erosi dari lahan daratan.
Berdasarkan hasil penelitian yang dilakukan oleh Suharsono dan Sukarno (1992), dalam Dahuri, et al. (2001), menyatakan bahwa pada 24 lokasi yang tersebar di perairan Indonesia, kondisi terumbu karang 6% berada dalam kondisi sangat baik, 22% baik, 33,5% sedang dan 39,5% dalam keadaan rusak.
3. Kerusakan Padang Lamun
Berbagai aktivitas penduduk juga menyebabkan rusaknya ekosistem padang lamun, seperti pengerukan dan pengurugan yang berkaitan dengan pembangunan pemukiman pinggir laut yang menyebabkan perusakan total padang lamun, meningkatnya kekeruhan air dan terlapisnya insang hewan air oleh sedimen. Penyebab kerusakan padang lamun lainnya adalah pembuangan sampah rumah tangga dan pencemaran oleh limbah pertanian yang menyebabkan terjadinya penurunan kandungan oksigen terlarut, eutrofikasi, kekeruhan dan matinya hewan-hewan air yang berasosiasi dengan padang lamun (Bengen, 2001).
4. Pemanfaatan Sumberdaya Laut secara Berlebihan
Banyak sumberdaya alam di wilayah pesisir dan lautan mengalami over eksploitasi, diantaranya adalah sumberdaya perikanan laut. Secara agregat nasional pemanfaatan sumberdaya perikanan laut pada tahun 1997 baru mencapai 58,5% dari potensi lestarinya, akan tetapi pada beberapa wilayah di Indonesia sudah mengalami kondisi tangkap lebih (over fishing). Jenis stok sumberdaya ikan yang telah mengalami tangkap lebih adalah ikan-ikan komersial seperti udang dan ikan karang. Udang mengalami over fishing hampir di seluruh perairan Indonesia kecuali Laut Seram sampai Teluk Tomini, Laut Sulawesi, Samudera Fasifik dan Samudera Hindia. Sedangkan ikan karang mengalami over fishing di perairan Laut Jawa, Selat Makasar dan Laut Flores (Direktorat Jenderal Pesisir dan Pulau-Pulau Kecil, 2001).
5. Pencemaran Laut
Berbagai aktifitas manusia dalam pemanfaatan sumberdaya pesisir seperti pembukaan lahan untuk pertanian, pengembangan kota dan industri, penebangan kayu dan penambangan di daerah aliran sungai (DAS) mengakibatkan terjadinya pencemaran dan perobahan lingkungan wilayah pesisir. Dampak negatif dari pencemaran tidak hanya membahayakan kehidupan biota dan lingkungan laut, tetapi juga dapat membahayakan kesehatan manusia atau bahkan menyebabkan kematian, mengurangi atau merusak nilai estetika lingkungan pesisir dan lautan dan menimbulkan kerugian secara sosial ekonomi (Dahuri et al. 2001).
6. Erosi Pantai
Erosi pantai merupakan salah satu masalah serius degradasi garis pantai.
Selain proses-proses alami, seperti angin, arus, hujan dan gelombang, aktivitas manusia juga menjadi penyebab penting erosi pantai. Aktivitas manusia yang menyebabkan erosi pantai adalah pembukaan hutan mangrove untuk kepentingan pemukiman, pembangunan infrastuktur dan perikanan tambak, sehingga sangat mengurangi fungsi perlindungan terhadap pantai. Di samping itu aktivitas penambangan terumbu karang di beberapa lokasi untuk kepentingan konstruksi jalan dan bangunan, telah memberikan kontribusi penting terhadap erosi pantai, karena berkurangnya atau hilangnya perlindungan pantai dari hantaman gelombang dan badai (Bengen, 2001).
E. Perobahan Lingkungan Wilayah Pesisir karena Faktor Alami
Perobahan lingkungan wilayah pesisir juga dapat disebabkan karena adanya proses-proses alami. Erosi pantai yang menyebabkan perjadinya perubahan garis pantai bisa disebabkan oleh karena adanya pengaruh angin, hujan dan gelombang. Wiryawan (2002) menyatakan bahwa ada 4 (empat) kelompok faktor alami yang menjadikan kawasan pesisir begitu dinamis sehingga menyebabkan terjadinya perobahan lingkungan wilayah pesisir yaitu:
1. Angin, Gelombang, Pasang Surut, Arus dan Transport Sedimen
Bentuk-bentuk lahan pesisir terbentuk dan berubah dari waktu ke waktu mengikuti masukan energi dan material ke dalam lingkungan wilayah pesisir. Masukan energi dapat berupa gelombang, pasang surut dan angin. Sedangkan masukan material berupa sedimen, partikel dan pollutant melalui aliran sungai dan pembentukan landform secara biologis.
Salah satu sifat gelombang yang sangat berpengaruh adalah ketajaman gelombang yang biasanya terjadi pada saat angin kencang atau badai yang mengakibatkan banyaknya terjadi erosi pantai.
2. Angin Topan dan Badai
Badai dan topan merupakan fenomena yang normal di lingkungan pesisir, dan juga faktor utama dalam memodifikasi bentuk lahan dan ekosistem pesisir. Akan tetapi seiring dengan meningkatnya tekanan pesisir karena aktivitas penduduk, maka bencana alam berupa badai, topan dan tsunami merupakan ancaman berat terhadap penduduk.
Daya atau kekuatan yang menyertai badai dan topan termasuk gelombang besar dan banjir, aksi gelombang yang meninggi dan menguat dan angin kencang. Banjir akibat badai/topan dapat mengakibatkan erosi pantai secara substansial, pengikisan/penghancuran pulau penghalang, dan pemecahan lahan pesisir sehingga membentuk ceruk atau teluk kecil (inlet).
3. Peningkatan Muka/Paras Laut (sea level rise)
Pemanasan global akibat peningkatan konsentrasi gas rumah kaca (CO, CH4 dan lain-lain) dapat meningkatkan paras/permukaan perairan laut karena dua alasan yaitu: (1) ekspansi panas dan (2) mencairnya es kutub. Perkiraan tentang dampak pemanasan global sangat bervariasi tetapi kisarannya antara 0,5 – 2 meter pada tahun 2100. Dampak dari peningkatan permukaan laut ini adalah banjir, kehilangan/kerusakan biodiversity, kerusakan bangunan dan infrastruktur.
4 Siklus Hidrologi
Perairan pesisir dipengaruhi oleh interaksi dinamis antara masukan air dari lautan (ocean waters) dan air tawar (freshwater). Aliran air tawar ke laut merupakan fungsi dari karakteristik daerah aliran sungai, aliran air permukaan dan aliran air tanah. Selanjutnya neraca air atau keseimbangan air tawar dan laut dipengaruhi oleh laju presipitasi dan evapotranspirasi. Presipitasi mempengaruhi air permukaan melalui aliran air permukaan atau “runoff” dan mempengaruhi air tanah melalui perkolasi dan infiltrasi.
E. Penutup
Pada uraian di atas telah dibahas bahwa terjadinya perobahan lingkungan wilayah pesisir dapat disebabkan oleh karena faktor-faktor alami seperti angin, gelombang, pasang surut, kenaikan permukaan laut karena pemanasan global, topan badai dan sebagainya dan juga oleh karena aktivitas manusia. Perobahan lingkungan karena faktor alami sulit dikendalikan akan tetapi perobahan lingkungan karena aktivitas manusia dapat dikendalikan sehingga tercipta pemanfaatan sumberdaya yang berkelanjutan.
Jumlah penduduk Indonesia, yang diperkirakan akan mencapai 225 juta jiwa pada tahun 2010 (Dahuri et al. 2001), ditambah lagi dengan fakta bahwa sumberdaya di daratan (lahan atas) semakin menipis, maka wilayah pesisir dan lautan beserta segenap sumberdaya alam dan jasa-jasa lingkungan (environmental services) yang terkandung didalamnya akan menjadi tumpuan pembangunan nasional pada abad-21 yang berarti tekanan terhadap wilayah pesisir dan lautan juga semakin meningkat.
Oleh sebab itu guna mencapai pemanfaatan secara berkelanjutan untuk memenuhi kebutuhan manusia terhadap sumberdaya alam dan jasa-jasa lingkungan yang terdapat di wilayah pesisir dan lautan, maka diperlukan pengelolaan sumberdaya pesisir dan lautan yang berpusat pada masyarakat dan dilakukan secara terpadu dengan memperhatikan dua aspek kebijakan, yaitu aspek ekonomi dan ekologi. Hal ini dikenal dengan pengelolaan sumberdaya pesisir terpadu berbasis masyarakat (Zamani dan Darmawan 2000). Di samping itu juga diperlukan upaya peningkatan kesadaran dan pemahaman masyarakat umumnya dan khususnya penduduk yang ada di wilayah pesisir terhadap pentingnya sumberdaya alam dalam menunjang kehidupan saat ini dan generasi mendatang.
DAFTAR ACUAN
Bengen, D.G. 2001. Sinopsis Ekosistem dan Sumberdaya Alam Pesisir dan Laut Pusat Kajian Sumberdaya Pesisir dan Lautan Institut Pertanian Bogor.
___________. 2002. Keterkaitan Antar Ekosistem Pesisir. Materi Kuliah pada Program Studi Pengelolaan Sumberdaya Pesisir dan Lautan IPB.
Dahuri, R. 2000. Orientasi Baru: Menoleh ke Laut. Dalam: Pendayagunaan Sumberdaya Kelautan untuk Kesejahteraan Rakyat (Kumpulan Pemikiran Rokhmin Dahuri). Editors: Ikawati, Y dan Untung, W. Lembaga Informasi dan Studi Pembangunan Indonesia. Jakarta. hal. 1-8
Dahuri,R., J.Rais, S.P.Ginting dan M.J.Sitepu. 2001. Pengelolaan Sumber Daya Wilayah Pesisir dan Lautan Secara Terpadu. PT Pradnya Paramita. Jakarta
Direktorat Jenderal Pesisir dan Pulau-Pulau Kecil DKP. 2001. Naskah Akademik Pengelolaan Wilayah Pesisir. Jakarta.
Rais, J. 2000a. Kajian Kerawanan dan Dinamika Wilayah Pesisir. Materi Kuliah pada Program Studi Pengelolaan Sumberdaya Pesisir dan Lautan Program
Pascasarjana IPB
_____ . 2000b. Pengelolaan Wilayah Pesisir Terpadu. Materi Kuliah pada Program Studi Pengelolaan Sumberdaya Pesisir dan Lautan Program Pascasarjana IPB.
Wiryawan, B. 2002. Karakteristik dan Dinamika Sumberdaya Fisik dan Lingkungan Pesisir dan Lautan. Materi Kuliah pada Program Studi Pengelolaan Sumberdaya Pesisir dan Lautan Program Pascasarjana IPB.
Zamani, N.P dan Darmawan. 2000. Pengelolaan Sumberdaya Pesisir Terpadu Berbasis Masyarakat. Dalam Prosiding Pelatihan untuk Pelatih Pengelolaan Wilayah Pesisir Terpadu. Pusat Kajian Sumberdaya Pesisir dan Lautan IPB. hal. 47-60.
DESNIARTI
A. Pendahuluan
Indonesia sebagai negara kepulauan terbesar di dunia yang memiliki 17.508 pulau dengan panjang garis pantai 81.000 km, memiliki potensi sumberdaya pesisir dan lautan yang sangat besar (Bengen, 2001). Sumberdaya alam yang terdapat di wilayah pesisir dan lautan terdiri dari sumber daya yang dapat pulih (renewable resources) seperti perikanan, hutan mangrove dan terumbu karang maupun sumberdaya yang tidak dapat pulih (non-renewable resources) seperti minyak bumi dan gas mineral serta jasa-jasa lingkungan (Dahuri et al., 2001).
