Dokumen tersebut membahas tentang daur biogeokimia dan interaksi antar komponen dalam ekosistem. Secara singkat, dokumen menjelaskan tentang proses perpindahan unsur kimia melalui makhluk hidup dan lingkungan abiotik serta beberapa contoh daur seperti daur karbon, nitrogen, air, dan fosfor.

1. LOG
O
Ekologi
Pertemuan 4
DAUR BIOGEOKIMIA

2. INTERAKSI ANTAR
KOMPONEN DALAM
EKOSISTEM
 Daur Biogeokimia merupakan
perpindahan unsur-unsur kimia
melalui makhluk hidup dan
lingkungan abiotik (tanah dan
air).
 Dalam daur biogeokimia dikenal
dua macam daur, diantaranya
daur edafik dan daur atmosferik.
 Daur edafik merupakan daur
yang unsur kimia pada daur
tersebut tidak pernah
membentuk gas di udara.
 Adapun daur atmosferik adalah
daur yang unsur kimia pada
daur tersebut mengalami fase
berbentuk gas di udara.
 Daur biogeokimia berfungsi
mengatur keseimbangan
ekosistem.
DAUR BIOGEOKIMIA
 Keseimbangan ekosistem
tergantung pada pengulangan
yang terjadi secara berputar
pada unsur-unsur kimia
tertentu.
 Unsur-unsur kimia yang dapat
mengalami daur biogeokimia
meliputi karbon, nitrogen, Air,
dan oksigen, fosfor dan
belerang/sulfur.
 Dalam siklus biogeokimia juga
sebagai pertukaran antara
komponen biosfer yang hidup
dan tidak hidup yang akan di
tingkat trofik yang tidak hilang
dalam ekosistem.

3. Gambar 4. Daur Karbon
A. Daur Karbon (C)

4. Keterangan:
1. Tumbuhan yang menyerap Karbon Dioksida (CO2) dari atmosfer melalui proses fotosintesis.
Selanjutnya mengubah CO2 berubah menjadi sumber Karbon (C) utama dalam menyusun
bahan makanan. Bahan makanan tersebut merupakan senyawa karbon organik yang disebut
dengan glukosa (C6H12O6). Dalam penyusunan C6H12O6 menjadi amilum (pati) dan senyawa
lain misalnya seperti lemak, protein, dan vitamin. Hasil fotosintesis tersebut disimpan di dalam
tubuh tumbuhan seperti buah, batang, akar, dan daun.
2. Hewan (Konsumen) memperoleh kebutuhaan C dari tumbuhan (Produsen) melalui rantai
makanan. Herbivora (Konsumen Primer, seperti kelinci) memakan tanaman, kemudian
karnivora (konsumen tingkat tinggi seperti harimau) memakan herbivora (kelinci), dan
seterusnya.
3. Proses respirasi yang dilakukan makhluk hidup membutuhkan gas Oksigen (O2) dan
menghasilkan CO2 ke atmosfer. Hewan dan manusia melakukan proses respirasi, di mana
dalam proses tersebut keduanya memerlukan O2 dan kemudian melepaskan CO2 ke atmosfer.
4. Selanjutnya dengan Jasad hewan yang mati maupun urin-fesesnya hancur menjadi detritus.
Dan detritivor akan memakan detritus guna memperoleh kebutuhan C. Lalu Bakteri akan
menguraikan karbon organik pada jasad yang mati menjadi karbon anorganik dan kemudian C
tersebut dikembalikan lagi ke alam.
5. Ketika tanaman hijau mati, karbohidrat biasanya diuraikan oleh jamur atau bakteri, sebagai
pengurai. Jamur dan bakteri menjalani respirasi, yang memungkinkan mereka untuk
melepaskan C kembali ke atmosfer sebagai CO2.
6. Karbon anorganik yang terurai dari jasad mati tertimbun terus-menerus di lapisan bumi
membentuk bahan bakar fosil. Fosil berupa minyak bumi (fosil hewan) dan batubara (fosil
tumbuhan). Bahan bakar fosil digunakan sebagai sumber energi. Aktifitas manusia dan alam
seperti penggunaan bahan bakar fosil untuk industrialisasi dan transportasi, kebakaran
hutan, pembakaran hutan untuk lahan pertanian dan illegal logging dapat meningkatkan
kadar CO2 di atmosfer.

