Produktivitas Primer Fitoplankton Dan Perbandingan Beberapa Karakteristik Biofisikakimia Perairan Teluk Jakarta dan Teluk Lampung

PRODUKTIVITAS PRIMER FITOPLANKTON

DAN PERBANDINGAN BEBERAPA KARAKTERISTIK

BIOFISIKAKIMIA PERAIRAN TELUK JAKARTA DAN

TELUK LAMPUNG

Oleh

:

AMRAN RONNY

SYAM

PROGRAM PASCASARJANA

INS3'ITUT PERTANIAN BOGOR

ABSTRAK

AMRAN RONNY SYAM. Produktivitas Primer Fitoplankton dan Perbandingan beberapa Karakteristik Biofisikakimia Perairan Teluk Jakarta dan Teluk Lampung (dibimbing ole11 Komisi Pembinlbing RICHARDUS KASWADJI, sebagai Ketua dan ENAN M. ADIWILAGA sebagai anggota).

Penelitian ini dilakukan di Perairan Teluk Jakarta (PTJ) dan Perairan Teluk Lampung (PTL) pada bulan Desember 2000 san~pai dengan Juli 2001. Dalam mendeterlninasi karakteristik biofisikakimia perairan. sebelas stasiun pengalnatan dipilih untuk mewakili PTJ yang tersebar pada daerah 5.956 "LS - 6.098 'LS dan 106,740 "BT

-

106.969 ('BT sedangkan duabelas stasiun pengamatan dipilih untuk mewakili PTL !.ang tersebar pada daerah 5.462 "LS

-

5.667

"

LS dan 105.264 'BT

-

105,400 "BT. Pengukuran produktivitas primer fitoplankton dilakukan dengan pendekatan Bio-optical PI-oductivity models berdasarkan karakteristik kur\,a P-E yang

I4

SURAT PERNYATAAN

Saya menyatakan dengan sebenar-benaniya bahwa segala pernyataan dalam tesis saya yang berjudul: "PRODUKTIVITAS PRIMER FITOPLANKTON DAN

PERBANDINGAN BEBERAPA KARAKTERISTIK BIOFISIKAKIMIA

PERAIRAN TELUK JAKARTA DAN TELUK LAMPUNG" merupakan hasil karya saya sendiri yang dibi~nbing oleh Komisi Pembimbing (Dr. Ir. Ricliardus Kaswadji sebagai ketua, dan Dr. Is. Enan M. Adiwilaga sebagai anggota) dan belum penlah dipublikasikan. Data d a l a ~ n tesis ini merupakan hasil penelitian yang dikerjaka~l bersama dengan Pak Ario Dan~ar, MSi.; dosen IPB yang sedang penelitian di Indonesia dalam rangka studi S3 (Pi1.D. Research) di Universitas Cllristian Albrechts, Kiel, Jemman. Selnua data dan infonilasi yang diguliakan dalam tesis ini telah dinyatalcan secasa jelas dan dapat diperiksa kebenara~mya.

Bogor, Nope~nber 2002

PRODUKTIVITAS PRIMER FITOPLANKTON

DAN PERBANDINGAN BEBERAPA KARAKTERISTIK

BIOFISIKAKIMIA PERAIRAN TELUK JAKARTA

DAN

TELUK LAMPUNG

Oleh

:

AMRAN RONNY SYAM

Tesis

sebagai salah satu syarat untuk memperoleh gelar Magister Sains pada

Program Studi Ilmu Kelautan

PROGRAM PASCASARJANA

INSTITUT PERTANIAN BOGOR

Judul Tesis : Produktivitas Primer Fitoplankton Dan Perbandingan Beberapa Karakteristik Biofisikakimia Perairan Teluk Jakarta dan Teluk Lampung.

Nama : Amran Ronny Syam

NRP : 99612

Program Studi : Ilmu Kelautan (IKL)

Menyetuj ui,

1. Komisi Pembimbing

Dr. Ir. Richardus ~ a s w a d i i Ketua

Dr. Ir. Enan

M.

Adiwilaga Anggota

Mengetahui, _-

2. Ketua Program Studi Ilmu Kelautan

Dr. Ir. John

I.

Pariwono, M.Sc.

RIWAYAT HIDUP

Penulis dilahirkan di Makassar (Sulawesi Selatan) pada tanggal 11 Januari 1962, sebagai aliak kedua dari enam bersaudara dari Ayah yang bernama Mohamad Syam Marzuki. dan Ibu yang bemama Titing Tarliah.

Pendidikan yang telah ditempuh adalah lulus Sekolah Dasar Negeri Tiniawangko. Kabupaten Minahasa (Sulawesi Utara) pada tahun 1973; lulus Sekolah Teknik Negeri I1 Manado (Sula\vesi Utara) pada tahun 1976; lulus Sekolah Menengall Pembangunan Persiapan Anlbon (Maluku) pada tahun 1980; lulus Perguruan Tinggi pada Fakultas Perikanan, bidang studi Managemen Sumberdaya Perairan (MSP). Universitas Pattilnura Alnbon (Maluku) pada tahun 1987.

PRAKATA

Segala Puji dan Syukur Kehadirat Allah S.W.T. yang telah melimpahkan rah~nat dan karunia-Nya, sehingga penelitian dan penulisan tesis ini dapat diselesaikan. Fitoplankton adalah tumbuhan yang bersifat planktonik, dapat melakukan fotosintesis sel~ingga disebut sebagai organisme crzrtotr-of Fitopla~:kton memegang peranan penting dalarn piran~ida makanan baik di perairau tawar nlaupun di perairan laut sehingga keberadaannya sangat berarti bagi organisnle lain di seantero perairan. Hal ini mendorong penelitian-penelitian tentang fitoplankton tennasuk pengukuran produktivitas primer yang sangat penting pula dalam mengevaluasi suatu eliosistem perairan. Ljntuk itulah tesis ini mengangkat tema tersebut dengan judul PI-odukti\.itas primer fitoplankton dan perbandingan beberapa karakteristik biofisikakinlia perairan Teluk Jakarta dan Teluk Lampung. Selain itu, tesis ini juga merupakan syarat dalanl penyelesaian studi pada Program Pascasarjana IPB.

Pada kesenlpatan ini, penulis menyanlpaikan ucapan terinla kasih kepada: 1. ARM-II Poject yang ditangani oleh Badan Litbang Pertanian Jakarta yang telah

mendanai penulis selama studi Pascasarjana di IPB.

2. Bapak Dr. Ir. Richardus Kaswadji, M.Sc. (selaku ketua komisi pembimbing) dan Dr. Is. Enan M. A d i w i l a ~ a (selaku anggota komisi pembimbing) yang telah memberikan bimbingan dan arahan dalam penyusunan proposal dan penulisan tesis.

3. Bapak Dr. Ir. Tri Prartono, M.Sc. (selaku penguji luar komisi)

4. Bapak Ir. Ario Damar, M.Si. yang telah banyak meinbantu dalam perencanaan, penelitian, dan analisis data d a l a ~ n tesis ini.

5 . Bapak Ir. Febrian dari Badan Pengkajian dan Penerapan Teknologi (BPPT) Jakarta yang telah meminjamkan alat Insolarimeter (pengukur in-adiaizce).

