Materi Daur Biogeokimia dan Perubahan Ekosistem Mapel Biologi kelas 10 SMA/MA

Materi Daur Biogeokimia dan Perubahan Ekosistem Mapel Biologi kelas 10 SMA/MA - Halo adik adik yang baik apa kabar? semoga adik adik selalu dalam keadaan sehat walafiat. Kali ini kakak tidak bosan bosannya untuk membagikan kepada adik adik mengenai berbagai materi tentang sekolah. Nah saatnya materi dari mata pelajaran Biologi tentang Daur Biogeokimia dan Perubahan Ekosistem yang dususun untuk adik adik kelas 10 SMA/MA. Materi ini juga dilengkapi dengan latihan soal serta pembahasan. Selamat belajar!!

Untuk mempelajari ekosistem, alangkah lebih baik kalau Anda memperhatikan lingkungan di sekitar rumah masing-masing. Tentunya lingkungan tersebut merupakan sebuah ekosistem yang di dalamnya dijumpai komponen-komponen penyusun ekosistem yang terdiri dari komponen biotik dan abiotik.

Untuk mempermudah pemahaman Anda tentang komponen-komponen ekosistem di lingkungan Anda, cermati gambar sebuah ekosistem di darat berikut.

Sumber: itms.co.id

Apa saja komponen-komponen biotik dan abiotik yang menyusun ekosistem tersebut?
Ekosistem adalah interaksi antar organisme dalam sebuah komunitas yang dengan lingkungannya terjadi antar hubungan. Jadi di dalam ekosistem tidak hanya meliputi komunitas organisme atau faktor biotik saja tetapi juga ada faktor abiotik, misalnya cahaya matahari, batuan, tanah, udara, dan air.

Baca juga - Soal Bakteri

Setiap organisme hidup (biotik) di lingkungan selalu berinteraksi dengan faktor-faktor fisik dan kimia yang biasa disebut faktor abiotik. Faktor biotik dengan abiotik saling mempengaruhi atau saling mengadakan pertukaran material yang merupakan suatu sistem. Sistem yang demikian disebut ekosistem. Jadi komunitas dengan lingkungan fisiknya membentuk ekosistem, Untuk menjelaskan konsep ekosistem maka modul ini akan membahas komponenkomponen penyusun ekosistem, macam interaksi yang ada di ekosistem dan pola interaksi dalam ekosistem (rantai makanan, jaring-jaring makanan, daur materi, daur energi, piramida ekologi, dan daur biogeokimia). Sebelum mempelajari materi ini, maka pemahaman tentang organisasi kehidupan sangat diperlukan. Untuk menyelesaikan pembelajaran pada modul ini, anda akan melalui tiga kegiatan pembelajaran yaitu kegiatan pembelajaran 1, kegiatan pembelajaran 2, dan kegiatan pembelajaran 3.

