Dengan ini saya menyatakan bahwa tesis pengaruh aktivitas antropogenik terhadap komunitas larva ephemeroptera dan potensi penyusunan biokriteria lokal untuk perairan sungai(studi kasus sungai ciliwung) adalah karya saya sendiri dengan arahan dari komisi pembimbing danbelum diajukan dalam bentuk apapun kepada perguruam tinggi manapun. Sumber informasi yang berasal atau dikutip dari karya yang diterbitkan maupun tidak diterbitkan dari penulis lain telah disebutkan dalam teks dan dicantumkan dalam Daftar Pustaka di bagian akhir tesis ini.
Bogor, Juni 2012
R o b i n
Community and The Potential for Develope Local Biocriteria of River (Case Study: High Gradient Segment of Ciliwung River). Under Direction of ISDRADJAD SETYOBUDIANDI and YUSLI WARDIATNO.
In this study organic pollution will allegedly using ephemeroptera larvae. The purpose of this study was to analyze the status of the environmental quality of Ciliwung river waters based on responses of Ephemeroptera nimph and to develope local biocriteria in the form of biotic indices for Ciliwung river by using the concept of
multimetric. Purpossive sampling was done with five replicates for six months
starting from December 2010 until May 2011. The result of measurements of several parameter of chemical physics at the Ciliwung river then obtained the range of values of this parameter were: temperature (18.0 °C 28.9 °C), DO (6.2 mg / l8.3 mg / l), turbidity (3.87 NTU - 34.72 NTU), pH (6 - 7.6), COD (4.04 mg/l - 51.36 mg/l), ammonium (0.001 mg/l - 0.93 mg/l), nitrate (0.23 mg/l - 20.58 mg/l), nitrite (0.001 mg/l - 0.26 mg/l) and orthophosphate (0.01 mg/l - 20.58 mg/l). These parameters include nitrate, nitrite, orthoposfat and COD have reached the level of interference by organic pollution. Using the Kirchoff chemical index showed gunung mas station did not disturbed by organic pollution (91.75 – 91.017), kampung pensiunan station and kampung jog-jogan station in light polluted condition (89.25 – 74.258) and cibinong station have medium polluted (58.39 – 68.75). Using multimetric approach can be generated a Ephemeroptera Biotic Index (EBI) wich score 24 - 28 categorized minimal or not disturbed (gunung mas station), 18-20 mild impairment (Kampung Pensiunan), score of 10 - 17 was medium impairment and score 4 - 9 severe impairment category (Cibinong).
Keywords: Ephemeroptera Larvae, Ciliwung River, Local Biocriteria, Organic Compound
dan Potensi Penyusunan Biokriteria Lokal untuk Perairan Sungai (Studi Kasus Sungai Ciliwung). Dibimbing oleh ISDRADJAD SETYOBUDIANDI DAN YUSLI WARDIATNO.
Berdasarkan kajian ekologis yang dilakukan oleh BPLHD Jawa Barat tahun 2006 menunjukkan kualitas sungai Ciliwung di bagian hulu (Cisarua) hingga hilir (Ancol) telah mengalami pencemaran organik yang relatif tinggi (DO dari 0,2 mg/l - 8 mg/l, TOM dari 0,02 mg/l - 0,1 mg/l, TSS dari 0,01 - 0,6 mg/l). Penelitian Kido et al.
(2009) menunjukkan sungai tersebut juga tercemar oleh logam merkuri (0,23 - 0,30 ppb), bisphenol A (0,46 - 0,83 µg/l) dan alkil fenol (33,2 - 191,4 µg/l) yang cukup tinggi. Sumber pencemar yang berpotensi menurunkan kualitas air sungai Ciliwung berasal dari sistem drainase dari masukan limbah rumah tangga, pertanian/sawah, peternakan, dan industri (Kido et al. 2009). Adanya pencemaran yang terjadi di Sungai Ciliwung diduga akan mengganggu keseimbangan ekologi dari nimfa Ephemeroptera dan berpotensi menurunkan integritas ekologi sungai tersebut secara keseluruhan. Oleh sebab itu diperlukan penelitian yang bertujuan untuk mengungkap pengaruh aktivitas antropogenik pada sungai Ciliwung terhadap struktur komunitas dari nimfa Ephemeroptera sebagai dasar penentuan status kualitas lingkungan sungai Ciliwung menjadi fokus dari penelitian ini. Tujuan penelitian ini adalah untuk menganalisis perubahan struktur komunitas Ephemeroptera sebagai akibat pengaruh aktivitas antropogenik pada setiap stasiun pengamatan dan untuk menduga status kualitas lingkungan perairan sungai Ciliwung berdasarkan respon dari larva Ephemeroptera serta membuat biokriteria lokal dalam bentuk indeks biotik Ephemeroptera untuk sungai Ciliwung. Manfaat dari penelitian ini adalah untuk memberikan informasi mengenai penggunaan makroinvertebrata khususnya nimfa Ephemeroptera dalam penentuan kualitas suatu lingkungan perairan.