6. Bapak Eddy Kanltosa dari Laboratorium Sumberdaya dan Energi (LSDE)-BPPT, Puspiptek, Serpong, Tanggerang yang telah n~emberikan data irradiaizce.

7. Bapak Is. Satrio dan Bapak Agus dari Laboratoriuln Sunlberdaya dan Hidrologi, Badan Tenaga Nuklir (BATAN) Jakarta yang telah membantu dalam analisis radio akti\.itas isotop

I4c

dengan peralatan Liqttitl Scilltillcltion Ar~uZvzer.

8. Ibu Aluna Marialla, Pak Yayat, dan Pak Heri dari Laboratorium Limnologi, Fakultas Perikanan dan Ilmu Kelautan-IPB, Bogor :~Iang telah lnembantu menganalisis Parameter Kimia dan Klorofil-a.

9. Rekan-rekan Mal~asiswa Program Studi Ilmu Kelautan PPs IPB angkatan tahun 1999 (terutama Arifin, MSi.; Abdul Razak, MSi, dan Supriyatno Widagdo) dan Maliasis\i.a Program S3 ( Is. Rasyid Ridha, M.Si., dan Ir. M. Hatta, M.Si.) yang memberikan saran dan kritikn~ra.

1 1 . Kcpala Balai Pengkajian Teknologi Pertanian Maluku (Drs. Sjahrul Bustaman, M.Sc.) dan rekan-rekan BPTP Maluku yang senantiasa mendorong untuk studi Pascasarjana.

12. Ayalianda dan Ibunda tercinta (Mohamad Syam dan Titing Tarliah) yang senantiasa mendoakan ananda.

13. Istriku tessayang (Rusmini) dan kedua anakku (Alif Masbayu Ardiansyali dan Amzal- Bhakti Ansliary) yang senantiasa setia mendampingi selama studi di IPB.

Akhirnya, penulis mengharapkan kritik dan saran dari berbagai piliak dalanl rangka pengembangan ilniiu dan teknologi terutama yang ~nenibahas tentang lial-lial sepel-ti dalam tesis ini di niasa aka11 datang. S e m o ~ a k a ~ y a ilmiah ini bermanfaat.

Amran Ronny Syam

DAFTAR

IS1

Halaman ... DAFTAR TABEL ... DAFTAR GAMBAR ... DAFTAR LAMPIRAN ... PENDAHULUAN ... Latar Belakang ... Perumusan Masalah ... ...

Tujuan Penelitian :

... Kegunaan Penelitian ... Hipotesa

...

TISJAUAN PUSTAKA

Siklus Bahan Pangan Organik di Laut

...

...

Produktivitas Primer

Beberapa Faktor Yang M e ~ ~ p e n g a r u h i Produksi Primer

...

...

Cahaya ... Pigmen Fotosintesis ... Kebutuhan Nutrien ... Regenerasi Nutrien ... GI-uzing ... AiIETODOLOGI ... Ternpat dan Waktu

... Prosedur Penganlbilan Data

...

Pengukuran Produktivitas Primer Fitoplankton

... Analisis Nutrien dan Klorofil-a

... Analisis Fitoplankton ... Prosediir Statistika xi ...

X l l l

IiASIL DAN PEMBAHASAN ...

HASIL ...

...

Keadaan Umum Perairan

...

La4iu Penyerapan

''c

( Curbon upiuke

?

oleh Fitoplanliton

Produktivitas Primer Fitoplankton ...

...

Kajian antar variabel biofisikakimia PTJ

Kajian antar stasiun di PTJ ...

...

Kajian antar variabel biofisikakimia PTL

...

Kajian antar stasiun di PTL

Perbandingan beberapa variabel biofisikakimia antar perairan teluk ..

PEMBAHASAN ...

...

Estimasi Produktivitas Primer Harian

...

Produktivitas Primer Tahunan

...

Variabel Pembeda Karakteristik Biofisikakimia Perairan

...

Konsentrasi Klorofil-a

...

Fitoplankton

...

Indeks Keanekaragaman. Keseragaman dan Dominansi

...

Derajad Keasaman (pH) dan beberapa Variabel Fisika

...

Beberapa Vanabel Biofisikakimia yang lain

KESnIPULAN D A S S.4RAN ... 78

DAFTAAR PUSTAKA ... 79

DAFTAR TABEL

...

1. Nilai produkticitas primer fitoplankton di berbagai tempat

2. Posisi lintang dan bujur pada stasiun-stasiun di perairan Teluk Jakarta dan Teluk Lampung ...

3. Beberapa parameter Biofisikakimia yang diukur selama penelitian . .

4. Matriks data model Analisis Komponen Utama (tanpa kolom grup)

... dan Analisis Faktorial Diskriminan (dengan kolom grup).

5a. Kajian variabel Biologi dalam Analisis Faktorial Diskriminan yang membedakan karakteristik antara perairan Teltlk Jakarta dan Teluk Lampung ...

5b. Kajian variabel Biologi dan Kimia dalam Analisis Faktorial Diskriminan yang membedakan karakteristik antara perairan Teluk ... Jakarta dan Teluk Lampung

5c. Kajian variabel Biolog dan Fisika dalam Analisis Faktorial Diskriminan yang membedakan karakteristik antara perairan Teluk Jakarta dan Teluk Lampung. ...

6a. Kajian nilai rata-rata berbagai variabel Biologi dari setiap grup (Perairan Teluk Jakarta dan Lampung) dalam Analisis Faktorial Diskriminan. ...

6b. Kajian nilai rata-rata berbagai variabel Biologi dan Kimia dari setiap g u p (Perairan Teluk Jakarta dan Lampung) dalam Analisis Faktorial Diskriminan. . . .

Halaman

Halaman 6c. Kajian nilai rata-rata berbagai variabel Biologi dan Fisika dari

setiap s u p (Perairan Teluk Jakarta clan Lampung) dalam Analisis

. . .

Faktorial D~skriminan. ...

7. Laju fotosintesis maksimum komunitas fitoplankton (Pmax dalam tngC mgchl-'

am-'),

kejenuhan cahaya (Ek dalam pmol photon m-" del-') dan piriameter kurva pertumbuhan lainnya (Fit. C dan slope)

serta kelimpahan genera fitoplankton yang dominan pada sampel tersebut dari perairan Teluk Jakarta dan Teluk Lampung selama 4 periode pengamatan. ...

8. Kisaran dan nilai rata-rata konsentrasi nitrat (NO3) dan fosfat (PO4), rasio N dan P pada stasiun yang terletak di luar Teluk Jakarta (J stn.L), bagian tengah teluk (J stn

T)

dan bagian dalam teluk (J stn

D);

rasio N dan P pada stasiun yang terletak di luar Teluk Lampung (L stn.L), bagian tengah teluk (L stn

T)

dan bagian dalam

DAFTAR GAMBAR

Kerangka Pendekatan Masalah ...

...

Suatu skema utama siklus bahan organik di laut (Tait, 198 1 )

Hubungan nilai rata-rata Produktivitas Primer Fitoplankton dan Intensitas Cahaya Matahari berdasarkan kedalaman di Perairan Teluk Hurun, Lampung (modifikasi dari Tarnbaru, 2000). ...

