Kamis, 29 Desember 2011

Perc.3 Hubungan Produsen dan Konsumen dalam Siklus Karbon


BAB I
PENDAHULUAN

I.1 Latar Belakang
Siklus karbon adalah siklus biogeokimia dimana karbon dipertukarkan antara biosfergeosferhidrosfer, dan atmosfer Bumi (objek astronomis lainnya bisa jadi memiliki siklus karbon yang hampir sama meskipun hingga kini belum diketahui). Dalam siklus ini terdapat empat reservoir karbon utama yang dihubungkan oleh jalur pertukaran. Reservoir-reservoir tersebut adalah atmosfer, biosfer teresterial (biasanya termasuk pula freshwater system dan material non-hayati organik seperti karbon tanah (soil carbon)),lautan (termasuk karbon anorganik terlarut dan biota laut hayati dan non-hayati), dan sedimen (termasuk bahan bakar fosil). Pergerakan tahuan karbon, pertukaran karbon antar reservoir, terjadi karena proses-proses kimia, fisika, geologi, dan biologi yang bermaca-macam. Lautan mengadung kolam aktif karbon terbesar dekat permukaan Bumi, namun demikian laut dalam bagian dari kolam ini mengalami pertukaran yang lambat dengan atmosfer (Anonim,2011).
Fotosintesis adalah suatu proses biokimia pembentukan zat makanan atau energi yaitu glukosa yang dilakukan tumbuhan, alga, dan beberapa jenis bakteri dengan menggunakan zat hara, karbondioksida, dan air serta dibutuhkan bantuan energi cahaya matahari. Hampir semua makhluk hidup bergantung dari energi yang dihasilkan dalam fotosintesis. Fotosintesis juga berjasa menghasilkan sebagian besar oksigen yang terdapat di atmosfer bumi.  respirasi dapat disamakan denganpernapasan. Namun demikian, istilah respirasi mencakup proses-proses yang juga tidak tercakup pada istilah pernapasan. Respirasi terjadi pada semua tingkatan organisme hidup, mulai dari individu hingga satuan terkecil, sel. Apabila pernapasan biasanya diasosiasikan dengan penggunaan oksigen sebagai senyawa pemecah, respirasi tidak melulu melibatkan oksigen (Anonim,2011).
Pada percobaan kali ini, kita akan membuktikan apakah ada hubungan antara produsen dan konsumen dalam perputaran karbon di alam. Selain itu, kita akan mencari tahu mengenai proses yang digunakan para produsen dan konsumen dalam menggunakan karbon.

I.2 Maksud Percobaan
            Maksud dari percobaan ini adalah untuk mengetahui hubungan yang terjadi antara produsen dan konsumen dalam siklus karbon.

I.3 Tujuan Percobaan
            Tujuan dari percobaan ini adalah
1.      Untuk mengetahui hubungan antara produsen dan konsumen dalam pemanfaatan karbon dalam ekosistem peraiaran.
2.      Mengenalkan dan melatih keterampilan mahasiswa dan menggunakan peralatan yang berhubungan dengan siklus karbon.

I.4 Waktu dan Tempat
            Percobaan ini dilakukan pada hari Selasa, 29  Maret 2011, pada pukul 14.00 sampai selesai bertempat di Laboratorium Biologi Dasar, Jurusan Biologi, Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam, Universitas Hasanuddin, Makassar.
BAB II
TINJAUAN PUSTAKA

