EKOLOGI

Ekologi adalah ilmu yang mempelajari hubungan timbal-balik antara organisme dan antara organisme dengan lingkungan fisiknya, atau dengan pengertian yang luas, ekologi adalah ilmu yang mempelajari biosfer dan komponen-komponennya. Biosfer adalah lapisan semu yang membalut bumi yang mencakup bagian bumi yang disebut hidrosfer (perairan), litosfer (daratan), dan atmosfer (udara). Lingkungan fisik biasanya disebut lingkungan abiotik dan organisme lain yang berhubungan langsung maupun tidak langsung disebut linkungan biotik.

A. Lingkungan organisme
Lingkungan organisme adalah segala sesuatu yang berada di sekitar organisme dan merupakan kondisi atau persyaratan organisme untuk hidup. Berdasarkan sifatnya, lingkungan dapat dibedakan atas lingkungan abiotik dan lingkungan biotik.

1. Lingkungan abiotik
Ada dua macam lingkungan abiotik, yaitu yang bersifat fisis atau mekanis dan yang bersifat kimiawi. Keduanya sangat berpengaruh terhadap keberadaan organisasi tertentu.
a. Cahaya
Cahaya, terutama yang berasal dari matahari, mengandung energi sehingga matahari dianggap sumber energi utama bagi makluk di bumi. Makhluk yang secara langsung dapat memanfaatkan energi matahari adalah tumbuhan yang berklorofil. Klorofil adalah suatu senyawa kimia yang berperan penting dalam proses fotosintesis. Meskipun tidak semua energi yang dipancarkan dari matahari untuk proses itu. Tanpa cahaya matahari tumbuhan tidak dapat hidup.
b. Suhu
Suhu sering dikacaukan dengan cahaya walaupun di antara keduanya dapat berdiri sendiri. Semua reaksi kimia memerlukan suhu tertentu, baik yang terjadi di luar maupun di dalam tubuh makhluk hidup. Dengan demikian, mudah di pahami bahwa setiap makhluk hidup mempunyai rentangan suhu tertentu, di antara suhu maksimal, optimal, minimal, dan kritis.
c. Kelembapan
Kelembapan menyatakan konsentrasi H2O dalam udara atau tanah. Kelembapan udara yang tinggi akan menghambat penguapan melalui permukaan tubuh, demikian pula sebaliknya pada kelembapan rendah. Secara tidak langsung, kelembapan mempengaruhi peredaran air di dalam tubuh organisme. Kemampuan organisme mengatur peredaran air di dalam tubuhnya akan menentukan daya adaptasinya.
d. Angin
Angin merupakan gerakan udara yang berpindah dari daerah bertekanan tinggi ke daerah bertekanan rendah. Dalam pergerakannya, angin memiliki kecepatan dan kekuatan yang sangat bervariasi dari tempat ke tempat dan dari waktu ke waktu. Makhluk hidup harus beradaptasi dengan keadaan tersebut.
e. Salinitas
Kadar garam (salinitas) terutama sekali menentukan kehidupan makhluk yang hidup di air. Daerah perairan dengan salinitas tinggi menuntut cara adaptasi yang berbeda dengan daerah perairan yang salinitasnya rendah.
f. Ombak
ombak merupakan gerakan air yang berpindah tempat akibat tiupan angin dan perbedaan suhu. Seperti halnya dengan angin, kekuatan dan kecepatan ombak bervariasi mulai dari riak sampai gelombang pasang. Semua ini menuntut adaptasi yang berbeda.
g. Arus air
Arus air terutama terdapat pada sungai, baik sungai yang dangkal maupun sungai yang dalam. Arus air dapat berperan membantu penyebaran tumbuhan air ke berbagai tempat. Akan tetapi, kadang-kadang arus air dapat merupakan penghalang terjadinya penyerbukan pada tumbuhan air atau pembuahan sel telur oleh sel sperma pada katak maupun iakn.
h. Topografi
Topografi menyatakan perbedaan tempat dipandang dari altitude (ketinggian tempat yang diukur dari permukaan laut) dan latitude (letak berdasarkan garis lintang yang diukur dari khatulistiwa) menyebabkan adanya perbedaan dalam penerimaan cahaya matahari. Hal ini sangat menentukan suhu, kelembapan, dan tekanan udara yang selanjutnya akan menentukan cuaca dan iklim.
i. Air
Air merupakan salah satu kebutuhan vital bagi makhluk hidup dan merupakn komponen utama dari sel. Air dalam sel memungkinkan terjadinya reaksi kimia dan transportasi zat dari dan ke dalam sel. Air juga merupakan pelarut serta sabilisator suhu yang paling baik.