Kurva penurunan produksi primer kotor dan produksi primer

...

bersih sampai pada kedalaman kritis (Sumich, 1992)

Respon fotosintesis terhadap intensitas cahaya dari dua species fitoplankton yaitu Plankto~ziella sebagai Diatom (kurva a) dan Dinoplzysis sebagai Dinofla_gellata pada kurva b (Sumich, 1992). ..

Pola absorbsi cahaya berdasarkan panjang gelombang (nm) pada tiga pigrnen fotosintesis yaitu Phycoerythnn (dijumpai pada Rhodophyta dan Cyanobacteria), Fucoxanthin (dijurnpai pada Phaeophyta, Chrysophyta dan Dinophyta), dan Chlorophyll-a (Sumich, 1992). ...

Suatu sel fotosintesis sederhana yang menggambarkan kebutuhan kimiawi dan berbagai komponen sel penghasil (Sumich, 1992). ...

Suatu siklus sederhana nutnen di laut (Sumich, 1992). ...

Perubahan populasi Diatom dengan pemberian batasan (a) laju gruzing sama dengan laju pembelahan sel, (b) laju gruzing digandakan, dan

( c )

laju grazing ditingkatkan lima kali (Sumich,

1992). ...

Halaman

Halaman

10. Perubahan populasi secara umum pada species yang dimangsa (prey) dan pemangsa (predator) yang membentuk gelombang antara fase pertumbuhan populasi tak terbatas (garis penuh) dan

...

terbatas (garis putus-putus) (Sumich, 1992).

11. Stasiun pengamatan di Perairan Teluk Jakarta ...

12. Stasiun pengamatan di Perairan Teluk Lampung ...

13. Alat inkubator (Gambar A:

B,

dan C) yang digunakan dalam eksperimen curbon uptake dan alat untuk mengukur besarnya irrud~unce dari lampu TL yang digunakan (Gambar D: Solarimeter model Si-0 I TC dan Multimeter model Heles UX-33).

14. Kurva Hubungan antara Fotosintesis (Laju Penyerapan Karbon oleh Fitoplankton) dengan Energi Cahaya (Irradiance), Platt et a/. (1980). ...

15. Data curah hujan dan Irradiance tahun 2001 di Jakarta dan Lampung (sumber data dari BMG dan LSDE-BPPT-Puspiptek), dan suhu permukaan laut Teluk Jakarta tahun 1975 - 1979

. .

(Nontj 1, 1993). ...

16 a. Laju fotosintesis spesifik berdasarkan tingkat irradiance pada stasiun 1, 5, dan 10 (kun.a A, B, dan C) dari perairan Teluk Jakarta. ...

16 b. Laju fotosintesis spesifik berdasarkan tingkat irradiunce pada stasiun 4, 7, dan 11 (kuna

D,

E, dan

F)

dari perairan Teluk Lampung. ...

Halaman .

17b. Produktivitas primer kotor harian fitoplankton selama bulan Januan - Juni 2001 pada stasiun 4, 7, dan 11 (kurva D, E, dan F)

dari perairan Teluk Lampung. . . 42

18. Produktivitas primer fitoplankton tahunan dari perairan Teluk Jakarta ( stasiun I , 5 , dan 10) dan Teluk Lampung (stasiun 1 I , 7,

dan 4) yang diprediksi dari data produktivitas harian selama

...

periode danuan sid Juni 2001.

19. Grafik Analisis Komponen Utama beberapa variabel biofisikakimia perairan Teluk Jakarta selama 4 periode yang terdiri dari : (a) korelasi antar variabel pada sumbu 1 dan 2, (b) korelasi antar variabel pada sumbu 1 dan 3, (c) korelasi antar stasiun pada sumbu 1 dan 2, (d). korelasi antar stasiun pada

...

sulnbu 1 dan 3.

20. Grafik Analisis Komponen Utama berbagai variabel biofisikakimia perairan Teluk Jakarta dari nilai rata-rata selama 4 periode yang terdiri dari : (a) korelasi antar variabel pada sumbu 1 dan 2, (b) korelasi antar variabel pada sumbu 1 dan 3, (c) korelasi antar stasiun pada sumbu 1 dan 2, (d). korelasi antar stasiun pada sumbu 1 dan 3. ...

2 1. Grafik Analisis Komponen Utama beberapa variabel biofisikakimia perairan Teluk Lampung selama 4 periode yang terdiri dan : (a) korelasi antar variabel pada sumbu 1 dart 2, (b) korelasi antar variabel pada sumbu 1 dan 3, (c) korelasi antar stasiun pada sumbil 1 dan 2, (d). korelasi antar stasiun pada sumbu 1 dan 3. ...

Halaman 23. Fluktuasi nilai produktivitas primer fitoplankton (PPF), laju

fotosintesis maksimum klorofil-a ( ~'j,,,, ) dan genus fitoplankton yar.g dcminan dari perairan Teluk Jakarta pa& stasiun 1, 5 , dan 10 (a, b, c, dan d) dan Teluk Lampung pada stasiun 11, 7, dan 4 (e, f, g, dan h ) selama empat periode pengamatan (A = periode I , ...

B = periode 2, C = periode 3, dan D = periode 4). 5 9

24. Fluktuasi nilai produktivitas primer fitoplankton (PPF), laju fotosintesis maksimum klorofil-a ( pB,,, ), konsentrasi klorofil-a (Chl-a) dan kcnsentr;isi nutrien (NO;, NOz, XH+ P04,dan S O z ) dari perairan Teluk Jakarta pada stasiun 1, 5, dan 10 (a, b, c, dan d) dan Teluk Lampung pada stasiun 11, 7, dan 4 (e, f, g, dan h) selama empat periode pengamatan (A = periode 1, B = periode 2,

C = periode 3, dan D = periode 4). ... 60

25. Kuwa antara nilai pengukuran variabel produktivitas primer fitoplanhon (PPF dalam mgC m-' hari-I), konsentrasi klorofil-a (ChI dalam pg L-I), d m ni!ai pengukuran pH sex-ta variabel fisika [temperatur air ('C), salinitas (%), irradiance harian (watt m-2), dan pembacaan kedalaman keping secchi

(Sec

dalarn meter)] dari perairan Teluk Jakarta pada Stasiun 1, 5, dan 10 (a, b, dan c) dan Teluk Lampung pada Stasiun 4, 7, dan 11 (d, e, dan f ) selama empat periode pengamatan (A = periode 1, B = periode 2, C =

periode 3, dan D = periode 4). ... 6 1

26. Histogram nilai rata-rata hasil pengukuran klorofil-a, kelimpahan fitoplankton, temperatur air, salinitas, pH dan pembacaan kedaiaman keping secchi dari perairan Teluk Jakarta (a, b, dan c);

dan perairan Teluk Lampung (d, e, dan f ). ... 6 8

27. Histogram nilai rata-rata hasil pengukuran variabel nctrien (pmol L-') dari perairan Teluk Jakarta masing-masing adalah Nitrat dan Posfat (a), Nitrit dan Amonium ( b ): Total N dan Silikat (c); dari perairan Teluk Lampung masing-masing adalah Nitrat dan Posfat

( d ), Nitrit dan Amonium (e): Total N dan Silikat ( f ) yang diurut

D A F I A R LAMPIRAN

'

Ib.

I c .

I d .

Tahapan Analisis Nutrien dan Klorofil-a di Laboratorium.. ...

