MAKALAH EKOLOGI
SIKLUS BIOGEOKIMIA
KATA PENGANTAR
Puji
Syukur kami panjatkan ke hadirat Tuhan Yang Maha Esa, karena berkat limpahan
Rahmat dan karunia-Nya sehingga kami dapat menyelesaikan tugas makalah ini sesuai yang diharapkan. Dalam
makalah ini kami membahas “Siklus Biogeokimia”.
Tak lupa
kami mengucapkan terimakasih kepada dosen pembimbing yang telah membantu kami
dalam menyusun Karya ilmiah ini. Kami juga mengucapkan terimakasih kepada
teman-teman mahasiswa yang telah membantu dalam menyusun makalah ini.
Tentunya
ada hal-hal yang ingin kami berikan kepada masyarakat dari hasil karya ilmiah
ini. Karena itu kami berharap semoga karya ilmiah ini menjadi sesuatu yang
berguna bagi kita bersama. Kami menyadari bahwa dalam penyusunan makalah ini
jauh dari sempurna, baik dari segi penyusunan, bahasa, ataupun penulisannya.
Oleh karena itu kami mengharapkan kritik dan saran yang sifatnya membangun demi
perbaikan kearah kesempurnaan.
Penyusun
DAFTAR ISI
Hal.
Halaman
Judul …………………………………………………………………………… ( i )
Kata
Pengantar …………………………………………………………………………... ( ii )
Daftar
Isi ………………………………………………………………………………… ( iii )
Pendahuluan
A. Latar
Belakang ……………………………………………………………………… 1
B. Rumusan
Masalah ………………………………………………………………....... 2
C. Tujuan
………………………………………………………………………………. 2
Pembahasan
A. Pengertian
Siklus Biogeokimia ……………………………………………………... 3
B. Macam-macam
Siklus Biogeokimia ………………………………………………... 3
C. Fungsi
Siklus Biogeokimia ……………………………………………………….... 14
Penutup
A. Kesimpulan
………………………………………………………………………... 15
Daftar
Pustaka …………………………………………………………………………… 16
BAB I
PENDAHULUAN
A. Latar
Belakang
Udara, air, tanah, kehidupan, dan
teknologi saling berkaitan secara erat. Atmosfer merupakan lapisan tipis
gas-gas yang menyelimuti permukaan bumi, memegang peranan penting sebagai
tempat penampungan (reservoir) dari berbagai macam gas. Atmosfer juga
menyeimbangkan panas bumi, mengabsorbsi energy dan merusak radiasi sinar ultra
violet yang datang dari matahari. Selain itu memindahkan energy panas dari
wilayah ekuator, serta berfungsi sebagai jalan atau media pergerakan air pada
phase uap dalam siklus hidrologi. (Achmad, Rukaesih: 2004).
Hidrosfer mengandung air bumi.
Lebih dari 97% dari air bumi berupa lautan, dan sisa yang terbanyak berupa air
tawar dalam bentuk es. Oleh karena itu secara relative hanya sedikit persentase
dari total air bumi yang secara actual terlibat dengan tanah, atmosfer, dan
proses-proses biologis. Kehebatan dari air laut yang mengalami sirkulasi
melalui proses-proses dalam lingkungan, dan sirkulasi tersebut terjadi dalam
atmosfer, dalam sumber air, dan dalam air permukaan seperti saluran air,
sungai-sungai, danau-danau, waduk-waduk dan penampungan-penampungan air.
(Achmad, Rukaesih: 2004).
Geosfer terdiri dari padatan bumi
meliputi tanah yang sangat mendukung kehidupan tumbuhan. Bagian dari geosfer
yang langsung terlibat dengan proses-proses lingkungan melalui kontak dengan
atmosfer, hidrosfer dan semua kehidupan adalah litosfer. Semua kehidupan yang
ada di bumi membentuk biosfer. (Achmad, Rukaesih : 2004).
Suatu ekosistem terdiri dari
interaksi yang menguntungkan antara organisme-organisme dengan lingkungannya di
mana terjadi pertukaran dari sejumlah besar material-material dalam bentuk
siklus, yang dikenal dengan siklus materi. Siklus materi menyangkut bagaimana
aliran atau perjalanan materi yang terdiri dari bahan-bahan kimia dari satu
media ke media lainnya di dalam lingkungan, termasuk di dalamnya media
kehidupan Bahan-bahan kimia yang termasuk penyusun kehidupan yang paling banyak
antara lain: karbon, nitrogen, oksigen, belerang, dan fosfor. (Achmad, Rukaesih
: 2004).
