Aliran Energi Dalam Ekosistem

Diagram Aliran Energi Smartdraw Diagrams

Siklus Materi dan Aliran Energi dalam Ekosistem

BAB I

PENDAHULUAN

Ekosistem merupakan hubungan timbal balik antar makhluk hidup dengan lingkungannya maupun sesama makhluk hidupnya. Oleh karena itu, didalam ekosistem pasti terjadi hubungan saling ketergantungan antara komponen satu dengan yang lain. Saling ketergantungan itu mencakup berbagai kebutuhan untuk bereproduksi, makanan, energi, air mineral dan udaaa. Adanya saling ketergantungan menyebabkan di dalam ekosistem terjadi rantai makanan, jaring-jaring makanan, aliran energi dan siklus biogeokimia.

Suatu ekosistem terdiri dari semua organisme yang hidup dalam suatu komunitas dan juga semua faktor abiotik yang berinteraksi dengan organisme tersebut. Sebagai tingkatan yang paling inklusif dalam hirarki organisasi biologis, suatu ekosistem melibatkan dua proses yang tidak dapat dijelaskan sepenuhnya pada tingkat yang lebih rendah: aliran energi dan siklus kimia.

Rumusan Masalah
Apa yang dimaksud dengan aliran energi dan bentuk aliran energi?
Apa yang dimaksud dengan rantai makanan, beserta contohnya?
Apa yang dimaksud dengan jarring-jaring makanan, beserta contonya?
Bagaimana proses aliran energi dalam jaring-jaring makanan?
Apa yang dimaksud dengan piramida ekologi?
Apa jenis/macam piramida ekologi?
Apa yang dimaksud dengan siklus materi dan siklus biogeokimia?
Jelaskan perbedaan aliran energi dan siklus materi!
Apa fungsi siklus materi?
Sebutkan dan jelaskan siklus materi dalam ekosistem!

BAB II

PEMBAHASAN

Pengertian Aliran Energi dan Bentuk Aliran Energi

Semua organisme memerlukan energi untuk pertumbuhan, pemeliharaan, reproduksi, dan pada beberapa spesies untuk lokomosi. Pengaturan energi suatu ekosistem bergantung pada produktivitas primer. Sebagian besar produsen primer menggunakan energi cahaya untuk mensintesis molekul organik yang kaya energi, yang selanjutnya dapat dirombak untuk membuat ATP. Konsumen mendapatkan bahan bakar organiknya melalui jaring-jaring makanan.[1]

Menurut Odum (1993) energi didefinisikan sebagai kemampuan untuk mengerjakan pekerjaan. Perilaku energi dapat dinyatakan dalam hukum-hukum termodinamika berikut:

Hukum termodinamika pertama: menyatakan bahwa “energi dapat diubah dari satu tip eke tipe yan lain, tetapi tidak dapat diciptakan ataupun dimusnahkan. Sinar adalah suatu bentuk energi, karena dapat diubah menjadi kerja, panas, atau energy potensial dari makanan, tergantung pada keadaan. Tetapi tidak ada satupun daripadanya yang dimusnahkan.
Hukum termodinamika kedua: menyatakan bahwa “tidak ada peristiwa atau proses yang melibatkan perubahan energi akan berlansung secara spontan kecuali dengan adanya penurunan energi dari bentuk yang dimampatkan ke bentuk yang disebarkan (energi yang terpusat menjadi bentuk energi yang terpencar ).

Aliran energi dalam ekosistem adalah proses berpindahnya energi dari suatu tingkat trofik ke tingkat trofik berikutnya yang dapat digambarkan dengan rantai makanan atau dengan piramida biomassa.[2] Organisme, ekosistem dan seluruh biosfir memiliki sifat termodinamika dasar untuk mampu menciptakan dan mampu mempertahankan tata tertib dalam tahapan tinggi, atau keadaan entropi rendah ( ukuran untuk kekacauan atau jumlah energi yang tidak tersedia di dalam system).

Keragaman manifestasi hidup semuanya disertai perubahan-perubahan energi, walaupun tidak energy ada yang diciptakan ataupun dihancurkan. Energi yang memasuki permukaan bumi sebagai sinar diimbangi oleh energi yang meninggalkan permukaan bumi sebagai radiasi panas yang tidak tampak. Tanpa pemindahan energy tak akan mungkin ada kehidupan dan tidak ada system-sistem ekologi.[3]

Sumber energi utama bagi kehidupan adalah cahaya matahari. Energi cahaya matahari masuk ke dalam komponen biotik melalui produsen (organismefotoautotropik) yang diubah menjadi energi kimia tersimpan di dalam senyawa organik. Energi kimia mengalir dari produsen ke konsumen dari berbagai tingkat tropik melalui jalur rantai makanan. Energi kimia tersebut digunakan organisme untuk pertumbuhan dan perkembangan. Kemampuan organisme-organisme dalam ekosistem untuk menerima dan menyimpan energi dinamakan produktivitas ekosistem. Produktivitas ekosistem terdiri dari produktivitas primer danproduktivitas sekunder

