siklus biogeokimia yang terjadi di alam.ppt

Siklus Biogeokimia

1. SIKLUS BIOGEOKIMIAWISIKLUS BIOGEOKIMIAWI

2. •Respirasi organisme membebaskan karbondioksida ke udara.
Pembakaran bahan bakar (batu bara dan minyak bumi)
membebaskan karbondioksida ke udara.
•Nitrogen udara mengalir melalui ekosistem dengan siklus
biogeokimiawi juga.
•Fiksasi nitrogen udara terjadi secara alamiah (akibat halilintar) dan
aktivitas bakteri pengikat nitrogen. Melalui mineralisasi nitrogen
berubah menjadi senyawa yang siap diserap tumbuhan. Dalam
tubuh tumbuhan nitrogen tersimpan dalam bentuk protein.
•Melalui Food Chain protein tumbuhan ditransfer ke organisme lain
(herbivora, karnivora).
•Dekomposisi jasad organisme yang telah mati dan ekskresi
organisme menyebabkan terurainya kembali nitrogen, sehingga
terbebaskannya nitrogen bebas ke udara.
•Siklus Biogeokimiawi bertanggung jawab dalam memelihara aliran
materi dalam ekosistem.

3. SIKLUS BIOGEOKIMIA
Materi yang menyusun tubuh organisme berasal
dari bumi. Materi yang berupa unsur-unsur terdapat
dalam senyawa kimia yang merupakan Materi
dasar makhluk hidup dan tak hidup.
Siklus biogeokimia atau siklus organik-anorganik
adalah siklus unsur atau senyawa kimia yang
mengalir dari komponen abiotik ke biotik dan
kembali lagi ke komponen abiotik.
Siklus unsur-unsur tersebut tidak hanya melalui
organisme, tetapi juga melibatkan reaksi-reaksi
kimia dalam lingkungan abiotik sehingga disebut
siklus biogeokimia

4. •Siklus-siklus tersebut antara lain:
siklus air, siklus oksigen, siklus karbon,
siklus nitrogen, dan siklus sulfur. Di sini
hanya akan dibahas 3 macam siklus, yaitu
siklus nitrogen, siklus fosfor, dan siklus
karbon

5. 1. Siklus Nitrogen (N2)
Gas nitrogen banyak terdapat di atmosfer, yaitu
80% dari udara. Nitrogen bebas dapat
ditambat/difiksasi terutama oleh tumbuhan
yang berbintil akar (misalnya jenis polongan)
dan beberapa jenis ganggang. Nitrogen bebas
juga dapat bereaksi dengan hidrogen atau
oksigen dengan bantuan kilat/ petir.
Tumbuhan memperoleh nitrogen dari dalam
tanah berupa amonia (NH3), ion nitrit (N02- ),
dan ion nitrat (N03- ).

6. •Beberapa bakteri yang dapat menambat
nitrogen terdapat pada akar Legum dan akar
tumbuhan lain, misalnya Marsiella crenata.
Selain itu, terdapat bakteri dalam tanah yang
dapat mengikat nitrogen secara langsung, yakni
Azotobacter sp. yang bersifat aerob dan
Clostridium sp. yang bersifat anaerob. Nostoc
sp. dan Anabaena sp. (ganggang biru) juga
mampu menambat nitrogen.

7. •Nitrogen yang diikat biasanya dalam bentuk
amonia. Amonia diperoleh dari hasil penguraian
jaringan yang mati oleh bakteri. Amonia ini akan
dinitrifikasi oleh bakteri nitrit, yaitu Nitrosomonas
dan Nitrosococcus sehingga menghasilkan nitrat
yang akan diserap oleh akar tumbuhan.
Selanjutnya oleh bakteri denitrifikan, nitrat
diubah menjadi amonia kembali, dan amonia
diubah menjadi nitrogen yang dilepaskan ke
udara. Dengan cara ini siklus nitrogen akan
berulang dalam ekosistem

8. Gbr. Siklus Nitrogen di Alam

9. 2. SIKLUS FOSFOR
Di alam, fosfor terdapat dalam dua bentuk, yaitu senyawa
fosfat organik (pada tumbuhan dan hewan) dan senyawa
fosfat anorganik (pada air dan tanah).
Fosfat organik dari hewan dan tumbuhan yang mati
diuraikan oleh dekomposer (pengurai) menjadi fosfat
anorganik. Fosfat anorganik yang terlarut di air tanah
atau air laut akan terkikis dan mengendap di sedimen
laut. Oleh karena itu, fosfat banyak terdapat di batu
karang dan fosil. Fosfat dari batu dan fosil terkikis dan
membentuk fosfat anorganik terlarut di air tanah dan laut.
Fosfat anorganik ini kemudian akan diserap oleh akar
tumbuhan lagi. Siklus ini berulang terus menerus.