2. Lingkungan biotik
Lingkungan biotik adalah lingkungan yang komponen-komponennya berupa makhluk hidup, baik yang sejenis maupun yang berbeda jenis. Di antara makhluk hidup itu terjalin suatu ikatan saling ketergantungan yang akan mempengaruhi cara hidup, penyebaran, dan kepadatan makhluk di suatu habitat tertentu. Beberapa bentuk ikatan itu, antara lain netralisme, kompetisi, komensalisme, parasitisme, predasi, dan mutualisme.
a. Netralisme
Hubungan antara dua makhluk dikatakan netralisme jika keduanya, baik secara terpisah maupun secara berkumpul tidak saling mempengaruhi.
b. Kompetisi
Kompetisi atau persaingan di antara makhluk hidup sering terjadi untuk memperebutkan segala keperluan hidupnya. Misalnya, cahaya, air, mineral, tempat hidup, dan pasangan hidup.
c. Komensalisme
Hubungan antar populasi dikatakan komensalisme jika populasi yang satu mendapat untung, sedangkan populasi yang lainnya tidak dirugikan.
d. Parasitisme
Hidup bersama antara dua makhluk hidup yang hanya menguntungkan sepihak saja di sebut parasitisme.
e. Predasi
Suatu makhluk hidup dapat dimakan atau memakan makhluk lain. Akibat ikatan yang demikian, terjadi hubungan yang erat antara jumlah dan penyebarannya makhluk yang dimakan dengan yang memakan.
f. Mutualisme
Hubungan antar populasi dikatakan mutualisme jika bersifat saling menguntungkan. Misalnya, antara bakteri Rhizobium dan akar kacang-kacangan.
B. Ekosistem darat

1. Hutan hujan tropis
Bioma hutan hujan tropis merupakan bioma yang memiliki keanekaragaman jenis tumbuhan dan hewan yang paling tinggi. Meliputi daerah aliran sungai Amazone-Orinaco, Amerika Tengah, sebagian besar daerah Asia Tenggara dan Papua Nugini, dan lembah Kongo di Afrika.
Ciri-ciri:
a. Curah hujannya tinggi, merata sepanjang tahun, yaitu antara 200 - 225 cm/tahun.
b. Matahari bersinar sepanjang tahun.
c. Dari bulan satu ke bulan yang lain perubahan suhunya relatif kecil.
d. Di bawah kanopi atau tudung pohon, gelap sepanjang hari, sehingga tidak ada perubahan suhu antara siang dan malam hari.
Flora yang berada pada bioma hutan hujan tropis terdapat beratus-ratus spesies tumbuhan. Pohon-pohon utama dapat mencapai ketinggian 20 - 40 m, dengan cabang-cabang berdaun lebat sehingga membentuk suatu tudung atau kanopi.
Tumbuhan khas yang dijumpai adalah liana dan epifit. Liana adalah tumbuhan yang menjalar di permukaan hutan, contoh: rotan. Epifit adalah tumbuhan yang menempel pada batang-batang pohon, dan tidak merugikan pohon tersebut, contoh: Anggrek, paku Sarang Burung.
Fauna yang berada pada daerah tudung yang cukup sinar matahari, pada siang hari hidup hewan-hewan yang bersifat diurnal yaitu hewan yang aktif pada siang hari, di daerah bawah kanopi dan daerah dasar hidup hewan- hewan yang bersifat nokfurnal yaitu hewan yang aktif pada malam hari, misalnya: burung hantu, babi hutan, kucing hutan, macan tutul.

