DAUR BIOGEOKIMIA Siklus biogeokimia atau yang biasa disebut

DAUR BIOGEOKIMIA

Siklus biogeokimia atau yang biasa disebut dengan siklus organik-anorganik
adalah siklus unsur-unsur atau senyawa kimia yang mengalir dari komponen
abiotik ke komponen biotik dan kembali lagi ke komponen abiotik.

Fungsi Siklus Biogeokimia adalah sebagai siklus materi yang mengembalikan
semua unsur-unsur kimia yang sudah terpakai oleh semua yang ada di bumi
baik komponen biotik maupun komponen abiotik, sehingga kelangsungan
hidup di bumi dapat terjaga.

Macam-macam daur biogeokimia
a. daur Air/siklus hidrologi
b. daur Karbon
c. daur Nitrogen
d. daur Fosfor
e. daur sulfur/belerang
a. Daur Air

Perpindahan air dari darat, laut, sungai, rawa, atmosfer, dan antara
organisme dengan lingkungan.

Proses :
1. Evaporasi adalah proses penguapan air yang ada di permukaan bumi
karena adanya energi panas dari matahari.
2. Transpirasi adalah proses penguapan air yang ada di permukaan bumi
yang berasal dari tumbuhan
3. Sublimasi adalah proses di mana es yang bersumber dari kutub utara,
kutub selatan, dan es di pegunungan berubah menjadi uap air tanpa
lebih dulu berada dalam fase cair.
4. Kondensasi : terbentuknya partikel es yang berukuran sangat kecil
dari air yang menguap karena pengaruh suhu dan udara dan bersatu
membentuk awan di langit.
5. Pengendapan (presipitasi): Awan (uap air yang terkondensasi)
kemudian turun ke permukaan bumi, kemudian masuk kembali ke
lapisan litosfer.
6. Limpasan : Limpasan adalah proses di mana air mengalir di atas
permukaan bumi.
7. Infiltrasi : Setelah hujan, tidak semua air ikut melalui tahap limpasan.
Beberapa di antara mereka bergerak jauh ke dalam tanah, merembes ke
bawah dan menjadi air tanah. kemudian daur air berlangsung secara
terus menerus.
b. Daur Karbon

Siklus karbon adalah siklus biogeokimia di mana karbon dipertukarkan
antara biosfer, geosfer, hidrosfer, dan atmosfer Bumi

siklus karbon berkaitan erat dengan peristiwa fotosintesis yang berlangsung
pada organisme autotrof dan peristiwa respirasi yang berlangsung pada
organisme heterotrof karbon diambil/diserap oleh tumbuhan dari
lingkungan untuk fotosintesis dalam bentuk CO2

Sumber karbon di alam: CO2
1. CO2 di alam → fotosintesis → tumbuhan mati → karbon tersimpan di
dalam fosil
2. Makhluk hidup bernapas → mengeluarkan CO2 dipakai untuk
fotosintesis
3. Hewan mati → karbon tersimpan di dalam fosil
4. Fosil → bahan bakar → CO2 terlepas kembali ke udara

aktifitas manusia dan alam seperti penggunaan bahan bakar fosil untuk
industrialisasi dan transportasi, kebakaran hutan, pembakara hutan untuk
lahan pertanian dan illegal logging dapat meningkatkan kadar CO2 di
atmosfer
c. Daur Nitogen

Daur nitrogen adalah salah satu daur biogeokimia yang terjadi di
bumi karena adanya interaksi yang terjadi antar komponen dalam
ekosistem. Nitrogen secara umum terdapat dalam lapisan udara bumi
(atmosfer) dan sebagian kecil terdapat dipermukaan litosfer bumi.

sumber nitrogen di alam dapat tersedia karena terjadinya proses
pemecahan nitrogen di udara secara alami melalui petir,fiksasi dan
penambangan.

beberapa mikroorganisme yang terlibat dalam daur nitrogen ialah :
1. Nitrosomanas mengubah amonium menjadi nitrit.
2. Nitrobacter mengubah nitrit menjadi nitrat
3. Rhizobium menambat nitrogen dari udara
4. Bakteri hidup bebas pengikat nitrogen seperti Azotobakter
(aerobik) dan Clostridium (anaerobik)
5. Alga biru hijau pengikat nitrogen seperti Anabaena, Nostoc dan
anggota-anggota lain dari ordo Nostocales
6. Bakteri ungu pengikat nitrogen seperti Rhodospirillum