Secara struktural setiap siklus materi terdiri dari
bagian cadangan dan bagian yang mengalami pertukaran. Di dalam bagian cadangan,
unsur kimia tersebut akan terikat dan sulit bergerak, atau pergerakannya
lambat. Di dalam bagian pertukaran, unsur kimia tersebut aktif bergerak atau
mengalami pertukaran. siklus materi dibedakan atas dua tipe, yaitu tipe gas dan
tipe sidimeter. (Kuncoro. 2007).
Nitrogen merupakan salah satu siklus materi tipe
gas. Bagian cadangannya terdapat di dalam atmosfer. sedangkan siklus fosfor
merupakan contoh siklus materi tipe sedimenter. Bagian cadangan siklus fosfor
terdapat di dalam tanah atau kerak bumi dan sukar terlarut, sehingga siklus ini
mudah terganggu. (Kuncoro. 2007).
Dalam siklus nitrogen, fosfor maupun belerang,
terdapat organisme-organisme yang mempunyai peranan penting untuk
berlangsungnya siklus tersebut, misalnya organisme penambat nitrogen bebas.
Pengetahuan mengenai peranan organisme dalam siklus materi dapat dimanfaatkan
manusia, misalnya dalam bidang pertanian. Siklus materi yang satu dengan yang
lain dapat saling terkait atau mempengaruhi. Hal ini dapat dilihat misalnya
pada siklus belerang. (Kuncoro. 2007).
Aktivitas manusia juga dapat mempengaruhi siklus
materi. Sebagai contohnya adalah kegiatan pabrik dan mesin-mesin kendaraan
bermotor dapat meningkatkan kandungan senyawa-senyawa oksidasi beterang, dan
oksida nitrogen di udara (Kuncoro. 2007).
B.
Rumusan Masalah
- Apa
yang dimaksud dengan siklus biogeokimia ?
- Apa
saja macam-macam siklus biogeokimia ?
- Apa
fungsi dari siklus biogeokimia ?
C.
Tujuan
- Untuk
mengetahui maksud dari siklus biogeokimia.
- Untuk
mengetahui macam-macam siklus biogeokimia.
- Untuk
mengetahui fungsi dari siklus biogeokimia.
BAB II
PEMBAHASAN
A. PENGERTIAN SIKLUS BIOGEOKIMIA
Siklus biogeokimia atau yang biasa
disebut dengan siklus organik-anorganik adalah siklus unsur-unsur atau senyawa
kimia yang mengalirdari komponen abiotik ke komponen biotik dan kembali lagi ke
komponen abiotik. Siklus unsur-unsur tersebut tidak hanya melalui organisme,
tetapi juga melibatkan reaksi-reaksi kimia dalam lingkungan abiotik sehingga
disebut sebgai siklus biogeokimia.
Siklus biogeokimia yang terjadi di
alam dapat berupa silkus air, siklus oksign dan karbondioksida (karbon), siklus
nitrogen, dan siklus materi (mineral) yang berupa unsur-unsur hara.
B.
MACAM-MACAM SIKLUS
BIOGEOKIMIA
- Siklus
Karbon
Siklus karbon adalah siklus
biogeokimia di mana karbon dipertukarkan antara biosfer, geosfer, hidrosfer,
dan atmosfer bumi. Dalam siklus ini terdapat empat reservoir karbon utama yang
dihubungkan oleh jalur pertukaran. Reservoir-reservoir tersebut adalah
a. Atmosfer
b. Biosfer
Teresterial, meliputi freshwater sistem dan material nonhayati organik seperti
soil karbon (karbon tanah)
c. Lautan,
meliputi karbon anorganik terlarut dan biota laut hayati atau nonhayati
d. Sedimen,
meliputi bahan baaer fosil
Pertukaran karbon antara reservoir terjadi karena
proses kimia, fisika, geologi, dan biologi yang bermacam-macam.
Karbon di Atmosfer
Kandungan karbon terbesar yang terdapat diatmosfer
bumi adalah gas karbondioksida (CO2) sebesar 0.03%. Meskipun jumlah
gas ini merupakan bagian yang sangat kecil dari seluruh gas yang ada di
atmosfer, namun gas ini memiliki peran penting dalam menyokong kehidupan
gas-gas lain yang mengandung karbon di atmosfer semakin bertambah selama
beberapa tahun terakhir ini dan berperan dalam peningkatan pemanasan global.
