Teks tersebut membahas berbagai topik terkait lingkungan hidup seperti siklus hidrologi, nitrogen, karbon, oksigen, sulfur, fosfor, keanekaragaman hayati, dan pemuliaan tanaman. Teks ini menjelaskan proses-proses alami yang terjadi dalam siklus-siklus tersebut beserta pengaruh aktivitas manusia terhadap lingkungan.

1. ECOLOGY AND ENVIRONMENT
SCIENCE FOR SENIOR HIGH
SCHOOL
By:
Bagas Pramana Putra Fadhila
SMA Taruna Nusantara, Indonesia
X-3/9/157555
Indonesian Edition

2. Mengatasi Hama Tikus Bukan
Membasmi Hama Tikus

3. Tikus :
Ordo : Rodentia,
Famili : Muridae
sub-famili : Murinae.
Genus Mus dan Rattus memiliki peranan
penting dalam lingkungan dan kehidupan
manusia
Tikus sawah (Rattus orgentiventer)
• tinggal di pesawahan dan sekitarnya,
• tikus berkembang biak menjadi 1.270 ekor per
tahun dari satu pasang ekor tikus.
• Perkembang biakannya SANGAT
PESAT/TAHUN

4. Cara terbaik mengatasi dan mengendalikan:
1. Gunakan predator utama tikus: the Owl (Burung
Hantu)
2. Memasang tirai persemaian setinggi 60 cm
untuk menjaga padi ketika disemai
3. Linier Trap Barrier System berupa
bentangan pagar plastik/terpal setinggi 60 cm,
ditegakkan dengan ajir bambu setiap jarak 1 m,
dilengkapi bubu perangkap setiap jarak 20 m
dengan pintu masuk tikus berselang-seling arah.
LTBS dipasang di daerah perbatasan habitat tikus atau pada saat
ada migrasi tikus. Pemasangan dipindahkan setelah tidak ada lagi
tangkapan tikus atau sekurang-kurangnya di pasang selama 3
malam.

5. Solar Energy (Surya)
Energi Surya yang dihasilkan p-p reaksi di matahari adalah energi yang sangat besar
jumlahnya dan ketersediaannya paling berlimpah
http://cleantechnica.com/files/2011/08/energy-resources-renewables-fossil-fuel-uranium.png

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

7. Apakah Anda Tahu?
Taken From: Nugraha, Tutun. 2012. Seri Sains Energi Terbaharukan: Energi Surya, Jakarta: PT Pelangi Ilmu Nusantara

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

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

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

11. Analisis Kerusakan Lingkungan
Terhadap Siklus Hidrologis
Kerusakan lingkungan memang menyebabkan berkurangnya dan semakin menipisnya
cadangan air tanah. Hal ini sama terjadi ke semua sumber daya awal yang alam berikan
seperti bahan bakar fosil. Bahwa semua yang awalnya berawal dari alam pasti lama
kelamaan akan terkikis kuantitasnya dan kualitasnya seiring pertumbuhan populasi
manusia.
Namun perlu diketahui bahwa bumi adalah salah satu anggota tata surya. Di mana tata
surya terdiri dari matahari, planet, asteroid, meteoroid, komet, dan debu antar bintang,
ada juga dark matter. Menurut analisis saya berdasarkan prinsip termodinamika, akan
menguap pada suhu 273 K. Kemudian air atau H2O dapat berwujud padat, gas, dan cair.
Padat sebagai kristal, cair sebagai air dan larutan, dan gas sebagai uap air.
Secara logika, bisa kita jawab bahwa suatu benda itu tidak mungkin hilang dan habis
begitu saja, ini sama dengan pesamaan energi oleh enstein, bahwa E=mc^2, di mana
jika suatu partikel itu hilang, maka partikel tersebut sebanarnya hanya berubah menjadi
bentuk lain atau gelombang elektromagnetik. Intinya suatu partikel di bumi tidak
mungkin hilang begitu saja. Kalaupun hilang hal tersebut harus dijabarkan
kemanakah hilangnya energi atau partikel tersebut(lihat: Fisika Inti)