Dugan Irradiunce ( ~ l m ' ) per jam setiap hari berdasarkan Persen

..

Penyinaran Matahari pada bulan Januari - Juni 2001 di Jakarta.

Dugaan Irradiance

(w/rn2)

per jam setiap hari berdasarkan Intensitas Radiasi Matahari dalam dnrlle cm-' pada bulan Januan'

-

...

Jun: 2991 di Lampung

14

Data aktivitas C yang diserap oleh fitoplankton dan beberapa parameter lain yang mendukung perhitungan produktivitas primer

...

selarna 3 periode sampling dari perairan Teluk Jakarta.

Data aktivitas

14c

yang diserap oleh fitoplankton clan beberapa parameter lain yang mendukung perhitungan produktivitas primer ... selama 4 periode sampling dari perairan Teiuk Lampung.

Produktivitas primer kotor harian fitoplankton (mgC m-2 hari-'1 berdasarkan aplikasi Bio-opticul productivit), models dengan memanfaatkan karahqeristik kurva P-E pada stasiun 1 dari perairan Teluk Jakarta selama bulan Januari

-

Juni 2001. ...

Produktivitas primer kotor harian fitoplankton (mgC m-2 hari-') berdasarkan aplikasi Bio-optical productivity ~?iodels dengan memanfaatkan karakteristik kurva P-E pada stasiun 5 dari perairan

...

Teluk Jakarta selama bulan Januari - Juni 2001

Produktivitas primer kotor harian fitoplankton (mgC rn'%ari-'1 berdasarkan aplikasi Bio-optica! productn~ity nzodels dengan memanfaatkan karakteristik kurva P-E pada stasiun 10 dari

...

perairan Teluk Jakarta selama bulan Januari - Juni 2001.

Produktivitas primer kotor harian fitoplank-ton (mgC m-' hari-l) berdasarkan aplikasi Rlo-r,p.trcu/ prou'uctn~ry nlodels dengan memanfaatkan karakteristik kurva P-E pada stasiun 4 dari perairan

...

Teluk Lampung selama bulan Januari - Juni 2001.

Halaman

Produktivitas primer kotor harian fitoplankton (mgC rn-? hari-') berdasarkan aplikasi ~ 1 0 - 0 p f l ~ f ~ ~ procj11~1ivit-y mnde1.c. dengan memanfaatkan karakteristik kunra P-E pada stasiun 7 dari perairan Teluk Lampung selama bulan Januari - juni 2001. ... . .. . .. . .

Produktivitas primer kotor harian fitoplankton (mgC m-' hari") berdasarkan aplikasi Bzo-cp!~crrl prodz~c!i~:~h~ ~?zo~z'e/s densan mcmanfaatkan karaktcristik kuma P-E pada stasiun 11 dari perairan Teluk Lampung selama bulan Januari

-

Juni 2001. . .

Nilai pengukuran produktivitas primer fitoplankton, klorofil-a, fitoplankton (kelimpahan, jumlah species, indeks keragaman, keseragaman dan dominansi), kandungan nutrien (nitrat, nitrit, amonium, total N, posfat dan silikat), temperatur, salinitas, pH, pembacaan kedalaman kepingan secchi dan irradiance pada stasiun bagian dalam, tengah dan luar perairan Teluk Jakarta. . . .

Koordinat variabel, koefisien determinasi, koordinat individu (stasiun) dan kosinus kuadrat pada 3 sumbu utama dalam PCA terhadap 11 sampel dari 3 stasiun perairan Teluk Jakarta. . .. . . ..

Nilai pengukuran produktivitas primer fitoplankton, klorofil-a, fitoplankton (kelimpahan, jumlah species, indeks keragaman, keseragaman dan dominansi), kandungan nutrien (nitrat, nitrit, amonium, total N, posfat dan silikat), temperatur, salinitas, pH, pembacaan kedalaman kepingan secchi dan irradiance pada stasiun bagian dalam, tengah dan luar perairan Teluk Lampung. ..

Koordinat variabel, koefisien determinasi, koordinat individu (stasiun) dan kosinus kuadrat pada 3 sumbu utama dalam PCA terhadap nllai rata-rata dari 1 1 stasiun perairan Teluk Jakarta. . . .

Nilai pengukuran rata-rata klorofil-a, fitoplankton (kelimpahan, jumlah species, indeks keragaman, keseragaman dan dominansi), kandungan nutrien (nitrat, nitrit, amonium, total N, posfat dan silikat), temperatur, salinitas, pH, dan pembacaan kedalaman kepingan secchi pada 1 1 stasiun dari perairan Teluk Jakarta. . . Koordinat variabel, koefisien determinasi, koordinat individu (stasiun) dan kosinus kuadrat pada 3 sumbu utama dalam PCA terhadap 12 sampel dari 3 stasiun perairan Teluk Larnpung. . .

Halaman

Halaman

5g. Nilai pengukuran rata-rata klorofil-a, fitoplankton (kelimpahan, jumlah species, indeks keragaman, keseragaman dan dominansi), kandungan nutrien (nitrat, nitrit, amonium, total N, posfat dan silikat), temperatur, salinitas, pH, dan pembacaan kedalaman

kepingan seccizi pada 1 1 stasiun dari perairan Teluk Lampung. . . ₁₂₆

5h. Koordinat variabel, koefisien detenninasi, koordinat individu (stasiun) dan kosinus kuadrat pada 3 sumbu utama dalam PCA

terhadap nilai rata-r.ata dari 12 stasiun perairan Teluk Lampung.. . . ₁₂₇

5i. Dafiar kisaran nilai pengukuran berbagai parameter biofisikakimia perairan Teluk Jakarta dan Teluk Lampung selama 4 periode

PENDAHULUAN

Latar Belakang

Pangkal dari semua bentuk kehidupan dalam laut adalah kemampuan tumbuhan

hijau (misalnya fitoplankton) dalam menggunakan energi cahaya matahari untuk

mensintesa molekul-molekul organik yang ka\.a energi dari senyawa-senyawa

anorganik !,an2 proses tersebut dikenal sebasai htosintesa. Laju pembentukan

sen\.an.a-senya\va organik tersebut yans dilakukan oleh tumbuhan yang berklorofil

(terutama fitoplankton) disebut Produktivitas Primer. Jumlah seluruh bahan organik

yang terbentuk dalam proses produktivitas disebut Produkti\.ita.; Primer Kotor atau

Produksi Total, sedangkan sisa Produksi Primer Kotor setelah sebagian digunakan oleh

tumbuhan untuk respirasi disebut Produktivitas Primer Bersih dail keduanya dapat

dinyatakan dalam gC

m-'

thn.-' (Parson el a!.. 1984 : Nybakken. 1988 ; Nybakken.

