Lompat ke konten
Home » Kehutanan » Siklus Geokimia: Siklus Hara Antar Ekosistem

Siklus Geokimia: Siklus Hara Antar Ekosistem

  • oleh

Siklus geokimia melibatkan pertukaran unsur kimia diantara ekosistem yang berbeda. Misalnya, lereng gunung bagian atas suatu lantai lembah, atau bagian terjauh dari lautan dengan pusat benua. Istilah siklus menandakan adanya pengulangan pergerakan melalui suatu lintasan siklus; perpidahan unsur hara dari satu ekosistem ke ekosistem lainnya dan pengembalian secara berurutan ke ekosistem aslinya.

Siklus geokimia umumnya menyangkut perpindahan bahan kimia dari satu ekosistem dan deposisi (endapan)nya yang lain, padamana bahan-bahan tersebut tinggal dalam jumlah yang tidak terbatas.

 Siklus ini menyusun pemasukan ke dan kehilangan dari siklus biogeokimia, dan siklus ini juga berperan penting dalam menentukan banyaknya siklus hara di dalam suatu ekosistem. Yang termasuk dalam kategori siklus geokimia ialah baik siklus gas maupun sedimen.

1. Siklus gas.

Karbon, hidrogen, oksigen, nitrogen dan sulfur semuanya dapat masuk atau meninggalkan ekosistem sebagai gas atau uap, sebagai benda padat ataupun larutan. Sebagian besar batuan berisi sedikit atau tidak ada sama sekali nitrogen. Oksigen dalam batuan adalah dalam bentuk ikatan kimiawi, dan karbon ada baik dalam tingkat yang rendah ataupun lepas begitu lambat untuk memenuhi kebutuhan tumbuhan.

Di sisi lain, untuk sulfur, ada masukan secara substansial dari pelapukan batuan. Sulfur masuk ke dalam ekosistem berbentuk gas, tetapi dalam berbagai ekosistem justru kurang penting dari pada masuknya sebagai larutan sulfat. Tumbuh-tumbuhan yang hidup di wilayah perkotaan daerah industri akan banyak menyerap gas sulfur melalui daunnya. Banyak sulfur yang meninggalkan ekosistem dalam bentuk ion terlarut dalam aliran sungai tetapi mungkin juga bentuk gas dalam porsi yang nyata.

Penyerapan gas CO2 dari udara oleh tumbuhan sudah cukup dikenal. Justru hal yang belum dikenali ialah penyerapan gas SO2 dari atmosfir, dan penyerapan langsung gas nitrogen dalam bentuk NH3 (ammoniak) telah didemonstrasikan.

Sebagian besar nitrogen memasuki ekosistem melalui fiksasi mikrobial dari gas nitrogen (N2), tetapi penyerapan NH3 dari atmosfir mungkin hanya menyumbang sekitar 10 % dari kebutuhan tumbuhan terhadap nitrogen, yaitu sekitar 20 kg/ha/ tahun. Gas CO2 dan SO2 dikeluarkan oleh tumbuhan, sementara hewan mengeluarkan CO2 dan memperkecil gas H2S (hidrogen sulfida) dan gas CH4 (metan).

Kontribusi hewan terhadap siklus karbon kadang-kadang di bawah sangkaan karena kegagalan mempertimbangkan produksi metan yang banyak sekali. Sebagai contoh: telah ditaksir bahwa mamalia herbivora besar melepaskan gas metan antara 45 dan 73 juta ton/tahun sebagai angin perut (flatulence).

Gambaran ini sebagai pembanding terhadap taksiran banyaknya gas yang dikonversi oleh termite di daerah tropika dan subtropika setiap tahun yaitu sebanyak 37 % dari NPP menjadi 50 juta ton gas CO2 dan 152 juta ton CH4. Pelepasan gas CO2 tersebut melampaui jumlah CO2 yang dilepaskan setiap tahun oleh hasil pembakaran bahan bakar fosil.

Siklus gas telah menarik perhatian yang begitu besar sejak lebih dari 20 tahun

yang lalu. Tidak hanya menghitung untuk beberapa masukan dan kehilangan hara makro utama ke dan dari ekosistem; ekosistem-ekosistem tersebut adalah penerima pencemaran yang dibuat oleh manusia. Sangat tinggi kadar karbon monoksida (CO), karbon dioksida (CO2), dan oksida sulfur dan oksida nitrogen memasuki atmosfir setiap hari sebagai hasil aktivitas mansusia, dan ragam yang begitu besar dari kimia organik dan pestisida yang keluar beberapa kali melalui siklus gas. Dalam hal khusus, tingginya kadar oksida nitogen (N) dan oksida suslfur (S) di atmosfir telah menghasilkan fenomena baru yaitu terjadinya hujan asam (acid rain), yang berkembang selama tahun 1970-an menjadi satu bentuk pencemaran global yang paling luas.