11. Siklus KarbonSiklus Karbon
•Siklus karbon adalah siklus biogeokimia
dimana karbon dipertukarkan antara
biosfer,hidrosfer,geosfer dan atmosfer
bumi.
•Karbon dapat kembali ke atmosfer dengan
cara.

12. •Melalui pernapasan(respirasi) oleh
tumbuhan dan hewan.
•Melalui pembusukan binatang oleh bakteri.
•Melalui pembakaran material organic yang
mengoksidasi karbon yang terkandung
menghasilkan karbondioksida.
•Laut mempunyai peranan penting pada
siklus karbon bumi.

13. Siklus karbonSiklus karbon

14. Faktor yang mempengaruhi siklus karbon Faktor yang mempengaruhi siklus karbon
diperairan adalah :diperairan adalah :
•Kadar PH di laut
•Penguapan air laut
•Pelapukan batuan
•Gunung merapi bawah laut

15. •Difusi CO2 di udara
•Pelarutan batuan Carbonat
•Fitoplankton sebagai penyerap karbon
•Peran karbon dioksida di perairan laut
•Pembentukan cangkang pada hewan laut

16. siklus
•Karbondiokasida ini dimanfaatkan oleh
Zooxanthella karang (jenis algae) untuk
berfotosintesis dan menghasilkan oksigen.
•Hasil fotosintesis zooxanthella adalah berupa
oksigen,
•Oksigen itu akan dimanfaatkan karang untuk
respirasi, dan ion karbonat yang lebih banyak,
untuk kalsifikasi karang.

17. •Laut mengandung sekitar 36.000 gigaton
karbon, dimana sebagian besar dalam bentuk
ion bikarbonat.
Karbon anorganik, yaitu senyawa karbon tanpa
ikatan karbon-karbon atau karbon-hidrogen,
adalah penting dalam reaksinya di dalam air.
Pertukaran karbon ini menjadi penting dalam
mengontrol pH di laut dan juga dapat berubah
sebagai sumber (source) atau lubuk (sink)
karbon.

18. •Karbon siap untuk saling dipertukarkan
antara atmosfer dan lautan. Pada daerah
upwelling, karbon dilepaskan ke atmosfer.
•Sebaliknya, pada daerah downwelling
karbon (CO2) berpindah dari atmosfer ke
lautan. Pada saat CO2 memasuki lautan,
asam karbonat terbentuk:
CO2 + H2O H2CO3
⇌

19. •Reaksi ini memiliki sifat dua arah,
mencapai sebuah kesetimbangan kimia.
•Reaksi lainnya yang penting dalam
mengontrol nilai pH lautan adalah
pelepasan ion hidrogen dan bikarbonat.
•Reaksi ini mengontrol perubahan yang
besar pada pH:
H2CO3 H+ + HCO3−
⇌

20. KESEIMBANGAN EKOSISTEMKESEIMBANGAN EKOSISTEM
•Siklus Biogeokimia melalui jaring-jaring dan rantai makanan
secara alamiah memelihara keseimbangan ekosistem,
sehingga ekosistem berada dalam keadaan Steady State.
•Steady state terjamin karena seimbangnya siklus sintesis
dan dekomposisi. Sedangkan dua siklus itu adalah fungsi
komponen biotik ekosistem dengan nisia ekologis masing-
masing. Oleh karena itu Biodiversitas ekosistem menjamin
stabilitas ekosistem.
•Ekosistem yang stabil terimplikasikan pada persistensi
struktur komunitasnya. Ekosistem yang stabil mempunyai
Daya lenting (Resiliensi) yang tinggi.
•Mekanisme hemeostatik mengantarkan komunitas
berkembang dari dynamic steady state (ekosistem dalam
fase suksesi) ke dynamic equilibrium state (ekosistem
klimaks).