12. Sekarang mari kita bahas dari segi lingkungan dan ekologi, jika yang ditanya
adalah habisnya air bersih, satu jawaban MUNGKIN. Kenapa? Karena manusia
makin hari makin bertambah populasinya, sehingga kebutuhan manusia akan
papan, pangan, dan kebutuhan pokok sehari-hari semakin meningkat. Maka
dari itu, mau atau tidak mau manusia kana segera mendirikan banyak pabrik
dan pemukiman. Secara tidak langsung, tindakan tersebut pasti membutuhkan
perluasan lahan yang mengakibatkan penebangan hutan-hutan dan dijualnya
sawah-sawah.
Banyaknya populasi juga menambah polusi dan limbah rumah tanga yang
bersifat padat, cair, dan gas. Limbah-limbah ini secara tidak langsung juga
mencemari perairan, tanah, dan udara. Belum lagi limbah industri dan limbah
pertanian. Semua limbah ini jika tidak diolah, maka akan menganggu dan
mengontaminasi siklus hidrologis yang nantinya akan berakibat pada banyak
bencana.
Bencana yang berkaitan dengan siklus air yaitu: hujan asam yang akan
merusak banyak tanaman, bangunan, dan kulit, banjir karena daya tahan tanah
sudah rusak, sehingga air tidak dapat infiltrat ke dalam tanah dan mengalir di
permukaan secara berlebihan, air tercemar bakteri patogen seperi E. coli dan
makhluk seperti amoeba dan masih banyak lagi.
Jika limbah tidak diolah secara benar, maka lama kelamaan air bersih akan
semakin langka dan menjadi barang mahal di masa depan.

13. MUNGKIN AIR DI TANAH HABIS, NAMUN COBA
LIHAT KE ATAS, MUNGKIN AIR TIDAK TURUN-
TURUN DAN MENJADI BADAI DAN MEMBUAT
GLOBAL WARMING

14. Daur Nitrogen
http://www.physicalgeography.net/fundamentals/images/nitrogencycle.jpg

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

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

17. • 1. Amonifikasi
Amonifikasi adalah pengubahan senyawa amonia atau nitrat menjadi ammonium.
• 2. Nitrifikasi
Nitrifikasi adalah proses konversi amonium menjadi nitrat dengan bantuan enzim
nitrogenase melalui 2 tahapan yaitu tahap nitritasi dan nitratasi. Nitritasi adalah
konversi amonium menjadi nitrit (NO2) dengan bantuan bakteri Nitrosomonas,
sedangkan nitratasi adalah konversi nitrit (NO2) menjadi nitrat (NO3) dengan
bantuan bakteri Nitrobacter. Hanya terjadi saat kondisi aerob
• 3. Denitrifikasi
Denitrifikasi adalah suatu proses dalam daur nitrogen yang menyebabkan
pelepasan nitrogen ke udara dipicu oleh kondisi anaerob di dalam tanah. Di kondisi
anaerob, bakteri-bakteri di tanah -seperti Micrococcus denitrifican, Thiobacillus
denitrifican, dan Pseudomonas denitrifican, mengambil oksigen dari nitrat yang ada
di dalam tanah.

18. CarbonCycle

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

20. Jenis-Jenis Karbon Dalam
Siklusnya
http://kliksma.com/2014/12/pengertian-daur-karbon.html

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

22. Oxygen Cycle

23. Proses
1. Proses fotosintesis tumbuhan dan alga menyerap CO2 dan menghasilkan O2 yang
dilepaskan ke atmosfer.
2. Kemudian O2 dihirup oleh manusia dan hewan melalui respirasi atau pernafasan.
3. Oksigen oleh manusia dan hewan kemudian digunakan sebagai bahan bakar sari makanan
melalui proses metabolisme dalam tubuhnya masing-masing.
4. Metabolisme manusia dan hewan menghasilkan CO2 yang kemudian dilepaskan ke
atmosfer.
5. Aktivitas industri juga dapat bekerja saat oksigen tersedia dan membuang CO2 ke atmosfer
sebagai limbah industri.
6. Senyawa hasil respirasi makhluk hidup dan pembakaran industri adalah CO2 dan H2O.
Kedua senyawa ini kemudian digunakan kembali oleh tumbuhan untuk melakukan proses
fotosintesis.
7. Begitu seterusnya sehingga daur oksigen dapat terus berlanjut.