Karbon dapat diambil dari atmosfer dengan berbagai
cara, antara lain:
a. Melalui
proses fotosintesis
Ketika matahari bersinar, tumbuhan
melakukan fotosintesis untuk mengunbah karbondioksida menjadi karbohidrat dan
melepaskan oksigen ke atmosfer. Karbon pada proses ini akan banyak di serap
oleh tumbuhan yang baru saja tumbuh atau pepohonan pada hutan yang sedang di
reboisasi sehingga membutuhkan pertumbuhan yang cepat
b. Melalui
sirkulasi termohalin
Pada permukaan laut di daerah
kutub, air laut menjadi lebih dingin dan karbondioksida lebih mudah larut dalam
air. Karbondioksida yang larut tersebut akan terbawa oleh sirkulasi termohalin
yang membawa massa air di permukaan yang lebih berat menuju ke dalam laut. Di
laut bagian atas , pada daerah yang poduktivitasnya tinggi organisme membentuk
cangkang karbonat dengan bagian-bagian tubuh lainnya yang keras. Proses ini
menyebabkan aliran karbon menuju ke bawah.
c. Melalui
pelapukan batu silikat
Proses ini tidak memindahkan karbon
ke dalam reservoir yang siap untuk kembali ke atmosfer seperti dua proses
sebelumnya. Pelapukan batuan silikat tidak memilki efek yang terlalu besar
terhadap karbondioksida pada atmosfer karena ion karbonat pada atmosfer yang
terbentuk terbawa oleh air laut dan selanjutnya akan dipakai untuk membuat
karbonat laut.
d. Melalui
respirasi tumbuhan dan binatang
Proses ini merupakan reaksi
eksotermik dan termasuk juga penguraian glukosa menjadi karbohidrat dan air.
e. Melalui
pembusukan, tumbuhan, dan binatang
Jamur dan bakteri menguraikan
senyawa karbon pada tumbuhan dan binatang yang mati dan mengubah karbon menjadi
karbon dioksida jika tersedia aksigen atau menjadi metana jika tidak tersedia
oksigen
f. Melalui
pembakaran material organik
Proses ini berlangsung dengan cara
mengoksidasi karbon yang terkandung pada material organik menjadi
karbondioksida. Pembakaran bahan bakar fosil seperti batu bara, minyak bumi,
dan gas alam akan melepaskan karbon yang tersimpan di dalam geosfer, sehingga
menyebabkan kadar karbon dioksida di atmosfer semakin bertambah.
g. Melalui
produksi semen
Salah satu komponen semen yaitu
kapur atau kalium oksida dihasilkan dengan cara memanaskan batu kapur yang akan
menghasilkan karbon dioksida dalam jumlah banyak.
h. Melalui
erupsi vulkanik
Erupsi vulkanik atau ledakan gunung
berapi akan melepasakan gas ke atmosfer. Gas-gas tersebut termasuk uap air,
karbon dioksida, dan belerang. Jumlah karbon dioksida yang dilepas ke atmosfer
hampir sama dengan jumlah karbon dioksida yang hilang dari atmosfer akibat
pelapukan batuan silikat.
i.
Melalui pemanasan
permukaan laut
Di permukaan laut, ketika air laut
menjadi lebih hangat, karbon dioksida yang larut dalam air akan dilepas ke
atmosfer sebagai uap air.
Karbon di Biosfer
Dalam biosfer terdapat sekitar 1900GtC gas karbon
dioksida dan oksigen. Karbon adalah bagian yang penting dalam menunjang
kehidupan di bumi, karena karbon berperan dalam strutur biokimia dan nutrisi
pada semua sel makhluk hidup. Proses-proses perpindahan karbon di biosfer sama
dengan proses perpindahan karbon di atmosfer, karena semua proses yang terjadi
di atmosfer harus melalui biosfer terlebih dahulu.
