24
Okt
12

ekologi lingkungan – biogeokimia

 

TUGAS TENTANG BIOGEOKIMIA

Diajukan untuk memenuhi tugas Mata Kuliah Ekologi Lingkungan

oleh

AMELLIA AGUSTRIANA

1100794

 

 

 
   

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

JURUSAN PENDIDIKAN GEOGRAFI

FAKULTAS PENDIDIKAN ILMU SOSIAL

UNIVERSITAS PENDIDIKAN INDONESIA

BANDUNG

2012

 

 

 

BIOGEOKIMIA

 

      Biogeokimia adalah pertukaran atau perubahan yang terus menerus, antara komponen biosfer yang hidup dengan tak hidup. (http://gurungeblog.wordpress.com/2008/11/17/daur-biogeokimia/)

Secara khusus, biogeokimia adalah studi tentang siklus dari unsur-unsur kimia, seperti karbon, nitrogen, air, fosfor, dll serta  interaksi mereka dan penggabungan ke dalam makhluk hidup yang diangkut melalui sistem skala bumi biologis dalam ruang melalui waktu. Bidang ini berfokus pada siklus kimia baik yang didorong oleh atau memiliki dampak pada aktivitas biologis. Penekanan khusus ditempatkan pada studi tentang siklus karbon, nitrogen, sulfur, dan fosfor. Biogeokimia adalah ilmu sistem yang terkait erat dengan ekologi Sistem.

      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 ulang materi tersebut melibatkan makhluk hidup dan batuan (geofisik) sehingga disebut Daur Biogeokimia.
Daur biogeokimia memiliki fungsi 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.

Siklus-siklus tersebut antara lain: siklus air, siklus oksigen, siklus karbon, siklus nitrogen, dan siklus sulfur.

Pendiri ilmu biogeokimia adalah ilmuan rusia, Vladimir Vernadsky, orang kebangsaan Rusia yang menulis buku “The Biosphere” tahun 1926. Dia berada dalam tradisi  Mendeleev, dia berdedikasi dalam merumuskan fisika bumi sebagai keseluruhan yang hidup. Vernadsky memisahkan tiga lapisan/ bidang (spheres) di Bumi. Dia mengamati bahwa setiap bidang memiliki hukum evolusinya sendiri, dan bidang tertinggi memodifikasi dan mendominasi bidang lainnya.  Tiga  bidang itu adalah :

Abiotic sphere (lingkungan) – semua energi tidak hidup dan proses-proses materi
Biosfer – proses hidup yang berada bersama-sama lingkungan (biotic sphere)
Nöesis or Nösfer – bidang yang berkaitan dengan proses-proses akibat aktivitas manusia

Aktifitas manusia (contoh : industri dan pertanian) mengubah biosfer dan lingkungan. di dalam lingkungan kontemporer, banyaknya pengaruh manusia dalam dua bidang lainnya sebanding dengan kekuatan geologi.
Ada kelompok penelitian biogeokimia di banyak universitas di seluruh dunia. Karena ini adalah bidang yang benar-benar mengkaitkan antar-disiplin ilmu, yaitu : ilmu atmosfer, biologi, ekologi, geomicrobiology, kimia lingkungan, geologi, oseanografi, dan ilmu bumi.

Beberapa bidang penelitian yang penting untuk biogeokimia meliputi:

– pemodelan sistem alam
– pemulihan proses pengasaman tanah dan air
– eutrofikasi air permukaan
– penyerapan karbon
– remediasi tanah
– lingkungan global yang berubah
– perubahan iklim
– biogeokimia calon untuk deposito bijih

Unsur-unsur seperti karbon, nitrogen, fosfor, belerang, hidrogen, dan oksigen adalah beberapa di antara unsur yang penting bagi kehidupan. Unsur-unsur tersebut diperlukan oleh makhluk hidup dalam jumlah yang banyak, sedangkan unsur yang lain hanya dibutuhkan dalam jumlah yang sedikit. Meskipun setiap saat unsur-unsur yang ada tersebut dimanfaatkan oleh organisme, keberadaan unsur-unsur tersebut tetap ada. Hal tersebut dikarenakan, unsur yang digunakan oleh organisme untuk menyusun senyawa organik dalam tubuh organisme, ketika organisme-organisme tersebut mati, unsur-unsur penyusun senyawa organik tadi oleh pengurai akan dikembalikan ke alam, baik dalam tanah ataupun dikembalikan lagi  ke udara. Jadi, dalam proses tersebut melibatkan makhluk hidup, tanah, dan reaksi-reaksi kimia di dalamnya. Itulah yang dimaksud sebagai daur biogeokimia. Berikut ini akan dibahas macam-macam daur biogeokimia yang ada di alam ini, antara lain:

  • Daur Nitrogen
  • Daur Karbon dan Oksigen
  • Daur Air
  • Daur Belerang
  • Daur Posfor
  1. 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.

