MAKALAH KIMIA LINGKUNGAN

“EKOSISTEM”

DISUSUN OLEH :

1. Elfina Noviarni Chandra

2. Nur Khairat

3. Yan Tamala Iswadi

4. Yulia Nastiti

5. Zella Sri Rizka

PROGRAM STUDI TEKNIK LINGKUNGAN

FAKULTAS TEKNIK

UNIVERSITAS RIAU

PEKANBARU

2011

Kata Pengantar

Puji syukur kami ucapkan kehadirat Allah SWT yang telah memberikan rahmat serta

hidayah kepada kita semua, sehingga berkat Karunia-Nya penulis dapat menyelesaikan

Makalah Kimia Lingkungan mengenai “Ekosistem”.

Tidak lupa penulis ucapkan terimakasih banyak kepada semua pihak yang telah

membantu dalam menyelesaikan makalah ini sehinggga penulis dapat menyelesaikan

penyusunan makalah ini. Dan tidak lupa pula ucapan terima kasih kami ucapkan kepada

Bapak Prof. Dr. Adrianto Ahmad selaku dosen pembimbing mata kuliah Kimia

Lingkungan yang telah membimbing dan membantu kami dalam penyelesaian makalah ini

sehingga makalah ini dapat diselesaikan.

Dalam makalah ini penulis merasa masih banyak kekurangan-kekurangan baik pada

teknis penulisan maupun materi, mengingat akan kemampuan yang dimiliki penulis. Untuk

itu kritik dan saran dari semua pihak sangat penulis harapkan demi penyempurnaan

pembuatan makalah ini.

Penulis berharap semoga makalah ini dapat bermanfaat bagi penulis sendiri maupun

kepada pembaca umumnya.

Pekanbaru, Januari 2012

Penulis

2

DAFTAR ISI

Kata Pengantar ………………………………………………………………….... 2

Daftar Isi …………………………………………………………………… 3

BAB 1 Pendahuluan …………………………………………………… 4

1.1 Latar Belakang …………………………………………………… 4

1.2 Maksud dan Tujuan …………………………………………………… 5

1.3 Sistematika Penulisan …………………………………………………… 5

BAB 2 Isi ……........................……………………………………………… 6

2.1 Ruang Lingkup Ekosistem …………………………………………… 6

2.2 Pengertiam Ekosistem …………………………………………… 7

2.3 Komponen Pembentuk ………………………………………….... 7

2.4 Ketergantungan …………………………………………… 9

BAB 3 Penutup …………………………………………………… 22

3.1 Kesimpulan …………………………………………………… 22

3.2 Saran …………………………………………………… 22

Daftar Pustaka ……………………………………………............ 23

BAB I3

PENDAHULUAN

1.1 Latar Belakang

Makhluk hidup di alam ini menempati tempat-tempat tertentu semua dengan syarat-

syarat hidupnya. Ada yang hidup di air, di tanah, maupun di udara. Tempat hidup di muka

bumi ini tidak bertambah luas, sementara pertambahan jumlah makhluk hidup relatif

bertambah. Hal ini menyebabkan makin banyaknya makhluk hidup yang menempati

permukaan bumi sehingga ekosistem di muka bumi ini semakin sempit.

Untuk memahami hal ini maka kita perlu mempelajari tentang ekosistem, serta

bagaimana cara mempertahankan ekosistem agar dapat bertahan sampai beberapa generasi

yang akan datang.

Mahluk hidup baik tumbuhan maupun hewan tidak hanya tergantung pada mahluk

hidup lainnya saja, tapi mahluk hidup baik tumbuhan maupun hewan juga tergantung pada

zat tak hidup (abiotik). Kumpulan komunitas-komunitas lengkap dengan lingkungan fisiknya

sebagai tempat hidupnya membentuk suatu ekosistem. Ilmu pengetahuan tentang ekosistem

disebut ekologi. Seluruh ekosistem dalam dunia membentuk biosfeer.

Dilihat dari unsur-unsur penyusunnya, komponen ekosistem dapat dibedakan menjadi

empat macam, yaitu :

1. Bahan tak hidup atau abiotik, yaitu komponen fisik dan kimia yang terdiri atas tanah,

air, udara, sinar matahari yang merupakan medium bagi berlangsungnya kehidupan.

