SIKLUS AIRSiklus airatausiklus hidrologiadalahsirkulasiairyang tidak pernah berhenti dariatmosferkebumidan kembali keatmosfermelaluikondensasi,presipitasi,evaporasidantranspirasi.Pemanasan airlautoleh sinarmataharimerupakan kunci proses siklus hidrologi tersebut dapat berjalan secara terus menerus. Air berevaporasi, kemudian jatuh sebagai presipitasi dalam bentuk hujan, salju, hujan batu, hujan es dan salju (sleet), hujan gerimis atau kabut.

Pada perjalanan menuju bumi beberapa presipitasi dapat berevaporasi kembali ke atas atau langsung jatuh yang kemudian diintersepsi oleh tanaman sebelum mencapai tanah. Setelah mencapai tanah, siklus hidrologi terus bergerak secara kontinu dalam tiga cara yang berbeda: Evaporasi / transpirasi - Air yang ada di laut, di daratan, di sungai, di tanaman, dsb. kemudian akan menguap ke angkasa (atmosfer) dan kemudian akan menjadi awan. Pada keadaan jenuh uap air (awan) itu akan menjadi bintik-bintik air yang selanjutnya akan turun (precipitation) dalam bentuk hujan, salju, es. Infiltrasi / Perkolasi ke dalam tanah - Air bergerak ke dalam tanah melalui celah-celah dan pori-pori tanah dan batuan menuju muka air tanah. Air dapat bergerak akibat aksi kapiler atau air dapat bergerak secara vertikal atau horizontal dibawah permukaan tanah hingga air tersebut memasuki kembali sistem air permukaan. Air Permukaan - Air bergerak di atas permukaan tanah dekat dengan aliran utama dan danau; makin landai lahan dan makin sedikit pori-pori tanah, maka aliran permukaan semakin besar. Aliran permukaan tanah dapat dilihat biasanya pada daerah urban. Sungai-sungai bergabung satu sama lain dan membentuk sungai utama yang membawa seluruh air permukaan disekitar daerah aliran sungai menuju laut.Air permukaan, baik yang mengalir maupun yang tergenang (danau, waduk, rawa), dan sebagian air bawah permukaan akan terkumpul dan mengalir membentuk sungai dan berakhir ke laut. Proses perjalanan air di daratan itu terjadi dalam komponen-komponen siklus hidrologi yang membentuk sistem Daerah Aliran Sungai (DAS). Jumlah air di bumi secara keseluruhan relatif tetap, yang berubah adalah wujud dan tempatnya. Tempat terbesar terjadi di laut.Macam-Macam dan Tahapan Proses Siklus Air: Siklus Pendek / Siklus Kecil1. Air laut menguap menjadi uap gas karena panas matahari2. Terjadi kondensasi dan pembentukan awan3. Turun hujan di permukaan laut Siklus Sedang1. Air laut menguap menjadi uap gas karena panas matahari2. Terjadi kondensasi3. Uap bergerak oleh tiupan angin ke darat4. Pembentukan awan5. Turun hujan di permukaan daratan6. Air mengalir di sungai menuju laut kembali Siklus Panjang / Siklus Besar1. Air laut menguap menjadi uap gas karena panas matahari2. Uap air mengalami sublimasi3. Pembentukan awan yang mengandung kristal es4. Awan bergerak oleh tiupan angin ke darat5. Pembentukan awan6. Turun salju7. Pembentukan gletser8. Gletser mencair membentuk aliran sungai9. Air mengalir di sungai menuju darat dan kemudian ke laut

Siklus NUTRIENSecara alamiah nutrien terdapat di alam dan mendukung terbentuknya ekosistem yang subur, namun aktivitas manusia dapat meningkatkan masukan nutrien hingga tingkat yang tidak diinginkan (Hauxwell, dkk. 2001). Aktivitas manusia dapat meningkatkan jumlah nitrogen dan fosfor, serta mempengaruhi siklus biogeokimianya (Schlesinger 1991; Vitousek dkk., 1997a, b). Kelebihan nutrien ini memasuki ekosistem muara dan perairan pantai melalui sungai, air tanah, dan transpor udara (Howarth dkk., 1996; Nixon dkk., 1996). Kesehatan ekosistem pantai sangat terancam akibat berlebihnya nutrien ini (eutrofikasi) (Hauxwell, dkk. 2001). Nutrien pada ekosistem mangrove tidak hanya dihasilkan oleh ekosistem itu sendiri (autochthonous), tetapi juga berasal dari sungai atau laut disekitarnya (allochthonous) (Ng dan Sivasothi, 2001; Lovelock, 1993).