Setelah mengalami fiksasi, nitrogen kemudian melalui beberapa tahapan
lanjut yang meliputi amonifikasi, nitrifikasi, dan denitrifikasi.
1. Amonifikasi adalah pengubahan senyawa amonia atau nitrat
menjadi ammonium. Dalam daur nitrogen, ammonium dapat
dihasilkan dari pengubahan nitrat yang dilakukan oleh bakteri
Micrococcus denitrifican.
2. Nitrifikasi adalah proses konversi amonium menjadi nitrat dengan
bantuan enzim nitrogenase melalui 2 tahapan yaitu tahap nitritasi
dan nitratasi. Nitritasi adalah konversi amonium menjadi nitrit
(NO2) dengan bantuan bakteri Nitrosomonas, sedangkan nitratasi
adalah konversi nitrit (NO2) menjadi nitrat (NO3) dengan bantuan
bakteri Nitrobacter.
3. Denitrifikasi adalah suatu proses dalam daur nitrogen yang
menyebabkan pelepasan nitrogen ke udara dipicu oleh kondisi
anaerob di dalam tanah. Di kondisi anaerob, bakteri-bakteri di
tanah -seperti Micrococcus denitrifican, Thiobacillus denitrifican,
dan Pseudomonas denitrifican, mengambil oksigen dari nitrat yang
ada di dalam tanah, beberapa nitrat berubah menjadi nitrogen (N2)
sehingga ia kembali terlepas ke udara.
d. Daur Fosfor

Siklus
fosfor
didefinisikan
sebagai
siklus
biogeokimia
yang
menggambarkan pergerakan fosfor melalui bidang ekosistem yaitu
melalui litosfer, hidrosfer dan biosfer.

Proses siklus fosfor adalah sebagai berikut:
1. Fosfor memasuki tanah dan air melalui pelapukan batuan.
2. Tanaman mengambil ion fosfor ini dari tanah.
3. Fosfat kemudian dipindahkan dari tanaman ke hewan herbivora.
4. Herbivora hewan kemudian dimakan oleh karnivora.
5. Fosfat yang diserap oleh hewan dikembalikan ke tanah melalui
ekskresi dan dari dekomposisi tumbuhan dan bahan mati oleh
mikroba.
6. Bahan tanaman mati dan produk-produk limbah lainnya membusuk
melalui aksi bakteri.
7. Fosfat dilepaskan ke lingkungan dengan proses ini.
8. Fosfat dalam tanah yang tercuci atau terkikis ke dalam air.
9. Air tersebut digunakan oleh ganggang dan tanaman sebagai nutrisi.

Pentingnya siklus fosfor.
1. Tanaman dan hewan memerlukan fosfor sebagai nutrisi penting, tetapi
merupakan nutrisi pembatas bagi organisme akuatik.
2. Beberapa molekul kehidupan terdiri dari fosfor penting
mempertahankannya.
3. Sebagian besar fosfor yang ditambang digunakan untuk membuat
pupuk.
4. Pelapukan batuan dan mineral melepaskan fosfor ke lingkungan yang
diambil oleh tanaman dan diolah menjadi senyawa organik.
5. Fosfat secara biologis penting karena merupakan komponen nukleotida
dan asam nukleat seperti DNA dan RNA.
6.
Fosfor juga berfungsi dalam menjaga homeostasis asam basa dalam
tubuh manusia bertindak sebagai agen penyangga.
7.
Hal ini juga penting untuk reaksi metabolisme untuk melepaskan
energi.
8. Hal ini juga diperlukan untuk mengkodekan informasi gen.
e. Daur Sulfur/Belerang

Belerang merupakan nutrisi penting bagi organisme, menjadi konstituen
utama asam amino tertentu, protein, dan biokimia lainnya.

Siklus Belerang adalah Sistem biogeokimia yang mentransformasi
komponen biotik dan abiotik yang mengandung belerang anorganik dan
organik, dan antara, litosfer, hidrosfer, atmosfer, dan biosfer.

sulfur merupakan unsur non logam - bentuk aslinya adalah sebuah zat
padat kristal berwarna kuning

di alam ditemukan sebagai unsur murni atau sebagai mineral- mineral
sulfida dan sulfat

sulfur teradapat di udara karena adanya aktifitas gunung berapi dan
penggunaan dari bahan bakar fosil (menghasilkan SO2)

unsur penting untuk kehidupan dan ditemukan dalam bentuk senyawa
asam amino

tumbuhan mendapat sulfur dari dalam tanah dalam bentuk sulfat organik
(SO4 ).

sulfur berpindah ke organisme heterotrof dalam proses rantai makanan
- penguraian organisme yang mati mengasilkan gas H2S atau menjadi
sulfat lagi.