Jumlah energi cahaya yang diubah menjadi energy kimia oleh autotroph suatu ekosistem selama suatu priode waktu tertentu. Total produktivitas primer dikenal sebagai produktivitas primer kotor. Tidak semua produktivitas ini disimpan sebagai bahan organic pada tumbuhan yang sedang tumbuh karena tumbuhan tersebut menggunakan sebagian molekul sebagai bahan bakar dalam respirasi selulernya.

Laju perubahan energy kimia pada makanan yang dimakan oleh konsumen ekosistem menjadi biomassa baru mereka sendiri. Di sebagian besar ekosistem, herbivore hanya mampu memakan sebagian kecil bahan tumbuhan yang dihasilkan, dan herbivora tidak dapat mencerna seluruh senyawa organic yang ditelannya.[4]

Pengertian Rantai Makanan

Energi pangan sumber daya di dalam tumbuh-tumbuhan melalui satu seri organisme dengan diulang-ulang dimakan dan memakan dinamakan rantai pangan. Rantai makanan dimulai dari organisme autotrofh dengan mengubah energy cahaya dari matahari menjadi energy kimia. Energi kimia ini akan diteruskan pada konsumen tingkat pertama atau primer, tingkat kedua atau sekunder, dan seterusnya sampai kelompok organisme pengurai atau decomposer. Pada tiap pemindahan bagian besar, 80-90% dari energy potensial hilang sebagai panas. Maka dari itu, jumlah langkah atau “ sambungan” di dalam urutannya terbatas. Makin pendek rantai pangan (makin dekat organisme itu pada permulaan rantai), semakin besar energi yang tersedia.

Rantai-rantai pangan terdiri dari dua tipe dasar yaitu rantai pangan perumputan, yang mulai dari dasar tumbuh-tumbuhan hijau ke herbivora yang merumput (organisme yang makan tumbuhan hidup) dan terus ke karnivora (pemakan binatang), rantai pangan sisa, yang dimulai dari bahan-bahan mati ke mikroorganisme dan kemudian ke organisme yang makan sisa detrivora dan pemangsanya.[5]

contoh rantai makanan adalah sebagai berikut.

Rumput sebagai produsen, tikus sebagai konsumen primer, ular sebagai konsumen sekunder dan elang sebagai konsumen tersier.

Pengertian Jaring-Jaring makanan

Setiap organisme memakan lebih dari satu makanan. Sehingga hubungan makan dan aliran energi pada ekosistem alami lebih kompleks dibandingkan hanya sekedar rantai makanan.

Menurut Odum (1993) rantai-rantai pangan tidak merupakan urutan-urutan yang terpisah. Melainkan bersambungan satu dengan yang lainnya. Pola yang saling berkaitan itu disebut jaring-jaring pangan. Di dalam komunitas-komunitas alam yang kompleks,organisme-organisme yang makanannyadiperoleh dari tumbuhan-tumbuhan dengan jumlah langkah yang sama dikatakan termasuk ke dalam tingkat trofik yang sama. Dengan demikian, tumbuh-tumbuhan hijau (tingkat produsen) menduduki tingkat trofik yang pertama, pemakan tumbuhan tingkat trofik kedua, karnivora yang memakan herbivora tingkat ketiga, dan karnivora sekunder tingkat keempat.

Klasifikasi trofik didasarkan satu dari fungsi dan bukan dari jenis. Populasi tertentu dapat menduduki satu, atau lebih dari satu tingkat trofik menurut sumber energi yang sebenarnya diasimilasi.

Contoh jaring-jaring makan adalah sebagai berikut.

Rantai makanan merupakan peristiwa makan dan dimakan dengan urutan dan arah tertentu. Pada peristiwa tersebut terjadi perpindahan energi dari produsen ke konsumen, dan selanjutnya ke pengurai. Sedangkan jaring-jaring makanan merupakan sekumpulan rantai makanan yang saling berhubungan. Dalam ekosistem, suatu organisme tidak hanya makan satu jenis makanan saja, dan juga dapat dimakan oleh beberapa jenis pemangsa. Oleh karena itu terjadi beberapa rantai makanan yang saling berhubungan.