Karbon di Laut
Laut mengandung sekitar 36000 GtC ion karbonat yang
merupakan kandungan umum. Karbon anorganik, yaitu senyawa karbon tanpa ikatan
karbon-karbon atau karbon-hidrogen, adalah penting dalam reaksi yang terjadi
pada air. Pertukaran karbon penting untuk mengontrol pH di laut dan dapat di
jadikan sebagai sumber. Proses pertukaran karbon antara atmosfer dengan lautan
diawali dengan pelepasan karbon ke atmosfer yang terjadi di daerah upwelling
(lautan bagian atas), kemudian pada daerah downwelling (laut bagian bawah),
karbon berpindah dari atmosfer kembali ke lautan. Pada saat CO2
memasuki lautan, asam karbonat terbentuk dengan reaksi kimia:
CO2 + H2O H2CO3
Reaksi tersebut memiliki sifat dua arah untuk mencapai suatu kesetimbangan kimia.
Reaksi lain yang penting dalam mengontrol nilai pH larutan adalah pelepasan ion
hidrogen dan bikarbonat, dimana dapat menyebabkan perubahan yang besar pada pH,
yaitu H2CO3 H+ + HCO3-
Terdapat lebih banyak persenyawaan karbon yang
dikenal daripada persenyawaan unsur lain kecuali hydrogen. Kebanyakan dikenal
sebagai zat-zat kimia organik. Keistimewaan karbon yang unik adalah
kecenderungannya secara alamiah mengikat dirinya sendiri dalam rantai-rantai
atau cincin-cincin , tidak hanya dengan ikatan tunggal, C-C, tetapi juga
mengandung ikatan ganda, C=C atau C=C . Di atmosfer terdapat kandungan CO2
sebanyak 0.03%. Sumber-sumber CO2 di udara berasal dari respirasi
manusia dan hewan, erupsi vulkanik, pembakaran batubara, dan asap pabrik.
Karbon dioksida di udara dimanfaatkan oleh tumbuhan
untuk berfotosintesis dan menghasilkan oksigen yang nantinya akan digunakan
oleh manusia dan hewan untuk berespirasi. Hewan dan tumbuhan yang mati, dalam
waktu yang lama akan membentuk batubara di dalam tanah. Batubara akan
dimanfaatkan lagi sebagai bahan bakar yang juga menambah kadar CO2
di udara.
Di ekosistem air, pertukaran CO2 dengan
atmosfer berjalan secara tidak langsung. Karbon dioksida berikatan dengan air
membentuk asam karbonat yang akan terurai menjadi ion bikarbonat. Bikarbonat
adalah sumber karbon bagi alga yang memproduksi makanan untuk diri mereka
sendiri dan organisme heterotrof lain. Sebaliknya, saat organisme air
berespirasi, CO2 yang mereka keluarkan menjadi bikarbonat. Jumlah bikarbonat
dalam air adalah seimbang dengan jumlah CO2 di air.
Siklus karbon adalah siklus biogeokimia dimana
karbon dipertukarkan antara biosfer, geosfer, hidrosfer, dan atmosfer Bumi
(objek astronomis lainnya bisa jadi memiliki siklus karbon yang hampir sama
meskipun hingga kini belum diketahui). Dalam siklus ini terdapat empat
reservoir karbon utama yang dihubungkan oleh jalur pertukaran.
Reservoir-reservoir tersebut adalah atmosfer, biosfer teresterial (biasanya
termasuk pula freshwater system dan material non-hayati organik seperti karbon
tanah (soil carbon)), lautan (termasuk karbon anorganik terlarut dan biota laut
hayati dan non-hayati), dan sedimen (termasuk bahan bakar fosil). Pergerakan
tahuan karbon, pertukaran karbon antar reservoir, terjadi karena proses-proses
kimia, fisika, geologi, dan biologi yang bermaca-macam. Lautan mengadung kolam
aktif karbon terbesar dekat permukaan Bumi, namun demikian laut dalam bagian
dari kolam ini mengalami pertukaran yang lambat dengan atmosfer.
Karbon dioksida (rumus kimia: CO2) atau
zat asam arang adalah sejenis senyawa kimia yang terdiri dari dua atom oksigen
yang terikat secara kovalen dengan sebuah atom karbon. Ia berbentuk gas pada
keadaan temperatur dan tekanan standar dan hadir di atmosfer bumi. Rata-rata konsentrasi
karbon dioksida di atmosfer bumi kira-kira 387 ppm berdasarkan volume walaupun
jumlah ini bisa bervariasi tergantung pada lokasi dan waktu. Karbon dioksida
adalah gas rumah kaca yang penting karena ia menyerap gelombang inframerah
dengan kuat.
