BIOLOGI_M5KB3 PDF
- 1. No Kode: DAR2/PROFESIONAL/190/05/2019 PENDALAMAN MATERI BIOLOGI MODUL 5 EKOLOGI DAN LINGKUNGAN KEGIATAN BELAJAR 3 EKOSISTEM Drs. Puji Prastowo, M.Si. Dra. Cicik Suriani, M.Si. Dr. Martina Restuati, M.Si. Dr. Fauziyah Harahap, M.Si. Ahmad Shafwan S. Pulungan, S.Pd. M.Si. Wasis Wuyung Wisnu Brata, M.Pd. Eko Prasetya, M.Sc. Nanda Pratiwi, M.Pd. KEMENTERIAN PENDIDIDKAN DAN KEBUDAYAAN 2019
- 3. DAFTAR ISI HALAMAN SAMPUL DAFTAR ISI i 1. PENDAHULUAN 1 1.1 Deskripsi Singkat 1 1.2 Relevansi 1 1.3 Panduan Belajar 1 2. INTI 3 2.1 Capaian Pembelajaran 3 2.2 Sub Capaian Pembelajaran 3 2.3 Pokok Materi 3 2.4 Uraian Materi 4 i
- 5. 1 1. PENDAHULUAN 1.1 Deskripsi Singkat Kegiatan Belajar 3 pada Modul 5 ini mengkaji tentang Ekosistem. Pada materi ini akan dibahas tentang Komponen penyusun ekosistem, Macam-macam ekosistem, Ekoenergetika dan Siklus Biogeokimia. Pada materi Komponen penyusun Ekosistem, akan dibahas tentang komponen-komponen penyusun ekosistem dan interaksinya. Pada materi tentang Macam-macam ekosistem akan dibicarakan tentang macam-macam ekosistem, baik ekosistem terestrial maupun perairan. Untuk materi Ekoenergetika, akan dibahas tentang aliran energi yang terjadi di dalam ekosistem dan hubungan tingkat tropik dengan besarnya energi yang terserap. Sedangkan pada siklus biogeokimia dibahas tentang siklus unsur-unsur essensial yang terjadi di alam hingga masuk kedalam tubuh organisme. 1.2 Relevansi Kegiatan Belajar 3 pada Modul 5 memiliki relevansi sebagai pendalaman materi bagi guru untuk mempelajari konsep ekosistem. Pada bagian modul ini akan disajikan informasi yang cukup mendalam mengenai komponen penyusun ekosistem, ekoenergetika dan siklus biogeokimia. Untuk itu, setelah mempelajari modul ini, diharapkan peserta dapat: (1) Memahami komponen penyusun ekosistem (2) Mendeskripsikan macam-macam ekosistem (3) Memahami aliran energy di dalam ekosistem (4) Memahami berbagai siklus unsur-unsur essensial penyusun tubuh organisme. 1.3 Panduan Belajar Untuk lebih mudah memahami materi pada modul ini, beberapa langkah yang dapat kita lakukan adalah:
- 6. 2 (1) Bacalah dengan cermat bagian pendahuluan kegiatan belajar ini agar Anda memahami keterkaitan pokok materi yang dibahas pada kegiatan belajar dan mengetahui kemampuan yang diharapkan dari pembelajaran di kegiatan belajar ini. (2) Pelajari setiap pokok materi dari kegiatan belajar dan beri tanda pada konsep- konsep penting sesuai dengan kemampuan yang diharapkan. (3) Kerjakan latihan dan tes formatif yang tersedia untuk mengetahui sejauh mana pemahaman Anda terhadap materi yang telah dipelajari. (4) Untuk lebih mendalam, diharapkan Anda membaca buku referensi yang terkait pokok materi dalam kegiatan belajar ini serta manfaatkanlah peluang pertemuan dengan instruktur dan teman sejawat untuk mendiskusikan hal-hal yang Anda kurang pahami, oleh karena itu persiapkanlah bahan sebelum anda melaksanakan tutorial atau berdiskusi dengan instruktur dan teman sejawat.
- 7. 3 2. INTI 2.1 Capaian Pembelajaran Capaian pembelajaran yang diharapkan dari Modul ini adalah menguasai materi esensial Mata Pelajaran Biologi SMA termasuk advance material materi bidang studi biologi yang mencakup: (1) Keragaman dan keseragaman dalam makhluk hidup; (2) Struktur dan Fungsi dalam makhluk hidup; (3) Pertumbuhan, perkembangan dan diferensiasi; (4) Interaksi dan interdependensi; (5) Energi, materi dan organisasi kehidupan; (6) Prinsip memeliharaan keseimbangan yang dinamis; dan (7) Pewarisan sifat dan Evolusi termasuk advance materials yang dapat menjelaskan aspek ‘apa’ (konten), ‘mengapa’ (filosofi) dan ‘bagaimana’ (penerapan dalam kehidupan keseharian) dalam kerangka biologi sebagai inkuiri. 2.2 Sub Capaian Pembelajaran Mata Kegiatan Sub-capaian pembelajaran untuk Kegiatan Belajar 3 pada Modul 5 ini adalah peserta mampu: Mengidentifikasi ragam interaksi pada aras komunitas dan ekosistem 2.3 Pokok Materi Pada kegiatan belajar 3 Modul 5 tentang Ekosistem, pokok-pokok materi yang akan dibahas adalah : 1) Komponen penyusun ekosistem 2) Macam-macam ekosistem 3) Ekoenergetika 4) Siklus Biogeokimia
- 8. 4 2.4. Uraian Materi Bila kita memiliki dan mengamati dengan seksama sebuah kolam, kita dapat melihat beberapa jenis ikan, ganggang, lumut, rumput, serangga, air, tanah yang berlumpur, batu, daun tanaman di dasar kolam dan lain-lain. Semua itu adalah gambaran suatu tempat yang diisi makhluk hidup dan benda tak hidup. Diantara komponen-komponen penyusun tersebut ada ketergantungan dan saling mempengaruhi satu dengan yang lain. Satu kesatuan dari makhluk hidup dan makhluk tak hidup dan interaksi timbal-balik yang terjadi di dalamnya inilah yang disebut sebagai ekosistem. Jadi 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. Gambar 1. Hubungan timbal balik antara komponen biotik dengan abiotik. Ekosistem dapat dinyatakan sebagai suatu wilayah yang sangat luas, seperti ekosistem padang rumput, ekosistem danau hingga ekosistem hutan hujan tropis. Namun sebuah genangan air atau sebuah akuarium juga dapat dinyatakan sebagai sebuah ekosistem. Hal ini disebabkan persyaratan untuk sebuah ekosistem sudah
