Ilmu Lingkungan

Ilmu Lingkungan adalah suatu studi yang sistematis mengenai lingkungan hidup dan kedudukan manusia yang pantas di dalamnya. Perbedaan utama ilmu lingkungan dan ekologi adalah dengan adanya misi untuk mencari pengetahuan yang arif, tepat (valid), baru, dan menyeluruh tentang alam sekitar, dan dampak perlakuan manusia terhadap alam. Misi tersebut adalah untuk menimbulkan kesadaran, penghargaan, tanggung jawab, dan keberpihakan terhadap manusia dan lingkungan hidup secara menyeluruh. Timbulnya kesadaran lingkungan sudah dimulai sejak lama, contohnya Plato pada 4 abad Sebelum Masehi telah mengamati kerusakan alam akibat perilaku manusia. Pada zaman modern, terbitnya buku Silent Spring tahun 1962 mulai menggugah kesadaran umat manusia.
Di Indonesia tulisan tentang masalah lingkungan hidup mulai muncul pada 1960-an. Sejak itu Indonesia terus aktif mengikuti pertemuan puncak yang membicarakan tentang lingkungan hidup secara global, yaitu Konferensi Stockholm pada 1972; Earth Summit di Rio de Janiero tahun 1992; dan WSSD di Johannesburg, tahun 2002. Ilmu lingkungan meliputi hubungan interaksi yang sangat kompleks sehingga untuk memudahkan mempelajarinya dilakukan berbagai pendekatan, antara lain: homeostasis, energi, kapasitas, simbiosis, sistem, dan model.

Permasalahan Lingkungan Hidup
Permasalahan lingkungan hidup terdiri dari permasalahan lingkungan global dan sektoral. Contoh permasalahan lingkungan global adalah: pertumbuhan penduduk, penggunaan sumber daya alam yang tidak merata; perubahan cuaca global karena berbagai kasus pencemaran dan gaya hidup yang berlebihan; serta penurunan keanekaragaman hayati akibat perilaku manusia, yang kecepatannya meningkat luar biasa akhir-akhir ini. Contoh permasalahan lingkungan sektoral dibahas masalah lingkungan yang terjadi di Indonesia. Masalah tersebut terjadi pada berbagai ekosistem, seperti yang terjadi di kawasan pertanian, hutan, pesisir, laut, dan perkotaan.
Adapun usaha mengatasi permasalahan lingkungan dilakukan dengan berbagai pendekatan. Pendekatan yang dibahas adalah cara ilmu pengetahuan dan teknologi, ekonomi, penegakan hukum, dan etika lingkungan. Untuk mengatasi permasalahan lingkungan yang menjadi sangat kompleks diperlukan berbagai upaya pendekatan sekaligus secara sinergis.

Struktur Ekosistem
Menurut Undang-Undang Nomor 23 Tahun 1997 tentang Pengelolaan Lingkungan Hidup, batasan dari ekosistem adalah tatanan unsur lingkungan hidup yang merupakan kesatuan utuh menyeluruh dan saling mempengaruhi dalam membentuk keseimbangan, stabilitas, dan produktivitas lingkungan hidup. Secara struktural ekosistem terdiri dari komponen biotik dan abiotik.

Komponen biotik ekosistem meliputi: sumber daya tumbuhan, sumber daya hewan, jasad renik, dan sumber daya manusia.
Komponen abiotik ekosistem meliputi: sumber daya tanah, sumber daya air, sumber daya energi fosil, udara, serta cuaca dan iklim.