Proses Aliran Energi dalam Jaring-Jaring makanan

Dalam suatu interaksi terjadi proses pengaliran energi. Aliran energi terjadi karena adanya makan-memakan membentuk suatu rantai makanan. Rantai makanan saling terkait membentuk jaring-jaring makanan. Komponen biotik dan abiotik saling berinteraksi dalam ekosistem dan berperan dalam proses aliran energi. Aliran energi adalah proses perpindahan energi dari satu organisme ke organisme yang lain. dalam ekosistem aliran energi dapat berupa rantai makanan maupun jaring-jaring makanan.[6]

Energi dapat berada dalam berbagai bentuk. Misalnya energi kimia, energi potensial, energi kinetik, energi panas, energi listrik, dan lain-lain. Namun, semua bentuk energi tersebut berasal dari satu sumber yaitu matahari. Perubahan bentuk energi ke bentuk energi lain ini dinamakan transformasi energi. Sedangkan perpindahan energi dari satu tempat ke tempat lain disebut transfer energi atau aliran energi.

Dalam suatu ekosistem, energi matahari diubah oleh produsen menjadi makanan bagi konsumen primer. Oleh konsumen primer, makanan yang diperoleh diubah kembali menjadi energi. Konsumen sekunder juga melakukan hal yang sama setelah memakan konsumen primer. Namun, tidak semua makanan yang dikonsumsi diubah menjadi energi. Perhatikan gambar dibawah ini yang menggambarkan pembagian energi.

Selama proses transfer energi, selalu terjadi pengurangan jumlah energi setiap melewati suatu tingkat trofik. Selama terjadi aliran energi dalam suatu rantai makanan, terjadi pula aliran materi. Materi berupa unsur- unsur dalam bentuk senyawa kimia yang merupakan materi dasar makhluk hidup dan tak hidup.

Gambar . Aliran energi dari satu organisme ke organisme lain (kkal/m²/tahun).

Pergerakan energi dan materi melalui ekosistem saling berhubungan karena keduanya berlangsung melalui transfer zat-zat di dalam rantai makanan. Dari 200 J energi yang dikonsumsi oleh ulat, misalnya, hanya sekitar 33 J yang digunakan untuk pertumbuhannya, sedangkan sisanya dibuang sebagai feses atau digunakan untuk respirasi seluler. Tentunya, energi yang yang terkandung dalam feses tersebut tidak hilang dari ekosistem karena masih dapat dikonsumsi oleh detritivora. Akan tetapi, energi yang digunakan untuk respirasi hilang dari ekosistem. Dengan demikian, jika radiasi cahaya matahari merupakan sumber utama energi untuk sebagian ekosistem, maka kehilangan panas pada respirasi adalah tempat pembuangan energi. Hal inilah yang menyebabkan energi dikatakan mengalir melalui ekosistem dan bukan didaur di dalam ekosistem.[7]

Pengertian Piramida Ekologi

Setiap tahap dalam rantai makanan akan ada sejumlah energi yang hilang karena tidak terasimilasi atau lepas sebagai panas, sehingga organisme yang berada pada ujung tingkat trofik akan memperoleh energi lebih kecil. Apabila energi yang tersedia dalam suatu rantai makanan itu disusun secara berurutan berdasarkan urutan tingkat trofik, maka membentuk sebuah kerucut yang dikenal dengan piramida ekologi. Dengan demikian piramida ekologi adalah susunan tingkat trofik (tingkat nutrisi atau tingkat energi) secara berurutan menurut rantai makanan atau jaring makanan dalam ekosistem (Indriyanto, 2006).[8]

Piramida ekologi merupakan suatu diagram piramida yang dapat menggambarkan hubungan antara tingkat trofik satu dengan tingkat trofik lain, secara kuantitatif pada suatu ekosistem. Pada piramida ini organisme yang menempati tingkat trofik bawah relatif banyak jumlahnya. Makin tinggi tingkat trofiknya jumlah individunya semakin sedikit . Tingkat trofik tersebut terdiri dari produsen, konsumen primer, konsumen sekunder, konsumen tertier. Produsen selalu menempati tingkat trofik pertama atau paling bawah. Sedangkan herbivora atau konsumen primer menempati tingkat trofik kedua, konsumen sekunder menempati tingkat trofik ketiga, konsumen tertier menempati tingkat trofik ke empat atau puncak piramida.[9]

Jenis/Macam Piramida Ekologi

Piramida ekologi terdiri dari piramida jumlah, piramida biomassa, dan piramida energi.

Piramida jumlah yaitu suatu piramida yang menggambarkan jumlah individu pada setiap tingkat trofik dalam suatu ekosistem. Piramida jumlah umumnya berbentuk menyempit ke atas. Organisme piramida jumlah mulai tingkat trofik terendah sampai puncak adalah sama seperti piramida yang lain yaitu produsen, konsumen primer dan konsumen sekunder, dan konsumen tertier. Artinya jumlah tumbuhan dalam trofik pertama lebih banyak dari pada hewan (konsumen primer) di trofik kedua, jumlah organisme kosumen sekunder lebih sedikit dari konsumen primer, serta jumlah organisme konsumen tertier lebih sedikit dari organisme konsumen sekunder (Soerya, 1994).

