Dau

r Bio

geok

imia

Definisi Daur Biogeokimia

Fungsi Daur Biogeokimia

Tipologi Daur Biogeokimia

Macam-Macam Daur Biogeokimia

Permasalahan Daur Biogeokimia

A. Definisi Biogeokimia

Siklus biogeokimia atau yang juga disebut siklus organik anorganik adalah siklus

unsur-unsur atau senyawa kimia yang mengalir dari komponen abiotik ke

komponen biotik dan kembali lagi ke komponen abiotik. Siklus unsur-unsur

tersebut tidak hanya melalui organisme tetapi juga melibatkan reaksi-rekasi kimia

dalam lingkungan abiotik sehingga disebut sebagai siklus biogeokimia. 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 biogeokimia

memiliki peranan yang penting bagi kehidupan manusia.

B. Fungsi daur biogeokimia

Sebagai siklus materi yang mengembalikan semua unsur-unsur kimia yang sudah

terpakai oleh semua yang ada di bumi baik komponen abiotik maupun komponen

biotik, sehingga kelangsungan hidup di bumi dapat terjaga.

Masing-masing siklus tersebut terdiri atas 2 kompartemen atau 2 pool, yaitu :

1. Reservoir pool : besar, lambat bergerak, umumnya bukan komponen ekologi

2. Exchange/Cycling pool : kecil, tapi lebih aktif bertukar dengan cepat antara

organisme dengan lingkungannya

C. Tipologi/Tipe Daur Biogeokimia

Dari sudut biosfer secara keseluruhan, siklus biogeokimia terdiri atas :

a) Tipe gas dimana reservoir adalah di atmosfer atau hidrosfer (lautan). Misal :

siklus carbon (CO2) & siklus nitrogen (N). Daur tipe gas agak cepat

menyesuaikan terhadap gangguan-gangguan sebab adanya wilayah atmosfir yang

luas serta relatif lebih sempurna dalam arti global sebab adanya pengendalian

umpan balik negatif alam. Sebagai contoh : Peningkatakan dalam produksi CO2

oksidasi atau pembakaran, misalnya cenderung untuk disebarkan oleh gerakan

udara dan peningkatan pengeluaran penggantian kenaikan pengambilan oleh

tumbuh-tumbuhan dan pembentukan karbonat di dalam lautan.

b) Tipe sedimen dimana reservoir adalah kerak bumi. Misal : siklus fosfor.

Daur tipe sedimen cenderung untuk lebih kurang sempurna dan lebih mudah

diganggu oleh gangguan setempat sebab sebagian besar bahan terdapat dalam

tempat dan relatif tidak aktif dan tidak bergerak di dalam kulit bumi. Akibatnya,

beberapa bagian dari bahan yang dapat dipertukarkan cenderung " hilang" untuk

waktu yang lama apabila gerakan menurunnya jauh lebih cepat dari pada gerakan

"naik" kembali.

D. Macam-macam Siklus Biogeokimia

1. Daur Unsur Esensial

a. Daur Karbon dan Oksigen

Proses timbal balik fotosintesis dan respirasi seluler bertanggung jawab atas

perubahan dan pergerakan utama karbon. Naik turunnya CO2 dan O2 atsmosfer

secara musiman disebabkan oleh penurunan aktivitas Fotosintetik. Dalam skala

global kembalinya CO2 dan O2 ke atmosfer melalui respirasi hampir

menyeimbangkan pengeluarannya melalui fotosintesis.

Akan tetapi pembakaran kayu dan bahan bakar fosil menambahkan lebih banyak

lagi CO2 ke atmosfir. Sebagai akibatnya jumlah CO2 di atmosfer meningkat. CO2

dan O2 atmosfer juga berpindah masuk ke dalam dan ke luar sistem akuatik,

dimana CO2 dan O2 terlibat dalam suatu keseimbangan dinamis dengan bentuk

bahan anorganik lainnya.

b. Daur Nitrogen

Di alam, Nitrogen terdapat dalam bentuk senyawa organik seperti urea, protein,

dan asam nukleat atau sebagai senyawa anorganik seperti ammonia, nitrit, dan

nitrat.

Tahap pertama

Daur nitrogen adalah transfer nitrogen dari atmosfir ke dalam tanah. Selain air

hujan yang membawa sejumlah nitrogen, penambahan nitrogen ke dalam tanah

terjadi melalui proses fiksasi nitrogen. Fiksasi nitrogen secara biologis dapat

dilakukan oleh bakteri Rhizobium yang bersimbiosis dengan polong-polongan,

bakteri Azotobacter dan Clostridium. Selain itu ganggang hijau biru dalam air

juga memiliki kemampuan memfiksasi nitrogen.