Masing-masing komponen yang menjadi bagian dari ekosistem tersebut saling berinteraksi dan saling mempengaruhi dengan erat. Adapun faktor lingkungan pembatas berperan besar dalam menentukan komposisi organisme dalam suatu ekosistem. Dalam konsep faktor pembatas dikemukakan bahwa setiap organisme memiliki kisaran toleransi terhadap setiap faktor lingkungan abiotik.
Fungsi Ekosistem
Untuk memahami bagaimana ekosistem berfungsi maka hal mendasar yang perlu dipahami adalah terdapatnya aliran energi ke dalam ekosistem dan terjadinya daur materi di dalam ekosistem. Kedua hal tersebut dapat diamati pada proses produksi dan dekomposisi, rantai dan jaring makanan, adanya tingkatan tropik di dalam ekosistem, serta terjadinya daur biogeokimia yang berlangsung secara terus-menerus dan berkesinambung-an. Energi ialah segala sesuatu yang dapat melakukan pekerjaan.
Sumber energi dapat dikelompokkan menjadi: sumber energi tak terbarui (non renewable) yaitu sumber energi fosil dan nuklir, sumber energi terbarui (renewable) yaitu sumber energi bukan fosil, misalnya tenaga air dan tenaga angin.
Rantai makanan merupakan perpindahan energi makanan dari sumber daya tumbuhan melalui seri organisme atau melalui jalur makan-memakan. Rantai makanan dibagi atas dua tipe dasar, yaitu: rantai makanan rerumputan (grazing food chain), dan rantai makanan sisa (detritus food chain).
Unsur yang merupakan persinggungan (interface) antara komponen habitat yaitu tanah/batuan, air, dan atmosfer, terjadi proses-proses baik fisik, kimia, maupun biologi yang silih berganti atau bersamaan yang disebut proses biogeokimia, karena proses ini terjadi berulang-balik, maka proses ini disebut daur biogeokimia.
Di dalam daur unsur atau senyawa kimia dapat ditemukan adanya 2 (dua) kutub, yaitu kutub cadangan dan kutub pertukaran atau kutub peredaran. Dari segi biosfer, daur biogeokimia terdiri dari 2 (dua) kelompok, yaitu tipe gas dan tipe sedimen.

Komunitas
Komunitas biotik berperan sangat penting dalam keseimbangan ekosistem. Komunitas adalah beberapa populasi yang hidup pada suatu habitat fisik tertentu, yang merupakan suatu unit organisasi dengan karakteristik tertentu sebagai tambahan dari komponen karakteristik populasi penyusunnya, dan berfungsi sebagai suatu unit melalui berbagai transformasi metabolik. Ukuran dan komposisi spesies pada komunitas adalah berbeda-beda, namun dapat dikelompokkan sesuai dengan tingkatan tropiknya, yaitu produsen, konsumen, dan dekomposer. Karakter umum dari suatu komunitas biasanya ditentukan oleh spesies yang dominan pada komunitas tersebut. Keanekaragaman spesies merupakan faktor penting dari suatu komunitas selain dominansi. Keanekaragaman komunitas ditentukan pula oleh pola komunitas yang merupakan pola penyebaran atau stratifikasi dari spesies yang hidup pada komunitas tersebut.

Populasi
Populasi adalah sekelompok individu spesies yang sama yang menempati suatu ruang, dan secara kolektif mempunyai sifat yang khas sebagai suatu kelompok. Sifat kolektif tersebut antara lain adalah kepadatan populasi, natalitas, mortalitas, dan distribusi umur. Populasi pada umumnya ada dalam keseimbangan yang dinamis, yang dipengaruhi oleh interaksi berbagai faktor. Faktor keseimbangan yang mendorong perkembangan populasi antara lain laju reproduksi, penyebaran, mekanisme pertahanan diri, dan kemampuan bertahan pada kondisi sulit. Faktor pendorong tersebut berinteraksi pula dengan faktor penghambat yang antara lain adalah keterbatasan sumber, habitat yang kurang cocok, kondisi cuaca, persaingan, predator, parasit, dan penyakit. Adapun pola interaksi spesies antarpopulasi dapat berbentuk interaksi netral, interaksi negatif, maupun interaksi positif. Berbagai bentuk interaksi tersebut masih belum semuanya ditemukan oleh manusia, sedangkan gangguan yang terjadi terhadap interaksi tersebut akan berpengaruh kepada ekosistem secara keseluruhannya.

