Komunitas terumbu karang identik dengan kondisi lingkungan dengan perairan yang jernih, oligotropik, dan substrat dasar yang keras. Sedimen yang tersuspensi maupun yang terdeposit umumnya diketahui memberikan efek yang negatif terhadap komunitas karang (McLaughin et al. 2003). Rogers (1990) in Tomascik et al. (1997) menyebutkan bahwa laju sedimentasi dapat menyebabkan kekayaan spesies yang rendah, tutupan karang rendah, mereduksi laju pertumbuhan dan laju recruitment yang rendah, serta tingginya pertumbuhan karang bercabang.
Pengaruh sedimen terhadap komunitas karang secara garis besar terjadi melalui beberapa mekanisme. Pertama, partikel sedimen menutupi permukaan koloni/individu karang sehingga polip karang memerlukan energi yang lebih untuk menyingkirkan partikel-partikel tersebut. Kedua, sedimen menyebabkan
peningkatan kekeruhan dan dapat menghalangi penetrasi cahaya yang masuk ke dasar perairan sehingga dapat mengganggu kehidupan spesies-spesies karang yang kehidupannya sangat bergantung terhadap penetrasi cahaya (Salvat 1987). Ketiga, selain mampu mengikat unsur hara, sedimen juga dapat mengadsorpsi bahan toksik dan penyakit yang dapat menyebabkan terganggunya kesehatan karang. Selanjutnya Hubbard (1997) menyebutkan bahwa sedimentasi juga dapat menghalang-halangi penempelan larva karang pada substrat dasar. Sebagaimana diketahui bahwa larva karang membutuhkan substrat yang keras untuk menempel, dengan adanya penutupan substrat oleh sedimen, larva tersebut tidak mendapatkan kestabilan dalam penempelan sehingga tahap perkembangan selanjutnya tidak dapat tercapai.
Dalam banyak kasus, adanya sedimentasi di daerah terumbu karang menyebabkan kematian dan degradasi bagi beberapa spesies karang. Hubbard (1997) mengemukakan bahwa pertumbuhan karang (dan mungkin penutupan) di sepanjang terumbu karang Costa Rica mengalami penurunan secara gradual dengan meningkatnya tekanan lingkungan, terutama sedimentasi sebagai pengaruh dari lahan pertanian sejak 1950. Selanjutnya aktivitas pengerukan yang terjadi di pelabuhan Castle, Bermuda sekitar 30 tahun yang lalu, telah menyebabkan kematian karang di beberapa area karang sekitarnya yang dipengaruhi sistem sirkulasi perairan dari daerah pengerukan tersebut (Dodge dan Vaisnys 1977 in Hubbard 1997). Di Ko Phuket, Thailand pengerukan pada daerah dalam selama 8 bulan secara signifikan telah menyebabkan reduksi penutupan karang pada area terumbu karang intertidal yang berdekatan dengan aktifitas tersebut (Brown et al. 1990 in Hubbard 1997).
Di Indonesia, Sungai Solo di Jawa Timur memasok sekitar 1.200 ton/km2 per tahun sedimen (Hoekstra et al. 1989 dalam Tomascik et al. 1997). Selanjutnya masukan sedimen dari Sungai Solo ini berpengaruh terhadap degradasi dan penyebaran karang di pantai utara Jawa dan Madura (Tomascik et al. 1997). Berdasarkan data yang tersedia, terlihat bahwa pengaruh yang paling kuat terjadi di bagian timur, selama puncak run off yaitu pada muson barat laut, ketika arus dari Laut Jawa mengalir ke arah timur (Wyrtki 1961; Hoekstra et al. 1989 in Tomascik et al. 1997).
Keberadaaan sedimen di perairan terumbu karang berasal dari erosi karang itu sendiri secara fisik maupun biologi (carbonat sediment). Selain itu sedimen yang berasal dari daratan (terrigeneous sediment) sebagai akibat aktivitas manusia seperti pembangunan dikawasan pesisir, pertambangan, pembukaan hutan, pembukaan areal tambak dan pertanian. Kondisi perairan yang mengalami sedimentasi menuntut beberapa jenis biota karang meningkatkan kemampuan adaptasi terhadap tekanan lingkungan untuk mempertahankan hidupnya.