Sampling penelitian ini dilaksanakan pada bulan Desember – Mei 2011 dan mengambil lokasi di beberapa ruas sungai Ciliwung Jawa Barat. Sortir organisme serta pengolahan datanya dilakukan di Laboratorium Ekotoksikologi dan Hidrokimia, Pusat Penelitian Limnologi LIPI Cibinong, Jawa Barat. Analisis data meliputi parameter fisika kimia perairan dan analisis pengelompokan komunitas dan habitat larva Ephemeroptera dan keterkaitannya dengan parameter fisika kimia perairan. Penggunaan indeks Kirchoff, indeks pencemaran, dan indeks Habitat dilakukan untuk mengetahui adanya pengaruh aktivitas antropogenik disungai Ciliwung dan konsep multi metric dilakukan untuk membuat kisaran indeks biotic Ephemeroptera di sungai Ciliwung.
Hasil pengukuran beberapa parameter fisika kimia di sungai Ciliwung maka didapatkan kisaran nilai dari parameter-parameter tersebut yaitu: Suhu (18,0 oC - 28,9
o
stasiun 1 gunung mas masih dalam kategori optimal/minim gangguan (176 - 184), stasiun kampung Pensiunan, kampung Jog-jogan dan Cibinong berada dalam kondisi marginal (65 - 90), akan tetapi pada kampung Jog-jogan dan Cibinong nilai indeks habitatnya sudah sangat mendekati kondisi gangguan berat (<60)..Tingkat gangguan oleh pencemaran organik dengan menggunakan indeks kimia Kirchoff menunjukan stasiun 1 (gunung mas) belum mengalami pencemaran organik (91,75 - 91,017), kampung Pensiunan dan Jog-jogan dalam kondisi tercemar ringan (89,25 - 74,258) sedangkan stasiun Cibinong sudah mengalami pencemaran tingkat sedang (58,39 - 68,75). Dari nilai indeks pencemaran (IP) masing-masing stasiun pengamatan dapat diketahui bahwa pada stasiun gunung mas nilai IP masih dalam kisaran kategori tidak tercemar (0,86). Pada stasiun kampung Pensiunan nilai IP adalah 2,54; stasiun kampong Jog-jogan 3,39; stasiun Cibinong 4,09.
Dari gambar tersebut dapat diketahui bahwa famili Heptagenidae merupakan
famili yang paling banyak dijumpai selama penelitian sedangkan untuk komposisi jenis yang ditemukan pada masing-masing stasiun; pada stasiun I Komposisi terbesar adalah jenis Baetis sp., 39 %, Callibaetis sp., 36 % dan Drunella sp., 36%; stasiun II
Komposisi Genus Ephemeroptera terbesar adalah pada genus Baetis sp., 43 % dan
Caenis sp., 26 %; stasiun III Komposisi terbesar yaitu genus Caenis sp., 54 % dan
Drunella sp., 14 %, dan terakhir untuk stasiun IV yang komposisinya paling besar adalah genus Baetis sp., 62 %, Callibaetis sp., 16 % dan Hermanella sp., 13 %. Perhitungan indeks keanekaragaman Shanon-Wiener menunjukan pada Stasiun I (Gunung Mas) indeks keanekaragaman (H’) berkisar antara 1,08-1,81; stasiun II berkisar antara 0,39 - 0,94; stasiun III berkisar antara 1,21 - 1,61; stasiun IV berkisar antara 1,09 - 1,65. Nilai keseragaman (E), stasiun I berkisar antara 0,671-0,87; stasiun II berkisar antara 0,34 - 0,67; stasiun III berkisar antara 0,67 - 0,89; stasiun IV berkisar antara 0,60 - 0,95. Nilai dominasi (C), stasiun I berkisar antara 0,16 - 0,41; stasiun II berkisar antara 0,46 - 0,82; stasiun III berkisar antara 0,21 - 0,37; stasiun IV berkisar antara 0,23 - 0,47. Kisaran indeks biotik Ephemeroptera pada sungai Ciliwung yaitu: 24 - 28 kategori belum mengalami gangguan, 18 - 20 kategori gangguan ringan, 10 - 17 kategori gangguan sedang, dan skor 4 - 9 kategori tercemar berat.