Sumberdaya alam yang ada di wilayah pesisir dan lautan ini, telah dimanfaatkan untuk pemenuhan berbagai kebutuhan manusia, baik sebagai mata pencaharian, sumber pangan, mineral, energi, devisa negara dan lain-lain. Agar potensi sumberdaya alam ini dapat dimanfaatkan sepanjang masa dan berkelanjutan diperlukan upaya pengelolaan yang memperhatikan aspek-aspek lingkungan dalam arti memperoleh manfaat yang optimal secara ekonomi akan tetapi juga sesuai dengan daya dukung dan kelestarian lingkungan. Sehingga dalam pengelolaan tidak hanya memanfaatkan akan tetapi juga memelihara dan melestarikannya.
Wilayah pesisir didefinisikan sebagai wilayah daratan yang berbatasan dengan laut, batas di daratan meliputi daerah–daerah yang tergenang air maupun yang tidak tergenang air yang masih dipengaruhi oleh proses-proses laut seperti pasang surut, angin laut dan intrusi garam, sedangkan batas di laut ialah daerah-daerah yang dipengaruhi oleh proses-proses alami di daratan seperti sedimentasi dan mengalirnya air tawar ke laut, serta daerah-daerah laut yang dipengaruhi oleh kegiatan-kegiatan manusia di daratan (Bengen, 2001).
Wilayah pesisir bersifat dinamis dan rentan terhadap perobahan lingkungan baik karena proses alami maupun aktivitas manusia. Dalam melakukan berbagai aktivitas untuk meningkatkan taraf hidupnya, manusia melakukan perobahan-perobahan terhadap ekosistem dan sumberdaya alam sehingga berpengaruh terhadap lingkungan di wilayah pesisir.
Wilayah pesisir merupakan wilayah yang sangat padat penduduknya, jumlah penduduk yang hidup di wilayah pesisir 50 – 70 % dari jumlah penduduk dunia. Di Indonesia sendiri 60 % penduduknya hidup di wilayah pesisir, peningkatan jumlah penduduk yang hidup di wilayah pesisir memberikan dampak tekanan terhadap sumberdaya alam pesisir seperti degradasi pesisir, hutan mangrove, terumbu karang, pembuangan limbah ke laut, sedimentasi sungai-sungai, erosi pantai, abrasi dan sebagainya (Rais, 2000a). Di samping itu dengan bertambahnya jumlah dan aktivitas penduduk menyebabkan meningkatnya permintaan terhadap sumberdaya alam dan jasa-jasa lingkungan pesisir.
Pada umumnya penduduk yang tinggal di wilayah pesisir memiliki mata pencaharian yang memanfaatkan sumberdaya alam atau jasa-jasa lingkungan yang ada di wilayah pesisir seperti nelayan, petani ikan, pemilik atau pekerja industri pariwisata, perhubungan laut, pertambangan dan energi serta pemilik atau pekerja industri maritim yang dikenal juga sebagai masyarakat pesisir.
Masyarakat pesisir yang di dominasi oleh usaha perikanan pada umumnya masih berada pada garis kemiskinan, mereka tidak mempunyai pilihan mata pencaharian, memiliki tingkat pendidikan yang rendah, tidak mengetahui dan menyadari kelestarian sumberdaya alam dan lingkungan sehingga cenderung mengekploitasi sumberdaya alam secara berlebihan dengan cara-cara yang tidak berwawasan lingkungan.
Paper ini membahas tentang faktor-faktor yang menyebabkan terjadinya perobahan lingkungan wilayah pesisir baik karena pengaruh proses-proses alami maupun karena adanya berbagai aktifitas manusia.
B. Lingkungan dan Karakteristik Wilayah Pesisir
Sistem lingkungan pada wilayah pesisir dapat bersifat alami dan buatan. Ekosistem alami yang terdapat di wilayah pesisir antara lain adalah: terumbu karang, hutan mangrove, padang lamun, pantai berpasir, formasi per-caprea, formasi baringtonia, estuaria, laguna dan delta. Sedangkan ekosistem buatan antara lain berupa: tambak, sawah pasang surut, kawasan pariwisata, kawasan industri, kawasan agroindustri dan kawasan pemukiman (Dahuri et al., 2001).
Wilayah pesisir memiliki karakteristik yang unik baik dilihat dari aspek bio-geofisik maupun aspek sosial, ekonomi dan budaya. Dahuri (2000) menyatakan setidaknya ada 6 karakteristik pesisir:
1. Terdapat keterkaitan ekologis baik antar ekosistem di dalam kawasan pesisir maupun antara kawasan pesisir dengan lahan atas dan laut lepas.
2. Dalam suatu kawasan pesisir biasanya terdapat lebih dari dua macam sumberdaya alam dan jasa-jasa lingkungan yang dapat dikembangkan untuk kepentingan pembangunan.
3. Dalam suatu kawasan pesisir, pada umumnya terdapat lebih dari satu kelompok masyarakat yang memiliki ketrampilan/keahlian dan kesenangan bekerja yang berbeda. Hal ini mengakibatkan pemanfaatan berbagai sumberdaya yang ada.
4. Baik secara ekologis maupun ekonomis, pemanfaatan suatu kawasan pesisir secara monokultur adalah sangat rentan terhadap perubahan internal maupun eksternal yang menjurus kepada kegagalan usaha.
5. Kawasan pesisir merupakan kawasan milik bersama (common property resources) yang dapat dimanfaatkan oleh semua orang (open access). Setiap pengguna sumberdaya berkeinginan untuk memaksimalkan keuntungan sehingga menyebabkan terjadinya pencemaran, over-eksploitasi sumberdaya alam dan konflik pemanfaatan ruang.
Selain karakteristik di atas, kawasan pesisir merupakan kawasan yang secara hayati sangat produktif dan subur. Pada kawasan pesisir juga dilakukan berbagai aktivitas manusia sehingga terjadinya interaksi antara manusia dengan sumberdaya pesisir dan laut.
C. Keterkaitan antar Ekosistem
Wilayah pesisir merupakan wilayah dimana interaksi darat dan laut paling
tinggi intensitasnya, wilayah ini memiliki hubungan dengan lahan atas (upland)(gambar 2), sehingga kerusakan yang terjadi pada lahan atas dapat menimbulkan dampak negatif pada wilayah pesisir. Sebagai contoh kegiatan pertanian dan kehutanan yang tanpa memperhatikan kaidah konservasi menyebabkan terjadinya erosi dan banjir yang merusak ekosistem sungai dan berlanjut kepada ekosistem pesisir. Contoh lainnya aktivitas masyarakat di darat seperti pembuangan limbah industri dan rumah tangga menyebabkan terjadinya sedimentasi dan dibawa oleh aliran sungai ke wilayah pesisir.
Masukan
Air Tawar
Keterkaitan ekosiste
m
Pasang surut Daerah Migrasi
& Aliran Arus
Aktivitas Ge- Daerah Migrasi
Lombang &
Aliran Arus
Aliran Arus Daerah Migrasi
Laut Terbuka
Faktor-faktor kritis alami yang mempengaruhi produktivitas
Bendungan dan banjir
Konfigurasi topografi
Air tawar, perbandingan air asin
Suplai nutrien
Erosi: perbandingan lapisan sedimen
Temperatur
Kecerahan air
Masukan sedimen ke kolom air
Suplai nutrien
Temperatur
Salinitas
Sirkulasi air
Energi rendah
Kecerahan air
Masukan sedimen ke kolom air
Suplai nutrien
Sirkulasi air
Energi Tinggi
Temperatur
Antar ekosistem yang ada di wilayah pesisir juga terdapat keterkaitan dan interaksi satu sama lain, sehingga saling mempengaruhi. Pada gambar 2 diperlihatkan keterkaitan antar ekosistem mangrove, padang lamun dan terumbu karang. Ada 5 (lima) tipe keterkaitan antara ketiga ekosistem tersebut, yakni: fisik, bahan organik terlarut, bahan organik partikel, migrasi fauna dan dampak manusia (Ogden dan Gladfelter,1983 dalam Bengen, 2001). Sebagai contoh tipe keterkaitan ekosistem adalah: pembukaan hutan mangrove besar-besaran mengakibatkan mangrove kehilangan fungsi sebagai perangkap sedimen sehingga sedimen masuk ke ekosistem padang lamun dan terumbu karang dan mengganggu fungsi kedua ekosistem tersebut (Bengen, 2002).
D. Perubahan Fisik Lingkungan Wilayah Pesisir Akibat Aktivitas Manusia
Seperti dikatakan bahwa wilayah pesisir merupakan lingkungan yang dinamis, unik, dan rentan terhadap perobahan lingkungan. Faktor-faktor yang mempengaruhi lingkungan pesisir antara lain adalah: .pertumbuhan penduduk, perobahan iklim, peningkatan permintaan akan ruang dan sumberdaya serta dinamika pantai (Rais, 2000b). Pertumbuhan penduduk yang mengalami peningkatan setiap tahunnya dan sebagian hidup di wilayah pesisir mengakibatkan meningkatnya aktivitas manusia di wilayah pesisir terutama dalam pemanfaatan sumberdaya alam dan ekosistem pesisir. Berbagai macam aktivitas manusia yang dilakukan baik di daratan maupun di lautan mendorong terjadinya perobahan lingkungan wilayah pesisir. . Menurut Dahuri et al. (2001), setiap perobahan bentang alam daratan dan dampak negatif lainnya seperti pencemaran, erosi dan perubahan secara drastis regim aliran air tawar yang terjadi di ekosistem daratan (lahan atas) pada akhirnya akan berdampak terhadap ekosistem pesisir. Beberapa kerusakan akibat aktivitas manusia yang menyebakan perobahan lingkungan wilayah pesisir adalah sebagai berikut:
1. Kerusakan Mangrove
Sebagai suatu ekosistem khas wilayah pesisir, hutan mangrove memiliki beberapa fungsi ekologis penting antara lain: (1) sebagai peredam gelombang dan angin badai, pelindung pantai dari abrasi, penahan lumpur, dan perangkap sedimen yang diangkut oleh aliran permukaan, (2) penghasil detritus dan mineral-mineral yang dapat menyuburkan perairan, (3) sebagai daerah nursery ground, feeding ground dan spawning ground bermacam biota perairan (Bengen, 2001).
Seiring dengan peningkatan jumlah dan aktivitas penduduk maka hutan mangrove banyak dimanfaatkan antara lain: dikonversi menjadi lahan perikanan, pertanian dan pemukiman, penebangan untuk dijadikan kayu. Hal ini menyebabkan mangrove tidak berfungsi dengan baik sehingga memberikan dampak negatif terhadap lingkungan pesisir seperti: peningkatan salinitas hutan mangrove karena kurangnya aliran air tawar, menurunnya tingkat kesuburan, mengancam regenerasi stok ikan dan udang di perairan, pendangkalan perairan pantai, erosi garis pantai dan intrusi garam, terjadinya pencemaran laut, sedimentasi dan lain-lain (Bengen, 2001).