1997) atau rngC nl-' thn.-'

till ma^

et a/.. 2000)

Peranan fitoplankton sebagai penghasil energi tersebut merupakan pangkal

kehidupan yans menggerakkan fungsi seluruh ekosistem perairan. Fitoplankton

sebagai tumbuhan hijau akuatik selain berperan dalam aliran energi rnembentuk

jaringan pakan juga berperan dalam pendauran hara dan pe~ighasil oksigen (0')

terbanyak yans dapat menunjang kehidupan biota di perairan tersebut. Dalam

piramida makanan fitoplankton berperan sebagai produsen primer yang mendukung

kehidupan organisme herbivora dan kar~ivora sebagai k o ~ s u m e n dalrrrl berbagai

jenjang trofik. sehingga kekayaan sumberdaya hayati di suatu perairan ditentukan oleh

Produktivitas primer memegang peranan penting dalam ekosistem perairan

karena adanya aktivitas fotosintesis fitoplankton, tetapi kondisi-kondisi kimia dan

fisika perairan tertentu mengakibatkan perbedaan-perbedaan besar baik dalam bentuk

maupun tingkat aktivitas fotosintesis maksimum. Salah satu faktor penting dalam

mempengaruhi produktivitas primer adalah pengayaan nutrien. Pengayaan nutrien di

perairan laut berpengaruh pada fitoplankton dan lingkungan akuatik. Sejumlah nutrien

rertentu memang dibutuhkan untuk proses asinlilasi sebagaimana metabolisme sel.

namun masukan nutrien yang berlebihan akan menyebabkan gangguan yang berlanjut

pada lingkungan perairan (Grahame. 1987). Pengayaan nutrien yang menyolok di

daerah pantai menyebabkan pensurangan penetrasi cahaya. hilangnya habitat akuatik,

ledakan alga yang berbahaya, penurunan kandungan oksigen terlarut. dan ha1 lain yang

berhubungan dengan dampa! sumberdaya kehidupan seperti komposisi jenis dan nilai

estetika kualitas perairan (Anderson. 1992; Rabalais. 1999). Beberapa penelitian

tentang pengaruh pengayaan nutrien yang ekstrim pada ekosistem pantai telah

dilakukan oleh Anderson (1987). Anderson (1992). Hilmpage er ul. (1994). Baker dan

Humpage ( 1 993) dan Hinga er ul.

<

1995) yang menunjukkan bahwa pengayaan nutrien

>-allg ekstrim menyebabkan eutrofikasi yang merupakan masalah polusi terbesar secara

global di estuari yang menyebabkan ledakan masal fitoplankton yang selanjutnya

sscara inten5if berakibat persiran menjadi urtoxic dan penurunan panen perikanan.

Pengaruh negatif dari pengayaan nutrien tersebut diperkirakan terjadi di

perairan Teluk Jakarta sedangkar, cli perairan Teluk Lampung belum meriunjukkar?

pengaruh tersebut (Pra-tono el ol.. 1999). Tzluk Lampung dan Teluk Jakarta

merupakan sebagian kawaspn teluk yang bernilai ekonomis dan secara ekologis

perairan berkualitas tinggi, perairannya relatif jernih dan tidak terpolusi serta memiliki

potensi tinggi dalam produksi perikanan. Sebaliknya, Teluk Jakarta diketahui sebagai

perairan tercemar tinggi yang sangat dipengaruhi oleh aktivitas kota di sepanjang garis

pantai. Teluk ini diperkirakan menerima masukan nutrien berupa air limbah,

sedikitnya dari 10 juta penduduk yang tinggal di kawasan tersebut. dan sumber

masukan lain yang berasai dari aktivitas pertanian dan industri (Anonymous. 1997;

Prartono et NI.. 1999).

Ka\vasan perairan kedua teluk tersebut merupakan tunlpuan penghidupan

sebagian masyarakat yang diharapkan terjaga kelestariannya. sementara kawasan itu

berfungsi juga sebagai contmon properties (terutama sebagai media transportasi

perhubclngan laut) yang dapat memberi kontribusi penurunan kualitas perairan.

Sehubungan dengan uraian sebelumnya dan masih diperlukannya berbagai informasi

kedua ka\vasan teluk itu, maka penelitian tentang kondisi lingkungan (berbagai

karakteristik fisika dan kimia perairan) dan produktivitas kedua perairan teluk tersebut

diperlukan dalam mengevaluasi kawasan pesisir dan lautan.

Perunlusan Masalah

Berbagai faktor lingkungan yang menya~gkut parameter biologi (produktivitas

primer, klorofl-e. dail komunitas fitoplaankton). kimia {nutrien. nitrat, nitrit,

amonium. fosht. dan silikat), dar, fisika (suhu. salinitas. kecerahan, dan Irradiance)

merupakan karakteristik yang dinamis dari suatu ekosistem perairan. Perubahan-

perubahan musim. masukan berbagai zzit buangan dari darat (antara lain limbah

perkotaan. industri dan pertanian) dapat mempengaruhi produktivitas perairan Teluk

perairan kedua teluk tersebut dan keterkaitan antar berbagai parameter biologi, kimia

dan fisika perairan tersebut. Adakah perbedaan karakteristik biofisikakimia kedua

perairan teluk itu yang berhubungan dengan perbedaan produktivitas perairan dan

karakteristik biofisikakimia apa saja yang signifikan membedakannya.

Kesulitan pengukuran langsung produktivitas primer secara spasio temporal

yang akurat merupakan nasala ah teknis yang sering dihadapi di lapang. blasalah

tersebut dapat didekati dengan aplikasi bio-optical pr-odzrctivity r?~odels \.ang didasari

oleh suatu hubungan fungsional antara fotosintesis (P) dan intensitas cahaya (E).

Parameter yang dikarakteristikkan oleh kunra P ~.ersza E sangat n>-ata terhadap

tluktuasi kondisi lingkungan perairan (Sakshaug et ul.. 1997).

Pengukuran produktivitas primer fitopladton selama ini lebih banyak

menggunakan metode oksigen yang didasari oleh pengukuran jumlah oksigen yang

dihasilkan dalam proses fotosintesis. Jika aktivitas fotosintesis rendah maka produksi

oksigen juga rendah sehingga terbentur pada masalah akurasi pengukuran kandungan

oksigen terlarut. Masalah ini dapat diatasi dengan pengukuran produktivitas primer

dengan metode penyerapan karbon

("c)

yang menekankan pada jumlah karbon yang

dimanfaatkan oleh organisme fitoplankton dalam proses fotosintesis sehingga aktivitas

fotosintesis yang sangat rendah sekalipun dapat dideteksi oleh metode ini, namun

n~etode yang terakhir ini membutuhkan biaya yang lebih mahal. Pengembangan

metode radiokarbon dalam penentuan produktivitas primer fitoplankton dapat

diiakukan dengan menggunakan inkubator buatan (Colijn dan Edlzr. 1999).

Perumusan masalah tersebut dapat digambarkan dalam bentuk kerangka

Ekologi Komunitas Fitoplankton

I

Faktor Abiotik

i i

Faktor Biotik

I

, ,

I

Cahaya Pennukaan

I

4

I

I

S d i n i t a

I

Suhu

*

/

1 Densitas I

L - - -

7 - - - I

1

~ - - - ~ - - - i

I Vertical Mixing i

I

Nutrien _{1 Herbivora 1}

I

L - - - A - - -

+

I

I

Kondisi

Perairan Teluk Jakarta

I

]

Produktivitas

]

I

I Primer

I

+

Kondisi

Produktivi tas

t - l

Keterangan : Komponen yg dikaji

+

Pengaruh

- - - _{Komponen yg tidak dikaji}

[image:181.605.77.477.94.740.2]

Tu,juan I'enclitian

Penelitian ini bertujuan:

( I ) Mengetahoi besarnya penyerapan "C oleh fitoplankton, yang selanjutnya akan

digunakan sebagai karakteristik kurva P-E untuk penentuan produktivitas prilner

perairan Teluk Jakarta dan Teluk Lamp~ing.