Istilah

Abiotik : Komponen ekosistem dari benda mati.
Alelopati : Interaksi antarpopulasi, bila populasi yang satu menghasilkan zat yang dapat menghalangi tumbuhnya populasi lain.
Autotrof : Organisme yang mampu menyediakan/mensintesis makanan sendiri.
Abisal : Daerah dengan kedalaman mencapai 4.000 m. Sinar matahari tidak mampu menembus daerah ini.
Biotik : Komponen ekosistem dari mahluk hidup.
Bioma : Ekosistem darat yang khas pada wilayah tertentu dan dicirikan oleh jenis vegetasi yang dominan di wilayah tersebut.
Bentik : Daerah dasar danau tempat terdapatnya bentos dan sisa-sisa organisme mati.
Batial : Daerah lereng benua dengan kedalaman 200-2.500 m.
Biomassa : Massa kering organisme.
Biogeokimia : Siklus yang melibatkan senyawa kimia yang berpindah tempat melalui organisme sebagi perantara kemudian senyawa ini kembali ke lingkungan fisik.
Bentos : Hewan dan tumbuhan yang hidup di dasar atau hidup pada endapan. Bentos dapat sessil (melekat) atau bergerak bebas, misalnya cacing dan remis.
Dekomposer : Disebut juga pengurai yaitu organisme yang mampu merombak sisa produk organisme / organisme yang telah mati menjadi senyawa anorganik.
Detritivor : Organisme yang memakan serpihan-serpihan organik dari suatu organisme.
Ekosistem : Kesatuan fungsional antara makhluk hidup dengan lingkungannya yang di dalamnya terdapat hubungan dan interaksi yang sangat erat dan saling memengaruhi.
Eutrofik : Danau yang dangkal dan kaya akan kandungan makanan, karena fitoplankton sangat produktif.
Heterotorf : Organisme yang memanfaatkan senyawa organik dari makhluk hidup lain.
Hadal : Bagian laut terdalam (dasar). Kedalaman lebih dari 6.000 meter.
Individu : Organisasi mahluk hidup terdiri dari kesatuan sistem organ.
Intertidal : Area pasang surut air laut disepanjang garis pantai
Jaring-jaring makanan : Kesatuan dari rantai-rantai makanan yang komplek.
Komensalisme : Hubunganantara dua organisme yang berbeda spesies dalam bentuk kehidupan bersama untuk berbagi sumber makanan, salah satu spesies diuntungkan dan spesies lainnya tidak dirugikan.
Konsumen : Organisme yang memperoleh bahan organik dari organisme lain.
Komunitas : Organisasi mahluk hidup terdiri dari populasi-populasi.
Kompetisi : Interaksi antarpopulasi, bila antarpopulasi terdapat kepentingan yang sama sehingga terjadi persaingan untuk mendapatkan apa yang diperlukan.
Litoral : Daerah pasang surut yang berbatasan dengan darat.
Limnetik : Daerah air bebas yang jauh dari tepi dan masih dapat ditembus sinar matahari.
Mutualisme : Hubungan antara dua organisme yang berbeda spesies yang saling menguntungkan kedua belah pihak.
Mesopelagik : Daerah dibawah epipelagik dengan kedalaman 200-1000 m.
Nekton : Hewan yang aktif berenang dalam air, misalnya ikan.
Neuston : Organisme yang mengapung atau berenang di permukaan air atau bertempat pada permukaan air, misalnya serangga air.
Netral : Hubungan tidak saling mengganggu antarorganisme dalam habitat yang sama yang bersifat tidak menguntungkan dan tidak merugikan kedua belah pihak.
Neritik : zona diantara intertidal dan pelagik. Kedalaman rata-rata zona laut dangkal ini adalah sekitar 200 m.
Oligotrofik : Danau yang dalam dan kekurangan makanan, karena fitoplankton di daerah limnetik tidak produktif.
Populasi : Organisasi mahluk hidup terdiri dari individu-individu sejenis.
Produsen : organisme yang mampu mensintesis senyawa organik dari bahan senyawa an organik dengan bantuan energi matahari.
Predasi : Hubungan antara mangsa dan pemangsa (predator).
Parasitisme : Hubungan antarorganisme yang berbeda spesies, bila salah satu organisme hidup pada organisme lain dan mengambil makanan dari hospes/inangnya sehingga bersifat merugikan inangnya.
Plankton : Terdiri alas fitoplankton dan zooplankton, biasanya melayang-layang (bergerakpasif) mengikuti gerak aliran air.
Perifiton : Tumbuhan atau hewan yang melekat/bergantung pada tumbuhan atau benda lain, misalnya keong.
Profundal : Bagian dari zona benthal di bagian perairan yang dalam dan tidak dapat ditembus lagi oleh cahaya matahari.
Rantai makanan : Perpindahan materi dan energi melalui proses makan dan dimakan dengan urutan tertentu.
Suksesi : Perubahan dalam komunitas yang berlangsung menuju ke satu arah secara teratur disebut suksesi.
Trofik : Fungsi atau kedudukan organisme di ekosistem.