Karbon dioksida dihasilkan oleh
semua hewan, tumbuh-tumbuhan, fungi, dan mikroorganisme pada proses respirasi
dan digunakan oleh tumbuhan pada proses fotosintesis. Oleh karena itu, karbon
dioksida merupakan komponen penting dalam siklus karbon. Karbon dioksida juga
dihasilkan dari hasil samping pembakaran bahan bakar fosil. Karbon dioksida
anorganik dikeluarkan dari gunung berapi dan proses geotermal lainnya seperti
pada mata air panas. Karbon dioksida tidak mempunyai bentuk cair pada tekanan
di bawah 5,1 atm namun langsung menjadi padat pada temperatur di bawah -78 °C.
Dalam bentuk padat, karbon dioksida umumnya disebut sebagai es kering. Neraca
karbon global adalah kesetimbangan pertukaran karbon (antara yang masuk dan
keluar) antar reservoir karbon atau antara satu putaran (loop) spesifik siklus
karbon (misalnya atmosfer - biosfer). Analisis neraca karbon dari sebuah kolam
atau reservoir dapat memberikan informasi tentang apakah kolam atau reservoir
berfungsi sebagai sumber (source) atau lubuk (sink) karbon dioksida.
- Siklus
Nitrogen
Beberapa jenis bakteri yang dapat
menghambat nitrogen terdapat pada akar legume tumbuhan lain, misalnya Marsiella.
Siklus nitrogen merupakan proses pembentukan dan penguraian nitrogen sebagai
sumber protein utama di alam. Nitrogen menjadi penyusun utama protein dan
sangat diperlukan oleh tumbuhan dan hewan dalam jumlah besar. Nitrogen
diperlukan tumbuhan dalam bentuk terikat (ikatan suatu senyawa dengan unsur
lain). Nitrogen bebas dapat difiksasi (di ikat) di dalam tanah oleh bakteri
yang bersifat simbiotik dan dapat mengikat protein jika bekerjasama dengan akar
tumbuhan polong, yang mempunyai bintil akar, rumpun tropik, dan beberapa jenis
gangang.
Selain itu terdapat bakteri dalam
tanah yang dapat memikat nitrogen secara langsung, yaitu acetobacter sp yang
bersifat aerob dan clostridium sp. yang bersifat anaerob. Selain itu, terdapat
beberapa jenis spesies gangganng biru yang dapat menambat nitrogen, antara lain
nostoc sp. dan anabaena sp.
Tumbuhan memperoleh nitrogen di
dalam tanah berupa amonia (NH3), ion nitrit (NO2-),
dan ion nitrat (NO3-). Dalam tanah nitrogen terdapat
dalam organik tanah di berbagai tahap pembusukan, namun belum dapat
dimanfaatkan tumbuhan.Nitrogen yang dimanfaatkan tumbuhan
biasanya terikat dalam bentuk ammonium dan (NH4+) ion
nitrat (NO3-).
Amonia diperoleh dari hasil
penguraian jaringan yang mati dan oleh bakteri. Amonia ini dapat dinitrifikasi
oleh bakteri nitrit, yaitu nitrosomonas dan nitrosococcus menjadi NO2-.
Selanjutnya oleh bakteri denitrifikasi, yaitu pseudomonas denitrifikasi, nitrat
diubah kembali menjadi ammonia dan ammonia diubah kembali menjadi nitrogen yang
dilepas bebas ke udara. Dengan cara ini siklus nitrogen akan berulang dalam
ekosistem.
Nitrat sangat mudah larut dalam
tanah, sehinga cepat hilang karena proses pembusukan. Taraf ketersesisaan
nitrogen dalam tanah tergantung pada banyaknya bahan organik, populasi zat-zat
renik, dan tingkat pembasuhan tanah oleh air. Dalam keadaan alami terjadi
keseimbangan antara laju pertumbuhan dan gaya-gaya yang menentukan penyediaan
nitrogen dalam tanah. Proses pemanenan menyebabkan sejumlah besar nitrogen
terikat hilang akibat tanah mengalami pembasuhan oleh gerak aliran air dan
kegiatan jasad renik. Selain itu nitrogen terikat juga hilang, karena diambil
oleh bakteri pengubah nitrat menjadi nitrogen. Hal ini menyebabkan pertanian
intensif sangat tergantung pada tambahan pupuk nitrogen.
