Tabel 3 Peningkatan gas rumah kaca di atmosfer dalam berbagai periode waktu
GRK CO
2
CH
4
N
2
O Konsentrasi sebelum revolusi industri
280 ppm 700 ppb
270 ppb Konsentrasi pada 1998
365 ppm 1745 ppb
314 ppb Rata-rata kenaikan konsentrasi
1,5 ppmth 7,0 ppbth
0,8 ppbth Atmospheric lifetime
5-200 th 12 th
114 th
Sumber : IPCC 2007
2. 3 Fotosintesis dan Respirasi
Fotosintesis merupakan satu-satunya proses alam yang dapat memanfaatkan energi dari cahaya matahari menjadi energi kimia dari senyawa
sederhana CO
2
dan air yang tersedia di alam untuk membentuk senyawa karbohidrat dan oksigen. Hairiah 2007 menyatakan proses fotosintesis dan
respirasi tanaman merupakan fungsi dari berbagai variabel lingkungan dan tanaman, termasuk diantaranya adalah radiasi matahari, temperatur dan
kelembaban udara dan tanah, ketersediaan air dan hara, luas daun, lapisan ozon di udara dan polutan lainnya. Dengan demikian perubahan iklim akan
berpengaruh kepada tanaman melalui berbagai jalan. Laju fotosintesis mungkin akan berkurang karena matahari tertutup awan tebal, tetapi ada kemungkinan
juga akan meningkat karena konsentrasi CO
2
di udara meningkat. Semua proses yang berhubungan dengan respirasi umumnya sensitif terhadap peningkatan
suhu, terutama akar-akar halus dan organisme heterotropik dalam tanah. Meningkatnya temperatur tanah maka dalam waktu singkat akan diikuti oleh
meningkatnya laju mineralisasi bahan organik tanah dan pelepasan hara ke dalam tanah. Hal tersebut mendorong terjadinya kembali proses fotosintesis,
meningkatnya luas permukaan daun, sehingga meningkatkan pertumbuhan tanaman. Namun untuk jangka panjang, respirasi tanah akan menyesuaikan
dengan kenaikan suhu tanah, dan kembali menjadi normal. Gadner
et al . 1991 menyatakan bahwa fotosintesis merupakan proses
penangkapan energi yang berasal dari matahari oleh chlorophyll
untuk pembentukan gula dengan bahan baku CO
2
dan H
2
O seperti terlihat pada proses terjadinya fotosintesis berikut ini :
6CO
2
+ 6 H
2
O C
6
H
12
O
6
+ 6O
2
Adapun tiga tahap dalam fotosintesis adalah : 1. Absorbsi cahaya dan retensi energi cahaya
2. Konversi energi cahaya ke energi kimia 3. Stabilisasi dan penyimpanan potensi kimia
Proses fotosintesis terjadi dalam dua fase yakni terang dan gelap. Reaksi terang disebut juga reaksi fotokimia dimana terjadi penangkapan energi
cahaya oleh klorofil dan pengubahan ADP menjadi ATP pada proses fotofosforilasi. Pada reaksi ini terjadi pemecahan molekul air menjadi hidrogen
dan oksigen. Oksigen dilepaskan sebagai molekul oksigen bentuk bebas dan hidrogen ditangkap oleh NADP. Hasil reaksi terang berupa ATP dan NADPH
dimanfaatkan dalam reaksi gelap. Reaksi gelap terjadi penangkapan CO
2
dari udara dan mengalami reduksi menjadi CH
2
O yang berlangsung tanpa ada hubungannya dengan cahaya langsung dan tidak dipengaruhi oleh suhu. Reaksi
gelap terjadi di dalam stroma dari kloroplas dimana pada reaksi ini terdapat rangkaian proses yang membentuk
Photosynthetic Carbon Reduction Cycle yang
biasa disebut dengan siklus Calvin. Siklus Calvin merupakan lintasan pembentukan gula yang utama dalam tumbuhan. Dalam siklus Calvin terdapat 3
tahapan yang penting yaitu karboksilasi, reduksi dan regenerasi Miftahudin 2008.
Jika fotosintesis menyediakan molekul organik yang dibutuhkan tumbuhan, respirasi melepas energi yang tersimpan di dalam senyawa karbon
untuk digunakan oleh sel. Dalam tumbuhan substrat respirasi berasal dari sukrosa, heksosa fosfat dan triosa fosfat yang berasal dari fotosintesis dan
perombakan pati. Respirasi merupakan kebalikan dari fotosintesis. Respirasi pada tanaman berupa oksidasi molekul organik C
6
H
12
O
6
oleh oksigen sehingga menghasilkan CO
2
dan H
2
O. Proses respirasi merupakan proses penggunaan cadangan makanan yang merubah ATP menjadi ADP dan menghasilkan energi.
Adapun persamaan reaksi proses respirasi adalah : C
6
H
12
O
6
+ 6O
2
6CO
2
+ 6 H
2
O + energi Miftahudin 2008 menyatakan bahwa tahapan reaksi pada proses
respirasi meliputi tahapan glikolisis, siklus asam sitratsiklus Krebs, reaksi dari lintasan pentosa fosfat dan fosforilasi oksidatif. Pada proses glikolisis terjadi
pemecahan glukosa melalui oksidasi menjadi asam piruvat dengan menghasilkan sejumlah energi dalam bentuk ATP dan NADH. Pada siklus Krebs,
asam piruvat dioksidasi secara sempurna menjadi CO
2.
2. 4 Biomassa dan Karbon
