Siklus Biogeokimia: Pengertian, Jenis, dan Contoh Penerapan [Lengkap + Contoh Soal]

Artikel kali ini akan membahas tentang siklus biogeokimia. Materi mengenai siklus biogeokimia ini tentunya sudah didapat saat masih duduk di Sekolah Menengah Atas bukan? Nah kebetulan saat kuliah penulis juga mendapatkan materi ini di mata kuliah ekologi dan penulis akan berbagi kepada kalian tentang materi ini. Simak yuk!

Pengertian

Biogeokimia berasal dari 3 kata, yakni Biologi, Geologi, dan Kimia. Artinya 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 [1].

Sudah paham pengertian dari siklus biogeokimia kan? Sekarang kita lanjut ke jenis-jenis siklus biogeokimia. Secara umum terdapat 4 jenis siklus biogeokimia, yakni:

1. Siklus Air

Siklus hidrologi merupakan siklus atau sirkulasi air yang berasal dari Bumi kemudian menuju ke atmosfer dan kembali lagi ke Bumi yang berlangsung secara terus menerus. Karena bentuknya memutar dan berlangsung secara terus-menerus inilah yang menyebabkan air seolah-olah tidak pernah habis [1].

Siklus air
Siklus air

Berdasarkan gambar di atas bisa kita lihat bahwa siklus air dimulai dari lautan, air di laut kemudian mengalami evaporasi. Evaporasi terjadi karena adanya sinar matahari yang memberikan energi panas, sehingga terjadi penguapan air laut (Evaporasi). Pada proses evaporasi terjadi perubahan bentuk air yang awalnya cair menjadi uap air, uap air ini lama-kelamaan akan berkondensasi membentuk awan. Kemudian awan tertiup ke daerah pegunungan, saat awan jenuh dengan uap air maka uap air akan diubah menjadi titik air kemudian menjadi hujan. Air hujan turun ke bumi, kemudian air hujan mengalir di permukaan tanah yang selanjutnya air hujan akan mengalir ke laut dan terjadi kembali proses evaporasi, begitu seterusnya.

2. Siklus Karbon/Oksigen

Siklus karbon adalah sirkulasi dan transformasi karbon bolak-balik antara makhluk hidup dan lingkungan. Selama siklus karbon, hewan dan tumbuhan menambahkan karbon dioksida ke atmosfer melalui respirasi sel, dan tanaman menghilangkan karbon dioksida melalui fotosintesis [2].

Siklus oksigen
Siklus oksigen

Berdasarkan gambar di atas bisa kita lihat bahwa karbon berasal dari proses pembakaran (aktivitas manusia), dari pernapasan seluler, dan dari peristiwa penguraian atau pembusukan. CO2 berkumpul di atmosfer, yang kemudian akan ditangkap atau diserap oleh tumbuhan untuk proses fotosintesis (fiksasi CO2). Hasil dari proses fotosintesis yakni glukosa, di mana glukosa ini dimanfaatkan atau dikonsumsi oleh manusia atau pun hewan (herbivora).

3. Siklus Nitrogen

Siklus nitrogen adalah proses di mana nitrogen dari atmosfer diubah menjadi bentuk yang dapat digunakan oleh tanaman dan hewan [3].

Siklus nitrogen
Siklus nitrogen

Berdasarkan gambar di atas bisa kita lihat bahwa sumber nitrogen ada di udara (Atmosfer) dalam bentuk N2. Pertama N2 yang ada di atmosfer akan difiksasi nitrogen oleh bakteri yang ada di akar, contohnya bakteri akar yang ada pada tanaman kacang-kacangan. Kedua, oksigen yang ada di atmosfer akan diambil oleh bakteri fiksasi nitrogen untuk melakukan proses amonifikasi, yakni perubahan N2 menjadi NH4.

4. Siklus Fosfor

Siklus fosfor dapat didefinisikan sebagai siklus biogeokimia yang memberikan gambaran tentang pergerakan fosfor dengan bidang ekosistem melalui litosfer dan hidrosfer termasuk juga biosfer [4].

Siklus fosfor
Siklus fosfor

Berdasarkan gambar di atas bisa kita lihat bahwa sumber fosfor alami adalah batu, kemudian batuan mengalami pelapukan dan berubah menjadi tanah, sehingga kandungan fosfatnya ada di tanah. Kemudian fosfat diserap oleh tanaman, dan tanaman dikonsumsi hewan sehingga fosfatnya berpindah ke hewan. Dan hasil sekresi zat sisa berupa fosfat, zat sisanya ini kemudian kembali ke dalam tanah yang nantinya akan terbawa ke laut. Selanjutnya akan mengalami pembatuan atau terjadi proses sedimentasi di laut, lama-kelamaan batuannya terangkat menjadi batuan yang ada di bumi yang nantinya akan mengalami pelapukan kembali.