A. Tujuan Pembelajaran

Setelah kegiatan pembelajaran 3 ini diharapkan dapat:

Menjelaskan interaksi komponen biotik dan abiotik dalam berbagai daur biogeokimia.
Menjelaskan perubahan di ekosistem.

B. Uraian Materi

1. Daur Biogeokimia

Baca juga - Soal Protista

Daur biogeokimia adalah siklus yang melibatkan senyawa kimia yang berpindah tempat melalui organisme sebagi perantara kemudian senyawa ini kembali ke lingkungan fisik. Pembangun tubuh organisme adalah materi yang tersusun dari unsur-unsur kimia. Unsur-unsur yang ada di alam ini tidk mungkin habis karena mengalami daur ulang (siklus zat). Beberapa siklus unsur atau zat kimia yang penting antara lain siklus air, karbon, nitrogen, fosfor dan belerang.

a. Siklus air

Tahapan siklus air berlangsung sebagai berikut:

Air di bumi dapat berupa air permukaan (rawa, danau, lautan) maupun air tanah.
Siklus air dibedakan menjadi dua yaitu sikius pendek dan panjang.
Siklus air pendek yaitu air laut menguap, uap air di udara dingin mengalami kondensasi menjadi titik-titik air dan jatuh sebagai hujan, selanjutnya kembali ke laut.
Siklus air panjang yaitu uap air yang berasal dan berbagai proses penguapan, jatuh sebagai hujan di daratan kemudian melalui sungai atau air tanah kembali ke laut.

Gambar Daur hidrologi, Sumber: puguhdraharjo.files.wordpress.com

b. Siklus karbon

Tahapan siklus Karbon berlangsung sebagai berikut:

Karbon di udara dalam bentuk CO2 dan dapat terlarut dalam air.
Pada tumbuhan darat maupun fitoplankton di dalam air CO2 diubah menjadi karbohidrat melalui proses fotosintesis. Dalam fotosintesis dihasilkan pula O2 yang dilepas ke udara.
Karbohidrat digunakan oleh konsumen untuk mendapatkan energi.
Konsumen juga melakukan respirasi yang menghasilkan CO2 ke udara.
Penguralan oleh bakteri yang berjalan lambat dapat mengakibatkan penumpukan karbon bentuk batu bara dan minyak bumi.

tbody>

Gambar Siklus karbon, Sumber: york.conroeisd.net

c. Siklus nitrogen

Tahapan siklus nitrogen berlangsung sebagai berikut.

Atmosfer mengandung 80% nitrogen bebas (N2) tumbuhan dapat menyerap nitrogen dalam bentuk nitrat (NO3).
Beberapa bakteri pada bintil akar Leguminosa dan beberapa ganggang dapat memfiksasi N2 dari udara.
Halilintar juga menghasilkan bentuk senyawa N2 dan O. Senyawa tersebut terbawa air hujan berupa nitrat dan nitrit.
Mikroorganisme mengurai bangkai dan kotoran menjadi ammonium.
Bakteri denitrifikasi dalam tanah mengural nitnat menjadi N bebas ke udara.

Gambar Daur nitrogen - Sumber: bioh.wikispaces.com

d. Siklus fosfor

Baca juga - Soal Jamur

Fungsi fosfor bagi makhluk hidup, antara lain fosfor dalam bentuk adenosin trifosta (ATP) merupakan bahan bakar (energi) bagi makhluk hidup.

Cadangan fosfat yang dapat larut, dapat digunakan langsung sebagai zat hara primer dalam sintesis protein oleh tumbuhan. Melalui rantai makanan fosfat dapat beralih ke tingkat tropik yang lebih tinggi. Jika organisme mati, fosfor dikembalikan ke tanah melalui proses penguraian. Kelebihan fosfat yang diekskresikan burung dan ikan dalam tinjanya juga mengembalikan fosfor ke lingkungan. Guano (doposit kotoran burung) juga merupakan akumulasi fosfor yang dikembalikan ke daratan.