- 9. 5 terpenuhi, yaitu ada komponen biotik, komponen abiotik dan ada interaksi diantara keduanya. 2.4.1 Komponen Penyusun Ekosistem Sebagaimana telah dijelaskan di atas, ekosistem adalah hubungan timbal-balik antara makhluk hidup (komponen biotik atau komunitas) dengan lingkungannya (komponen abiotik). Pada dasarnya komponen penyusun ekosistem terdiri dari komponen biotik dan komponen abiotik. Komponen biotik merupakan komponen lingkungan yang terdiri atas makhluk hidup yang dapat berupa hewan, tumbuhan maupun mikro-organisme. Berdasarkan peran dan fungsinya, komponen biotik dibedakan menjadi tiga macam, yaitu: a. Produsen; yaitu makhluk hidup yang mampu mengubah zat an-organik menjadi organik. Produsen ini sering juga disebut organisme autotrof. Proses tersebut hanya bisa dilakukan oleh organisme yang memiliki pigmen fotosintesis, misalnya tumbuhan hijau yang memiliki klorofil. Adanya khlorofil menyebabkan tumbuhan hijau punya kemampuan mengikat energi matahari (sebagai sumber energi utama) dalam proses pembentukan materi organik. b. Konsumen; yaitu organisme yang tidak bisa membuat makanannya sendiri dan tergantung kepada organisme lain. Kelompok organisme ini sering disebut juga sebagai organisme heterotrof. Organisme yang berperan sebagai konsumen biasanya merupakan hewan. Hewan yang memakan tumbuhan secara langsung (herbivora) dinamakan konsumen primer. Hewan yang memakan konsumen primer dinamakan konsumen sekunder dan seterusnya sehingga terbentuk suatu rantai makanan. Konsumen terakhir disebut konsumen tersier. c. Pengurai atau dekomposer; yaitu organisme yang mampu menguraikan bahan organik yang berasal dari organisme yang telah mati. Organisme pengurai ini berperan dalam menguraikan materi organik menjadi an-organik yang nantinya dapat diserap kembali oleh organisme produsen. Organisme yang tergolong
- 10. 6 pengurai adalah bakteri dan jamur. Ada pula pengurai yang disebut detritivor, yaitu hewan pengurai yang memakan sisa-sisa bahan organik, contohnya adalah cacing. Sedangkan komponen abiotik merupakan komponen yang meliputi seluruh faktor-faktor tak hidup dari suatu kondisi lingkungan. Komponen abiotik selain berperan menyediakan energi dan materi juga mampu menentukan jenis tumbuhan dan hewan yang hidup di suatu habitat. Komponen abiotik dapat berupa medium atau substrat tempat komponen biotik melangsungkan kehidupannya, seperti tanah, air (perairan) atau udara. Komponen abiotik juga dapat berupa kondisi, seperti suhu dan kelembaban udara, angin, intensitas cahaya, pH, kekeruhan, arus air dan sebagainya. Nama suatu ekosistem umumnya didasarkan pada tempat dimana ekosistem tersebut terdapat, misalnya ekosistem danau (ekosistem yang terdapat di danau) atau didasarkan pada jenis vegetasi yang dominan, misalnya ekosistem mangrove (didominasi oleh tumbuhan mangrove) atau dapat juga berdasarkan kondisi iklim yang dominan pada ekosistem tersebut, misalnya ekosistem hutan hujan tropis (ekosistem yang memiliki curah hujan yang tinggi dan terdapat di wilayah tropis). Pada dasarnya di alam tidak ada batasan yang jelas antara ekosistem yang satu dengan lainnya dan tidak ada ekosistem yang benar-benar tertutup. Artinya, setiap ekosistem akan menerima masukan dan keluaran dari ekosistem lain, baik dalam bentuk energi maupun materi walaupun itu kecil. Misalnya ekosistem sungai, akan menerima masukan materi dan energy dari daratan dan akan mengeluarkan materi dan energy ke ekosistem estuaria maupun laut. Pada dasarnya suatu ekosistem memiliki kemampuan untuk menjadi stabil. Semakin tinggi keanekaragaman komponen biotik suatu eksositem, semakin tinggi pekuang ekosistem tersebut untuk menjadi stabil. Namun di alam suatu ekosistem juga dapat bersifat tidak stabil, namun ekosistem akan selalu berubah menuju kea rah keseimbangannya. Perubahan ekosistem dapat diakibatkan oleh kejadian alam, seperti banjir atau letusan gunung berapi, atau akibat perbuatan manusia seperti pembakaran
- 11. 7 hutan atau illegal logging. Kemampuan ekosistem untuk menuju ke arah kestabilan di sebut suksesi. 2.4.2 Macam - Macam Ekosistem Berdasarkan tempat terjadinya hubungan timbal balik antara komunitas (makhluk hidup) dengan lingkungannya, secara garis besar ekosistem menjadi 3 macam, yaitu ekosistem daratan (ekosistem terestrial) dan ekosistem perairan (ekosistem akuatik) dan ekosistem lahan basah. Ekosistem darat adalah ekosistem yang terdapat di wilayah daratan. Berdasarkan perbedaan letak geografik dan fisiografiknya, ekosistem darat dibedakan menjadi beberapa bioma atau daerah habitat. Bioma merupakan ekosistem dalam skala luas yang didasarkan pada vegetasi (tumbuhan yang dominan) dan iklim yang khas. Kita mengenal beberapa macam bioma yang ada dimuka bumi ini, yaitu: a. Bioma hutan hujan tropis; yaitu bioma yang biasanya terbentang dari daerah tropika hingga sub-tropika. Jenis vegetasi di bioma ini didominasi jenis pohon yang tinggi dengan kanopi yang besar sehingga menimbulkan iklim mikro di dasar hutan yang menyebabkan perbedaan suhu dan kelembaban udara di atas dengan di bawah tajuk sangat mencolok. Kelembaban yang tinggi di bawah kanopi menjadikan lumut tumbuh dengan baik sehingga sehingga kelimpahannya cukup tinggi. Jenis tumbuhan lain yang melimpah adalah jenis liana. Iklim bioma ini ditandai dengan curah hujan yang sangat tinggi (sekitar 200 –225 cm/tahun) dan memiliki dua musim, yaitu musim hujan dan musim kemarau. b. Bioma padang rumput; yaitu bioma yang biasanya terbentang dari daerah tropika hingga sub-tropika. Jenis vegetasi didominasi oleh rumput dan sering diselingi oleh semak dan terna. Iklim bioma ini ditandai dengan curah hujan yang kurang (sekitar 25 – 50 cm/tahun) dan turun tidak teratur. Porositas (pori tanah) banyak sehingga aliran udara dalam tanah sangat lancar, sedangkan drainase (peresapan air) sangat cepat.