Gambar 1: Piramida Jumlah

Piramida biomassa yaitu piramida yang menggambarkan terjadinya penurunan atau peningkatan biomassa organisme pada tiap tahap tingkatan trofik. Piramida biomassa pada ekosistem daratan dan ekosistem perairan terjadi perbedaan bentuk. Pada ekosistem daratan piramida biomassanya tegak, sedangkan ekosistem perairan piramida biomassanya terbalik hal ini karena pada ekosistem daratan jumlah organisme produsen lebih banyak dibandingkan jumlah organisme konsumen pada tiap tingkat trofik, maka biomassa konsumen makin kecil menuju ke puncak piramida sedangkan dalam ekosistem perairan biomassa konsumennya selalu lebih besar daripada biomassa produsen (Resosoedarmo dkk. 1986).

Gambar 2: Piramida Biomassa

Sumber: https://www.google.co.id

Merupakan piramida yang menggambarkan terjadinya penurunan energi pada tiap tahap tingkatan trofik, setiap urutan tingkat trofik, akan terjadi kehilangan energi. Karena setiap pengubahan energi akan menimbulkan hilangnya energi yang dipakai, hal ini sesuai dengan Hukum Termodinamika II. Bentuk piramida energi ini adalah piramida tegak. Piramida energi adalah piramida yang menggambarkan hilangnya energi pada saat perpindahan energi makanan di setiap tingkat trofik dalam suatu ekosistem.

Gambar 3: Piramida energy

Sumber: https://www.google.co.id

Diantara ketiga tipe piramida ekologi tersebut, piramida energi merupakan piramida yang terbaik karena dapat memberikan gambaran menyeluruh berkaitan dengan sifat-sifat fungsional suatu ekosistem. Piramida energi juga menunjukkan efisiensi ekologi atau keproduktifan ekosistem. Disamping itu, piramida energi tidak dipengaruhi oleh ukuran organisme dan kecepatan metabolisme pada tiap organisme, sehingga apabila semua sumber energi diperhitungkan, maka bentuk piramida selalu tegak sesuai dengan Hukum Termodinamika II (Resosoedarmo dkk. 1986).[10]

Pengertian Siklus Materi dan Siklus Biogeokimia
Siklus Materi

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 (Indriyanto, 2010). Pertukaran atau perubahan yang terus menerus, antara komponen biosfer yang hidup dengan tak hidup dapat juga disebut dengan siklus materi. Suatu ekosistem, materi pada setiap tingkat trofik tidak hilang, namun materi berupa unsur-unsur penyusun bahan organik tersebut didaur-ulang. Unsur-unsur tersebut masuk ke dalam komponen biotik melalui udara, tanah, dan air. Daur ulang materi tersebut melibatkan makhluk hidup dan batuan sehingga disebut siklus materi (Delvian, 2006).

Siklus biogeokimia atau yang biasa disebut dengan siklus organik-anorganik adalah siklus unsur-unsur atau senyawa kimia yang mengalir dari komponen abiotik ke komponen 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 sebgai siklus biogeokimia. Siklus biogeokimia yang terjadi di alam dapat berupa silkus air, siklus oksigen dan karbondioksida (karbon), siklus nitrogen, dan siklus materi (mineral) yang berupa unsur-unsur hara.[11]

Perbedaan Aliran Energi dan Siklus Materi
Aliran energi

Energi adalah sesuatu yang digunakan untuk melakukan pekerjaan, tanpa energy kita tidak dapat melakukan pekerjaan. Energy tidak dapat dilihat dan yang terlihat adalah efek dari energy tersebut. Semua organisme memerlukan energy untuk tumbuh, berkembang biak, bergerak dan melaksanakan seluruh fungsi-fungsi tubuhnya. Interaksi antara organisme dengan lingkungan dapat terjadi karena adanya aliran energy, proses aliran organisme dapat terjadi karena adanya proses makan dan di makan. Proses makan dan di makan terjadi antara satu kelompok organism dengan kelompok organisme lainnya. Dalam kehidupan, kita menggunakan tiga jenis energy yaitu, energy yang berasal dari matahari, panas bumi dan energy nuklir yang berasal dari reaksi nuklir dalam reactor atom. Sebenarnya energy matahari juga berasal dari reaksi nuklir yang terjadi dalam matahari. Energi itu dipancarkan oleh matahari dalam bentuk sinar. Hingga sekarang energy yang banyak kita pakai adalah energy matahari, terutama yang ditambat oleh hijau. Penambatan energy matahari itu terjadi dalam proses fotosintesis.

