SIKLUS BIOGEOKIMIAWI Oksigen, karbodioksida, dan Nitrogen merupakan komponen udara yang proporsinya terpelihara. Keseimbangan ekosistem memelihara keajegan proporsi komponen-komponen itu. Mekanisme regulasinya antara lain oleh adanya siklus biogeokimia. Respirasi organisme memerlukan oksigen. Oksigen itu diambil dari udara. Fotosintesis membebaskan oksigen ke udara. Dua proses biologis itu mengatur siklus oksigen dalam ekosistem. Siklusnya sederhana. Siklus karbon yang melibatkan karbondioksida lebih kompleks. Melalui fotosintesis karbondioksida bersama molekul disintesis menjadi karbohidrat. Melalui assimilasi lebih lanjut terbentuk lemak dan protein. Adanya karbohidrat, lemak, dan protein pada tumbuhan hijau memungkinkan tumbuhan hijau menjadi sumber energi bagi organisme lain. Melalui Food Chain karbon yang terkandung dalam karbohidrat, lemak, dan protein itu ditransfer dari tumbuhan hijau - karnivora I – Karnivora II - Dekomposer. karbon yang terkandung dalam organisme yang tertahan dalam tanah menjadi fosil (batu bara dan minyak bumi).

Respirasi organisme membebaskan karbondioksida ke udara Respirasi organisme membebaskan karbondioksida ke udara. Pembakaran bahan bakar (batu bara dan minyak bumi) membebaskan karbondioksida ke udara. Nitrogen udara mengalir melalui ekosistem dengan siklus biogeokimiawi juga. Fiksasi nitrogen udara terjadi secara alamiah (akibat halilintar) dan aktivitas bakteri pengikat nitrogen. Melalui mineralisasi nitrogen berubah menjadi senyawa yang siap diserap tumbuhan. Dalam tubuh tumbuhan nitrogen tersimpan dalam bentuk protein. Melalui Food Chain protein tumbuhan ditransfer ke organisme lain (herbivora, karnivora). Dekomposisi jasad organisme yang telah mati dan ekskresi organisme menyebabkan terurainya kembali nitrogen, sehingga terbebaskannya nitrogen bebas ke udara. Siklus Biogeokimiawi bertanggung jawab dalam memelihara aliran materi dalam ekosistem.

SIKLUS BEOGEOKIMIA Materi yang menyusun tubuh organisme berasal dari bumi. Materi yang berupa unsur-unsur terdapat dalam senyawa kimia yang merupakan Materi dasar makhluk hidup dan tak hidup. Siklus biogeokimia atau siklus organik-anorganik adalah siklus unsur atau senyawa kimia yang mengalir dari komponen abiotik ke biotik dan kembali lagi ke komponen abiotik. Siklus unsur-unsur tersebut tidak hanya melalui organisme, tetapi juga melibatkan reaksi-reaksi kimia dalam lingkungan abiotik sehingga disebut siklus biogeokimia Siklus-siklus tersebut antara lain: siklus air, siklus oksigen, siklus karbon, siklus nitrogen, dan siklus sulfur. Di sini hanya akan dibahas 3 macam siklus, yaitu siklus nitrogen, siklus fosfor, dan siklus karbon

1. Siklus Nitrogen (N2) Gas nitrogen banyak terdapat di atmosfer, yaitu 80% dari udara. Nitrogen bebas dapat ditambat/difiksasi terutama oleh tumbuhan yang berbintil akar (misalnya jenis polongan) dan beberapa jenis ganggang. Nitrogen bebas juga dapat bereaksi dengan hidrogen atau oksigen dengan bantuan kilat/ petir. Tumbuhan memperoleh nitrogen dari dalam tanah berupa amonia (NH3), ion nitrit (N02- ), dan ion nitrat (N03- ). Beberapa bakteri yang dapat menambat nitrogen terdapat pada akar Legum dan akar tumbuhan lain, misalnya Marsiella crenata. Selain itu, terdapat bakteri dalam tanah yang dapat mengikat nitrogen secara langsung, yakni Azotobacter sp. yang bersifat aerob dan Clostridium sp. yang bersifat anaerob. Nostoc sp. dan Anabaena sp. (ganggang biru) juga mampu menambat nitrogen. Nitrogen yang diikat biasanya dalam bentuk amonia. Amonia diperoleh dari hasil penguraian jaringan yang mati oleh bakteri. Amonia ini akan dinitrifikasi oleh bakteri nitrit, yaitu Nitrosomonas dan Nitrosococcus sehingga menghasilkan nitrat yang akan diserap oleh akar tumbuhan. Selanjutnya oleh bakteri denitrifikan, nitrat diubah menjadi amonia kembali, dan amonia diubah menjadi nitrogen yang dilepaskan ke udara. Dengan cara ini siklus nitrogen akan berulang dalam ekosistem

Gbr. Siklus Nitrogen di Alam

2. Siklus Fosfor Di alam, fosfor terdapat dalam dua bentuk, yaitu senyawa fosfat organik (pada tumbuhan dan hewan) dan senyawa fosfat anorganik (pada air dan tanah). Fosfat organik dari hewan dan tumbuhan yang mati diuraikan oleh dekomposer (pengurai) menjadi fosfat anorganik. Fosfat anorganik yang terlarut di air tanah atau air laut akan terkikis dan mengendap di sedimen laut. Oleh karena itu, fosfat banyak terdapat di batu karang dan fosil. Fosfat dari batu dan fosil terkikis dan membentuk fosfat anorganik terlarut di air tanah dan laut. Fosfat anorganik ini kemudian akan diserap oleh akar tumbuhan lagi. Siklus ini berulang terus menerus.

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

Analisis Struktur ekosistem untuk mengukur Biodiversitasnya Analisis fungsi ekosistem untuk mengukur produktivitasnya. Biodiversitas dan produktivitas ekosistem menentukan daya dukung (carrying capacity) lingkungan. Pengendalian terhadap penurunan daya dukung lingkungan merupakan konsekuensi logis pembangunan. Oleh karena itu dengan pendekatan ekologi perlu diwujudkan pembangunan berkelanjutan (sustainable development)

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.

3. 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, COz yang mereka keluarkan menjadi bikarbonat. Jumlah bikarbonat dalam air adalah seimbang dengan jumlah C02 di air.

Gbr. Siklus Karbon dan Oksigen di Alam

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

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