Akibat pemanfaatan mangrove oleh aktivitas manusia ini menyebabkan luas hutan mangrove di Indonesia mengalami penurunan dari tahun ke tahun. Pada tahun 1982 luas ekosistem hutan mangrove adalah 5.209.543,16 ha, dan tahun 1990 mengalami penurunan menjadi 2.500.000 ha (Dahuri et al., 2001)
2. Kerusakan Terumbu karang
Kegiatan penduduk yang dilakukan pada terumbu karang antara lain: penambangan karang dengan atau tanpa bahan peledak, penangkapan ikan menggunakan racun sianida dan bahan peledak dan penambatan jangkar perahu Kegiatan ini memberikan dampak negatif terhadap ekosistem terumbu karang antara lain: kerusakan habitat dan kematian massal hewan terumbu, mematikan karang dan biota avertebrata dan rusaknya pelindung pantai dari terpaan ombak dan gelombang. Kerusakan terumbu karang juga diakibatkan oleh adanya sedimentasi akibat meningkatnya erosi dari lahan daratan.
Berdasarkan hasil penelitian yang dilakukan oleh Suharsono dan Sukarno (1992), dalam Dahuri, et al. (2001), menyatakan bahwa pada 24 lokasi yang tersebar di perairan Indonesia, kondisi terumbu karang 6% berada dalam kondisi sangat baik, 22% baik, 33,5% sedang dan 39,5% dalam keadaan rusak.
3. Kerusakan Padang Lamun
Berbagai aktivitas penduduk juga menyebabkan rusaknya ekosistem padang lamun, seperti pengerukan dan pengurugan yang berkaitan dengan pembangunan pemukiman pinggir laut yang menyebabkan perusakan total padang lamun, meningkatnya kekeruhan air dan terlapisnya insang hewan air oleh sedimen. Penyebab kerusakan padang lamun lainnya adalah pembuangan sampah rumah tangga dan pencemaran oleh limbah pertanian yang menyebabkan terjadinya penurunan kandungan oksigen terlarut, eutrofikasi, kekeruhan dan matinya hewan-hewan air yang berasosiasi dengan padang lamun (Bengen, 2001).
4. Pemanfaatan Sumberdaya Laut secara Berlebihan
Banyak sumberdaya alam di wilayah pesisir dan lautan mengalami over eksploitasi, diantaranya adalah sumberdaya perikanan laut. Secara agregat nasional pemanfaatan sumberdaya perikanan laut pada tahun 1997 baru mencapai 58,5% dari potensi lestarinya, akan tetapi pada beberapa wilayah di Indonesia sudah mengalami kondisi tangkap lebih (over fishing). Jenis stok sumberdaya ikan yang telah mengalami tangkap lebih adalah ikan-ikan komersial seperti udang dan ikan karang. Udang mengalami over fishing hampir di seluruh perairan Indonesia kecuali Laut Seram sampai Teluk Tomini, Laut Sulawesi, Samudera Fasifik dan Samudera Hindia. Sedangkan ikan karang mengalami over fishing di perairan Laut Jawa, Selat Makasar dan Laut Flores (Direktorat Jenderal Pesisir dan Pulau-Pulau Kecil, 2001).
5. Pencemaran Laut
Berbagai aktifitas manusia dalam pemanfaatan sumberdaya pesisir seperti pembukaan lahan untuk pertanian, pengembangan kota dan industri, penebangan kayu dan penambangan di daerah aliran sungai (DAS) mengakibatkan terjadinya pencemaran dan perobahan lingkungan wilayah pesisir. Dampak negatif dari pencemaran tidak hanya membahayakan kehidupan biota dan lingkungan laut, tetapi juga dapat membahayakan kesehatan manusia atau bahkan menyebabkan kematian, mengurangi atau merusak nilai estetika lingkungan pesisir dan lautan dan menimbulkan kerugian secara sosial ekonomi (Dahuri et al. 2001).
6. Erosi Pantai
Erosi pantai merupakan salah satu masalah serius degradasi garis pantai.
Selain proses-proses alami, seperti angin, arus, hujan dan gelombang, aktivitas manusia juga menjadi penyebab penting erosi pantai. Aktivitas manusia yang menyebabkan erosi pantai adalah pembukaan hutan mangrove untuk kepentingan pemukiman, pembangunan infrastuktur dan perikanan tambak, sehingga sangat mengurangi fungsi perlindungan terhadap pantai. Di samping itu aktivitas penambangan terumbu karang di beberapa lokasi untuk kepentingan konstruksi jalan dan bangunan, telah memberikan kontribusi penting terhadap erosi pantai, karena berkurangnya atau hilangnya perlindungan pantai dari hantaman gelombang dan badai (Bengen, 2001).
E. Perobahan Lingkungan Wilayah Pesisir karena Faktor Alami
Perobahan lingkungan wilayah pesisir juga dapat disebabkan karena adanya proses-proses alami. Erosi pantai yang menyebabkan perjadinya perubahan garis pantai bisa disebabkan oleh karena adanya pengaruh angin, hujan dan gelombang. Wiryawan (2002) menyatakan bahwa ada 4 (empat) kelompok faktor alami yang menjadikan kawasan pesisir begitu dinamis sehingga menyebabkan terjadinya perobahan lingkungan wilayah pesisir yaitu:
1. Angin, Gelombang, Pasang Surut, Arus dan Transport Sedimen
Bentuk-bentuk lahan pesisir terbentuk dan berubah dari waktu ke waktu mengikuti masukan energi dan material ke dalam lingkungan wilayah pesisir. Masukan energi dapat berupa gelombang, pasang surut dan angin. Sedangkan masukan material berupa sedimen, partikel dan pollutant melalui aliran sungai dan pembentukan landform secara biologis.
Salah satu sifat gelombang yang sangat berpengaruh adalah ketajaman gelombang yang biasanya terjadi pada saat angin kencang atau badai yang mengakibatkan banyaknya terjadi erosi pantai.
2. Angin Topan dan Badai
Badai dan topan merupakan fenomena yang normal di lingkungan pesisir, dan juga faktor utama dalam memodifikasi bentuk lahan dan ekosistem pesisir. Akan tetapi seiring dengan meningkatnya tekanan pesisir karena aktivitas penduduk, maka bencana alam berupa badai, topan dan tsunami merupakan ancaman berat terhadap penduduk.
Daya atau kekuatan yang menyertai badai dan topan termasuk gelombang besar dan banjir, aksi gelombang yang meninggi dan menguat dan angin kencang. Banjir akibat badai/topan dapat mengakibatkan erosi pantai secara substansial, pengikisan/penghancuran pulau penghalang, dan pemecahan lahan pesisir sehingga membentuk ceruk atau teluk kecil (inlet).
3. Peningkatan Muka/Paras Laut (sea level rise)
Pemanasan global akibat peningkatan konsentrasi gas rumah kaca (CO, CH4 dan lain-lain) dapat meningkatkan paras/permukaan perairan laut karena dua alasan yaitu: (1) ekspansi panas dan (2) mencairnya es kutub. Perkiraan tentang dampak pemanasan global sangat bervariasi tetapi kisarannya antara 0,5 – 2 meter pada tahun 2100. Dampak dari peningkatan permukaan laut ini adalah banjir, kehilangan/kerusakan biodiversity, kerusakan bangunan dan infrastruktur.
4 Siklus Hidrologi
Perairan pesisir dipengaruhi oleh interaksi dinamis antara masukan air dari lautan (ocean waters) dan air tawar (freshwater). Aliran air tawar ke laut merupakan fungsi dari karakteristik daerah aliran sungai, aliran air permukaan dan aliran air tanah. Selanjutnya neraca air atau keseimbangan air tawar dan laut dipengaruhi oleh laju presipitasi dan evapotranspirasi. Presipitasi mempengaruhi air permukaan melalui aliran air permukaan atau “runoff” dan mempengaruhi air tanah melalui perkolasi dan infiltrasi.
E. Penutup
Pada uraian di atas telah dibahas bahwa terjadinya perobahan lingkungan wilayah pesisir dapat disebabkan oleh karena faktor-faktor alami seperti angin, gelombang, pasang surut, kenaikan permukaan laut karena pemanasan global, topan badai dan sebagainya dan juga oleh karena aktivitas manusia. Perobahan lingkungan karena faktor alami sulit dikendalikan akan tetapi perobahan lingkungan karena aktivitas manusia dapat dikendalikan sehingga tercipta pemanfaatan sumberdaya yang berkelanjutan.
Jumlah penduduk Indonesia, yang diperkirakan akan mencapai 225 juta jiwa pada tahun 2010 (Dahuri et al. 2001), ditambah lagi dengan fakta bahwa sumberdaya di daratan (lahan atas) semakin menipis, maka wilayah pesisir dan lautan beserta segenap sumberdaya alam dan jasa-jasa lingkungan (environmental services) yang terkandung didalamnya akan menjadi tumpuan pembangunan nasional pada abad-21 yang berarti tekanan terhadap wilayah pesisir dan lautan juga semakin meningkat.
Oleh sebab itu guna mencapai pemanfaatan secara berkelanjutan untuk memenuhi kebutuhan manusia terhadap sumberdaya alam dan jasa-jasa lingkungan yang terdapat di wilayah pesisir dan lautan, maka diperlukan pengelolaan sumberdaya pesisir dan lautan yang berpusat pada masyarakat dan dilakukan secara terpadu dengan memperhatikan dua aspek kebijakan, yaitu aspek ekonomi dan ekologi. Hal ini dikenal dengan pengelolaan sumberdaya pesisir terpadu berbasis masyarakat (Zamani dan Darmawan 2000). Di samping itu juga diperlukan upaya peningkatan kesadaran dan pemahaman masyarakat umumnya dan khususnya penduduk yang ada di wilayah pesisir terhadap pentingnya sumberdaya alam dalam menunjang kehidupan saat ini dan generasi mendatang.
DAFTAR ACUAN
Bengen, D.G. 2001. Sinopsis Ekosistem dan Sumberdaya Alam Pesisir dan Laut Pusat Kajian Sumberdaya Pesisir dan Lautan Institut Pertanian Bogor.
___________. 2002. Keterkaitan Antar Ekosistem Pesisir. Materi Kuliah pada Program Studi Pengelolaan Sumberdaya Pesisir dan Lautan IPB.
Dahuri, R. 2000. Orientasi Baru: Menoleh ke Laut. Dalam: Pendayagunaan Sumberdaya Kelautan untuk Kesejahteraan Rakyat (Kumpulan Pemikiran Rokhmin Dahuri). Editors: Ikawati, Y dan Untung, W. Lembaga Informasi dan Studi Pembangunan Indonesia. Jakarta. hal. 1-8
Dahuri,R., J.Rais, S.P.Ginting dan M.J.Sitepu. 2001. Pengelolaan Sumber Daya Wilayah Pesisir dan Lautan Secara Terpadu. PT Pradnya Paramita. Jakarta
Direktorat Jenderal Pesisir dan Pulau-Pulau Kecil DKP. 2001. Naskah Akademik Pengelolaan Wilayah Pesisir. Jakarta.
Rais, J. 2000a. Kajian Kerawanan dan Dinamika Wilayah Pesisir. Materi Kuliah pada Program Studi Pengelolaan Sumberdaya Pesisir dan Lautan Program
Pascasarjana IPB
_____ . 2000b. Pengelolaan Wilayah Pesisir Terpadu. Materi Kuliah pada Program Studi Pengelolaan Sumberdaya Pesisir dan Lautan Program Pascasarjana IPB.
Wiryawan, B. 2002. Karakteristik dan Dinamika Sumberdaya Fisik dan Lingkungan Pesisir dan Lautan. Materi Kuliah pada Program Studi Pengelolaan Sumberdaya Pesisir dan Lautan Program Pascasarjana IPB.
Zamani, N.P dan Darmawan. 2000. Pengelolaan Sumberdaya Pesisir Terpadu Berbasis Masyarakat. Dalam Prosiding Pelatihan untuk Pelatih Pengelolaan Wilayah Pesisir Terpadu. Pusat Kajian Sumberdaya Pesisir dan Lautan IPB. hal. 47-60.