2. Produsen yaitu organisme autotrofik (organisme yang dapat mensintesa makanannya

sendiri atau dapat menyediakan makanannya sendiri).

3. Konsumen yaitu organisme heterotrofik (organisme yang hanya dapat memanfaatkan

bahan makanan yang disediakan oleh organisme lain)

4. Pengurai, perombak atau dekomposer, yaitu organisme heterotrofik yang

menguraikan bahan organik yang berasal dari organisme mati.

1.2 Maksud dan Tujuan

Adapun maksud dan tujuan dari makalah ini adalah :

4

1. Mengetahui ekosistem dan susunan-susunannya

2. Mengetahui siklus apa saja yang terdapat dalam ekosistem

1.3 Sistematika Penulisan

Sistematika penulisan makalah ini terdiri dari :

1. Bab 1 pendahuluan yang berisikan tentang latar belakang, maksud dan tujuan serta

sistematika penulisan makalah.

2. Bab 2 berisikan uraian pembahasan (isi)

3. Bab 3 penutup

5

BAB II

ISI

2.1 Ruang Lingkup Ekosistem

Tersusun atas

membentuk

membentuk

berupa

6

Ekosistem

Komponen abiotik Komponen biotik

Produsen Konsumen Dekomposer dan detritivor

Rantai makanan

Aliran energi

Daur materi

Jaring – jaring makanan

Daur

2.2 Pengertian Ekosistem

Ekosistem adalah suatu sistem ekologi yang terbentuk oleh hubungan timbal balik tak

terpisahkan antara makhluk hidup dengan lingkungannya. Ekosistem bisa dikatakan juga

suatu tatanan kesatuan secara utuh dan menyeluruh antara segenap unsur lingkungan hidup

yang saling memengaruhi.

Ekosistem merupakan penggabungan dari setiap unit biosistem yang melibatkan

interaksi timbal balik antara organisme dan lingkungan fisik sehingga aliran energi menuju

kepada suatu struktur biotik tertentu dan terjadi suatu siklus materi antara organisme dan

anorganisme. Matahari sebagai sumber dari semua energi yang ada.

2.3 Komponen Pembentuk

Komponen-komponen pembentuk ekosistem adalah :

a. Abiotik

Abiotik atau komponen tak hidup adalah komponen fisik dan kimia yang

merupakan medium atau substrat tempat berlangsungnya kehidupan, atau lingkungan

tempat hidup. Sebagian besar komponen abiotik bervariasi dalam ruang dan

waktunya. Komponen abiotik dapat berupa bahan organik, senyawa anorganik, dan

faktor yang mempengaruhi distribusi organisme, yaitu :

1. Suhu

Proses biologi dipengaruhi suhu. Mamalia dan unggas membutuhkan energi

untuk meregulasi temperatur dalam tubuhnya.

2. Air

Ketersediaan air memengaruhi distribusi organisme. Organisme di gurun

beradaptasi terhadap ketersediaan air di gurun.

3. Garam

Konsentrasi garam memengaruhi kesetimbangan air dalam organisme melalui

osmosis. Beberapa organisme terestrial beradaptasi dengan lingkungan dengan

kandungan garam tinggi.

4. Cahaya matahari

Intensitas dan kualitas cahaya memengaruhi proses fotosintesis. Air dapat

menyerap cahaya sehingga pada lingkungan air, fotosintesis terjadi di sekitar

7

permukaan yang terjangkau cahaya matahari. Di gurun, intensitas cahaya yang

besar membuat peningkatan suhu sehingga hewan dan tumbuhan tertekan.

5. Tanah dan batu

Beberapa karakteristik tanah yang meliputi struktur fisik, pH, dan komposisi

mineral membatasi penyebaran organisme berdasarkan pada kandungan sumber

makanannya di tanah.