Gambar Siklus fosfor - Sumber: eochemistry.wikispaces.com

e. Siklus belerang/sulfur

Baca juga - Soal Plantae

Sulfur terdapat dalam bentuk sulfat anorganik. Sulfur direduksi oleh bakteri menjadi sulfida dan kadang-kadang terdapat dalam bentuk sulfur dioksida atau hidrogen sulfida. Hidrogen sulfida ini sering kali bersifat mematikan makhluk hidup di perairan, pada umumnya dihasilkan dari penguraian bahan organik yang mati. lon sulfat kemudian diserap tumbuhan dan diubah menjadi protein. Jika jaringan tumbuhan atau hewan mati akan mengalami proses penguraian.

Beberapa jenis bakteri dapat mengoksidasi hidrogen sulfida menjadi sulfat kembali. Besi (Fe) dalam sedimen bereaksi dengan sulfida membentuk ferosulfida (FeS) yang mengendap.

Gambar Daur sulfur - Sumber: biosmadaj.blogspot.com

2. Perubahan Ekosistem

Ekosistem adalah suatu sistem yang tidak statis, namun selalu dinamis yang mengalami perubahan struktur maupun fungsi. Perubahan ini mungkin hanya fluktuasi setempat yang tidak berarti, tetapi mungkin juga cukup besar sehingga dapat mengubah stabilitas hubungan suatu ekosistem.

Baca juga - Soal Animalia

Perubahan ekosistem disebabkan oIeh hal-hal berikut:

a. Perkembangan secara alami.

Suatu ekosistem secara alamai mengalami perubahan-perubahan yang untuk menuju keseimbangan. Perkembangan alami ini dikenal dengan istilah suksesi.

Gambar Ekosistem seimbang di hutan hujan tropis - Sumber: geologinesia.com

b. Perubahan karena faktor luar.

Ekosistem dapat berubah karena berbagai factor luar biasanya akibat ulah manusia. Contohnya Perubahan iklim di suatu ekosistem disebabkan oleh faktor manusia, terutama yang berkaitan dengan pemakaian bahan bakar fosil dan penyalahgunaan lahan.

Gambar Aktifitas manusia penyebab perubahan ekosistem, Sumber: mikirbae.com

3. Suksesi

Proses perubahan dalam komunitas yang berlangsung menuju ke satu arah secara teratur disebut suksesi. Suksesi terjadi akibat dari perubahan lingkungan fisik dalam komunitas. Proses suksesi berakhir dengan sebuah komunitas atau ekosistem klimaks. Dikatakan klimaks karena ekosistem tersebut sudah stabil atau tidak akan berubah lagi.

Baca juga - Soal Ekosistem

a. Suksesi primer

Contoh klasik untuk menggambarkan peristiwa suksesi primer adalah kejadian di gunung Krakatau, Jawa Barat. Pada tahun 1883 Gunung Krakatau meletus, semua kehidupan di gunung tersebut musnah. Seratus tahun kemudian ternyata di tempat tersebut sudah terbentuk hutan kembali.

Gambar Skema proses suksesi primer - Sumber: Nuraini, R., dkk. 2015

Gambar Suksesi primer - Sumber: Modul guru pembelajar

Mula-mula yang berkoloni adalah sejenis lumut kerak (lichen) dan beberapa jenis lumut tertentu. Asam-asam yang dieksresi oleh Lichen itu menghancurkan substrat batuan dan menyediakan sedikit tanah. Partikel tanah tambahan terbentuk karena penghancuran oleh iklim dan terbawa angin. penghancuran dan pembusukan terhadap lichen dapat menambahkan sedikit humus, sehingga lumut lain menetap. Setiap musim terdapat pertumbuhan baru yang lama membusuk (menyediakan humus). Tidak lama kemudian tersedia cukup tanah untuk paku-pakuan dan kemudian tumbuh rerumputan, kemudian semak (perdu). Keadaan ini menyediakan kondisi pertumbuhan yang amat baik untuk biji-biji tumbuhan tinggi (pohon).

