Siklus Biogeokimia adalah proses peredaran unsur-unsur kimia dari lingkungan ke komponen biotik dan kembali lagi ke lingkungan. Proses ini terjadi secara berulang-ulang dan tidak terbatas. Siklus biogeokimia melibatkan: atmosfer, litosfer, biosfer dan hidrosfer. Beberapa siklus biogeokimia penting: siklus air, siklus nitrogen, siklus karbon, dan siklus fosfor.
2. ALIRANNUTRISI
◦ Nutrisi adalah siklus dalam
ekosistem
◦ Laju siklus digambarkan pada
DIAGRAM GERSMEHL
◦ Keterangan:
Panah tipis = aliran
B = biomassa
L = sampah
S = tanah
@ 2016 Paul Billiet ODWS
Surface runoff
3. SIKLUSBIOGEOKIMIA
Berdasarkan susunan kimia → Bumi terbagi 4
bagian:
1. LITHOSFER → bagian padat → terdiri dari
tanah dan batuan
2. HIDROSFER → bagian cair → terdiri dari
berbagai ekosistem perairan: laut, danau,
sungai
3. ATMOSFER → bagian udara → menyelimuti
seluruh permukaan bumi
4. BIOSFER → bagian yang ditempati oleh
berbagai jenis organisme
Litosfer
Solar Energy
Atmosfer
Biosfer
Hidrosfer
SIKLUS BIOGEOKIMIA
4. Jalur dimana elemen kimia atau molekul berpindah melalui komponen
biotik (‘’bio’’) dan abiotic (‘’geo’’) dalam ekosistem
SIKLUS
BIOGEOKIMIA
→ proses peredaran
unsur-unsur kimia
dari lingkungan ke
komponen biotik
dan kembali lagi ke
lingkungan
→ proses ini terjadi
secara berulang-
ulang dan tidak
terbatas
5. ◦ Daur ulang dan unsur-unsur kimiawi
yang melibatkan mahkluk hidup dan
batuan (geofisika) → siklus yang
mengembalikan semua unsur kimiawi
yang terpakai dari komponen biotik dan
abiotik
◦ Menjaga kelangsungan hidup di Bumi
◦ Beberapa siklus biogeokimia yang
penting:
SIKLUSBIOGEOKIMIA
Siklus
Air
Siklus
Karbon
Siklus
Nitrogen
Siklus
Fosfor
6. ◦ Siklus air → siklus terus menerus →
atmosfer → Bumi → atmofer
◦ Proses:
1. Kondensasi → uap air
2. Presipitasi → bintik-bintik air turun
3. Perkolasi → air menuju dalam tanah
4. Evaporasi → penguapan secara
langsung
5. Transpirasi → penguapan air dari
tumbuhan
SIKLUSAIR
https://fr.123rf.com/images-libres-de-
droits/water_cycle.html?oriSearch=water+siclus&sti=lf
wyxmxa412kgd3t45|&mediapopup=46790549
7. ◦ Dua jalur siklus air
dalam ekosistem:
1. Siklus air lingkungan
2. Siklus air organisme
SIKLUSAIR
Siklus Air
Lingkungan
Air menguap →
atmosfer →
terkondensasi → turun
ke bumi sebagai
hujan/salju →
pemanasan matahari
→ evaporasi dari
danau, sungai dan
lautan
Siklus Air
Organisme
Air diserap oleh
akar tanaman →
atmosfer melalui
stomata →
evaporasi
9. SIKLUSAIR
Pergerakan secara kontinu dari siklus air setelah mencapai
tanah:
1. EVAPORASI/TRANSPIRASI→ air darat, sungai, laut, tumbuhan →
menguap ke atmosfer menjadi awan → presipitasi dalam bentuk
hujan, salju, kabut. Transpirasi dari tumbuhan → 90% ekosistem darat
2. INFILTRASI/PERKOLASI → air bergerak dalam tanah melalui celah
dan pori tanah
3. AIR PERMUKAAN → air menuju cabang sungai → membentuk sungai
utama → menuju ke laut
10. ◦ Penyusun atmosfer bumi → karbon → gas CO2
◦ Siklus karbon diawali → proses fotosintesis → CO2
membentuk molekul organik
◦ CO2 terus bertambah → aktivitas manusia→ pembakaran
kayu, batu bara, minyak bumi → akibatnya: perubahan iklim
dunia → pemanasan global (global warming) → kenaikan
permukaan air laut (sea levelrise)
◦ Organisme dalam ekosistem → respirasi → melepas CO2
SIKLUSKARBON
11. ◦ Siklus karbon terjadi antara atmosferdan organisme