Karbon merupakan unsur kimia yang mempunyai simbol C dan nomor atom 6 pada tabel periodik. Sebagai unsur golongan 14 pada tabel periodik, karbon merupakan unsur non-logam dan bervalensi 4 (tetravalen), yang berarti bahwa terdapat empat elektron yang dapat digunakan untuk membentuk ikatan kovalen. Terdapat tiga macam isotop karbon yang ditemukan secara alami, yakni 12C dan 13C yang stabil, dan 14C yang bersifat radioaktif dengan waktu paruh peluruhannya sekitar 5730 tahun. Karbon merupakan salah satu dari di antara beberapa unsur yang diketahui keberadaannya sejak zaman kuno.[2][3] Istilah "karbon" berasal dari bahasa Latin carbo, yang berarti batu bara (Usman,dkk ,2011).
Karbon memiliki beberapa jenis alotrop, yang paling terkenal adalah grafit, intan, dankarbon amorf. Sifat-sifat fisika karbon bervariasi bergantung pada jenis alotropnya. Sebagai contohnya, intan berwarna transparan, manakala grafit berwarna hitam dan kusam. Intan merupakan salah satu materi terkeras di dunia, manakala grafit cukup lunak untuk meninggalkan bekasnya pada kertas. Intan memiliki konduktivitas listik yang sangat rendah, sedangkan grafit adalah konduktor listrik yang sangat baik. Di bawah kondisi normal, intan memiliki konduktivitas termal yang tertinggi di antara materi-materi lain yang diketahui. Semua alotrop karbon berbentuk padat dalam kondisi normal, tetapi grafit merupakan alotrop yang paling stabil secara termodinamik di antara alotrop-alotrop lainnya (Usman,dkk ,2011).
Siklus karbon adalah siklus biogeokimia dimana karbon dipertukarkan antara biosfergeosferhidrosfer, dan atmosfer Bumi (objek astronomis lainnya bisa jadi memiliki siklus karbon yang hampir sama meskipun hingga kini belum diketahui). Dalam siklus ini terdapat empat reservoir karbon utama yang dihubungkan oleh jalur pertukaran. Reservoir-reservoir tersebut adalah atmosfer, biosfer teresterial (biasanya termasuk pula freshwater system dan material non-hayati organik seperti karbon tanah (soil carbon)),lautan (termasuk karbon anorganik terlarut dan biota laut hayati dan non-hayati), dan sedimen (termasuk bahan bakar fosil). Pergerakan tahuan karbon, pertukaran karbon antar reservoir, terjadi karena proses-proses kimia, fisika, geologi, dan biologi yang bermaca-macam. Lautan mengadung kolam aktif karbon terbesar dekat permukaan Bumi, namun demikian laut dalam bagian dari kolam ini mengalami pertukaran yang lambat dengan atmosfer (Anonim,2011).
Karbon yang berada di atmosfer Bumi sebagian besar 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 sedang mengalami kenaikan), namun ia memiliki peran yang penting dalam menyokong kehidupan. Gas-gas lain yang mengandung 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 (Soendjojo, 1990).
Karbon diambil dari atmosfer dengan berbagai cara (Anonim,2011):
- Ketika matahari bersinar, tumbuhan melakukan fotosintesa untuk mengubah karbon dioksida menjadi karbohidrat, dan melepaskan oksigen ke atmosfer. Proses ini akan lebih banyak menyerap karbon pada hutan dengan tumbuhan yang baru saja tumbuh atau hutan yang sedang mengalami pertumbuhan yang cepat.
- Pada permukaan laut ke arah kutub, air laut menjadi lebih dingin dan CO2 akan lebih mudah larut. Selanjutnya CO2 yang larut tersebut akan terbawa oleh sirkulasi termohalin yang membawa massa air di permukaan yang lebih berat ke kedalaman laut atau interior laut (lihat bagian solubility pump).
Karbon dapat kembali ke atmosfer dengan berbagai cara pula, yaitu (Anonim,2011):
- Melalui pernafasan (respirasi) oleh tumbuhan dan binatang. Hal ini merupakan reaksi eksotermik dan termasuk juga di dalamnya penguraian glukosa (atau molekul organik lainnya) menjadi karbon dioksida dan air.
- Melalui pembusukan binatang dan tumbuhan. Fungi atau jamur dan bakteri