6. Iklim

Iklim adalah kondisi cuaca dalam jangka waktu lama dalam suatu area. Iklim

makro meliputi iklim global, regional dan lokal. Iklim mikro meliputi iklim dalam

suatu daerah yang dihuni komunitas tertentu.

b. Biotik

Biotik adalah istilah yang biasanya digunakan untuk menyebut sesuatu yang hidup

(organisme). Komponen biotik adalah suatu komponen yang menyusun suatu

ekosistem selain komponen abiotik (tidak bernyawa). Berdasarkan peran dan

fungsinya, makhluk hidup dibedakan menjadi tiga macam, yaitu:

1. Autotrof

Komponen autotrof adalah organisme organisme yang mampu

menyediakan/mensintesis makanan sendiri yang berupa bahan organik dari bahan

anorganik dengan bantuan energi seperti matahari dan kimia. Komponen autotrof

berfungsi sebagai produsen, contohnya tumbuh-tumbuhan hijau.

2. Heterotrof / Konsumen

Komponen heterotrof terdiri dari organisme yang memanfaatkan bahan-bahan

organik yang disediakan oleh organisme lain sebagai makanannya. Komponen

heterotrof disebut juga konsumen makro (fagotrof) karena makanan yang dimakan

berukuran lebih kecil. Yang tergolong heterotrof adalah manusia, hewan, jamur,

dan mikroba.

3. Pengurai / Dekomposer

Pengurai atau dekomposer adalah organisme yang menguraikan bahan organik

yang berasal dari organisme mati. Pengurai disebut juga konsumen makro

(sapotrof) karena makanan yang dimakan berukuran lebih besar. Organisme

pengurai menyerap sebagian hasil penguraian tersebut dan melepaskan bahan-

8

bahan yang sederhana yang dapat digunakan kembali oleh produsen, yang

tergolong pengurai adalah bakteri dan jamur. Ada pula pengurai yang disebut

detritivor, yaitu hewan pengurai yang memakan sisa-sisa bahan organik, contohnya

adalah kutu kayu.

Tipe dekomposisi ada tiga, yaitu :

a. Aerobik 

Oksigen adalah penerima elektron / oksidan.

b. Anaerobik 

Oksigen tidak terlibat. Bahan organik sebagai penerima elektron /oksidan.

c. Fermentasi 

Anaerobik namun bahan organik yang teroksidasi juga sebagai penerima

elektron. komponen tersebut berada pada suatu tempat dan berinteraksi

membentuk suatu kesatuan ekosistem yang teratur. Misalnya, pada suatu

ekosistem akuarium, ekosistem ini terdiri dari ikan sebagai komponen

heterotrof, tumbuhan air sebagai komponen autotrof, plankton yang terapung

di air sebagai komponen pengurai, sedangkan yang termasuk komponen

abiotik adalah air, pasir, batu, mineral dan oksigen yang terlarut dalam air.

2.4 Ketergantungan

Ketergantungan pada ekosistem dapat terjadi antar komponen biotik atau antara

komponen biotik dan abiotik.

a. Hubungan antara komponen biotik dan komponen abiotik

Keberadaan komponen abiotik dalam ekosistem sangat mempengaruhi

komponen biotik. Misal: tumbuhan dapat hidup baik apabila lingkungan memberikan

unsur-unsur yang dibutuhkan tumbuhan tersebut, contohnya air, udara, cahaya, dan

garam–garam mineral. Begitu juga sebaliknya komponen biotik sangat mempengaruhi

komponen abiotik yaitu tumbuhan yang ada di hutan sangat mempengaruhi

keberadaan air, sehingga mata air dapat bertahan, tanah menjadi subur. Tetapi apabila

tidak ada tumbuhan, air tidak dapat tertahan sehingga dapat menyebabkan tanah

longsor dan menjadi tandus.

Komponen abiotik yang tidak tergantung dengan biotik antara lain: gaya

grafitasi, matahari, tekanan udara.

9

b. Hubungan antara komponen biotik dengan komponen biotik

Di antara produsen, konsumen dan pengurai adalah saling ketergantungan.