5. B. Daur Nitrogen (N)
Gambar 5. Daur Nitrogen

6. Keterangan:
1. Fiksasi Nitrogen
Fiksasi nitrogen adalah proses perubahan nitrogen dari atmosfer menjadi amonia. Bakteri yang berperan
dalam proses ini adalah bakteri pada akar tanaman polongan melalui fiksasi biologis. Bakteri tersebut, antara lain
seperti rhizobium dan penggunaan enzim nitrogenase cyanobacteria dilibatkan untuk mengubah gas nitrogen
menjadi amonia. Proses fiksasi juga dapat terjadi secara kimiawi. Pengikatan nitrogen secara kimiawi juga dikenal
sebagai proses pengikatan elektrokimia yang dibantu oleh energi dari halilintar.
Energi listrik yang terjadi akibat adanya halilintar akan menyebabkan gas nitrogen dan gas oksigen yang
terdapat di atmosfer udara membentuk senyawa nitrogen dioksia (NO2). Petir yang disertai dengan hujan
kemudian akan bereaksi dengan gas nitrogen dioksida sehingga membentuk asam nitrat. Sebagian ion nitrat (NO3)
kemudian diserap oleh akar tumbuhan, terdenitrifikasi, dan mengalami pengendapan.
2. Nitrifikasi
Nitrifikasi adalah proses oksidasi biologis amonia dengan oksigen menjadi amonium kemudian nitrit dan diikuti
oleh proses oksidasi nitrit menjadi nitrat. Degradasi amonia yang menjadi nitrit dikenal dengan nitrifikasi.
Proses tersebut merupakan hal penting dalam siklus unsur hara tanah. Prosesnya dilakukan oleh bakteri
autotrof dan bakteri amonia pengoksidasi seperti ß-Proteobacteria dan gammaproteobacteria dan bakteri amonia
oksidasi dari genera nitrosomonas serta nitrosococcus.
3. Asimilasi
Asimilasi nitrogen adalah proses pembentukan senyawa nitrogen organik, misalnya asam amino dari senyawa
nitrogen anorganik. Setelah proses nitrifikasi oleh bakteri, tanaman akan menyerap nitrogen dalam wujud nitrat.
Kemudian gradien proton transporter nitrat akan menyerap nitrat dan kemudian diteruskan oleh xilem dari akar ke
tunas.
Pada tunas, reduksi nitrogen dilakukan dalam 2 langkah, yaitu nitrat akan direduksi menjadi nitrit oleh
reduktase nitrat dalam sitosol. Sedangkan nitrit dalam kloroplas akan direduksi oleh reduktasi nitrit menjadi
amonia.
4. Amonifikasi
Tahapan siklus nitrogen dimana sisa-sia tanaman serta limbah terurai oleh organisme kemudian menghasilkan
amonia disebut amonifikasi. Mikroorganisme dalam tanah akan mengurai bahan organik yang mati untuk dijadikan
energi dan menghasilkan amonia serta senyawa dasar lain sebagai produk sampingan. Amonia dalam tanah akan
bertahan dalam bentuk ion amonium.
5. Denitrifikasi
Denitrifikasi ialah proses reduksi nitrat yang berubah menjadi gas nitrogen inert dalam siklus nitrogen.
Denitrifikasi dilakukan oleh bakteri seperti pseudomonas dan clostridium pada kondisi anaerobik.
Selama proses respirasi, bakteri akan menggunakan nitrat sebagai akseptor elektron. Bakteri yang mampu

7. C. Daur Air/H20
Gambar 6. Daur Air

8. Keterangan:
1. Evaporasi
Siklus air yang pertama dimulai dengan proses evaporasi atau pengupan. Penguapan adalah proses perubahan
molekul cair menjadi molekul gas. Proses penguapan ini dibantu secara alami oleh panas matahari. Sinar matahari
yang menyinari tanah, sungai, danau, dan laut akan menyebabkan air menjadi uap air dan menguap ke atmosfer.
2. Transpirasi
Selain penguapan air secara langsung, tumbuhan dan hewan juga melangsungkan penguapan. Proses ini
dinamakan transpirasi. Tumbuhan menyerap air melalui akar, kemudian digunakan untuk proses fotosintesis, lalu uap
air dikeluarkan melalui stomata.
Sedangkan pada hewan, penguapan dapat terjadi ketika hewan mengonsumsi air kemudian melakukan
pernapasan yang menghasilkan uap air.
3. Evapotranspirasi
Gabungan antara evaporasi dan transpirasi disebut evapotranspirasi. Jadi, evepotranspirasi adalah penguapan
air yang terjadi di permukaan bumi.
4. Sublimasi
Di wilayah kutub, baik kutub utara dan selatan, serta wilayah yang banyak terdapat lapisan es akan mengalami
proses sublimasi. Sublimasi ialah peristiwa berubahnya es menjadi uap air tanpa menjadi zat cair terlebih dahulu.
5. Kondensasi
Kondensasi adalah proses berubahnya uap air menjadi cairan. Fase ini terjadi apabila uap air yang naik menuju
atmosfer berada pada titik tertentu, kemudian berubah menjadi titik-titik air. Titik-titik air inilah yang menjadi awan
jika berkumpul di udara. Semakin banyak kumpulan titik-titik air, maka akan menyebabkan awan tebal dan hitam.
6. Adveksi
Awan yang telah terbentuk pada fase sebelumnya akan berpindah menuju lokasi lain karena pengaruh angin dan
perbedaan tekanan udara. Jadi, adveksi ini adalah proses berpindahnya awan. Adveksi menjadikan awan-awan
menyebar dan berpindah tempat. Misalnya awan di wilayah lautan berpindah ke wilayah daratan.
7. Presipitasi
Awan yang terbuat dari titi-titik air dan telah melawati fase adveksi, kemudian akan mengalamki fase presipitasi.
Presipitasi adalah proses turunnya hujan atau proses mencairnya awan akibat suhu udara yang tinggi.
8. Run Off
Peristiwa hujan yang jatuh ke permukaan bumi dan terjadi di wilayah dataran tinggi, misalnya hujan di daerah
hulu sungai. Akan menyebabkan air mengalir ke daratan yang lebih rendah, sehingga proses Run Off dapat diartikan
adalah proses bergeraknya air.
9. Infiltrasi

