LAPORAN PRAKTIKUMEKOLOGI UMUM
PERCOBAAN IIIHUBUNGAN PRODUSEN DAN KONSUMEN DALAM SIKLUS KARBON
DI PERAIRAN
NAMA: AYU ANGGRAENINIM: H411 12 007KELOMPOK: II (DUA)
AHARI/TANGGAL: KAMIS/28 MARET 2013ASISTEN: MASRAYANI SULAEMAN
MUHAMMAD IQRAM
LABORATORIUM ILMU LINGKUNGAN DAN KELAUTANJURUSAN BIOLOGIFAKULTAS
MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAMUNIVERSITAS
HASANUDDINMAKASSAR2013BAB I
PENDAHULUAN
I.1 Latar BelakangMeskipun karbon merupakan unsur yang sangat
langka dalam sektor bumi yang tidak hidup, tetapi didalamnya benda
tidak hidup terdapat 18% kemampuan saling mengikat pada atom-atom
karbon merupakan dasar untuk keragaman molekular dan ukuran
molekular tanpa ini kehidupan tidak akan ada. Karbon di alam
umumnya dalam bentuk gas dan batuan karbonat, disamping itu juga
dalam bentuk bahan organik yang dapat dimanfaatkan oleh tumbuhan
melalui proses fotosintesis yang akan diubah menjadi senyawa
organik yang dapat dipergunakan oleh organisme lainnya sebagai
pemberi karbon dan karbon akan kembali lagi ke atmosfer atau karbon
dioksida melalui suatu proses metabolisme (Kimbal,
1992).Konsentrasi dari bahan bakar fosil CO2, yang diserap oleh
samudra dan yang diambil oleh daratan dapat dihitung dari perubahan
konsentrasi CO2 dan O2 diatmosfer. Budget karbon global berdasarkan
pada pengukuran CO2 dan O2 untuk tahun 1980 dan 1990 (Afdal,
2007).Yang melatar belakangi dan mendasari dilakukannya percobaan
ini yaitu agar kita dapat mengetahui lebih lanjut mengenai hubungan
produsen dan konsumen dalam siklus karbon di perairan. Dimana dalam
percobaan ini sampel kecebong digunakan sebagai konsumen dan
Hydrilla sp sebagai produsen. Konsumen dan produsen inilah yang
akan berfungsi sebagai objek pengamatan siklus karbon, dimana
kecebong bertindak sebagai konsumen yang menghasilkan karbon
dioksida (CO2) dan Hydrilla sp sebagai produsen yang akan
menghasilkan oksigen (O2).I.2 Tujuan PercobaanTujuan dari percobaan
ini adalah :1. Untuk mengetahui hubungan antara produsen dan
konsumen dalam pemanfaatan karbon dalam ekosistem perairan.2.
Mengenalkan dan melatih keterampilan mahasiswa dalam menggunakan
peralatan yang berhubungan siklus karbon.
I.3 Waktu dan Tempat Percobaan
Percobaan ini dilaksanakan pada hari Kamis, 28 Maret 2013, pukul
14:00 17:00 WITA, di Laboratorium Biologi Dasar, Fakultas
Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam, Universitas Hasanuddin,
Makassar. Dan pengamatan dilakukan di tempat gelap (Canopy) dan
tempat terang (lantai 4 Fakultas MIPA).
BAB IITINJAUAN PUSTAKA
Pencemaran lingkungan menjadi salah satu pemicu munculnya
penyakit degeneratif yang belakangan makin meningkat prevalensinya.
Oleh sebab itu, pengendalian lingkungan harus dilakukan secara
terpadu. Menurut Deputi Pengendalian Dampak Lingkungan dan Sumber
Institusi Kementerian Lingkungan Hidup Isa Karmisa, dari hasil
penelitian JICA, badan peneliti dari Jepang yang bekerja sama
dengan Kementerian Lingkungan Hidup 1991-1998, menunjukkan adanya
peningkatan jumlah penderita hipertensi akibat pencemaran timbal
(Siswono, 2005).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. Dalam
siklus karbon, 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 (Anshory, 1984).Karbon adalah
elemen penting karena dapat membentuk bahan organik yang diperlukan
bagi kehidupan di bumi. Karbon melalui rute perjalanannya di bumi
mengalami suatu siklus yang disebut siklus karbon. Melalui siklus
karbon kita dapat mempelajari aliran energi di bumi karena hampir
seluruh energi kimia yang dibutuhkan untuk hidup disimpan pada
bahan organik. Siklus karbon memiliki dua bagian penting yaitu,
siklus di daratan dan siklus di perairan. Siklus karbon di perairan
meninjau pergerakan karbon melalui ekosistem laut dan siklus karbon
di darat meninjau pergerakan karbon melalui ekosistem daratan.
