EKOLOGI

EKOLOGI

A. Pengertian Siklus Biogekimia

Materi yang menyusun tubuh organisme berasal dari bumi. Materi yang berupa unsur-unsur terdapat dalam senyawa kimia yang merupakanMateri dasar makhluk hidup dan tak hidup.Siklus biogeokimia atau siklus organikanorganik adalah siklus unsuratau senyawa kimia yang mengalir dari komponen abiotik ke biotik dankembali lagi ke komponen abiotik. Siklus unsur-unsur tersebut tidak hanyamelalui organisme, tetapi juga melibatkan reaksireaksi kimia dalamlingkungan abiotik sehingga disebut siklus biogeokimia.

Biogeokimia adalah pertukaran atau perubahan yang terus menerus,antara komponen biosfer yang hidup dengan tak hidup.Dalam suatu ekosistem, materi pada setiap tingkat trofik tidak hilang.Materi berupa unsur-unsur penyusun bahan organik tersebut didaur-ulang.Unsur-unsur tersebut masuk ke dalam komponen biotik melalui udara,tanah, dan air.

Daur ulang materi tersebut melibatkan makhluk hidup danbatuan (geofisik) sehingga disebut Daur Biogeokimia.Semua yang ada di bumi baik makluk hidupmaupun benda mati tersusun oleh materi. Materi ini tersusun oleh antaralain:

karbon (C), Oksigen (O), Nitrogen (N), Hidrogen (H), Belerang atausulfur (S) dan Fosfor (P). Unsur-unsur kimia tersebut dimanfaatkan olehprodusen untuk membentuk bahan organic dengan bantuan energi matahariatau energi yang berasal dari reaksi kimia.Bahan organik yang dihasilkanadalah sumber bagi organisme. Proses makan atau dimakan pada rantaimakanan mengakibatkan aliran materi dari mata rantai yang lain. Walaupunmakluk dalam satu rantai makanan mati, aliran materi masih tetapberlangsung terus. Karena mahluk hidup yang mai tadi diuraikanoleh decomposer yang ahkirnya akan masuk lagi ke rantai makanan, berikutnya. Begitu selanjutnya terus-menerus sehingga membentuk suatu aliran energi dan daur materi

B. FUNGSI SIKLUS BIOGEOKIMIA

Fungsi Daur Biogeokimia adalah sebagai siklus materi yangmengembalikan semua unsur-unsur kimia yang sudah terpakai oleh semuayang ada di bumi baik komponen biotik maupun komponen abiotik,sehingga kelangsungan hidup di bumi dapat terjaga.

C. MACAM-MACAM SIKLUS BIOGEOKIMIA

1.SIKLUS NITROGEN

Di alam, Nitrogen terdapat dalam bentuk senyawa organik sepertiurea, protein, dan asam nukleat atau sebagai senyawa anorganik sepertiammonia, nitrit, dan nitratm

1. 1 Tahap pertama

Daur nitrogen adalah transfer nitrogen dari atmosfir ke dalam tanah.Selain air hujan yang membawa sejumlah nitrogen, penambahan nitrogen kedalam tanah terjadi melalui proses fiksasi nitrogen. Fiksasi nitrogen secarabiologis dapat dilakukan oleh bakteri Rhizobium yang bersimbiosis dengan polong-polongan, bakteri Azotobacter dan Clostridium. Selain itu gangganghijau biru dalam air juga memiliki kemampuan memfiksasi nitrogen.

1. 2 Tahap kedua

Nitrat yang di hasilkan oleh fiksasi biologis digunakan oleh produsen(tumbuhan) diubah menjadi molekul protein. Selanjutnya jika tumbuhanatau hewan mati, mahluk pengurai merombaknya menjadi gas amoniak (NH3) dan garam ammonium yang larut dalam air (NH4+). Proses inidisebut dengan amonifikasi. Bakteri Nitrosomonas mengubah amoniak dansenyawa ammonium menjadi nitrat oleh Nitrobacter. Apabila oksigen dalamtanah terbatas, nitrat dengan cepat ditransformasikan menjadi gas nitrogenatau oksida nitrogen oleh proses yang disebut denitrifikasi.