  mengurai senyawa karbon pada binatang dan tumbuhan yang mati dan mengubah karbon menjadi karbon dioksida jika tersedia oksigen, atau menjadi metana jika tidak tersedia oksigen.
- Melalui pembakaran material organik yang mengoksidasi karbon yang terkandung menghasilkan karbon dioksida (juga yang lainnya seperti asap). Pembakaran bahan bakar fosil seperti batu bara, produk dari industri perminyakan (petroleum), dan gas alam akan melepaskan karbon yang sudah tersimpan selama jutaan tahun di dalam geosfer. Hal inilah yang merupakan penyebab utama naiknya jumlah karbon dioksida di atmosfer.
- Erupsi vulkanik atau ledakan gunung berapi akan melepaskan gas ke atmosfer. Gas-gas tersebut termasuk uap air, karbon dioksida, dan belerang. Jumlah karbon dioksida yang dilepas ke atmosfer secara kasar hampir sama dengan jumlah karbon dioksida yang hilang dari atmosfer akibat pelapukan silikat; Kedua proses kimia ini yang saling berkebalikan ini akan memberikan hasil penjumlahan yang sama dengan nol dan tidak berpengaruh terhadap jumlah karbon dioksida di atmosfer dalam skala waktu yang kurang dari 100.000 tahun (Lehninger, 1991).
Karbon adalah bagian yang penting dalam kehidupan di Bumi. Ia memiliki peran yang penting dalam struktur, biokimia, dan nutrisi pada semua sel makhluk hidup. Dan kehidupan memiliki peranan yang penting dalam siklus karbon (Anonim,2011):
Autotroph adalah organisme yang menghasilkan senyawa organiknya sendiri dengan menggunakan karbon dioksida yang berasal dari udara dan air di sekitar tempat mereka hidup. Untuk menghasilkan senyawa organik tersebut mereka membutuhkan sumber energi dari luar. Hampir sebagian besar autotroph menggunakan radiasi matahari untuk memenuhi kebutuhan energi tersebut, dan proses produksi ini disebut sebagaifotosintesis. Sebagian kecil autotroph memanfaatkan sumber energi kimia, dan disebutkemosintesis. Autotroph yang terpenting dalam siklus karbon adalah pohon-pohonan di hutan dan daratan dan fitoplankton di laut. Fotosintesis memiliki reaksi
                                6CO2 + 6H2O → C6H12O6 + 6O2
- Karbon dipindahkan di dalam biosfer sebagai makanan heterotrop pada organisme lain atau bagiannya (seperti buah-buahan). Termasuk di dalamnya pemanfaatan material organik yang mati (detritus) oleh jamur dan bakteri untuk fermentasi atau penguraian.
- Sebagian besar karbon meninggalkan biosfer melalui pernafasan atau respirasi. Ketika tersedia oksigen, respirasi aerobik terjadi, yang melepaskan karbon dioksida ke udara atau air di sekitarnya dengan reaksi                    
                                  C6H12O6 + 6O2 → 6CO2 + 6H2O.
   Pada keadaan tanpa oksigen, respirasi anaerobik lah yang terjadi, yang melepaskan metan ke lingkungan sekitarnya yang akhirnya berpindah ke atmosfer atau hidrosfer.
- Pembakaran biomassa (seperti kebakaran hutan, kayu yang digunakan untuk tungku penghangat atau kayu bakar, dll.) dapat juga memindahkan karbon ke atmosfer dalam jumlah yang banyak.
- Karbon juga dapat berpindah dari bisofer ketika bahan organik yang mati menyatu dengan geosfer (seperti gambut). Cangkang binatang dari kalsium karbonat yang menjadi batu gamping melalui proses sedimentasi.
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 downwellingkarbon (CO2) berpindah dari atmosfer ke lautan (Soendjojo, 1990).
Model siklus karbon dapat digabungkan ke dalam model iklim global, sehingga reaksi interaktif dari lautan dan biosfer terhadap nilai CO2 di masa depan dapat dimodelkan. Ada ketidakpastian yang besar dalam model ini, baik dalam sub model fisika maupun biokimia (khususnya pada sub model terakhir). Model-model seperti itu biasanya menunjukkan bahwa ada timbal balik yang positif antara temperatur dan CO2. Sebagai contoh, Zeng dkk. (GRL, 2004[2]) menemukan dalam model mereka bahwa terdapat pemanasan ekstra sebesar 0,6°C (yang sebaliknya dapat menambah jumlah CO2 atmosferik yang lebih besar) (Anonim,2011).












