Siklus Biogeokimia dalam Ekosistem Tropik Basah (Daur Fosfor, Nitrogen dan Daur Air)

Dalam kehidupan suatu ekosistem tidak pernah terlepas dari yang namanya daur materi/biogeokimia yang melibatkan beberapa komponen ekosistem itu sendiri. Siklus biogeokimia ini bergantung pada unsur-unsur kimiawi yang penting seperti air, fosfor, nitrogen dan karbon. Ketersediaan unsur-unsur tersebut selalu disuplai dan bersiklus, sementara itu sisa buangannya akan dilepaskan di alam dalam bentuk gas-gas tertentu.

Biasanya siklus fosforlah yang sering terlibat dalam ekosistem tropik basah misalnya pada hutan hujan tropik. Pada hutan hujan tropik, bahan organiknya mengalami penguraian dalam kurun waktu yang cukup lama, bisa mencapai 4 sampai 5 tahun. Yang mempengaruhi laju penguraiannya serta siklus nutrient/bahan organikhj tersebut yaitu faktor suhu, ketersediaan air dan oksigen. Sebagian besar siklus nutrient berada di biosfer dan perputaran nutrient ini melibatkan komponen biotik dan abiotik.

Tanah merupakan reservoir abiotik utama unsur-unsur tersebut, yang diserap oleh akar tumbuhan dan akhirnya dikembalikan ke tanah oleh pengurai, umumnya di sekitar lokasi yang sama, (Campbell, 2002: 396). Namun, tidak menutup kemungkinan bahwa ekosistem-ekosistem tidak saja sangat kompleks, tapi umumnya juga mempertukarkan paling tidak sebagian zat-zatnya dengan wilayah lain. Selain itu, pelapukan batuan secara perlahan-lahan menambah fosfor di dalam tanah.

Dengan demikian, sebagian besar fosfat bersiklus ulang secara lokal di antara tanah, tumbuhan, dan konsumer atas dasar skala waktu ekologis, sementara siklus sedimentasi secara bersama mengeluarkan dan memulihkan fosfor terrestrial selama waktu geologis, (Campbell, 2002: 400).

Selain siklus fosfor, pada hutan hujan tropik juga terjadi siklus nitrogen. Nitrogen di alam berada dalam berbagai bentuk dan dalam keadaan dinamis mengikuti perubahan fisik dan kimia dalam suatu siklus nitrogen. Sejumlah besar N2 di atmosfer, namun sukar bagi tumbuhan untuk memperoleh atom N dari N2 dalam bentuk yang dapat digunakan. Meskipun nantinya N2 masuk ke dalam sel-sel daun bersama-sama CO2 melalui stomata, enzim-enzim yang tersedia hanya mereduksi CO2 , sehingga N ke luar dari sel-sel daun secepat mungkin. Sebagian besar N2 yang masuk ke tubuh tumbuhan telah mengalami fiksasi (mereduksi) oleh mikroba prokariotik atau dalam bentuk NH4+ dan NO3 dalam air hujan (daur air), atau aktivitas gunung merapi dan pembakaran fosil.

Penyerapan NH4dan NO3 oleh tumbuhan pada hutan hujan tropik memungkinkan terbentuknya sejumlah senyawa nitrogen terutama protein. Menurut uraian Dwidjoseputro (2005) dijelaskan bahwa ada beberapa genera bakteri yang hidup dalam tanah (misalnya Azetobacter, Clostridium, dan Rhodospirillum) mampu untuk mengikat molekul-molekul nitrogen guna dijadikan senyawa-senyawa pembentuk tubuh mereka, misalnya protein. Jika sel-sel itu mati, maka timbullah zat-zat hasil urai seperti CO2 dan NH3 (gas amoniak).

Pupuk dari tumbuhan, mikroorganisme dan hewan yang telah mati merupakan sumber nitrogen penting yang kembali ke tanah tetapi sebagian besar nitrogen tersebut tidak dapat larut dan tidak segera tersedia untuk kebutuhan tumbuhan. Hingga 90% dari nitrogen total dalam tanah adalah bahan organik, meskipun pada beberapa keadaan sejumlah besar terdapat sebagai NH4+ terikat pada koloid tanah.

Menurut Hasnunidah (2011: 76) mengatakan bahwa perubahan nitrogen organik menjadi NH4+ oleh mikroba tanah disebut amonifikasi. Dalam tanah panas atau lembab dengan pH mendekati netral, NH4+ dioksidasi lebih lanjut oleh bakteri menjadi NO3, oksidasi ini disebut nitrifikasi. Nitrifikasi menyediakan energi untuk kelangsungan hidup dan pertumbuhan mikroba tersebut. Dalam banyak tanah asam, NH4+ menjadi sumber nitrogen yang lebih penting daripada NO3bagi tumbuhan. Karena muatannya positif NH4+ diabsorbsi oleh koloid tanah, sedangkan NO3tidak diabsorbsi dan lebih mudah dilepaskan. Nitrat juga hilang dari tanah melalui denitrifikasi, proses terbentuknya N2, NO, N2O, dan NO2 dari NO3 oleh bakteri anaerob. Selanjutnya tumbuhan kehilangan sejumlah kecil nitrogen ke atmosfer NH3, N2O, NO2, dan NO terutama jika diberi pupuk nitrogen dengan baik. Bentuk nitrogen teroksidasi dalam atmosfer penting secara ekologis, sebab jika diubah menjadi NO3 akan mengakibatkan hujan asam karena terbentuk HNO3.Berikut ini disajikan gambar siklus nitrogen yang berpengaruh terhadap kelestarian hutan hujan tropik.

Sementara itu, di sisi lain ada yang disebut sebagai daur air yang merupakan salah satu faktor pendukung dalam keberlangsungan hidup hutan hujan tropik. Dimana air di sini sebagai nutrisi penting bagi keberlangsungan pepohonan. Jadi untuk daur air ini awalnya atmosfer berada dalam bentuk uap air. Uap air berasal dari air di daratan dan laut yang menguap karena panas cahaya matahari. Sebagian besar uap air di atmosfer berasal dari laut karena laut mencapai tigaperempat luas permukaan bumi. Uap air di atmosfer terkondensasi menjadi awan yang turun ke daratan dan laut dalam bentuk hujan. Air hujan di daratan masuk ke dalam tanah membentuk air permukaan tanah dan air tanah. Tumbuhan darat pada hutan hujan tropic menyerap air yang ada di dalam tanah. Dalam tubuh tumbuhan air mengalir melalui suatu pembuluh. Kemudian melalui tranpirasi uap air dilepaskan oleh tumbuhan ke atmosfer. Transpirasi oleh tumbuhan mencakup 90% penguapan pada ekosistem darat. Hewan memperoleh air langsung dari air permukaan serta dari tumbuhan dan hewan yang dimakan, sedangkan manusia menggunakan sekitar seperempat air tanah. Sebagian air keluar dari tubuh hewan dan manusia sebagai urin dan keringat. Air tanah dan air permukaan sebagian mengalir ke sungai, kemudian ke danau dan ke laut. Siklus ini di sebut siklus panjang. Sedangkan siklus yang dimulai dengan proses transpirasi dan evapotranspirasi dari air yang terdapat di permukaan bumi, lalu diikuti oleh presipitasi atau turunnya air ke permukaan bumi disebut siklus pendek.

Sumber Referensi:

Campbell,Neils dkk. 2002. Biologi Jilid 3. Jakarta: Penerbit Erlangga.

Hasnunidah, Neni. 2011. Fisiologi Tumbuhan. Bandar Lampung: Universitas

Lampung.

Add a Comment

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