1 MODUL PEMBELAJARAN EKOSISTEM Ekosistem Ekosistem merupakan suatu kesatuan kesatuan dinamis dinamis yang terdiri atas komunitas berbagai spesies yang berinteraksi dengan lingkungannya baik komponen biotik maupun abiotik. A. Komponen Biotik Merupa Merupakan kan bagian bagian hidup hidup dari dari lingkun lingkungan, gan, termas termasuk uk semua semua organi organisme sme yang yang dapat dapat berint berintera eraksi ksi satu satu sama sama lain. lain. Makhlu Makhluk k hidup hidup sebagai sebagai kompon komponen en biotik biotik terdir terdirii dari dari indivi individu, du, populasi dan komunitas. 1. Individu Bila kita mengamati organisme satu persatu sebagai individu, maka individu ini dapat kita lihat, dihitung, dihitung, diukur, dipakai percobaan. percobaan. Kadang-kadang Kadang-kadang organisme itu berkelompok berkelompok menjadi satu sehingga keseluruhannya terlihat sebagai individu. Misalnya binatang karang, rumpun bambu dan lain-lain. Setiap individu dari suatu organisme memiliki struktur genetik yang serupa. .2. Populasi Populasi berhubungan dengan jenis individu, waktu dan tempat. kepadatan populasi artinya jumlah individu dari suatu spesies persatuan luas (per-unit area), misalnya, di kelas A 40 orang, dikatakan kepadatan populasi 40 orang tiap kelas. Jadi populasi adalah kumpulan individu yang hidup di suatu tempat pada suatu waktu tertentu. tertentu. Spesies adalah adalah kelompok kelompok organisme yang mampu berbiak silang sesamanya dan menghasilkan keturunan yang fertil (pada kondisi alami). 3. Komunitas Kelomp Kel ompok ok organi organisme sme yang yang hidup hidup bersam bersama-sa a-sama ma dan terdir terdirii dari dari bermac bermacam-m am-mac acam am populasi disebut komunitas. Suatu komunitas biotik terdiri dari tumbuh-tumbuhan,hewan dan manusia. Setiap makhluk hidup mempunyai fungsi dan tugas yang berbeda dalam lingkungannya. Secara garis besar Jabatan atau fungsi organisme dalam suatu komunitas dibedakan menjadi 4 kelompok, yaitu produsen, konsumen, pengurai, dan detritivor. Produsen Produsen atau penghasil terdiri atas organisme organisme autotrof, yaitu organisme yang dapat mensintesis (membuat) makanan sendiri. Organisme autotrof menyusun senyawa organik dari senyawa anorganik melalui fotosintes atau kemosintesis. Organisme autotrof biasanya adalah tumbuhan berklorofil, beberapa jenis bakteri dan ganggang biru. Konsumen atau pemakai terdiri atas organisme heterotrof, yaitu organisme yang menggunakan senyawa organik yang dihasilkan oleh produsen. Termasuk ke dalam konsumen adalah hewan dan manusia. Pengurai disebut juga perombak atau dekomposer, adalah organisme heterotrof yang menguraikan produsen dan konsumen yang sudah mati. Dalam penguraiannya materi organik yang yang komple kompleks ks akan akan diubah diubah menjad menjadii materi materi yang yang lebih lebih sederha sederhanad nadan an akhirny akhirnya a menjad menjadii minera minerall – minera minerall yang yang dimanf dimanfaat aatkan kan kembal kembalii ole oleh h produse produsen. n. Pengura Penguraii umumnya umumnya berupa berupa mikroorganisme seperti bakteri dan jamur. Selain Selain pengura penguraii ada kelomp kelompok ok mikroo mikroorga rganim nime e yang yang termas termasuk uk detritivor. Detritivor adalah adalah organi organisme sme yang yang memaka memakan n bahan bahan organi organik k (sampa (sampah h – serasa serasah h ) menjad menjadii partik partikel el –