Kata Kunci: Larva Ephemeroptera, Sungai Ciliwung, Biokriteria Lokal , Bahan Organik Organik
© Hak Cipta milik IPB, tahun 2012 Hak Cipta dilindungi Undang-undang
1. Dilarang mengutip sebagian atau seluruh karya tulis ini tanpa mencantumkan atau menyebutkan sumbernya.
a. Pengutipan hanya untuk kepentingan pendidikan, penelitian, penulisan karya ilmiah, penyusunan laporan, penulisan kritik, atau tujuan suatu masalah b. Pengutipan tidak merugikan kepentingan yang wajar IPB
2. Dilarang Mengumumkan dan memperbanyak sebagian atau seluruh karya tulis ini dalam bentuk apapun tanpa izin IPB
(Studi Kasus Segmen Sungai Ciliwung Gradient Tinggi)
R O B I N
Tesis
Sebagai salah satu syarat untuk memperoleh gelar Magister Sains pada
Program Studi Pengelolaan Sumberdaya Perairan
SEKOLAH PASCASARJANA INSTITUT PERTANIAN BOGOR
BOGOR 2012
Gradient Tinggi)
Nama : R o b i n
NIM : C251100061
Program Studi : Pengelolaan Sumberdaya Perairan
Disetujui Komisi Pembimbing
Dr. Ir. Isdrajad Setyobudiandi, M.Sc
Ketua Program Studi
Pengelolaan Sumberdaya Perairan
Dr. Ir. Yusli Wardiatno, M.Sc
Ketua Anggota
Diketahui
Dr. Ir. Enan M. Adiwilaga Dr. Ir. Dahrul Syah, M.Sc.Agr.
Tanggal Ujian: Tanggal Lulus:
yang telah memberikan rahmat dan hidayahnya, serta shalawat dan salam tetap tercurah pada junjungan kita Nabi Muhammad Sallalahu Alaihi Wasallam beserta para sahabatnya, sehingga penulis dapat menyelesaikan penulisan tesis ini yang berjudul “Pengaruh Aktivitas Antropogenik Terhadap Komunitas Nimfa Ephemeroptera dan Potensi Penyusunan Biokriteria Lokal untuk Perairan Sungai (Studi Kasus Sungai Ciliwung)”. Dalam penyelesaian tesis ini, berbagai pihak telah membantu dari awal penelitian hingga penulisan. Oleh karena itu, perkenankan pada kesempatan ini penulis mengaturkan terima kasih yang sebanyak-banyaknya kepada:
1. Dr. Ir. Isdradjad Setyobudiandi, M.Sc selaku ketua komisi pembimbing dan Dr. Ir. Yusli Wardiatno, M.Sc sekalu anggota komisi pembimbing yang telah mencurahkan banyak waktu dan tenaganya untuk membimbing penulis dalam menyelesaikan tesis ini.
2. Dr. Ir. Enan M. Adiwilaga selaku ketua Program Studi Pengelolaan Sumberdaya Perairan yang selalu memberikan nasehat dan perhatiannya serta kemudahan selama menempuh perkuliahan.
3. Dr. Majariana Krisanti, S.Pi, M.Si selaku penguji luar komisi atas semua saran dan masukannya demi penyempurnaan penulisan tesis ini.
4.Terkhusus rekan-rekan di laboratorium Ekotoksikologi dan Hidrofisika Puslit Limnologi LIPI Cibinong (Pak Jojok Sudarso, Pak Gunawan Pratama Yoga, dan Pak Tri Suryono) atas semua ilmu, saran-saran, bimbingan dan nasehatnya.