Biji, spora dan benih dalam bentuk lain datang dari luar dan sampai ke substrat baru dibawa oleh angin, air atau hewan. Tumbuhan atau organisme lain yang mampu menghuni untuk pertama kali disebut tumbuhan pelopor (vegetasi perintis). Disebut vegetasi perintis karena organisme tersebut mampu membuka lahan untuk hidupnya organisme lain. Suksesi yang terjadi pada suatu lahan yang rusak total ( tidak ada organisme yang hidup) disebut suksesi primer.

b. Suksesi sekunder

Jenis suksesi yang kedua adalah suksesi sekunder. Suksesi sekunder terjadi jika suatu komunitas atau ekosistem alami terganggu, baik secara alami maupun buatan, dan gangguan tersebut. Banjir kebakaran tidak merusak total ekosistem tersebut. Banjir, kebakaran, angin kencang, gelombang laut, dan penebangan hutan merupakan contoh-contoh gangguan tersebut.

Baca juga - Soal Perubahan Lingkungan

C. Rangkuman

Daur biogeokimia adalah siklus yang melibatkan senyawa kimia yang berpindah tempat melalui organisme sebagi perantara kemudian senyawa ini kembali ke lingkungan fisik.
Perubahan ekosistem mungkin hanya fluktuasi setempat yang tidak berarti, tetapi mungkin juga cukup besar sehingga dapat mengubah stabilitas hubungan suatu ekosistem. Perubahan ekosistem bisa karena perkembangan alami dalam proses suksesi, bisa juga karena faktor luar karena ulah tangan manusia.
Suksesi adalah perubahan dalam komunitas yang berlangsung menuju ke satu arah secara teratur untuk menuju ke komunitas klimaks, yaitu komunitas yang stabil. Suksesi dibedakan menjadi suksesi primer dan suksesi sekunder.

D. Latihan Soal

Petunjuk: Pilihlah salah satu jawaban yang paling benar!

1. Pernyataan berikut tidak menjelaskan menjelaskan siklus karbon adalah….

A. hutan berperan besar dalam siklus karbon

B. produsen mengubah karbon mejadi senyawa organik kembali

C. fiksasai gas karbon dilakukan oleh organisme berklorofil

D. respirasi mahluk hidup mengikat karbon bebas menjadi senyawa organik

E. batu bara dan minyak bumi terbentuk oleh penumpukan senyawa karbon di lapisan tanah.

2. Peranan pengurai dalam siklus nitrogen adalah ….

A. Memfiksasi N2 menjadi amoniak

B. Membebaskan amoniak dari senyawa organik

C. Mendenitrifikasi amoniak

D. Mengubah amoniak menjadi nitrat

E. Menggabungkan nitrogen menjadi asam amino dan senyawa organik

3. Daur biogeokimia yang tidak dijumpai dalam bentuk gas adalah daur ….

A. karbon

B. sulfur

C. hidrologi

D. nitrogen

E. fosfor

4. Gambar skema daur sulfur.

Bagian yang bertanda X adalah….

A. sulfat organik dan sulfat

B. sulfur organik dan sulfur sulfide

C. sulfur dan sulfida

D. sulfur sulfide dan sulfat E. sulfat dan sulfur sulfida

Baca juga - Soal Ruang Lingkup Biologi

5. Berikut ini bermacam-macam tumbuhan dalam sebuah ekosistem :

Rumput
Pohon
Lichens
Perdu
Lumut

Apabila ekosistem tersebut merupakan hasil suksesi, urutan tumbuhan yang muncul sehingga terbentuk komunitas klimaks adalah ….