Atmosfer bumi
Atmosfer bumi merupakan gas yang menyelimuti planet bumi. Seperti halnya atmosfer-atmosfer planet lain, pada intinya, atmosfer bumi menggambarkan transfer energi antara matahari dan permukaan bumi, dan transfer energi antara satu daerah ke daerah yang lain di permukaan bumi; transfer ini mempertahankan kesetimbangan termal dan menentukan iklim bumi. Bagaimanapun, atmosfer bumi sangat berbeda dengan atmosfer planet lain, yaitu bahwa bersama-sama dengan proses-proses di lautan dan di daratan, atmosfer bumi membentuk basis bagi kehidupan di planet bumi. Karena atmosfer merupakan sistem fluida, maka gerak atmosfer mempunyai spektrum yang lebar, mulai dari gerak berskala-kecil (beberapa meter) hingga gerak berskala-besar (ribuan kilometer). Gerak atmosfer ini akan mempengaruhi komponen-komponen atmosferik seperti uap-air, ozon, dan awan-awan, dimana komponen-komponen atmosferik ini sangat penting dalam proses-proses radiatif dan kimiawi. Proses-proses ini terjadi didalam sirkulasi atmosfer, dimana sirkulasi atmosfer ini memegang aturan kunci dalam persoalan neraca energi-global di permukaan bumi.
1. Struktur dan Komposisi Atmosfer
Atmosfer mengandung campuran gas-gas yang lebih terkenal dengan nama udara dan menutupi seluruh permukaan bumi. Campuran gas-gas ini menyatakan komposisi dari atmosfer bumi. Bagian bawah dari atmosfer bumi dibatasi oleh daratan, samudera, sungai, danau, es, dan permukaan salju. Batas atasnya tidak terdefinisi, tetapi dalam kajian meteorologi, kita akan mempelajari atmosfer dalam ketinggian tertentu, dimana di dalamnya terdapat fenomena-fenomena cuaca. Daerah dimana cuaca terjadi adalah bagian terbawah atmosfer, yang disebut troposfer (daerah inilah yang menjadi perhatian bagi para ahli meteorologi). Daerah troposfer ini dicirikan oleh sifat penting, yaitu bahwa secara umum temperatur berkurang terhadap ketinggian. Diatas troposfer adalah stratosfer yang dicirikan oleh bertambahnya temperatur terhadap ketinggian. Diskontinuitas yang membedakan troposfer dengan stratosfer adalah lapisan tropopause.
Di troposfer, campuran gas-gas terdiri dari 78% nitrogen dan 21% oksigen (prosen dalam volume). Sisanya sebesar 1% adalah campuran gas yang terdiri dari argon, karbondioksida, dan gas-gas lainnya. Campuran gas-gas tanpa uap-air disebut sebagai udara kering, dan campuran gas-gas tanpa terkecuali disebut sebagai udara lembab. Studi termodinamika atmosfer terfokus pada termodinamika udara kering, uap-air, dan udara lembab.
Konsentrasi karbondioksida selalu bertambah. Hal ini disebabkan karena pengaruh aktivitas manusia. Gordon (1998) mengatakan bahwa peningkatan pemanasan global bukan hanya disebabkan oleh peningkatan kuantitas gas karbondioksida, tetapi faktor perawanan, partikel-partikel aerosol dan erupsi vulkanik memberikan kontribusi juga terhadap pemanasan global. Hingga saat ini, faktor manakah yang memberikan kontribusi utama dalam peningkatan pemanasan gobal masih dalam perdebatan, sehingga diperlukan banyak penelitian untuk memberikan jawaban yang lebih realistis terhadap pertanyaan mengenai peningkatan temperatur rata-rata plenet bumi.
Sulfurdioksida (SO2) bereaksi dengan air di atmosfer membentuk asam sulfurik (H2SO4) yang jatuh ke permukaan bumi sebagai hujan asam. Karbon monoksida yang dihasilkan dari sisa pembakaran gas kendaraan bermotor merupakan kuantitas yang dapat menyebabkan kerusakan pada manusia. Oksida nitrogen, metana, dan Chlorofluorocarbon (CFC) masuk ke dalam atmosfer sebagai gas-gas yang tidak bermanfaat. Sedangkan apa yang muncul sebagai polusi udara di atmosfer tidak lain adalah senyawa-senyawa partikulat, senyawa-senyawa sulfur dan senyawa kimia lainnya.
Ada senyawa penting lainnya yang mempengaruhi efek termodinamika dan dinamika atmosfer di lapisan troposfer, yaitu uap air, dimana uap air dengan konsentrasi 0.25% dari total massa udara merupakan gas ‘rumah kaca’ yang kuat juga.
Daerah diatas tropopause hingga ketingian 85 km dikenal sebagai atmosfer menengah (middle atmosphere). Diatas tropopause, temperatur pertama kali hampir konstan dan kemudian bertambah, daerah ini dikenal dengan nama stratosfer. Bertambahnya temperatur terhadap ketinggian di stratosfer merefleksikan adanya pemanasan ozon yang merupakan hasil penyerapan sinar UV matahari. Berbeda dengan troposfer, gerak vertikal di lapisan stratosfer ini sangat lemah dan didominasi oleh proses-proses radiatif. Batas atas stratosfer disebut stratopause dan terletak diketinggian sekitar 50 km (1 km), dimana temperatur mencapai maksimum.
Diatas stratopause, temperatur berkurang terhadap ketinggian. Daerah ini dikenal dengan nama mesosfer, dimana pemanasan ozon sudah berkurang pengaruhnya. Gerakan-gerakan vertikal atmosfer dan proses-proses radiatif merupakan proses-proses yang sangat penting di lapisan ini. Mesopause terletak diketinggaian sekitar 85 km (0.01 mb) dan ditandai oleh temperatur yang minimum.
Diatas mesopause, temperatur bertambah dan daerah ini dikenal dengan nama termosfer. Dilapisan termosfer ini, molekul-molekul dapat terionisasi oleh radiasi sinar matahari menghasilkan elektron-elektron dan ion-ion bebas yang kemudian masing-masing berinteraksi dengan medan magnet dan medan listrik bumi. Daerah termosfer ini sangat dipengaruhi oleh variasi aktivitas matahari.
Gambar.1.1. Struktur Termal Atmosfer Bumi
Dalam studi meteorologi, kita akan meninjau udara sebagai sebuah sistem individu dengan dimensi infinitisimal yang disebut parsel udara. Parsel udara ini bergerak sepanjang sirkulasi. Meskipun parsel udara dapat berubah bentuknya melalui deformasi akibat aliran dan dapat berubah komposisinya melalui proses-proses termodinamik maupun proses-proses kimiawi yang beroperasi secara internal, parsel udara ini secara khas teridentifikasi oleh zat-zat yang terkandung di dalam sistem itu pada keadaan awalnya. Komposisi dan keadaan sebuah parsel udara dapat berubah melalui interaksi dengan lingkungannya dan melalui transformasi internal.
TABEL.1.1
Komposisi Udara Kering Atmosfer
Senyawa % Volume % Massa Berat Molekuler
Nitrogen 78.09 75.51 28.02
Oksigen 20.95 23.14 32.00
Argon 0.93 1.3 39.94
Carbondioksida*) ~ 0.03 ~ 0.05 44.01
Neon 180 x 10-5 120 x 10-5 20.18
Helium 52 x 10-5 8 x 10-5 4.00
Krypton 10 x 10-5 29 x 10-5 83.7
Hidrogen 5.0 x 10-5 0.35 x 10-5 2.02
Xenon 0.8 x 10-5 3.6 x 10-5 131.3
Ozon*) ~ 0.1 x 10-5 ~ 0.17 x 10-5 48.00
Catatan : *) jumlahnya bervariasi
2. Mekanisme-mekanisme Yang Mempengaruhi Perilaku Atmosfer
Salah satu faktor penting yang mempengaruhi perilaku atmosfer adalah gravitas (gravity). Meskipun tidak mempunyai batas-atas, atmosfer dipengaruhi oleh medan gravitasi bumi yang mempertahankan massa atmosferik agar tidak terlepas dari planet bumi. Karena gravitasi merupakan gaya-benda yang kuat, maka gravitas menentukan sifat-sifat atmosferik. Massa atmosfer terkonsentrasi dari permukaan bumi hingga ketinggian 10 km atau sekitar kurang 1% dari jari-jari bumi. Pengaruh gaya gravitasi bumi telah memampatkan atmosfer menjadi sebuah lapisan-dangkal (shallow layer) diatas permukaan bumi yang mana massa atmosfer terstratifikasi secara vertikal.
Dengan adanya stratifikasi massa, maka gravitas memberikan batasan yang kuat pada gerak atmosfer, yaitu bahwa dalam sirkulasi dengan dimensi horizontal yang lebih basar dari beberapa puluh kilometer, gerak atmosfer merupakan gerak yang semi-horizontal (quasi-horizontal), sehingga perpindahan udara secara vertikal cukup kecil bila dibandingkan dengan perpindahan udara secara horizontal. Perpindahan udara secara vertikal dapat sebanding dengan perpindahan udara secara horizontal hanya didalam sirkulasi berskala-kecil seperti dalam sel-sel konvektif dan front, yang mana keduanya mempunyai dimensi horizontal yang sebanding dengan dimensi vertikal.
Kompresibilitas udara membuat deskripsi perilaku atmosfer menjadi lebih kompleks karena kompresibilitas mengizinkan volume elemen fluida (volume parsel) berubah ukurannya ketika elemen fluida tersebut mengalami perubahan tekanan disekitarnya. Oleh karena itu, konsentrasi massa dan senyawa untuk masing-masing individual parsel udara dapat berubah meskipun jumlah molekulnya tetap. Konsentrasi senyawa-senyawa kimia dapat juga berubah melalui transformasi internal yang mengubah jumlah tipe molekuler yang dikandung di dalam parsel udara tersebut. Sebagai contoh: kondensasi dalam sistem awan akan menurunkan jumlah uap air dalam parsel udara. Fotodisosiasi O2 oleh radiasi ultaraviolet cahaya matahari akan menambah jumlah ozon dalam parsel udara.
Pertukaran energi dengan lingkungan dan transformasi antara satu bentuk energi dan energi yang lainnya dapat mengubah sifat-sifat parsel udara. Sebagai contoh: melalui ekspansi, pertukaran energi terjadi secara mekanik dengan lingkungan melalui kerja yang dilakukan parsel. Transfer panas, misalnya penyerapan energi radiasi dan konduksi dengan permukaan bumi, merepresentasikan pertukaran energi antara parsel dengan lingkungan secara termal. Penyerapan uap air oleh parsel udara (misalnya melalui kontak dengan permukaan laut yang hangat) mempunyai dampak yang serupa. Ketika uap air menkondensasi, maka panas laten yang dikandung oleh uap air dilepaskan ke molekul-molekul disekitar uap air (molekul-molekul udara kering). Jika air hasil kondensasi ini kemudian jatuh kembali ke permukaan bumi, maka proses ini memperlihatkan sebuah netto pertukaran panas diantara parsel dengan lingkungan yang serupa dengan pertukaran melalui konduksi termal dengan permukaan bumi.
Seperti halnya gravitas, rotasi bumi memberikan sebuah pengaruh yang penting pada gerak atmosfer. Karena bumi merupakan kerangka acuan yang non-inersia, maka hukum-hukum mekanika harus dimodifikasi. Gaya-gaya yang ditimbulkan akibat rotasi bumi bertanggung jawab dalam menentukan sifat-sifat sirkulasi berskala-besar seperti pola-pola aliran udara disekitar tekanan rendah dan tekanan tinggi. Gaya-gaya ini juga tampak pada pola aliran dalam arah meridional (utara-selatan), dimana gerakan dalam arah ini mempengaruhi transfer panas dan senyawa-senyawa atmosferik diantara ekuator dan kutub. Singkatnya, rotasi cenderung menstratifikasi sifat-sifat atmosfer secara meridional sebaik gravitas yang menstratifikasi atmosfer secara vertikal.
