Daur Biogeokimia

Daur Biogeokimia Rangkaian perubahan bentuk unsur-unsur kimia yang melibatkan komponen-komponen biotik dan abiotik dari ekosistem

Daur Unsur Kimia dalam Ekosistem Proses biologis dan geologis mengubah unsur-unsur kimia dari bentuk organik dan anorganik Kecepatan dekomposisi bahan organik menentukan kecepatan pendauran unsur Pendauran unsur sangat dikendalikan oleh tanaman

Siklus air

Daur air, bukan daur Biogeokimia, karena perubahan yang terjadi adalah perubahan fisis. Copyright © 2002 Pearson Education, Inc., publishing as Benjamin Cummings

SIKLUS HIDROLOGI Proses : 1. Penguapan (evaporasi) air laut & air permukaan ke atm ; 2. Tumbuhan juga menguapkan air (transpirasi) 3. Hasil penguapan menjadi awan jenuh / awan penyebab hujan 4. Terjadi hujan (presipitasi) 5. Sebagian kecil air hujan diuapkan kembali

6. Air hujan yg sampai permukaan tanah sebagian akan meresap ke dlm tanah (infiltrasi). 7. Sebagian lagi mengisi cekungan, kubangan (deficiensi) & sisanya lagi mengalir di permukaan tanah (overland flow) 8. Proses infiltrasi akan menjadikan air mengalir di bawah permukaan tanah (interflow) 9. Sebagian air infiltrasi akan tetap tinggal di dalam tanah (moisture content) bila terdapat banyak hutan

10. Sisanya lagi akan mengalir secara vertikal akibat gravitasi (perkolasi) & masuk jauh ke dlm tanah. 11. Pergerakan air tanah yg lambat sekali ke tempat yg lebih rendah, sehingga bila terdapat patahan bumi akan keluar sebagai mata air, bila bertemu palung sungai akan mengalir bersama surface run off. & Kembali ke proses 1.

Jejaring Makanan Terkait dengan Daur Biogeokimia

Perubahan pada Daur Karbon: Efek Rumah Kaca (Peningkatan kandungan CO2 atmosfer dan suhu) Sebab: 1) Pembakaran bahan bakar fosil 2) Penebangan hutan Akibat: 1) Kandungan CO2 di atmosfer meningkat, panas matahari yang terjebak di atmosfer meningkat. 2) Suhu meningkat.

Siklus N

Fungsi Nitrogen (N): 1.  Merangsang pertumbuhan tanaman secara keseluruhan. 2.  Merupakan bagian dari sel ( organ ) tanaman itu sendiri. 3.  Berfungsi untuk sintesa asam amino dan protein dalam tanaman. 4.  Merangsang pertumbuhan vegetatif ( warna hijau ) seperti daun. Kekurangan unsur N gejalanya : pertumbuhan lambat/kerdil, daun hijau kekuningan, daun sempit, pendek dan tegak, daun-daun tua cepat menguning dan mati.

Daur Nitrogen Nitrogen memasuki ekosistem melalui 2 jalur alami. Melalui hujan dan debu nitrogen. Melalui fiksasi nitrogen, yang dilakukan oleh mikroba prokariotik dengan kemampuan mengubah N2 menjadi senyawa yang dapat digunakan untuk mensintesis senyawa organik bernitrogen seperti asam amino.

Industri pupuk nitrogen kimiawi menyumbang pada daur nitrogen di alam. Hasil dari fiksasi nitrogen adalah amonia, yang di dalam tanah akan berubah menjadi amonium setelah mengalami penambahan ion H + (amonifikasi), yang dapat digunakan oleh tanaman. Beberapa bakteri aerob dapat mengoksidasi amonium menjadi nitrat, melalui proses yang disebut nitrifikasi. Nitrat juga dapat digunakan oleh tanaman. Beberapa bakteri dapat menggunakan oksigen dari nitrat dan melepaskan N2 ke udara (denitrifikasi).

Daur Fosfor Organisme membutuhkan fosfor untuk banyak hal. Daur fosfor lebih sederhana daripada daur-daur lainnya karena daur fosfor tidak melibatkan atmosfer. Fosfor hanya ada dalam bentuk fosfat, yang diserap tanaman dan digunakan untuk sintesis senyawa organik. Humus dan partikel tanah mengikat fosfat, hal ini menyebabkan daur fosfat bersifat lokal.

Fungsi Phospat (P): 1.   Berfungsi untuk pengangkutan energi hasil metabolisme dalam tanaman 2.  Merangsang pembungaan dan pembuahan. 3.  Merangsang pertumbuhan akar. 4.  Merangsang pembentukan biji. 5.  Merangsang pembelahan sel tanaman dan memperbesar jaringan sel. Tanaman yang kekurangan unsur P gejalanya : Pembentukan buah/dan biji berkurang, kerdil, daun berwarna keunguan atau kemerahan ( kurang sehat )

Daur Fosfor + Sumber utama Input: pelapukan batuan Bahan organik tanah tanaman PO4- dalam tanah + Input: pelapukan batuan Output: fiksasi mineral, pelindian

Daur N dan P Titik perhatian: ketersediaan sebagai faktor pembatas dekomposisi membatasi ketersediaan 1 2 Proses berjangka pendek Proses berjangka panjang

