Laporan Hubungan Produsen dan konsumen dalam siklus karbon di perairan

LAPORAN PRAKTIKUM

EKOLOGI UMUM

PERCOBAAN III

HUBUNGAN PRODUSEN DAN KONSUMEN DALAM
SIKLUS KARBON DI PERAIRAN

NAMA                            : KHAERUNNISA

NIM                                : H41113342

HARI/TANGGAL        : SELASA/7 APRIL 2014

KELOMPOK                : VIII (DELAPAN) B

ASISTEN                       : RISPAH HAMZAH

 SAKINAH JULIANTI

LABORATORIUM ILMU LINGKUNGAN DAN KELAUTAN

JURUSAN BIOLOGI

FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM

UNIVERSITAS HASANUDDIN

MAKASSAR

2014

BAB I

PENDAHULUAN

I.1 Latar Belakang

            Sumber energi bagi segala kehidupan adalah energi matahari hanya organisme autotrof yang dapat menangkap  dan memanfaatkan energi matahari tersebut melalui proses fotosintesis. Organisme autotrof disebut dengan produsen yang menyediakan energi dalam bentuk makanan bagi konsumen I selanjutnya energi tersebut  dimanfaatkan oleh konsumen II dan konsumen ke III, konsumen IV dan berakhir pada penguraian  selain energi dalam bentuk makanan, tubuh organisme juga memerlukan air, oksigen, dan mineral. Munculnya jaringan-jaringan makanan diawali dengan terjadinya proses perputaran zat dari tubuh organisme menuju tanah dari reaksi-reaksi kimia (Annisa, 2009).

Satu elemen penting di biosfer adalah karbon. Karbon adalah tulang belulang dari komponen organik dan tersusun mendekati dari 40% sampai 50% dari berat keadaan alam sekitar. Ada lebih komponen yang terbuat dari karbon dari pada kombinasi elemennya. Banyak dari karbon di bumi ditransfer dalam bentuk bahan bakar fosil, batu bara, tanah yang dipakai sebagai bahan bakar, minyak, dan gas alam (Lim, 1998).

Sebagian besar orang telah mengetahui tentang siklus karbon amoeba selama fotosintesis, bahan organik adalah sebagai hasil umum dan karbon dioksida. Fotosintesis tumbuhan dan organisme sebagai produsen utama dari bahan organik karbon menghasilkan nutrisi bagi organisme lain. Organisme sebagai konsumen juga melepaskan bahan organik dalam proses respirasi
(Sochia, 2008).

Untuk mengetahui bagaimana hubungan produsen dan konsumen dalam siklus karbon di perairan, maka dilakukanlah percobaan ini untuk menentukan hubungan produsen dan konsumen dalam siklus karbon di perairan dengan menggunakan indikator bromtimol biru.

I.2 Tujuan Praktikum

Tujuan percobaan ini, yaitu :

a.    Untuk mengetahui hubungan antara produsen dan konsumen dalam pemanfaatan karbon dalam ekosistem perairan.

b.   Mengenalkan dan melatih keterampilan mahasiswa dalam menggunakan peralatan yang berhubungan siklus karbon.

I.3 Waktu dan Tempat Percobaan

            Percobaan Hubungan Produsen dan Konsumen dalam Siklus Karbon di Perairan dilaksanakan pada hari Selasa, 7 April 2014 pukul 14.00-17.00 WITA bertempat di Laboratorium Biologi Dasar, Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam, Universitas Hasanuddin, Makassar.

BAB II

TINJAUAN PUSTAKA

Karbon adalah bahan penyusun dasar semua senyawa organik. Pergerakannya dalam suatu ekosistem berbarengan dengan pergerakan energi melebihi zat kimia lain, karbohidrat dihasilkan selama proses fotosintesis, dan CO₂ dibebaskan bersama energi selama respirasi. Dalam siklus karbon, proses timbal balik fotosintesis dan respirasi seluler menyediakan suatu hubungan antara lingkungan atmosfer dan juga ada lingkungan terestial maupun aquatik (Campbell, dkk., 2012).

Siklus karbon adalah siklus biogeokimia dimana karbon dipertukarkan antara biosfer, geosfer, hidrosfer, dan atmosfer bumi. Adapun objek astronomis lainnya bisa jadi memiliki siklus karbon yang hampir sama meskipun hingga kini belum diketahui (Prawirohartono, 2001).