Proses-proses fisis yang digambarkan diatas tidak beroperasi secara terpisah, tetapi merupakan serangkaian proses kompleks yang meliputi radiatif, kimiawi dan dinamik. Sebagai contoh : transfer radiatif mengontrol struktur termal atmosfer, yang mana struktuk termal ini menentukan sirkulasi di atmosfer. Kemudian sirkulasi ini mempengaruhi distribusi senyawa-senyawa aktif radiatif seperti uap air, ozon, awan, dan karbondioksida. Pemahaman bagaimana salah satu dari proses-proses ini mempengaruhi perilaku atmosfer membutuhkan sebuah pemahaman tentang bagaimana proses-proses itu terhubung satu sama lain. Hal ini menjadikan studi atmosfer merupakan studi yang memerlukan integrasi dari berbagai prinsip fisis yang berbeda.
3. Persamaan Keadaan Gas Ideal
Sesuai dengan teori kinetik gas, fluida terdiri dari jutaan molekul-molekul yang bergerak dan saling bertumbukan satu sama lain (selain antar molekul, tumbukan ini terjadi dengan sisi batas fluida). Dalam fluida yang lebih rapat, yang dikenal dengan sebutan zat cair (liquid), molekul-molekulnya menempati tempat secara signifikan dalam ruang yang tengah ditempati oleh fluida tersebut dan jarak antar molekulnya cukup dekat sehingga gaya-gaya antar molekulnya cukup mudah untuk berperan. Pada beberapa jarak kritis, gaya-gaya intermolekuler diantara dua molekul adalah nol, tetapi pada jarak yang besar atau kecil, gaya-gaya atraktif atau repulsif sangat besar terjadi diantara molekul-molekul. Maka, jika sejumlah percobaan dibuat untuk mengkompresikan atau mengekspansikan sebuah zat cair, maka gaya-gaya repulsif atau atraktif intermolekuler cenderung untuk menghambatnya, sehingga zat cair dikatakan tidak termampatkan (inkompresibel).
Dalam fluida yang renggang (densitasnya kecil), seperti gas atau uap-air, jarak antar molekulnya cukup jauh (10 kali lebih jauh dari jarak molekul zat cair !) sehingga gaya atraktif intermolekulernya sangat lemah, hal ini menyebabkan molekul-molekul dalam gas atau uap-air bergerak secara acak (random). Konsekuensinya, maka gas dan uap-air sangat mudah untuk dimampatkan.
Ketika jarak antar molekul gas atau uap-air cukup jauh sehingga gaya atraktif dapat diabaikan, maka gas yang demikian disebut sebagai gas ideal. Jelas bahwa tidak ada gas real yang memenuhi gas ideal secara sempurna, akan tetapi dibawah kondisi natural, udara yang merupakan campuran gas-gas memiliki karakter yang mendekati gas ideal. Sehingga titik awal untuk mendeskripsikan perilaku atmosfer adalah bahwa udara diperlakukan sebagai gas ideal:
(1.1)
yang merupakan persamaan keadaan untuk senyawa gas tunggal. Dalam (1.1), p, T, dan M berturut-turut adalah tekanan, temperatur, dan berat molekuler gas. V, m, dan n = m/M adalah volume, massa dan jumlah molar dalam sebuah parsel udara. Konstanta gas spesifik R dihubungkan dengan konstanta gas universal R* melalui
(1.2)
untuk udara kering, Rd = 287 Jkg-1K-1. Karena m/V = r, maka diperoleh bentuk persamaan gas ideal yang tidak bergantung pada dimensi sistem :
p = rRT atau pa = RT (1.3)
dimana r dan a = 1/r berturut-turut adalah densitas dan volume spesifik gas.
Contoh 1.1
Berapakah densitas sampel udara kering pada tekanan 500 hPa jika temperaturnya -200C ?
Jawab : dengan menggunakan persamaan keadaan gas-ideal (1.3), maka:
Catatan : perlu diingat bahwa 1 hPa = 1 mb = 100 Pa dan satuan harus dalam sistem SI
Karena udara merupakan campuran gas-gas, maka tekanan parsial pi dari komponen ke-i memenuhi:
piV = miRiT (1.4)
dimana Ri adalah konstanta gas spesifik untuk komponen ke-i. Dengan cara yang sama, volume parsial ke-i pada campuran gas diberikan oleh
pVi = miRiT (1.5)
Hukum Dalton mengatakan bahwa tekanan total campuran gas sama dengan jumlah dari semua tekanan parsialnya:
p = S pi (1.6)
demikian pula dengan volumenya:
V = S Vi (1.7)
Persamaan keadaan untuk campuran gas-gas dapat diperoleh dengan menjumlahkan (1.4) atau (1.5) untuk semua komponen:
(1.8)
Dengan mendefinisikan konstanta gas spesifik rata-rata
(1.9)
dengan m adalah massa total campuran, maka akan menghasilkan persaman keadaan untuk campuran gas atau . Kemudian massa molekuler rata-rata didefinisikan oleh
(1.10)
karena n = S (mi/Mi), maka (1.10) dapat diekpresikan
(1.11)
sehingga dengan menerapkan (1.2), memberikan
(1.12)
Jika R didefinisikan seperti pada persamaan (1.9), maka campuran gas akan memenuhi persamaan keadaan gas ideal juga. Persamaan (1.9) menyatakan bahwa R adalah rata-rata terboboti, dimana masing-masing Ri diboboti oleh massa gas-i yang berada dalam campuran.
Karena parsel udara meliputi komponen-komponen yang aktif radiatif dan kimiawi, maka komponen ini harus terkuantifikasi. Konsentrasi absolut dari komponen ke-i diukur oleh densitasnya ri, atau secara atternatif diukur oleh Bilangan Densitas:
(1.13)
Dimana NA adalah bilangan Avogadro dan Mi adalah massa molekul untuk komponen ke-i. Tekanan parsial pi dan volume parsial Vi adalah ukuran konsentrasi absolut yang lain.
Kompresibilitas udara membuat ukuran konsentrasi absolut menjadi ukuran yang ambiguitas, yaitu jika senyawa-senyawa yang dikandung dalam parsel udara merupakan senyawa pasif (yaitu jumlah molekul di dalam parsel adalah tetap), maka konsentrasi absolut dapat berubah melalui perubahan volume. Karenanya maka digunakan “konsentrasi relatif.” Konsentrasi relatif dari senyawa ke-i ini diukur oleh fraksi molar (Xi)
(1.14)
Dengan menggunakan persamaan keadaan gas ideal untuk satu macam gas dan untuk campuran gas, maka dapat diperoleh:
(1.15)
Fraksi molar menggunakan acuan jumlah mol total dari campuran, tetapi jumlah mol total ini dapat bervariasi melalui perubahan senyawa individual. Sebuah ukuran yang lebih bermanfaat untuk konsentrasi relatif adalah “mixing ratio.” Mixing ratio untuk senyawa ke-i didefinisikan oleh :
ri = mi/md (1.16)
dimana md menyatakan massa udara kering, perlu dicatat bahwa ri merupakan besaran yang tidak berdimensi dan diekspresikan dalam g kg-1 untuk uap air troposferik dan dalam ppm untuk ozon stratosferik. Tidak seperti fraksi molar, massa acuan dalam mixing ratio adalah selalu konstan untuk setiap parsel udara. Jika senyawa ke-i merupakan senyawa pasif (tidak mengalami tansformasi fasa atau reaksi kimia), maka mi selalu konstan, sehingga ri selalu tetap untuk sebuah parsel.
SOAL-SOAL
1. Sebuah sampel gas hidrogen berada pada tekanan 1000 mb dan temperatur 100C. Hitunglah volume spesifiknya.
2. Dengan pesawatnya, seorang pilot terbang terbang dari Miami ke Montreal pada musim dingin, kemudian ia mencatat bahwa di Miami, tekanan permukaan sebesar 1000 mb dan temperatur 300C, dan di Montreal ia mencatat tekanan permukaan 1040 mb dan temperatur -200C. (a). Berapakah densitas pada masing-masing kota tersebut? (b). Berapakah tekanan udara di Montreal jika densitas udara dikedua kota tersebut sama, asumsikan bahwa tidak ada perubahan temperatur terhadap ketinggian di Montreal.
3. Turunkan sebuah persamaan untuk fraksi molar untuk senyawa ke-i dinyatakan dalam mixing-rationya.
4. Turunkan sebuah ekspresi bagi mixing-ratio volume dari senyawa ke-i dinyatakan dalam mixing-rationya.
5. Tunjukkan bahwa tekanan 1 atmosfer ekivalen dengan ketinggian 760 mm kolom air raksa. (densitas air raksa pada temperatur 273 K adalah 1.36 x 104 kg/m3).
1. Struktur dan Komposisi Atmosfer
Atmosfer mengandung campuran gas-gas yang lebih terkenal dengan nama udara dan menutupi seluruh permukaan bumi. Campuran gas-gas ini menyatakan komposisi dari atmosfer bumi. Bagian bawah dari atmosfer bumi dibatasi oleh daratan, samudera, sungai, danau, es, dan permukaan salju. Batas atasnya tidak terdefinisi, tetapi dalam kajian meteorologi, kita akan mempelajari atmosfer dalam ketinggian tertentu, dimana di dalamnya terdapat fenomena-fenomena cuaca. Daerah dimana cuaca terjadi adalah bagian terbawah atmosfer, yang disebut troposfer (daerah inilah yang menjadi perhatian bagi para ahli meteorologi). Daerah troposfer ini dicirikan oleh sifat penting, yaitu bahwa secara umum temperatur berkurang terhadap ketinggian. Diatas troposfer adalah stratosfer yang dicirikan oleh bertambahnya temperatur terhadap ketinggian. Diskontinuitas yang membedakan troposfer dengan stratosfer adalah lapisan tropopause.
Di troposfer, campuran gas-gas terdiri dari 78% nitrogen dan 21% oksigen (prosen dalam volume). Sisanya sebesar 1% adalah campuran gas yang terdiri dari argon, karbondioksida, dan gas-gas lainnya. Campuran gas-gas tanpa uap-air disebut sebagai udara kering, dan campuran gas-gas tanpa terkecuali disebut sebagai udara lembab. Studi termodinamika atmosfer terfokus pada termodinamika udara kering, uap-air, dan udara lembab.
Konsentrasi karbondioksida selalu bertambah. Hal ini disebabkan karena pengaruh aktivitas manusia. Gordon (1998) mengatakan bahwa peningkatan pemanasan global bukan hanya disebabkan oleh peningkatan kuantitas gas karbondioksida, tetapi faktor perawanan, partikel-partikel aerosol dan erupsi vulkanik memberikan kontribusi juga terhadap pemanasan global. Hingga saat ini, faktor manakah yang memberikan kontribusi utama dalam peningkatan pemanasan gobal masih dalam perdebatan, sehingga diperlukan banyak penelitian untuk memberikan jawaban yang lebih realistis terhadap pertanyaan mengenai peningkatan temperatur rata-rata plenet bumi.
Sulfurdioksida (SO2) bereaksi dengan air di atmosfer membentuk asam sulfurik (H2SO4) yang jatuh ke permukaan bumi sebagai hujan asam. Karbon monoksida yang dihasilkan dari sisa pembakaran gas kendaraan bermotor merupakan kuantitas yang dapat menyebabkan kerusakan pada manusia. Oksida nitrogen, metana, dan Chlorofluorocarbon (CFC) masuk ke dalam atmosfer sebagai gas-gas yang tidak bermanfaat. Sedangkan apa yang muncul sebagai polusi udara di atmosfer tidak lain adalah senyawa-senyawa partikulat, senyawa-senyawa sulfur dan senyawa kimia lainnya.
Ada senyawa penting lainnya yang mempengaruhi efek termodinamika dan dinamika atmosfer di lapisan troposfer, yaitu uap air, dimana uap air dengan konsentrasi 0.25% dari total massa udara merupakan gas ‘rumah kaca’ yang kuat juga.
Daerah diatas tropopause hingga ketingian 85 km dikenal sebagai atmosfer menengah (middle atmosphere). Diatas tropopause, temperatur pertama kali hampir konstan dan kemudian bertambah, daerah ini dikenal dengan nama stratosfer. Bertambahnya temperatur terhadap ketinggian di stratosfer merefleksikan adanya pemanasan ozon yang merupakan hasil penyerapan sinar UV matahari. Berbeda dengan troposfer, gerak vertikal di lapisan stratosfer ini sangat lemah dan didominasi oleh proses-proses radiatif. Batas atas stratosfer disebut stratopause dan terletak diketinggian sekitar 50 km (1 km), dimana temperatur mencapai maksimum.
Diatas stratopause, temperatur berkurang terhadap ketinggian. Daerah ini dikenal dengan nama mesosfer, dimana pemanasan ozon sudah berkurang pengaruhnya. Gerakan-gerakan vertikal atmosfer dan proses-proses radiatif merupakan proses-proses yang sangat penting di lapisan ini. Mesopause terletak diketinggaian sekitar 85 km (0.01 mb) dan ditandai oleh temperatur yang minimum.
Diatas mesopause, temperatur bertambah dan daerah ini dikenal dengan nama termosfer. Dilapisan termosfer ini, molekul-molekul dapat terionisasi oleh radiasi sinar matahari menghasilkan elektron-elektron dan ion-ion bebas yang kemudian masing-masing berinteraksi dengan medan magnet dan medan listrik bumi. Daerah termosfer ini sangat dipengaruhi oleh variasi aktivitas matahari.
Gambar.1.1. Struktur Termal Atmosfer Bumi
Dalam studi meteorologi, kita akan meninjau udara sebagai sebuah sistem individu dengan dimensi infinitisimal yang disebut parsel udara. Parsel udara ini bergerak sepanjang sirkulasi. Meskipun parsel udara dapat berubah bentuknya melalui deformasi akibat aliran dan dapat berubah komposisinya melalui proses-proses termodinamik maupun proses-proses kimiawi yang beroperasi secara internal, parsel udara ini secara khas teridentifikasi oleh zat-zat yang terkandung di dalam sistem itu pada keadaan awalnya. Komposisi dan keadaan sebuah parsel udara dapat berubah melalui interaksi dengan lingkungannya dan melalui transformasi internal.
TABEL.1.1
Komposisi Udara Kering Atmosfer
Senyawa % Volume % Massa Berat Molekuler
Nitrogen 78.09 75.51 28.02
Oksigen 20.95 23.14 32.00
Argon 0.93 1.3 39.94
Carbondioksida*) ~ 0.03 ~ 0.05 44.01
Neon 180 x 10-5 120 x 10-5 20.18
Helium 52 x 10-5 8 x 10-5 4.00
Krypton 10 x 10-5 29 x 10-5 83.7
Hidrogen 5.0 x 10-5 0.35 x 10-5 2.02
Xenon 0.8 x 10-5 3.6 x 10-5 131.3
Ozon*) ~ 0.1 x 10-5 ~ 0.17 x 10-5 48.00
Catatan : *) jumlahnya bervariasi
2. Mekanisme-mekanisme Yang Mempengaruhi Perilaku Atmosfer
Salah satu faktor penting yang mempengaruhi perilaku atmosfer adalah gravitas (gravity). Meskipun tidak mempunyai batas-atas, atmosfer dipengaruhi oleh medan gravitasi bumi yang mempertahankan massa atmosferik agar tidak terlepas dari planet bumi. Karena gravitasi merupakan gaya-benda yang kuat, maka gravitas menentukan sifat-sifat atmosferik. Massa atmosfer terkonsentrasi dari permukaan bumi hingga ketinggian 10 km atau sekitar kurang 1% dari jari-jari bumi. Pengaruh gaya gravitasi bumi telah memampatkan atmosfer menjadi sebuah lapisan-dangkal (shallow layer) diatas permukaan bumi yang mana massa atmosfer terstratifikasi secara vertikal.
Dengan adanya stratifikasi massa, maka gravitas memberikan batasan yang kuat pada gerak atmosfer, yaitu bahwa dalam sirkulasi dengan dimensi horizontal yang lebih basar dari beberapa puluh kilometer, gerak atmosfer merupakan gerak yang semi-horizontal (quasi-horizontal), sehingga perpindahan udara secara vertikal cukup kecil bila dibandingkan dengan perpindahan udara secara horizontal. Perpindahan udara secara vertikal dapat sebanding dengan perpindahan udara secara horizontal hanya didalam sirkulasi berskala-kecil seperti dalam sel-sel konvektif dan front, yang mana keduanya mempunyai dimensi horizontal yang sebanding dengan dimensi vertikal.
Kompresibilitas udara membuat deskripsi perilaku atmosfer menjadi lebih kompleks karena kompresibilitas mengizinkan volume elemen fluida (volume parsel) berubah ukurannya ketika elemen fluida tersebut mengalami perubahan tekanan disekitarnya. Oleh karena itu, konsentrasi massa dan senyawa untuk masing-masing individual parsel udara dapat berubah meskipun jumlah molekulnya tetap. Konsentrasi senyawa-senyawa kimia dapat juga berubah melalui transformasi internal yang mengubah jumlah tipe molekuler yang dikandung di dalam parsel udara tersebut. Sebagai contoh: kondensasi dalam sistem awan akan menurunkan jumlah uap air dalam parsel udara. Fotodisosiasi O2 oleh radiasi ultaraviolet cahaya matahari akan menambah jumlah ozon dalam parsel udara.
Pertukaran energi dengan lingkungan dan transformasi antara satu bentuk energi dan energi yang lainnya dapat mengubah sifat-sifat parsel udara. Sebagai contoh: melalui ekspansi, pertukaran energi terjadi secara mekanik dengan lingkungan melalui kerja yang dilakukan parsel. Transfer panas, misalnya penyerapan energi radiasi dan konduksi dengan permukaan bumi, merepresentasikan pertukaran energi antara parsel dengan lingkungan secara termal. Penyerapan uap air oleh parsel udara (misalnya melalui kontak dengan permukaan laut yang hangat) mempunyai dampak yang serupa. Ketika uap air menkondensasi, maka panas laten yang dikandung oleh uap air dilepaskan ke molekul-molekul disekitar uap air (molekul-molekul udara kering). Jika air hasil kondensasi ini kemudian jatuh kembali ke permukaan bumi, maka proses ini memperlihatkan sebuah netto pertukaran panas diantara parsel dengan lingkungan yang serupa dengan pertukaran melalui konduksi termal dengan permukaan bumi.
Seperti halnya gravitas, rotasi bumi memberikan sebuah pengaruh yang penting pada gerak atmosfer. Karena bumi merupakan kerangka acuan yang non-inersia, maka hukum-hukum mekanika harus dimodifikasi. Gaya-gaya yang ditimbulkan akibat rotasi bumi bertanggung jawab dalam menentukan sifat-sifat sirkulasi berskala-besar seperti pola-pola aliran udara disekitar tekanan rendah dan tekanan tinggi. Gaya-gaya ini juga tampak pada pola aliran dalam arah meridional (utara-selatan), dimana gerakan dalam arah ini mempengaruhi transfer panas dan senyawa-senyawa atmosferik diantara ekuator dan kutub. Singkatnya, rotasi cenderung menstratifikasi sifat-sifat atmosfer secara meridional sebaik gravitas yang menstratifikasi atmosfer secara vertikal.
Proses-proses fisis yang digambarkan diatas tidak beroperasi secara terpisah, tetapi merupakan serangkaian proses kompleks yang meliputi radiatif, kimiawi dan dinamik. Sebagai contoh : transfer radiatif mengontrol struktur termal atmosfer, yang mana struktuk termal ini menentukan sirkulasi di atmosfer. Kemudian sirkulasi ini mempengaruhi distribusi senyawa-senyawa aktif radiatif seperti uap air, ozon, awan, dan karbondioksida. Pemahaman bagaimana salah satu dari proses-proses ini mempengaruhi perilaku atmosfer membutuhkan sebuah pemahaman tentang bagaimana proses-proses itu terhubung satu sama lain. Hal ini menjadikan studi atmosfer merupakan studi yang memerlukan integrasi dari berbagai prinsip fisis yang berbeda.
3. Persamaan Keadaan Gas Ideal
Sesuai dengan teori kinetik gas, fluida terdiri dari jutaan molekul-molekul yang bergerak dan saling bertumbukan satu sama lain (selain antar molekul, tumbukan ini terjadi dengan sisi batas fluida). Dalam fluida yang lebih rapat, yang dikenal dengan sebutan zat cair (liquid), molekul-molekulnya menempati tempat secara signifikan dalam ruang yang tengah ditempati oleh fluida tersebut dan jarak antar molekulnya cukup dekat sehingga gaya-gaya antar molekulnya cukup mudah untuk berperan. Pada beberapa jarak kritis, gaya-gaya intermolekuler diantara dua molekul adalah nol, tetapi pada jarak yang besar atau kecil, gaya-gaya atraktif atau repulsif sangat besar terjadi diantara molekul-molekul. Maka, jika sejumlah percobaan dibuat untuk mengkompresikan atau mengekspansikan sebuah zat cair, maka gaya-gaya repulsif atau atraktif intermolekuler cenderung untuk menghambatnya, sehingga zat cair dikatakan tidak termampatkan (inkompresibel).
Dalam fluida yang renggang (densitasnya kecil), seperti gas atau uap-air, jarak antar molekulnya cukup jauh (10 kali lebih jauh dari jarak molekul zat cair !) sehingga gaya atraktif intermolekulernya sangat lemah, hal ini menyebabkan molekul-molekul dalam gas atau uap-air bergerak secara acak (random). Konsekuensinya, maka gas dan uap-air sangat mudah untuk dimampatkan.
Ketika jarak antar molekul gas atau uap-air cukup jauh sehingga gaya atraktif dapat diabaikan, maka gas yang demikian disebut sebagai gas ideal. Jelas bahwa tidak ada gas real yang memenuhi gas ideal secara sempurna, akan tetapi dibawah kondisi natural, udara yang merupakan campuran gas-gas memiliki karakter yang mendekati gas ideal. Sehingga titik awal untuk mendeskripsikan perilaku atmosfer adalah bahwa udara diperlakukan sebagai gas ideal:
(1.1)
yang merupakan persamaan keadaan untuk senyawa gas tunggal. Dalam (1.1), p, T, dan M berturut-turut adalah tekanan, temperatur, dan berat molekuler gas. V, m, dan n = m/M adalah volume, massa dan jumlah molar dalam sebuah parsel udara. Konstanta gas spesifik R dihubungkan dengan konstanta gas universal R* melalui
(1.2)
untuk udara kering, Rd = 287 Jkg-1K-1. Karena m/V = r, maka diperoleh bentuk persamaan gas ideal yang tidak bergantung pada dimensi sistem :
p = rRT atau pa = RT (1.3)
dimana r dan a = 1/r berturut-turut adalah densitas dan volume spesifik gas.
