|
Di laut pesisir, materi organik dari [[Serasah|seresah]] tanaman terestrial atau tanah lebih tahan api sehingga sering kai memiliki perilaku konservatif. Selain itu, DOC refraktori dihasilkan di laut melalui transformasi bakteri dari DOC yang labil. Dengan kata lain, DOC labil cenderung terurai lebih cepat, sementara DOC refraktori cenderung lebih tahan terhadap degradasi dan dapat bertahan dalam lingkungan laut untuk waktu yang sangat lama. Proses ini memengaruhi sifat dan sirkulasi materi organik terlarut di dalam ekosistem laut.<ref>{{Cite journal|last=Tremblay|first=Luc|last2=Benner|first2=Ronald|date=2006-01-01|title=Microbial contributions to N-immobilization and organic matter preservation in decaying plant detritus|url=https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0016703705007581|journal=Geochimica et Cosmochimica Acta|volume=70|issue=1|pages=133–146|doi=10.1016/j.gca.2005.08.024|issn=0016-7037}}</ref>
Karena produksi dan degradasi yang berkelanjutan dalam sistem alami, kumpulan DOC mengandung spektrum senyawa reaktif yang masing-masing memiliki reaktivitasnya sendiri,.<ref>{{Cite journal|last=Vähätalo|first=Anssi V.|last2=Aarnos|first2=Hanna|last3=Mäntyniemi|first3=Samu|date=2010-03-13|title=Biodegradability continuum and biodegradation kinetics of natural organic matter described by the beta distribution|url=http://dx.doi.org/10.1007/s10533-010-9419-4|journal=Biogeochemistry|volume=100|issue=1-3|pages=227–240|doi=10.1007/s10533-010-9419-4|issn=0168-2563}}</ref> yangBerdasarkan telahwaktu pergantian, maka spektrum DOC dibagi menjadi fraksi dari labil hingga rekalsitran, bergantung pada waktu pergantian, ditunjukkan pada tabel berikut.
{| class="wikitable"
|-
|puluhan ribu tahun
|}
Siklus perputaran atau waktu degradasi bahan organik terlarut (DOC) memiliki variasi yang luas,. danVariasi inidegradasi terkaitbahan denganorganik terlarut (DOC) dapat dipengaruhi oleh berbagai faktor, seperti komposisi kimia, struktur, dan ukuran molekuler DOC. Faktor-faktor lingkungan seperti kondisi nutrisi, keragaman [[prokariota]], keadaan [[redoks]], ketersediaan besi, asosiasi dengan partikel mineral, suhu, paparan sinar matahari, produksi biologis senyawa refraktori, serta efek dari pemberian rangsangan atau pelarutan molekul individu juga memainkan peran penting dalam proses degradasi ini.<ref>{{Cite journal|last=Amon|first=Rainer M. W.|last2=Benner|first2=Ronald|date=1996-01|title=Bacterial utilization of different size classes of dissolved organic matter|url=http://dx.doi.org/10.4319/lo.1996.41.1.0041|journal=Limnology and Oceanography|volume=41|issue=1|pages=41–51|doi=10.4319/lo.1996.41.1.0041|issn=0024-3590}}</ref><ref>{{Cite journal|last=Thingstad|first=T. F.|last2=Havskum|first2=H.|last3=Kaas|first3=H.|last4=Nielsen|first4=T. G.|last5=Riemann|first5=B.|last6=Lefevre|first6=D.|last7=Williams|first7=P. J. le B.|date=1999-01|title=Bacteria—protist interactions and organic matter degradation under P‐limited conditions: Analysis of an enclosure experiment using a simple model|url=http://dx.doi.org/10.4319/lo.1999.44.1.0062|journal=Limnology and Oceanography|volume=44|issue=1|pages=62–79|doi=10.4319/lo.1999.44.1.0062|issn=0024-3590}}</ref><ref>{{Cite book|last=Giorgio|first=P.A. del|last2=Davis|first2=J.|date=2003|url=http://dx.doi.org/10.1016/b978-012256371-3/50018-4|title=Patterns in Dissolved Organic Matter Lability and Consumption across Aquatic Ecosystems|publisher=Elsevier|isbn=978-0-12-256371-3|pages=399–424}}</ref>
Sebagai contoh, [[lignin]], suatu komponen dalam tanaman, dapat terurai dengan mudah di tanah yang kaya oksigen ([[aerobik]]), tetapi menjadi lebih tahan terhadap degradasi di dalam sedimen laut yang tidak memiliki oksigen ([[anaerobik]]). Contoh ini mengilustrasikan bagaimana sifat-sifat ekosistem dan kondisi lingkungan dapat memengaruhi kemampuan biologis untuk mendegradasi atau mengurai berbagai jenis senyawa organik. Bahkan senyawa yang biasanya dianggap sulit terurai, seperti minyak bumi, dapat mengalami degradasi jika berada dalam lingkungan yang sesuai.