Dalam proses ini energy matahari diubah menjadi energy kimia yang tersimpan dalam gula, seperti yang telah diuraikan molekul gula itu terbentuk dalam proses fotosintesis dari air dan gas CO2 yang terdapat dalam udara. Gula selanjutnya diubah kedalam pati yang tersimpan dalam tubuh dan digunakan sebagai bahan untuk membentuk tubuh tumbuhan misalnya akar, batang dan daun. Energy yang terkandung dalam tubuh tumbuhan itu menjadi sumber energy makhluk hidup yang lain. Prose perbahan energy biasa disebut transformasi energy.

Beberapa contoh energi yang ada di alam:

Angin, yang sebenarnya adalah udara yang bergerak, juga mengandung energy. Energy angin itu dapat digunakan untuk menggerakkan perahu layar dan kincir angin. Kincir angin dapat dipakai untuk memutar mesin atau membangkitkan listrik. Terjadinya angin ialah oleh perbedaan suhu di dua tempatkarena perbedaan penyinaran oleh matahari atau perbedaan penyerapan sinar matahari. Pada siang hari suhu permukaan lebih tinggi dari suhu permukaan laut, karena daratan lebih mudah dipanaskan oleh matahari daripada air. Sehinnga pada siang hari angin bergerak dari laut kedaratan, yang sering kita sebut angin laut sebenarnya berasal dari energy cahaya matahari.

Air, yang mengalir di sungai juga mengandung energy matahari. Jika sungai dibendung, energy aliran air itu dapat digunakan untuk memutar generator. untuk membangkitkan listrik. Air yang mengalir di sungai berasal dari laut. Air laut menguap karena penyinaran oleh matahari. Uap terhembus oleh angin ke daratan dn terbentuk awan waktu angin naik karena adanya gunung. Awan berubah menjadi hujan dan sebagian air hujan mengalir di sungai. Sehingga air dalam sungai itu berasal dari matahari.[12]

Para ahli ekologi mempelajari interaksi organisme dengan lingkungan fisik, banyak pendekatan ekosistem didasarkan pada hukum-hukum fisika dan kimia yang telah banyak digunakan, hukum tersebut yaitu hukum kekekalan energy (Hukum Termodinamika).[13]

Hukum Termodinamika I menyatakan: bahwa energy dapat diubah dari satu tipe ke dalam tipe yang lain, tetapi tidak pernah dapat diciptakan atau di musnahkan.

Hukum Termodinamika II menyatakan : bahwa tidak ada peristiwa atau proses yang melibatkan perubahan energy akan berlangsung secara spontan kecuali dengan adanya penurunan energy dari bentuk yang dimampatkan ke bentuk yang disebarkan. Contohnya : benda dalam benda panas akan segera tersebar dalam benda panas secara spontan cenderung tersebar ke dalam lingkungan yang lebih penting.[14] Contoh aliran energy dalam ekosistem

Siklus materi merupakan siklus perubahan dan perpindahan materi yang terjadi dalam suatu rantai makanan Tubuh kita, hewan, tumbuhan, batu, dan lain-lain tersusun oleh materi. Materi itu sendiri terdiri dari unsure kimia seperti, karbon (O), hydrogen (H), oksigen (O), nitrogen (N), dan fosfor (P). Materi yang kita butuhkan untuk menyusun tubuh kita, kita dapatkan dari makanan kita. Materi dalam makanan itu berbentuk karbohidrat, lemak, protein dan lain-lain. Kecuali untuntuk menyusun tubuh kita, makanan juga mengandung zat yang diperlukan untuk mengatur proses kimia yang terjadi dalam tubuh kita, yaitu yang disebut metabolisme zat ini antara lain vitamin dan mineral tertentu. Bersamaan dengan materi, dari kita dapatkan energy.

Hewan, untuk hidupnya juga harus makan. Dalam ekologi manusia dan hewan disebut konsumen. Kita lihat adanya proses makan memakan dalam alam. Tumbuhan hijau dimakan oleh ulat. Ulat dimakan oleh burung perenjak dan pada gilirannyadimakan oleh ular. Proses makan memeakan disebut rantai makanan yang terdiri atas banyak mata rantai. Rantai makanan itu bercabang-cabang merupakan jarring-jaring makanan. Jarring-jaring itu stu disebut jaring-jaring makanan.