2 partikel yang lebih kecil (detritus), misalnya cacing tanah, serangga tanah, siput, keluwing dan tripang. 4. Bioma Kumpulan komunitas yang mirip satu dengan lainnya dan rnenempati daerah geografi yang luas disebut bioma. Komposisi spesies dalam suatu bioma mungkin saja bervariasi sesuai dengan komunitas yang membentuk bioma tersebut. Bioma diklasifikasikan berdasarkan tipe vegetasi utamanya: rnisalnya, hutan hujan tropis, padang rumput, savana, dan tundra. Bioma mencakup semua tumbuhan dan hewan yang teradaptasi terhadap iklim yang sama, dan dengan demikian memiliki keterkaitan ekologis. Sesuai kondisi iklim yang berkaitan dengan letak geografis, maka bioma tertentu akan ditemukan pada daerah geografis tertentu (misalnya, hutan hujan tropis di sekitar khatulistiwa, taiga di Amerika, Eropa dan Asia bagian utara, dan sebagainya.). Jenis bioma terrestrial utama yang terdapat di bumi adalah: 1. Hutan hujan tropis ( tropical rain forest ) 2. Hutan desidua temperata ( temperate deciduous forest ) 3. Gurun pasir (deser t) 4. Padang rumput (grassland ), termasuk padang rumput temperata dan tropis (savana). 5. Taiga (hutan berdaun jarum di daerah subarktik) 6. Tundra (vegetasi mendekati kutub) Selain keenam bioma utama di atas, terdapat tipe bioma lain dengan ciri khas sendiri tetapi menempati skala ruang yang lebih kecil (misalnya, hutan hujan temperata, “chaparral”, dan sebagainya). Selain bioma terestrial terdapat pula bioma akuatik, namun istilah tersebut jarang digunakan. Pada lingkungan akuatik, lebih sering dipakai istilah komunitas sehingga dapat dibedakan menjadi komunitas air tawar, komunitas bahari ( marine ) dan komunitas muara (estuari) yang masing-masing tentunya memiliki variasi di dalamnya. B. Komponen Abiotik Abiotik merupakan komponen fisik atau bagian yang tidak hidup dari lingkungan. Kemampuan organisme untuk hidup dan berkembang biak tergantung pada faktor fisika dan kimia lingkungannya. Misalnya air, tanah, suhu, cahaya, udara, tekanan udara, topografi, tekanan udara 1. Air Air diperlukan oleh tumbuhan untuk fotosintesis. Selain itu, air berguna untuk melarutkan mineral dalam tanah sehingga mudah diserap oleh akar tumbuhan, dan menjaga kesegaran tumbuhan. Bagi hewan darat air berguna untuk minum, bagi hewan air untuk melarutkan oksigen. Sebagian besar tubuh mahluk hidup (50% – 90%) terdiri dari air dan setiap hari membutuhkan air. Air berfungsi untuk: a) sebagai pelarut zat yang diperlukan tubuh, b) sebagai alat tranpor zat dalam tubuh, c) mengatur suhu tubuh, d) tempat bereaksinya zat dalam tubuh. 2. Tanah Tanah selain berfungsi sebagai tempat berpijaknya mahluk hidup juga bertindak sebagai substrat atau tempat hidup organisme. Tanah juga menyediakan kebutuhan makhluk hidup seperti unsur hara dan mineral. Suatu jenis tumbuhan mungkin tidak cocok hidup di
3 sembarang tanah, sebab tanah yang berbeda mungkin memiliki pH, kelembapan maupun tingkat kesuburan yang berbeda. Karakteristik tanah menentukan pola penyebaran tumbuhan. 3. Suhu Suhu
merupakan
faktor
penting
dalam
penyebaran
organisma
karena
suhu
mempengaruhi proses-proses biologi. Ketidak mampuan organisma untuk mengatur suhu tubuh yang tepat akan menyebabkan organisme tersebut mencari daerah yang lebih sesuai. Mahluk hidup dapat hidup dengan suhu tertentu, yaitu: · Suhu maksimum: suhu yg paling tinggi yang masih memungkinkan untuk hidup. · Suhu optimum; suhu yang paling baik untuk hidup. · Suhu minimum: suhu yg paling rendah yg masih memungkinkan untuk hidup.
