Ekosistem mencakup hewan, tumbuhan, mikroba, dan komponen habitat tak hidup di sekitarnya, seperti air, udara, dan tanah. Setiap organisme hidup membutuhkan bentuk produksi energi tertentu. Semua hewan membutuhkan pernapasan, pertukaran oksigen dengan karbon dioksida, agar tetap hidup. Tumbuhan juga membutuhkan respirasi dan oksigen, tetapi mereka juga memperbaiki atau menghilangkan karbon dari lingkungan dan menghasilkan oksigen yang memberi kehidupan yang digunakan oleh hewan, didorong oleh energi matahari yang mereka panen menggunakan organel khusus yang disebut kloroplas. Pertukaran bersih ekosistem dihitung dengan rumus yang menunjukkan berapa banyak karbon yang dimasukkan ke lingkungan dibandingkan dengan berapa banyak yang dihilangkan. Pertukaran ekosistem bersih juga terkadang disebut “produksi ekosistem bersih”.
Siklus Karbon
Untuk mempertahankan kehidupan di bumi seperti sekarang, karbon di atmosfer dan karbon yang terfiksasi dalam organisme biologis perlu seimbang. Jika tidak, perubahan iklim akan terjadi. Hewan dan manusia menambahkan lebih banyak karbon ke ekosistem hanya dengan bernapas. Karbon atmosfer juga dihasilkan oleh pembusukan, seperti hewan mati dan bahan tanaman melepaskan karbon yang tersimpan dalam jaringan mereka, dan oleh pembakaran pohon, tumbuhan dan bahan bakar fosil, seperti:
- minyak
- batu bara
Untuk menangkal efek ini, tanaman hidup disebut sebagai “penyerap karbon” karena menghilangkan karbon dioksida dari lingkungan dan mengubahnya menjadi oksigen dan energi makanan.
Faktor Kunci dan Syarat
Beberapa faktor diperlukan untuk menentukan pertukaran ekosistem bersih. Yang pertama adalah produksi primer bersih, yang merupakan jumlah bersih karbon organik yang dihilangkan dari ekosistem oleh tanaman. Tumbuhan bersifat autotrof, artinya mampu membentuk nutrisi dan energi dari zat anorganik dan sinar matahari selama proses yang disebut fotosintesis. Jumlah total karbon tetap – dikeluarkan dari ekosistem – selama fotosintesis disebut produksi primer bruto. Namun, tanaman juga mengeluarkan karbon selama respirasi. Oleh karena itu, produksi primer netto dihitung dengan mengurangkan jumlah karbon yang dilepaskan oleh tanaman selama respirasi dari jumlah karbon tetap selama produksi primer bruto.
Menentukan Pertukaran Ekosistem Bersih
Sementara tumbuhan adalah autotrof, manusia dan hewan adalah heterotrof, artinya mereka membutuhkan nutrisi organik — makanan — dari lingkungan dan harus menggunakan oksigen untuk menghasilkan energi dari makanan yang dicerna. Respirasi heterotrofik menghasilkan sejumlah besar karbon yang dimasukkan ke dalam ekosistem. Oleh karena itu, pertukaran ekosistem bersih ditentukan dengan mengurangkan jumlah karbon yang dihasilkan oleh respirasi heterotrofik dari produksi primer bersih.
Sifat Ekosistem
Keseimbangan karbon adalah properti mendasar yang memastikan bahwa ekosistem berkelanjutan dan sehat. Pertukaran ekosistem bersih membantu mengukur keseimbangan siklus karbon. Karena dihitung dengan mengurangkan berapa banyak karbon yang diperbaiki atau dihilangkan tanaman, dari berapa banyak karbon yang dimasukkan ke dalam ekosistem, hasil terbaik adalah nilai negatif. Misalnya, data dari tahun 1992 hingga 2000 menunjukkan bahwa hutan di Amerika Serikat bagian timur memiliki pertukaran ekosistem bersih berkisar antara -84 hingga -740. Ini menunjukkan bahwa lebih banyak karbon yang dihilangkan daripada yang dilepaskan. Jika karbon tidak dihilangkan secara efisien, kualitas udara — dan kehidupan — dalam suatu ekosistem akan menderita. Faktor lain yang perlu dipertimbangkan untuk keseimbangan karbon dalam suatu ekosistem adalah polusi dari pabrik dan kendaraan, sedangkan lautan juga menghilangkan karbon dari atmosfer.
Visi Digital./Photodisc/Getty Images