Kandungan CO2 bebas di udara adalah sekitar 0,033%, dan cenderung
mengalami peningkatan dari hasil penggundulan hutan dan pembakaran
bahan bakar fosil. Karbon diambil dari gas CO2 oleh tumbuhan utk
fotosintesis. CO2 juga dihasilkan oleh tumbuhan dan hewan sebagai
hasil pernafasan. Daur karbon melibatkan dua proses yang
bersaingan, fotosintesis dan pernafasan. Fotosintesis : CO2+ H2O
menghasilkan C6H12O6 + O2. Energi dari karbohidrat digunakan untuk
pernafasan. Pernafasan : C6H12O6 + O2 menghasilkan CO2+ H2O +
energi. Walau energi hasil fotosintesis berlebih, jika pengembalian
dalam bentuk CO2 terlalu cepat dapat menyebabkan kerusakan bumi
(Salmin, 2005).Agar dapat lebih memahami tentang siklus karbon di
dalam ekosistem, akan dimulai dari karbon dioksida (CO2) yang ada
di udara atau larut di dalam air. CO2 dibentuk menjadi senyawa
tertentu melalui proses fotosintesis. Senyawa ini bergabung dengan
berbagai cara membentuk materi organisme. Selama proses
fotosintesis berjalan, energi dijalinkan ke dalam senyawa organik.
Senyawa organik yang dihasilkan oleh produsen dapat diteruskan
kepada konsumen. Waktu produsen atau konsumen menggunakan energi
dari senyawa-senyawa organik, CO2 dapat dilepas kembali baik ke
udara maupun ke dalam air, bergantung pada lingkungan hidup
organisme. Tetapi selama masih ada energi yang dapat dipergunakan,
senyawa-senyawa organik akan tetap ada. Baik produsen maupun
konsumen dapat membuang sisa materi yang mengandung karbon. Kalau
organisme mati, tubuh mereka akan tinggal sebagai tumpukan suatu
senyawa-senyawa karbon. Organisme pembusuk menyempurnakan proses
pelepasan karbon (dalam bentuk CO2) dari sisa kotoran dan
jasad-jasad yang mati. Sebagian besar dari organisme pembusuk yang
menjadi konsumen terakhir, adalah mikroorganisme, kecuali jamur
yang jelas dapat dilihat dengan mata telanjang. Kadang-kadang
proses pembusukkan yang dilakukan oleh organisme ini berjalan
sangat lambat, sehingga selama masa berjuta-juta tahun sejumlah
besar senyawa karbon dapat menumpuk dalam bentuk gambut, batubara
dan minyak bumi. Beberapa organisme mengalihkan arus karbon melalui
batu karang yang selanjutnya tertimbun sebagai batuan. Dengan
demikian, lintasan arus utama siklus karbon adalah dari atmosfer
atau hidrosfer ke dalam jasad hidup (Amir, 1998). Ada beberapa
persesuaian pendapat terhadap masalah CO2 dan kontribusi dari
berbagai aktivitas manusia terhadap pengkayaan CO2 di atmosfer
yaitu pembinasaan atau pembakaran pool biotik (misalnya, pembakaran
hutan) sama pentingnya dengan pembakaran minyak bumi. Sumber CO2
terbesar berasal dari pembakaran minyak bumi, dibandingkan dengan
sumber-sumber lainnya. Bahkan hutan-hutan merupakan cadangan karbon
dalam biomasa hutan sebanyak 1,5 kali lipat dan didalam humus tanah
hutan sebanyak 4 kali lipat dari banyaknya karbon diatmosfer
(Kamajaya, 1996).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 bermacam-macam. Lautan mengadung kolam
aktif karbon terbesar dekat permukaan Bumi, namun demikian laut
dalam bagian dari kolam ini mengalami pertukaran yang lambat dengan
atmosfer (Lim, 1998). Menurut Lim (1998) Karbon diambil dari
atmosfer dengan berbagai cara : 1.Ketika matahari bersinar,
tumbuhan melakukan fotosintesis 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 sirkulasitermohalin yang membawa massa
air di permukaan yang lebih berat ke kedalaman laut atau interior
laut. 2. Di laut bagian atas (upper ocean), pada daerah dengan
produktivitas yang tinggi, organisme membentuk jaringan yang
mengandung karbon, beberapa organisme juga membentuk cangkang
karbonat dan bagian-bagian tubuh lainnya yang keras. Proses ini
akan menyebabkan aliran karbon ke bawah. Pelapukan batuan silikat.