4. Cahaya Cahaya matahari, merupakan sumber energi di bumi. Semua mahluk hidup baik langsung maupun tak langsung energinya berasal dari matahari. Cahaya matahari merupakan komponen abiotik yang berfungsi sebagai energi primer bagi ekosistem. Sebagai sumber energi utama, cahaya penting untuk proses fotosintesis. 5 Udara Komponen udara yang terpenting adalah O2 (Oksigen ) untuk proses pembakaran zat dalam tubuh, sedangkan CO2 (karbon dioksida) bahan mentah dalam proses asimilasi C (fotosintesis). 6. Tekanan udara Faktor ini tidak berpengaruh secara langsung pada mahluk hidup , karena makhluk hidup dapat menyesuaikan diri. 7. Topografi Topografi meliputi faktor altitude, yaitu ketinggian suatu tempat yang diukur dari permukaan laut dan latitude, yaitu letak lintang yang diukur dari garis khatulistiwa. Topografi mempunyai pengaruh yang besar terhadap penyebaran . makhluk hidup yang tampak jelas pada penyebaran tumbuhan. Hal ini disebabkan adanya perbedaan topografi yang mengakibatkan intensitas cahaya, suhu, dan curah hujan berbeda-beda di setiap tempat. 8. Iklim Iklim merupakan komponen abiotik yang terbentuk sebagai hasil interaksi berbagai komponen abiotik lainnya, seperti kelembaban udara, suhu dan curah hujan. Iklim sangat mempengaruhi kesuburan tanah, tetapi kesuburan tanah tidak berpengaruh terhadap iklim. INTERAKSI DALAM EKOSISTEM Ekosistem merupakan suatu kesatuan yang lengkap, yang di dalamnya terdapat berbagai komunitas yang saling mempengaruhi (berinteraksi). lnteraksi dalam ekosistem dapat terjadi antar organisme maupun antara organisme dengan lingkungannya. Hubungan antar
organisme
dapat
bersifat
saling
menguntungkan,
merugikan,
bahkan
saling
berkompetisi. Pola-pola interaksi dalam ekosistem dapat berupa interaksi antar faktor biotik maupun antara faktor biotik denqan faktor abiotik, baik dalam tingkat spesies, populasi, maupun komunitas. A. Interaksi Antara Faktor Biotik dengan Abiotik
4 Keberadaan faktor biotik atau organisme baik secara langsung maupun tidak langsung dipengaruhi oleh faktor abiotik. Faktor abiotik yang mempengaruhi organisme antara lain berupa kondisi tanah, kandungan unsur hara, iklim (kelembaban, suhu), kandungan air, dan topografi. Suatu contoh yang sangat nyata, di daerah-daerah yang curah hujannya tinggi mempunyal jenis tumbuhan yang berbeda dengan daerah yang curah hujannya rendah. Hewan dan tumbuhan yang hidup di hutan berbeda dengan hewan atau tumbuhan yang hidup di padang rumput atau di gurun. Selain itu, faktor abiotik juga dapat mempengaruhi populasi organisme. Misalnya populasi nyamuk akan meningkat sangat drastispada musim hujan, beberapa tumbuhar: akan semakin cepat bertambah populasinya pada musim hujan. Sebaliknya, pada musim kemarau beberapa tumbuhan, misalnya rumput mengalami penurunan populasi. B. Interaksi Antarfaktor Biotik Interaksi antar faktor biotik dapat terjadi pada tingkat individu atau spesies, populasi. dan komunitas. lnteraksi tersebut dapat berupa kompetisi, predasi, dan simbiosis. a. Kompetisi