5. Rekan-rekan mahasiswa SDP angkatan 2010 (Anti Landu, Aliati Iswantari, Darwin Syah Putra, Munirah Tuli, , Haiatus Shohihah, Gema Wahyu Dewantoro, Dyah Muji Rahayu, dan Sri Wahyuni) atas dukungan semangat dan rasa kekeluargaanya.
6. Rekan-rekan Wacana Sultra (Ibu H. Husna, Yoyo, Arsal, Tezza, Asis , Aslin dan masih banyak lagi) yang bersama-sama berjuang menggapai cita-cita di bogor semoga kompak selalu.
7. Teman-Teman Seperjuangan (Pak Bahtiar, Pak La Ode Afa, Pak La Ode Alwi, dan Pak Taswin Munier) yang banyak memberikan bantuan dan motivasi kepada penulis 8. Terkhusus Kedua orang tua yang selalu memberikan semangat dan doa kepada
penulis untuk tetap berjuang menempuh pendidikan tinggi sehingga dapat berbakti pada agama dan tanah airnya.
Penulis menyadari bahwa tulisan ini masih jauh dari kesempurnaan. Oleh karena itu, penulis mengharapkan kritik dan saran yang konstruktif demi perbaikan tulisan ini.
Bogor, Juni 2012 R o b i n
Nuriani R. Penulis merupakan putra pertama dari enam bersaudara. Pada tahun 2005 penulis lulus dari SMAN 1 Kabaena dan pada tahun yang sama memasuki Universitas Haluoleo, Kendari melalui jalur PPMB (Bebas Tes) pada Program Studi manajemen Sumberdaya Perairan FPIK Unhalu, Kendari dan lulus pada tahun 2009. Pada tahun yang sama penulis bekerja sebagai coordinator laboratoriun Biologi Dasar FMIA Unhalu sekaligus Dosen Honorer di FPIK Unhalu. Penulis Berkesempatan melanjutkan pendidikan magister pada Program Studi Pengelolaan Sumberdaya Perairan Sekolah Pasca Sarajana IPB tahun 2010 dengan sponsor beasiswa Unggulan (BU) DIKTI tahun 2011.
Latar Belakang ...1 Rumusan Masalah ...3 Tujuan dan Manfaat Penelitian ...4 KERANGKA TEORI ...5 Ekosistem Sungai...5 Pencemaran Antopogenik...8 Kepekaan Jenis Makrozoobentos...10 Ekobiologi Ephemeroptera ...12 Klasifikasi Ephemeroptera...12 Habitat dan Penyebaran...14 Siklus Hidup...15 Pengaruh Faktor Lingkungan Terhadap Komunitas Ephemeroptera...17 Kerangka Pemikiran ...19 METODE PENELITIAN ...22 Waktu dan Lokasi Penelitian ...22 Alat dan Bahan...23 Variabel (yang ditera dan kerja)...23 Teknik Pengumpulan Data...24 Sampel Larva Ephemeroptera...24 Metode Pengukuran...25 Analisis Data...26 Analisis Parameter Fisika Kimia Perairan...26 Indeks Kimia Kirchoff...26
Indeks Habitat...27 Indeks Pencemaran...28 Analisis Struktur Kominitas Nimfa Ephemeroptera...29 Analisis Pengelompokan Komunitas dan Habitat ...30
Karasteristik Parameter Fisika dan Kimia Sungai Ciliwung...35 Suhu...35 Oksigen Terlarut...36 Kekeruhan...37 Derajad Keasaman (pH)...38 Chemical Oxigen Demand (COD)...39 Kesadahan...41 Senyawa Nitrogen (Nitrat, Nitrit, Amoniak dan total Nitrogen)...41 Total Fosafat dan Orthoposfat...48 Struktur Komunitas Ephemeroptera...50
Jumlah Famili...50 Kepadatan Ephemeroptera...52 Komposisi Ephemeroptera...54 Indeks Keanekaragaman, keseragaman dan Dominasi...56 Kualitas Lingkungan Perairan...59 Pengelompokan Komunitas dan Habitat Ephemeroptera...63 Peran Ephemeroptera sebagai bioindikator kualitas perairan...65 Pengelolaan Sungai Ciliwung dengan Penyusunan Biokriteria lokal...68 KESIMPULAN DAN SARAN...74 Kesimpulan...74 Saran...74 DAFTAR PUSTAKA...75