Nitrogen terdapat di alam terutama
sebagai dinitrogen, N2 (titik didih 77,3 K). Gas nitrogen banyak
terdapat di atmosfer, yaitu 80% dari udara. Nitrogen bebas dapat
ditambat/difiksasi terutama oleh tumbuhan yang berbintil akar (misalnya jenis
polongan) dan beberapa jenis ganggang. Nitrogen bebas juga dapat bereaksi
dengan hidrogen atau oksigen dengan bantuan kilat/ petir. Tumbuhan memperoleh
nitrogen dari dalam tanah berupa amonia (NH3), ion nitrit (NO2-),
dan ion nitrat (NO3-). Beberapa bakteri yang dapat
menambat nitrogen terdapat pada akar Legum dan akar tumbuhan lain, misalnya
Marsiella crenata. Selain itu, terdapat bakteri dalam tanah yang dapat mengikat
nitrogen secara langsung, yakni Azotobacter sp. yang bersifat aerob dan
Clostridium sp. yang bersifat anaerob.
Nostoc sp. dan Anabaena sp.
(ganggang biru) juga mampu menambat nitrogen. Nitrogen yang diikat biasanya
dalam bentuk amonia. Amonia diperoleh dari hasil penguraian jaringan yang mati
oleh bakteri. Amonia ini akan dinitrifikasi oleh bakteri nitrit, yaitu
Nitrosomonas dan Nitrosococcus sehingga menghasilkan nitrat yang akan diserap
oleh akar tumbuhan. Selanjutnya oleh bakteri denitrifikan, nitrat diubah
menjadi amonia kembali, dan amonia diubah menjadi nitrogen yang dilepaskan ke
udara. Dengan cara ini siklus nitrogen akan berulang dalam ekosistem.
- Siklus
Fosfor
Di alam, fosfor terdapat dalam dua
bentuk, yaitu senyawa fosfat organik (pada tumbuhan dan hewan) dan senyawa
fosfat anorganik (pada air dan tanah). Fosfat organik dari hewan dan tumbuhan
yang mati diuraikan oleh dekomposer (pengurai) menjadi fosfat anorganik. Fosfat
anorganik yang terlarut di air tanah atau air laut akan terkikis dan mengendap
di sedimen laut. Oleh karena itu, fosfat banyak terdapat di batu karang dan
fosil. Fosfat dari batu dan fosil terkikis dan membentuk fosfat anorganik
terlarut di air tanah dan laut. Fosfat anorganik ini kemudian akan diserap oleh
akar tumbuhan lagi. Siklus ini berulang terus menerus.
Siklus fosfor, bersifat kritis
karena fosfor secara umum merupakan hara yang terbatas dalam ekosistem. Tidak
ada bentuk gas dari fosfor yang stabil, oleh karena itu siklus fosfor adalah
“endogenik”. Dalam geosfer, fosfor terdapat dalam jumlah besar dalam
mineral-mineral yang sedikit sekali larut seperti hidroksiapilit, garam
kalsium. Adapun gambar dari siklus fosfor adalah sebagai berikut.
Fosfor terlarut dari
mineral-mineral fosfat dan sumber-sumber lainnya, seperti pupuk fosfat, diserap
oleh tanaman dan tergabung dalam asam nukleat yang menyusun material genetic
dalam organisme. Mineralisasi dari biomassa oleh pembusukan/penguraian mikroba
mengembalikan fosfor kepada larutan garamnya yang kemudian dapat mengendap
sebagai bahan mineral. Sejumlah besar dari mineral-mineral fosfat digunakan
sebagai bahan pupuk, industry kimia, dan “food additives”. Fosfor merupakan
salah satu komponen dari senyawa-senyawa sangat toksik, terutama insektisida
organofosfat.
- Siklus
Belerang
Siklus belerang relative kompleks
dimana melibatkan berbagai macam gas, mineral-mineral yang sukar larut dan
beberapa sepsis lainnya dalam larutan. Siklus ini berkaitan dengan siklus
oksigen dimana belerang bergabung dengan oksigen membentuk gas belerang oksida,
SO2, sebagai bahan pencemar air. Diantara spesi-spesi yang secara siknifikan
terlihat dalam siklus belerang adalah gas hydrogen sulfide H2S;
mineral-mineral sulfide seperti PbS; asam sulfat H2SO4;
belerang oksida, SO2 komponen utama dari hujan asam; dan belerang
yang terikat dalam protein. Hujan asam didefinisikan sebagai segala macam hujan
dengan pH di bawah 5,6. Hujan secara alami bersifat asam (pH sedikit di bawah
6) karena karbondioksida (CO2) di udara yang larut dengan air hujan memiliki
bentuk sebagai asam lemah. Jenis asam dalam hujan ini sangat bermanfaat karena
membantu melarutkan mineral dalam tanah yang dibutuhkan oleh tumbuhan dan
binatang.