Kompetisi adalah bentuk hubungan antara spesies yang satu dengan yang lain jika terjadi persaingan di antara mereka. Persaingan dapat terjadi karena faktor makanan, tempat hidup, atau pasangan hidup. Contoh: 1) Kompetisi antara kambing, kerbau, dan sapi dalam usaha memenuhi kebutuhan makan yang berupa rumput. 2) Kompetisi antara tanaman jagung dengan rumput dalam memenuhi kebutuhan akan unsur hara dalam tanah. b. Simbiosis
Simbiosis adalah hubungan erat antara dua organisme dan spesies yang berbeda yang hidup bersama di suatu daerah. Simbiosis dapat digolongkan menjadi tiga yaitu sebagai berikut. 1) Simbiosis mutualisme, jika kedua organisme mendapatkan keuntungan dari hubungan tersebut. Contoh: a) Simbiosis antara lebah dengan tanaman berbunga. Lebah mendapatkan makanan berup nektar, sebaliknya lebah membantu penyerbukan. b) Simbiosis antara tanaman Leguminosae dengan bakteri Rhizobium radicicolla. Rhizobium radicicolla mampu menambat oksigen bebas untuk sumber energi. Gas nitrogen akan
mengalami oksidasi menjadi ion nitrat, yang dapat diserap oleh tumbuhan Leguminosae.. c) Simbiosis antara jamur Ascomycotina dangan alga hijau membentuk lumut kerak. Dalam lumut kerak jamur Ascomycotina menyerap unsur hara dan dalam tanah, termasuk air. Oleh alga hijau air dan CO2 digunakan sebagal bahan dasar pembuatan makanan (zat gula) rnelalui fotosintesis. d) Simbiosis antara rayap dengan sejenis Flagellata yang hidup di dalam usus rayap. Flagellata yang hidup dalam usus rayap membantu pencernaan selulosa, dalam rangka memenuhi kebutuhan makannya.
5 2). Simbiosis komensalisme, jika salah satu organisme mendapat keuntungan, sedangkan organisme lainnya tidak dirugikan. Contoh: a) Simbiosis antara ikan remora dengan ikan hiu. Ikan remora mendapatkan sisa- sisa makanan dari ikan hiu. b) Simbiosis antara tanaman epifit dengan tumbuhan bertajuk tinggi. Tumbuhan menyediakan rnedia tumbuh atau tempat rnenempel bagi tanaman epifit. c)
Simbiosis
antara
ikan
badut
dengan
anemon
laut.
Anemon
laut
rnenyediakan
persembunyian atau perangkap makanan bagi ikan badut. 3) Simbiosis parasitisme, jika salah satu organisme mendapat keuntungan, sedang organisme yang lain dirugikan. Organisme yang mendapat keuntungan dinamakan parasit, sedang yang mendapat kerugian dinamakan inang atau hospos. Organisme parasit mendapat keuntungan karena mendapat zat-zat makanan dan tubuh inang. Contoh. a) Kutu rambut pada kepala manusia (ektoparasit). b) Pinjal pada kulit anjing (ektoparasit). c) Cacing perut ( Ascaris lumbricoides) dan cacing pita dalam usus manusia (endoparasit). d) Benalu dan tali putri yang rnenempel pada tanaman tertentu, rnisa!nya mangga, jambu. dan jeruk. c. Antibiosis
Antibiosis adalab hubungan antara dua organisme yang satu menghambat pertumbuhan organisme yang lainnya. Contoh: 1) Jamur Penicillium rnenghambat pertumbuhan bakteri dengan mengeluarkan zat antibiotik penisilin. 2) Jamur Aspergillus flavus menghasilkan aflatoksin yang dapat menghambat pertumbuhan bakteri.