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

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

26. Microorganism On-Duty!

27. Fosfor Cycle

28. Proses
1. Pelapukan Batuan Fosfor
Sebagian besar ketersediaan fosfor di alam bersumber dari hasil pelapukan batuan fosfat. Batuan
fosfat melapuk karena pengaruh perubahan cuaca, suhu, dan air hujan. Air hujan membawa ion-ion
fosfor yang berasal dari batuan ke tanah sehingga bisa dimanfaatkan oleh tanaman.
2. Daur Fosfor pada Tanaman dan Hewan
Ion-ion fosfat anorganik dari hasil pelapukan batuan yang dibawa oleh air hujan akan terserap ke
tanah. Ion-ion fosfor ini kemudian diserap tumbuhan melalui perakaran dan digunakan untuk
pertumbuhannya. Beberapa hewan dan manusia yang memakan tumbuhan juga secara tidak
langsung telah memasukan fosfor ke dalam tubuhnya. Begitupun dengan tahapan rantai makanan
selanjutnya.
3. Penguraian Fosfor Organik
Tumbuhan, hewan, organisme yang mati, serta feses, dan urinenya terurai menjadi fosfat organik
melalui bantuan bakteri. Dalam daur fosfor, fosfat ini kemudian akan kembali tersimpan ke dalam
tanah untuk kemudian diserap oleh tumbuhan sebagai hara bagi pertumbuhannya.

29. 4. Sedimentasi Fosfor
Sebagian kecil fosfor yang dihasilkan dari proses pelapukan juga terbawa oleh aliran air menuju
tempat terendah. Laut, dalam halini adalah tempat terjadinya sedimentasi fosfor yang dibawa air
melalui alirannya. Sedimentasi ini dimanfaatkan oleh ganggang dan beberapa tumbuhan air untuk
pertumbuhannya. Ikan-ikan dan organisme tingkat tinggi yang memakan hasil dari tumbuhan air dan
ganggang juga telah mengambil bagian dalam daur fosfor ini. Mereka memanfaatkan fosfor untuk
pertumbuhannya, tersimpan di dalam jaringan tubuhnya, dan akan terurai saat mereka mati.
5. Pengangkutan Fosfor dari Laut ke Darat
Di tempat-tempat tertentu, burung guano yang memakan ikan-ikan laut telah berhasil mengangkut
fosfor dari lautan ke darat. Mereka memangsa ikan di ekosistem laut yang mengandung banyak fosfor
dan mengubahnya menjadi feses yang sangat kaya akan fosfor. Feses guano ini biasa ditemukan di
goa-goa di daratan dan sangat baik digunakan sebagai pupuk tanaman.

30. Keanekaragaman VS Produktivitas
• Let’s us think for a while!
• Keanekaragaman ada karena alam masih utuh dan ada habitat untuk semua spesies
kan?
• Logikanya mudah, habitat yang ada sekarang dibangdingkan dengan yang dulu masih
lengkap yang mana?
• Pasti yang dulu kan?
• Mengapa? Karena seperti yang sudah dijelaskan, manusia makin bertambah populasinya.
• Otomatis, manusia juga akan melakukan ekspansi wilayah untuk bertahan hidup dan
meraih penghidupan yang lebih layak.
• Ekspansi berakibat dibukanya hutan-hutan baru untuk pemukiman, perkebunan, dan
industri.
• Ini merupakan faktor terpenting mengapa lama kelamaan banyak spesies yang punah
karena habitatnya yang sudah tidak sesuai dan sulit untuk beradaptasi.
• Terkadang kerakusan manusia juaga berakibat fatal terhadap keanekaragaman. Seperti
perburuan liar badak bercula, gajah, harimau, dan burung-burung indah.
• So mari kita jaga bumi ini menjadi lebih indah dan lebih baik untuk generasi ke depan
• Ingat bahwa alam akan selalu mempertahankan keseimbangan, jika kita mulai menggusur
alam, mungkin kita juga akan digusur!