            Daur karbon merupakan bagian dari daur energi. Reaksi fotosintesis sangat esensial untuk daur karbon maupun daur energi, melalui proses fotosintesis tersebut, karbon maupun daur energi, melalui proses fotosintesis tersebut karbondioksida hubungan sebagai mahluk hidup. Melalui proses fotosintesisnya tumbuhan hijau berperan dalam siklus karbon, karbon diubah menjadi karbondioksida kemudian diubah menjadi karbohidrat dengan bantuan energi matahari dan pigmen klorofil (Jumin, 1989).

            Sejumlah karbon untuk sementara berada dalam jaringan tumbuhan atau hewan, tetapi karbon tersebut akan kembali ke siklus setelah tumbuhan atau hewan tersebut mati kemudian diuraikan oleh makhluk pengurai. Jika sisa-sisa bahan organik dari pembusukan hewan dan tumbuhan tertimbun dalam lapis tanah lebih dari 600 juta tahun maka karbon dikandung akan keluar dari siklus karbon yang utama. Tetapi oleh panas akan tekanan dalam lapis kerak bumi zat tersebut akan diubah menjadi bahn bakar fosil misalnya batu bara, minyak bumi dan gas bumi. Jika bahan baker fosil tersebut digunakan sebagai bahan baker dalam berbagai industri maka karbon yang dikandung akan dilepas kembali ke lingkungan dalam bentuk CO₂ sebagai hasil proses pembakaran. Selanjutnya CO₂ tersebut akan digunakan kembali oleh tumbuhan hijau untuk fotosintesis begitu seterusnya (Sasmita, 2010).

Proses fotosintesis menghasilkan bahan organik berupa karbohidrat juaga dihasilkan oksigen. Bahan organik hasil fotosintesa berpindah ke herbivora dan pemangsa dan kembali ke cadangan melalui respirasi dan kegiatan bakteri. Sisa bahan organik yang tidak dilapuk melalui proses-proses geologik lainnya akan membentuk gambut, batu bara dan minyak bumi. Gambut dan batu bara mengandung karbon terikat, besarnya kandungan tergantung pada tingkat pelapukannya. Bahan tambang ini akan menghasilkan karbon ke udara bebas setelah dibakar (Jumin, 1989).

Laut mempunyai peranan penting dalam siklus karbon ini. Banyaknya jumlah karbon di laut adalah 50 cm³/liter air laut, lebih besar daripada atmosfer dan perpindahannya karbon dan atmosfer ke lauta melalui proses fiksi. Laut mengandung sekitar 36.000 gigaton karbon, dimana sebagian besar bentuknya ion karbonat. Untuk sementara 48% dari karbon yang dilepaskan atmosfer oleh pembakaran bahan bakar fosil dan penebangan hutan diserap untuk digunakan dalam proses fotosintesis oleh alga (Daniswara, 2009).

Macam-macam karbon yang ada (Jansen, 2004), antara lain :

a) Karbon di Atmosfer

Bagian terbesar dari karbon yang berada di atmosfer bumi adalah gas karbon dioksida (CO₂). Meskipun jumlah gas ini merupakan bagian yang sangat kecil dari seluruh gas yang ada di atmosfer (hanya sekitar 0,04% dalam basis molar, meskipun sedangmengalami kenaikan), namun ia memiliki peran yang penting dalam menyokong kehidupan. Gas-gas lain yangmengandung karbon di atmosfer adalah metan dan kloroflorokarbon atau CFC (CFC ini merupakan gas artifisial atau buatan). Gas-gas tersebut adalah gas rumah kaca yang konsentrasinya di atmosfer telah bertambah dalam dekade terakhir ini, dan berperan dalam pemanasan global.

b) Karbon di Biosfer

Sekitar 1900 gigaton karbon ada di dalam biosfer. Karbon adalah bagian yang penting dalam kehidupan di bumi. Ia memiliki peran yang penting dalam struktur, biokimia, dan nutrisi pada semua sel makhluk hidup.

c) Karbon di Laut

Laut mengandung sekitar 36.000 gigaton karbon, dimana sebagian besar dalam bentuk ion bikarbonat. Karbon anorganik, yaitu senyawa karbon tanpa ikatan karbon-karbon atau karbon-hidrogen, adalah penting dalam reaksinya di dalam air. Pertukaran karbon ini menjadi penting dalam mengontrol pH di laut dan juga dapat berubah sebagai sumber (source) atau lubuk (sink) karbon. Karbon siap untuk saling dipertukarkan antara atmosfer dan lautan. Pada daerah upwelling, karbon dilepaskan ke atmosfer. Sebaliknya, pada daerah down welling karbon (CO₂) berpindah dari atmosfer ke lautan.

