Pengertian Daur Biogeokimia dan Siklusnya dalam Ekosistem

Ilustrasi daur biogeokimia. Foto: Pixabay

Daur biogeokimia memainkan peran penting dalam menjaga keseimbangan ekosistem di bumi. Jika daur ini berhenti, makhluk hidup akan mati dan ekosistem akan punah.

Mengutip buku Biologi tulisan Mega Mufidatul Saputri dan Mucharommah Sartika Ami, daur biogeokimia melibatkan makhluk hidup, tanah, dan reaksi kimia. Secara keseluruhan, daur biogeokimia memungkinkan pertukaran dan transformasi unsur-unsur kimia yang penting bagi kelangsungan makhluk hidup.

Memahami peran daur biogeokimia dan dampaknya pada ekosistem menjadi langkah awal yang dapat dilakukan untuk menjaga keberlanjutan lingkungan. Untuk itu, simaklah penjelasan mengenai daur biogeokimia selengkapnya dalam artikel ini.

Pengertian Daur Biogeokimia

Ilustrasi daur biogeokimia. Foto: Pixabay

Daur biogeokimia adalah daur perpindahan materi dari komponen abiotik ke biotik dan kembali lagi ke komponen abiotik. Dijelaskan dalam buku Ekologi Perairan oleh Annisa Bias Cahya Nurani, dkk., daur biogeokimia berfungsi untuk mempertahankan unsur penting dalam kehidupan di bumi.

Daur yang kerap disebut daur organik-anorganik itu juga berperan dalam mengubah energi serta unsur-unsur kimia menjadi bentuk yang dapat digunakan untuk mendukung fungsi ekosistem secara keseluruhan.

Unsur-unsur kimia seperti karbon, nitrogen, fosfor, dan berbagai elemen lainnya bergerak melalui berbagai komponen ekosistem, termasuk atmosfer, tanah, air, dan organisme hidup. Daur biogeokimia terus berevolusi sepanjang tahun dan saling berkaitan dengan perubahan metabolisme makhluk hidup.

Secara garis besar, daur biogeokimia dimulai saat produsen dimakan oleh konsumen pertama yang menyebabkan perpindahan materi. Unsur-unsur kimia dalam daur biogeokimia kemudian bergerak melalui berbagai siklus yang masing-masing memiliki peran dan prosesnya sendiri.

Baca juga: Sebutan untuk Daur Biogeokimia yang Tidak Dijumpai dalam Bentuk Gas

Siklus Daur Biogeokimia

Ilustrasi daur biogokimia. Foto: Pixabay

Berdasarkan materi atau mineral anorganiknya, daur biogeokimia dibedakan menjadi lima siklus. Berikut penjelasannya yang dirangkum dari buku Modul Pembelajaran Geografi dan Kajian IPA untuk Mahasiswa PGSD karangan Elly Purwanti dkk.:

1. Daur Nitrogen

Sesuai namanya, daur nitrogen memastikan ketersediaan nitrogen dalam ekosistem. Pada siklus ini, nitrat yang dihasilkan melalui proses biologis digunakan produsen (tumbuhan) dan diubah menjadi molekul protein.

Kemudian, jika tumbuhan atau hewan mati, makhluk pengurai merombaknya menjadi gas amoniak (NH3) dan garam ammonium yang larut dalam air (NH4+). Proses ini disebut dengan amonifikasi.

Oleh bakteri Nitrosomonas atau Nitrococcus, amoniak dan senyawa amonium diubah menjadi nitrat. Proses yang dilakukan secara berurutan ini dikenal sebagai nitrifikasi.

Jika oksigen dalam tanah terbatas, nitrat akan ditransformasikan dengan cepat menjadi gas nitrogen atau oksida nitrogen melalui proses denitrifikasi. Denitrifikasi mengakibatkan tanah tidak subur karena nitrat yang diperlukan tumbuhan terurai kembali.

2. Daur Karbon dan Oksigen

Pada siklus ini, karbon mengalir bersama energi ke dalam ekosistem. Transfer karbon pertama dilakukan melalui proses fotosintesis oleh produsen.

Nantinya, zat organik yang dihasilkan produsen menjadi sumber makanan bagi organisme heterotrof, terutama herbivora. Jika herbivora dimakan karnivora, bahan organik dari herbivora akan diubah menjadi bentuk lain.

Hewan dan tumbuhan bernapas dan membebaskan CO2 ke udara. Pembongkaran senyawa organik oleh mikroorganisme juga akan menyebabkan CO2 bebas ke udara.

3. Daur Air

Proses daur air berasal dari penguapan air laut, danau, dan sungai serta tumbuhan dan hewan (hasil respirasi). Uap air yang terlepas ke bagian atmosfer akan membentuk awan.

Hembusan udara dan pergerakan angin membuat awan bergerak menuju arah daratan dan menyebabkan hujan. Air hujan membasahi permukaan tanah dan dapat dimanfaatkan makhluk hidup untuk melangsungkan kehidupan.

Baca juga: Hal-Hal yang Terjadi jika Hewan dan Tumbuhan Punah di Bumi

4. Daur Sulfur

Ilustrasi daur sulfur. Foto: Pixabay

Sulfur atau belerang merupakan salah satu unsur penyusun protein bumi. Siklus ini memungkinkan terjadinya perubahan sulfur dari hidrogen sulfida menjadi sulfur dioksida lalu menjadi sulfat dan kembali menjadi hidrogen sulfida lagi.

Di alam, sulfur banyak terdapat di kerak bumi. Tumbuhan menyerap unsur ini dalam bentuk senyawa sulfat yang digunakan untuk sintesis protein.

Melalui rantai makanan, sulfur lalu berpindah ke konsumen. Apabila organisme mati, senyawa sulfur akan terurai secara aerob membentuk sulfat. Di sisi lain, penguraian yang berlangsung secara anaerob akan menghasilkan gas sulfur dan sulfida.

Gas sulfur dan sulfida yang ada di udara dioksidasi oleh bakteri sulfur untuk menghasilkan sulfur. Selanjutnya, sulfur dioksidasi lagi untuk membentuk sulfat dalam tanah.

5. Daur Fosfor

Siklus fosfor dimulai dengan batuan fosfat, yang merupakan sumber utama fosfor. Batuan ini mengandung mineral fosfat seperti apatit. Proses pelapukan fisik dan kimia batuan membebaskan fosfor ke dalam tanah.

Kemudian, tumbuhan menyerap fosfor dalam bentuk ion fosfat (PO4^3-). Fosfor yang diambil oleh tumbuhan digunakan dalam berbagai proses biologis, termasuk sintesis DNA, RNA, ATP, dan molekul-molekul penting lainnya. Saat hewan memakan tumbuhan, fosfor ini ditransfer ke dalam tubuh hewan.

Fosfor berpindah dari tumbuhan ke hewan saat hewan memakan tumbuhan atau hewan lain yang mengandung fosfor. Ini memungkinkan fosfor mengalir melalui rantai makanan dalam ekosistem.

Ketika tumbuhan dan hewan mati, mikroorganisme pengurai (dekomposer) berperan dalam menguraikan sisa-sisa organik ini. Proses dekomposisi melepaskan fosfor dari materi organik ke dalam tanah.

Setelah dekomposisi, fosfor kembali ke tanah dalam bentuk fosfat yang dapat digunakan oleh tumbuhan untuk siklus berikutnya. Proses ini membentuk lingkaran yang berulang-ulang, yang menggambarkan daur fosfor dalam ekosistem.

(ADS)