Hujan asam disebabkan oleh belerang
(sulfur) yang merupakan pengotor dalam bahan bakar fosil serta nitrogen di
udara yang bereaksi dengan oksigen membentuk sulfur dioksida dan nitrogen
oksida. Zat-zat ini berdifusi ke atmosfer dan bereaksi dengan air untuk
membentuk asam sulfat dan asam nitrat yang mudah larut sehingga jatuh bersama
air hujan. Air hujan yang asam tersebut akan meningkatkan kadar keasaman tanah
dan air permukaan yang terbukti berbahaya bagi kehidupan ikan dan tanaman
(wikipedia.org/wiki/Hujan_asam).
Belerang dari daratan cenderung
terbawa air ke laut. Namun belerang di daratan tak tampak habis setelah jutaan
tahun. Kapan belerang kembali ke darat? Melalui penguapan, kata ilmuwan zaman
dulu. Tapi tak ada bukti bahwa laut menguapkan hidrogen sulfida yang baunya
bukan main itu ke angkasa. Laut selalu berhawa segar.
Pertanyaan ini baru terjawab
beberapa belas tahun yang lalu. Tumbuhan laut, yang memiliki sel-sel sederhana.
Tumbuhan ini berusaha hidup dengan menahan masuknya garam (NaCl) ke dalam
selnya. Ini dilakukan dengan membentuk senyawa penahan yang berbahan baku
belerang, karena pasok belerang di laut banyak sekali, datang dari daratan.
Waktu sel mereka terurai, senyawa penahan ini pecah dan menghasilkan gas dimetil sulfida (DMS) yang lepas ke atmosfir. Kita pasti mengenali bau senyawa ini segar, mirip ikan segar yang baru diangkat dari laut. S11etiap saat, sejumlah besar senyawa ini dilepas ke
atmosfir, dan syukurnya, senyawa ini mampu menjadi inti kondensasi uap air.
Pada gilirannya, terbentuk awan, yang menjadi hujan. Saat hujan jatuh di darat,
senyawa belerang ini dikembalikan ke daratan untuk dimanfaatkan makhluk
daratan. Lalu ampasnya, dalam dibuang lagi (duh) ke laut, untuk diolah oleh
alga-alga baik hati itu lagi. Yang merupakan bagian dari siklus belerang yang
sangat penting adalah adanya gas SO2 sebagai bahan pencemar dan H2SO4
dalam atmosfer. Gas SO2 dikeluarkan dari pembakaran bahan bakar
fosil yang mengandung belerang. Efek utama dari belerang dioksida dalam
atmosfer adalah kecenderungan untuk teroksidasi menghasilkan asam sulfat. Asam
ini dapat menyebabkan terjadinya hujan asam (Achmad, Rukaesih : 2004).
- Siklus
Oksigen
Senyawaan oksigen dengan semua
unsur kecuali He, Ne, dan mungkin Ar dikenal. Molekul oksigen (dioksigen, O2 )
bereaksi dengan semua unsur lain kecuali halogen, beberapa logam mulia, dan
gas-gas mulia baik dalam suhu ruangan atau pada pemanasan. Oksigen merupakan
unsur yang vital bagi kehidupan di bumi ini.
- Siklus
Air
Siklus air atau siklus hidrologi
adalah sirkulasi air yang tidak pernah berhenti dari atmosfer ke bumi dan kembali
lagi ke atmosfer melalui proses kondensasi, prespitasi, evaporasi, dan
transpirasi.
Pemanasan air samudera oleh sinar
matahari merupakan kunci proses siklus hidrologi dapat berjalan secara kontinu.
Air berevaporasi kemudian jatuh sebagai prespitasi dalam bentuk hujan, salju,
hujan es, hujan salju bercampur es (sleet), hujan gerimis, atau kabut.