d. Predasi
Predasi adalah hubungan antara pemangsa (predator) dengan mangsa. Predasi dapat dilihat dengan jelas pada rantai makanan atau jaring-jaring makanan, yaitu antara konsumen I dengan konsumen II atau antara konsumen II dengan konsumen Ill. C. Transfer Energi 1. Rantai Makanan dan Jaring-Jaring Makanan Untuk mempertahankan kelangsungan hidupnya setiap organisme memerlukan enegi, energi ini diperoleh dari makanan. Jika sebagian biomassa suatu tumbuhan dimakan, maka energi itu akan diteruskan ke suatu heterotrof. Pada belalang misalnya, untuk tumbuh dan melaksanakan kegiatannya diperlukan energi yang tersimpan dalam tumbuhan yang dimakannya. Pada gilirannya, herbivora akan menyediakan makanan untuk karnivora. Belalang tadi dapat dimakan oleh katak. Proses pemindahan energi dari makhluk ke makhluk dapat
6 berlanjut. Katak dapat dimakan oleh ular, yang pada gilirannya ular dimakan oleh burung elang. Lintasan konsumsi makanan seperti di atas di sebut “Rantai Makanan”, atau “food chains “.Jaring-jaring makanan adalah sekumpulan rantai makanan yang saling berhubungan
satu sama lain.
Makanan berasal dari organisme autotrofik. Organisme yang langsung
memakan tumbuhan disebut herbivor (konsumen primer), yang memakan herbivor disebut karnivor (konsumen sekunder), dan yang memakan konsumen sekunder disebut konsumen tersier. Setiap tingkatan organisme dalam satu rantai makanan disebut tingkatan tropik. Selain terjadi interaksi antar faktor biotik didalam rantai makanan terjadi pula interaksi faktor biotik-abiotik. Hubungan antar faktor biotik yang menyusun rantai makanan dengan faktor
abiotik
(lingkungan)
dapat
terjadi
secara
tangsung
maupun
tidak
Iangsung.
Ketersediaan unsur hara dalam tanah sangat mempengaruhi kehidupan tumbuhan (produsen). Kelangsungan hidup tumbuhan secara Iangsung mempengaruhi kehidupan konsumen I, sebaliknya ketersediaan unsur hara dalam tañah tidak berpengaruh secara langsung terhadap konsumen. 2. Piramida Makanan Pada ekosistem yang mantap jumlah produsen tebih besar daripada konsumen. Apabi dirinci Iebih tanjut, jumlah produsen Iebih besar daripada konsumen I, konsumen I Iebih besar daripada konsumen II, konsumen II Iebih besar daripada konsumen III, demikian seterusnya. Piramida makanan yaitu tingkatan organisasi makhluk hidup yang didasarkan atas hubungan makan memakan. Setiap kelompok organisme di dalam piramida makanan menempati tingkat tertentu, yang disebut tingkat trofik. Produsen selalu menempati trofik I, konsumen primer menempati trofik II, konsumen sekunder menempati trofik III, demikian seterusnya. Semakin rendah tingkat trofiknya, semakin besar kandungan energi atau biomassanya. Piramida makanan disebut juga piramida jumlah dan merupakan salah satu jenis piramida ekologi. Menurut fungsinya, piramida ekologi terbagi menjadi beberapa macam sebagai berikut. 1) Piramida Jumlah Penentuan tingkatan tropik pada piramida jumlah didasarkan pada penghitungan jumlah individu tiap satuan luas, yaitu per m 2. 2) Piramida Biomassa Penentuan tiap tingkatan trofik pada piramida biomassa didasarkan pada pengukuran massa individu dalam gram berat kering per m2.