Tidak ada makhluk hidup yang hidup tanpa makhluk lainnya. Setiap makhluk hidup

memerlukan makhluk hidup lainnya untuk saling mendukung kehidupan baik secara

langsung maupun tak langsung. Hubungan saling ketergantungan antar produsen,

konsumen dan pengurai. Terjadi melalui peristiwa makan dan memakan melalui

peristiwa sebagai berikut:

1. Rantai Makanan dan Jaring-Jaring Makanan.

Rantai makanan yaitu perpindahan materi dan energi melalui proses makan

dan dimakan dengan urutan tertentu. Tiap tingkat dari rantai makanan disebut tingkat

trofi atau taraf trofi. Karena organisme pertama yang mampu menghasilkan zat

makanan adalah tumbuhan maka tingkat trofi pertama selalu diduduki tumbuhan hijau

sebagai produsen. Tingkat selanjutnya adalah tingkat trofi kedua, terdiri atas hewan

pemakan tumbuhan yang biasa disebut konsumen primer. Hewan pemakan konsumen

primer merupakan tingkat trofi ketiga, terdiri atas hewan-hewan karnivora. Setiap

pertukaran energi dari satu tingkat trofi ke tingkat trofi lainnya, sebagian energi akan

hilang.

Jaring-jaring makanan yaitu rantai-rantai makanan yang saling berhubungan

satu sama lain sedemikian rupa sehingga membentuk seperi jaring-jaring. Jaring-

jaring makanan terjadi karena setiap jenis makhluk hidup tidak hanya memakan satu

jenis makhluk hidup lainnya.

2. Piramida Makanan

Merupakan gambaran perbandingan antara produsen, konsumen I, konsumen

II, dan seterusnya. Dalam piramida ini semakin ke puncak biomassanya semakin

kecil.

10

3. Arus Energi

Merupakan perpindahan energi dari tempat yang tinggi ke tempat yang

rendah. Yaitu dari sinar matahari lalu produsen, ke konsumen tingkat I, ke konsumen

tingkat II sampai pengurai. Sedangkan mineral membentuk siklus. Energi yang

dilepas sangat kecil karena setiap organisme membutuhkan energi dalam memenuhi

kebutuhannya.

Tingkat Trofik Tingkatan makhluk hidup Sumber Energi Kimia

Pertama Produsen

Membuat makanan sendiri dari

bahan anorganik dengan

menggunakan energi cahaya

matahari.

Kedua Konsumen Primer (Herbivor)Memakan tumbuhan atau

produser lainnya.

Ketiga Konsumer Sekunder Memakan herbivor.

Keempat Konsumen Tersier Memakan predator.

- Pengurai

Menguraikan senyawa – senyawa

organik yang berasal dari

makhluk hidup yang telah mati

(bangkai).

4. Daur Energi

Merupakan perpindahan zat dari tempat satu ke tempat yang lainnya.

Akhirnya akan kembali ke tempat zat itu berasal.

Daur Biogeokimia

Daur biogeokimia terjadi sejak munculnya makhluk hidup pertama kali di

bumi. Daur biogeokimia mendukung proses berlangsungnya kehidupan. Makhluk

hidup dapat memperoleh zat-zat dari lingkungannya, melakukan pertukaran zat, serta

membuang zat-zat yang tidak berguna ke lingkungannya. Jika daur ini terhenti, proses

kehidupan juga berhenti. Jadi, kelancaran daur biogeokimia penting bagi

kelangsungan hidup makhluk hidup. Daur biogeokimia yang akan dibahas meliputi

11

daur nitrogen, daur karbon dan oksigen, daur belerang (sulfur), dan daur fosfor.

Berikut akan dibahas daur-daur tersebut satu per satu.

Siklus karbon dan Oksigen

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:

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.

12

Karbon dapat kembali lagi ke atmosfer dengan beragai cara pula antara lain:

1. Melalui respirasi tumbuhan dan binatang

Proses ini merupakan reaksi eksotermik dan termasuk juga penguraian glukosa

menjadi karbohidrat dan air.

2. 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.

3. 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.

4. 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.

5. 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.

6. 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.

Biosfer Teresterial

Meliputi freshwater sistem dan material nonhayati organik seperti soil karbon

(karbon  tanah). 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

13

perpindahan karbon di biosfer sama dengan proses perpindahan karbon di atmosfer, karena

semua proses yang terjadi di atmosfer harus melalui biosfer terlebih dahulu.

Lautan

Meliputi karbon anorganik terlarut dan biota laut hayati atau nonhayati. 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-.

Sedimen

Meliputi bahan bakar fosil.