- 12. 8 c. Bioma hutan gugur; yaitu bioma yang biasanya di daerah sub-tropika. Jenis vegetasi didominasi oleh jenis tumbuhan yang punya kemampuan menggugurkan daunnya menjelang musim dingin. Iklim bioma ini ditandai dengan curah hujan yang merata sepanjang tahun (sekitar 75 – 100 cm/tahun) dan ditemukan 4 musim, yaitu musim dingin, musim semi, musim panas dan musim gugur. d. Bioma gurun; yaitu bioma yang biasanya terdapat di daerah tropika yang ditandai dengan vegetasi yang didominasi oleh jenis tumbuhan yang tak berdaun atau daunnya seperti duri dan dilapisi oleh zat lilin untuk mengurangi penguapan. Akarnya panjang dan menyebar serta memiliki jaringan untuk menyimpan air. Iklim bioma ini ditandai dengan curah hujan yang rendah (sekitar 25 cm/tahun) dengan suhu dan penguapan yang tinggi serta memiliki perbedaan suhu siang dengan malam yang besar. e. Bioma taiga; yaitu bioma yang biasanya terdapat di bumi sebelah utara dan pegunungan daerah tropik hingga subtropik. Vegetasi ditandai dengan jenis tumbuhan konifer (daun berbentuk jarum). Iklim bioma ini ditandai dengan curah hujan yang rendah (sekitar 35 - 40 cm/tahun) dan suhu pada musim dingin sangat rendah. f. Bioma thundra; yaitu bioma yang biasanya terdapat di bumi sebelah utara dan dalam lingkaran kutub utara. Vegetasi didominasi tumbuhan yang semusim yang berumur pendek dan jenis lumut. Iklim bioma ini ditandai dengan iklim kutub, curah hujan yang rendah (sekitar 12 cm/tahun). Pada musim dingin biasanya ditandai dengan kondisi gelap yang panjang (karena siang sangat pendek sedangkan malam lama), sebaliknya pada musim panas kondisi terang yang panjang (karena malam sangat pendek sedangkan siang lama). Ekosistem perairan merupakan ekosistem yang didominasi oleh lingkungan air. Berdasarkan tingkat salinitasnya ekosistem perairan perairan dibedakan atas: a. Ekosistem air tawar; yaitu ekosistem yang perairannya memiliki tingkat salinitas yang rendah (bahkan lebih rendah dari protoplasma) dan sangat dipengaruhi oleh
- 13. 9 iklim dan cuaca. Berdasarkan ada tidaknya arus air, ekosistem air tawar dibedakan atas: - Ekosistem lotik; ekosistem ini ditandai dengan adanya arus ari pada ekosistem air tawar, misalnya sungai. Pada ekosistem ini, arus merupakan faktor pembatas bagi organisme yang ada di dalamnya. Phytoplankton adalah organisme produsen di eksistem perairan, karena tidak memiliki kemampuan untuk berenang, ekosistem sungai dikenal miskin akan plankton. Ekosistem lotik dikenal memiliki keanekaragaman jenis yang tinggi namun kelimpahan individu seetiap jenisnya rendah. - Ekosistem lentik; ekosistem ini ditandai dengan tidak adanya arus air yang mengalir ke lain ekosistem atau disebut juga ekosistem air tergenang, misalnya ekosistem danau atau kolam. Ekosistem ini dikenal kaya akan plankton pada bagian permukaan yang terkena cahaya matahari dan kaya akan bentos (organisme yang hidup di dasar perairan). b. Ekosistem laut; yaitu ekosistem yang perairannya memiliki tingkat salinitas yang tinggi. Ekosistem laut merupakan ekosistem yang tidak dipengaruhi oleh iklim dan cuaca. Produktivitas ekosistem sangat tergantung pada kemampuan penetrasi cahaya matahari seberapa dalam. Produsen pada ekosistem ini terutama berasal dari jenis phytoplankton. Ekosistem ini meliputi ekosistem laut dalam, ekosistem laut dangkal, ekosistem pantai dan ekosistem terumbu karang. c. Ekosistem estuaria; yaitu ekosistem ini merupakan tempat pertemuan air tawar dengan air laut atau kawasan muara sungai sehingga tingkat salinitas yang tidak stabil karena dipengaruhi oleh pasang-surut air laut dan curah hujan di wilayah daratan. Salinitas adalah faktor pembatas utama di ekosistem ini, sehingga hanya organisme eurikalin atau yang memiliki kisaran toleransi yang luas terhadap kadar garam saja yang mampu hidup di ekosistem estuaria. Hal ini menyebabkan ekosistem ini memiliki produktivitas primer yang rendah dan keanekaragaman yang rendah pula.
- 14. 10 Ekosistem lahan basah merupakan ekosistem daratan yang senantiasa basah oleh tingginya kadar air pada tanah, sehingga hanya tumbuhan tertentu saja yang mampu beradaptasi pada lingkungan bash seperti ini. Contaoh ekosistem lahan basah adalah: a. Ekosistem lahan gambut; merupakan ekosistem yang miskin humus dan mineral. Ekosistem ini terbentuk akibat adanya cekungan daratan dan tumbuhan yang mati akan tertumpuk dan lambat mengalami dekomposisi. Pada musim hujan, dasar hutan yang merupakan timbunam tumbuhan yang telah mati akan terendam oleh air, akibatnya sampah organic ini menjadi sulit terdekomposisi. Namun pada musim kemarau sebagai air akan menyusut, dan bagian yang tidak terendam air sangat rentan untuk terbakar dan keberadaan apinya akan sulit terdeteksi karena ada di bagian bawah. b. Ekosistem mangrove atau bakau; Ekosistem ini merupakan kawasan yang terkena dampak pasang surut air laut, sehingga tumbuhan yang hidup di ekosistem ini memiliki karakteristik yang dapat mengatasi rendaman air ketika pasang naik. Untuk itu sistem perakaran tumbuhan dikawasan ini terdesain untuk muncul kepermukaan tanah, hal ini untuk mengantisipasi ketiaka pasang naik yang dapat merendam kawasan ekosistem tersebut. Untuk itu, tumbuhan di ekosistem mangrove umumnya memiliki system perakaran yang berupa akar napas atau akar pinsil, akar tunjang, akar lutut, dan akar nipah. Setidaknya da empat zona yang terbentuk dikawasan eksoistem mangrove, yaitu zona avicenia, zona rhyzopora, zona bruguiera dan zona nipah. Keberadaan ekosistem mangrove ini sangat penting dalam menjaga aberasi pantai dan menjadi habitat dan tempat pemijahan bagi banyak biota perairan. c. Ekosistem rawa-rawa; merupakan ekosistem daratan yang senantiasa digenangi oleh air dangkal dan banyak ditumbuhi oleh berbagai jenis tumbuhan, sehingga yang berperan sebagai produsen pada ekosistem ini bukanlah plankton, melainkan