Saat CO₂ memasuki lautan, asam karbonat terbentuk CO₂ + H₂O ⇌ H₂CO₃. Reaksi ini memiliki sifat dua arah, mencapai sebuah kesetimbangan kimia. Reaksi lainnya yang penting dalam mengontrol nilai pH lautan adalah pelepasan ion hidrogen dan bikarbonat. Reaksi ini mengontrol perubahan yang besar pada pH H₂CO₃ ⇌ H⁺ + HCO₃⁻. Respirasi berperan penting dalam penimbunan karbon selama pertumbuhan tumbuhan. Tapi, peranan ini sukar ditetapkan karena tidak mudah untuk mengetahui seberapa besar respirasi berlangsung ketika tumbuhan berada di bawah cahaya (Daniswara, 2009).

Respirasi gelap dianggap tetap sama selama ada cahaya, tapi dapat diketahui bahwa terdapat bukti kuat yang menyatakan tidak demikian. Bagaimanapun, jelas bahwa sebagian dari energi yang ditangkap dalam fotosintesis digunakan untuk pertumbuhan serta perkembangan yang akan menjaga dan untuk memelihara sel hidup. Bagian itu mungkin sekitar 30% sampai 40% dari energi yang ditangkap dalam proses fotosintesis yakni berupa unsur senyawa karbon yang didapatkan oleh tumbuhan dari atmosfer dengan bantuan cahaya sehingga dapat menghasilkan makanannya sendiri. Perbedaan setiap tumbuhan dalam persentase itu penting secara ekologi. Sebagai contoh, beberapa tumbuhan menggunakan jauh lebih banyak energi dari pada tumbuhan lain dalam mensintesis bahan sekunder pelindung seperti tannin/alkaloid, atau bahan structural seperti lignin (Salisbury, 1995).

Hubungan antara produsen dan konsumen dalam kaitannya dengan siklus karbon dan mutlak diperlukan dalam suatu ekosistem untuk menjaga kestabilannya. Di lingkungan terbuka, sangat sulit untuk menentukan faktor apa yang mempengaruhi hubungan tersebut karena terdapat banyak faktor yang mempengaruinya (Sasmita, 2010).

Siklus karbon mengandung atom karbon terus mengalir dari produsen ke konsumen dalam bentuk molekul CO₂ dan karbohidrat, sedangkan energi  foton matahari digunakan sebagai pemasok energi yang utama. Produsen memerlukan CO₂ yang dihasilkan konsumen untuk melakukan fotosintesis. Dari kegiatan fotosintesis tersebut, produsen dapat menyediakan karbohidrat dan oksigen yang diperlukan oleh konsumen untuk melangsungkan kehidupannya. Tumbuhan hijau di permukaan bumi dan sistem karbonat di lautan sangat efektif dalam mengikat CO₂ dari atmosfer. Akan tetapi, karena adanya peningkatan dari pemakaian bahan bakar minyak bumi yang disertai dengan penurunan kapasitas pemindahan dari tumbuhan hijau akan melampaui kontrol Cybernatik sehingga lambat laun kandungan CO₂ di atmosfer meningkat. Diperkirakan pada pertengahan abad mendatang kandungan CO₂ di atmosfer akan meningkat 2 kali lipat dari yang ada sekarang, sehingga keadaan iklim dunia akan menjadi semakin panas dengan rata-rata kenaikan temperatur sebesar 1,5-4,5^oC yang diikuti dengan kenaikan permukaan air laut (karena pencairan es di daerah kutub) dan perubahan pola curah hujan yang dapat mengganggu produksi pertanian (Salisbury, 1995).

Faktor-faktor yang mempengaruhi siklus karbon (Annisa,  2009), yaitu :

1. Kadar pH di Laut.

2.  Pelapukan bantuan

3.  Gunung merapi bawa laut

5.  Difusi CO₂ diudara

6.  Pelapukan bantuan karbonat.

Produsen darat mendapatkan CO₂ dari atmosfer, sedangkan produsen dalam air mamanfaatkan CO₂ yang terlarut (sebagai bikarbonat dan HCO₃). Kelarutan karbondioksida dalam air berbeda dengan oksigen, karena gas ini bereaksi secara kimiawi dalam air. Salah satu contohnya adalah apabila di dalam air laut karbondioksida bereaksi dengan air menghasilkan asam karbonat, yang kemudian terdisiosiasi lagi menjadi ion hidrogen dan karbonat. Konsentrasi CO₂ yang tinggi pula akan mempengaruhi tumbuhan dalam mengabsorbsi air dan unsur hara (Lina, 1985).