Materi mengalir dari mata rantai makanan yang satu ke mata rantai makanan yang lain. Jika mahluk mati, tidak berarti aliran materi berhenti melainkan mahluk yang mati menjadi makanan mahluk lain. Misalnya bangkai hewan “dimakan” oleh jasad renik, seperti bakteri dan jamur, dalam proses pembusukan. Dalam proses ini sebagian bangkai itu digunakan untuk menyusun tubuh jasad renik. Sebagian lagi terurai menjadi gas, cairan, dan mineral. Salah satu gas yang terbentuk ialah CO2. Gas kemudian digunakan oleh tumbuhan dalam proses fotosintesis. Materi tidak ada habis-habisnya. Ia mengalir dari tubuh mahluk satu ke mahluk yang lainnya dan dari dunia hidup ke dunia tak hidup serta kembali ke dunia hidup.[15] Jadi pebedaan yang spesifik dari keduanya adalah energy mengalir melalui ekosistem, sementara materi mendaur di dalam dan melalui ekosistem.

Walaupun sebagian besar ekosistem menerima suplai energy kimia yang berlimpah, unsur-unsur kimia hanya tersedia dalam energy terbatas. (Meteoroit yang terkadang menghantam bumi merupakan satu-satunya sumber materi baru dari luar bumi). Oleh karena itu, kehidupan di bumi bergantung pada pendaurulangan unsur-unsur kimia esensial.[16] Daur materi itu disebut daur biogeokimia, karena daur itu meliputi proses biologi, geologi, dan kimia. Mata rantai mahluk hidup dalam daur biogeokimia merupakan jaring-jaring kehidupan karena melibatkan komponen biotic dan abiotik. Siklus nutrient ini disebut sebagai siklus biogeokimiawi. Daur biogeokimia sendiri berfungsi sebagai pengatur kestabilan kehidupan dalam ekosistem, sehingga kestabilan kehidupan dalam ekosistem dapat terjaga dan unsur-unsur kimia yang ada di ekosistem tetap terjaga da dapat dimanfaatkan untuk proses kehidupan. Apabila proses ini berhenti maka kestabilan kehidupan dalam ekosistem juga akan berhenti dan sebaliknya. Sehingga proses biogeokimia ini sangat penting.

Siklus Materi dalam Ekosistem

Daur materi itu biasa disebut daur biogeokimia, adapun jenis-jenis daur biogeokimia sebagai berikut.

Air penting sekali untuk semua organisme dan ketersediannya memengaruhi laju proses-proses ekosistem, terutama produksi primer dan dekomposisi di ekosistem darat. Air cair adalah fase fisik utama saat air digunakan, walaupun beberapa organisme dapat menggunakan uap air. Pembekuan air tanah dapat membatasi ketersediaan air untuk tumbuhan darat. Laut mengandung sekitar 97% ai di dalam biosfer. Sekitar 2% terikat dalam gletser dan tudung es kutub, sementara 1% yang tersisa berada di danau, sungai, dan air tanah dengan jumplah yang sangat sedikit di atmosfer.

Proses-proses utama yang mendorong siklus air adalah evaporasi air cair oleh energy surya, kondensasi uap air menjadi awan dan hujan. Transpirasi oleh tumbuhan darat juga menggerakkan cukup banyak air ke atmosfer. Aliran permukaan dan air tanah dapat mengembalikan air ke lautan sehingga menuntaskan siklus air.

Semua organisme memerlukan unsur nitrogen untuk pembentukan protein dan berbagai molekul organic esensial lainnya. Sumber utama terbesar nitrogen adalah atmosfer yang terdiri dari 80% gas nitrogen. Sumber yang lain adalah tanah dan sedimen danau, sungai, dan lautan (nitrogen terlarut), serta biomassa organisme hidup.

Jalur utama bagi nitrogen untuk memasuki ekosistem adalah melalui fiksasi nitrogen, oleh bakteri menjadi bentuk-bentuk yang dapat digunakan untuk menyintesis senyawa-senyawa organic bernitrogen. Beberpa nitrogen juga difiksasi oleh petir. Pupuk nitrogen, hujan, dan debu yang tertiup oleh angin juga dapat menyediakan cukup banyak masukan NH+4 dan NH-3 ke ekosistem. Amonifikasi NH+4 mendekomposisi nitrogen organik menjadi NH+4. Pada nitrifikasi NH+4 dikonversi menjadi NO-3 oleh bakteri nitrifikasi. Dalam kondisi anaerobic, bakteri dinitrifikasi menggunakan NO-3 dalam metabolismenya, bukan O2, sehingga melepaskan N2 dalam suatu proses yang disebut denitrifikasi.

Organisme memerlukan fosfor sebagai penyusun utama asam nukleat, fosfolipid, dan ATP serta molekul penyimpanan energy lainnya dan sebagai mineral penyusun tulang dan gigi. Bentuk anorganik fosfor yang paling penting adalah fosfat yang diabsorpsi dan digunakan oleh tumbuhan dalam sintesis senyawa-senyawa organic. Sumber utama terbesar fosfor adalah dalam bebatuan seimen yang berasal dari laut. Terdapat pula banyak fosfor dalam tanah, di dalam laut (dalam bentuk terlarut) dan dalam organisme . karena humus dan partikel-partikel tanah mengikat fosfat, pendaurulangan fosfor cenderung sedikit terlokalisasi pada ekosistem.