( 2 ) Menetapkan keterkaitan produktivitas primer dengan beberapa karakteristik

biofisikakimia perairan Teluk Jakarta dan Teluk Lampung.

( 3 ) Membandingkan produktivitas primer firoplankton dan beberapa karakteristik

biofisikakimia lingkungan antar kedua perairan teluk tersebut.

(4) Menentukan \,ariabel-variabel mana yang mengkarakteristikkan perbedaan kedua

perairan tersebut.

Kegunaan Penelitian

Hssil penelitian ini dapat bermanfaat dalarn pengembangan metode penyerapan

karbon

(I4c)

dan bio-optical prodzrctivitji lrlode1.s dalam penentuan produktivitas

prilner fitoplankton. Selain itu. data produktivitas primer. struktur kolnunitas plankton

dan kondisi linskungan perairan dapat lnenjadi bahan informasi kesuburan perairan

!.ang selaniutnya berguna d a l a n ~ penentuan kebijakan pengelolaan sunlberdaya

perairan sekitar Teluk Jakarta dan Teluk Lampung.

Hipotesa

Adan) a masukan nutrien dari darat berupa iimbah rumah tangga. industri. dan

psrtanian melalui berbagai nluara sungai ks perairan Teluk Jakarta lebih ban>.&

daripada perairan Teluk Lampung. maka produktixitas primer fitoplallkton perairan

TINJAUAN PUSTAKA

Siklus Bahan Pangan Organik di Laut

Dalam proses fotosintesis tumbuhan laut diperiukan bahan baku seperti air,

karbon dioksida dan bermacam-macam substansi lain seperti nutrien. rerutanla ion-ion

anorganik seperti Nitrat dan Posfat. Klorofil yang dikandung oleh tumbuhan tersebut

dsngan memanfaatkan energi caha!.a memungkinkan membentuk substansi sederhana

untiik mensintesa molekul organik kompleks. Hasil pembentukan tersebut merupakan

produksi primer yang peranannya sangat penting di lautan sebagai bahan sumber

makanan utama bagi hewan herbi~~ora. Sebagian besar dari produksi primer bersih di

lautan dibentuk oleh fitoplankton. meskipun alga-alga laut yang berukuran lebih besar

tumbuh di dasar perairan dangkal dapat memproduksi bahan pangan tersebut namun

hanya menyumbangkan relatif kecil terhadap total produksi di laut sebab mereka

terbatas penyebarannya (Tait, 198 1 ).

Konsumsi tumbuhan oleh hewan herbit.ora membentuk formasi jaringan hewan

jang disebut Produksi Sekunder menjadi makanan tingkat pertama untuk hewan

karnivora (Produksi Tertier) dan kemudian dimangsa oleh kamivora lain dan

seterusnya pemangsaan dapat terjadi pada tingkat trofik \.an? lobih tinggi (Gambar 2).

Tingkat suksesiv dari produksi jaringan makanan membentuk suatu seri Trophic level

dalam rantai makanan (jiood chuin). Hubungan antar tingkat trofik dapat lebih rumit

sebab beberapa komponen trofik memanfaatkan makanan dari berbagai tingkat trofik

dalam lingkaran rantai makanan yang saling berhubungan ~nembentuk suatu jaringan

disebabkan oleh beberapa ha!. sebagai contoh adalah.sebagian organisme yang berada

pada tingkat trofik tidak dimangsa oleh hewan tetapi mati dan diuraikan oleh proses

autolisis dan aktivitas bakteri. Akhirnya. hasil dari respirasi dan ekskresi organisme,

organisme yang mati dan dekomposisi. dan bahan-bahan organik diproses kembali

menjadi substansi sederhana yang dapat dimanfaatkan kembali oleh tumbuhan dalam

psoduksi primern>.a (Tait. 198 1 ).

[image:184.612.77.501.276.717.2]

Energy Caha).a

Produktivitas P r i m e r

Istilah produktivitas dan pernyataan laju produksi dapat digunakan secara

bergantian, bahkan bila istilah produksi digunakan untuk menyatakan jumlah bahan

organik yang dikumpulkan sehingga unsur waktu selalu sudah diperhitungkan

misalnya setahun (Odum. 197 1).

Berbagai nilai produktivitas primer fitoplankton yang diukur pada berbagai

lokasi disajikan pada Tabel 1.

Tabel 1. Nilai produkti~~itas primer fitoplankton di berbagai tempat

Lokasi

Estuari Tropis di India Selatan British Columbia Fjord

Perairar? Delta Upang, Sum-Sel. Perairan Pantai Bekasi :

*

Muara Sungai

*

2 -3 km dari muara ke arah laut

*

4 -5 km dari lnuara ke arah laut Teluk Hurun (Lampung)

Telirk Huri~n (Lampung)

Teluk Jakarta: dari dekat pantai ke arah laut (Okt. 1982

-

Sep. 1983).

*

Teluk Jakarta Stasiun A

* Teluk Jakarta Stasiun B

*

Teluk Jakarta Stasiun C

*

Teluk Jakarta Stasiun D

Busum \\'adden Sea (1995-1996) Oostersclielde ( 1980-1 990)

German Bight (1 994- 1996)

Bay of Morlais (1 979- 1980) Ems Dollard ( 1976- ! 980)

*

Irlrle;.

*

A,lidtr'le

*

Oufer-

Produktivitas Primer

I

Sumber

428 (gC in" thn.") 333 (gC m-' thn.-I) 344 (gC m" thn.")

140 (gC m-' thn.-I) 305 (gC m-' thn.-I)

Kas\vadji et al. (1993)

Tambaru (2000) Sunarto (200 1 )

2 16 (gC m" thn.-'1 175 (gC m-' thn.-I) 1 73 (gC 111-" tiin.-I)

72 (gC rn-' tlin.-I)

Ketera~igan : No. 1 - 7 : menggunakan metode oksigen

No. 8 - 12 : mengunakan metode isotop karbor~ 14 (

'"c)

Nontji. 1984

152 (gC 111-' thn.-I)

176 - 550 (gC m"

Tillmann el ul., 2000 Wersteyn and Kroln- thn.")

420 (gC 111'' thn.-I)

3 14 (gC rn-' tiin.-')

70 (gC m-' tlin.-I)

9 1 (gC ~ n " thn.-I) 283 (sC m-' thn.-I)

[image:185.605.80.499.331.744.2]

Beberapa Faktor Yang ~Mempengaruhi Produksi Primer

Sintesa materi organik oleh fitoplankton laut bergantung pada interaksi biotik

(biologis) dan kondisi abiotiknya. Jika nutrien. cahaya matahari. udara. dan parameter

lain vanrr.