- 15. 11 tumbuhan hijau. Berdasarkan kadar garamnya, ekosistem ini dibedakan menjadi ekosistem rawa-rawa air tawar dan ekosistem rawa-rawa air asin. 2.4.3 Ekoenergetika Ekoenergetika merupakan bahasan dalam ekologi yang mengkaji tentang transformasi energi dalam organisme hidup. Peristiwa transformasi energi merupakan perpindahan suatu unit energi dari satu titik ke titik lain yang membutuhkan suatu sumber energi dan penerima energi. Tranformasi energi dari sumber utamanya, yaitu sinar matahari hingga memasuki ke sistem organisme dari mulai produsen, konsumen hingga pengurai, bahkan yang dilepaskan kembali ke alam. Setiap makhluk hidup membutuhkan sumber energi dalam proses metabolisme tubuhnya, energi tersebut kemudian akan digunakan untuk pertumbuhan, aktivitas, mempertahankan suhu tubuh (bagi organisme homoiotherm) hingga reproduksi. Sumber energi utama semua makhluk hidup di bumi adalah cahaya matahari. Namun, dari sejumlah energi yang dipancarkan ke bumi, hanya sejumlah kecil yang mampu difiksasi oleh tumbuhan untuk kemudian diserap oleh organisme pada tingkat tropik di atasnya hingga ke tingkat tropik tertinggi. Sedangkan sebagian besar energi digunakan oleh organisme untuk aktivitas, suhu tubuh dan reproduksi dan hanya sebagian kecil saja energi yang diteruskan ke organisme pada tingkat tropik di atasnya ketika terjadi proses makan memakan dalam Rantai makanan. Peristiwa aliran energi yang mengalir pada sistem makhluk hidup inilah yang disebut transformasi energi. Di dalam suatu ekosistem terjadi interaksi antara satu komponen biotik dengan komponen biotik lainnya dan antara komponen biotik dengan komponen abiotik. Interaksi antar komponen abiotik dengan komponen biotik mengakibatkan terjadinya aliran energi dan daur biogeokimia. Bisa kita bayangkan, seandainya di planet bumi ini tidak ada matahari bagaimana keadaannya? Dapat dipastikan keadaan bumi gelap gulita sepanjang masa dan dingin. Matahari mengeluarkan energi panas dan cahaya.
- 16. 12 Energi adalah kemammpuan untuk melakukan kerja. Sifat energi diekosistem sesuia dengan hukum termodinamika. Energi tidak dapat diciptakan dan tidak dapat dimusnakan, tetapi dapat diubah dari suatu bentukenergi ke bentuk energi lain. Energi cahaya dapat diubah oleh tumbuhan hijau menjadi energi potensial dalam bentuk karbohidrat melalui proses fotosintesis, kemudian diubah oleh hewan dan manusia menjadi energi panas dan energi gerak. Dalam sistem ekologi, suatu organisme merupakan komponen pengubah energi. Aliran energi dan siklus materi dalam ekosistem terjadi melalui rantai makanan dan jaring-jaring makanan. Seperti yang Anda ketahui saling ketergantungan antara produsen dan konsumen tampak pada peristiwa makan dan dimakan. Rantai makanan adalah jalur pemindahan energi dari tingkat trofik ketingkat trofik berikutnya melalui peristiwa makan dan dimakan. Herbivora mendapatkan makanan dari tanaman. Saat herbivora dimangsa karnivora, energi tersebut akan berpindah dan seterusnya. Semakin pendek rantai makanan semakin tinggi pula energi yang diserap oleh organisme diujung rantai makanan. Berdasarkan tipe organisme (produsen) yang menjadi tingkat trofik pertama, terdapat dua jenis rantai makanan, yaitu a. Rantai makanan perumput; pada tipe ini, mata rantai makanannya berawal dari tumbuhan, maka tingkat trofik 1 diduduki oleh tumbuhan hijau (produsen), tingkat trofik 2 diduduki oleh herbivora (konsumen 1), tingkat trofik 3 diduduki oleh karnivora (konsumen 2), dan seterusnya. b. Rantai makanan detritus; pada tipe ini rantai makanan berawal dari organisme perombak. Detritus merupakan hancuran (fragmen) dari bahan-bahan sudah terurai yang dikonsumsi hewan-hewan kecil seperti rayap, cacing tanah, tripang, dan sebagainya. Pada tiap-tiap tingkatan konsumen tampak seolah-olah setiap organisme hanya memakan atau dimakan oleh satu macam organisme yang lain, tetapi kenyataannya di dalam ekosistem keadaannya lebih kompleks. Hal ini terjadi karena tiap-tiap organisme dapat memakan dalam satu tingkatan konsumen atau dari tingkatan
- 17. 13 konsumen lain di dalam ekosistem yang dikenal dengan rantai makanan dan antara rantai-rantai makanan itu saling berhubungan satu dengan lainnya yang dikenal dengan jaring-jaring makanan. Telah kita ketahui bersama, bahwa komponen-komponen biotik pada rantai makanan ekosistem menempati tingkatan trofi tertentu, seperti produsen menempati tingkat trofi pertama, herbivora menempati tingkat trofi kedua, karnivora menempati tingkat trofi ketiga, dan seterusnya. Ketika organisme autotrof (produsen) dimakan oleh herbivora (konsumen I), maka energi yang tersimpan dalam produsen (tumbuhan) berpindah ke tubuh konsumen I (pemakannya) dan konsumen II akan mendapatkan energi dari memakan konsumen I, dan seterusnya. Konsumen IV Konsumen III Konsumen II Konsumen II Produsen Tingkat Tropik V Tingkat Tropik IV Tingkat Tropik III Tingkat Tropik II Tingkat Tropik I Gambar 2. Piramida ekologi dalam suatu ekosistem Berdasarkan struktur penyusunnya, kita mengenal ada 3 bentuk piramid ekologi yaitu: a. Piramida jumlah; yaitu piramida yang digambarkan oleh jumlah individu pada setiap tingkat trofik dalam suatu ekosistem dalam kurun waktu tertentu. Dimana semakin tinggi tingkat tropik semakin sedikit jumlah individunya. b. Piramida Biomassa; yaitu piramida menggambarkan berat atau massa kering total organisme hidup dari masing-masing tingkat trofiknya dalam suatu ekosistem dalam kurun waktu tertentu. Piramida biomassa berfungsi untuk menggambarkan