=== Tanah ===
Bahan organik terlarut (DOM) adalah salah satu penyimpan karbon paling aktif dan ''mobile'' serta memiliki peran penting dalam [[siklus karbon]] global. Selain itu, karbon organik terlarut (DOC) mempengaruhi proses denitrifikasi muatan listrik negatif tanah, reaksi asam basa dalam larutan tanah, retensi dan translokasi unsur hara (kation), dan imobilisasi logam berat dan xenobiotik.<ref>{{Cite journal|last=Kalbitz|first=K.|last2=Solinger|first2=S.|last3=Park|first3=J.-H.|last4=Michalzik|first4=B.|last5=Matzner|first5=E.|date=2000-04|title=CONTROLS ON THE DYNAMICS OF DISSOLVED ORGANIC MATTER IN SOILS: A REVIEW|url=http://dx.doi.org/10.1097/00010694-200004000-00001|journal=Soil Science|volume=165|issue=4|pages=277–304|doi=10.1097/00010694-200004000-00001|issn=0038-075X}}</ref> DOM tanah dapat diperoleh dari berbagai sumber (input), seperti karbon atmosfer yang terlarut dalam curah hujan, [[serasah]] dan sisa tanaman, pupuk kandang, eksudat akar, dan dekomposisi bahan organik tanah (SOM). Di dalam tanah, ketersediaan DOM bergantung pada interaksinya dengan komponen mineral (misalnya [[tanah liat]], oksida Fe dan Al) yang dimodulasi oleh proses [[adsorpsi]] dan [[desorpsi]]. Hal ini juga bergantung pada fraksi SOM (misalnya, molekul organik yang distabilkan dan biomassa mikroba) melalui proses mineralisasi dan imobilisasi. Selain itu, intensitas interaksi ini berubah sesuai dengan sifat bawaan tanah, penggunaan lahan, dan pengelolaan tanaman.
Selama penguraian bahan organik, sebagian besar karbon hilang sebagai CO<sub>2</sub> atmosfer melalui oksidasi mikroba. Jenis tanah dan kemiringan lanskap, pencucian , dan limpasan juga merupakan proses penting yang terkait dengan hilangnya DOM di dalam tanah. Di tanah yang memiliki [[drainase]] baik, DOC yang tercuci dapat mencapai permukaan air dan melepaskan unsur hara dan [[polutan]] yang dapat mencemari air tanah , sedangkan limpasan mengangkut DOM dan [[xenobiotik]] ke area lain, sungai, dan danau.
=== Air tanah (''groundwater'') ===
Curah hujan dan air permukaan melepaskan karbon organik terlarut (DOC) dari vegetasi dan serasah tanaman dan meresap melalui kolom tanah ke zona jenuh. Konsentrasi, komposisi, dan ketersediaan hayati DOC diubah selama pengangkutan melalui kolom tanah melalui berbagai proses fisikokimia dan biologi, termasuk penyerapan, desorpsi, [[biodegradasi]], dan [[biosintesis]]. Molekul [[hidrofobik]] lebih disukai terbagi menjadi mineral tanah dan memiliki waktu retensi yang lebih lama di dalam tanah dibandingkan molekul [[hidrofilik]]. [[Hidrofobisitas]] dan waktu [[retensi koloid]] dan molekul terlarut dalam tanah dikendalikan oleh ukuran, polaritas, muatan, dan ketersediaan hayati . DOM yang tersedia secara hayati mengalami dekomposisi mikroba, yang mengakibatkan pengurangan ukuran dan berat molekul. Molekul baru disintesis oleh mikroba tanah , dan beberapa metabolit ini memasuki reservoir DOC di air tanah.
=== Ekosistem air tawar ===
Karbon akuatik terdapat dalam berbagai bentuk. Pertama, dilakukan pembagian antara karbon organik dan anorganik. Karbon organik merupakan campuran senyawa organik yang berasal dari [[detritus]] atau produsen primer. Ini dapat dibagi menjadi POC (karbon organik partikulat; partikel > 0,45 μm) dan DOC (karbon organik terlarut; partikel <0,45 μm). DOC biasanya menyumbang 90% dari total jumlah karbon organik perairan. Konsentrasinya berkisar antara 0,1 hingga >300 mg/L.
Demikian pula karbon anorganik juga terdiri dari partikulat (PIC) dan fase terlarut (DIC). PIC terutama terdiri dari [[karbonat]] (misalnya CaCO<sub>3</sub>), DIC terdiri dari karbonat (CO<sub>3</sub><sup>2-</sup>), [[bikarbonat]] (HCO<sub>3</sub><sup>−</sup>), CO<sub>2</sub> dan sebagian kecil [[asam karbonat]] (H<sub>2</sub>CO<sub>3</sub>). Senyawa karbon anorganik berada dalam kesetimbangan yang bergantung pada pH air. Konsentrasi DIC di air tawar berkisar dari nol di perairan asam hingga 60 mg C/L di daerah dengan sedimen kaya karbonat.