Contoh Penerapan

Pemahaman mengenai siklus biogeokimia dapat diterapkan untuk menganalisis sebaran kandungan karbon dioksida (siklus karbon) misalnya penelitian yang dilakukan oleh August Daulat dkk yang berjudul “Sebaran kandungan CO2 terlarut di perairan pesisir selatan Kepulauan Natuna” [5]. Siklus biogeokimia yang terjadi pada ekosistem pesisir dapat mempengaruhi kualitas perairan dan berfungsi sebagai penunjang keberlanjutan dan kesuburan perairan. Karbondioksida adalah salah satu parameter penting dalam siklus biogeokimia di perairan pesisir baik berupa DIC (Dissolved Inorganic Carbon) di dalam air maupun berupa TOC (Total Organic Carbon) di dalam sedimen. Penelitian yang dilakukan August Daulat dkk tersebut bertujuan untuk mengetahui sebaran kandungan CO2 terlarut di perairan pesisir selatan Kepulauan Natuna. Pengukuran insitu dilakukan terhadap beberapa parameter kualitas air baik fisika (temperatur dan kecerahan) maupun kimia (DO, pH dan salinitas). Metode titrasi Giggenbach digunakan untuk analisis DIC di laboratorium LIPI, sedangkan TOC dalam sedimen dianalisis di laboratorium Proling, IPB. Kualitias air di perairan pesisir selatan Kepulauan Natuna secara umum masih berada dalam kondisi baik berdasarkan Keputusan Menteri Negara Lingkungan Hidup No. 51 tahun 2004. Hasil penelitian menunjukan sebaran spasial parameter kandungan CO2 dengan kandungan DIC berkisar antara 1,9-2,3 mol/kg, sedangkan kandungan TOC perairan berkisar antara 0,25-1,19 g/kg. Sebaran sedimen didominasi oleh pasir, pasir lanau, lanau pasiran dan terumbu karang yang berpotensi besar menyimpan karbon organik didalam sedimennya dan mengindikasikan kesuburan perairan pesisir selatan Kepulauan Natuna tergolong baik.

Contoh Soal

1. Perhatikan daur unsur fosfat dalam ekosistem berikut!

blank

Pada ekosistem di atas terjadi daur biogeokimia karena setiap komponennya saling berinteraksi. Peran komponen X dalam daur biogeokimia tersebut adalah ….
A. kelinci sebagai detritus dalam tanah karena menghasilkan senyawa fosfat
B. tumbuhan membentuk senyawa organik yang berbahan baku fosfor melalui asimilasi
C. fosfor dalam bebatuan mengalami pelapukan menjadi penyedia fosfat dalam tanah
D. fosfat organik dalam tanah akan terlarut di air dan terserap oleh bebatuan
E. bangkai organisme mati akan diuraikan oleh bakteri menjadi senyawa fosfat organik
Jawaban: B
Pembahasan: Komponen X menunjukkah proses fosfat di tanah masuk ke tumbuhan, pada proses ini disebut proses asimilasi. Jadi, peran komponen X dalam daur biogeokimia tersebut adalah tumbuhan membentuk senyawa organik yang berbahan baku fosfor melalui asimilasi.

2. Pembusukan limbah organik di dalam perairan yang menghasilkan fosfor dan masuknya NO3 yang terbawa air hujan dari sisa pupuk pertanian dapat menimbulkan dampak langsung, yaitu ….
A. penurunan kadar O2 di perairan
B. pertumbuhan tanaman air berlebihan
C. cahaya matahari tidak dapat masuk di permukaan air
D. peningkatan jumlah hewan yang hidup di air
E. pertumbuhan tanaman air terganggu
Jawaban: B
Pembahasan: Limbah pupuk mengandug fosfat dapat merangsang pertumbuhan gulma air seperti ganggang dan enceng gondok. Banyaknya kandungan fosfat dalam air akan membuat tanaman air menjadi tumbuh semakin subur dan berlebihan.

Akhir Kata: Bagaimana kamu sudah paham dengan materi siklus biogeokimia? Semoga bermanfaat ya.

Referensi:

[1] Buchari. 2001. Kimia Lingkungan. Direktorat Jenderal Pendidikan Tinggi: Jakarta

[2] Cotton dan Wilkinson. 1989. Kimia Anorganik Dasar. Jakarta: UI-PRESS

[3] Kristanto, Philip. 2004. Ekologi Industri. Yogyakarta: Penerbit Andi

[4] Kuncoro. 2007. Pola dan Tipe Dasar Siklus Biogeokimia. Jakarta: Erlangga

[5] Daulat, A., Kusumaningtyas, M. A., Adi, R. A., & Pranowo, W. S. (2014). Sebaran kandungan CO2 terlarut di perairan pesisir selatan Kepulauan Natuna. DEPIK Jurnal Ilmu-Ilmu Perairan, Pesisir dan Perikanan3(2).

Setelah selesai membaca, yuk berikan artikel ini penilaian!

Klik berdasarkan jumlah bintang untuk menilai!

Rata-rata nilai 4 / 5. Banyaknya vote: 3

Belum ada yang menilai! Yuk jadi yang pertama kali menilai!

Baca juga:
Artikel Berhubungan:

9 tanggapan pada “Siklus Biogeokimia: Pengertian, Jenis, dan Contoh Penerapan [Lengkap + Contoh Soal]”

Tinggalkan Balasan

Alamat email Anda tidak akan dipublikasikan. Ruas yang wajib ditandai *