3). Piramida Energi Penentuan tingkatan trofik pada piramida energi didasarkan pada energi yang dapat dikeluarkan oleh individu yang dinyatakan dalam mg berat kering per m 2 per hari. 3. Aliran Energi Dalam suatu rantai makanan terjadi peristiwa makan dan dimakan antara produsen dan konsumen serta konsumen dengan konsumen. Perhatikan lagi gambar rantai makanan di depan. Ketika tikus makan padi, terjadi perpindahan materi kimia dari padi (produsen) ke
7 tubuh tikus (konsumen). Demikian juga ketika tikus dimakan ular, terjadi perpindahan materi atau energi dan tikus (konsumen I) ke ular (konsumen II). Demikian seterusnya hingga materi kembali lagi ke alam, yaitu saat hewan mati dan diuraikan menjadi materi yang lebih sederhana oleh pengurai. Dengan demikian, dalam peristiwa makan dan dimakan terjadi aliran energi. Di alam aliran energi berjalan dari komponen abiotik (matahari)® organisme (produsen)® konsumen® kembali ke alam (udara, air, dan tanah). Tidak semua energi berpindah dari trofik satu ke trofik berikutnya, karena sebagian energi itu telah digunakan untuk melakukan kegiatan hidup oleh organisme dalam trofik tersebut. Jadi, energi yang diteruskan dari organisme satu (produsen) menuju organisme yang lain (konsumen) selalu lebih kecil. Apabila digambarkan, aliran energi dari trofik yang lebih rendah menuju trofik yang lebih tinggi merupakan piramida, dan disebut piramida energi. Piramida energi merupakan piramida yang ideal untuk menunjukkan hubungan antar organisme pada tiap tingkatan trofik. Hal ini karena adanya beberapa kelebihan piramida energi, yaitu sebagai berikut: 1) Mempertimbangkan kecepatan produksi. 2) Berat dua spesies yang sama tidak berarti memiliki energi yang sama. 3) Dapat digunakan untuk membandingkan berbagai ekosistem. 4) Mementingkan kedudukan populasi dalam suatu ekosistem. 4. Daur Biogeokimia 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 macammacam daur biogeokimia yang ada di alam ini, antara lain: 1. Daur Nitrogen
Gas nitrogen ikatannya stabil dan sulit bereaksi, sehingga tidak bisa dimanfaatkan secara langsung oleh makhluk hidup. Nitrogen dalam tubuh makhluk hidup merupakan komponen penyusun asam amino yang akan membentuk protein. Nitrogen bebas juga dapat bereaksi dengan hidrogen atau oksigen dengan bantuan kilat atau petir membentuk nitrat (NO). Tumbuhan menyerap nitrogen dalam bentuk nitrit ataupun nitrat dari dalam tanah untuk menyusun protein dalam tubuhnya. Ketika tumbuhan dimakan oleh herbivora, nitrogen yang ada akan berpindah ke tubuh hewan tersebut bersama makanan. Ketika tumbuhan dan hewan mati ataupun sisa hasil ekskresi hewan (urine) akan diuraikan oleh dekomposer menjadi amonium dan amonia. Oleh bakteri nitrit (contohnya Nitrosomonas), amonia akan diubah menjadi nitrit, proses ini disebut sebagai nitritasi. Kemudian, nitrit dengan bantuan bakteri nitrat (contohnya Nitrobacter) akan diubah menjadi nitrat, proses ini disebut sebagai proses nitratasi. Peristiwa proses perubahan amonia menjadi nitrit dan nitrat dengan bantuan bakteri
8 disebut sebagai proses nitrifikasi. Adapula bakteri yang mampu mengubah nitrit atau nitrat menjadi nitrogen bebas di udara, proses ini disebut sebagai denitrifikasi. Di negara-negara maju, nitrogen bebas dikumpulkan untuk keperluan industri. Selain karena proses secara alami melalui proses nitrifikasi, penambahan unsur nitrogen di alam dapat juga melalui proses buatan melalui pemupukan. Reaksi kimia pada proses nitrifikasi adalah sebagai berikut.