BAB III
METODE PERCOBAAN

III.1 Alat
Alat yang digunakan pada percobaan ini adalah botol sampel, karet gelang, plastik gula, label, dan pipet tetes

III.2 Bahan
Bahan yang digunakan pada percobaan ini adalah air, siput Lymnaea sp, Hydrilla  Hydrilla verticillata  dan larutan Bromtimol biru 0,1%

III.3 Cara Kerja
Prosedur kerja yang dilakukan pada percobaan ini adalah:
1.      Membagi 2 jumlah keseluruhan botol menjadi seri A dan B. Masing-masing botol diberi kode A1,A2,A3 dan A4, begitupun pada seri B.
2.      Mengisi botol sampel dengan air lalu tetesi Bromtimol biru 0,1%.
3.      Memasukkan Siput pada botol berkode A1 dan B1, siput dan hydrilla pada botol A2 dan B2, hydrilla pada botol A3 dan B3, serta botol berkode A4 dan B4 yang tidak mendapat perlakuan.
4.      Menutup semua mulut botol menggunakan plastik. Usahakan sampai oksigen tidak masuk dalam botol.
5.      Menempatkan botol seri A padatempat terang dan botol seri B pada tempat yang gelap.
6.      Mengamati hasil percobaan selama 3 hari dengan mengamati perubahan warna
BAB IV
HASIL DAN PEMBAHASAN

IV.1 Hasil
IV.1.1 Tabel Hasil Pengamatan Percobaan I Kelompok A (Tempat Terang)
Botol
perlakuan
Hari
I
II
III
A1
Siput Lymnea sp
+
++
+++
A2
Siput  Lymnea sp + Hydrilla Hydrilla verticillata
++
++
+++
A3
Hydrilla Hydrilla verticillata
+
++
++
A4
Kontrol
+
+
+


IV.1.2 Tabel Hasil Pengamatan Percobaan I Kelompok B (Tempat Gelap)
Botol
perlakuan
Hari
I
II
III
B1
Siput Limnea sp
+
+++
++
B2
Siput Lymnea sp + Hydrilla Hydrilla verticillata
++
+++
+
B3
Hydrilla Hydrilla verticillata
++
+
+
B4
Kontrol
+
+
+


IV.1.3 Tabel Hasil Pengamatan Percobaan II Kelompok A ( Tempat Gelap)
Botol
perlakuan
Hari
I
II
A1
Siput Limnea sp
+
++
A2
Siput  Limnea sp  + Hydrilla Hydrilla verticillata
++
++
A3
Hydrilla Hydrilla verticillata
       ++
++
A4
Kontrol
+
+




IV.1.4 Tabel Hasil Pengamatan Percobaan II Kelompok B ( Tempat Terang)
Botol
perlakuan
Hari
I
II
B1
Siput  Limnea sp
++
++
B2
Siput  Limnea sp + Hydrilla Hydrilla verticillata
++
++
B3
Hydrilla Hydrilla verticillata
+
++
B4
Kontrol
+
+
Keterangan:   +   : tidak ada perubahan    ,  ++  :  ada sedikit perubahan, 
                       +++ : banyak perubahan