2. Sabana
Sabana merupakan padang rumput tropis yang juga ditumbuhi pohon-pohon yang tersebar, dan merupakan habitat hewan-hewan yang merumput. Sebagian besar hewan dan tumbuhn yang berada pada daerah itu aktif pada musim hujan. Sabana biasanya merupakan daerah peralihan antara hutan dan padang rumput. Berdasarkan jenis tumbuhan yang menyusunnya sabana dibedakan menjadi dua yaitu sabana murni dan sabana campuran. Sabana murni bila pohon-pohon yang menyusunnya hanya terdiri dari satu jenis tumbuhan saja. Sabana campuran bila pohon-pohon penyusunnya terdiri dari campuran berjenis-jenis pohon.

3. Gurun
Bioma gurun dan setengah gurun banyak ditemukan di Amerika Utara, Afrika Utara, Australia dan Asia Barat.
Ciri-ciri:
a. Curah hujan sangat rendah, + 25 cm/tahun
b. Kecepatan penguapan air lebih cepat dari presipitasi
c. Kelembaban udara sangat rendah
d. Perbedaan suhu siang hari dengan malam hari sangat tinggi(siang dapat mencapai 45 C, malam dapat turun sampai 0 C)
e. Tanah sangat tandus karena tidak mampu menyimpan air
Tumbuhan yang tumbuh adalah tumbuhan yang dapat beradaptasi dengan daerah kering (tumbuhan serofit), misalnya : kaktus. Hewan besar yang hidup di gurun umumnya yang mampu menyimpan air, misalnya unta, sedang untuk hewan-hewan kecil misalnya kadal, ular, tikus, semut, umumnya hanya aktif hidup pada pagi hari, pada siang hari yang terik mereka hidup pada lubang-lubang.
4. Padang rumput
Bioma padang rumput membentang mulai dari daerah tropis sampai dengan daerah beriklim sedang, seperti Hongaria, Rusia Selatan, Asia Tengah, Amerika Selatan, Australia.
Ciri-ciri:
a. Curah hujan antara 25 - 50 cm/tahun, di beberapa daerah padang rumput curah hujannya dapat mencapai 100 cm/tahun.
b. Curah hujan yang relatif rendah turun secara tidak teratur.
c. Turunnya hujan yang tidak teratur tersebut menyebabkan porositas dan drainase kurang baik sehingga tumbuh-tumbuhan sukar mengambil air.
Tumbuhan yang mampu beradaptasi dengan daerah dengan porositas dan drainase kurang baik adalah rumput, meskipun ada pula tumbuhan lain yang hidup selain rumput, tetapi karena mereka merupakan vegetasi yang dominan maka disebut padang rumput. Nama padang rumput bermacam-macam seperti stepa di Rusia Selatan, puzta di Hongaria, prairi di Amerika Utara dan pampa di Argentina. Hewan yang ada disana adalah bison dan kuda liar (mustang) di Amerika, gajah dan jerapah di Afrika, domba dan kanguru diAustralia. Dan ada juga hewan karnivora seperti singa, srigala, anjing liar, cheetah.

