Siklus energi, siklus materi, siklus biogeokimia, daur biogeokimia,dan nitrifikasi (Pertemuan 4)
Siklus energi, siklus materi, siklus biogeokimia, daur biogeokimia,dan nitrifikasi Siklus Energi Lebih ditekankan pada perputaran energi yang terjadi diantara komponen ekosistem. Siklus energi ini diawali dari energi matahari yang ditangkap oleh produsen kemudian terus berputar tiada henti pada konsumen dan semua komponen ekosistem. Menurut hukum termodinamika bahwa energi dapat berubah bentuk, tidak dapat dimusnahkan serta diciptakan. Perubahan bentuk energi inn dikenal dengan istilah transformasi energi. Aliran energi di alam atau ekosistem tunduk kepada hukum-hukum termodinamika tersebut.
Dengan proses fotosintesis energi cahaya matahari ditangkap oleh tumbuhan, dan diubah menjadi energi kimia atau makanan yang disimpan di dalam tubuh tumbuhan. Proses aliran energi berlangsung dengan adanya proses rantai makanan. Tumbuhan dimakan oleh herbivora, dengan demikian energi makanan dari tumbuhan mengalir masuk ke tubuh herbivora. Herbivora dimakan oleh karnivora, sehingga energi makanan dari herbivora masuk ke tubuh karnivora. Di alam rantai makanan itu tidak sederhana, tetapi ada banyak, satu dengan yang lain saling terkait atau berhubungan sehingga membentuk jaring-jaring makanan. Organisme-organisme yang memperoleh energi makanan dari tumbuhan dengan jumlah langkah yang sama dimasukkan ke dalam aras trofik yang sama. Makin tinggi aras trofiknya, makin tinggi pula efisiensi ekologinya.
Siklus Materi Lebih ditekankan pada perputaran materi yang terjadi diantara komponen ekosistem. 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. Materi itu antara lain siklus air, siklus oksigen, siklus karbon, siklus nitrogen, dan siklus sulfur. Secara struktural setiap siklus materi terdiri dari bagian cadangan dan bagian yang mengalami pertukaran. Di dalam bagian cadangan, unsur kimia tersebut akan terikat dan sulit bergerak, atau pergerakannya lambat. Di dalam bagian pertukaran, unsur kimia tersebut aktif bergerak atau mengalami pertukaran. Siklus materi dibedakan atas dua tipe, yaitu tipe gas dan tipe sidimeter.
Siklus nitrogen merupakan salah satu siklus materi tipe gas. Bagian cadangannya terdapat di dalam atmosfer. Siklus fosfor merupakan contoh siklus materi tipe sedimenter. Bagian cadangan siklus fosfor terdapat di dalam tanah atau kerak bumi dan sukar terlarut, sehingga siklus ini mudah terganggu. Dalam siklus nitrogen, fosfor maupun belerang, terdapat organisme-organisme yang mempunyai peranan penting untuk berlangsungnya siklus tersebut, misalnya organisme penambat nitrogen bebas. Pengetahuan mengenai peranan organisme dalam siklus materi dapat dimanfaatkan manusia, misalnya dalam bidang pertanian.
Siklus materi yang satu dengan yang lain dapat saling terkait atau mempengaruhi. Hal ini dapat dilihat misalnya pada siklus belerang. Aktivitas manusia juga dapat mempengaruhi siklus materi. Sebagai contohnya adalah kegiatan pabrik dan mesin- mesin kendaraan bermotor dapat meningkatkan kandungan senyawa-senyawa oksidasi beterang, dan oksida nitrogen di udara.
Siklus biogeokimia Siklus biogeokimia adalah siklus unsur atau senyawa kimia yang mengalir dari komponen abiotik ke biotik dan kembali lagi ke komponen abiotik. Siklus unsur-unsur tersebut tidak hanya melalui organisme, tetapi juga melibatkan reaksireaksi kimia dalam lingkungan abiotik sehingga disebut siklus biogeokimia. Dan jejaring makanan termasuk bukan merupakan bagian dalam siklus biogeokima karena jejaring makanan hanya berbentuk seperti rantai makanan yang mengalir dari komponen hidup ke komponen hidup, bertolak belakang dari definisi daur biogeokimia. Contoh: Herbivora yang mendapatkan dari tumbuhan, Karnivora yang mendapatkan makanan dari herbivor. Herbivora dan karnivora mati diuraikan oleh bakteri pengurai jadi nutrisi bagi tanaman.
Pada hakikatnya dalam organisasi kehidupan tingkat ekosistem terjadi proses-proses sirkulasi materi, sirkulasi energi, akumulasi energi, dan akumulasi materi melalui organisme. Ekosistem juga merupakan suatu sistem yang terbuka dan dinamis. Keluar masuknya energi dan materi bertujuan mempertahankan organisasinya serta mempertahankan fungsinya. Masing-masing komponen biotik memiliki peran masing-masing yang bertujuan untuk mempertahankan siklus materi dan energi dalam ekosistem. Proses berpindahnya materi dari produsen konsumen I konsumen II dekomposer lalu kembali lagi ke produsen merupakan sebuah siklus materi yang disertai siklus energi. Sedangkan komponen abiotik berupa zat-zat anorganik dalam suatu ekosistem tetap konstan atau seimbang, karena unsur-unsur kimia esensial pembentuk protoplasma beredar dalam biosfer melalui siklus biogeokimiawi. Contoh siklus biogeokimiawi adalah siklus carbon, siklus oksigen, siklus nitrogen, siklus fosfor, dan siklus sulfur.