Gambar 1 : Siklus Karbon

14

Siklus nitrogen

Nitrogen adalah unsur yang paling berlimpah di atmosfer (78% gas di atmosfer adalah

nitrogen). Meskipun demikian, penggunaan nitrogen pada bidang biologis sangatlah

terbatas. Nitrogen merupakan unsur yang tidak reaktif (sulit bereaksi dengan unsur lain)

sehingga dalam penggunaan nitrogen pada makhluk hidup diperlukan berbagai proses,

yaitu : fiksasi nitrogen, mineralisasi, nitrifikasi, denitrifikasi.

Gambar 2 : Siklus Nitrogen

Nitrogen hadir di lingkungan dalam berbagai bentuk kimia termasuk nitrogen organik,

amonium (NH4 +), nitrit (NO2-), nitrat (NO3-), dan gas nitrogen (N2). Nitrogen organik dapat

berupa organisme hidup, atau humus, dan dalam produk antara dekomposisi bahan organik

atau humus dibangun. Proses siklus nitrogen mengubah nitrogen dari satu bentuk kimia lain.

Banyak proses yang dilakukan oleh mikroba baik untuk menghasilkan energi atau menumpuk

nitrogen dalam bentuk yang dibutuhkan untuk pertumbuhan.

15

1. Fiksasi Nitrogen

Fiksasi nitrogen adalah proses alam, biologis atau abiotik yang mengubah

nitrogen di udara menjadi ammonia (NH3). Mikroorganisme yang mem-fiksasi nitrogen

disebut diazotrof. Mikroorganisme ini memiliki enzim nitrogenaze yang dapat

menggabungkan hidrogen dan nitrogen. Reaksi untuk fiksasi nitrogen biologis ini dapat

ditulis sebagai berikut :

N2 + 8 H+ + 8 e− → 2 NH3 + H2

Mikro organisme yang melakukan fiksasi nitrogen antara lain : Cyanobacteria,

Azotobacteraceae, Rhizobia, Clostridium, dan Frankia. Selain itu ganggang hijau biru

juga dapat memfiksasi nitrogen. Beberapa tanaman yang lebih tinggi, dan beberapa

hewan (rayap), telah membentuk asosiasi (simbiosis) dengan diazotrof. Selain dilakukan

oleh mikroorganisme, fiksasi nitrogen juga terjadi pada proses non-biologis, contohnya

sambaran petir. Lebih jauh, ada empat cara yang dapat mengkonversi unsur nitrogen di

atmosfer menjadi bentuk yang lebih reaktif :

a. Fiksasi biologis

Beberapa bakteri simbiotik (paling sering dikaitkan dengan tanaman polongan) dan

beberapa bakteri yang hidup bebas dapat memperbaiki nitrogen sebagai nitrogen

organik. Sebuah contoh dari bakteri pengikat nitrogen adalah bakteri Rhizobium

mutualistik, yang hidup dalam nodul akar kacang-kacangan. Spesies ini diazotrophs.

Sebuah contoh dari hidup bebas bakteri Azotobacter.

b. Industri fiksasi nitrogen

Di bawah tekanan besar, pada suhu 600 C, dan dengan penggunaan katalis besi,

nitrogen atmosfer dan hidrogen (biasanya berasal dari gas alam atau minyak bumi)

dapat dikombinasikan untuk membentuk amonia (NH3). Dalam proses Haber-Bosch,

N2 adalah diubah bersamaan dengan gas hidrogen (H2) menjadi amonia (NH3), yang

digunakan untuk membuat pupuk dan bahan peledak.

c. Pembakaran bahan bakar fosil

Mesin mobil dan pembangkit listrik termal, yang melepaskan berbagai nitrogen

oksida (NOx).

d. Proses lain

Selain itu, pembentukan NO dari N2 dan O2 karena foton dan terutama petir, dapat

memfiksasi nitrogen.

16

2. Asimilasi

Tanaman mendapatkan nitrogen dari tanah melalui absorbsi akar baik dalam

bentuk ion nitrat atau ion amonium. Sedangkan hewan memperoleh nitrogen dari tanaman

yang mereka makan.