Siklus C

Siklus C dan O2

Fungsi Belerang (Sulfur = S) Berperan dalam pembentukan bintil-bintil akar Merupakan unsur yang penting dalam beberapa jenis protein dalam bentuk cystein, methionin serta thiamine Membantu pertumbuhan anakan produktif Merupakan bagian penting pada tanaman-tanaman penghasil minyak, sayuran seperti cabai, kubis dan lain-lain Membantu pembentukan butir hijau daun

Siklus Karbon dan Oksigen Di atmosfer terdapat kandungan CO2 sebanyak 0.03%. Sumber-sumber CO2 di udara berasal dari respirasi manusia dan hewan, erupsi vulkanik, pembakaran batubara, dan asap pabrik Karbon dioksida di udara dimanfaatkan oleh tumbuhan untuk berfotosintesis dan menghasilkan oksigen yang nantinya akan digunakan oleh manusia dan hewan untuk berespirasi Hewan dan tumbuhan yang mati, dalam waktu yang lama akan membentuk batubara di dalam tanah. Batubara akan dimanfaatkan lagi sebagai bahan bakar yang juga menambah kadar C02 di udara. Di ekosistem air, pertukaran C02 dengan atmosfer berjalan secara tidak langsung. Karbon dioksida berikatan dengan air membentuk asam karbonat yang akan terurai menjadi ion bikarbonat. Bikarbonat adalah sumber karbon bagi alga yang memproduksi makanan untuk diri mereka sendiri dan organisme heterotrof lain. Sebaliknya, saat organisme air berespirasi, CO2 yang mereka keluarkan menjadi bikarbonat. Jumlah bikarbonat dalam air adalah seimbang dengan jumlah C02 di air.

Siklus S

KESEIMBANGAN EKOSISTEM Siklus Biogeokimia melalui jaring-jaring dan rantai makanan secara alamiah memelihara keseimbangan ekosistem, sehingga ekosistem berada dalam keadaan Steady State. Steady state terjamin karena seimbangnya siklus sintesis dan dekomposisi. Sedangkan dua siklus itu adalah fungsi komponen biotik ekosistem dengan nisia ekologis masing-masing. Oleh karena itu Biodiversitas ekosistem menjamin stabilitas ekosistem. Ekosistem yang stabil terimplikasikan pada persistensi struktur komunitasnya. Ekosistem yang stabil mempunyai Daya lenting (Resiliensi) yang tinggi. Mekanisme hemeostatik mengantarkan komunitas berkembang dari dynamic steady state (ekosistem dalam fase suksesi) ke dynamic equilibrium state (ekosistem klimaks).

PERUBAHAN EKOSISTEM Ekosistem yang berada dalam keadaan dynamic equilibrium state kedap terhadap tekanan perubahan lingkungan, akan tetapi bila tekanan perubahan lingkungan melebihi daya lentingnya maka gejala deteriorisasi lingkungan tidak dapat terelakkan. Perubahan ekosistem menyerahkan perubahan struktur dan fungsi ekosistem. Secara biologis perubahan ekosistem dapat dimonitor melalui : Analisis struktur ekosistemnya Analisis fungsi ekosistemnya

PRINSIP EKOLOGI PERUBAHAN EKOSISTEM Penambahan komponen baru baik komponen biotik maupun komponen abiotik ke dalam ekosistem dapat menimbulkan perubahan ekosistem. Pembuangan limbah industri, pembuangan limbah domestik, pembuangan pasca panen, penyebaran pestisida ke lingkungan, erosi, eliminasi gas-gas beracun dan uap kimia dari tanur pabrik merupakan bentuk penambahan komponen baru ke lingkungan. Daya lenting lingkungan dapat mendaur ulang komponen-komponen itu, tetapi bila masuknya komponen baru itu melebihi bats, kehadiran komponen baru itu akan mendatangkan bencana lingkungan (Environmental Hazzard) Perubahan ekosistem menyangkut perubahan struktur dan fungsinya. Perubahan struktur dan fungsi ekosistem adalah konsekuensi dari adanya interaksi dua prinsip ekologi, yaitu prinsip toleransi dan prinsip kompetisi. Prinsip toleransi berkaitan dengan faktor pembatas (limiting factors), yaitu faktor-faktor yang walaupun keberadaannya dalam lingkungan tetapi sangat diperlukan oleh organisme.

DAMPAK BIOGEOFISIK PEMBANGUNAN Aktivitas Manusia Limbah & Residu Daya Dukung Kehidupan Beban risiko lingkungan biologik dan geofisik yang di timbulkan oleh aktivitas manusia

Jika sebagai akibat pencemaran limbah oksigen pada suatu lingkungan perairan berkurang maka spesies-spesies yang toleran terhadap kondisi itu akan menurun populasinya, sebaliknya spesies-spesies yang mempunyai toleransi terhadap kondisi itu akan meningkat populasinya. Atas dasar interaksi dua prinsip ekologi itu (prinsip toleransi dan kompetisi) itu perubahan kondisi lingkungan dapat dimonitor melalui analisis struktur komunitas ekosistemnya atau dengan mengenai indikator biologisnya. Dampak Biogeofisik pembangunanAktivitas ManusiaLimbah & ResiduDaya Dukung Kehidupan beban risiko lingkungan biologik dan geofisik yang di timbulkan oleh aktivitas manusia

DAMPAK BIOGEOFISIK Pembangunan Aktivitas ManusiaLimbah & Residu Daya Dukung Kehidupan Beban risiko lingkungan biologik dan geofisik yang di timbulkan oleh aktivitas manusia