A. 1-3-4-2-5

B. 1-4-3-5-2

C. 3-1-4-2-5

D. 3-5-1-4-2

E. 4-3-1-5-2

Kunci jawaban, pembahasan dan pedoman penilaian

1. D

Tahapan siklus Karbon berlangsung sebagai berikut:

Karbon di udara dalam bentuk CO2 dan dapat terlarut dalam air.
Pada tumbuhan darat maupun fitoplankton di dalam air CO2 diubah menjadi karbohidrat melalui proses fotosintesis. Dalam fotosintesis dihasilkan pula O2 yang dilepas ke udara. Pada tahapan ini hutan sangat perperan besar untuk mengikat CO2 fiksasi CO2.
Karbohidrat digunakan oleh konsumen untuk mendapatkan energi. Konsumen juga melakukan respirasi yang menghasilkan CO2 ke udara.
Penguralan oleh bakteri yang berjalan lambat dapat mengakibatkan penumpukan karbon bentuk batu bara dan minyak bumi.

Jadi peristiwa respirasi mahluk hidup tidk mengikat karbon bebas menjadi senyawa organik, melainkan menguraikan senyawa organik berkarbon yaitu C6H12O6 menjadi CO2 dan H2O serta energi atau ATP.

Baca juga - Soal Keanekaragaman Hayati

2. B

Tahapan siklus nitrogen berlangsung sebagai berikut.

Atmosfer mengandung 80% nitrogen bebas (N2) tumbuhan dapat menyerap nitrogen dalam bentuk nitrat (NO3).
Beberapa bakteri pada bintil akar Leguminosa dan beberapa ganggang dapat memfiksasi N2 dari udara.
Halilintar juga menghasilkan bentuk senyawa N2 dan O. Senyawa tersebut terbawa air hujan berupa nitrat dan nitrit.
Mikroorganisme mengurai bangkai dan kotoran menjadi amonium.
Bakteri denitrifikasi dalam tanah mengural nitnat menjadi N bebas ke udara.
Jadi peranan pengurai dalam siklus nitrogen adalah membebaskan amoniak dari senyawa organik menjadi amonium.

3. E

Proses-proses pada daur fosfor adalah penguraian oleh mikroorganisme, pelapukan atau pengikisan untuk mengembalikan fosfor yang terkandung di batuan ke alam, dan sedimentasi untuk mengembalikan fosfor ke batuan sedimen.

Jadi tidak ada fosfor dalam bentuk gas dalam daur fosfor.

4. C

Sulfur terdapat dalam bentuk sulfat anorganik. Sulfur direduksi oleh bakteri menjadi sulfida dan kadang-kadang terdapat dalam bentuk sulfur dioksida atau hidrogen sulfida. Hidrogen sulfida y a n g b e r a c u n di perairan, pada umumnya dihasilkan dari penguraian bahan organik yang mati. lon sulfat kemudian diserap tumbuhan dan diubah menjadi protein. Jika jaringan tumbuhan atau hewan mati akan mengalami proses penguraian.

Jadi bagian yang diberi label X adalah sulfur dan sulfida.

5. D

Urutan organisme yang tumbuh pada peristiwa suksesi primer adalah: licenes (lumut kerak), lumut, herba(rumput), semak, perdu dan pohon.

Baca juga - Soal Sistem Klasifikasi

E. Penilaian Diri

Untuk mengukur diri Anda terhadap materi yang sudah Anda pelajari di kegiatan belajar 3, jawablah sejujurnya terkait dengan penguasaan materi pada modul ini di tabel berikut.

Bila ada jawaban "Tidak", maka segera lakukan review pembelajaran, terutama pada bagian yang masih "Tidak". Bila semua jawaban "Ya", maka Anda dapat melanjutkan ke modul berikutnya.

Demikianlah informasi yang bisa kami sampaikan, mudah-mudahan dengan adanya Materi Daur Biogeokimia dan Perubahan Ekosistem Mapel Biologi kelas 10 SMA/MA ini para siswa akan lebih semangat lagi dalam belajar demi meraih prestasi yang lebih baik. Selamat belajar!!