Sulfur direduksi oleh bakteri menjadi sulfida dan kadang-kadang
terdapat dalam bentuk sulfur dioksida atau hidrogen sulfida.

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 ulfur dan oksigen.

Sulfur di oksidasi menjadi sulfat oleh bakteri kemolitotrof seperti
Thiobacillus.
POPULASI

Populasi adalah kelompok individu-individu yang memiliki kesamaan
genetik,dan berada bersama-sama dalam tempat dan waktu yang sama.

Contoh interaksi antarpopulasi adalah sebagai berikut.
1. Alelopati
Merupakan interaksi antarpopulasi, bila populasi yang satu menghasilkan
zat yang dapat menghalangi tumbuhnya populasi lain. Contoh, jamur
Penicillium sp. dapat menghasilkan antibiotika yang dapat menghambat
pertumbuhan bakteri tertentu.
2. Kompetisi
Merupakan
interaksi
antarpopulasi,
bila
antarpopulasi
terdapat
kepentingan yang sama sehingga terjadi persaingan untuk mendapatkan
apa yang diperlukan. Contoh, persaingan antara populasi kambing dengan
populasi sapi di padang rumput.

populasi memiliki ciri-ciri antara lain sebagai berikut:
1. Densitas atau kerapatan atau kepadatan
2. Angka kelahiran (natalitas)
3. Angka kematian (mortalitas)
4. Genetik
5. Struktur Umur
6. Potensi biotik
7. Bentuk pertumbuhan

Distribusi populasi adalah pergerakan individu-individu atau alat perkembang
biakannya (biji, spora, larva dan lainnya) ke dalam atau ke luar dari suatu
populasi atau daerah populasi. Ada tiga bentuk distribusi atau pergerakan
populasi yaitu:
1. Migrasi, yaitu pergerakan keluar batas-batas tempat populasi dan datang
kembali ke tempat populasi semula secara periodi.
2.
Emigrasi, yaitu pergerakan keluar batas-batas tempat populasi sehingga
populasi berkurang
3.
Imigrasi, yaitu pergerakan ke dalam batas-batas tempt populasi sehingga
populasi bertambah

Penyebaran atau pergerakan sangat dipengaruhi oleh faktor penghalang
(barier) dan kemampuan individu atau alat perkembangbiakannya untuk
berpindah (vagilitas).

Penyebaran populasi yang berupa penyebaran individu memiliki tiga pola
dasar yaitu:
1. Acak (random), kondisi distribusi pola ini relatif jarang terjadi di alam
2. Merata (uniform), terjadi apabila kompetisi antara individu-individu
sangat tajam dalam memperebutkan ruang hidup yang sama.
3. Berkelompok (clumped), pola distribusi ini dapat berkelompok secara
acak (random clumped), berkelompok secara merata dimana penyebaran
kelompok dalam suatu daerah membagi ruang hidup yang sama dan
berkelompok secara besar
NATALITAS DAN MORTALITAS

natalitas adalah kemampuan yang inheren suatu populasi untuk bertambah.

Angka natalitas adalah angka ekuivalen dengan kelahiran dalam kajian
terminologi populasi manusia (demografi).

Natalitas dalam populasi menyatakan pertambahan populasi dalam
lingkungan yang sesuai dengan keadaan lingkungannya.

Natalitas maksimum (kadang disbeut mutlak atau natalitas fisiologis)
merupakan produksi maksimun individu-individu baru secara teoritis dalam
keadaan yang ideal dimana faktor fisiologis ditiadakan.

Mortalitas dapat diartikan sebagai tingkat kematian individu-individu dalam
populasi. Mortalitas merupakan kebalikan dari natalitas (kelahiran).

Angka mortalitas ekuivalen dengan angka kematian pada demografi
manusia. Seperti natalitas, mortalitas dapat dinyatakan sebagai individu yang
mati dalam kurung waktu tertentu dalam populasi.

Mortalitas dari setiap populasi tidak sama atau beragam atau tidak tetap.