POC dapat terdegradasi menjadi DOC; DOC dapat menjadi POC dengan cara [[flokulasi ]]. Karbon anorganik dan organik dihubungkan melalui organisme akuatik. CO<sup>2</sup> digunakan dalam [[fotosintesis]] (P) misalnya oleh [[makrofita]], dihasilkan melalui [[respirasi]] (R), dan dipertukarkan dengan atmosfer. Karbon organik diproduksi oleh organisme dan dilepaskan selama dan setelah kehidupannya; misalnya di sungai, 1–20% dari jumlah total DOC dihasilkan oleh makrofita. Karbon dapat masuk ke sistem dari tangkapan dan diangkut ke lautan melalui sungai. Ada juga pertukaran dengan karbon di sedimen, misalnya, penguburan karbon organik, yang penting untuk penyerapan karbon di habitat perairan.
Sistem perairan sangat penting dalam penyerapan karbon global; misalnya, ketika ekosistem Eropa yang berbeda dibandingkan, sistem perairan pedalaman merupakan penyerap karbon terbesar kedua (19–41 Tg C y<sup>−1</sup>); hanya hutan yang menyerap lebih banyak karbon (125–223 Tg C y<sup>−1</sup>)
| caption1 = Tampilan yang disederhanakan dari sumber utama (teks hitam; yang digarisbawahi adalah sumber allochthonous) dan penyerap (teks kuning) dari kumpulan karbon organik terlarut (DOC) di lautan. {{center|'''Sumber utama'''}} Sumber DOC yang paling sering dirujuk adalah atmosfer (misalnya hujan dan debu), darat (misalnya sungai), produsen primer (misalnya mikroalga, sianobakteri, makrofita), air tanah, proses rantai makanan (misalnya penggembalaan zooplankton ), dan bentik. fluks (pertukaran DOC melintasi antarmuka sedimen-air, tetapi juga dari ventilasi hidrotermal).><br />{{center|'''Sinks Utama'''}} Empat proses utama yang menghilangkan DOC dari kolom air adalah: fotodegradasi (khususnya radiasi UV – meskipun terkadang fotodegradasi "mengubah" DOC daripada menghilangkannya, menghasilkan molekul kompleks dengan berat molekul lebih tinggi), mikroba (terutama oleh prokariota ), agregasi ( terutama ketika air sungai dan air laut bercampur) dan degradasi termal (misalnya, sistem hidrotermal).
}}
Dalam sistem kelautan, DOC berasal dari sumber asli atau sumber allochthonous. DOC autochthonous diproduksi di dalam sistem, terutama oleh organisme plankton dan di perairan pesisir juga oleh [[mikroalga]] bentik, fluks bentik, dan makrofita, sedangkan DOC allochthonous sebagian besar berasal dari daratan yang dilengkapi dengan masukan dari air tanah dan atmosfer. Selain zat humat yang berasal dari tanah , DOC terestrial juga mencakup bahan yang tercuci dari tanaman yang dikeluarkan selama hujan, emisi bahan tanaman ke atmosfer dan pengendapan di lingkungan perairan (misalnya, karbon organik yang mudah menguap dan serbuk sari), dan juga ribuan bahan kimia organik sintetis buatan manusia yang dapat diukur di lautan dengan konsentrasi yang sangat kecil.
Karbon organik terlarut (DOC) merupakan salah satu penyimpan karbon terbesar di bumi. Ia mengandung jumlah karbon yang sama dengan atmosfer dan melebihi jumlah karbon yang terikat dalam [[biomassa]] laut sebanyak lebih dari dua ratus kali lipat. DOC terutama diproduksi di lapisan dekat permukaan selama produksi primer dan proses penggembalaan [[zooplankton]]. Sumber DOC laut lainnya adalah pelarutan dari partikel, masukan ventilasi terestrial dan hidrotermal, dan produksi mikroba. Prokariota (bakteri dan archaea) berkontribusi pada kumpulan DOC melalui pelepasan bahan kapsuler, eksopolimer, dan enzim hidrolitik, serta melalui kematian (misalnya pintasan virus). Prokariota juga merupakan pengurai utama DOC, meskipun untuk beberapa bentuk DOC yang paling bandel, degradasi abiotik yang sangat lambat dalam sistem hidrotermal atau mungkin penyerapan pada partikel yang tenggelam mungkin merupakan mekanisme penghilangan utama. Pengetahuan mekanistik tentang interaksi DOC-mikroba sangat penting untuk memahami siklus dan distribusi reservoir karbon aktif ini.
=== Fitoplankton ===
|