-

diperlukan untuk pertumbuhan tidak dibatasi. maka pertumbuhan populasi

fitoplankton meningkat secara eksponensial. Di alam. populasi fitoplankton tidak

tumbuh berlanjut seperti itu karena mereka dikontrol oleh faktor lingkungan yang

terbatas (termasuk predator) atau ketersediaan bahan-bahan baku dalam jumlah yang

terbatas. Berbagai kondisi yang nenyebabkan terbatasnya tolsransi atau tidak

dipenuhinya bahan dasar yang diperlukan oleh organisme untuk pertumbuhan

populasinya disebut limiting .fictor. Populasi fitoplankton dibatasi oleh satu atau

kombinasi beberapa faktor yang menyebabkan tidak terpenuhinya pertumbuhan

eksponensia! itu. Faktor-faktor kendala yang utama bagi fitoplankton adalah cahaya,

keberadaan nutrien dan grazing herbivora. Beberapa kelompok fitoplankton di lautan

merespon secara berbeda berbagai kombinasi faktor-faktor tersebut. Pada umumnya.

Diatom dan Silikoflagellata dapat tumbuh pada intensitas cahaya rendah dan pada

perairan yang lebih dingin daripada jenis Dinoflagellata dan Coccolithophore. Akibat

kondisi ini. pertumbuhan berbagai kelompok itu cenderung melebihi dari yang lain.

Berikut ini aka11 diuraikan beberapa faktor pembatas tersebut.

Cahaya

Kebutuhan cahaya rnerupakan suatu batas fundamental distribusi seluruh

organisme fotosintesis. Untuk hidup, organism2 ini harus berada pada daerah lapisan

permukaan (zona fotis) sehingga energi matahari diperoleh lebih banyak untuk

menembus air laut, ha1 ini dipengaruhi oleh kondisi yang beragam yaitu penyerapan

cahaya di atmosfir, sudut datang sinar dengan permukaan laut, dan transparansi air.

Peningkatan jumlah energi di permukaan laut bergantung pada kondisi atmosfir seperti

debu, awan, waktu dan gas-gas yang mengabsorbsi. memantulkan. dan meneruskan

(transmisi) radiasi matahari yang datang.

Sebagian cahaya yang mele~vati atmosfir diretleksikan kembali ke angkasa oleh

pernlukaan laut. Di bawah permukaan laut' lebih banyak lagi energi cahaya yang

hilang melalui absorbsi. substansi yang terlarut. sedimen-sedimen Fang tersuspensi,

dan populasi plankton selanjutnya dapat mengurangi jumlah caha1.a untuk aktivitas

fotosintesis dan menyebabkan kedalaman penetrasi cahaya berbeda secara menyolok

antara perairan pantai dan oseanik.

Cahaya matahari. dalam lintasannya melewati atmosfir dan masuk ke laut juga

benibah secara kualitatif. Sinar matahari yang memiliki gelombang radiasi

etektromagnetik menembus atmosfir tiba di permukaan laut termasuk semua spektrum

warna yang tampak dari violet sampai merah. Setiap \varna dicirikan oleh suatu

kisaran panjang gelombang yang diukur d a l a n nanometer (nm). Dalam spektrum

r a d i s i elektromagnetik itu muiai dari sinar gamma (kurang dari 1 nm) sampai

gelombang radio (1 km) terdapat sebagian kecil spektrum yang dikenal sebagai sinar

b

tampak (visible lighl). Berkas sinar tersebui jika mele~vati sebuah prisma zkan terurai

komponen wamanya yang mempunyai panjang gelombang 380 - 760 nrn. Pigmen

fotosintesis dari autotrof juga merespan radiasi tan~pak tersebut untuk menyerap energi

dalam sistzm foiosir,tesis (Surnich. 1992). Air laut seczra cepat merubah karakteristik

Lvarna cahaya oleh penyerapan yang berbeda dari spektrum tampak. Umumnya

perairan tropis yang jernih, kebanyakan cahaya merah diserap pada lapisan di atas

10 m. Air laut yang jernih kebanyakan lebih transparan ke lapisan spektrum biru dan

hijau (450 sampai 550 nm), 10 % dari penetrasi cahaya biru menembus sampai pada

kedalaman 1 00 m. meskipun cahaya ini akhirnya diserap juga atau dihamburkan.

Penetrasi yang lebih besar dan pada akhimya penghamburan kembali cahaya

biru terhadap karakteristik Lvarna biru pada air laut tropis yang jernih. Perairan pantai

umumnya dijunlpai lebih keruh (turbid) yang menerima lebih besar masukan sedimen

tfrsuspensi dan substansi pigmen terlarut ?an? diperoleh dari aliran darat ( l m ~ d r z ~ n o f j .

Disini terdapat suatu penetrasi energi cahaya yang rclatif dalam bagi penetrasi warna

cahaya hijau. Di berbagai daerah pantai. cahaya hijau menurun sampai mencapai 1 %

dari intensitas permukaan pada kedalaman kurang dari 30 m. Efek kumulatif

perbedaan absorbsi dan penghamburan cahaya niatahari oleh air laut menurunkan

intensitas dan lebar spektrum cahaya di bauah permukaan laut.

Penelitian Tambaru (2000) mendapatkan hubungan nilai Produktivitas Primer

Fitoplankton (mgC m" jam-') dan Intensiias Matahari (lux) terhadap kedalan~an di

perairan Teluk Hurun. Lampung: yang menunjukkan inhibitor dengan nilai rata-rata

Produktivitas Primer Fitoplankton yang optimal 36.97 s/d 38.81 (mgC m-' jam-')

dengan Intensitas 3067 1 s/d 552 13 (lux) pada kedalaman 5 s/d 10 rr! (Gambar 3).

Pada beberapa keclalamzn intensitds caha:,.a h3mpir tidak ada sehingga tidak

terjadi fotosintesis. Icedalaman ini disebut batas dasar dari zona fotik dan bervariasi

dari kedalaman beberapa meter dari perairan pantai sampai lebih dari 200 m di laut

tropis . a n g jernih. Pada kedalaman dekat batas banah daerah (zona) fotik laju

fotosintesis seinibang dengan fotorespirasi sehingga tidak terdapat produksi primer

- - - -. - - - - . + Hubungan Produktivitas P r i m e r Fitoplankton dan Intensitas

!

Cahaya 1blatahat-i terhadap Kedalaman Perairan

10 I5

3 8

Kedalaman (rn)

-- -- - -

Ganlbar 3 . Hubungan nilai rata-rata Produktivitas Primer Fitoplankton dan Intensitas Cahaya Matahari berdasarkan kedalaman di Perairan Teluk Hurun, Lampung (modifikasi dari Tambaru. 2000).

Dalim botol t w a - Fotosintesis

(fotosintasis bexsih) (in arbitrary ur~its)

Ijaljm botol y b p :,. LB - DB

(fotosintesls 0 1 2 3 4 5 6

,

- hspirasi

-1,9 tumhuhan

= Produksi primer

- 1,7 _hersih

kotor +0,3 1,6

-0,2 C I , ~ kritis

/ {

I ;

F - - "Bottom ofphotic

- -0,7

zone"

8111

-

~ k f i s i t . J [image:189.605.77.500.372.703.2]

resplrasl

Kedalaman kritis diperkirakan sama dengan intensitas cahaya pada kedalaman yang

terjadi penurunan sampai pada tingkat 1 % dari intensitas cahaya pada lapisan

permukaan perairan. Pada perairan tropis yang jernih. kedalaman kritis sering terdapat

di ba\vah 100 meter sepanjang tahun. sedangkan di daerah lintang tinggi hanya

mencapai 30-50 m terutama pada saat pertengahan musin1 panas.