31. Pemuliaan Tanaman dan Hewan
• First you should to know!
• Pemuliaan? What’s the meaning of that
Pemuliaan ialah usaha memperoleh bibit
unggul dengan merakit keanekaragaman
genetik (plasma nutfah) organisme.
• Intinya REKAYASA GENBIBIT
UNGGUL
Images.google.com/

32. Bibit unggul? Maksudnya?
Revolusi Hijau?
1. Masa pertumbuhan pendek (cepat
menghasilkan)
2. Tahan hama dan penyakit
3. Produksi tinggi dan rasanya enak
4. Adaptif terhadap kondisi lingkungan
5. Masa produksi lama

33. Kok Bisa Sih?
1. Seleksi
2. Hibridisasi Untuk memperbaiki keturunan hewan ternak dapat dilakukan
dengan:
a. Pure breeding (silang murni) Mengawinkan ternak jantan dan betina
yang sama bangsanya, dengan tujuan untuk mempertinggi sifat homozigot.
Contoh menyilangkan sapi Madura di pulau madura
b. Inbreeding (silang dalam) Perkawinan antara ternak jantan dan betina
yang masih ada hubungan kekeluargaan, dengan tujuan mempersempit
karakter heterogenitas
c. Crossbreeding (silang luar) Perkawinan antara ternak-ternak galur
murni, dengan tujuan untuk mendapatkan ras-ras baru yang memiliki sifat-
sifat yang menonjol. Contoh perkawinan antara sapi Fries-hollan dengan
sapi madura
d. Upgrading Perkawinan antara pejantan yang diketahui mutunya dengan
betina local.
3. Mutasi
- tumbuhan poliploidi
- mutasi radiasi dengan radioaktif
4. Transplantasi/cangkok gen
5. Kultur jaringan
http://prestasiherfen.blogspot.co.id/2010/01/pemuliaan-tanaman-dan-hewan.html

34. Dampak Negatif Revolusi Hijau
1. Penurunan produksi protein, dikarenakan pengembangan
serealia (sebagai sumber karbohidrat) tidak diimbangi
pengembangan pangan sumber protein dan lahan
peternakan diubah menjadi sawah.
2. Penurunan keanekaragaman hayati dan plasma nutfah
3. Penggunaan pupuk terus menerus menyebabkan
ketergantungan tanaman pada pupuk.
4. Penggunaan peptisida menyebabkan munculnya hama
strain baru yang resisten.

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

36. Sumber Daya Apa Aja sih Yang dari Laut?
1. Sumber nabati: alga dan rumput laut
~ Euchema spinosum, dimanfaatkan sebagai bahan agar-agar
~ Chlorella, dimanfaatkan sebagai bahan obat-obatan dan kosmetika
~ Sargassum, sebagai penghasil asam alginate yang dimanfaatkan sebagai bahan
kosmetika dan obat-obatan serta bahan campuran pengental eskrim
~ Ulva (selada laut) dan laminaria sp, dimanfaatkan sebagai sayuran hijau
2. Sumber hewani: berbagai jenis biota laut merupakan sumber protein hewani seperti
udang, ikan kepiting, cumi-cumi dll.
3. Sumber air tawar, dengan menggunakan teknologi osmosis balik dihasilkan air tawar
dalam jumlah besar
4. Sumber logam dan mineral, laut merupakan sumber NaCl (garam dapur), Mg untuk
industry pesawat, dan endapan-endapan logam dasar laut (nodul) seperti Cu, Au, Zn,
dan Fe

37. Dampak Negatif Revolusi Biru
1. Penangkapan ikan yang tak kenal batas dengan alat dan bahan
berbahaya.
2. Meningkatnya jumlah penduduk dan industri di daratan
menyebabkan pemasukan limbah ke laut dalam jumlah yang besar
pula. Akibatnya laut menjadi kerah/kotor sehingga pada akbarnya
menurunkan produktifitas ganggang dan menurunnya jumlah ikan.
3. Pencemaran laut oleh limbah kapal dan tumpahan minyak.
4. Rusak serta hilangnya hutan bakau karena diabah menjadi
tambak.

38. Benarkah bahwa pemuliaan tanaman dan hewan akan
menghancurkan bahan baku yang menjadi andalan
teknologi pemuliaan itu sendiri?
• Let’s us think for a while?
• Pemuliaan=burukbaik
• Yang buruk kira-kira apa?
• Kalau yang buruk di-upgrade jadi baik semua, maka dari itu yang buruk habis
kan.
• Pernyataan di atas dapat kita katakan benar karena suatu saat bahan baku
pemuliaan itu akan habis diubah menjadi produk unggulan
• Ditinjau dari segi manapun, pemuliaan tersebut pasti akan bermanfaat dan dapat
mencegah wabah kelaparan di dunia. Namun dalam pemuliaan tersebut juga
wajib ditinjau dan tidak boleh melewati kaidah-kaidah yang telah ditetapkan.

39. Greenhouse Effect~Global Warming
(watch! The earth is melting now)
W
H
A
T
?
Images.google.com/

40. Efek Rumah Kaca
• Pernahkah kalian merasa kalau hujan
lebat akan turun suhu udara meningkat?
• Pernahkah kalian mengamati jika langit
cerah di malam hari cenderung lebih
dingin daripada langit berawan?
• Semua hal tersebut logis dan dapat
dijelaskan secara fisika!
• Kenapa ya?

41. Penyebab Efek Rumah Kaca
• Efek rumah kaca ini bekerja seperti selimut yang menahan panas
untuk tidak keluar dari suatu wilayah tertentu
• Untuk diketahui dahulu, sebenarnya efek rumah kaca ini tidak
berbahaya dan malah sangat dibutuhkan untuk menjaga suhu di
bumi.
• Bayangkan saja kalau tidak ada efek ini, ketika bagian bumi mulai
malam akan tiba-tiba suhunya minus, padahal bumi belahan lain
sangat panas, alhasil karena suhunya tidak stabil bumi akan
mengalami kerusakan secara mendadak.
• Intinya efek rumah kaca membuat suhu di bumi lebih stabil dan
cocok untuk makhluk hidup

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

43. • Lha terus kok bisa menyebabkan global
warming?
• Nah perlu diketahui juga, sebenarnya
yang menyebabkan pemanasan global
ialah efek rumah kaca yang berlebihan
dikarenakan produksi gas rumah kaca
yang berlebihan.

44. • Efek rumah kaca disebabkan oleh:
1. Uap air
2. Karbodioksida
3. Metana
4. Nitrogen Oksida
5. HCFC-22 (limbah pabrik busa insulasi)
6. CFC pada AC dan Kulkas zaman dahulu
7. Trifluorometil Sulfur Pentafluorida
• Gas-gas tersebut juga menimbulkan penipisan ozon yang menyebabkan sinar UV
dari matahari masuk ke dalam bumi dalam jumlah yang lebih besar yang sangat
berbahaya bagi hutan, tumbuhan, manusia, dan binatang. Sinar UV adalah salah
satu gelombang elektromagnetik yang berenergi tinggi yang dapat merusak jaringan
makhluk hidup dan membakar material.

46. Lalu Bagaimana cara mengatasinya?
1. Asap limbah pabrik dapat
diatasi dengan memasangfilter
udara atau electrostatic
precipitator serta mengurangi
penggunaan bahan bakar fosil
dan mensubtitusinya dengan
bahan bakar gas maupun
panas bumi
2. Limbah rumah tangga dapat
diatasi dengan mengurangi
penggunaan plastik, melakukan
3R, memasang filter air limbah,
dan memasang IPAL
3. Limbah besi dan pecahan kaca
dapat dilebur kembali untuk
dijadikan barang baru
4. Limbah plastik dapat dipress
untuk mendapatkan minyak
atau dilebur kembali untuk
memproduksi barang baru

47. Limbah Kertas
• Limbah kertas dapat diubah menjadi paper
bag, kertas buram, dan banyak kerajinan
lainnya
• Limbah kertas karena bersifat organik juga
dapat dibuat bersama kompos
• Limbah kertas dapat dibuat menjadi kertas
koran yang baru
• Efektif dalam menggunakan kertas, jangan
pernah membuang-buang kertas secara
percuma
• Bangga menggunakan kertas daur ulang!

48. Limbah Pertanian
• Paling bagus untuk mengatasi limbah
pertanian yang sifatnya organik yaitu dengan
diproses menjadi pupuk organik untuk
pertanian dan bioremediasi tanah.
• Ampas tebu dan jagung dapat diproses untuk
mendapatkan biofuel seperti temuan UCLA
pada tahun 2016
• Jangan menggunakan insektisida yang
berbahaya dan gunakan predator alami
untunk membunuh hama

49. Limbah peternakan
• Jadikan kotoran ternak sebagai pupuk
organik agar kualitas tanah dan kualitas
produk lebih baik
• Kotoran ternak juga dapat diubah menjadi
biofuel

50. Limbah perkebunan
• Limbah-limbah ini dapat ditimbun
dikomposter untuk membuat kompos