Pengikisan bebatuan akibat cuaca secar perlahan-lahan menambahkan fosfat ke tanah beberapa di antaranya tergelontor ke dalam air tanah dan air permukaan, dan pada akhirnya mencapai laut. Fosfat yang diambil oleh produsen dan digabungkan ke dalam molekul biologisndapat dimakan oleh jejaring makanan. Fosfat dikembalikan ke tanah atau air melalui dekomposisi biomassa atau ekskresi oleh konsumen karena tidak ada gas pengandung fosfor yang signifikan, hanya ada sedikit fosfor yang bergerak melalui atmosfer, biasanya dalam bentuk debu dan percikan air laut.[17]

Siklus karbon dan oksigen

Unsur karbon dalam atmosfer bentuk karbondioksida (CO2), sedangkan unsure oksigen dalam bentuk gas (O2). Konsentrasi (CO2) di atmosfer diperkirakan 0,03%

Karbondioksida masuk ke dalam komponen biotic melalui organisme fotoautrotof (tumbuhan hijau) dan kemoautrotof (bakteri kemoautrotof) . dalam proses fotosintesis dan kemosintesis. Karbon kemudian tersimpan sebagai zat organic dan berpindah melalui rantai makanan, respirasi dan ekskresi ke lingkungan. Sedangkan oksigen masuk ke komponen biotic melalui proses respirasi untuk membakar bahan makanan lalu dihasilkan karbon dioksida (CO2). Daur karbon sangat berkaitan erat dengan daur oksigen di alam kita ini.

Sulfur merupakan bahan penting untuk pembuatan semua protein dan banyak terdapat di kerak bumi. Tumbuhan mengambil sulfur dalam bentuk dari tanah. Sedangkan hewan dan manusia mendapatkan dari tumbuhan yang mereka makan.

BAB III

PENUTUP

Ekosistem merupakan hubungan timbal balik antar makhluk hidup dengan lingkungannya maupun sesama makhluk hidupnya. Semua organisme memerlukan energi untuk pertumbuhan, pemeliharaan, reproduksi, dan pada beberapa spesies untuk lokomosi. Energi pangan sumber daya di dalam tumbuh-tumbuhan melalui satu seri organisme dengan diulang-ulang dimakan dan memakan dinamakan rantai pangan. Rantai makanan dimulai dari organisme autotrofh dengan mengubah energy cahaya dari matahari menjadi energy kimia. Setiap organisme memakan lebih dari satu makanan. Sehingga hubungan makan dan aliran energi pada ekosistem alami lebih kompleks dibandingkan hanya sekedar rantai makanan.

Piramida ekologi merupakan suatu diagram piramida yang dapat menggambarkan hubungan antara tingkat trofik satu dengan tingkat trofik lain. Piramida ekologi terdiri dari piramida jumlah, piramida biomassa, dan piramida energi.

Pertukaran atau perubahan yang terus menerus, antara komponen biosfer yang hidup dengan tak hidup dapat juga disebut dengan siklus materi. Suatu ekosistem, materi pada setiap tingkat trofik tidak hilang, namun materi berupa unsur-unsur penyusun bahan organik tersebut didaur-ulang. Siklus biogeokimia atau yang biasa disebut dengan siklus organik-anorganik adalah siklus unsur-unsur atau senyawa kimia yang mengalir dari komponen abiotik ke komponen biotik dan kembali lagi ke komponen abiotik. Energy yang terkandung dalam tubuh tumbuhan itu menjadi sumber energy makhluk hidup yang lain. Prose perbahan energy biasa disebut transformasi energy. Contoh nergy yang ada di alam adalah angina dan air.

Siklus materi merupakan siklus perubahan dan perpindahan materi yang terjadi dalam suatu rantai makanan. Materi itu sendiri terdiri dari unsure kimia seperti, karbon (O), hydrogen (H), oksigen (O), nitrogen (N), dan fosfor (P). Walaupun sebagian besar ekosistem menerima suplai energy kimia yang berlimpah, unsur-unsur kimia hanya tersedia dalam nergy terbatas. Daur materi itu biasa disebut daur biogeokimia. Jenis-jenis daur biogeokimia diantaranya adalah, siklus air, siklus nitrogen, siklus fosfor, siklus karbon dan oksigen dan juga siklus sulfur (belerang).