  1. Daur Sulfur (belerang)

      Belerang dalam tubuh organisme merupakan unsur penyusun protein. Di alam, sulfur (belerang) terkandung dalam tanah dalam bentuk mineral tanah dan di udara dalam bentuk SO atau gas sulfur dioksida. Ketika gas sulfur dioksida yang berada di udara bersenyawa dengan oksigen dan air, akan membentuk asam sulfat yang ketika jatuh ke tanah akan menjadi bentuk ion-ion sulfat (SO4 2- ).

 

               

     

      Kemudian ion-ion sulfat tadi akan diserap oleh tumbuhan untuk menyusun protein dalam tubuhnya. Ketika manusia atau hewan memakan tumbuhan, maka akan terjadi perpindahan unsur belerang dari tumbuhan ke tubuh hewan atau manusia. Ketika hewan atau tumbuhan mati, jasadnya akan diuraikan oleh bakteri dan jamur pengurai dan menghasilkan bau busuk, yaitu gas hidrogen sulfida (H2S) yang akan dilepas ke udara dan sebagian tetap ada di dalam tanah. Gas hidrogen sulfida yang ada di udara akan bersenyawa dengan oksigen membentuk sulfur oksida, dan yang di tanah oleh bakteri tanah akan diubah menjadi ion sulfat dan senyawa sulfur oksida yang nanti akan diserap kembali oleh tumbuhan.

 

  1. Daur karbon dan oksigen

     Di atmosfer terdapat kandungan COZ sebanyak 0.03%. Sumber-sumber COZ 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 tu mbuhan 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. Lihat Gambar

 

                           Gbr. Siklus Karbon dan Oksigen di Alam

 

 

 

 

 

 

  1. Daur Fosfor

 

 

 

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.

 

  1. Daur Air

 

 

 

Air di atmosfer berada dalam bentuk uap air. Uap air berasal dari air di daratan dan laut yang menguap karena panas cahaya matahari. Sebagian besar uap air di atmosfer berasal dari laut karena laut mencapai tigaperempat luas permukaan bumi. Uap air di atmosfer terkondensasi menjadi awan yang turun ke daratan dan laut dalam bentuk hujan. Air hujan di daratan masuk ke dalam tanah membentuk air permukaan tanah dan air tanah.

Tumbuhan darat menyerap air yang ada di dalam tanah. Dalam tubuh tumbuhan air mengalir melalui suatu pembuluh. Kemudian melalui tranpirasi uap air dilepaskan oleh tumbuhan ke atmosfer. Transpirasi oleh tumbuhan mencakup 90% penguapan pada ekosistem darat.

Hewan memperoleh air langsung dari air permukaan serta dari tumbuhan dan hewan yang dimakan, sedangkan manusia menggunakan sekitar seperempat air tanah. Sebagian air keluar dari tubuh hewan dan manusia sebagai urin dan keringat.

Air tanah dan air permukaan sebagian mengalir ke sungai, kemudian ke danau dan ke laut. Siklus ini di sebut Siklus Panjang. Sedangkan siklus yang dimulai dengan proses Transpirasi dan Evapotranspirasi dari air yang terdapat di permukaan bumi, lalu diikuti oleh Presipitasi atau turunnya air ke permukaan bumi disebut Siklus Pendek.

DAFTAR PUSTAKA

 

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

http://free.vlsm.org/v12/sponsor/Sponsor-Pendamping/Praweda/Biologi/0032%20Bio%201-7c.htm

http://kamuspengetahuan.blogspot.com/2011/08/biogeokimia.html

http://kamuspengetahuan.blogspot.com/2011/08/daur-siklus-sulfur-belerang_31.html

http://ahmad-cecep.blogspot.com/

2012


0 Responses to “ekologi lingkungan – biogeokimia”



  1. Tinggalkan sebuah Komentar

Tinggalkan Balasan

Isikan data di bawah atau klik salah satu ikon untuk log in:

Logo WordPress.com

You are commenting using your WordPress.com account. Logout / Ubah )

Gambar Twitter

You are commenting using your Twitter account. Logout / Ubah )

Foto Facebook

You are commenting using your Facebook account. Logout / Ubah )

Foto Google+

You are commenting using your Google+ account. Logout / Ubah )

Connecting to %s


%d blogger menyukai ini: