Ekologi Tumbuhan (Cahaya, Suhu, dan Air)
CAHAYA,
SUHU, DAN AIR
1. CAHAYA
Cahaya
merupakan faktor lingkungan yang sangat penting sebagai sumber energi utama
bagi ekosistem. Ada tiga aspek penting yang perlu dikaji dari faktor cahaya,
yang sangat erat kaitannya dengan sistem ekologi, yaitu:
· Kualitas cahaya atau komposisi
panjang gelombang.
· Intensitas cahaya atau kandungan energi dari cahaya.
1. Kualitas
Cahaya
Secara
fisika, radiasi matahari merupakan gelombang- gelombang elektromagnetik dengan
berbagai panjang gelombang. Tidak semua gelombang- gelombang tadi dapat
menembus lapisan atas atmosfer untuk mencapai permukaan bumi. Umumnya kualitas
cahaya tidak memperlihatkan perbedaan yang mencolok antara satu tempat dengan
tempat lainnya, sehingga tidak selalu merupakan faktor ekologi yang penting.
Umumnya tumbuhan teradaptasi untuk mengelola cahaya
dengan panjang gelombang antara 0,39 – 7,6 mikron. Klorofil yang berwarna hijau
mengasorpsi cahaya merah dan biru, dengan demikian panjang gelombang itulah
yang merupakan bagian dari spectrum cahaya yang sangat bermanfaat bagi
fotosintesis.
Pada ekosistem daratan kualitas cahaya tidak mempunyai
variasi yang berarti untuk mempengaruhi fotosintesis. Pada ekosistem perairan,
cahaya merah dan biru diserap fitoplankton yang hidup di permukaan sehingga
cahaya hijau akal lewat atau dipenetrasikan ke lapisan lebih bawah dan sangat
sulit untuk diserap oleh fitoplankton.
Pengaruh dari cahaya ultraviolet terhadap tumbuhan masih
belum jelas. Yang jelas cahaya ini dapat merusak atau membunuh bacteria dan
mampu mempengaruhi perkembangan tumbuhan (menjadi terhambat), contohnya yaitu
bentuk- bentuk daun yang roset, terhambatnya batang menjadi panjang
2. Intensitas
cahaya
Intensitas
cahaya atau kandungan energi merupakan aspek cahaya terpenting sebagai faktor
lingkungan, karena berperan sebagai tenaga pengendali utama dari ekosistem.
Intensitas cahaya ini sangat bervariasi baik dalam ruang/ spasial maupun dalam
waktu/temporal.
Intensitas
cahaya terbesar terjadi di daerah tropika, terutama daerah kering (zona arid),
sedikit cahaya yang direfleksikan oleh awan. Di daerah garis lintang rendah,
cahaya matahari menembus atmosfer dan membentuk sudut yang besar dengan
permukaan bumi. Sehingga lapisan atmosfer yang tembus berada dalam ketebalan
minimum.
Intensitas
cahaya menurun secara cepat dengan naiknya garis lintang. Pada garis lintang
yang tinggi matahari berada pada sudut yang rendah terhadap permukaan bumi dan
permukaan atmosfer, dengan demikian sinar menembus lapisan atmosfer yang
terpanjang ini akan mengakibatkan lebih banyak cahaya yang direfleksikan dan
dihamburkan oleh lapisan awan dan pencemar di atmosfer.
v Kepentingan Intensitas Cahaya
Intensitas cahaya dalam suatu ekosistem adalah bervariasi.
Kanopi suatu vegetasi akan menahan dann mengabsorpsi sejumlah cahaya sehingga
ini akan menentukan jumlah cahaya yang mampu menembus dan merupakan sejumlah
energi yang dapat dimanfaatkan oleh tumbuhan dasar. Intensitas cahaya yang
berlebihan dapat berperan sebagai faktor pembatas. Cahaya yang kuat sekali
dapat merusak enzim akibat foto- oksidasi, ini menganggu metabolisme organisme
terutama kemampuan di dalam mensisntesis protein.
v Titik Kompensasi
Dengan tujuan untuk menghasilkan produktivitas bersih,
tumbuhan harus menerima sejumlah cahaya yang cukup untuk membentuk karbohidrat
yang memadai dalam mengimbangi kehilangan sejumlah karbohidrat akibat
respirasi. Apabila semua faktor- faktor lainnya mempengaruhi laju fotosintesis
dan respirasi diasumsikan konstan, keseimbangan antara kedua proses tadi akan
tercapai pada sejumlah intensitas cahaya tertentu.