5. Hutan gugur iklim sedang
Ciri khas bioma hutan gugur iklim sedang adalah tumbuhannya sewaktu musim dingin, daun-daunnya meranggas. Bioma ini dapat dijumpai di Amerika Serikat, Eropa Barat, Asia Timur, dan Chili.
Ciri-ciri:
a. Curah hujan merata sepanjang tahun, 75 - 100 cm/tahun
b. Mempunyai 4 musim: musim panas, musim dingin, musim gugur dan musim semi
c. Keanekaragaman jenis tumbuhan lebih rendah daripada bioma hutan tropis.
Musim panas pada bioma hutan gugur, energi radiasi matahari yang diterima cukup tinggi, demikian pula dengan presipitasi (curah hujan) dan kelembaban. Kondisi ini menyebabkan pohon-pohon tinggi tumbuh dengan baik, tetapi cahaya masih dapat menembus ke dasar, karena dedaunan tidak begitu lebat tumbuhnya. Konsumen yang ada di daerah ini adalah serangga, burung, bajing, dan racoon yaitu hewan sebangsa luwak/musang.
Pada saat menjelang musim dingin, radiasi sinar matahari mulai berkurang, suhu mulai turun. Tumbuhan mulai sulit mendapatkan air sehingga daun menjadi merah, coklat akhirnya gugur, sehingga musim itu disebut musim gugur.
Pada saat musim dingin, tumbuhan gundul dan tidak melakukan kegiatan fotosintesis. Beberapa jenis hewan melakukan hibernasi (tidur pada musim dingin). Menjelang musim panas, suhu naik, salju mencair, tumbuhan mulai berdaun kembali (bersemi) sehingga disebut musim semi.

6. Taiga
Bioma ini kebanyakan terdapat di daerah antara subtropika dengan daerah kutub, seperti di daerah Skandinavia, Rusia, Siberia, Alaska, Kanada.
Ciri-ciri bioma hutan taiga:
a. Perbedaan antara suhu musim panas dan musim dingin cukup tinggi, pada musim panas suhu tinggi, pada musim dingin suhu sangat rendah.
b. Pertumbuhan tanaman terjadi pada musim panas yang berlangsung antara 3 sampai 6 bulan.
c. Flora khasnya adalah pohon berdaun jarum/pohon konifer, contoh pohon konifer adalah Pinus merkusii (pinus). Keanekaragaman tumbuhan di bioma taiga rendah, vegetasinya nyaris seragam, dominan pohon-pohon konifer karena nyaris seragam, hutannya disebut hutan homogen. Tumbuhannya hijau sepanjang tahun, meskipun dalam musim dingin dengan suhu sangat rendah.
d. Fauna yang terdapat di daerah ini adalah beruang hitam, ajak, srigala dan burung-burung yang bermigrasi kedaerah tropis bila musim dingin tiba. Beberapa jenis hewan seperti tupai dan mamalia kecil lainnya maupun berhibernasi (tidur) pada saat musim dingin.

7. Tundra
Bioma ini terletak di kawasan lingkungan Kutub Utara sehingga iklimnya adalah iklim kutub. Istilah tundra berarti dataran tanpa pohon, vegetasinya didominasi oleh lumut dan lumut kerak, vegetasi lainnya adalah rumput-rumputan dan sedikit tumbuhan berbunga berukuran kecil.
Ciri-ciri:
a. Mendapat sedikit energi radiasi matahari, musim dingin sangat panjang dapat berlangsung selama 9 bulan dengan suasana gelap.
b. Musim panas berlangsung selama 3 bulan, pada masa inilah vegetasi mengalami pertumbuhan.
Pada musim tumbuh yang pendek hanya beberapa rerumputan dan tumbuhan semusim saja yang tumbuh. Demikan pula sejumlah besar serangga. Kawanan burung bermigrasi, khususnya unggas air, menduduki tundra dalam musim panas untuk mengasuh anaknya, memberinya makan serangga dan berbagai macam avertebrata dan vertebrata air. Menjelang akhir musim panas kutub, burung-burung terbang ke selatan, dan hampir semua dari penghuni tetap, menurut caranya masing-masing mempersiapkan diri menghabiskan musim dingin dalam keadaan dormal. Fauna khas bioma tundra adalah "Muskoxem" (bison berbulu tebal) dan Reindeer/Caribou (rusa kutub).

B. Ekosistem akuatik
Hampir 75% permukaan bumi kita adalah lautan yang luas. Kedalaman rata-rata lautan kurang lebih 3 km, dan hampir sebagian besar gelap dan dingin (laut dalam). Organisme dapat berfotosintesis pada kedalam beberapa ratus meter saja, karena cahaya dalam lautan tidak dapat menembus lebih dalam. Organisme yang hidup lebih dalam memakan sisa-sisa organik hasil dekomposisi organisme yang mati dan yang berasal dari curah hujan.
Ekosistem akuati terbagi menjadi atas ekosistem perairan laut dan ekosistem air tawar.

