1. MAKALAH IPA TENTANG EKOSISTEM B Y 1. HARMAEN 2. LUSIANA DEWI3. TARMIZI TAHIR 4. INTAN AYU LESTARINA 5. LIL KHOTIMAHPEMERINTAH KABUPATEN LOMBOK BARATDINAS PENDIDIKAN DAN KEBUDAYAAN SMK NEGERI 1 KURIPAN Jl. TGH. Abd. Hafidz No 2 KuripanISO 9001:2008Cert.No: QEC27431 1

2. Siklus Biogeokimia A. Pengertian Siklus Biogeokimia Biogeokimia adalah pertukaran atau perubahan yang terus menerus, antarakomponen biosfer yang hidup dengan tak hidup.Siklus biogeokimia atau siklus organik-anorganik adalah siklus unsur atausenyawa kimia yang mengalir dari komponen abiotik ke biotik dan kembali lagi kekomponen abiotik. Siklus unsur-unsur tersebut tidak hanya melalui organisme,tetapi jugs melibatkan reaksireaksi kimia dalam lingkungan abiotik sehinggadisebut siklus biogeokimia (Wikipedia.com)Jika aliran energi merupakan arus satu arah yang diperbarui terus daripasokan Sinar Surya, aliran materi yang diperlukan dunia kehidupan pada dasarnyabersifat dua arah, karena bahan-bahan kimia terbatas persediannya hingga harusdigunakan lagi melalui proses perputaran (siklus). Karena proses siklus materi tidakhanya terjadi dalam tubuh organisme (biota) tetapi berlangsung juga dalamlingkungan abiotik, proses ini disebut siklus biogeokimia (Wirakusumah, 2003).Siklus biogeokimia merupakan pergerakan memutar unsur apa pun melaluiatmosfer, samudra, kerak bumi, dan makhluk hidup (Burnie, 1999). Menurut Hutchinson (1944 , 1950) siklus biogeokimia merupakan suatupertukaran atau perubahan yang terus menerus dari bahan-bahan antarakomponen biotik dan abiotik. Berdasarkan sumber yang ada di alam, siklusbiogeokimia dibagi dalam 2 golongan yaitu : 1. Tipe gas, sebagai sumbernya atmosfer dan lautan (hidosfer) misalnya siklushidrogen. 2. Tipe sedimen, sumbernya adalah batuan bumi seperti fosfor, kalsium dankalium.Siklus biogeokimia pada akhirnya cenderung mempunyai mekanisme umpan-balik yang dapat mengatur sendiri (self regulating) menjaga siklus itu dalamkeseimbangan. Siklus biogeokimia yang terpenting adalah siklus karbon, siklus 2 3. nitrogen, dan siklus fosfor, yang berperanan terhadap lingkungan tanaman(Irwan,1992). Aliran energi pada suatu ekosistem berjalan dalam satu arah. Energiekosistem berasal dari energi matahari yang digunakan produsen untukberfotosintesis. Sehingga, energi tersebut diubah menjadi energi kimia dankemudian diteruskan ke konsumen dalam bentuk senyawa-senyawaorganik dalam makanannya, dan dibuang dalam bentuk panas. Unsur-unsur kimia,seperti karbon dan nitrogen, bersiklus di antara komponen-komponen abiotik danbiotik ekosistem. Organisme fotosintetik mendapatkan unsur-unsur ini dalambentuk anorganik dari udara, tanah, dan air, dan mengasimilasi unsur-unsurtersebut menjadi molekul organik, yang sebagian kemudian dikonsumsi olehhewan. Unsur itu dikembalikan dalam bentuk anorganik ke udara, tanah, dan airmelalui metabolisme tumbuhan dan hewan, serta melalui organisme lain, sepertibakteri dan fungi, yang menguraikan buangan organik dan organisme yang mati.Karena pergerakan unsur-unsur yang merupakan nutrien di dalam ekosistem terjadisecara berulang melalui komponen biotik dan abiotik (geologis), maka prosestersebut juga disebut siklus biogeokimia (biogeochemical cycle). Pada siklustersebut, unsur atau senyawa kimia mengalir dari komponen abiotik ke komponenbiotik, lalu kembali lagi ke komponen abiotik. Siklus unsur-unsur tersebut tidakhanya melalui makhluk hidup, tetapi melibatkan juga reaksi-reaksi kimia dalamlingkungan abiotik. Proses-proses biologis dan geologis menggerakkan nutrien di antarakomponen-komponen organik dan anorganik. Lintasan spesifik suatu bahan kimiamelalui suatu siklus biogeokimia bervariasi menurut unsur yang dimaksud padastruktur trofik suatu ekosistem.FungsiFungsi Daur