Harga intensitas cahaya dengan laju fotosintesis
(pembentukan karbohidrat), dapat mengimbangi kehilangan karbohidrat akibat
respirasi dikenal sebagai titik kompensasi. Harga titik kompensasi ini
akan berlainan untuk setiap jenis tumbuhan.
v Heliofita dan Siofita
Tumbuhan yang teradaptasi untuk hidup pada tempat –tempat
dengan intensitas cahaya yang tinggi disebut tumbuhan heliofita. Sebaliknya
tumbuhan yang hidup baik dalam situasi jumlah cahaya yang rendah, dengan titik
kompensasi yang rendah pula disebut tumbuhan yang senang teduh (siofita),
metabolisme dan respirasinya lambat. Salah satu yang membedakan tumbuhan
heliofita dengan siofita adalah tumbuhan heliofita memiliki kemampuan tinggi
dalam membentuk klorofil.
v Cahaya Optimal bagi Tumbuhan
Kebutuhan minimum cahaya untuk proses pertumbuhan terpenuhi
bila cahaya melebihi titik kompensasinya.
v Adaptasi Tumbuhan terhadap Cahaya
Kuat
Beberapa tumbuhan mempunyai karakteristika yang dianggap
sebagai adaptasinya dalam mereduksi kerusakan akibat cahaya yang terlalu kuat
atau supraoptimal. Dedaunan yang mendapat cahaya dengan intensitas yang tinggi,
kloroplasnya berbentuk cakram, posisinya sedemikian rupa sehingga cahaya yang
diterima hanya oleh dinding vertikalnya. Antosianin berperan sebagai pemantul cahaya
sehingga menghambat atau mengurangi penembusan cahaya ke jaringan yang lebih
dalam.
3. Lama
Penyinaran
Lama
penyinaran relative antara siang dan malam dalam 24 jam akan mempengaruhi
fisiologis dari tumbuhan. Fotoperiodisme adalah respon dari suatu organisme
terhadap lamanya penyinaran sinar matahari. Contoh dari fotoperiodisme adalah
perbungaan, jatuhnya daun, dan dormansi.
Di daerah sepanjang khatulistiwa lamanya siang hari atau
fotoperiodisme akan konstan sepanjang tahun, sekitar 12 jam. Di daerah
temperata/ bermusim panjang hari lebih dari 12 jam pada musim panas, tetapi
akan kurang dari 12 jam pada musim dingin.
Berdasarkan responnya terhadap periode siang dan malam,
tumbungan berbunga dibagi menjadi 3 kelompok, yaitu:
v Tumbuhan berkala panjang
Tumbuhan yang memerlukan lamanya siang
hari lebih dari 12 jam untuk terjadinya proses perbungaan, seperti gandum,
bayam, dll.
v Tumbuhan berkala pendek
Tumbuhan yang memerlukan lamanya siang
lebih pendek dari 12 jam untuk terjadinya proses perbungaan, seperti tembakau
dan bunga krisan.
v Tumbuhan berhari netral
Tumbuhan yang tidak memerlukan periode
panjang hari tertentu untuk proses perbungaannya, misalnya tomat.
Apabila beberapa tumbuhan terpaksa harus hidup di kondisi
fotoperiodisme yang tidak optimal, maka pertumbuhannya akan bergeser ke
pertumbuhan vegetatif. Di daerah khatulistiwa, tingkah laku tumbuhan sehubungan
dengan fotoperiodisme ini tidaklah menunjukkan adanya pengaruh yang mencolok.
Tumbuhan akan tetap aktif dan berbunga sepanjang tahun asalkan faktor- faktor
lainnya dalam hal ini suhu, air, dan nutrisi tidak merupakan faktor pembatas.