2. Siklus Karbon dan Oksigen

Di atmosfer terdapat kandungan COZ sebanyak 0.03%. Sumber-sumber COZ di udara berasal dari respirasi manusia dan hewan, erupsivulkanik, pembakaran batubara, dan asap pabrik.Karbon dioksida di udara dimanfaatkan oleh tumbuhan untuk berfotosintesis dan menghasilkan oksigen yang nantinya akan digunakanoleh manusia dan hewan untuk berespirasi.Hewan dan tumbuhan yang mati, dalam waktu yang lama akanmembentuk batubara di dalam tanah. Batubara akan dimanfaatkan lagisebagai bahan bakar yang juga menambah kadar C02 di udara.

Di ekosistem air, pertukaran C02 dengan atmosfer berjalan secaratidak langsung. Karbon dioksida berikatan dengan air membentuk asamkarbonat yang akan terurai menjadi ion bikarbonat. Bikarbonat adalahsumber karbon bagi alga yang memproduksi makanan untuk diri merekasendiri dan organisme heterotrof lain. Sebaliknya, saat organisme airberespirasi, COz yang mereka keluarkan menjadi bikarbonat. Jumlahbikarbonat dalam air adalah seimbang dengan jumlah C02 di air. LihatGambar

Gbr.Siklus Karbon dan Oksigen di Alam

3. Siklus air

Daur-airAir di atmosfer berada dalam bentuk uap air. Uap air berasaldari air di daratan dan laut yang menguap karena panas cahayamatahari. Sebagian besar uap air di atmosfer berasal dari laut karenalaut mencapai tigaperempat luas permukaan bumi. Uap air diatmosfer terkondensasi menjadi awan yang turun ke daratan dan lautdalam bentuk hujan. Air hujan di daratan masuk ke dalam tanahmembentuk air permukaan tanah dan air tanah.

Tumbuhan darat menyerap air yang ada di dalam tanah.Dalam tubuh tumbuhan air mengalir melalui suatu pembuluh.Kemudian melalui tranpirasi uap air dilepaskan oleh tumbuhan keatmosfer. Transpirasi oleh tumbuhan mencakup 90% penguapanpada ekosistem darat

Hewan memperoleh air langsung dari air permukaan sertadari tumbuhan dan hewan yang dimakan, sedangkan manusia menggunakan sekitar seperempat air tanah. Sebagian air keluar daritubuh hewan dan manusia sebagai urin dan keringat.

Air tanah dan air permukaan sebagian mengalir ke sungai,kemudian ke danau dan ke laut. Siklus ini di sebut Siklus Panjang.Sedangkan siklus yang dimulai dengan proses Transpirasi danEvapotranspirasi dari air yang terdapat di permukaan bumi, laludiikuti oleh Presipitasi atau turunnya air ke permukaan bumi disebutSiklus Pendek.

4. Siklus belerang (SULFUR)

Daur-belerangSulfur terdapat dalam bentuk sulfat anorganik. Sulfurdireduksi oleh bakteri menjadi sulfida dan kadang-kadang terdapatdalam bentuk sulfur dioksida atau hidrogen sulfida. Hidrogen sulfidaini seringkali mematikan mahluk hidup di perairan dan padaumumnya dihasilkan dari penguraian bahan organik yang mati.Tumbuhan menyerap sulfur dalam bentuk sulfat (SO4).Perpindahan sulfat terjadi melalui proses rantai makanan,lalu semua mahluk hidup mati dan akan diuraikan komponenorganiknya oleh bakteri. Beberapa jenis bakteri terlibat dalam daur sulfur, antara lain Desulfomaculum dan Desulfibrio yang akanmereduksi sulfat menjadi sulfida dalam bentuk hidrogen sulfida(H2S). Kemudian H2S digunakan bakteri fotoautotrof anaerobseperti Chromatium dan melepaskan sulfur dan oksigen. Sulfur dioksidasi menjadi sulfat oleh bakteri kemolitotrof sepertiThiobacillus.5.

5. Siklus fosfor

Di alam, fosfor terdapat dalam dua bentuk, yaitu senyawafosfat organik (pada tumbuhan dan hewan) dan senyawa fosfatanorganik (pada air dan tanah).Fosfat organik dari hewan dan tumbuhan yang mati diuraikanoleh dekomposer (pengurai) menjadi fosfat anorganik. Fosfatanorganik yang terlarut di air tanah atau air laut akan terkikis danmengendap di sedimen laut. Oleh karena itu, fosfat banyakterdapat di batu karang dan fosil. Fosfat dari batu dan fosilterkikis dan membentuk fosfat anorganik terlarut di air tanah danlaut. Fosfat anorganik ini kemudian akan diserap oleh akartumbuhan lagi. Siklus ini berulang terus menerus.