- 18. 14 perpaduan massa seluruh organisme di habitat tertentu yang diukur dalam gram. Dimana semakin tinggi tingkat tropik semakin sedikit biomassanya. c. Piramida Energi; yaitu piramida yang menggambarkan besarnya energi yang tersimpan pada masing-masing tingkat tropik. Piramida energi mampu memberikan gambaran paling akurat tentang aliran energi dalam ekosistem. Pada piramida energi terjadi penurunan sejumlah energi berturut-turut yang tersedia di tiap tingkat trofik. Berkurangnya energi yang terjadi di setiap trofik terjadi disebabkan karena : - Hanya sejumlah makanan tertentu saja yang ditangkap dan dimakan oleh tingkat trofik selanjutnya; - Beberapa makanan yang dimakan tidak bisa dicerna dan dikeluarkan sebagai sampah (faeces); - Hanya sebagian makanan yang dicerna menjadi bagian dari tubuh organisme (yang dapat diteruskan ke tingkat tropik selanjutnya), sedangkan sisanya untuk respirasi atau digunakan sebagai sumber energi oleh organisme tersebut. Dalam pembahasan piramid energi, kita mengenal istilah produktivitas. Produktivitas adalah hasil aktivitas metabolisme organisme berupa pertumbuhan, penambahan, dan penimbunan biomassa dalam periode waktu tertentu. Produktivitas dapat dibedakan atas: a. Produktivitas Primer; yaitu kecepatan pengubahan energi radiasi matahari melalui aktivitas fotosintesis dan kemosintesis oleh produsen menjadi energi kimia dalam bentuk bahan organik. Produktivitas primer dibedakan menjadi dua macam, yaitu: 1) produktivitas primer bersih (produktivitas primer kotor dikurangi respirasi); dan produktivitas primer kotor (jumlah total materi organik atau karbon organik yang dihasilkan dalam proses fotosintesis). b. Produktivitas Sekunder; yaitu kecepatan penyimpanan energi oleh organisme tingkat konsumen. Organisme tingkat konsumen (heterotrof) mengambil bahan
- 19. 15 organik dari organisme autotrof dan mengasimilasinya kedalam jaringan tubuhnya. Peningkatan biomassa pada heterotrof merupakan laju asimilasi. Energi pada dasarnya mengalami perpindahan dari satu tingkat tropik ke tingkat tropik di atasnya yang kadang kala disertai dengan perubahan bentuk dari bentuk eneri yang satu menjadi bentuk energi lain yang sering disebut transformasi energi. Peristiwa transformasi energi merupakan perpindahan suatu unit energi dari satu titik ke titik lain yang membutuhkan suatu sumber energi dan penerima energi. Para ahli ekologi menggunakan satuan energi dalam bentuk kalori atau kilokalori. Satu gram kalori adalah sejumlah energi yang dibutuhkan untuk menaikkan 1 gram air satu derajat celsius pada suhu 150 C. Semua energi yang memasuki sebuah organisme hidup populasi atau ekosistem dapat dianggap sebagai energi yang disimpan atau dilepaskan. Energi dapat diubah dari satu bentuk ke bentuk yang lain, tetapi tidak dapat hilang, dihancurkan atau diciptakan. Hal ini sesuai dengan Hukum Thermodinamika I, yang menyatakan bahwa energi tidak dapat diciptakan dan tidak dapat dimusnahkan, melainkan dapat berubah bentuk. Cahaya misalnya, adalah salah satu bentuk energi. Energi ini dapat diubah sebagai panas atau energi kimia dalam makanan (zat organik), tetapi energinya tidak dapat dimusnahkan. Ini berarti sistem kehidupan dapat dianggap sebagai pengubah energi, yang berarti dalam sistem kehidupan dijumpai berbagai strategi untuk menstranfer energi. Sumber energi utama kehidupan di bumi adalah sinar matahari. Sinar matahari menjaga bumi ini dengan dua cara, yaitu memanaskan bumi dan energi fitokimia yang dapat digunakan oleh tumbuhan untuk fotosintesis. Sinar matahari dapat memanaskan bumi karena panasnya dapat mendorong terjadinya siklus air, gerakan aliran udara dan aliran air. Sedangkan energi fitokimia dari matahari, melalui fotosintesis diubah menjadi energi makanan dalam tumbuhan dan energi inilah yang menyebabkan organisme di bumi ini dapat hidup.
- 20. 16 Hukum Thermodinamika II menegaskan bahwa tidak ada sistem pengubah energi yang benar-benar efisien. Ini berarti tidak ada proses transformasi energi yang berlangsung secara spontan tanpa adanya sejumlah energi yang terlepas. Atau dengan kata lain proses transformasi energi tiddak pernah efisiesn 100%. Pada sistem transformasi energi, energi cahaya yang berasal dari cahaya matahari akan difiksasi oleh tumbuhan hijau untuk diubah menjadi energi kimiawi melalui proses fotosintesis. Sebagian energi untuk respirasi yang menghasilkan energi dan digunakan untuk tumbuh dan berbiak, sebagian disimpan dalam bentuk cadangan makanan dan sebagian lagi terbuang ke ekosistem. Oleh hewan cadangan makanan ini akan di konsumsi untuk diubah menjadi energi yang gunakan untuk tumbuh, berbiak, menjalankan proses metabolismenya dan yang terbuang ke sistem dalam bentuk tinja dan sebagian diambil oleh parasit dalam tubuhnya. Sumber energi utama di bumi adalah dari sinar matahari. Bumi menerima sinar matahari dengan laju kira-kira 1,94 gkal/cm2 /menit. Permukaan bumi efektif menerima panas hanya pada siang hari dan sedikit terganggu oleh adanya asap, awan dan partikel debu, sehingga hanya sekitar 46% dari sinar matahari pada siang hari yang dapat diterima oleh bumi, meskipun masih sangat tergantung pada altitude, latitude dan musim. Energi bersih (En) pada tingkat produsen merupakan sejumlah energi yang siap digunakan oleh hewan-hewan dan selanjutnya dapat dipindahkan ke tingkat tropik yang lebih tinggi melalui peristiwa pemangsaan (predasi). Ketika predator memangsa mangsanya secara utuh, seperti ikan memangsa plankton, dalam hal ini tidak ada sisa. Namun pada banyak predator seperti Harimau memangsa rusa, mangsa dimakan sepotong-potong dan banyak yang tidak digunakan seperti tulang, kulit, rambut dan lainnya. Jadi pemangsaan oleh predator dapat dipisahkan dalam masukan energi kotor (Eb) dan energi sisa (Es). Sementara itu dari sejumlah makanan yang diambil pada tingkat heterotrop, mungkin ada yang dicerna, atau dicerna secara sederhana atau tidak dicerna.