Contoh 1.1
Berapakah densitas sampel udara kering pada tekanan 500 hPa jika temperaturnya -200C ?
Jawab : dengan menggunakan persamaan keadaan gas-ideal (1.3), maka:
Catatan : perlu diingat bahwa 1 hPa = 1 mb = 100 Pa dan satuan harus dalam sistem SI
Karena udara merupakan campuran gas-gas, maka tekanan parsial pi dari komponen ke-i memenuhi:
piV = miRiT (1.4)
dimana Ri adalah konstanta gas spesifik untuk komponen ke-i. Dengan cara yang sama, volume parsial ke-i pada campuran gas diberikan oleh
pVi = miRiT (1.5)
Hukum Dalton mengatakan bahwa tekanan total campuran gas sama dengan jumlah dari semua tekanan parsialnya:
p = S pi (1.6)
demikian pula dengan volumenya:
V = S Vi (1.7)
Persamaan keadaan untuk campuran gas-gas dapat diperoleh dengan menjumlahkan (1.4) atau (1.5) untuk semua komponen:
(1.8)
Dengan mendefinisikan konstanta gas spesifik rata-rata
(1.9)
dengan m adalah massa total campuran, maka akan menghasilkan persaman keadaan untuk campuran gas atau . Kemudian massa molekuler rata-rata didefinisikan oleh
(1.10)
karena n = S (mi/Mi), maka (1.10) dapat diekpresikan
(1.11)
sehingga dengan menerapkan (1.2), memberikan
(1.12)
Jika R didefinisikan seperti pada persamaan (1.9), maka campuran gas akan memenuhi persamaan keadaan gas ideal juga. Persamaan (1.9) menyatakan bahwa R adalah rata-rata terboboti, dimana masing-masing Ri diboboti oleh massa gas-i yang berada dalam campuran.
Karena parsel udara meliputi komponen-komponen yang aktif radiatif dan kimiawi, maka komponen ini harus terkuantifikasi. Konsentrasi absolut dari komponen ke-i diukur oleh densitasnya ri, atau secara atternatif diukur oleh Bilangan Densitas:
(1.13)
Dimana NA adalah bilangan Avogadro dan Mi adalah massa molekul untuk komponen ke-i. Tekanan parsial pi dan volume parsial Vi adalah ukuran konsentrasi absolut yang lain.
Kompresibilitas udara membuat ukuran konsentrasi absolut menjadi ukuran yang ambiguitas, yaitu jika senyawa-senyawa yang dikandung dalam parsel udara merupakan senyawa pasif (yaitu jumlah molekul di dalam parsel adalah tetap), maka konsentrasi absolut dapat berubah melalui perubahan volume. Karenanya maka digunakan “konsentrasi relatif.” Konsentrasi relatif dari senyawa ke-i ini diukur oleh fraksi molar (Xi)
(1.14)
Dengan menggunakan persamaan keadaan gas ideal untuk satu macam gas dan untuk campuran gas, maka dapat diperoleh:
(1.15)
Fraksi molar menggunakan acuan jumlah mol total dari campuran, tetapi jumlah mol total ini dapat bervariasi melalui perubahan senyawa individual. Sebuah ukuran yang lebih bermanfaat untuk konsentrasi relatif adalah “mixing ratio.” Mixing ratio untuk senyawa ke-i didefinisikan oleh :
ri = mi/md (1.16)
dimana md menyatakan massa udara kering, perlu dicatat bahwa ri merupakan besaran yang tidak berdimensi dan diekspresikan dalam g kg-1 untuk uap air troposferik dan dalam ppm untuk ozon stratosferik. Tidak seperti fraksi molar, massa acuan dalam mixing ratio adalah selalu konstan untuk setiap parsel udara. Jika senyawa ke-i merupakan senyawa pasif (tidak mengalami tansformasi fasa atau reaksi kimia), maka mi selalu konstan, sehingga ri selalu tetap untuk sebuah parsel.
SOAL-SOAL
1. Sebuah sampel gas hidrogen berada pada tekanan 1000 mb dan temperatur 100C. Hitunglah volume spesifiknya.
2. Dengan pesawatnya, seorang pilot terbang terbang dari Miami ke Montreal pada musim dingin, kemudian ia mencatat bahwa di Miami, tekanan permukaan sebesar 1000 mb dan temperatur 300C, dan di Montreal ia mencatat tekanan permukaan 1040 mb dan temperatur -200C. (a). Berapakah densitas pada masing-masing kota tersebut? (b). Berapakah tekanan udara di Montreal jika densitas udara dikedua kota tersebut sama, asumsikan bahwa tidak ada perubahan temperatur terhadap ketinggian di Montreal.
3. Turunkan sebuah persamaan untuk fraksi molar untuk senyawa ke-i dinyatakan dalam mixing-rationya.
4. Turunkan sebuah ekspresi bagi mixing-ratio volume dari senyawa ke-i dinyatakan dalam mixing-rationya.
5. Tunjukkan bahwa tekanan 1 atmosfer ekivalen dengan ketinggian 760 mm kolom air raksa. (densitas air raksa pada temperatur 273 K adalah 1.36 x 104 kg/m3).
analisis nitrat
Nitrogen atau zat lemas adalah sebuah unsur kimia dalam tabel periodik yang memiliki lambang N dan nomor atom 7. Biasanya ditemukan sebagai gas tanpa warna, tanpa bau, tanpa rasa dan merupakan gas diatomik bukan logam yang stabil, sangat sulit bereaksi dengan unsur atau senyawa lainnya. Nitrogen adalah 78,08 % dari atmosfer bumi dan terdapat dalam banyak jaringan hidup. Zat lemas ini membentuk banyak senyawa penting seperti asam amino, amoniak, asam nitrat, dan sianida.
Nitrat (NO3-) dan nitrit (NO2-) adalah ion-ion anorganik alami, yang merupakan bagian dari siklus nitrogen. Aktivitas mikroba di tanah atau air menguraikan sampah yang mengandung nitrogen organik pertama – tama menjadi ammonia, kemudian dioksidasikan menjadi nitrit dan nitrat. Oleh karena nitrit dapat dengan mudah dioksidasikan menjadi nitrat, maka nitrat adalah senyawa yang paling sering ditemukan di dalam air bawah tanah maupun air yang terdapat di permukaan. Pencemaran oleh pupuk nitrogen, termasuk ammonia anhidrat seperti juga sampah organik hewan maupun manusia, dapat meningkatkan kadar nitrat di dalam air. Senyawa yang mengandung nitrat di dalam tanah biasanya larut dan dengan mudah bermigrasi dengan air bawah tanah. (Harry Wahyudhy Utama, 2009)
Pada daerah dimana pupuk nitrogen secara luas digunakan, sumur-sumur perumahan yang ada di sana hampir pasti tercemar oleh nitrat. Diperkirakan 14 juta rumah tangga di Amerika Serikat menggunakan sumur pribadi untuk memenuhi kebutuhan air minumnya. Pada daerah pertanian, pupuk nitrogen merupakan sumber utama pencemaran terhadap air bawah tanah yang digunakan sebagai air minum. Sebuah penelitian oleh United States Geological Survey menunjukkan bahwa > 8200 sumur di seluruh AS terkontaminasi oleh nitrat melebihi standar air minum yang telah ditetapkan oleh Environmental Protection Agency (EPA), yaitu 10 ppm. Sumber nitrat lainnya pada air sumur adalah pencemaran dari sampah organik hewan dan rembesan dari septic tank.
Bahan makanan yang tercemar oleh nitrit ataupun bahan makanan yang diawetkan menggunakan nitrat dan nitrit dapat menyebabkan methemoglobinemia simptomatik pada anak-anak. Walaupun sayuran jarang menjadi sumber keracunan akut, mereka memberi kontribusi >70% nitrat dalam diet manusia tertentu. Kembang kol, bayam, brokoli, dan umbi-umbian memiliki kandungan nitrat alami lebih banyak dari sayuran lainnya. Sisanya berasal dari air minum (+ 21%) dan dari daging atau produk olahan daging (6%) yang sering memakai natrium nitrat (NaNO3) sebagai pengawet maupun pewarna makanan. Methemoglobinemia simptomatik telah terjadi pada anak-anak yang memakan sosis yang menggunakan nitrit dan nitrat secara berlebihan. (Harry Wahyudhy Utama, 2009)
Penyalahgunaan inhalan nitrit yang mudah menguap dapat menyebabkan methemoglobinemia berat dan kematian. Terpapar nitrit tak sengaja dalam laboratorium kimia dan penghirupan pada usaha bunuh diri pernah terjadi. Tingginya kadar nitrat pada air minum terutama yang berasal dari sungai atau sumur di dekat pertanian juga sering menjadi sumber keracunan nitrat terbesar. Hal ini sangat berbahaya bila kandungan nitrat ini dikonsumsi oleh anak bayi dan dapat menimbulkan keracunan akut. Bayi yang baru berumur beberapa bulan belum mempunyai keseimbangan yang baik antara usus dan bakteri usus. Sebagai akibatnya, nitrat yang masuk dalam saluran pencernaan akan langsung diubah menjadi nitrit yang kemudian berikatan dengan hemoglobin membentuk methemoglobin. Ketidak mampuan tubuh bayi untuk mentoleransi adanya methemoglobin yang terbentuk dalam tubuh mereka akan mengakibatkan timbulnya sianosis pada bayi. Pada bayi yang telah berumur enam bulan atau lebih, bakteri pengubah nitrat di dalam tetap ada walau dalam jumlah sedikit. Pada anak-anak dan orang dewasa, nitrat diabsorbsi dan di sekresikan sehingga resiko untuk keracunan nitrat jauh lebih kecil.
Menurut siklusnya, bakteri akan mengubah nitrogen menjadi nitrat yang kemudian digunakan oleh tumbuh-tumbuhan. Hewan yang memakan tumbuh-tumbuhan kemudian menggunakan nitrat untuk menghasilkan protein di dalam tubuh. Setelah itu, nitrat akan dikeluarkan kembali ke lingkungan dari kotoran hewan tersebut. Mikroba pengurai kemudian mengubah nitrat yang terdapat dalam bentuk amoniak menjadi nitrit. Selain itu, nitrat juga diubah menjadi nitrit pada traktus digestivus manusia dan hewan. Setelah itu bakteri dilingkungan akan mengubah nitrit menjadi nitrogen kembali. (Harry Wahyudhy Utama, 2009)
Tetapi apabila jumlah nitrit ataupun nitrat yang berada di suatu lingkungan melebihi kadar normal maka siklus ini tidak akan dapat berjalan sebagaimana metinya. Aktifitas pertanian yang dilakukan manusia telah banyak meningkatkan kadar nitrat dilingkungan karena penggunaan pupuk yang berlebihan. Nitrat dan nitrit sangat mudah bercampur dengan air dan terdapat bebas didalam lingkungan.
Nitrat adalah sumber utama nitrogen di perairan, namun amonium lebih disukai oleh tumbuhan. Kadar nitrat di perairan yang tidak tercemar biasanya lebih tinggi daripada kadar amonium. Kadar nitrat lebih dari 5 mg/liter menggambarkan terjadinya pencemaran antropogenik yang berasal dari aktivitas manusia dan tinja hewan. Kadar nitrogen yang lebih dari 0,2 mg/liter menggambarkan terjadinya eutrofikasi perairan. Nitrat adalah bentuk nitrogen sebagai nutrien utama bagi pertumbuhan tanaman dan alga. Nitrat nitrogen sangat mudah larut dalam air dan bersifat stabil. Senyawa ini dihasilkan dari proses oksidasi sempurna di perairan.
Secara umum siklus nitrogen dilaut dapat dilihat pada gambar di bawah :
(Irmawan, 2008)
Berdasarkan penelitian yang dilakukan, air sumur yang akan digunakan untuk air minum tercemar nitrat yang berasal dari resapan air atau limpasan dari persawahan yang menggunakan pupuk dengan kandungan nitrat. Di sisi lain, untuk menghentikan kegiatan pertanian yang ada di desa tersebut sangat tidak memungkinkan, karena mayoritas masyarakat mendapatkan penghasilan dari rangkaian kegiatan pertanian. Mengacu pada manajemen penyakit berbasis wilayah/kawasan, maka untuk mengendalikan dan mengelola pencemaran nitrat yang terdapat di wilayah pertanian, maka perlu dijabarkan dalam suatu rangkaian mata rantai pencemaran kemudian disusun dengan menggunakan pendekatan sistem. Untuk menghilangkan risiko teracuni nitrat yang akan mengganggu kesehatan masyarakat dalam satu wilayah, dalam hal ini wilayah pertanian, maka diperlukan serangkaian upaya yang terarah dan terintegrasi. Hal ini dapat dilakukan oleh semua lapisan komponen dalam wilayah, termasuk didalamnya tenaga sanitasi, unit pelayanan swasta, Puskesmas, Dinas Kimpraswil, Dinas Pertanian, Dinas Peternakan, Dinas Perairan dan dinas-dinas atau institusi terkait lainnya. (http://pengaruh-jarak-sumur-dan-pengolahan.hnitratml.html. 2009)
Analisis nitrat cukup sulit, karena rumit dan peka terhadap berbagai jenis gangguan. Namun ada beberapa cara analisis yang tersedia antara lain :
- Analisa spektrofotometris pada panjang gelombang 220 nm (sinar ultraviolet yang cocok sebagai analisis penduga bagi air tanpa zat organik dengan kadar NO¬3 – N antara 0,1 sampai 11mg/l.
- Analisa dengan elektroda khusus (dan pH meter) yang cocok sebagai analisis penduga baik untuk air bersih maupun air buangan dengan skala kadar NO3 – N antara 0,2 sampai 1400 mg/l.
- Analisis dengan Brusin untuk air dengan kadar air 0,1 sampai 5 mg NO3 – N/l.
- Analisis dengan asam kromotropik untuk air dengan kadar 0,1 sampai 5 mg NO3 – N/l.
- Analisis dengan reduksi menurut Devarda untuk air dengan kadar NO3 – N lebih dari 2 mg/l.
- Analisis kolorimetris khusus bagi nitrit, setelah semua zat direduksi oleh butir cadmium (Cd), metoda ini cocok untuk air dengan kadar NO3 – N antara 0,001 sampai 1 mg/l. (Metoda Penelitian Air, 1984)
Nitrat (NO3-) dan nitrit (NO2-) adalah ion-ion anorganik alami, yang merupakan bagian dari siklus nitrogen. Aktivitas mikroba di tanah atau air menguraikan sampah yang mengandung nitrogen organik pertama – tama menjadi ammonia, kemudian dioksidasikan menjadi nitrit dan nitrat. Oleh karena nitrit dapat dengan mudah dioksidasikan menjadi nitrat, maka nitrat adalah senyawa yang paling sering ditemukan di dalam air bawah tanah maupun air yang terdapat di permukaan. Pencemaran oleh pupuk nitrogen, termasuk ammonia anhidrat seperti juga sampah organik hewan maupun manusia, dapat meningkatkan kadar nitrat di dalam air. Senyawa yang mengandung nitrat di dalam tanah biasanya larut dan dengan mudah bermigrasi dengan air bawah tanah. (Harry Wahyudhy Utama, 2009)
Pada daerah dimana pupuk nitrogen secara luas digunakan, sumur-sumur perumahan yang ada di sana hampir pasti tercemar oleh nitrat. Diperkirakan 14 juta rumah tangga di Amerika Serikat menggunakan sumur pribadi untuk memenuhi kebutuhan air minumnya. Pada daerah pertanian, pupuk nitrogen merupakan sumber utama pencemaran terhadap air bawah tanah yang digunakan sebagai air minum. Sebuah penelitian oleh United States Geological Survey menunjukkan bahwa > 8200 sumur di seluruh AS terkontaminasi oleh nitrat melebihi standar air minum yang telah ditetapkan oleh Environmental Protection Agency (EPA), yaitu 10 ppm. Sumber nitrat lainnya pada air sumur adalah pencemaran dari sampah organik hewan dan rembesan dari septic tank.
Bahan makanan yang tercemar oleh nitrit ataupun bahan makanan yang diawetkan menggunakan nitrat dan nitrit dapat menyebabkan methemoglobinemia simptomatik pada anak-anak. Walaupun sayuran jarang menjadi sumber keracunan akut, mereka memberi kontribusi >70% nitrat dalam diet manusia tertentu. Kembang kol, bayam, brokoli, dan umbi-umbian memiliki kandungan nitrat alami lebih banyak dari sayuran lainnya. Sisanya berasal dari air minum (+ 21%) dan dari daging atau produk olahan daging (6%) yang sering memakai natrium nitrat (NaNO3) sebagai pengawet maupun pewarna makanan. Methemoglobinemia simptomatik telah terjadi pada anak-anak yang memakan sosis yang menggunakan nitrit dan nitrat secara berlebihan. (Harry Wahyudhy Utama, 2009)
Penyalahgunaan inhalan nitrit yang mudah menguap dapat menyebabkan methemoglobinemia berat dan kematian. Terpapar nitrit tak sengaja dalam laboratorium kimia dan penghirupan pada usaha bunuh diri pernah terjadi. Tingginya kadar nitrat pada air minum terutama yang berasal dari sungai atau sumur di dekat pertanian juga sering menjadi sumber keracunan nitrat terbesar. Hal ini sangat berbahaya bila kandungan nitrat ini dikonsumsi oleh anak bayi dan dapat menimbulkan keracunan akut. Bayi yang baru berumur beberapa bulan belum mempunyai keseimbangan yang baik antara usus dan bakteri usus. Sebagai akibatnya, nitrat yang masuk dalam saluran pencernaan akan langsung diubah menjadi nitrit yang kemudian berikatan dengan hemoglobin membentuk methemoglobin. Ketidak mampuan tubuh bayi untuk mentoleransi adanya methemoglobin yang terbentuk dalam tubuh mereka akan mengakibatkan timbulnya sianosis pada bayi. Pada bayi yang telah berumur enam bulan atau lebih, bakteri pengubah nitrat di dalam tetap ada walau dalam jumlah sedikit. Pada anak-anak dan orang dewasa, nitrat diabsorbsi dan di sekresikan sehingga resiko untuk keracunan nitrat jauh lebih kecil.
Menurut siklusnya, bakteri akan mengubah nitrogen menjadi nitrat yang kemudian digunakan oleh tumbuh-tumbuhan. Hewan yang memakan tumbuh-tumbuhan kemudian menggunakan nitrat untuk menghasilkan protein di dalam tubuh. Setelah itu, nitrat akan dikeluarkan kembali ke lingkungan dari kotoran hewan tersebut. Mikroba pengurai kemudian mengubah nitrat yang terdapat dalam bentuk amoniak menjadi nitrit. Selain itu, nitrat juga diubah menjadi nitrit pada traktus digestivus manusia dan hewan. Setelah itu bakteri dilingkungan akan mengubah nitrit menjadi nitrogen kembali. (Harry Wahyudhy Utama, 2009)
Tetapi apabila jumlah nitrit ataupun nitrat yang berada di suatu lingkungan melebihi kadar normal maka siklus ini tidak akan dapat berjalan sebagaimana metinya. Aktifitas pertanian yang dilakukan manusia telah banyak meningkatkan kadar nitrat dilingkungan karena penggunaan pupuk yang berlebihan. Nitrat dan nitrit sangat mudah bercampur dengan air dan terdapat bebas didalam lingkungan.
Nitrat adalah sumber utama nitrogen di perairan, namun amonium lebih disukai oleh tumbuhan. Kadar nitrat di perairan yang tidak tercemar biasanya lebih tinggi daripada kadar amonium. Kadar nitrat lebih dari 5 mg/liter menggambarkan terjadinya pencemaran antropogenik yang berasal dari aktivitas manusia dan tinja hewan. Kadar nitrogen yang lebih dari 0,2 mg/liter menggambarkan terjadinya eutrofikasi perairan. Nitrat adalah bentuk nitrogen sebagai nutrien utama bagi pertumbuhan tanaman dan alga. Nitrat nitrogen sangat mudah larut dalam air dan bersifat stabil. Senyawa ini dihasilkan dari proses oksidasi sempurna di perairan.
Secara umum siklus nitrogen dilaut dapat dilihat pada gambar di bawah :
(Irmawan, 2008)
Berdasarkan penelitian yang dilakukan, air sumur yang akan digunakan untuk air minum tercemar nitrat yang berasal dari resapan air atau limpasan dari persawahan yang menggunakan pupuk dengan kandungan nitrat. Di sisi lain, untuk menghentikan kegiatan pertanian yang ada di desa tersebut sangat tidak memungkinkan, karena mayoritas masyarakat mendapatkan penghasilan dari rangkaian kegiatan pertanian. Mengacu pada manajemen penyakit berbasis wilayah/kawasan, maka untuk mengendalikan dan mengelola pencemaran nitrat yang terdapat di wilayah pertanian, maka perlu dijabarkan dalam suatu rangkaian mata rantai pencemaran kemudian disusun dengan menggunakan pendekatan sistem. Untuk menghilangkan risiko teracuni nitrat yang akan mengganggu kesehatan masyarakat dalam satu wilayah, dalam hal ini wilayah pertanian, maka diperlukan serangkaian upaya yang terarah dan terintegrasi. Hal ini dapat dilakukan oleh semua lapisan komponen dalam wilayah, termasuk didalamnya tenaga sanitasi, unit pelayanan swasta, Puskesmas, Dinas Kimpraswil, Dinas Pertanian, Dinas Peternakan, Dinas Perairan dan dinas-dinas atau institusi terkait lainnya. (http://pengaruh-jarak-sumur-dan-pengolahan.hnitratml.html. 2009)
Analisis nitrat cukup sulit, karena rumit dan peka terhadap berbagai jenis gangguan. Namun ada beberapa cara analisis yang tersedia antara lain :
- Analisa spektrofotometris pada panjang gelombang 220 nm (sinar ultraviolet yang cocok sebagai analisis penduga bagi air tanpa zat organik dengan kadar NO¬3 – N antara 0,1 sampai 11mg/l.
- Analisa dengan elektroda khusus (dan pH meter) yang cocok sebagai analisis penduga baik untuk air bersih maupun air buangan dengan skala kadar NO3 – N antara 0,2 sampai 1400 mg/l.
- Analisis dengan Brusin untuk air dengan kadar air 0,1 sampai 5 mg NO3 – N/l.
- Analisis dengan asam kromotropik untuk air dengan kadar 0,1 sampai 5 mg NO3 – N/l.
- Analisis dengan reduksi menurut Devarda untuk air dengan kadar NO3 – N lebih dari 2 mg/l.
- Analisis kolorimetris khusus bagi nitrit, setelah semua zat direduksi oleh butir cadmium (Cd), metoda ini cocok untuk air dengan kadar NO3 – N antara 0,001 sampai 1 mg/l. (Metoda Penelitian Air, 1984)
Langganan:
Postingan (Atom)