2. SUHU
Suhu merupakan salah satu faktor lingkungan yang sangat
berpengaruh terhadap kehidupan makhluk hidup, termasuk tumbuhan. Suhu dapat
memberikan pengaruh baik secara langsung maupun tidak langsung. Menurut Rai dkk
(1998) suhu dapat berperan langsung hampir pada setiap fungsi dari tumbuhan
dengan mengontrol laju proses-proses kimia dalam tumbuhan tersebut, sedangkan
berperan tidak langsung dengan mempengaruhi faktor-faktor lainnya terutama
suplai air. Suhu akan mempengaruhi laju evaporasi dan menyebabkan tidak saja
keefektifan hujan tetapi juga laju kehilangan air dari organisme.
Sebenarnya sangat sulit untuk memisahkan secara mandiri
pengaruh suhu sebagai faktor lingkungan. Misalnya energi cahaya mungkin diubah
menjadi energi panas ketika cahaya diabsorpsi oleh suatu substansi. Suhu sering
berperan bersamaan dengan cahaya dan air untuk mengontrol fungsi- fungsi dari
organisme.
Relatif mudah untuk mengukur suhu dalam suatu lingkungan
tetapi sulit untuk menentukan suhu yang bagaimana yang berperan nyata, apakah
keadaan maksimum, minimum atau keadaan harga rata- ratanya yang penting.
1. Variasi
suhu
Sangat
sedikit tempat- tempat di permukaan bumi secara terus- menerus berada dalam
kondisi terlalu panas atau terlalu dingin untuk sistem kehidupan, suhu biasanya
mempunyai variasi baik secara ruang maupun secara waktu. Variasi suhu ini
berkaitan dengan garis lintang, dan sejalan dengan ini juga terjadi variasi local
berdasarkan topografi dan jarak dari laut.
Terjadi
juga variasi dari suhu ini dalam ekosistem, misalnya dalam hutan dan ekosistem
perairan. Perbedaan yang nyata antara suhu pada permukaan kanopi hutan dengan
suhu di bagian dasar hutan akan terlihat dengan jelas. Demikian juga perbedaan
suhu berdasarkan kedalaman air.
Seperti
halnya dengan faktor cahaya, letak dari sumber panas ( matahari ), bersama-
sama dengan putarannya bumi pada porosnya akan menimbulkan variasi suhu di alam
tempat tumbuhan hidup.
Jumlah
panas yang diterima bumi juga berubah- ubah setiap saat tergantung pada
lintasan awan, bayangan tumbuhan setiap hari, setiap tahun dan gejala geologi.
Begitu
matahari terbit pagi hari, permukaan bumi mulai memperoleh lebih banyak panas
dibandingkan dengan yang hilang karena radiasi panas bumi, dengan demikian suhu
akan naik dengan cepat. Setelah beberapa jam tercapailah suhu yang tinggi
sekitar tengah hari, setelah lewat petang mulailah terjadi penurunan suhu maka
bumi ini akibat reradiasi yang lebih besar dibandingkan dengan radiasi yang
diterima. Pada malam hari penurunan suhu muka bumi akan bertambah lagi, panas
yang diterima melalui radiasi dari matahari tidak ada, sedangkan reradiasi
berjalan terus, akibatnya ada kemungkinan suhu permukaan bumi lebih rendah dari
suhu udara disekitarnya. Proses ini akan menimbulkan fluktuasi suhu seharian,
dan fluktuasi suhu yang paling tinggi akan terjadi di daerah antara ombak di
tepi pantai.
Berbagai karakteristika muka bumi penyebab variasi suhu :
- Komposisi dan warna tanah, makin terang warna tanah makin banyak panas yang dipantulkan, makin gelap warna tanah makin banyak panas yang diserap.
- Kegemburan dan kadar air tanah, tanah yang gembur lebih cepat memberikan respon pada pancaran panas daripada tanah yang padat, terutama erat kaitannya dengan penembusan dan kadar air tanah, makin basah tanah makin lambat suhu berubah.