(tumbuhan dan hewan) → terperangkap jangka waktu lama →
organisme fosil
◦ Karbon dalam air laut → CO2 terlarut → diektrasi dari air laut
oleh organisme laut atau tertutup sedimen membentuk →
limestone → bila terangkat → karbon dilepas ke atmosfer
◦ Laut mengandung 3.6x1013 ton karbon → berbentuk
bikarbonat
◦ Pertukaran karbon → mengontrol pH laut dan sumber (source)
atau lubuk (sink) karbon
SIKLUSKARBON
12. https://www.flickr.com/photos/atmospheric-infrared-sounder/8265010034
Siklus Karbon
Fluks CO2 tahunan → Giga
Tons (Gt) atau miliaran ton
→ dari reservoir Bumi
Setiap reservoir berfungsi
sebagai sumber dan
penyerap karbon (panah
berlawanan)
Karbon dilepaskan →
membakar bahan bakar
fosil→ kontribusi karbon
global
Kontribusi total karbon
dari pembakaran fosil →
meningkat dari 5,5 Gt
menjadi antara 7 dan 8 Gt
(sejak tahun 2003)
13. ◦ Organisme mengandung nitrogen → komponen utamaprotein
◦ Atmosfer → gas nitrogen → 80% gas udara → organisme tidak
mampu menggunakan nitrogen (N2) berlimpah di atmosfer
◦ Namun bakteri mampu mengurai ikatan tripel nitrogen dan
mengikat atom-atom nitrogen pada atom hidrogen → NH3 →
FIKSASI NITROGEN
◦ Bakteri mengkonversi nitrogen atmosfer → sehingga dapat
digunakan dalam proses biologi → enzim nitrogenase →
Rhizobiumsp. → pada akar kacang-kacangan → bintil
akar/nodul
SIKLUSNITROGEN
14. ◦ Bakteri nitrogenase dan tanaman inang → hubungan saling
menguntungkan
◦ Bakteri mendapatkan karbohidrat dari inang dan inang
mendapatkan nitrogen siap pakai
◦ Siklus nitrogen → transfer nitrogen dari atmosfer ke tanah →
FIKSASI NITROGEN → oleh:
1. Bakteri Rhizobium → simbosis dengan polong-polongan
2. Bakteri Azetobacter dan Clostridium
3. Ganggang (alga hijau)
SIKLUSNITROGEN
16. ◦ Fosfor → penting → bagian molekul DNA dan RNA
◦ Fosfor → membentuk ATP dan ADP → sumber energi →
metabolisme sel dan building block dari tulang dan gigi
◦ Siklus fosfor → siklus biogekimia → melalui litosfer, hidrosfer,
dan biosfer → tanpa melewati atmosfer
◦ Fosfor → berasal dari bukit batu atau pegunungan → erosi →
masuk ke perairan (danau, sungai, laut)
SIKLUSFOSFOR
17. ◦ Forfor dalam bentuk fosfat → mengendap menjadi sedimen di
dasar laut → sampai jutaan tahun → proses geologi →
mengangkat fosfat dari dasar laut
◦ Burung-burung laut memangsa ikan → membuang tinjanya ke
daratan → guano → kaya fosfat dan nitrat
◦ Pemupukan mengandung fosfat → masuk ke badan perairan
→ ledakan populasi (blooming) dari fitoplangton dan alga
◦ Bila biota laut mati → dekomposisi bakteri perombak → kadar
O2 menyusut→ ikan dan hewan lain mati karena kekurangan
O2
SIKLUSFOSFOR
18. https://ib.bioninja.com.au/options/option-c-ecology-and-conser/c6-nitrogen-and-
phosphorus/phosphorus-cycle.html
Batuan tertentu → kadar fosfat
yang tinggi → dilepaskan ke tanah
dan air melalui pelapukan kimia
Organisme membutuhkan fosfat →
mensintesis asam nukleat,
membran (fosfolipid) dan ATP
Fosfat dikembalikan ke tanah→
setelah dekomposisi sisa-sisa
tumbuhan dan hewan
Siklus fosfor → tidak melibatkan
atmosfer→ artinya: tingkat
pergantian dalam siklus fosfor
jauh lebih rendah daripada siklus
lainnya → dilepaskan secara
perlahan oleh pelapukan dan laju
pengisian sangat lambat (fosfat
yang dikeluarkan dari tanah tidak
cepat diganti)
Siklus fosfor memperlihatkan berbagai bentuk
fosfor ditransisikan dalam lingkungan