Spesies dan Spesiasi
Berbagai tempat di permukaan bumi memiliki kondisi lingkungan yang berbeda-beda, yang membentuk habitat dan relung ekologis yang berbeda-beda pula. Spesies yang terbentuk melalui proses spesiasi dapat menempati habitat dan relung ekologis yang berbeda-beda tersebut karena kemampuan intrinsiknya, seperti batas toleransi, kemampuan adaptasi terhadap berbagai faktor seleksi alam, dan dimungkinkan karena adanya variasi genetis. Proses spesiasi yang umum terjadi adalah spesiasi allopatrik, parapatrik, sympatrik, dan polyploidy. Sedangkan spesiasi akibat campur tangan manusia dapat terjadi dalam proses domestikasi. Proses spesiasi juga tak terlepas dari evolusi dan perkembangan faktor habitat dan relung ekologis melalui segregasi relung ekologis.
Kedudukan Manusia dalam Lingkungan Hidup dan Dinamika Populasi
Manusia sebagai makhluk hidup membutuhkan lingkungan abiotik dan lingkungan biotik, selain kebutuhan pokok primer dan sekunder manusia yaitu makan, minum dan tempat tinggal, manusia juga membutuhkan sosialisasi.
Manusia mempunyai kelebihan dari makhluk hidup yang lain yaitu dalam perkara (noosfir/akal). Sehingga dalam pemanfaatan sumber alam, manusia dapat mengelolanya secara lebih efisien dan efektif dibandingkan makhluk hidup yang lain.
Dengan adanya saling ketergantungan di antara manusia di dalam memanfaatkan dan mengelola sumber alam, maka terjadi kehidupan berkelompok sesuai dengan pembagian kerja dan aktivitas kerja sama kesatuan hidup manusia yang ditandai dengan hidup yang berkelompok menimbulkan keterikatan manusia pada norma-norma aturan-aturan dan adat-istiadat tertentu yang bersifat kontinu, sehingga membentuk masyarakat.
Populasi manusia merupakan salah satu komponen dari ekosistem. Dengan adanya pertumbuhan penduduk akan terpengaruh daya dukung lingkungan. Cara mengukur pertumbuhan penduduk dapat menggunakan rumus: Pt = Pd + B – D + D + I – O. Pendekatan cara demografi dalam mempelajari penduduk perlu diketahui ciri-cirinya antara lain: jumlah penduduk, umur dan jenis kelamin, pendidikan, pekerjaan, distribusi penduduk, dan status perkawinan.
Dengan adanya kecepatan pertumbuhan penduduk dapat terjadi perubahan jumlah penduduk yang disebabkan adanya perubahan jumlah kelamin, kematian, dan imigrasi.
Daya dukung lingkungan merupakan kemampuan lingkungan untuk mendukung kehidupan yang ada di dalamnya. Sehubungan dengan daya dukung lingkungan, maka dunia tidak akan dapat menanggung jumlah manusia tanpa batas. Apabila daya dukung lingkungan terlampaui maka kehidupan manusia dapat mengalami berbagai kesulitan.
Seiring dengan pertumbuhan populasi manusia, manusia merupakan makhluk hidup dengan berstrategi “K”, yaitu strategi yang memperhatikan batas daya dukung lingkungan. Kalau populasinya sudah mendekati batas daya dukung, maka akan terjadi perubahan laju kehidupan karena pengaruh kehidupan lingkungan yang menahan laju pertumbuhan sehingga pertumbuhan yang berhimpit dengan batas daya dukung (K).

Lingkungan Hidup Buatan
1. Manusia pada kehidupannya memerlukan tempat untuk bernaung dan melindungi diri, oleh sebab itu manusia dalam bermasyarakat membentuk permukiman-permukiman.
2. Dalam pembangunan permukiman diperlukan keseimbangan dengan ekosistem, sehingga tidak melebihi daya dukung lingkungan
Untuk itu diperlukan strategi berdasarkan keberlanjutan. Dengan pendekatan ekologi dapat diharapkan dapat:
a. memperbaiki dan menjamin penyediaan air bersih;
b. meminimumkan masalah pembuangan limbah;
c. mengurangi pengubahan lahan subur untuk pertanian menjadi lahan permukiman dan membantu mempertahankan produktivitas lahan;
d. mengembangkan pola konservasi energi untuk keperluan hidup dan produksi barang;
e. memaksimumkan pemanfaatan sumber daya yang tersedia;
f. memadukan pemeliharaan dan pelayanan permukiman dengan penyediaan lapangan pekerjaan, pembangunan masyarakat, dan pendidikan.
3.Dalam pengelolaan lingkungan hidup diperlukan beberapa faktor yang perlu diperhatikan untuk dapat menilai berfungsinya suatu lingkungan hidup yaitu mempunyai keanekaragaman jenis yang tinggi, keterkaitan baik antarjenis kehidupan maupun dengan lingkungan fisik, efisiensi dan efektivitas penggunaan energi yang tinggi.