Tidak seperti dua proses sebelumnya, proses ini tidak memindahkan
karbon ke dalam reservoir yang siap untuk kembali ke atmosfer.
Pelapukan batuan karbonat tidak memiliki efek netto terhadap CO2
atmosferik karena ion bikarbonat yang terbentuk terbawa ke laut
dimana selanjutnya dipakai untuk membuat karbonat laut dengan
reaksi yang sebaliknya (reverse reaction). BOD (Biologycal Oxygen
Demand) merupakan ukuran jumlah zat organik yang dapat dioksidasi
oleh bakteri aerob/jumlah oksigen yang digunakan untuk mengoksidasi
sejumlah tertentu zat organik dalam keadaan aerob. BOD akan semakin
tinggi jika derajat pengotoran limbah semakin besar. BOD merupakan
indikator pencemaran penting untuk menetukan kekuatan atau daya
cemar air limbah, sampah industri, atau air yang telah tercemar.
BOD biasanya dihitung dalam 5 hari pada suhu 200C. Nilai BOD yang
tinggi dapat menyebabkan penurunan oksigen terlarut tetapi syarat
BOD air limbah yang diperbolehkan dalam suatu perairan di Indonesia
adalah sebesar 30 ppm (Salmin, 2005).Tumbuhan sebagai pemakai utama
karbon akan memanfaatkannya melalui proses siklus materi karbon dan
akan kembali lagi ke atmosfer atau sebagai CO2 sebagai hasil suatu
metabolisme. Konsentrasi karbon dioksida yang tinggi akan
mempengaruhi tumbuhan dalam mengabsorbsi air dan unsur hara. Unsur
karbon mempunyai kemampuan saling mengikat antar sesamanya yang
merupakan dasar untuk terbentuknya keragaman dan ukuran molekuler,
sehingga tanpa proses ini kehidupan tidak akan ada. Produsen darat
(tumbuhan) umumnya mendapatkan CO2 dari atmosfer sedangkan produsen
dalam air memanfaatkan CO2 yang terlarut sebagai bikarbonat, HCO3.
Kelarutan karbon dioksida dalam air berbeda dengan oksigen karena
gas ini bereaksi secara kimiawi dalam air (Umar, 2013).
BAB IIIMETODE PERCOBAAN
III.1 AlatAlat yang digunakan pada percobaan ini adalah botol
selai 8 buah dan
gunting/silet.
III.2 BahanBahan yang digunakan pada percobaan ini adalah karet
gelang sebanyak-banyaknya, plastik bening, Hydrilla sp, air bersih
3 liter dan sampel kecebong.
III.3 Cara KerjaCara kerja dari percobaan ini adalah :1.
Disiapkan 2 seri percobaan A dan B yang masing-masing terdiri atas
4 botol perlakuan. Berilah label pada setiap perlakuan dengan
simbol A1,A2,A3 dan A4 serta B1,B2,B3 dan B4.2. Setiap botol diisi
dengan air secukupnya.3. Ditambahkan 2-5 tetes Methylen Blue
kedalam setiap botol perlakuan dan setelah itu dikocok.4.
Dimasukkan sampel kecebong ke dalam botol perlakuan A1 dan
B1,kecebong dan Hydrilla sp dalam botol A2 dan B2, Hydrilla sp ke
dalam botol A3 dan B3 serta A4 dan B4 sebagai control (tanpa
perlakuan).5. Semua botol ditutup rapat-rapat dengan plastik
bening, jangan sampai bocor dan jangan sampai ada gelembung.6.
Kelompok A1-A4 ditempatkan ditempat terang dan kelompok B1-B4
ditempatkan ditempat gelap.7. Diamati percobaan tersebut dengan
interval waktu setiap 24 jam selama tiga hari. Setiap kali
pengamatan dicatat perubahan warna air dan keadaan organismenya.