- 21. 17 Meskipun dicerna dan diabsorbsi, namun tidak seluruhnya makanan yang tersebut di metabolisme di dalam jaringan, tetapi dikeluarkan sebagai feses, urine dan eksreta lainnya. Energi yang terbuang melalui feses, urin dan ekstrata lainnya tersebut disebut sebagai energi ekskreta (Ee). Jadi energi asimilasi (Ea) atau energi metabolit adalah energi dari makanan yang benar-benar diserap dan digunakan atau dengan kata lain energi kotor dikurangi energi ekskreta. Ea = Ek – Ee Sebagian besar energi yang terserap, akan digunakan untuk membiayai metabolisme basal, pengaturan suhu, mencerna makanan dan aktifitas lainnya. Proses ini berlangsung secara alami dan secara alami pula akan dilepas dari tubuh, terutama pada hewan homoioterm yang harus mempertahankan suhu tubuhnya. Energi juga digunakan untuk reproduksi, seperti memproduksi telur atau sperma, prilaku kawin dan aktivitas reproduksi lainnya. Total energi yang digunakan untuk kerja dan menghasilkan panas disebut energi respirasi. Produksi persatuan waktu pada tingkat konsumen adalah energi masukan kotor dikurangi energi ekskreta dan energi respirasi. Produksi energi bersih inilah yang digunakan untuk mengukur pertumbuhan. Selain terbunuh dan dimangsa oleh predator, hewan dapat mati karena tua, penyakit, cuaca yang ekstrim, kelaparan atau kecelakaan. Energi yang terbuang karena kematian seperti ini dalam ekosistem disebut sebagai kematian bukan karena pengaruh predator. Energi yang berkurang dari suatu tingkatan tropik melalui ekskreta, kematian non-predator atau sisa pemangsaan selanjutnya akan digunakan oleh saprofor atau dekomposer. Proses ini memungkinkan pengembalian nutrisi ke dalam tanah dan selanjutnya akan diserap oleh tanaman, namun pengembalian unsur ke dalam tanah ini tidak dibarengi dengan pengembalian energi. Jadi pada suatu ekosistem, energi
- 22. 18 yang masuk ke dalam sistem terjadi melalui fotosintesis dan energi akan keluar dari sistem melalui respirasi. Tingkatan tropik atau tingkat makan merupakan hubungan makan memakan dalam suatu ekosistem. Semua organisme memperoleh energinya dari tingkatan makan yang lebih rendah. Organisme yang menempati tingkat tropik terendah dalam ekosistem adalah produsen. Produsen (misalnya tumbuhan hijau) merupakan organisme yang mampu menangkap energi dari cahaya matahari untuk diubah menjadi bahan organik dan nantinya akan dimanfaatkan oleh organisme pada tingkat tropik yang kedua, yaitu konsumen tingkat satu (herbivora). Energi kemudian akan mengalir ke tingkat tropik yang lebih tinggi lagi yaitu konsumen tingkat II (karnivora) demikian seterusnya hingga ke konsumen puncak. Gambar 4. Aliran energi yang berlangsung di dalam suatu ekosistem. (Sumber: https://ediponorogo.wordpress.com/2014/04/28/skema-bagan-aliran- energi-dalam-ekosistem/) Jika produksi dinyatakan dalam bentuk energi, piramida tidak hanya menunjukkan jumlah energi yang mengalir di setiap tingkatan, tetapi yang lebih
- 23. 19 penting, adalah peran berbagai organisme dalam pemindahan energi. Piramida energi disusun sebagai jumlah produksi organisme per-unit atau dinyatakan dalam bentuk yang berbeda sebagai laju makanan melalui rantai makanan. Piramid energi memperlihatkan jumlah energi yang ditransfer diantara tingkat tropik yang disusun dalam setiap tingkat tropik. Sehubungan adanya sejumlah energi yang hilang pada setiap tingkatan tropik, apakah sebagai energi eksresi, sebagai energi respirasi maupun energi sisa yang tidak termanfaatkan oleh organisme pada tingkat tropik di atasnya. Untuk itu ada kecendrungan semakin tinggi tingkatan tropik suatu organisme, maka semakin kecil energi yang diperolehnya. 2.4.4 Siklus Biogeokimia Siklus atau daur biogeokimia sering juga disebut dengan Siklus atau daur materi. Daur biogeokimia merupakan siklus zat yang berlangsung melalui komponen biotik dan abiotik di dalam suatu ekosistem. Istilah biogeokimia diambil karena unsur-unsur yang mengalami daur dapat memasuki tubuh organisme hidup, lingkungan abiotik seperti tanah air, maupun udara serta dapat berupa unsur maupun senyawa. Proses daur biogeokimia ini dapat terjadi secara berulang-ulang dan tak terbatas. Unsur kimiawi materi dalam tubuh makhluk hidup terikat sebagai senyawa organik. Bila suatu organisme mati, maka bahan organik yang terdapat dalam tubuh organisme tersebut akan dirombak menjadi zat anorganik oleh pengurai dan dikembalikan ke lingkungan. Beberapa daur biogeokimia yang dikenal berperan penting bagi kelangsungan hidup organisme antara lain siklus air, siklus karbon, siklus nitrogen, siklus oksigen, siklus sulfur dan siklus fosfor. a) Siklus Air Air merupakan komponen yang sangat penting bagi makhluk hidup. Di dalam tubuh, air berperan sebagai pelarut bagi banyak zat dan tempat terjadinya reaksi- reaksi kimia. Air juga berfungsi sebagai pengatur suhu tubuh, pengatur tekanan
- 24. 20 osmotik sel, dan bahan baku untuk fotosintesis pada tumbuhan. Daur air atau siklus hidrologi merupakan proses pergerakan air melewati atmosfer, geosfer, biosfer dan hidrosfer. Proses pergerakan air ini sangat dipengaruhi oleh cahaya matahari. Air merupakan komponen yang sangat penting bagi makhluk hidup. Saat terkena cahaya matahari, air yang terdapat di laut, di danau, di sungai dan permukaan tanah yang terkena cahaya matahari akan mengalami evaporasi (menguap) ke udara sebagai uap air. Air juga mengalami penguapan melalui stomata daun tumbuhan melalui proses transpirasi. Demikian pula halnya, hewan juga menghasilkan uap air melalui respirasi. Uap air akan naik ke lapisan atmosfer membentuk awan. Akibat adanya perbedaan suhu udara yang menyebabkan adanya angina, awan akan digerakkan oleh angin kearah daratan hingga pegunungan. Saat terpapar udara dingin, awan akan mengalami kondensasi menjadi tetes-tetes air dan akan jatuh ke permukaan bumi dalam bentuk hujan (presipitasi). Sebagian air akan dalam bentuk hujan akan jatuh ke laut. Sedangkan air yang jatuh ke daratan sebagian besar akan menguap kembali ke udara, sebagian mengalir di permukaan tanah dan menuju ke laut melalui sungai dan sebagian lagi terserap ke dalam tanah sebagai air bawah tanah. Sebagian air tanah terserap kembali oleh tumbuhan untuk proses fotosintesis, sedangkan sebagian lagi akan bergerak ke dalam tanah melalui celah-celah dan pori-pori tanah serta batuan melalui infiltrasi. Adanya pengaruh gravitasi bumi menyebabkan air akan terus bergerak ke bawah sebagai air bawah tanah dan peristiwa ini disebut perlokasi.