DAFTAR PUSTAKA

Campbell. 2008. BIOLOGI Jilid 3. Jakarta: Erlangga

Odum, Eugene P. 1993. Dasar-dasar Eologi. Yogyakarta: Gadjah Mada University Press

Reece, Campbell & Mitcheel. 2004. BIOLOGI Edisi Kelima Jilid 3. Jakarta: Erlangga

Soemarwoto, Otto.2004. Ekologi Lingkngan Hidup dan Pembangunan. Jakarta : Djambatan

Anonym. 2012. Rantai Makanan, Jaring-jaring Makanan dan Piramida Ekologi. http://perpustakaancyber.blogspot.co.id/2012/12/rantai-makanan-jaring-jaring-makanan- piramida- ekologi.html diakses 17 April 2016 pukul 22.09 WIB.

file:///E:/SEM%204/EKOLOGImmm/Pengertian%20dan%20Macammacam%20Siklus%20Biog eokimia%20_%20Berbagai%20Fakta.html. Diakses pada Jumat, 15 April 2016. Pukul: 20.12 WIB.

http://documents.tips/documents/makalah-aliran-energi-dan-siklus-materi.html. Diakses pada Jumat, 15 April. Pukul: 06.56 WIB.

file:///E:/SEM%204/EKOLOGI/__%20Aliran%20Energi%20dan%20Daur%20Materi%20_..htm l. Diakses pada Jumat, 15 April 2016. Pukul: 06.14 WIB.

Panji. 2015. ALIRAN ENERGI PADA EKOSISTEM. http://www.edubio.info/2015/05/aliran- energi-pada- ekosistem.html diakses pada tanggal 15 April 2016 pukul 21.31 WIB.

Sridianti. 2016. Pengertian Aliran Energi dalam Ekosistem, dari http://www.sridianti.com./pengertian-aliran-energi- dalam-ekosistem.html diakses tanggal 17 April 2016 pukul 10.42 WIB

[1] Campbell Reece & Mitcheel, BIOLOGI Edisi Kelima Jilid 3, (JAKARTA: ERLANGGA, 2004), hlm. 391

[2] Sridianti. 2016. Pengertian Aliran Energi dalam Ekosistem, dari http://www.sridianti.com./pengertian-aliran-energi-dalam-ekosistem.html diakses tanggal 17 April 2016 pukul 10.42 WIB

[3] Eugene P. Odum, DASAR-DASAR EKOLOGI edisi ketiga, (Yogyakarta: GADJAH MADA UNIVERSITY PRESS, 1993), hlm. 46

[4] Campbell Reece & Mitcheel, BIOLOGI Edisi Kelima Jilid 3, (JAKARTA: ERLANGGA, 2004), hlm.391-393

[5] Eugene P. Odum, DASAR-DASAR EKOLOGI edisi ketiga, (Yogyakarta: GADJAH MADA UNIVERSITY PRESS, 1993), hlm. 79

[6] Panji. 2015. ALIRAN ENERGI PADA EKOSISTEM. http://www.edubio.info/2015/05/aliran-energi-pada-ekosistem.html diakses pada tanggal 15 April 2016 pukul 21.31 WIB.

[8] http://documents.tips/documents/makalah-aliran-energi-dan-siklus-materi.html. Diakses pada Jumat, 15 April. Pukul: 06.56 WIB.

[9] file:///E:/SEM%204/EKOLOGI/__%20Aliran%20Energi%20dan%20Daur%20Materi%20_..html. Diakses pada Jumat, 15 April 2016. Pukul: 06.14 WIB.

[10] http://documents.tips/documents/makalah-aliran-energi-dan-siklus-materi.html. Diakses pada Jumat, 15 April. Pukul: 06.56 WIB

[11]file:///E:/SEM%204/EKOLOGImmm/Pengertian%20dan%20Macammacam%20Siklus%20Biogeokimia%20_%20Berbagai%20Fakta.html. Diakses pada Jumat, 15 April 2016. Pukul: 20.12 WIB.

[12] Otto soemarwoto, Ekologi, Lingkungan Hidup dan Pembangunan, (Jakarta: Djambatan), 2004, hlm 28-33.

[13] Campbell, BIOLOGI Jilid 3, (Jakarta: Penerbit Erlangga), 2008, hlm 407.

[14] Eugene odum, Dasar-dasar Eologi, (Yogyakarta: Gadjah Mada University Press), 1993, hlm 46.

[15] Otto soemarwoto, Ekologi Lingkngan Hidup dan Pembangunan, (Jakarta : Djambatan), 2004, hlm 26-28.

[16] Campbell, BIOLOGI Jilid 3, (Jakarta: Penerbit Erlangga), 2008, hlm 415-416.

[17] Campbell, BIOLOGI Jilid 3, (Jakarta: Penerbit Erlangga), 2008, hlm 417-418.