Pada hari ketiga dilakukan pertukaran kelompok B1-B4 pada tempat
yang terang dan kelompok A1-A4 pada tempat gelap.8. Diamati kembali
dengan interval waktu 24 jam, selama 2 hari dan pada hari terakhir
dicatat perubahan warna yang terjadi.9. Dibuat data hasil
pengamatan dan kesimpulan apa yang diperoleh.
DAFTAR PUSTAKA
Amir, A., 1981. Biologi umum. Gramedia, Jakarta.Anshory, I.,
1984. Biologi umum. Ganesa Exact, Bandung.Lim, D., 1998.
Microbiology Second Edition. McGraw Hill Companies, New York.
Kamajaya, 1996. Sains Biologi. Ganeca Exact, Bandung.Kimball,
John. W., 1992. Biologi Umum. Erlangga, Jakarta.Salmin, 2005.
Oksigen Terlarut (DO) dan Kebutuhan Oksigen Biologi (BOD)sebagai
Salah Satu Indikator untuk Menentukan Kualitas Perairan. Oseana,
Volume XXX, Nomor 3. LIPI. Jakarta.
Umar,M.R.,2013.Penuntun Praktikum Ekologi Umum, Universitas
Hasanuddin,Makassar.
BAB IVHASIL DAN PEMBAHASAN
IV.1 Hasila. Tabel pengamatan percobaan I kelompok A (terang)
dan B (gelap)PerlakuanA (terang)B (gelap)
IIIIIIIIIIII
A1, B1+++++-++++-
A2, B2+++---+++---
A3, B3+++---+++++--
A4, B4++++++++++-----
Keterangan :A1, B1 = KecebongA2, B2 = Hydrilla spA3, B3 =
Hydrilla sp + KecebongA4, B4 = Kontrolb. Tabel pengamatan percobaan
I kelompok B (terang) dan A (gelap)PerlakuanB (terang)A (gelap)
IIIIIIIIIIII
A1, B1------------
A2, B2----------------
A3, B3--------------
A4, B4---------+++--
IV.2 PembahasanDalam percobaan ini bahan yang digunakan adalah
methylen blue yang berfungsi sebagai indikator untuk mendeteksi ada
tidaknya kadar O2 dalam air. Alat digunakan untuk menutup air di
dalam botol sampel yaitu karet gelang dan plastik bening, dan pada
saat menutup botol usahakan dengan hati-hati agar tidak ada
gelembung udara didalam botol yang akan menyebabkan oksigen masuk.
Alat lain yang juga digunakan yaitu pulpen dan kertas label yang
akan ditempel pada masing-masing botol untuk mengenali
sampel-sampel sehingga memudahkan untuk melakukan pengamatan dari
berbagai jenis air.Dari hasil pengamatan diperoleh hasil pada hari
pertama pada botol A1 yang berisi kecebong dan disimpan di tempat,
air masih berwarna biru sekali. Pada hari ke 2 berwarna biru dan
pada hari ketiga berubah menjadi bening kebiruan. Setelah di
pndahkan ke tempat gelap, pada hari pertama airnya masih berwarna
bening kebiruan, pada hari kedua air berwarna bening dan pada hari
ketiga air berwarna bening sekali. Sedangkan pada botol A2 yang
berisi kecebong dan tanaman Hydrilla sp yang disimpan di tempat
terang pada hari pertama air berwarna biru sekali dan pada hari
kedua berwarna bening kebiruan dimana kecebong yang berada
didalamnya telah mati dan pada hari ketiga berubah menjadi bening
namun sedikit keruh. Setelah dipindahkan ke tempat gelap, pada hari
pertama air masih bening, pada hari kedua dan ketiga air berubah
menjadi bening sekali (masih sedikit keruh). Pada botol A3 yang
berisi tanaman Hydrilla sp pada tempat terang, di hari pertama air
berwarna biru sekali, pada hari kedua air berwarna bening kebiruan,
dan pada hari ketiga air berwarna bening dan agak keruh. Setelah
dipindahkan ke tempat gelap, pada hari pertama dan kedua air masih
bening dan pada hari ketiga air menjadi bening sekali. Pada botol
A4 yang hanya berisi air (kontrol) pada tempat terang pada hari
pertama air berwarna biru sekali, pada hari kedua dan ketiga air
berubah warna menjadi biru. Setelah dipindahkan ke tempat gelap,
pada hari pertama air masih berwarna biru, pada hari kedua air
berwarna bening kebiruan dan pada hari ketiga berubah menjadi
bening.Hasil pengamatan selanjutnya yaitu pada botol B1 yang