- 25. 21 Gambar 4. Siklus air. Air menguap dari permukaan air, transpirasi tumbuhan dan respirasi organisme, dan turun kembali sebagai hujan. Sumber: erwinedwar.com/2018/02/siklus-hidrologi-atau-siklus-air-2.html) b) Siklus Karbon Karbon merupakan unsur penting penyusun bahan organik seperti karbohidrat, protein dan lemak. Di alam, unsur karbon ditemukan di atmosfer dalam bentuk senyawa an-organik dalam bentuk gas, yaitu karbondioksida (CO2). Karbondioksida yang ada di udara akan diserap oleh tumbuhan sebagai bahan baku untuk proses fotosintesis. Bahan an-organik ini oleh tumbuhan melalui peristiwa fotosintesis akan diubah menjadi bahan organik yang mengandung karbon, seperti karbohidrat maupun protein. Pada senyawa organik tersebut juga tersimpan sejumlah energi yang berasal dari radiasi cahaya matahari. Energi yang tersimpan di dalam tubuh produsen bersama dengan senyawa organik disebut energi biokimia. Sebagian senyawa organik di dalam tubuh produsen dimanfaatkan untuk aktivitas fisiologi produsen itu sendiri melalui proses respirasi, sedangkan sebagian lagi akan ditransfer ke tingkat tropik di atasnya, yaitu konsumen (hewan dan manusia) melalui rantai makanan. Respirasi yang dilakukan produsen dan konsumen akan membebaskan CO2 ke udara. Unsur karbon yang terkandung dalam bahan organik yang tidak terteruskan ke tingkat tropik
- 26. 22 di atasnya akan kembali ke alam dalam bentuk kotoran organik (faeces untuk hewan) atau terbawa pada saat organisme tersebut mati. Karbon yang tersimpan tersebut akan diurai oleh mikroorganisme pengurai seperti bakteri dan jamur dan akan membebaskan karbon dalam bentuk gas CO2 ke udara atau ke dalam air. Sebagian bahan organik di dalam tubuh organisme ada yang sulit diuraikan (perlu waktu yang lama) dan ada yang berubah menjadi batu kapur, arang, minyak bumi (bahan fosil). Pembakaran bahan fosil oleh industri, kendaraan bermotor dan yang lainnya akan membebaskan CO2 kembali ke udara. Demikian pula pembakaran bahan organik seperti kebakaran hutan juga turut berperan membebaskan CO2 ke udara. Gambar 5. Siklus Karbon. Karbon dihasilkan sebagai dari aktivitas respirasi dan pembakaran bahan bakar fosil. (Sumber: Kimbal, 1992)
- 27. 23 c) Siklus Oksigen Oksigen merupakan unsur penting bagi organisme hidup, baik sebagai oksigen bebas (O2) maupun dalam bentuk senyawa an-organik maupun senyawa organik. Sebagai oksigen bebas, unsur ini sangat dibutuhkan sebagai zat pembakar untuk menghasilkan energi pada peristiwa respirasi khususnya bagi seluruh organisme aerob. Sebagai senyawa an-organik, oksigen dapat berikatan dengan unsur karbon menghasilkan karbondioksida (CO2) yang merupakan senyawa penting sebagai bahan baku fotosintesis untuk membentuk senyawa organik, atau berikatan dengan hidrogen membentuk air (H2O). Sedangkan pada senyawa organik, oksigen merupakan unsur penting sebagai penyusun karbohidrat, protein dan lemak. Siklus oksigen merupakan proses pergerakan unsur oksigen dalam bentuk gas, cair maupun senyawa organik. Oksigen bebas yang ada di udara akan di serap oleh organisme sebagai zat pembakar dalam peristiwa respirasi untuk memecah bahan organik menjadi CO2 dan H2O dengan menghasilkan sejumlah energi. Karbondioksida yang dilepaskan ke udara akan diserap oleh tumbuhan untuk bahan baku fotosintesis yang akan mengahasilkan bahan organik kembali. Sedangkan H2O yang terlepas ke udara dalam bentuk uap air pada akhirnya akan jatuh ke tanah sebagai hujan dan akan diserap kembali oleh tumbuhan untuk fotosisntesis. Pada peristiwa fotosintesis air mengalami fotolisis oleh cahaya matahari dan dipecah menjadi oksigen bebas dan dilepaskan kembali ke udara. d) Siklus Nitrogen Nitrogen memegang peranan penting bagi kehidupan, karena merupakan komponen dari asam amino dan asam nukleid (DNA dan RNA ), bagian dari protein, serta pembentukan klorofil pada tanaman hijau yang berguna dalam proses fotosintesis dan pertumbuhan. Nitrogen merupakan unsur yang paling melimpah di atmosfer, dimana sekitar 80% komposisi atmosfer adalah nitrogen. Namun, mkahluk hidup tidak dapat memanfaatkan nitrogen langsung dari udara. Nitrogen bebas yang
- 28. 24 ditemukan pada atmosfer dalam bentuk gas merupakan elemen yang kurang reaktif, sehingga membutuhkan beberapa tahapan proses perubahan agar dapat dimanfaatkan oleh makhluk hidup. Proses perubahan terebut terjadi menjadi beberapa bentuk senyawa melalui proses siklus hydrogen. Berikut ini beberapa proses penting yang terjadi dalam siklus Nitrogen, yaitu: - Proses pemecahan nitrogen bebas dengan bantuan petir. Energi petir yang besar dapat memicu terjadinya reaksi nitrogen dan oksigen menjadi NO2 serta reaksi nitrogen dengan oksigen menjadi NH2. Senyawa-senyawa ini kemudian akan turun bersama hujan terserap ke dalam tanah. - Sebagian nitrogen bebas juga dapat masuk ke dalam tanah dengan bantuan beberapa mikro-organisme yang mampu mengikat nitrogen bebas dari udara., misalnya Rhyzobium leguminosarum. Mikro-organisme ini bersimbiosis dengan akar tanaman kacang-kacangan sehingga menyuburkan tanaman inangnya. Beberapa kelompok bakteri tanah proteobacteria juga mampu mengikat nitrogen bebas dari udara. - Nitrogen juga dapat diperoleh dari jasad makhluk hidup. Di dalam jasad makhluk hidup terkandung asam amino dan protein yaitu zat-zat yang tersusun dari nitrogen. Oleh decomposer (bakteri pembusuk), bahan organik yang mengandung asam amino dan protein tersebut akan di ubah menjadi ammonium (NH4). Peristiwa ini disebut dengan amonifikasi yaitu pengubahan protein menjadi amonium oleh dekomposer. - Amonium yang terbentuk bisa langsung dimanfaatkan langsung oleh tumbuhan. Tetapi hanya sedikit yang dapat diserap. Karena sebagian besar amonia dipakai bakteri aerob sebagai sumber energi. Selanjutnya amonium diubah menjadi nitrat oleh kelompok bakteri aerob. Proses ini dinamakan nitrifikasi. Sebelum menjadi nitrat, amonium diubah menjadi nitrit oleh bakteri nitrosomonas. Kemudian nitrit diubah menjadi nitrat oleh bakteri nitrobacter. Nitrat yang tersedia di dalam tanah dapat diserap langsung oleh tumbuhan sebagai bahan baku untuk proses