Tanaman dapat menyerap ion nitrat atau amonium dari tanah melalui rambut

akarnya. Jika nitrat diserap, pertama-tama direduksi menjadi ion nitrit dan kemudian ion

amonium untuk dimasukkan ke dalam asam amino, asam nukleat, dan klorofil. Pada

tanaman yang memiliki hubungan mutualistik dengan rhizobia, nitrogen dapat

berasimilasi dalam bentuk ion amonium langsung dari nodul. Hewan, jamur, dan

organisme heterotrof lain mendapatkan nitrogen sebagai asam amino, nukleotida dan

molekul organik kecil.

3. Amonifikasi

Jika tumbuhan atau hewan mati, nitrogen organik diubah menjadi amonium

(NH4+) oleh bakteri dan jamur.

4. Nitrifikasi

Konversi amonium menjadi nitrat dilakukan terutama oleh bakteri yang hidup di

dalam tanah dan bakteri nitrifikasi lainnya. Tahap utama nitrifikasi, bakteri nitrifikasi

seperti spesies Nitrosomonas mengoksidasi amonium (NH4+) dan mengubah amonia

menjadi nitrit (NO2-). Spesies bakteri lain, seperti Nitrobacter, bertanggung jawab untuk

oksidasi nitrit menjadi dari nitrat (NO3-). Proses konversi nitrit menjadi nitrat sangat

penting karena nitrit merupakan racun bagi kehidupan tanaman.

Proses nitrifikasi dapat ditulis dengan reaksi berikut ini :

a. NH3 + CO2 + 1.5 O2 + Nitrosomonas → NO2- + H2O + H+

b. NO2- + CO2 + 0.5 O2 + Nitrobacter → NO3

-

c. NH3 + O2 → NO2− + 3H+ + 2e−

d. NO2− + H2O → NO3

− + 2H+ + 2e

5. Denitrifikasi

Denitrifikasi adalah proses reduksi nitrat untuk kembali menjadi gas nitrogen

(N2), untuk menyelesaikan siklus nitrogen. Proses ini dilakukan oleh spesies bakteri

seperti Pseudomonas dan Clostridium dalam kondisi anaerobik. Mereka menggunakan

17

nitrat sebagai akseptor elektron di tempat oksigen selama respirasi. Fakultatif anaerob

bakteri ini juga dapat hidup dalam kondisi aerobik.

Denitrifikasi umumnya berlangsung melalui beberapa kombinasi dari bentuk

peralihan sebagai berikut:

NO3− → NO2

− → NO + N2O → N2(g)

Proses denitrifikasi lengkap dapat dinyatakan sebagai reaksi redoks:

2 NO3− + 10 e− + 12 H+ → N2 + 6 H2O

6. Oksidasi Amonia Anaerobik

Dalam proses biologis, nitrit dan amonium dikonversi langsung ke elemen (N2)

gas nitrogen. Proses ini membentuk sebagian besar dari konversi nitrogen unsur di lautan.

Reduksi dalam kondisi anoxic juga dapat terjadi melalui proses yang disebut oksidasi

amonia anaerobik

NH4+ + NO2

− → N2 + 2 H2O

Siklus sulfur

Sulfur merupakan unsure penyusun protein. Tumbuhan mendapatkan belerang dari

dalm tanah dalam bentuk sulfat (SO42-). Di dalam tubuh tumbuhan, belerang digunakan

sebagai bahan penyusun protein. Hewan dan manusia mendapatkan belerang dengan jalan

memakan tumbuhan. Jika tumbuhan dan hewan mati, jasad renik akan menguraikannya

menjadi gas H2S, atau menjadi SO2 dan SO42-. Secara alami, belerang terkandung di dalam

tanah dalam bentuk mineral tanah. Beberapa gunung berapi, misalnya Gunung Arjuno di

Jawa Timur, mengeluarkan belerang yang kemudian ditambang menjdai batangan belerang.

Selain itu, belerang di udara juga berasal dari sisa pembakaran minya bumi dan batu bara,

dalam bentuk SO2. gas SO2 banyak dihasilkan oleh asap kendaraan dan pabrik. Jika bereaksi

dengan uap air hujan, gas tersebut berubah menjadi sulfat, yang jatuh di tanah, sungai, atau

lautan. Selanjutnya,sulfat dapat dimanfaatkan oleh tumbuhan atau alga air.