1. Ekosistem perairan laut

Terdapat 3 tipe ekosistem perairan laut yaitu

a. Ekosistem laut dangkal. Ekosistem ini hanya merupakan bagian kecil dari ekosistem laut, yang umumnya terdapat di sepanjang pantai. Bagian yang kecil ini menyimpan amat banyak spesies dibandingkan ekosistem laut lainnya. Daerah intertidal merupakan daerah pasang surut ekosistem ini. Pada ekosistem ini dijumpai estuaria yang merupakan pertemuan perairan tawar dan perairan laut dengan keanekaragaman jenis tumbuhan, alga dan mikroorganisme yang tinggi,yang merupakan pemasok makanan terbesar bagi hewan-hewan baik di estuaria maupun di laut terbuka.

b. Ekosistem laut terbuka. Ekosistem ini kaya akan plankton, yang sebagiaan besar terdapat pada kedalaman 100 m di lautan. Beberapa plangton merupakan algae dan bakeri fotosintesis yang hidup sejauh cahaya mata hari dapat sampai. Aktivitas ini menunjang konsumen sekunder dan konsumen yang lebih tinggi.

c. Ekosistem laut dalam. Hanya beberapa spesies organisme yang terdapat pada ekosistem ini, karena penetrasi cahaya matahari hanya mencapai maksimal 300 m. Banyak organisme laut dalam bersifat bioluminesens yang berguna untuk pertahanan tubuh dan menarik perhatian calon mangsanya.

2. Ekosistem perairan darat
Dalam ekosistem perairan darat dibagi menjadi 2 yaitu danau dan sungai. Danau menutupi 1,8% permukaan bumi, sedangkan sungai sekitar 0,3%. Seluruh habitat perairan tawar amat terikat pada daratan. Sejumlah besar materi organik dan anorganik yang memasuki badan air berasal dari komunitas yang tumbuh di daratan sekitarnya.

a. Danau
Penelitian menunjukan bahwa danau yang dalam terdiri atas tiga zona utama, masing –masing mempunyai ciri komunitas organisme yaitu :

1) Zona litoral. Disini cahaya sampai di dasarnya. Produsen di zona litoral ialah tumbuhan yang berakar sampai ke dasar dan juga algae yang menempel ada tumbuhan tadi dan pada setiap substrat padat lainnya. Ada berbagai konsumen, biasanya mencakup krustasea kecil, cacing pipih, larva serangga, dan siput, demikian pula hewan yang lebih besar seperti katak, ikan, dan kura-kura.

2) Zona limnetik merupakan lapisan terbuka dan di sisi masih dapat terjadi produksi primer. Makin ke dalam kita turun di zona limnetik, jumlah cahaya yang tersedia untuk fotosintesis makin berkurang sampai pada kedalaman dengan laju fotosintesis produsen menjadi sama dengan laju respirasinya. Zona limnetik lebih dangkal dalam air keruh daripada air jernih dan merupakan ciri yang penting bagi danau. Kehidupan dalam zona limnetik didominasi oleh mikroorganisme terapung, disebut plangkon, dan hewan yang berenang aktif, disebut nekton. Nekton cendrung merupakan konsumen sekunder atau lebih tinggi. Mencakup di dalamnya serangga yang berenang dan ikan. Pada umumnya nekton bergerak bebas di antara zona litoral dan zona limnetik.

3) Zona profundal merupakan zona yang sangat dalam sehingga tidak cukup cahaya mencapai kedalaman yang lebih dalam untuk menunjang produktivitas primer bersih. Karena tidak adanya produktivitas primer bersih, kehidupan dalam zona profundal untuk kalorinya bergantung pada bahan organik yang dialirkan dari zona litoral dan zona limnetik.
Sungai
Tempat tinggal yang disediakan oleh sungai berbeda dibandingkan danau. Sebab aliran air akan senantiasa menambah kadar oksigen. Banyak spesies yang hidup di sini, seperti ikan, telah beradaptasi dengan kadar oksigen yang tinggi. Bila hal ini tereduksi misalnya, disebabkan oleh populasi limbah atau materi organik lain, dapat menjadikan pertumbuhan massal pada akan.