Kemampuan karang terhadap pengendapan sedimen pada permukaan koloninya melalui lima mekanisme; penolakan pasif, polip mengembang oleh masuknya air, pergerakan tentakel dan cillia serta produksi mucus. Kemampuan karang untuk menolak sedimen dibatasi oleh ukuran koloni karang dan besarnya ukuran partikel sedimen. Pada koloni yang kecil proses penolakan sedimen lebih efisien dibandingkan dengan koloni yang lebih besar. Pasir dan partikel halus (< 62 μm) adalah partikel yang terbesar yang dapat dipindahkan secara efektif oleh beberapa spesies (Connell & Hawker 1992). Pemindahan tersebut melalui mekanisme polip yang mengembang atau pergerakan tentakel yang ikuti gerakan lemah dari silia dapat dilihat pada pada Gambar 4 berikut ini.
(a) (b) (c)
Gambar 4 Mekanisme penolakan sedimen : (a). pergeseran dari bagian atas corallum, (b) pergerakan oleh siliadan produksi mucus (c) polip yang mengembang (Schuhmacher 1977).
Sensitivitas spesies karang terhadap sedimentasi kebanyakan dibatasi oleh karakteristik perangkap partikel dari koloni terhadap partikel dan kemampuan polip individu untuk menolak endapan sedimen. Koloni-koloni karang yang berlapis mendatar dan bentuk pertumbuhan massive mewakili permukaan besar yang stabil untuk menahan padatan-padatan yang mengendap. Sebaliknya,
koloni berlapis tegak dan bentuk bercabang yang tegak lurus kurang mampu menahan sedimen. Koloni-koloni yang cembung dan polip-polip yang tinggi tidak mudah terkena akumulasi sedimen daripada bentuk pertumbuhan lain (Connell & Hawker 1992).
Karang Acropora dan Turbinaria yang berbentuk corong, pada pergerakan masa air yang lambat dapat menjadi perangkap yang mengakumulasi sedimen pada pusatnya sehingga dapat mematikan jaringan di bawahnya. Tetapi di sisi lain corong semua jaringan karang tetap terpelihara, berfotosintesis dan masih dapat menangkap makanan. Sedangkan pada pergerakan air yang cepat bentuk corong menciptakan pusaran air dan pergantian aliran masa air sehingga dapat melepaskan dan mengosongkan akumulasi sedimen pada karang (Gambar 5). Koloni karang berbentuk corong ini dominan di perairan Afrika Selatan terutama pada area dengan pergerakan air yang lambat dan cepat (Reigl et al. 1996).
Arah arus
Arah transpor sedimen dari corong
Pusaran air dan daerah akumulasi
arah keluar yang melepaskan dan pemindahan sedimen
sedimen dari pusat corong
Gambar 5 Model pemindahan sedimen pada karang yang berbentuk corong (Reigl et al. 1996).
Sedimentasi mengakibatkan pertumbuhan terganggu karena menurunnya ketersediaan cahaya, abrasi dan meningkatnya pengeluaran energi selama penolakan terhadap sedimen. Gangguan penetrasi cahaya akibat kekeruhan yang tinggi yaitu terbatasnya fotosintesis zooxanthellae dan secara tidak langsung membatasi pertumbuhan karang. Energi yang digunakan untuk pertumbuhan dan reproduksi berkurang karena dipindahkan untuk aktivitas-aktivitas penolakan
terhadap sedimen sehingga polip karang tidak dapat menangkap plankton secara efektif (Connell & Hawker 1992). Adanya partikel sedimen tersuspensi pada karang juga mengakibatkan abrasi pada permukaan karang akibat hilangnya mukus dan mati lemas (Muskatine 1973 in Yamazato 1986).
Secara umum karang tumbuh di perairan dekat pantai lebih toleran terhadap konsentrasi tinggi sedimen tersuspensi daripada spesies yang hidup di perairan lebih dalam pada fringing reef yang menghadap laut (Pastorok dan Bilyard 1985 in Connell dan Hawker 1992; Robert & Muray 1995 in Rehm Team 1997). Karang batu dapat mentolerir masukan sedimen dalam jangka waktu pendek selama beberapa hari, tetapi sedimentasi dan kekeruhan tinggi akan mengurangi jumlah zooxanthellae, polip yang mengembang, atau sekresi mukus yang abnormal. Karang lebih toleran terhadap masukan sedimen dalam waktu pendek daripada pada kondisi kekeruhan tinggi secara terus menerus (Connell & Hawker 1992). Pada Gambar 6 disajikan bagaimana pengaruh sedimentasi terhadap zonasi karang. Sedangkan pada Gambar 7 mendeskripsikan diagram pengaruh energi gelombang, kecepatan arus dan kecerahan perairan terhadap sebaran vertikal karang dan bentuk pertumbuhannya.