- 29. 25 fotosintesis yang menghasilkan bahan organic seperti protein dan asam-asam amino. Nitrifikasi hanya terjadi saat tersedia cukup oksigen karena nitrifikasi melibatkan bakteri aerob. Jika jumlah oksigen tidak cukup maka akan terjadi denitrifikasi. Denitrifikasi adalah pelepasan nitrogen kembali ke atmosfer. Ketika tanah kekurangan oksigen bakteri tanah mengambil kebutuhan oksigen dari nitrat sehingga unsur nitrogen akan di bebaskan kembali ke udara. Gambar 6. Siklus Nitrogen. Mikroorganisme berperan penting dalam mengembalikan nitrogen sehingga mampu diserap kembali oleh tumbuhan. (Sumber: morinforent.wordpress.com/2014/06/22/daur- nitrogen/) e) Siklus sulfur atau belerang Sulfur merupakan elemen pembentuk meineral, protein, vitamin dan hormon. Untuk itu siklus sulfur sangat penting bagi kehidupan. Pada siklus sulfur ini akan
- 30. 26 terjadi proses bergerak atau berpindahnya unsur sulfur dari/dan ke mineral dan sistem kehidupan. Berikut merupakan proses yang terjadi dalam daur sulfur yaitu : - Sumber unsur sulfur dapa berasal dari asap-asap hasil aktivitas industri serta erupsi gunung berapi yang mengandung gas-gas sulfida seperti SO2 dan SO4. Gas-gas ini akan naik ke atmosfer dan menyatu dengan awan. - Gas-gas tersebut bereaksi dengan air di udara membentuk asam sulfat. Hal ini dapat berpengaruh terhadap penurunan derajat keasaman air hujan sehingga air hujan dapat bersifat asam. Bila pH air terlalu rendah dan menyebabkan air bersifat sangat asam dan ketika jatuh sebagai hujan akan terjadi apa yang disebut hujan asam, dan peristiwa ini akan mengancam kelangsungan hidup organisme. Kandungan sulfat pada hujan akan masuk ke dalam tanah sehingga tumbuhan bisa menyerap ion-ion sulfat untuk menyusun makanan. Sedangkan hewan akan mendapatkan kebutuhan sulfur organik dari tumbuhan. - Sulfur juga dapat berasal dari jasad organisme yang mati. Jasad organisme mati yang mengandung sulfur, oleh dekomposer seperti bakteri Thiobacillus denitrificans dan Thiobacillus thiooxidans akan diurai menjadi sulfat dan mengembalikan ke tanah. Penguraian ini berlangsung secara aerob sehingga terbentuk sulfat yang dapat diserap kembali oleh tumbuhan. Jika berlangsung secara anaerob, maka akan terbentuk asam sulfida yang beracun. Sedangkan bagian jasad organisme mati yang tidak terdekomposisi akan tertimbun dan menjadi bahan baku fosil. Bahan baku fosil akan digunakan oleh industry sebagai sumber energi pabrik dan industri, hasil pembakaran fosil ini akan menghasilkan SO2 dan SO4. Jumlah sulfat di dalam tanah dapat mengalami desulfurikasi oleh bakteri sulfur.
- 31. 27 Gambar 7. Siklus sulfur.sumber sulfur di alam berasal dari pembakaran fosil dan bahan organik dari feses dan jasad organisme yang mati. (Sumber: Kimbal, 1992) f) Siklus Fosfor Fosfor di alam dapat berasal dari dua jalan, yaitu proses pelapukan batuan mineral (batuan fosfat) dan penguraian bahan organik (misalnya faeses hewan) oleh dekomposer. Fosfor diserap oleh tumbuhan dalam bentuk fosfat anorganik. Meskipun jumlah fosfor di alam sangat banyak, tetapi persediannya untuk tumbuhan sangat terbatas karena sebagian besar terikat secara kimia oleh unsur lain dan sukar larut di dalam air. Siklus fosfor dapat berlangsung di dua tempat, yaitu di darat dan di air. Berikut proses yang terjadi dalam siklus fosfor yaitu : - Pada siklus fosfor yang terjadi di darat, sebagian besar fosfat berasal dari pelapukan batuan fosfat. Pelapukan ini terjadi akibat adanya perubahan cuaca. Fosfat yang terlarut oleh air hujan akan mengalir dan terserap ke dalam tanah. Tumbuhan mendapatkan kebutuhan fosfor dengan cara menyerap fosfor anorganik dari dalam tanah. Sedangkan hewan tidak dapat memanfaatkan fosfat anorganik secara langsung, namun menyerap fosfat organik dengan cara memakan tumbuhan melalui proses rantai makanan. Posfat di dalam tanah juga dapat berasal dari jasad tumbuhan dan hewan yang telah mati. Kandungan fosfat dalam senyawa
- 32. 28 organik dari jasad organisme yang telah mati akan diurai oleh dekomposer menjadi fosfat anorganik. Fosfat akan tersimpan ke dalam tanah dan diserap kembali oleh tumbuhan. - Pada siklus fosfor yang terjadi perairan, fosfor yang terlarut di dalam air diserap oleh ganggang dan tumbuhan air kemudian ke masuk ke tubuh konsumen ketikan makan tumbuhan air tersebut. Ikan-ikan mendapatkan fosfat melalui rantai makanan. Dekomposer kemudian menguraikan organisme yang mati menjadi fosfat anorganik. Fosfat yang terlarut di lautan dalam akan membentuk endapan fosfor. Sementara itu, fosfat yang terlarut di perairan dangkal akan teraduk oleh arus air. Endapan fosfat itu dapat menyuburkan ekosistem. Fosfat dapat kembali ke darat melalui kegiatan burung-burung laut ketika membuang faesesnya ke darat, seperti endapan feses burung yang sering disebut dengan nama guano. Gambar 7. Siklus fosfor di darat dan di laut. (Sumber: Kimbal, 1992)
- 33. 29