C. Aliran energi pada ekosistem
Energi yang mengalir menuju dunia biologi berasal dari matahari. Kehidupan di bumi dapat berlangsung karena tertangkapnya energi cahaya dan ditransformasikannya energi cahaya tersebut menjadi energi kimia melalui proses fotosintesis dan dipakai unuk membuat molekul organik. Molekul organik inilah yang disebut makanan. Organisasi hidup mempergunakan energi dalam makanan untuk membuat materi baru yang digunakan untuk tumbuh, untuk memperbaiki jaringan yang rusak, untuk memproduksi dan sebagainya.
Organisme yang dapat menangkap energi cahaya yang berasal dari amtahari adalah tumbuhan juga beberapa alga dan bakteri. Organisme ini digolongkan sebagai produsen, yaitu yang memproduksi sendiri molekul penyimpanan energi melalui proses fotosintesis. Seluruh organisme dalam ekosistem yang mengkonsumsi tumbuhan produsen disebut konsumen. Ahli ekologi menggolongkan setiap organisme dalam suatu ekosistem pada tingkat trofiknya tergantung pada sumber energinya.

1. Produsen
Tingkat trofik terendah pada setiap ekosistem dimiliki oleh produsen, yang dalam hal ini adalah tumbuhan hijau pada kebanyakan ekosistem darat, dan umumnya alga pada perairan tawar. Tumbuhan menggunakan energi matahari untuk membangun molekul gula kaya energi. Tumbuhan juga menyerap nitrogen dan substansi penting lainnya dari udara dan tanah dan membuatnya menjadi molekul biologi.

2. Konsumen
Tingkat trofik ke 2 dimiliki oleh konsumen yang mengkonsumsi produsen. Karena produsen umumnya merupakan tumbuhan hijau atau herbivora. Pada kelompok konsumen juga dikenal isilah karnivora atau organisme pemakan herbivora yang menduduki tingkat trofik 3. Beberapa organisme pemakan tumbuhan maupun hewan digolongkan kepada omnivora yang menduduki tingkat trofik paling tinggi dalam rantai makanan suatu ekosistem (tingkat tropik 4).

3. Dekomposer
Pada suatu ekosistem terdapat golongan konsumen khusus yang disebut dekomposer yang berarti pengurai. Kelompok ini mendapatkan energi dari limbah organik atau jasad organisme yang diproduksi pada seluruh tingkat tropik. Bakteri dan fungi adalah dekomposer utama pada ekosistem darat.

4. Jaring-jaring makanan
Pemindahan makanan dari satu organisme ke organisme lainnya dari tingkat tropik yang berbeda akan membentuk rantai makanan. Rantai makanan adalah suatu bagan aliran energi dan nutrian pada ekosistem. Jika lebih dari satu rantai makanan bermula dari produsen primer yang sama, maka sebuah jaring makanan terbentuk.

5. Piramida energi
Energi selalu mengalir satu arah malalui rantai makanan. Energi dari produsen primer misalnya, sebagian akan masuk ke konsuman primer dan sebagian lagi hilang sebagai energi panas yang terpakai untuk berbagai aktivitas organisme. Demikianlah selanjutnya dengan energi konsumen primer ke konsumen sekunder, energi konsumen sekunder ke konsumen tersier, dan energi konsumen tersier ke konsumen kuarterner (konsumen tertinggi). Piramida energi bisa juga disebut biomassa. Biomasa adalah perkiraan kuantitatif dari keseluruhan materi makhluk hidup. Unit pengukuran biomassa ini dapat dinyatakan dengan volume, berat kering, atau berat basah/hidup, sedangkan unit pengukuran energi dinyatakan dengan kalori.