- Kerimbunan Tumbuhan, pada situasi dimana udara mampu bergerak dengan bebas maka tidak ada perbedaan suhu antara tempat terbuka dengan tempat tertutup vegetasi. Tetapi kalau angin tidak menghembus keadaan sangat berlainan, dengan kerimbunan yang rendah mampu mereduksi pemanasan tanah oleh pemancaran sinar matahari. Ditambah lagi kelembaban udara dibawah rimbunan tumbuhan akan menambah banyaknya panas yang dipakai untuk pemanasan uap air, akibatnya akan menaikan suhu udara. Pada malam hari panas yang dipancaran kembali oleh tanah akan tertahan oleh lapisan kanopi, dengan demikian fluktuasi suhu dalam hutan sering jauh lebih rendah jika dibandingkan dengan fluktuasi di tempat terbuka atau tidak bervegetasi.
- Iklim mikro perkotaan, perkembangan suatu kota menunjukkan adanya pengaruh terhadap iklim mikro. Asap dan gas yang terdapat di udara kota sering mereduksi radiasi. Partikel- partikel debu yang melayang di udara merupakan inti dari uap air dalam proses kondensasinya uap air inilah yang bersifat aktif dalam mengurangi pengaruh radiasi matahari tadi.
- Kemiringan lereng dan garis lintang, kemiringan lereng sebesar 50 dapat mereduksi suhu sebanding dengan 450 km perjalanan arah ke kutub.
Variasi suhu berdasarkan waktu/ temporal terjadi baik
musiman maupun harian, kesemua variasi ini akan mempengaruhi penyebaran dan
fungsi tumbuhan.
- Suhu dan Tumbuhan
Kehidupan di muka bumi ini berada dalam suatu bahan
kisaran suhu antara 00 C sampai dengan 500 C, dalam
kisaran suhu ini individu tumbuhan mempunyai suhu minimum, maksimum dan optimum
yang diperlukan untuk aktifitas metabolismenya. Suhu- suhu tadi yang diperlukan
organisme hidup dikenal dengan suhu kardinal.
Suhu tumbuhan biasanya kurang lebih sama dengan suhu
sekitarnya karena adanya pertukaran suhu yang terus- menerus antara tumbuhan
dengan udara sekitarnya.
Kisaran toleransi suhu bagi tumbuhan sangat bevariasi,
untuk tanaman di tropika, semangka, tidak dapat mentoleransi suhu di bawah 150
– 180 C, sedangkan untuk biji- bijian tidak bisa hidup dengan
suhu di bawah minus 20 C – minus 50 C. Sebaliknya konifer
di daerah temperata masih bisa mentoleransi suhu sampai serendah minus 300
C. Tumbuhan air umumnya mempunyai kisaran toleransi suhu yang lebih
sempit jika dibandingkan dengan tumbuhan di daratan.
Secara garis besar semua tumbuhan mempunyai kisaran
toleransi terhadap suhu yang berbeda tergantung pada umur, keseimbangan air dan
juga keadaan musim.
3. AIR
Air merupakan sumber kehidupan yang tidak dapat tergantikan oleh apa pun
juga. Tanpa air seluruh organisme tidak akan dapat hidup. Bagi tumbuhan, air
mempunyai peranan yang penting karena dapat melarutkan dan membawa makanan yang
diperlukan bagi tumbuhan dari dalam tanah. Adanya air tergantung dari curah
hujan dan curah hujan sangat tergantung dari iklim di daerah yang bersangkutan.
Air menutupi sekitar 70% permukaan bumi, dengan jumlah sekitar 1.368 juta
km3. Air terdapat dalam berbagai bentuk, misalnya uap air, es,
cairan dan salju. Air tawar terutama terdapat di danau, sungai, air tanah (ground
water) dan gunung es (glacier). Semua badan air di daratan
dihubungkan dengan laut dan atmosfer melalui siklus hidrologi yang berlangsung
secara kontinu (Effendi, 2003).
a.
Sifat air
Menurut Benyamin Lakitan (2001) dan
Hefni Effendi (2003) air memiliki karakteristik yang khas yang tidak dimiliki
oleh senyawa kimia yang lain, yaitu.