2. Parameter Lingkungan yang Diukur dalam Penelitian...26 3. Kriteria Indeks Kimia Kirchoff (1991) guna Menggolongkan Status Pencemaran
Organik...27 4. Kriteria Penilaian Gangguan Terhadap Habitat yang Diadopsi dari Protokol
US-EPA (1999)...28 5. Kriteria Penilaian Gangguan Menurut Indeks Pencemaran...28 6. Kandidat Metrik yang Digunakan untuk Diskriminasi Tingkat Gangguan pada Ekosistem Sungai...34 7. Tahap Scoring dalam Penyusunan Biokriteria...71 8. Nilai Korelasi Pearson Antara Indeks Kimia Kirchoff, Indeks Habitat dan
2. Pembagian Sungai Berdasarkan Ordo Sungai...6 3. Epeorus aculeatus: 1, head; 2, foreleg, dorsal; 3, abdomen, dorsal; 4, gi1l 1
; 5, gi1l 3; 6, gin 7 (Nguyen & Bae, 2004)...13 4. Metamorfosis Tidak Lengkap Pada Ephemeroptera...16 5.
6. Lokasi pengambilan sampel di Sungai Ciliwung...22 Diagram Alir Penelitian...21
7.Sketsa Surber (Manan, 2010)...25 8. Evaluasi sensitifitas metrik. Kotak kecil merupakan nilai median, sedangkan-
kotak besar merupakan kisaran IQ (persentil ke 25 hingga 75). a) tidak ada IQ- yang overlap, b). IQ overlap tetapi kedua nilai median tidak ada yang overlap, c).- IQ overlap dengan satu nilai median yang overlap, d). IQ sebagian besar overlap-
atau kedua nilai median overlap...32 9. Sebaran Suhu Perairan Sungai Ciliwung Selama Pengamatan...36 10. Sebaran Konsentrasi Oksigen Terlarut Pada Stasiun Pengamatan...37 11. Sebaran Nilai Kekeruhan Perairan Pada Stasiun Pengamatan...38 12. Sebaran Nilai pH pada Stasiun Pengamatan...39 13. Sebaran Nilai COD pada Stasiun Pengamatan...40 14. Sebaran Nilai Kesadahan pada Stasiun Pengamatan...41 15. Sebaran Nilai Total N pada Stasiun Pengamatan...42 16. Sebaran Nilai Amonium Pada Stasiun Pengamatan...43 17. Sebaran Nilai Konsentrasi Nitrat pada Stasiun Pengamatan...45 18. Sebaran Konsentrasi Nitrit pada Stasiun Pengamatan...47
21. Rata-rata Kepadatan Ephemeroptera Tiap Stasiun Pengamatan...53 22. Jumlah Taxa Ephemeroptera Selama Penelitian...55 23. Grafik Box & Whisker Plot untuk Indeks Keanekaragaman (a) dan Indeks
Keseragaman (b) dan Dominasi (c)...57 24. Grafik Nilai Indeks Habitat pada Stasiun Pengamatan...60 25. Grafik Nilai Indeks Pencemaran pada Stasiun Pengamatan...61 26. Grafik Nilai Indeks Kirchoff pada Stasiun Pengamatan...62 27. Hasil Analisis Faktorial Korespondens Pengelompokkan Ephemeroptera...63
28. Ordinasi Parameter Lingkungan dengan Menggunakan Principal Component
Analysis....64 29. Categ. Box dan Whisker Plot Uji Sensitivitas Jumlah Indeks SIGNAL dan Skor
SIGNAL...69 30. Categ. Box dan Whisker Plot Uji Senstivitas Metrik Kelimpahan, Jumlah Taxa dan Nilai
2. Stasiun Pengamatan...80 3. Beberapa Jenis Larva Ephemeroptera...82 4. Nilai Toleransi Indeks SIGNAL...83 5. Nilai Toleransi Biological Working Party (BMWP)...87 6. Kepadatan Larva Ephemeroptera Selama Pengamatan...93
PENDAHULUAN