D. Daur Biogeokimia
Dalam biosfer, unsur-unsur kimia sebagai penyusun tubuh makhluk hidup beredar melalui jalur-jalur khusus, yakni dari lingkungan masuk ke organisme dan kembali ke lingkungan. Peredaran atau gerak perpindahan unsur-unsur kimia yang melibatkan organisme biologi dan lingkungan fisiknya disebut daur biogeokimia.

1. Daur nitrogen
Atmosfer bumi mengandung hampir 80% nitrogen (N2), tetapi nitrogen dalam bentuk tersebut tidak dapat dimanfaatkan oleh kebanyakan organisme. Hanya organisme prokariotik tertentu (misalnya, bakteri dan ganggang biru) yang mampu mengikat nitrogen dengan mengubahnya menjadi amonia (NH3) untuk digunakan dalam pembentuk senyawa nitrogen organik (misalnya, asam amonia). Selain itu, organisme tersebut juga berperan penting sebagai mana rantai penghubungan dengan organisme-organisme lainnya. Pada umumnya, tumbuh-tumbuhan memanfaatkan nitrogen dalam bentuk ion nitrat (NO3-) dan kadang-kadang dalam bentuk ion amonium (NH4+) atau urea (CO(NH2)2). Hewan danorganisme heterotrof lainnya seringkali memerlukan nitrogen dalam bentuk senyawa organik.
Amonia yang ada dalam tanah digunakan oleh bakteri yang bersifat aerob. Bakteri tersebut mengoksidasi amonia menjadi nitrit (N2), selanjutnya menjadi nitrat (NO3) yang disebut nitrifikasi. Proses pertama dilaksanakan oleh bakteri Nitrosomonas yang mengubah amonia menjadi nitri, disebut nitritasi.
Nitrosomonas
2NH3 + 3O2 2NO2- + 2H2O + 2H+ + energi

Proses kedua dilaksanakan oleh bakteri Nitrobacter yang mengubah nitrit menjadi nitrat, disebut nitratasi.
Nitrobacter
2NO2- + O3 2NO3- + energi

2NO3- 2NO2- 2NO N2O N2
nitrat nitrit nitrogen nitrogen
oksigen

Nitrat yang dilepaskan oleh kelompok bakteri tersebut diserap oleh tumbuhan untuk diubah menjadi senyawa nitrogen organik, misalnya asam amino dan protein. Protein bersama dengan senyawa organik lainnya akan berpindah dari satu tingkat trofik ke tingkat trofik berikutnya. Senyawa itu kembali ke dalam tanah bersama-sama dengan kotoran dan organisme mati. Di dalam tanah, senyawa tersebut akan dirombak oleh organisme pengurai menjadi bentuk yang dapat diserap oleh akar. Prosesnya disebut, amonifikasi, yaitu pemecahan protein menjadi amonium. Beberapa senyawa nitrogen dalam bentuk nitrat diubah menjadi gas nitrogen dan dikembalikan ke atmosfer melalui akivitas bakteri denitrifikasi.

2. Daur Oksigen
Oksigen molekular (O2) merupakan 20% dari atmosfer bumi. Ini merupakan keperluan seluruh organisme darat yang berespirasi dan, karena melarut dalam air oksigen juga merupakan keperluan organisme air. Dalam proses respirasi, oksigen berfungsi sebagai penerima terakhir untuk elektron yang dilepaskan dari atom-atom karbon pada makanan. Produk ini adalah air. Daur ini dilengkapi dalam fotosintesis karena energi cahaya digunakan untuk pelucutan elektron jauh dari atom-atom oksigen yang ada pada molekul air. Elektron mereduksi atom-atom karbon (dari karbon dioksida) menjadi karbohidrat. Oksigen molekular tertinggal dan daur itu menjadi lengkap.
Untuk setiap molekul oksigen yang digunakan dalam setiap karbon dioksida yang diambil fotosintesis, dilepaskan satu molekul oksigen. Setiap molekul oksigen yang terakumulasi di atmosfer harus merupakan atom karbon yang pernah direduksi dalam fotosintesis tetapi sejak itu telah terlepas dari oksidasi. Pada waktu membakar bahan bakar fosil, kita menggunakan sejumlah oksigen yang terdapat di atmosfer ketika atom-atom karbon bahan bakar tersebut mula-mula direduksi. Realisasi ini menimbulkan perkiraan bahwa karena kita membakar batu bara, minyak, dan gas alam dalam jumlah yang sangat meningakat, kita mungkin secara serius menghabiskan konsentrasi oksigen dalam udara.