Pada perjalanan menuju bumi,
beberapa prspitasi dapat berevaporasi kembali ke atas atau langsung jatuh ke
bumi yang kemudian ditangkap oleh tanaman sebelum mencapai tanah. Setelah
mencapai tanah, siklus hidrologi tersebut bergerak secara kontinu dalam tiga
cara berbeda, yaitu:
a. Evaporasi
Air yang ada di laut, di daratan,
di sungai, di tanaman, dan di tempat-tempat lain akan menguap ke atmosfer dan
kemudian akan menjadi awan. Pada keadaan jenuh awan uap air tersebut akan
menjadi bintik-bintik air yang yang selanjutnya akan turun (precipitation)
dalam bentuk hujan, salju, es, dan lain-lain.
b. Infiltrasi/perkolasi
Air bergerak ke dalam tanah melalui
celah-celah dan pori-pori tanah dan batuan menuju permukaan tanah. Air dapat
bergerak akibat aksi kapiler atau secara vertical dan horizontal di bawah
permukaan tanah hingga air tersebut memasuki kembali sistem air permukaan.
c. Air
permukaan
Air bergerak di atas permukaan
tanah di dekat aliran utama dan danau. Makin landai lahan dan makin sedikit
pori-pori tanah, maka aliran permukaan semakin besar. Aliran permukaan tanah
dapat dilihat pada daerah urban (perkotaan). Sungai-sungai kecil bergabung dan
membentuk sungai utama yang membawa seluruh air permukaan disekitar aliran
sungai menuju laut. Proses perjalanan air di daratan terjadi dalam
komponen-komponen yang membentuk sistem DAS (Daerah Aliran Sungai).
- Siklus
Materi (Mineral)
Beberapa mineral atau unsur hara
yang penting bagi tumbuhan adalah fosfor, kalium, kalsium, magnesium, dan
belerang. Di alam, fosfor terdapat dalam dua bentuk, yaitu senyawa fosfat
organik (pada tumbuhan dan hewan) dan senyawa fosfat anorganik (pada air dan
tanah).
Fosfor terdapat dalam asam nukleat
yang berperan dalam mengangkut energi dan diperlukan dalam jumlah kecil dan
dalam bentuk supefosfat. Fosfor lebih tahan pembasuhan dan ketersediannya di
alam bergantung pada pH tanah.
Fosfat organik dari hewan dan
tumbuhan yang mati diuraikan oleh dekomposer menjadi fosfat anorganik. Fosfat
anorganik yang terlarut dalam air atau air laut akan terkikis dan mengendap
dalam sediment laut. Oleh karena itu, fosfat banyak terdapat di batu karang dan
fosil. Fofat dan batu karang dan fosil yang terkikis akan membentuk fosfat
anorganik kembali yang terlarut di air tanah dan air laut. Fosfat anorganik ini
kemudian akan diserap oleh akar tumbuhan.
Kalium diperlukan dalam jumlah
sedang dan tersedia di alam sebagai ion yang terdapat pada tumbuhan koloid
tanah. Pada tanah humus terdapat banyak kalium, tetapi dalam bentuk yang tidak
dapat dimanfaatkan secara langsung sehingga perlu pemupukan kalium yang dibutuhkan tanah dalam bentuk kalium
iodida.
C. FUNGSI
SIKLUS BIOGEOKIMIA
Fungsi dari daur biogeokimia yaitu
untuk menjaga kelangsungan hidup di bumi, sebab materi hasil dari daur
biogeokimia ini dapat digunakan oleh semua komponen yang ada di bumi baik
biotik maupun abiotik.
BAB III
PENUTUP
A.
Kesimpulan
- Siklus
biogeokimia adalah perjalanan atau aliran bahan-bahan kimia dalam suatu
ekosistem global di bumi ini yang membentuk suatu lingkaran.
- Siklus
biogeokimia meliputi siklus karbon, siklus oksigen, siklus nitrogen,
siklus fosfor, dan siklus belerang.
- Fungsi
dari daur biogeokimia yaitu untuk menjaga kelangsungan hidup di bumi,
sebab materi hasil dari daur biogeokimia ini dapat digunakan oleh semua
komponen yang ada di bumi baik biotik maupun abiotik.
DAFTAR PUSTAKA
http://ekologiekosistem.blogspot.com/2012/10/a.html.
16 Maret 2015.
http://ekotum116b-ekosistemhutanrawagambut.blogspot.com/2014/05/makalah-siklus biogeokimia-hutan-rawa.html.
16 Maret 2015.
http://id.wikipedia.org/wiki/Daur_biogeokimia
16 Maret 2015.
Tidak ada komentar:
Posting Komentar