Biogeokimia adalah sebagai siklus materi yang mengembalikan semuaunsur-unsur kimia yang sudah terpakai oleh semua yang ada di bumi baikkomponen biotik maupun komponen abiotik, sehingga kelangsungan hidup di bumidapat terjaga.3 4. B. Macam macam Siklus Biogeokimiaa. Siklus Karbon dan OksigenKarbon merupakan bahan dasar penyusun senyawa organik. Di dalamorganisme hidup terdapat 18% karbon. Kemampuan saling mengikat pada atom-atom karbon (C) merupakan dasar bagi keragaman molekul dan ukuran molekulyang sangat diperlukan dalam kehidupan. Selain terdapat dalam bahan organik,karbon juga ditemukan dalam senyawa anorganik, yaitu gas karbondioksida (CO2)dan batuan karbonat (batu kapur dan koral) dalam bentuk calsium karbonat(CaCO3). Organisme autotrof (tumbuhan) menangkap karbon dioksida danmengubahnya menjadi karbohidrat, protein, lipid, dansenyawa organik lainnya. Bahan organik yang dihasilkan tumbuhan ini merupakan sumber karbon bagihewan dan konsumen lainnya.Pada setiap tingkatan trofik rantai makanan, karbonkembali ke atmosfer atau air sebagai hasil pernapasan (respirasi). Produsen,herbivora, dan karnivora selalu bernapas dan menghasilkan gas karbondioksida.Setiap tahun, tumbuhan mengeluarkan sekitar sepertujuh dari keseluruhan CO 2yang terdapat di atmosfer. Meskipun konsentarasi CO2 di atmosfer hanya sekitar0,03%, namun karbon mengalami siklus yang cepat, sebab tumbuhan mempunyaikebutuhan yang tinggi akan gas CO2.Walaupun begitu, sejumlah karbon dipindahkan dari siklus itu dalam waktuyang lebih lama. Hal ini mungkin terjadi karena karbon terkumpul di dalam kayudan bahan organik lain yang tahan lama, termasuk batu bara dan minyak bumi.Perombakan oleh detritivor akhirnya mendaur ulang karbon ke atmosfer sebagaiCO2. Selain itu pembakaran kayu dan bahan bakar fosil juga ikut berperan, karenaapi dapat mengoksidasi bahan organik atau kayu menjadi CO2 dengan lebih cepat.4 5. Gambar siklus Karbon dan Oksigenb. Siklus Fosfor Keberadaan fosfor pada organisme hidup sangat kecil, tetapi peranannyasangat diperlukan. Atom fosfor hanya ditemukan dalam bentuk senyawa fosfat(PO4-3). Fosfat diserap oleh tumbuhan dan digunakan untuk sintesis organik. Fosforbanyak dikandung oleh asam nukleat, yaitu bahan yang menyimpan danmentranslasikan sandi genetik. Atom fosfor juga merupakan dasar bagi ATP(Adenosine Tri Phospat) berenergi tinggi yang digunakan untuk respirasi seluler danfotosintesis. Selain itu merupakan salah satu mineral penyusun tulang dan gigi. Fosformerupakan komponen yang sangat langka dalam organisme tak hidup.Produktivitas ekosistem darat dapat ditingkatkan jika fosfor dalam tanahditingkatkan. Peristiwa pelapukan batuan oleh fosfat akan menambah kandunganfosfat di dalam tanah. Contohnya adalah akibat hujan asam Setelah produsenmenggabungkan fosfor ke dalam bentuk biologis, fosfor dipindahkan ke konsumendalam bentuk organik. Setelah itu, fosfor ditambahkan kembali ke tanah melalui 5 6. ekskresi fosfat oleh hewan dan bekteri penguarai detritus. Humus dan partikeltanah mengikat fosfat sedemikian rupa, sehingga siklus fosfor terlokalisir dalamekosistem. Namun, fosfor dapat dengan mudah terbawa aliran air yang pada akhirnyaterkumpul di laut. Erosi yang terjadi akan mempercepat pengurasan fosfat disamping pelapukan batuan yang sejalan dengan hilangnya fosfat. Fosfat yangberada di lautan secara perlahan terkumpul dalam endapan yang kemudiantergabung dalam batuan. Ketika permukaan air laut mengalami penurunan ataudasar laut mengalami kenaikan, batuan yang mengandung fosfor ini menjadi bagiandari ekosistem darat. Dengan demikian, fosfat mengalami siklus di antara tanah,tumbuh an, dan konsumen dalam waktu tertentu. Gambar siklus Fosfor 6 7. c. Siklus NitrogenAtmosfer mengandung lebih kurang 80% atom nitrogen dalam bentuk gasnitrogen (N2). Di dalam organisme, nitrogen ditemukan dalam semua asam aminoyang merupakan penyusun protein. Bagi tumbuhan, nitrogen tersedia dalam bentukamonium (NH4+) dan nitrat (NO3-) yang masuk ke dalam tanah melalui air hujan danpengendapan debu-debu halus atau butiran lainnya. Beberapa tumbuhan,seperti seperti Bromeliaceae epifit yang ditemukan dihutan hujan tropis, memiliki akar udara yang dapat mengambil NH4+ dan NO3-secara langsung dari atmosfer. Jalur lain penambahan nitrogen dalam ekosistemadalah melalui fiksasi nitrogen (nitrogen fixation).Fiksasi nitrogen merupakan proses perubahan gas nitrogen (N2) menjadimineral yang digunakan untuk mensintesis senyawa organik seperti asam amino.Nitrogen difi ksasi oleh bakteri Rhizobium, Azotobacter, dan Clostridium yanghidup bebas dalam tanah. Selain dari sumber alami, sekarang ini fiksasi nitrogendibuat secara industri yang digunakan sebagai pupuk. Pupuk bernitrogen inimemberikan sumbangan utama dalam siklus nitrogen di suatu ekosistem akibatkegiatan pertanian. Meskipun tumbuhan dapat menggunakan amonium secaralangsung, tetapi sebagian besar amonium dalam tanah digunakan oleh bakteriaerob tertentu sebagai sumber energi. Aktivitas ini mengubah ammonium menjadinitrat (NO3 kemudian menjadi nitrit (NO2-). Proses ini disebut nitrifi kasi. Nitrat yang dibebaskan bakteri ini kemudian diubah oleh tumbuhan menjadibentuk organik, seperti asam aminodan protein. Beberapa hewan akanmengasimilasi nitrogen organic dengan cara memakan tumbuhan atau hewan lain.Pada kondisi tanpa oksigen (anaerob), beberapa bakteri dapat memperoleh oksigenuntuk metabolisme dari senyawa nitrat. Proses ini disebut denitrifi kasi. Akibat7 8. proses ini, beberapa nitrat diubah menjadi N2 yang kembali ke atmosfer.Perombakan dan penguraian nitrogen organik kembali menjadi amonium yangdisebut amonifi kasi dilakukan oleh bakteri dan jamur pengurai. Proses-prosestersebut akan mendaur ulang sejumlah besar nitrogen di dalam tanah.Gambar siklus Nitrogend. Siklus AirAir merupakan komponen penting bagi kehidupan. Selain itu, aliran airdalam ekosistem berperan mentransfer zat-zat dalam siklus biogeokimia. Siklus airdigerakkan oleh energi matahari melalui penguapan (evaporasi) dan terjadinyahujan (presipitasi). Di lautan, jumlah air yang menguap lebih besar dari curah hujan. Kelebihanuap air ini dipindahkan oleh angin ke daratan. Di atas daratan, persipitasi melebihievaporasi. Aliran air permukaan dan air tanah dari darat menyeimbangkan aliran 8 9. uap air dari lautan ke darat. Siklus air memiliki sifat khas dibandingkan siklusbiogeokimia yang lain. Sebagian besar siklus ini terjadi melalui proses fisik, bukan kimia. Dalamproses-proses tersebut air berbentuk H 2O, sedangkan di dalam fotosintesis terjadiperubahan air secara kimiawi. Gambar siklus Aire.Daur Belerang (Sulfur)Sulfur terdapat dalam bentuk sulfat anorganik. Sulfur direduksi oleh bakterimenjadi sulfida dan kadang-kadang terdapat dalam bentuk sulfur dioksida atauhidrogen sulfida. Hidrogen sulfida ini seringkali mematikan mahluk hidup diperairan dan pada umumnya dihasilkan dari penguraian bahan organik yang mati.Tumbuhan menyerap sulfur dalam bentuk sulfat (SO4).9 10. Perpindahan sulfat terjadi melalui proses rantai makanan, lalu semuamahluk hidup mati dan akan diuraikan komponen organiknya oleh bakteri.Beberapa jenis bakteri terlibat dalam daur sulfur, antara lain Desulfomaculum danDesulfibrio yang akan mereduksi sulfat menjadi sulfida dalam bentuk hidrogensulfida (H2S). Kemudian H2S digunakan bakteri fotoautotrof anaerob sepertiChromatium dan melepaskan sulfur dan oksigen. Sulfur di oksidasi menjadi sulfatoleh bakteri kemolitotrof seperti Thiobacillus.Gambar daur Belerang(Sulfur) 10