Increasing sedimentation Keterangan :
Kondisi kesehatan terumbu umumnya memperlihatkan penetapan suatu zonasi karang dimana faktor energi gelombang mengontrol karang yang dominan (A) Suplai aliran sedimen pada permukaan karang dapat mengubur/menutupi terumbu, (B) Pada batas zona forereef, karang dijumpai pada kedalaman yang lebih dangkal sebagai suatu respon terhadap penurunan tingkat pencahayaan. Demikian juga pada zona-zona backreef kehadirannya merupakan respon terhadap peningkatan masukan sedimen, (C) Zonasi karang yang dibatasi oleh sedimentasi
Gambar 7 Diagram pengaruh energi gelombang dan kejernihan perairan pada zonasi terumbu Karibia (Adey & Burke 1977 dan Grauss et al. 1984 in Birkeland 1997).
Sedimen di perairan terumbu karang dapat mempengaruhi komunitas ekologi dan komposisi terumbu karang (Stafford-Smith 1993 in Barnes & Lough 1999). Beberapa jenis karang memiliki toleransi dengan adanya kekeruhan dan sedimentasi. Hasil penelitian di perairan Tanjung Jati Jepara yang mengalami sedimentasi ditemukan adanya dominasi dari jenis Porites dan Goniopora (Hutomo & Mudjiono 1990). Karang Porites astreoides dan Siderastrea siderea di Karibia merupakan jenis yang toleran terhadap masukan sedimen. Masukan sedimen yang berlangsung selama tiga dekade terakhir yang berasal pemukiman penduduk dan masukan sungai telah merubah struktur komunitas karang Poerto Rico dari karang pembentuk utama terumbu menjadi koloni sekunder yang terpencar dan areanya menjadi tipe hardground. Pada karang Montastrea annularis terjadi penurunan penutupan secara signifikan pada terumbu dengan materi sedimen terrigeneous yang tinggi (Torres & Morelock 2002).
Sedimentasi yang terjadi di Thailand pada kawasan Teluk Bang Tao bagian utara yang bersumber dari penambangan timah dan pengerukan di kawasan teluk telah menghasilkan sejumlah tailing dan plume sedimen yang terbawa ke kawasan terumbu karang. Kematian karang umumnya disebabkan oleh lumpur yang menutupi permukaan karang sehingga mengurangi penutupan karang hidup. Pada daerah tubir di jumpai penutupan karang berkisar 26 – 34%, rataan tepi terumbu berkisar 27 – 34% dan rataan terumbu berkisar 3 – 6% (Changsang et al.
1981). Pada Tabel 3 dapat dilihat variasi tingkat dampak terhadap komunitas komunitas karang.
Tabel 3. Variasi tingkat dampak sedimentasi terhadap komunitas karang Laju sedimentasi
(mg/cm2/hari) Tingkat Dampak
Ringan hingga sedang Pengurangan kepadatan Perubahan bentuk tumbuh Penurunan laju pertumbuhan Kemungkinan penurunan rekrutmen 1 – 10
Kemungkinan penurunan dalam jumlah spesies Sedang hingga berat
Pengurangan kepadatan secara besar-besaran Penurunan sangat hebat laju pertumbuhan Penurunan rekrutmen
Penurunan jumlah spesies 10 – 50
Kemungkinan invasi oleh spesies oportunis Sangat berat hingga catastrophic
Pengurangan kepadatan secara drastis Degradasi hebat dari komunitas Beberapa spesies menghilang Beberapa koloni karang mati Penurunan secara hebat rekrutmen Regenerasi karang menurun atau terhenti > 50
Invasi oleh spesies oportunis Sumber : Pastorok & Bilyard (1985) in Connell & Hawker (1992)
Hasil penelitian di Guam, suatu komunitas karang yang miskin mendapat masukan sedimen rata-rata 160 - 200 mg/cm2/hari ditemukan kurang dari 10 spesies dengan penutupan substrat padat kurang dari 2%. Sebaliknya pada komunitas yang kaya dengan rata-rata laju sedimentasi 5 - 32 mg/cm2/hari ditemukan lebih dari 100 jenis karang dengan penutupan subtrat padat 12%. Spesies richness, persentase penutupan dan rata-rata ukuran koloni karang merupakan kebalikan hubungan dengan laju sedimentasi (Connell & Hawker 1992).