Industri merupakan salah satu usaha dalam pengolahan sumber alam yang diklasifikasikan menjadi industri primer, sekunder, dan tersier. Dalam pengelolaannya, industri mempunyai ciri dan karakteristik yaitu industri hulu, industri hilir, dan industri kecil.
Industri mengolah sumber alam dengan bantuan teknologi dan mengeluarkan sisa pengolahannya yang disebut dengan limbah. Dengan kemajuan teknologi pengolahan dalam industri menggunakan bahan-bahan kimia yang dapat menimbulkan limbah sehingga menyebabkan pencemaran atau sebagai sumber pencemaran.
Untuk menyerasikan pertumbuhan industri dengan menjaga kondisi lingkungan fisik dan lingkungan sosial sekitarnya diperlukan beberapa cara yang dapat ditempuh yaitu dengan menempatkan industri-industri itu dalam kawasan-kawasan khusus, memberikan batas-batas maksimum bagi limbah industri yang akan dibuang ke lingkungan alam, dan meningkatkan kemampuan lingkungan untuk menyerap limbah industri, serta memilih teknologi bersih pencemaran bagi industri-industri yang akan dibangun.

Sumber Daya Alam Secara Umum
Sumber daya alam adalah unsur lingkungan alam, baik fisik maupun hayati, yang diperlukan oleh manusia untuk memenuhi kebutuhannya dan meningkatkan kesejahteraannya. Faktor penentu sumber daya alam adalah kebutuhan manusia yang dapat berubah-ubah sepanjang waktu. Karena luasnya cakupan sumber daya alam, maka disusun klasifikasi sumber daya alam, yang antara lain meliputi sumber daya alam terbarui dan tak terbarui. Permasalahan sumber daya alam secara umum adalah ketersediaannya dan penggunaannya yang tak merata. Sedangkan untuk memenuhi standar hidup yang diinginkan manusia secara global, maka kebutuhan dan penggunaan sumber daya alam tersebut diperkirakan akan terus meningkat. Agar daya dukung tak terlewati, maka dibutuhkan pengelolaan sumber daya alam. Untuk sumber daya alam yang bersifat terbarui, maka perlu diperhatikan maximum sustainable yield sehingga manfaat dapat berkelanjutan. Untuk sumber daya alam yang tak terbarui, maka pengelolaan berbentuk penghematan, peningkatan efisiensi, daur ulang, dan pencarian alternatif pengganti, sehingga sumber daya alam tersebut dapat dipertahankan selama mungkin.

Sumber Daya Alam Terbarui
Jenis sumber daya alam terbarui yang dibahas adalah sumber daya lahan dan hutan. Sumber daya lahan di dunia terutama digunakan untuk lahan pertanian tanaman pangan. Penurunan kualitas sumber daya lahan antara lain disebabkan oleh erosi, penggurunan, dan perubahan peruntukan lahan yang tak terkelola dengan baik. Degradasi lahan karena erosi dipercepat oleh perilaku manusia yang salah dalam membuka dan mengelola lahan. Pengelolaan dan peruntukan lahan harus didasarkan pada karakter dan kemampuan lahan. Pengelolaan lahan mencakup pendekatan teknologi, konservasi, dan kearifan tradisional.
Sedangkan sumber daya hutan merupakan sumber daya alam terbarui yang banyak dimanfaatkan oleh manusia untuk berbagai kepentingan. Kerusakan sumber daya hutan terutama hutan tropika mencapai kecepatan yang mengkhawatirkan. Dengan demikian pengelolaan hutan terutama hutan alam di daerah tropika harus dilakukan secara lebih berhati-hati dan bijaksana.