1. Berbentuk
cair pada suhu ruang. Semakin besar ukuran molekul suatu senyawa maka pada suhu
ruang senyawa tersebut akan cenderung berbentuk cair. Sebaliknya jika ukurannya
kecil maka akan cenderung berbentuk gas.`Air yang berat molekulnya sebesar 18
gr/mol berbentuk cair dalam suhu ruang karena adanya ikatan hidrogen yang
antara molekul-molekul air, sehingga tiap molekul air akan tidak mudah terlepas
dan berubah bentuk menjadi gas.
2. Perubahan
suhu air berlangsung lambat sehingga air memiliki sifat sebagai penyimpan panas
yang baik. Sifat ini memungkinkan air tidak menjadi panas ataupun dingin dalam
seketika. Perubahan suhu yang lambat ini mencegah terjadinya stress pada
makhluk hidup akibat perubahan suhu yang mendadak dan juga memelihara suhu bumi
agar sesuai dengan makhuk hidup.
3. Panas laten
vaporisasi dan fusi yang tinggi. Panas laten vaporisasi adalah energi yang
dibutuhkan untuk menguapkan 1 gr pada suhu 20oC. Sedangkan panas laten
fusi adalah energi yang dibutuhkan untuk mencairkan 1 gr es pada suhu 0oC.
Besarnya energi panas laten vaporisasi adalah 586 cal dan untuk panas laten
fusi adalah 80 cal. Tingginya energi yang diperlukan untuk menguapkan air ini
penting artinya bagi tumbuhan dalam upaya menjaga stabilitas suhu daun melalui
proses transpirasi.
4. Viskositas
(hambatan untuk pengaliran) rendah. Karena ikatan-ikatan hidrogen harus diputus
agar air dapat mengalir, maka ada anggapan bahwa viskositas air akan tinggi.
Tapi pada kenyataannya tidaklah demikian, karena pada air dalam keadaan cair,
setiap ikatan hidrogen dimiliki bersama-sama oleh dua molekul air lainnya,
sehingga ikatan hidrogennya menjadi lemah dan mudah terputus. Inilah yang
menyebabkan viskositas air rendah. Viskositas air yang rendah ini menyebabkan
air menjadi pelarut yang baik, sifat ini memungkinkan unsur hara terlarut dapat
diangkut ke seluruh jaringan tubuh makhluk hidup dan mampu mengangkut
bahan-bahan toksik yang masuk dan mengeluarkannya ke luar tubuh.
5. Adanya gaya
adhesi dan kohesi. Air bersifat polar sehingga gaya tarik menarik antara
molekul air dengan molekul lainnya (misalnya dengan protein dan polisakarida
penyusun dinding sel) akan mudah terjadi. Adhesi merupakan daya tarik menarik
antara molekul air yang berbeda. Kohesi adalah daya tarik menarik antara
molekul yang sama. Adanya kohesi dan adhesi ini menyebabkan air dapat diangkut
ke seluruh tubuh tumbuhan melalui jaringan xilem. Selain itu juga menyebabkan
adanya tegangan permukaan yang tinggi, ini memungkinkan air mampu membasahi
suatu bahan secara baik.
6. Air merupakan
satu-satunya senyawa yang meregang ketika membeku. Ini berarti es memiliki
kerapatan atau densitas (massa/volume) yang lebih rendah dibandingkan air.
Dengan demikian es akan mengapung di atas air. Sifat ini mengakibatkan air
permukaan yang berada di daerah beriklim dingin hanya membeku dipermukaan saja
sehingga organisme akuatik masih bisa bertahan hidup.
b.