18

Gambar 3 : Siklus Sulfur

Daur Hidrologi

Air sangat penting bagi makhluk hidup karena air berfungsi sebagai pelarut kation dan

anion, pengatur suhu tubuh, pengatur tekanan osmotik sel, dan bahan baku untuk fotosintesis.

Di dalam terjadi daur air yang dapat diuraikan sebagai berikut. Air laut, danau, dan sungai

yang terkena cahaya matahari akan menguap. Tumbuhan dan hewan juga mengeluarkan uap

air. Uap air akan membubung ke atmosfer dan berkumpul membentuk awan. Akibat tiupan

angina, awan akan bergerak menuju ke permukaan daratan. Pengaruh suhu yang rendah

mengakibatkan terjadinya kondensasi uap air menjadi titik-titik air hujan. Air hujan yang

turun di permukaan bumi sebagian meresap ke dalam tanah, sebagian dimanfaatkan

tumbuhan dan hewan, sebagian yang lain mengalir di permukaan tanah menjadi sungai-

sungai, dan sebagian lagi menguap menjadi uap air yang akan turun kembali bersama air

hujan.

19

Daur Fosfor

Daur / siklus fosfor adalah proses yang tidak pernah berhenti mengenai perjalanan

fosfor dari lingkungan abiotik hingga dimanfaatkan dalam proses biologis. Berbeda

dengan daur hidrologi, daur karbon, dan daur nitrogen, daur fosfor tidak melalui

komponen atmosfer. Fosfor terdapat di alam dalam bentuk ion fosfat (fosfor yang

berikatan dengan oksigen : H2PO4- dan HPO4

2-). Ion fosfat banyak terdapat dalam

bebatuan. Pengikisan dan pelapukan batuan membuat fosfat larut dan terbawa menuju

sungai sampai laut sehingga membentuk sedimen. Sedimen ini muncul kembali ke

permukaan karena adanya pergerakan dasar bumi.

Ion fosfat dapat memasuki air tanah sehingga tumbuhan dapat mengambil fosfat yang

terlarut melalui absorbsi yang dilakukan oleh akar. Dalam proses rantai makanan,

Herbivora mendapatkan fosfat dari tumbuhan yang dimakannya. Selanjutnya karnivora

mendapatkan fosfat dari herbivora yang dimakannya.

20

Fosfat dikeluarkan dari organisme melalui urin dan feses. Di sini para detrivor

(bakteri dan jamur) mengurai bahan-bahan anorganik di dalam tanah lalu melepaskan

fosfor kemudian diambil oleh tumbuhan atau mengendap. Daur fosfor mulai lagi dari

sini.

21

BAB 3

PENUTUP

3.1 Kesimpulan

Ekosistem adalah suatu sistem ekologi yang terbentuk oleh hubungan timbal balik tak

terpisahkan antara makhluk hidup dengan lingkungannya.

Ekosistem terbentuk dari dua komponen terdiri dari komponen biotik dan abiotik.

Ketergantungan pada ekosistem dapat terjadi antar komponen biotik atau antara

komponen biotik dan abiotik.

Daur biogeokimia terjadi sejak munculnya makhluk hidup pertama kali di bumi. Daur

biogeokimia mendukung proses berlangsungnya kehidupan. Daur biogeokimia yang

akan dibahas meliputi daur nitrogen, daur karbon dan oksigen, daur belerang (sulfur),

dan daur fosforus.

3.2 Saran

Menjaga keseimbangan ekosistem agar aliran energi tidak terputus sehingga tidak

memberikan dampak buruk pada lingkungan .

Menyeimbangkan antara zat yang diperoleh dari lingkungan dan zat tidak berguna

yang dibuang ke lingkungan agar daur biogeokima tidak terhenti dan berjalan dengan

lancar .

22

DAFTAR PUSTAKA

http://id.wikipedia.org/wiki/Ekosistem

http://blogs.unpad.ac.id/dedetresna/?p=8

http://mozaiksains.wordpress.com/2010/04/20/interaksi-antar-komponen-ekosistem/

23