disimpan di tempat gelap yang berisi kecebong, pada hari pertama
berwarna biru sekali, pada hari kedua berwarna biru dan pada hari
ketiga berwana bening kebiruan. Setelah dipindahkan ke tempat
terang, pada hari pertama air masih berwarna bening kebiruan, pada
hari kedua berwarnabening dan pada hari ketiga berubah menjdai
bening sekali. Sedangkan pada botol B2 yang disimpan ditempat gelap
yang berisi kecebong dan tanaman Hydrilla sp, pada hari pertama air
berwarna biru sekali, hari kedua berwarna bening kebiruan dimana
kecebong yang berada di dalamnya telah mati dan pada hari ketiga
air brubah menjadi bening. Setelah dipindahkan ke tempat terang,
pada hari pertama air masih berwarna bening, pada hari kedua dan
ketiga berubah menjadi bening sekali namun agak keruh. Pada botol
B3 yang disimpan di temapt gelap yang berisi tanaman Hydrilla sp
pada hari pertama berwarna biru sekali, pada hari kedua berwarna
biru dan pada hari ketiga menjadi bening. Setelah dipindahkan ke
tempat terang, pada hari pertama dan kedua air masih berwarna
bening, pada hari ketiga air berubah warna menjadi bening sekali.
Sedangkan pada botol B4 yang disimpan di tempat gelap yang hanya
berisi air (kontrol) pada hari pertama air berwarna biru sekali,
pada hari kedua menjadi bening dan pada hari ketiga beubah menjadi
bening sekali. Setelah dipindahkan ke tempat terang, pada hari
pertama sampai hari ketiga air berwarna bening sekali.Berdasarkan
hasil pengamatan yag dilakukan,diperoleh hasil bahwa pada boto A2
dan B2 yang paling cepat mengalami perubahan warna menjadi bening.
Hal ini disebabkan karena dalam botol A2 dan B2 terdapat tanaman
Hydrilla sp yang berperan sebagai konsumen dan kecebong yang
berperan sebagai produsen sehingga tejadi siklus karbon secara
terus-menerus yang menyebabkan berkurangnya kadar oksigen dalam air
sehingga methylen blue yang berperan sebagai indikator kadar
oksigen cepat hilang. Botol A4 dan B4 yang paling lama mengalami
penguragan kadar oksigen dikarenakan tidak terdapat produsen dan
konsumen di dalamnya. Mulut botol yang ditutup plastik secara
rapat-rapat menyebabkan tidak adanya oksigen yang masuk ke dalam
botol sehingga perubahan warna biru pada air cukup lama dibanding
botol yang lain.Intensitas cahaya matahari juga sangat berpengaruh
pada siklus karbon di dalam air dimana botol yang disimpan di
tempat terang lebih cepat kekurangan kadar oksigennya dibanding
botol yang disimpan di tempat gelap. Hal ini disebabkan karena
dengan adanya cahaya matahari mempercepat proses fotosintesis
(pembentukan makanan) pada produsen sehingga secara tidak langsung
mempercepat pula siklus karbon yang terjadi di dalam air yang
mengkibatkan pengurangan kadar oksigen semakin cepat.
BAB VPENUTUPV.1 KesimpulanKesimpulan yang dapat diambil pada
praktikum ini adalah :1. Hubungan produsen dan konsumen saling
bergantung satu sama lain, jika salah satu tidak dapat melakukan
proses dengan baik maka proses lainnya tidak akan bisa berjalan.
Dimana produsen berperan sebagai penyedia oksigen dan karbohidrat
bagi konsumen dan konsumen berperan sebagai penyedia CO2 untuk
produsen yang digunakan dalam proses fotosintesis. Dalam melakukan
proses fotosintesis mutlak diperlukan bantuan cahaya matahari.Sinar
matahari, CO2, O2 dan karbohidrat sangat diperlukan untuk menjaga
kestabilan antara hubungan produsen dan konsumen.2. Dalam percobaan
ini keterampilam mahasiswa dalam menggunakan peralatan sudah cukup
baik serta pengamatan yang dilakukan sangat baik.
V.2 Saran Saran saya yaitu sebaiknya dalam melakukan pengamatan
didampingi oleh asisten agar tidak terjadi keraguan dalam hasil
pengamatan yang dilakukan.