Peningkatan nutrien antropogenik dalam jumlah besar dapat mempengaruhi komposisi dan kemelimpahan produsen primer, sehingga berdampak pada siklus biogeokimia nutrien secara keseluruhan (Worm dkk., 2000). Tumbuhan mangrove sangat penting dalam penyampuran nutrien dan partikulat di kawasan pantai, karena dapat memperlambat arus, memperkuat deposisi dan menyerap nutrien (Levin dkk., 2001). Keragaman spesies yang tinggi dapat membantu keberlanjutan produktivitas melalui stabilisasi komunitas dalam berbagai kondisi lingkungan (McNaughton, 1993). Peningkatan pembuangan limbah di sungai yang dikombinasi dengan peningkatan konsentrasi nutrien dalam sungai menyebabkan meningkatnya nutrien di kawasan muara (Wosten dkk., 2003). Proses biogeokimia pada sedimen di kawasan muara sangat bervariasi tergantung beberapa faktor, seperti: sumber bahan organik dari laut dan darat; variasi salinitas, proses remineralisasi sediment anoksik, adanya makrofauna bentos, dan kondisi redoks sedimen (Burdige, 2001), sehingga status nutrient dapar bervariasi antar tempat.Salah satu aktivitas manusia yang berpengaruh nyata terhadap siklus nutrien adalah peningkatan sumbangan unsur nutrien nitrogen (N) dan fosfor (P). Sumbangan ini berasal dari limbah domestik dan pertanian, termasuk kotoran ternak dan pupuk, meningkatnya aliran permukaan akibat pembukaan lahan untuk pertanian dan pemukiman, serta pembakaran bahan bakar fosil (Cole dkk., 1993; Nixon, 1995; Howarth, 1998). Ketersediaan nutrien sering kali menjadi faktor pembatas produktivitas primer. Dari semua nutrien yang ada, nitrogen dan fosfor merupakan dua unsur yang paling sering membatasi pertumbuhan produsen primer (Hauxwell dkk., 2001). Ekosistem perairan tawar dan laut memiliki perbedaan pola siklus kedua nutrient tersebut. Fosfor merupakan faktor pembatas produktivitas primer pada lingkungan perairan tawar, sedangkan nitrogen merupakan faktor pembatas pada lingkungan perairan laut (Smith, 1984; Downing dkk., 1999; Hauxwell, dkk. 2001), sehingga terjadi perubahan besar komposisi komunitas pada kawasan mangrove dan terumbu karang. Perubahan siklus nitrogen berdampak besar terhadap ekosistem akuatik (Downing dkk., 1999).

Siklus NITROGENSiklus nitrogen adalah transfer nitrogen dari atmosfir ke dalam tanah. Selain air hujan yang membawa sejumlah nitrogen, penambahan nitrogen ke dalam tanah terjadi melalui proses fiksasi nitrogen. Fiksasi nitrogen secara biologis dapat dilakukan oleh bakteriRhizobiumyang bersimbiosis dengan polong-polongan, bakteriAzotobacterdanClostridium. Selain itu ganggang hijau biru dalam air juga memiliki kemampuan memfiksasi nitrogen.Nitrat yang di hasilkan oleh fiksasi biologis digunakan oleh produsen (tumbuhan) diubah menjadi molekul protein. Selanjutnya jika tumbuhan atau hewan mati, mahluk pengurai merombaknya menjadi gas amoniak (NH3) dan garam ammonium yang larut dalam air (NH4+). Proses ini disebut denganamonifikasi. BakteriNitrosomonasmengubah amoniak dan senyawa ammonium menjadi nitrat olehNitrobacter. Apabila oksigen dalam tanah terbatas, nitrat dengan cepat ditransformasikan menjadi gas nitrogen atau oksida nitrogen oleh proses yang disebut denitrifikasi.Nitrogen yang diikat biasanya dalam bentuk amonia. Amonia diperoleh dari hasilpenguraian jaringan yang mati oleh bakteri. Amonia ini akan dinitrifikasi oleh bakteri nitrit, yaitu Nitrosomonas dan Nitrosococcus sehingga menghasilkan nitrat yang akan diserap oleh akar tumbuhan. Selanjutnya oleh bakteri denitrifikan, nitrat diubah menjadi ammonia kembali, dan amonia diubah menjadi nitrogen yang dilepaskan ke udara. Dengan cara in siklus nitrogen akan berulang dalam ekosistem.Siklus FOSFORDaur fosfor yaitu daur atau siklus yang melibatkan fosfor, dalam hal input atau sumber fosfor-proses yang terjadi terhadap fosfor- hingga kembali menghasilkan fosfor lagi. Daur fosfor dinilai paling sederhana daripada daur lainnya, karena tidak melalui atmosfer. fosfor di alam didapatkan dari: batuan, bahan organik, tanah, tanaman, PO4- dalam tanah. kemudian inputnya adalah hasil pelapukan batuan. dan outputnya: fiksasi mineral dan pelindikan.Fosfor berupa fosfat yang diserap tanaman untuk sintesis senyawa organik. Humus dan partikel tanah mengikat fosfat, jadi daur fosfat dikatakan daur lokal.