2. Siklus endapan.

Walaupun hanya sedikit unsur kimia yang terlibat dalam siklus gas, semua

bahan kimia berperan dalam siklus melalui tipe endapan dari siklus geokimia. Untuk elemen kimia yang memiliki fase gas, aliran geokimiawi yang relatif penting tergantung pada karakter fisik dan kimia dari elemen yang bersangkutan, peran biologisnya, dan sifat lingkungan.

Sebagai contoh: di daerah yang kering maka karbon dan sulfur meninggalkan ekosistem akan dalam bentuk gas. Di daerah basah banyak gas oksida karbon dan sulfur akan diserap kedalam larutan dan bergerak dalam aliran sungai.

Siklus endapan menyangkut beberapa mekanisme gerakan yang berbeda; meteorologis, dan geologis/hidrologis.

1). Mekanisme Meteorologis.

Mekanisme ini meliputi masukan dalam bentuk debu dan hujan, dan

keluarannya sebagai hasil erosi angin dan transportasi. Debu dan serbuk sari dari daratan dan garam disebarkan dari lautan dibawa oleh angin kemudian diendapkan di beberapa ekosistem yang jauh selama periode hujan atau cuaca yang tenang.

Contoh lain yang kurang dramatik, debu dari jalan angkutan kayu (logging road) dapat menghasilkan deposit bahan kimia yang cukup berarti pada daerah di sekitar hutan. Setiap tahun sekitar 1000 kg/ha bahan yang dibawa angin diendapkan dari tepi hutan di Denmark. Sebanyak 0,7 kg/ha Ca dan 0,1 kg/ha K diendapkan 20 m dari jalan hutan di Swedia selama 2 minggu pada musim semi.

2). Mekanisme biologis.

Redistribusi hara antara ekosistem dapat terjadi sebagai basil migrasi hewan.

Banyak hewan yang telah berperan secara reguler dalam siklus biogeokimia juga dalam siklus geokimia, karena mereka makan dalam satu ekosistem dan membuang

kotoran di ekosistem lainnya. Banyak kawanan burung di siang hari makan di kawasan pertanian dan kembali tidur ke tempat sarangnya di ekosistem hutan pada waktu malam hari. Pada salah satu kawasan hutan di Inggris, hal tersebut telah menghasilkan suatu masukan sekitar 6,1 kg/ha Na, 9,5 kg/ha K dan 89,2 kg/ha Ca oleh sejenis burung gagak selama periode 8 minggu, dibanding dengan masukan tahunan dalam hujan yang sekitar 11,4 kg/ha Na dan 24 kg/ha K. Pelepasan kotoran sekawanan burung di suatu hutan kadang-kadang dapat mengakumulasi setebal beberapa cm dan membunuh vegetasi tertentu. Bagaimanapun, di sebagian besar ekosistem daratan, eksport biologis dari satu ekosistem akan diseimbangkan oleh masukan biologis dari ekosistem lainnya.

Kegiatan manusia di bidang pertanian dan pengelolaan hutan melengkapi contoh kontribusi biotik terhadap siklus geokimia. Pupuk digali dan diproduksi dari

satu ekosistem dan didistribusi ke ekosistem lainnya. Banyak akumulasi hara dalam hutan atau tanaman pertanian dipindahkan dalam periode panenan. Akhirnya, hara-hara tersebut berpindah melalui pembakaran atau limbah buangan ke dalam tanah dari ekosistem yang sangat jauh atau melalui saluran menuju ke sungai yang sangat jauh.

3). Mekanisme geologis/hidrologis.

Siklus ini menyangkut masukan hara ke dalam suatu ekosistem oleh proses pelapukan batuan dan mineral tanah, atau sebagai hara terlarut dalam air tanah atau aliran sungai yang bergerak menuju ekosistem tersebut. Mekanisme ini juga mencakup keluaran larutan hara dalam air tanah atau air permukaan dari suatu ekosistem, atau dibawa sebagai partikel dari bahan organik ataupun tanah tererosi.

Suplai utama banyak hara untuk siklus biogeokimia dari kebanyakan ekosistem adalah proses pelapukan secara geologis, erosi dan pelarutan. Tanah dibentuk oleh penghancuran bahan batuan secara fisik maupun kimiawi di bawah pengaruh kombinasi proses klimatis dan biologis. Hara yang dilepaskan menjadi larutan selama proses tersebut masuk ke siklus biogeokimia atau dipindahkan oleh erosi angin atau air atau larutan.

Referensi :

Kimmins, J.P. 1987. Forest Ecology. Macmillan Publ.Co, New York.

Tinggalkan Balasan

Alamat email Anda tidak akan dipublikasikan.