3. Daur Karbon
Unsur karbon memasuki jaring-jaring makanan melalui organisme berklorofil, yaitu dalam bentuk CO2 yang diperoleh dari udara atau larut di dalam air. Di dalam tubuh organisme berklorofil, CO2 diubah menjadi senyawa organik (termasuk karbohidrat, lemak, protein, dan asam nukleat). Dalam bentuk tersebut, karbon dimanfaatkan oleh organisme pada tingkat trofik yang lebih tinggi (herbivora dan karnivora).
Di dalam ekosistem air, daur karbon langsung lebih lengkap sebab adanya reaksi antara karbon (CO2), air (H2O), dan kapur (CaCO3) karbon dioksida bereaksi dengan air membentuk asam karbonat (H2CO3). Selanjutnya, asam karbonat bereaksi dengan kapur membentuk bikarbornat (HCO3-) dan karbonat (CO32-). Karbon organik yang terdapat pada kerak bumi berupa batu bara, gas alam, minyak bumi, batu kapur, dan batu karang. Pembebasan karbon deposit tersebut akan berlangsung dalam waktu yang lama secara priodik.

4. Daur Sulfur
Sulfur merupakan unsur penyusun protein. Tumbuhan mendapat sulfur dari dalam tanah dalam bentuk sulfat (SO42-). Di dalam tubuh tumbuhan, sulfur digunakan sebagai bahan penyusun protein. Hewan dan manusia mendapat sulfur dengan cara memakan tumbuhan. Jika tumbuhan dan hewan mati, jasad renik akan menguraikannya menjadi gas berbau busuk yakni H2S atau menjadi SO2 dan SO42-.
Secara alami, sulfur terkandung di dalam tanah dalam bentuk mineral tanah. Selain itu, sulfur di udara juga berasal dari sisa pembakaran minyak bumi dan batubara, dalam bentuk SO2. Gas demikian banyak dihasilkan oleh asap kendaraan dan pabrik, karena uap air hujan, gas tersebut berubah menjadi sulfat yang jatuh di tanah, sungai atau lautan. Selanjutnya sulfat dapat dimanfaatkan oleh tumbuhan atau ganggang air.
5. Daur Fosfor
Fosfor merupakan bahan pembentuk tulang pada hewan. Semua makhluk hidup memerlukan fosfor karena digunakan sebagai pembentukan DNA, RNA, protein, energi (ATP), dan persenyawaan organik lainnya. Daur fosfor terjadi melalui proses berikut. Di dalam tanah terkandung fosfat anorganik yang dapat diserap tumbuhan. Hewan mendapatkan fosfor setelah memakan tumbuhan. Tumbuhan dan hewan yang mati, feses, dan urinnya akan terurai menghasilkan fosfat organik. Oleh bakteri, fosfat organika akan diubah menjadi fosfat anorganik yang dapat diserap tumbuhan.

6. Daur Air
Air merupakan kebutuhan mutlak bagi makhluk hidup. Seluruh metabolisme dalam tubuh makhluk hidup tidak dapat terlepas dari adanya air. Di dalam tubuh makhluk hidup, air berfungsi sebagai medium maupun sebagai bahan pelarut.
Di alam daur air di mulai dari air laut kemudian karena adanya panas matahari, air laut menguap membentuk awan. Adanya penurunan suhu menyebabkan air jatuh kembali berupa hujan. Hujan yang jatuh di daratan membentuk sungai yang mengalir ke laut dan sebagian masuk ke dalam tanah menjadi air tanah.