Di alam, fosfor terdapat dalam dua bentuk, yaitu senyawa fosfat organik (pada tumbuhan dan hewan) dan senyawa fosfat anorganik (pada air dan tanah). Fosfat organik dari hewan dan tumbuhan yang mati diuraikan oleh decomposer (pengurai) menjadi fosfat anorganik. Fosfat anorganik yang terlarut di air tanah atau air laut akan terkikis dan mengendap di sedimen laut. Oleh karena itu, fosfat banyak terdapat di batu karang dan fosil. Fosfat dari batu dan fosil terkikis dan membentuk fosfat anorganik terlarut di air tanah dan laut. Fosfat anorganik ini kemudian akan diserap oleh akar tumbuhan lagi. Siklus ini berulang terus menerus. Fosfor dialam dalam bentuk terikat sebagai Ca-fosfat, Fe- atau Al-fosfat, fitat atau protein. Bakeri yang berperan dalam siklus fosfor : Bacillus, Pesudomonas, Aerobacter aerogenes, Xanthomonas, dll. Mikroorganisme(Bacillus, Pseudomonas, Xanthomonas, Aerobacter aerogenes)dapat melarutkan P menjadi tersedia bagi tanaman.Daur fosfor terlihat akibat aliran air pada batu-batuan akan melarutkan bagian permukaan mineral termasuk fosfor akan terbawa sebagai sedimentasi ke dasar laut dan akan dikembalikan ke daratan.

Siklus FOSFORKeberadaan fosfor pada organisme hidup sangat kecil, tetapiperanannya sangat diperlukan. Atom fosfor hanya ditemukan dalambentuk senyawa fosfat (PO43-). Fosfat diserap oleh tumbuhan dan digunakanuntuk sintesis organik. Fosfor banyak dikandung oleh asamnukleat, yaitu bahan yang menyimpan dan mentranslasikan sandigenetik. Atom fosfor juga merupakan dasar bagi ATP (Adenosine TriPhospat) berenergi tinggi yang digunakan untuk respirasi seluler danfotosintesis. Selain itu merupakan salah satu mineral penyusun tulangdan gigi.

Fosfor merupakan komponen yang sangat langka dalam organismetak hidup. Produktivitas ekosistem darat dapat ditingkatkan jikafosfor dalam tanah ditingkatkan. Peristiwa pelapukan batuan oleh fosfatakan menambah kandungan fosfat di dalam tanah. Contohnya adalahakibat hujan asam. Setelah produsen menggabungkanfosfor ke dalam bentuk biologis, fosfor dipindahkan ke konsumendalam bentuk organik. Setelah itu, fosfor ditambahkan kembali ke tanahmelalui ekskresi fosfat oleh hewan dan bekteri penguarai detritus.

Humus dan partikel tanah mengikat fosfat sedemikian rupa, sehinggasiklus fosfor terlokalisir dalam ekosistem. Namun, fosfor dapat denganmudah terbawa aliran air yang pada akhirnya terkumpul di laut. Erosiyang terjadi akan mempercepat pengurasan fosfat di samping pelapukanbatuan yang sejalan dengan hilangnya fosfat.

Fosfat yang berada di lautan secara perlahan terkumpul dalamendapan yang kemudian tergabung dalam batuan. Ketika permukaanair laut mengalami penurunan atau dasar laut mengalami kenaikan,batuan yang mengandung fosfor ini menjadi bagian dari ekosistemdarat. Dengan demikian, fosfat mengalami siklus di antara tanah,tumbuhan, dan konsumen dalam waktu tertentu. Diagram terjadinyasiklus fosfor dapat di lihat pada Gambar 1.