2. Daur Fosfor
Unsur fosfor merupakan unsur yang penting bagi kehidupan, tetapi persediaannya sangat terbatas. Dengan kemampuannya untuk membentuk ikatan kimia berenergi tinggi, fosfor sangat penting dalam transformasi energi pada semua organisme. Sumber fosfor terbesar dari batuan dan endapan-endapan yang berasal dari sisa makhluk hidup. Sumber ini lambat laun akan mengalami pelapukan dan erosis, bersamaan dengan itu fosfor akan dilepaskan ke dalam ekosistem. Tetapi sebagian besar senyawa fosfor akan hilang ke perairan dan diendapkan. Fosfor dalam tubuh merupakan unsur penyusun tulang, gigi, DNA atau RNA, dan protein. Daur fosfor dimulai dari adanya fosfat anorganik yang berada di tanah yang diserap oleh tumbuhan. Hewan yang memakan tumbuhan akan memperoleh fosfor dari tumbuhan yang dimakannya. Tumbuhan atau hewan yang mati ataupun sisa ekskresi hewan (urine dan feses) yang berada di tanah, oleh bakteri pengurai akan menguraikan fosfat organik menjadi fosfat anorganik yang akan dilepaskan ke ekosistem. 3. Daur Belerang (Sulfur)
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
9 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. 4. Daur Karbon
Sumber-sumber CO2 di udara berasal dari respirasi manusia dan hewan, erupsi vulkanik, pembakaran batu bara, dan asap pabrik. Karbon dioksida di udara dimanfaatkan oleh tumbuhan untuk berfotosintesis dan menghasilkan oksigen. Hewan dan tumbuhan yang mati, dalam waktu yang lama akan membentuk batu bara di dalam tanah. Batu bara akan dimanfaatkan lagi sebagai bahan bakar yang juga menambah kadar CO2 di udara. Di ekosistem air, pertukaran CO2 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, CO2 yang mereka keluarkan menjadi bikarbonat. Jumlah bikarbonat dalam air adalah seimbang dengan jumlah CO2 di air. Lintasan arus utama siklus karbon adalah dari atmosfer atau hidrosfer ke dalam jasad hidup, kemudian kembali lagi ke atmosfer atau hidrosfer (Harliyono, 1999: 191)
5. Daur Hidrologik (Air)
Pemanasan air samudra oleh sinar matahari merupakan kunci proses siklus hidrologi tersebut dapat berjalan secara kontinu. Air berevaporasi kemudian jatuh sebagai presipitasi dalam bentuk hujan, salju, hujan es, hujan gerimis, atau kabut. Pada perjalanan menuju bumi, beberapa presipitasi dapat berevaporasi kembali ke atas, atau langsung jatuh yang kemudian diintersepsi oleh tanaman sebelum mencapai tanah. Setelah mencapai tanah siklus hidrologi terus bergerak secara kontinu dalam tiga cara yang berbeda: a. Evaporasi (transpirasi) Air yang ada di laut, di daratan, di sungai, di tanaman, dan sebagainya, kemudian akan menguap ke angkasa (atmosfer) dan akan menjadi awan. Pada keadaan jenuh, uap air (awan) itu akan menjadi bintik-bintik air yang selanjutnya akan turun (precipitation) dalam bentuk hujan, salju, es, dan kabut. b. Infiltrasi (perkolasi)
10 Ke dalam tanah air bergerak ke dalam tanah melalui celah-celah dan pori-pori tanah dan batuan menuju permukaan air tanah. Air dapat bergerak akibat aksi kapiler, atau air dapat bergerak secara vertikal atau horizontal di bawah permukaan tanah hingga air tersebut memasuki kembali sistem air permukaan. c. Air permukaan Air bergerak di atas permukaan tanah, dekat dengan aliran utama dan danau, makin landai lahan maka makin sedikit pori-pori tanah, maka aliran permukaan semakin besar. Aliran permukaan tanah dapat dilihat biasanya pada daerah urban. Sungai-sungai bergabung satu sama lain dan membentuk sungai utama yang membawa seluruh air permukaan di sekitar daerah aliran sungai menuju laut.