Sumber Daya Alam Tak Terbarui
Sumber daya alam tak terbarui adalah sumber daya yang keberadaannya di bumi terbatas, dapat habis terpakai, dan oleh proses alami tak dapat diadakan kembali dalam waktu yang relatif singkat, contohnya adalah sumber daya mineral dan bahan tambang, serta energi fosil. Sumber daya mineral dan bahan tambang berasal dari lapisan kerak bumi yang terbentuk dari berbagai proses geologis seperti proses magmatis, hidrotermal, sedimentasi, dan proses pelapukan. Bahan tambang yang berupa logam dan non-logam banyak dimanfaatkan manusia untuk kepentingan industri. Permasalahan sumber daya tersebut yang berkaitan dengan lingkungan meliputi proses penambangan dan pengolahan bahan tambang. Adapun strategi pengelolaannya adalah penggunaan sehemat mungkin, daur ulang, dan pencarian bahan pengganti terutama dari sumber daya jenis terbarui. Sumber daya energi fosil sebagaimana namanya, berasal dari proses fosilisasi bahan organik selama jutaan tahun. Contohnya adalah batu bara yang merupakan fosil tumbuhan, serta minyak bumi dan gas alam yang merupakan fosil organisme perairan.
Penggunaan energi oleh manusia sampai saat ini masih didominasi oleh energi fosil sehingga cadangannya diperkirakan akan habis tidak lama lagi. Selain itu, proses penambangan, pengangkutan, pemrosesan, dan penggunaan energi fosil tersebut juga menimbulkan dampak lingkungan yang tidak kecil, terutama pembakaran fosil yang meningkatkan konsentrasi CO2 di atmosfer yang pada akhirnya akan menimbulkan bahaya pemanasan global. Energi fosil tidak dapat didaur ulang sehingga strategi pengelolaannya meliputi penghematan dan pencarian energi alternatif yang lebih ramah lingkungan seperti energi matahari, air, dan geotermal.
Pembangunan Konvensional dan Permasalahan Lingkungan Hidup
Teori pembangunan telah berkembang dari teori pembangunan berimbang, teori pembangunan pemenuhan kebutuhan pokok, teori pemerataan selanjutnya teori pembangunan dengan kualitas hidup sebagai cikal bakal teori pembangunan yang berkelanjutan. Pada pelaksanaan teori awal pembangunan menimbulkan masalah pada lingkungan hingga seolah terjadi dikotomi antara pembangunan di satu pihak dan lingkungan di pihak lainnya. Permasalahan yang timbul karena pelaksanaan pembangunan sangat spesifik di masing-masing sektor pembangunan. Demikian pula pengelolaan lingkungan dari masing-masing permasalahan pembangunan juga berbeda.

Konsep Pembangunan yang Berkelanjutan
Pembangunan yang berkelanjutan merupakan pengembangan dari konsep pembangunan yang sebelumnya. Pembangunan yang berkelanjutan didefinisikan sebagai pembangunan untuk memenuhi kebutuhan sekarang tanpa mengurangi kemampuan generasi yang akan datang untuk memenuhi kebutuhan mereka.

Prinsip-prinsip kehidupan yang berkelanjutan:
1.Menghormati dan memelihara komunitas kehidupan.
2.Memperbaiki kualitas hidup manusia.
3.Melestarikan daya hidup dan keragaman bumi.
4.Menghindari sumber daya yang tidak terbarukan.
5.Berusaha tidak melampaui kapasitas yang tidak terbarukan.
6.Mengubah sikap dan gaya hidup orang per orang.
7.Mendukung kreativitas masyarakat untuk memelihara lingkungan sendiri.
8.Menyediakan kerangka kerja nasional untuk melakukan upaya pembangunan pelestarian.
9.Menciptakan kerja sama global.

Konferensi pembangunan yang berkelanjutan yang diawali 5 Juni 1972 di Stockholm yang berhasil membentuk organisasi PBB di bidang lingkungan yang diberi nama UNEP (United Nations Environment Programme). Setelah itu setiap 10 tahun diadakan konferensi berturut-turut KTT tahun 1982 di Nairobi dengan hasil WCED (World Commission on Environment and Development), KTT tahun 1992 di Rio de Janeiro dan terakhir KTT tahun 2002 di Johannesburg.
Pembangunan yang berkelanjutan di Indonesia diaplikasikan dengan dibentuknya kementerian lingkungan hidup dari tahun 1972 hingga sekarang. Di samping itu, disertai kebijakan berbagai aspek di bidang lingkungan hidup sebagai konsekuensi ratifikasi konvensi PBB di bidang lingkungan.