IV. 2  Pembahasan
            Berdasarkan data hasil pengamatan dapat diperoleh analisa hasil sebagai berikut. Bahwa pada tabung reaksi A (yang ditempatkan pada tempat yang terang) pada tabung A1 yang berisi siput, pada tabung A2 kondisi siput dan hidrilla. Pada hari pertama masih hidup, pada hari kedua siput masih hidup dan hidrilla tetap segar dan hari ketiga kondisi air jernih,siput hidup dan hidrylla masih segar. Pada tabung A3 hari pertama air tampak jernih dan hydrilla pun masih segar. Hari ketiga air berkurang,hydrilla segar dan jernih. Kondisi A4,hari pertama berwarna biru muda,pada hari kedua dan ketiga tetap tidak ada perubahan sedangkan pada tabung B1 yang diisi siput air,hari pertama belum ada perubahan,hari kedua siput masih hidup dan air berwarna agak biru ,dan hari ketiga siput hidup,air kebiruan dan berkurang volumennya. Tabung B2 diisi dengan siput dan hydrilla masih hidup. Pada hari kedua siput masih hidup dan hydrilla masih segar dan terdapat suatu endapan. Hari ketiga siput dan hydrilla tetap hidup,air nampak keruh dan berkurang. Dan pada tabung B3 hari pertama air bening kebiruan. Pada hari ketiga air berkurang. Pada B4 pada hari pertama sampai hari ketiga tidak ada perubahan.
Pada tabung A1 Bromontimol jernih,keadaan siput tetap hidup ,tidak terdapat hydrilla,tidak terjadi fotosintesis,berkurang O2,air berkurang dari yang kemarin. Pada tabung A2 air Bromontimol biru jernih keadaan siput hidup,keadaan hydrilla segar dan hidup,terjadi fotosintesis,berkurangnya O2. pada tabung A4 warna Bromontimol biru yaitu biru muda bening tidak terdapat siput dan daun hydrilla,berkurang air dari yang kemarin,terdapat O2. Pada tabung B1 bromontimol,biru berwarna hijau kekuningan(berkurang),keadaan siput hidup, tidak terdapat hydrilla,tidak terjadi fotosintesis,sedikit O2. Pada tabung reaksi B2 air bromontimol biru menjadi keruh dan berkurang, keadaan siput tetap hidup dan hydrilla ada yang rontok,tidak terjadi fotosintesis. Pada tabung B3 air bromontimol biru berkurang,tidak terjadi fotosintesis. Pada tabung B4 bromontimol biru berwarna biru ,tidak terdapat siput dan hydrilla, tidak terjadi fotosintesis.











BAB V
PENUTUP

V.1 Kesimpulan
              Setelah melakukan Percobaan, dapat ditarik kesimpulan bahwa:
a.       Dalam Siklus karbon, produsen dan konsumen saling bergantung. Pada Botol A  dan B terjadi pertukaran karbon secara lancar pada botol A2 dan B2  karena terjadi proses fotosintesis pada hydrilla dan respirasi pada siput. Berbeda dengan hanya terdapat konsumen atau produsen saja, maka tidak akan terjadi pertukaran karbon yang baik.
b.  Faktor yang mempengaruhi siklus karbon diperairan adalah :
·         Kadar PH di laut
·         Penguapan air laut
·         Pelapukan batuan
·         Gunung merapi bawah laut
·         Difusi CO2 di udara
·         Pelarutan batuan Carbonat
·         Fitoplankton sebagai penyerap karbon

V.2 Saran
            Saran saya untuk praktikum ini, sebaiknya waktu yang di berikan untuk percobaan mengenai siklus karbo ini lebih lama karena pemasangan penutup botol dengan plastik yang membutuhkan keteiltian tinggi.

DAFTAR PUSTAKA

Anonim. 2011.Siklus Karbon.http://wikipedia.com.Diakses pada hari Rabu, 30  
        Desember 2011, pukul 13.00 WITA
Anonim. 2011.Siklus Karbon di Biosfer.http://jevuska.com.Diakses pada hari  
       Rabu, 30 Desember 2011, pukul 13.15 WITA.

Lehninger, dkk. 1991. Biologi Dasar.  Erlangga.  Jakarta.
Soendjojo, D. 1990. Ekologi Lanjutan. Depdikbud. Universitas Terbuka. Jakarta.
Usman, hanafi, dkk. 2011. Kimia Organik.UPT MKU Bagian kimia Universitas     
         Hasanuddin Makassar.

Tidak ada komentar:

Poskan Komentar