Post on 22-Oct-2015
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