21. PERUBAHAN EKOSISTEMPERUBAHAN EKOSISTEM
•Ekosistem yang berada dalam keadaan dynamic equilibrium state
kedap terhadap tekanan perubahan lingkungan, akan tetapi bila
tekanan perubahan lingkungan melebihi daya lentingnya maka
gejala deteriorisasi lingkungan tidak dapat terelakkan.
•Perubahan ekosistem menyerahkan perubahan struktur dan fungsi
ekosistem. Secara biologis perubahan ekosistem dapat dimonitor
melalui :
Analisis struktur ekosistemnya
Analisis fungsi ekosistemnya

22. •Analisis Struktur ekosistem untuk mengukur
Biodiversitasnya
•Analisis fungsi ekosistem untuk mengukur
produktivitasnya.
•Biodiversitas dan produktivitas ekosistem
menentukan daya dukung (carrying capacity)
lingkungan.
•Pengendalian terhadap penurunan daya dukung
lingkungan merupakan konsekuensi logis
pembangunan. Oleh karena itu dengan
pendekatan ekologi perlu diwujudkan
pembangunan berkelanjutan (sustainable
development)

23. PRINSIP EKOLOGI PERUBAHAN EKOSISTEMPRINSIP EKOLOGI PERUBAHAN EKOSISTEM
•Penambahan komponen baru baik komponen biotik maupun komponen
abiotik ke dalam ekosistem dapat menimbulkan perubahan ekosistem.
•Pembuangan limbah industri, pembuangan limbah domestik, pembuangan
pasca panen, penyebaran pestisida ke lingkungan, erosi, eliminasi gas-gas
beracun dan uap kimia dari tanur pabrik merupakan bentuk penambahan
komponen baru ke lingkungan.
•Daya lenting lingkungan dapat mendaur ulang komponen-komponen itu,
tetapi bila masuknya komponen baru itu melebihi bats, kehadiran komponen
baru itu akan mendatangkan bencana lingkungan (Environmental Hazzard)
•Perubahan ekosistem menyangkut perubahan struktur dan fungsinya.
Perubahan struktur dan fungsi ekosistem adalah konsekuensi dari adanya
interaksi dua prinsip ekologi, yaitu prinsip toleransi dan prinsip kompetisi.
•Prinsip toleransi berkaitan dengan faktor pembatas (limiting factors), yaitu
faktor-faktor yang walaupun keberadaannya dalam lingkungan tetapi sangat
diperlukan oleh organisme.

24. 3. Siklus Karbon dan Oksigen
Di atmosfer terdapat kandungan CO2 sebanyak 0.03%. Sumber-
sumber CO2 di udara berasal dari respirasi manusia dan hewan,
erupsi vulkanik, pembakaran batubara, dan asap pabrik
Karbon dioksida di udara dimanfaatkan oleh tumbuhan untuk
berfotosintesis dan menghasilkan oksigen yang nantinya akan
digunakan oleh manusia dan hewan untuk berespirasi
Hewan dan tumbuhan yang mati, dalam waktu yang lama akan
membentuk batubara di dalam tanah. Batubara akan dimanfaatkan
lagi sebagai bahan bakar yang juga menambah kadar C02 di udara.
Di ekosistem air, pertukaran C02 dengan atmosfer berjalan secara
tidak langsung. Karbon dioksida berikatan dengan air membentuk
asam karbonat yang akan terurai menjadi ion bikarbonat.
Bikarbonat adalah sumber karbon bagi alga yang memproduksi
makanan untuk diri mereka sendiri dan organisme heterotrof lain.
Sebaliknya, saat organisme air berespirasi, COz yang mereka
keluarkan menjadi bikarbonat. Jumlah bikarbonat dalam air adalah
seimbang dengan jumlah C02 di air.

25. Gbr. Siklus Karbon dan Oksigen di Alam

26. DAMPAK BIOGEOFISIK PEMBANGUNANDAMPAK BIOGEOFISIK PEMBANGUNAN
Aktivitas Manusia Limbah & Residu
Daya Dukung Kehidupan
Beban risiko lingkungan biologik dan geofisik yang di timbulkan
oleh aktivitas manusia

27. •Jika sebagai akibat pencemaran limbah oksigen pada suatu lingkungan
perairan berkurang maka spesies-spesies yang toleran terhadap kondisi
itu akan menurun populasinya, sebaliknya spesies-spesies yang
mempunyai toleransi terhadap kondisi itu akan meningkat populasinya.
•Atas dasar interaksi dua prinsip ekologi itu (prinsip toleransi dan
kompetisi) itu perubahan kondisi lingkungan dapat dimonitor melalui
analisis struktur komunitas ekosistemnya atau dengan mengenai
indikator biologisnya.
•Dampak Biogeofisik pembangunanAktivitas ManusiaLimbah &
ResiduDaya Dukung Kehidupan
•beban risiko lingkungan biologik dan geofisik yang di timbulkan oleh
aktivitas manusia

28. DAMPAK BIOGEOFISIKDAMPAK BIOGEOFISIK
•Pembangunan Aktivitas ManusiaLimbah &
Residu Daya Dukung Kehidupan
•Beban risiko lingkungan biologik dan
geofisik yang di timbulkan oleh aktivitas
manusia