9. INTERAKSI ANTAR
KOMPONEN DALAM
EKOSISTEM
Macam Daur Air
Siklus air dibagi menjadi 3 macam,
pembagian tersebut berdasarkan panjang
pendeknya siklus hidrologi antara lain
siklus pendek, sedang dan panjang.
a. Siklus Hidrologi Pendek
 Pada siklus air pendek, fase adveksi
tidak akan dilalui.
 Molekul cair yang telah berubah
menjadi uap akan langsung turun
menjadi hujan di wilayah laut.
 Dapat dikatakan siklus hidrologi
pendek dikarenakan air laut yang
menguap karena terkena sinar
matahari.
 Air laut yang menguap akan menjadi
molekul uap.
 Seteleh itu akan melewati tahap
kondensasi atau pembentukan partikel
es di awan.
 Kemudian diakhiri dengan turunnya
hujan diatas permukaan laut.
 Siklus ini akan kembali berulang
secara terus menerus.
b. Siklus Hidrologi Sedang
 Siklus air sedang adalah siklus yang umumnya
terjadi di wilayah Indonesia.
 Tidak seperti pada siklus hidrologi pendek, pada
siklus hidrologi panjang tahap adveksi akan
tetap dilalui.
 Siklus ini akan menyebabkan turunnya hujan di
daratan dan air hujan tersebut akan kembali ke
badan air.
 Tahap pertama dari siklus air sedang adalah
tahap evaporasi yang berasal dari badan air.
 Kemudian air akan berubah menjadi molekul uap
dan menguap ke atmosfer karena pengaruh terik
sinar matahari.
 Setelah itu, uap akan bergerak karena
mengalami fase adveksi sehingga menuju ke
daratan.
 Pada kondisi atmosfer daratan, uap air tersebut
akan berubah menjadi awan dan dilanjutkan
dengan turunnya hujan di wilayah daratan.
 Air hujan yang turun tersebut akan mengalamu
fase run off atau limpasan, kemudian bergerak
melalui jalur-jalur air dan kembali ke lautan.

10. INTERAKSI ANTAR
KOMPONEN DALAM
EKOSISTEM
c. Siklus Hidrologi Panjang
 Selain siklus air pendek dan sedang,
masih terdapat satu siklus lagi, yaitu
siklus hidrologi panjang.
 Siklus air panjang ini biasanya terjadi
di wilayah pegunungan dan wilayah
dengan iklim sub tropis.
 Ciri dari siklus panjang ini adalah
peristiwa awan yang tidak langsung
turun menjadi hujan.
 Siklus ini diawali dengan fase
evaporasi atau penguapan yang
terjadi di lautan, dimana air berubah
menjadi molekul-molekul gas.
 Setelah itu akan melewati tahap
sublimasi.
 Pembentukan awan yang mengandung
kristal es akan terjadi, kemudian
dilanjutkan dengan tahap adveksi
dimana awan akan berpindah titik.
 Pada tahap adveksi tersebut,
awan yang mengandung kristal
es akan menuju ke wilayah
daratan dan mengalami fase
presipitasi.
 Setelah fase ini maka awan
akan berubah menjadi hujan.
 Namun hujan yang turun
berbentuk salsju dan
terakumulasi membentuk
gletser.
 Gletser yang berada didaratan
tersebut akan mencair karena
pengaruh peningkatan suhu
dan tekanan.
 Gletser yang mencair tersebut
akan menuju aliran sungai dan
mengarah ke lautan.
 Kemudian siklus hidrologi
panjang akan bermula
kembali.

