Siklus karbon merupakan siklus biogeokimia yang sangat penting karena menyangkut kehidupan berbagai spesies di dunia. Karbon ini peranannya sangat vital dalam menjaga suhu bumi, selain itu menjadi unsur yang sangat penting dalam kebutuhan energi makhluk hidup.

Karbon merupakan salah satu unsur yang mengalami daur dalam ekosistem. Dimulai dari karbon yang ada di atmosfer berpindah melalui tumbuhan hijau (produsen), konsumen, dan organisme pengurai, kemudian kembali ke atmosfer. Di atmosfer karbon terikat dalam bentuk senyawa karbon dioksida (CO2), komponen dan proses yang berhubungan dengan siklus karbon dapat dilihat pada gambar di bawah.

Kemampuan dalam Menyimpan Karbon dan Distribusinya pada Setiap Ekosistem

Kemampuan dalam Menyimpan Karbon dan Distribusinya pada Setiap Ekosistem

Peranan Karbon

Karbon dioksida merupakan bagian udara esensial yang dapat memengaruhi radiasi panas dari bumi, dan dapat membentuk persediaan karbon anorganik. Proses fotosintesis yang terjadi pada tumbuhan yang berperan sebagai produsen merupakan proses pengubahan karbon dioksida sebagai karbon anorganik menjadi karbohidrat sebagai senyawa hidrokarbon yang dalam hal pengubahan karbon disebut juga senyawa karbon organik dalam tubuh tumbuhan disertai dengan penyimpanan energi yang bersumber dari radiasi matahari sehingga dalam tubuh tumbuhan tersimpan energi yang disebut energi biokimia. Energi ini tersimpan bersama dengan senyawa organik kompleks (Killham 1996).

Sebagian karbon organik yang terdapat dalam tubuh tumbuhan akan diubah melalui proses fisiologi tumbuhan. Senyawa ini akan terurai dari tumbuhan dalam bentuk CO2 melalui mekanisme respirasi. Dalam mekanisme respirasi ini, sebagian karbon organik lainnya diubah menjadi senyawa organik kompleks dalam tubuh tumbuhan selama pertumbuhannya. Senyawa organik tersebut akan ditransfer ke dalam tubuh konsumen melalui proses interaksi dalam rantai maupun jaringan makanan sehingga sebagian dari senyawa karbon organik akan tetap berada dalam tubuh konsumen (manusia dan hewan) sampai mati.

Setelah produsen dan konsumen mati maka senyawa organik akan segera terurai kembali melalui proses dekomposisi/ penguraian oleh organisme pengurai dan karbon akan dilepas sebagai CO2 ke alam, kemudian masuk ke udara atau ke dalam air kembali (Vickery 1984). Akan tetapi, ada sebagian bahan organik yang kadang-kadang tidak bisa segera terurai dalam proses dekomposisi sehingga memerlukan waktu yang sangat lama dan kemudian akan berubah menjadi batu kapur, arang, atau minyak (dalam hal ini disebut bahan bakar fosil).

Karbon dalam Ekosistem

Pada setiap ekosistem jumlah karbon yang tersimpan di dalamnya berbeda-beda, hal ini disebabkan perbedaan keanekaragaman dan kompleksitas komponen yang menyusun ekosistem. Kompleksitas penyusun ekosistem akan berpengaruh pada kecepatan siklus karbon yang melalui setiap komponennya. Pada ekosistem hutan hujan tropis keanekaragaman biota (termasuk spesies tumbuhan) sangat tinggi sehingga pengembalian karbon organik ke dalam tanah berjalan dengan cepat, dan karbon yang tersimpan dalam biomassa tumbuhan lebih besar dibandingkan dengan ekosistem lainnya (ekosistem hutan iklim sedang padang rumput iklim sedang, dan ekosistem gurun). Kemampuan penyimpanan karbon pada tiap-tiap tipe ekosistem dapat dilihat pada tabel di bawah.


Ekosistem Karbon pada Produksi Primer Bersih (Ton/ Ha/ Th) Karbon yang Tersimpan pada Biomassa Tumbuhan (Ton/ Ha/ Th) Karbon Organik Tanah (Ton/ Ha/ Th)
Hutan Hujan Tropis 11 11 80
Hutan Iklim Sedang 6 6 100
Padang Rumput Iklim Sedang 3 0,4 150
Gurun 0,05 0,01 1

Pada ekosistem dengan komunitas tumbuhannya sempurna dan keanekaragaman spesies tumbuhannya tinggi maka produksi karbon dioksida baik oleh aktivitas organisme pengurai, proses respirasi, maupun penggunaan bahan bakar fosil akan diimbangi oleh proses pengikatan/ fiksasi karbon dioksida oleh tetumbuhan. Hal demikian menyebabkan ekosistem hutan hujan tropis memiliki kemampuan yang lebih besar dalam mereduksi pencemaran udara khususnya yang disebabkan gas karbon di udara.

Siklus Karbon dengan Pemanasan Global

Siklus Karbon

Sebagaimana telah diketahui bahwa meningkatnya kandungan karbon dioksida di udara akan menyebabkan kenaikan suhu bumi akibat adanya efek rumah kaca, panas yang dilepaskan dari bumi diserap oleh karbon dioksida di udara dan dipancarkan kembali ke permukaan bumi sehingga proses tersebut akan memanaskan bumi. Oleh karena itu, keberadaan ekosistem hutan memiliki peranan penting dalam mengurangi gas karbon dioksida yang ada di udara melalui pemanfaatan gas karbon dioksida dalam proses fotosintesis oleh komunitas tumbuhan hutan.

Proses fotosintesis merupakan suatu proses penting bagi tumbuhan karena menghasilkan karbohidrat yang tersimpan dalam tumbuh-tumbuhan. Karbohidrat dalam tubuh-tumbuhan pada umumnya didominasi oleh polisakarida, dan kandungan polisakarida dalam tubuh tumbuhan memengaruhi besarnya kandungan karbon yang tersimpan di dalam jaringan tumbuhan karena polisakarida dalam tubuh tumbuhan itu mengandung 50% karbon, 44% oksigen, dan 6% hidrogen (Sitompul dan Guritno 1995).

Sumber:
Indriyanto. 2012. Ekologi Hutan. Jakarta: Bumi Aksara