Mortalitas minimum adalah suatu ketetapan dari suatu populasi yang
menunjukkan di bawah keadaan yang tidak ideal.
KOMPETISI

Kompetisi adalah hubungan antara organisme yang berusaha untuk sumber
daya yang sama di tempat yang sama. Sumber daya mungkin makanan, air,
atau ruang.
Jenis kompetisi:

Kompetisi intraspesifik terjadi antara anggota spesies yang sama. Misalnya,
dua burung jantan dari spesies yang sama mungkin bersaing dengan rekan
mereka di daerah yang sama. Jenis kompetisi merupakan faktor dasar dalam
seleksi alam. Hal ini menyebabkan evolusi adaptasi yang lebih baik dalam
suatu spesies. Contohnya sesama kambing jantan berkelahi untuk
memperebutkan pasangan kawinnya.

Kompetisi interspesifik terjadi antara anggota spesies yang berbeda. Misalnya,
predator dari spesies yang berbeda mungkin bersaing untuk mangsa yang
sama. Contohnya tanaman jagung dan rumput yang sama-sama tumbuh di
ladang.
SUKSESI

Suksesi adalah perubahan yang perlahan-lahan dari komunitas tumbuhan
dalam suatu daerah tertentu dimana terjadi pengalihan dari suatu jenis
tumbuhan oleh jenis tumbuhan lainnya (pada tingkat populasi).

Nudasi, proses pembentukan atau terjadinya daerah gundul atau terbuka, baik
disebabkan oleh aktivitas manusia maupun oleh aktivitas alam

Invasi, datangnya bakal kehidupan berbagai spesies organisme dari suatu
daerah ke daerah yang baru dan menetap di daerah baru.

Migrasi, proses tempat bakal kehidupan berpindah dan meninggalkan
induknya menuju ke suatu daerah baru dan menetap di dalamnya

Penyesuaian, proses tempat bakal kehidupan berusaha membuat daerah yang
baru ditempati sebagai rumahnya

Agregasi, penggabungan dari setiap bakal kehidupan atau organisme yang
datang ke daerah baru
Jenis Jenis Suksesi

Suksesi primer: suksesi pada suatu substrak yang sebelumnya tidak
dihuni.

Suksesi sekunder: suksesi pada suatu daerah yang pernah dihuni oleh
suatu komunitas

Suksesi autogenik, yaitu perubahan suksesi yang secara luas dipengaruhi
oleh faktor-faktor internal (kegiatan organisme di dalam ekosistem).

Suksesi allogenik, yaitu perubahan yang disebabkan oleh pengaruh dari
luar lingkungan (contoh: badai, api) secara teratur mempengaruhi
lingkungan tersebut.

Suksesi autotropik adalah suksesi yang dimulai dengan produksi kotor
lebih besar daripada respirasi komunitas (P>R)

Suksesi heterotropik adalah suksesi yang dimulai dengan produksi kotor
lebih kecil daripada respirasi komunitas (P<R).
Terminologi Yang Berkaitan Dengan Suksesi

Sere adalah serangkaian perubahan dalam komunitas atau ekosistem yang
dapat diidentifikasi selama suksesi

Tingkat seral (seral stages) adalah masing-masing tingkat perubahan
komunitas atau ekosistem selama suksesi

Klimaks adalah kondisi komunitas atau ekosistem akhir pada proses
suksesi yang telah mencapai homeostatis.
Faktor Yang Mempengaruhi Kecepatan Proses Suksesi

Luas komunitas awal yang rusak oleh adanya gangguan

Spesies tumbuhan yang terdapat di sekitar tempat terjadinya suksesi

Sifat-sifat setiap spesies tumbuhan yang ada di sekitar tempat terjadinya
suksesi

Kehadiran bakal kehidupan (biji, buah, spora, dll)

Jenis substrat baru yang terbentuk

Kondisi iklim

Suksesi ekologi mengarah kepada suatu komunitas akhir yang stabil yaitu
klimaks.
Sifat-sifat tertentu dan yang terpenting dari klimaks:

Fasa klimaks merupakan sistem yang stabil dalam keseimbangannya
antara lingkungan biologi dengan lingkungan non-biologinya

Komposisi jenis pada fasa klimaks relatif tetap atau tidak berubah

Pada fasa klimaks tidak ada akumulasi tahunan berlebihan dari materi
organik sehingga tidak ada perubahan yang berarti

Fasa klimaks dapat mengelola diri sendiri atau mandiri