Sebagai akibatnya ialah terjadinya produksi atau absorbsi hidrogen bebas, sehingga jumlah hidrogen dalam suatu larutan merupakan tolak ukur keasaman. Lebih banyak ion H⁺ berarti lebih asam suatu larutan dan lebih sedikit H⁺ berarti lebih basa, dengan kata lain larutan basa lebih banyak mengandung ion OH. Sebagai akibat reaksi ialah terjadinya produksi atau absorbsi hidrogen bebas, sehingga jumlah hidrogen dalam suatu larutan merupakan tolok ukur keasaman (Prawirohartono, 2001).

Salah satu cara untuk melihat hubungan produsen dan konsumen dalam pemakaian dan produksi karbon dalam air dapat dilakukan dengan uji bsromtimol biru. Bromtimol biru merupakan suatu larutan indikator yang berwarna biru dalam larutan basa dan kuning dalam larutan asam. Gas karbon dioksida akan membentuk asam jika dilarutkan dalam air. Perubahan warna pada perlakuan disebabkan oleh perubahan kandungan karbon dioksida yang ada dalam air. Kadar karbon dioksida akan berkurang apabila terjadi proses fotosintesis oleh tumbuhan. Sebaliknya kadar karbon dioksida akan meningkat kalau terjadi proses respirasi (Umar, 2014).

BAB III

METODE PERCOBAAN

III.1 Alat

Alat-alat yang digunakan dalam percobaan ini adalah botol sampel, pipet tetes dan pinset.

III.2 Bahan

Bahan yang diperlukan untuk percobaan ini adalah air keran, karet gelang, plastik elastis, siput kecil Lymnea sp (konsumen), Hydrilla sp. (produsen) dan bromtimol biru.

III.3 Cara Kerja

            Cara prosedur kerja dari percobaan ini adalah :

1.   Botol yang disiapkan berjumlah 8 buah.

2.   Masing-masing botol tersebut diberi label dengan berbagai perlakuan.

3.   Pada botol A diisi dengan air dan bromtimol biru, pada botol  B diisi dengan air dan siput, pada botol C diisi dengan tanaman Hydrilla sp dan air, sedangkan botol D diisi dengan air, tanaman Hydrilla sp, dan juga siput (masing-masing dua).

4.   Masing-masing ditutup dengan plastik elastis sampai tidak ada oksigen yang bisa masuk ataupun keluar.

5.   Botol yang ditutup dengan plastik elastis diikat dengan menggunakan karet gelang.

6.   Sebagian disimpan di tempat yang terang dan sebagian disimpan di tempat yang yang gelap.

7.   Kemudian amati perubahan yang terjadi, 1x24 jam dalam waktu tiga hari.

DAFTAR PUSTAKA

Annisa, Utami, 2009, Ekologi Jilid 1, Esis, Jakarta.

Campbell, N. A., Reece, J. B., Mitchell, 2012, Biologi Edisi Kelima Jilid 3, Erlangga, Jakarta.

Daniswara, 2009, Produsen dan Konsumen Perairan, http//daniswara. wordpress.com, diakses pada hari Rabu, 8 April 2014 pukul 18.27 WITA, Makassar.

Jansen, H. H., 2004, Carbon Cycling in Earth System, A Soil Science Presperctive, Mc Graw Hill Companies, New York.

Jumin, H. B., 1989, Ekologi Tanaman, Rajawali Press, Jakarta.

Lim, D., 1998, Microbiology Second Edition, Mc Graw Hill Companies, New York.

Prawirohartono, S., 2001, Siklus Karbon, Bumi Aksara, Jakarta.

Salisbury, 1995, Fisiologi Tumbuhan, Institut Teknologi Bandung, Bandung.

Sasmita.W. D., 1994, Materi Pokok Biologi Umum, Depdikbud, Jakarta.

Umar, M. Ruslan., 2014, Penuntun Praktikum Ekologi Umum, Universitas Hasanuddin, Makassar.