Tahap kedua

Nitrat yang di hasilkan oleh fiksasi biologis digunakan oleh produsen (tumbuhan)

diubah menjadi molekul protein. Selanjutnya jika tumbuhan atau hewan mati,

mahluk pengurai merombaknya menjadi gas amoniak (NH3) dan garam

ammonium yang larut dalam air (NH4+). Proses ini disebut dengan amonifikasi.

Bakteri Nitrosomonas mengubah amoniak dan senyawa ammonium menjadi nitrat

oleh Nitrobacter. Apabila oksigen dalam tanah terbatas, nitrat dengan cepat

ditransformasikan menjadi gas nitrogen atau oksida nitrogen oleh proses yang

disebut denitrifikasi.

c. Daur Sulfur

Sulfur terdapat dalam bentuk sulfat anorganik. Sulfur direduksi oleh bakteri

menjadi sulfida dan kadang-kadang terdapat dalam bentuk sulfur dioksida atau

hidrogen sulfida. Hidrogen sulfida ini seringkali mematikan mahluk hidup di

perairan dan pada umumnya 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 komponen organiknya oleh bakteri. Beberapa jenis

bakteri terlibat dalam daur sulfur, antara lain Desulfomaculum dan Desulfibrio

yang akan mereduksi sulfat menjadi sulfida dalam bentuk hidrogen sulfida (H2S).

Kemudian H2S digunakan bakteri fotoautotrof anaerob seperti Chromatium dan

melepaskan sulfur dan oksigen. Sulfur di oksidasi menjadi sulfat oleh bakteri

kemolitotrof seperti Thiobacillus.

d. Daur Posfor

Posfor merupakan elemen penting dalam kehidupan karena semua makhluk hidup

membutuhkan posfor dalam bentuk ATP (Adenosin Tri Fosfat), sebagai sumber

energi untuk metabolisme sel.

Posfor terdapat di alam dalam bentuk ion fosfat (PO43-). Ion Fosfat terdapat

dalam bebatuan. Adanya peristiwa erosi dan pelapukan menyebabkan fosfat

terbawa menuju sungai hingga laut membentuk sedimen. Adanya pergerakan

dasar bumi menyebabkan sedimen yang mengandung fosfat muncul ke

permukaan. Di darat tumbuhan mengambil fosfat yang terlarut dalam air tanah

Herbivora mendapatkan fosfat dari tumbuhan yang dimakannya dan karnivora

mendapatkan fosfat dari herbivora yang dimakannya. Seluruh hewan

mengeluarkan fosfat melalui urin dan feses. Bakteri dan jamur mengurai bahan-

bahan anorganik di dalam tanah lalu melepaskan pospor kemudian diambil oleh

tumbuhan.

2. Daur unsur non esensial

Pada daur non esensial sama dengan pola daur unsur esensial , banyak yang

terlihat dalam daur sedimen juga banyak yang terkonsentrasi pada jaringan

tertentu misalnya Hg dan Pb yang beracun dan unsur radioaktif misalnya St

radioaktif semula tidak diperhatikan.

3. Daur nutrien organik

Organisme heterotrof dan beberapa ototrof memerlukan beberapa macam vitamin

dan nutrien lain dari lingkungannya sebagian besar nutrien organik berasal dari

organisme, konsentrasi nutrien organik di alam sangat sedikit dan sering disebut

nutrien mikro karena jumlahnya sangat sedikit dapat menjadi faktor pembatas.

4. Daur nutrien di daerah tropis

Pola peredaran nutrien di daerah tropis dalam beberapa hal berbeda dengan pola

pereedaran nutrien di daerah iklim sedang dan dingin. Di daerah iklim dingin

sebagian besar bahan organik dan nutrien yang tersedia dalam tanah sedangkan di

daerah tropis sebagian besar bahan organik dan nutrien berada pada biomassa.

E. Intervensi manusia dan permasalahan daur biogeokimia

Manusia dapat mempengaruhi daur unsur, karena dapat mengubah daur yang

sempurna menjadi daur yang tidak sempurna (asiklik). Tujuan perlindungan

sumber daya alam ialah membuat proses asiklik menjadi siklik. Daur air

merupakan tempat yang baik untuk memulai perbaikan daur unsur karena daur air

akan dapat mengendalikan nutrien dalam air.

SUMBER

http://freewebs.com/ciget/daur%20biogeokimia.html

http://gurungeblog.com/2008/11/17/daur-biogeokimia/