11. D. Daur Fosfor/Phosphorus (P)
Gambar 7. Siklus Fosfor

12. Keterangan:
1. Pelapukan Batuan: Karena sumber utama fosfor ditemukan dalam batuan, langkah pertama
dari siklus fosfor melibatkan ekstraksi fosfor dari pelapukan oleh bebatuan. Peristiwa cuaca,
seperti hujan dan erosi, mengakibatkan sebagian fosfor berpindah dan bercampur ke dalam
tanah. Batuan ketika bersentuhan dengan air hujan, akan melepaskan ion fosfat dan mineral
lainnya dari waktu ke waktu.
2. Penyerapan oleh Tanaman dan Hewan: Setelah fosfat berada di tanah, kemudian tahap
selanjutnya tanaman, jamur, dan mikroorganisme disekitar mampu menyerap fosfor kedalam
tumbuh. Tanaman ini nantinya juga memungkinkan untuk dikonsumsi oleh hewan herbivora.
Beberapa hewan herbivora kemungkinan mati dimakan oleh hewan karnivora.
3. Kembali ke Lingkungan melalui Dekomposisi yang dilakukan oleh Dekomposer: Fosfat
kemudian masuk ke dalam molekul organik seperti DNA, dan ketika tumbuhan atau hewan
mati kemudian membusuk, maka fosfat organik akan dikembalikan ke tanah melalui
dekomposisi yang dilakukan oleh mikroba.
4. Bakteri di dalam tanah, kemudian memecah bahan organik menjadi bentuk-bentuk fosfat
yang dapat diserap oleh tanaman. Ini juga merupakan proses yang disebut mineralisasi.
5. Fosfor dalam tanah dapat berakhir di saluran air dan lautan, dan dapat masuk ke dalam
sedimen dari waktu ke waktu.

13. E. Daur Belerang/Sulfur (S)
Gambar 8. Siklus Belerang/Sulfur

14. Keterangan:
1. Daur sulfur diawali dengan adanya aktivitas gunung berapi atau karena adanya industri batubara yang
menggunakan bahan bakar dari batu bara berupa gas SO2.
2. zat sulfur atau belerang naik keudara yang membentuk awan sehingga terjadilah hidrolisis air berupa H2SO4,
dan akhirnya mengakibatkan terjadi kondensasi yang menurunkan hujan yang biasa dikenal dengan hujan
awan.
3. Setelah hujan awan turun, maka hasil dari hujan tersebut akan digiring dibawa kedaratan kembali untu di
ubah menjadi sulfat yang sangat dibutuhkan bagi tumbuhan.
4. Sulfur yang berupa bentuk anorganik (SO4), ini nantinya akan berpindah dari bumi atau alam menuju
kedalam tubuh tumbuhan melalui penyerapan sulphate menggunakan akar.
5. Sulfur umumnya direduksi oleh bakteri menjadi senyawa sulfida. Namun kadang – kadang terdapat dalam
bentuk yang lain seperti sulfur dioksida dan hidrogen sulfida.
6. Hidrogen sulfida ini merupakan senyawa yang dihasilkan dari penguraian bahan bakar organik yang mati yang
juga dapat mematikan makhluk hidup pada perairan.
7. Daur sulfur ini selalu dibantu oleh unsur organisme lain untuk bisa menguraikan senyawa – senyawa menjadi
sebuah unsur-unsur.
8. Pada daur sulfur ini, mikroorganisme yang bertanggung jawab membantu dalam proses tranformasi dapat
dibagi menjadi 4, yaitu :
– H2S → S → SO4 berupa: bakteri sulfur tak berwarna, hijau dan ungu.
– SO4 → H2S berupa: (reduksi sulfat anaerobik), bakteri desulfovibrio.
– H2S → SO4 berupa: (Pengokaidasi sulfide aerobik); bakteri thiobacilli.
– S organik → SO4 + H2S.
Proses daur sulfur hanya akan dapat terjadi didarat asaja dengan menggunakan bantuan bakteri, yakni
bakteri tersebut yaitu : bakteri Desulfomaculum dan Desulfibro yang mereduksi sulfat berubah menjadi sulfida
dalam bentuk hidorgensulfida (H2S). Kemudian bakteri fotoautotrof aerob seperti Chromatium menggunakan
senyawa H2S tersebut dan melepaskan sulfur serta oksigen. Sulfur dioksida bisa berubah menjadi sulfat oleh
bakteri kemolitotrof.
Setelah terbentuk sulfat, maka senyawa ini baru akan berpindah kedalam tuuh makhluk hidup yang dibawa
oleh tumbuhan. Sulfur yang diserap oleh tumbuhan adalah jenis sulfur bentuk sulfat (SO4).