Jenis –jenis air
Secara
umum air yang terdapat di bumi ini digolongkan ke dalam dua jenis, yaitu:
1. Air tanah (ground water),
adalah air yang terdapat di bawah permukaan tanah dan tidak dapat dilihat
secara langsung. Air tanah ditemukan pada lapisan akifer yaitu lapisan yang
bersifat porous (mampu menahan air) dan permeable (mampu
memindahkan air). Pergerakan air tanah sangat lambat, kecepatan arus berkisar
antara 10-10-10-3 m/detik sehingga waktu tinggal air (residence
time) berlangsung lama. Air tanah ini dibagi menjadi dua jenis yaitu air
tanah preatis dan air tanah artesis. Air tanah preatis adalah air tanah yang
letaknya tidak jauh dari permukaan tanah serta berada di atas lapisan kedap
air/impermeable. Sedangkan air tanah artesis merupakan air tanah yang
letaknya sangat jauh di dalam tanah serta berada di antara dua lapisan kedap
air.
2. Air permukaan (surface water),
adalah air yang terdapat di atas permukaan bumi dan tidak terinfiltrasi ke
dalam bumi. Contoh air permukaan seperti laut, sungai, danau, kali, rawa,
empang, dan lain sebagainya. Air permukaan dapat dibedakan menjadi dua jenis
yaitu perairan tergenang (lentik) dan perairan mengalir (lotik). Perairan
tergenang meliputi danau, waduk, kolam dan rawa. Pada umumnya perairan lentik
ini dicirikan dengan arus yang lambat (0,001-0,01 m/detik) sehingga waktu tinggal
air (residence time) dapat berlangsung lama. Perairan mengalir salah
satunya adalah sungai, sungai dicirikan oleh arus yang searah dan relatif
kencang dengan kecepatan arus berkisar antara 0,1-1,0 m/detik.
c.
Sumber air
Secara umum ada beberapa sumber air yang dapat
kita gunakan secara langsung atau melalui pengolahan sederhana terlebih dahulu
yaitu antara lain :
1. Air dari PDAM. Air dari PDAM adalah termasuk air yang bisa
dikonsumsi secara langsung untuk kebutuhan sehari-hari: masak, mandi, mencuci;
air PDAM yang akan diminum harus direbus dahulu. Namun air PDAM ini kadang
belum tersedia diberbagai tempat.
2. Air hujan. Air hujan adalah air murni yang berasal dari sublimasi
uap air di udara yang ketika turun melarutkan benda-benda diudara yang dapat
mengotori dan mencemari air hujan seperti: gas (O2, CO2, N2, dll), jasat renik,
debu, kotoran burung, dll. Air hujan yang berasal dari cucuran talang/genteng
rumah di tampung dalam bak penampungan. Untuk mengindari bahan-bahan pengotor
dan pencemar yang berasal dari talang/genteng dan udara caranya adalah waktu
awal penampungan air hujan 15 menit setelah hujan turun. Di bawah talang diberi
saringan dari ijuk/kerikil/pasir. Dan sebelum diminum air harus dimasak dahulu.
3. Mata air. Di daerah pegunungan atau perbukitan sering terdapat
mata air. Air mata air berasal dari air hujan yang masuk meresap kedalam tanah
dan muncul keluar tanah kembali karena kondisi batuan geologis didalam tanah.
Kondisi geologis mempengaruhi kualitas air mata air, pada umumnya kualitasnya
baik dan bisa digunakan untuk keperluan sehari-hari, tetapi harus dimasak
sebelum diminum.
4. Air tanah. Air tanah berasal dari air hujan yang meresap
dan tertahan di dalam bumi. Air tanah dapat dibagi menjadi air tanah dangkal
dan air tanah dalam. Bagaimana mendapatkan air tanah caranya adalah dengan
mengebor atau menggali. Macam
sumur untuk mendapatkan air tanah adalah:
1. Sumur gali, adalah sarana mendapatkan air
tanah dengan cara menggali dan menaikkan airnya dengan ditimba.
2. Sumur pompa tangan adalah
sarana mendapatkan air tanah dengan cara mengebor dan menaikkan airnya dengan
pompa dengan tenaga tangan.
3. Sumur pompa listrik adalah sarana mendapatkan
air tanah dengan cara mengebor dan menaikkan airnya dengan dipompa dengan
tenaga listrik.
5. Air permukaan. Air
permukaan seperti air sungai, air rawa, air danau, air irigasi, air laut dan
sebagainya adalah merupakan sumber air yang dapat dipakai sebagai bahan air
bersih dan air minum tetapi perlu pengolahan. Air permukaan sifatnya sangat
mudah terkotori dan tercemar oleh bahan pengotor dan pencemar yang mengapung,
melayang, mengendap dan melarut di air permukaan. Karena sifatnya yang demikian
maka sebelum diminum air permukaan perlu diolah terlebih dahulu sampai
benar-benar aman dan memenuhi syarat sebagai air bersih atau air minum.
d.
Siklus air (water cycle)
Karakteristik
air dalam proses siklusnya secara fisik memperlihatkan berbagai fase, mulai
dari bentuk uap air di udara sampai air dalam tanah. Secara meteorologis, air
merupakan unsur pokok paling penting dalam atmosfer bumi. Air terdapat sampai
pada ketinggian 12.000 hingga 14.000 meter. Bila seluruh uap air berkondensasi
(atau mengembun) menjadi cairan, maka seluruh
permukaan bumi akan tertutup dengan curah hujan kira-kira sebanyak 2,5 cm. Air
terdapat di atmosfer dalam tiga bentuk yaitu dalam bentuk uap yang tak kasat
mata, dalam bentuk butir cairan dan hablur es. Kedua bentuk yang terakhir
merupakan curahan yang kelihatan, yakni hujan, hujan es, dan salju.
Siklus
air adalah mekanisme transformasi (pergerakan) air yang selalu terjadi setiap
saat. Dalam proses transformasi biasanya desertai dengan perubahan wujud, sifat
dan mutu ataupun air tetap dalam kondisi awal (Tersiawan, 2005). Secara garis
besar transformasi itu dapat berupa evaporasi, transpirasi, kondensasi,
presipitasi dan perkolasi.
Ketika terjadi hujan, airnya akan turun ke permukaan bumi. Air ini sebagian akan
mengalir ke permukaan bumi menuju ke daerah yang lebih rendah dan bermuara di
laut atau di danau. Sebagian lagi akan terserap oleh bumi dan mengalir di dalam
tanah atau tersimpan di dalam tanah sebagai air tanah.
Siklus air ini digerakkan oleh matahari. Panas yang
dipancarkan oleh matahari akan membuat air laut, air permukaan dan daratan
menguap, bahkan air dari makhluk hidup pun ikut mengalaminya (evaporasi dan
transpirasi). Ketika uap air
mendingin dan menjadi mampat terbentuklah awan yang kemudian digerakkan oleh
angin.
Angin ini akan membawa gumpalan-gumpalan awan ke daerah
yang memiliki tekanan temperatur yang lebih rendah. Jika awan yang dibawa oleh
angin ini melalui daerah pegunungan, maka gerakannya akan terhalang dan
didorong untuk naik lebih tinggi lagi. Karena temperatur akan semakin rendah
apabila semakin tinggi dari permukaan laut, maka awan yang mengandung uap air
tadi mencapai titik embunnya dan terbentuklah butiran-butiran air yang kemudian
jatuh kembali ke bumi sebagai air hujan (presipitasi).
Air hujan ini akan mengalir lagi di permukaan bumi, ke
daerah yang lebih rendah, dan sebagian diserap oleh bumi (perkolasi). Kemudian
terus menuju ke laut atau ke danau dan apabila terkena sinar matahari akan
menguap ke udara dan membentuk awan. Awan akan berkumpul dan kemudian dibawa
oleh angin dan mengembun dan berubah menjadi hujan. Begitulah seterusnya siklus
dari air yang berulang secara bergantian. Adapun proses siklus hidrologi dapat
dilihat pada gambar dibawah ini:
Gambar 1. Siklus Air
e.
Peranan Air bagi Tumbuhan
Menurut Rai (1998), air memiliki beberapa peranan penting bagi tumbuhan
yaitu antara lain :
1. Struktur Tumbuhan.
Air merupakan bagian terbesar pembentukan jaringan dari semua makhluk hidup.
Antara 40% sampai 60% dari berat segar pohon tersusun atas air. Cairan yang
mengisi sel memiliki peran dalam menjaga substansi tetap dalam keadaan yang
tepat untuk menjalankan fungsi metabolisme.
2. Sebagai Penunjang. Tumbuhan memerlukan air untuk
menunjang jaringan-jaringan yang tidak berkayu. Apabila sel-sel jaringan
tersebut memiliki cukup air, maka sel-sel tersebut akan berada dalam keadaan
kokoh. Air yang ada dalam sel tumbuhan tersebut nantinya akan menghasilkan
suatu tekanan yang disebut tekanan turgor. Dengan adanya tekanan turgor
tersebut akan menyebabkan sel mengembang dan apabila jumlah air tidak memadai
akan menyebabkan terjadinya proses plasmolisis.
3. Alat Angkut. Air di perlukan oleh tumbuhan sebagai alat
untuk mengangkut materi dan nutrisi di sekitar tubuhnya, dan menyalurkan materi
dan nutrisi tersebut ke bagian tumbuhan lainnya sebagai substansi yang terlarut
dalam air.
4. Pendinginan. Tumbuhan akan mengalami proses transpirasi,
akibat dari proses transpirasi tersebut akan menyebabkan tumbuhan kehilangan
air. Hilangnya sebagian air dari tumbuhan akan mendinginkan tubuh tumbuhan
tersebut dan menjaga tumbuhan dari pemanasan yang berlebihan sehingga suhu tanaman
menjadi konstan.
5. Pelarut
dan medium reaksi biokimia
6. Memberikan
turgor bagi sel (penting untuk pembelahan sel dan pembesaran sel)
7. Bahan
baku fotosintesis
f.
Adaptasi tumbuhan terhadap kondisi
ekstrim
Kekeringan merupakan situasi yang
sering di alami oleh tumbuhan. Suhu yang tinggi bisa juga memberikan pengaruh
terhadap kekurangan air bagi tumbuhan. Bila musim kering itu bersifat periodik
dan merupakan karakteristik daerah tersebut, maka tumbuhan yang ada
disekitarnya akan memperlihatkan penyesuaian dirinya. Berbagai cara penyesuaian
terhadap lingkungannya tergantung pada tumbuhan tersebut.
Warning mengelompokkan dunia
tumbuhan berdasarkan toleransinya terhadap air, yaitu antara lain :
1. Hidrofit,
merupakan kelompok tumbuhan yang hidup dalam air atau pada tanah yang tergenang
secara permanen.
2. Halofita,
merupakan kelompok tumbuhan yang tumbuh pada lingkungan berkadar garam tinggi.
3. Xerofita,
kelompok tumbuhan yang teradaptasi untuk hidup di daerah kering.
4. Mesofita,
kelompok tumbuhan yang bertoleransi pada kondisi air tanah yang tidak terlalu
ekstrim.
DAFTAR PUSTAKA
Effendi, H.
2003. Telaah Kualitas Air. Yogyakarta : Penerbit Kanisius.
Fardiaz, S. 1992. Polusi Air dan
Udara. Yogyakarta : Penerbit Kanisius.
Lakitan, B. 2001. Dasar-Dasar Fisiologi
Tumbuhan. Jakarta : PT
Raja Grafindo Persada.
Pollock, S. 2000. Jendela IPTEK
Ekologi. Jakarta : Balai
Pustaka.
Rai. Wijana. Arnyana. 1998. Buku Ajar Ekologi
Tumbuhan. Singaraja : STKIP Singaraja.
Ramli, D. 1989. Ekologi. Jakarta
: PPLP Tenaga Kependidikan.
Sutrisno, dkk. 2006. Teknologi
Penyediaan Air Bersih. Jakarta : Rineka Cipta.
Tersiawan, M. 2005. Air Hujan Sebagai Air Bersih. Jakarta : PT Musi Perkasa Utama.
Widarto, L. 1996. Membuat Alat
Penjernihan Air. Yogyakarta : Penerbit Kanisius.
Wirakusumah, S. 2003. Dasar-dasar
Ekologi Bagi Populasi dan Komunitas. Jakarta
: Penerbit Universitas Indonesia.
Tidak ada komentar:
Posting Komentar
beri komentarx