Fitoplankton dari. berbagai lingkungan yang berbeda terdapat pergeseran

derajad fotosintesis terhadap berbagai intensitas cahaya. Lagi pula. intensitas cahaya

yang jenuh bagi beberapa populasi fitoplankton berubah dengan berubahnya kondisi

lingkungan. Variasi kejenuhan intensitas cahaya yang dijumpai pada berbagai

kelompok fitoplankton seperti pada Gambar 5 menunjukkan bah\va Dinoflagellata

terlihat lebih mampu beradaptasi dengan intensitas cahaya dari pada Diatom, sehingga

kontribusi mereka terhadap total produksi primer lebih besar di daerah tropis maupun

di daerah subtropis.

0 1 2 3 4

!Mensitas cahaya

[image:190.605.78.507.64.831.2]

-

-

Cahaya terlebihan Cahaya jenuh

Pigmen Fotosintesis

Organel fotosintesis semua produser primer (kecuali Cyanobacteria) terletak

pada suatu c h l ~ ~ . ~ p l ~ s r s yang mengaktifkan fotosintesis. Dalam kloroplast (atau

dinding sel dari bakteria dan cyanobakteria) yang sistem pigmennya mengandung

klorofil dan beragam jumlah pigmen fotosintesis lainnya menyerap energi cahaya dan

merubahnya ke dalam bentuk energi kimia j.ang dapat digunakan oleh tumbuhan dan

organisme lain.

Respon yang e\~olusioner dari kelompok tumbuhan laut umumnya memberikan

potensi penyerapan cahaya dari klorofil dengan bantuan pigmen asesoris (tambahan).

Pigmen-pigmen ini menyerap energi cahaj~a melebihi kisaran panjang gelombang dan

kemudian memindahkan energi ke klorofil untuk awal reaksi cahaya. Pigmen asesoris

ini menyerap cahaya dari daerah spectral dinlana klorofil tidak terdapat. Gambar 6

mengilustrasikan efek komplementari klorofil-a dan pigmen asesoris seperti

,fircoscrnthin yang dijumpai pada alga coklat dan diatom. Fzrcoxanrhin menyerap

caha>.a terutama dari daerah spektrum biru-hijau. daerah dimana klorofil menyerap

a efektif. Dalan~ kombinasi. klorofil dan .frrcosunthin memungkinkan

pen!-srapan energi dari spektrum cahaya tampak. Kelompok pigmen asesoris lainnya.

pli~robilin.~ dijumpai pada alga merah dan cyanobacteria. Pigmen-pigmen ini

menerima penyerapan spektra seperti .firco.~nnrhin. Berbagai pigmen asesoris

n~ernungkinkan keiompok tumbuhan laut beradaptasi pada kondisi ketersediaan cahaya

JOO 600

Panjang Gelombang ( nm )

Ganlbar 6. Pola absorbsi cahaya berdasarkan panjang gelombang (nm) pada tiga pigmen fotosintesis yaitu Phycoerythrirz (dijumpai pada Rhodophyta dan Cyanobacteria), Fucoxa~~tlrin (dijumpai pada Phaeophyta, Chrysophyta dan Dinophyta), dan Chlorophyll-n (Sumich, 1992).

Kebutuhan Nutrien

Nutrien dibutuhkan oleh semua produser primer sedikit lebih kompleks dari

pada yang terkandung dalam persamaan umum fotosintesis seperti di bawah ini:

6 C 0 2 + 6 H 2 0 + C 6 H 1 2 0 6 + 6 0 2

Dalam membangun pertumbuhan dan mempertahankan sel-sel hidup diperlukan bahan

orsanik lain lebih dari sekedar air dan karbondioksida saja.

Bahan organik umumnya dipakai sebagai istilah kolektif untuk sintesa biologis

senyawa yang rnengandung C, H, dan biasanya 0, sejumlah sedikit N (nitrogen) dan P

(phosphorz4s), dan truce vitamin serta elemen lain yang diperlukan untuk hidup.

Proiein, karbohidrat, dan lemak uinumnya terdapat dalam bentuk senyawa organik

dalam rasio yang beragam. Gambar 7 merupakan rinzkasan secara umum kebutuhan

nutrien pada sel fotosintesis.

Gambar 7. Suatu sel fotosintesis sederhana yanz menggambarkan kebutuhan kimiawi dan berbagai komponen sel penghasil (Sumich, 1992).

Analisis elemen dinding sel fitoplankton yang dikultur tumbuh diba~vah

berbagai kondisi cahaya diperoleh suatu perkiraan rasio atom rata-rata 110 C : 230

H

:

7 5 0 : 16

N

: 1 P (Sumich. 1992). Karbon. Hidrogen dan Oksigen banyak diperoleh

dari karbonat ( ~ 0 ; ' ~ ) atau ion-ion bikarbonat (HC0;-) dan air (HzO). Nitrogen sedikit

lebih tanyak kebeladaannya di air lar~t sebagai nitrat ( ~ 0 3 ' ~ ) . dengan sejumlah sedikit

nitrit (NOz-) dan amonium (NH4"l. Konsentrasi tinggi molekui nitrogen ( N 2 ) yang 78

[image:193.614.94.455.199.454.2]

organisme laut tidak dilengkapi oleh nletabolisme untuk memanfaatkan sumber N

tersebut. tetapi mereka menyumbangkan sebagian substansi total N yang digunakan

oleh fitoplankton dalam penipisan nitrogen di laut.

Keberadaan fosfor dalam bentuk fosfat ( ~ 0 4 " ) kurang melimpah di air laut dari

pada nitrat. meskipun diperlukan sedikit namun secara biologis merupakan kebutuhan

kritis (dalam sintesa ATP dan membran sel). Rasio psnggunaan

N

dan P dalam air laut

nlendekati rasio 16

N

: 1 P dl-jumpai dalam kehidupan ssl-sel produser primer lautan.

Selain itu. kebutuhan elemen-elemen nutrien autotrof laut dalam jumlah sedikit

vang disebut tl-crce elenlents adalah besi, mangan. kobalt. zinc. tembaga. dan lain

sebagainya. Vitamin juga diperlukan dalam perturnbuhan dan reproduksi produser

primer. Beberapa species diatom sebagai contoh membutuhkan \.itamin B12 dalam

jumlah lebih selama penlbentukan atrsospore dari pada selain dari fase tersebut.

Beberapa vitamin dapat disintesis sendiri, sedangkan yang lainnya hams diperoleh dari

bakteri yang hidup bebas menyediakan vitaminnya dan vitamin kritis lainnya yang

tidak dapat disintesis oleh tumbuhan tersebut.

Regenerasi Nutrien

Sejumlah biomassa ysng dihasilkan oleh fotosintssis tumbuhan laut senantiasa

dikonsumsi oleh herbivora untuk dikembaliitan ke berbagai herbivorz lain atau dalam

bentuk buangan fases. Pada sisi lain partikel tersebut bergabung dan secara cepat

terko!onisasi oleh Sakteria dan tenggelam seperti nzcrritle snow ke kedaiaman di bawah

daerah fotik. Nutrien yang lair, dihasilkan sebagai buangan urea dan arnonia yang

awal digunakan untuk menghasilkan sel-sel fitoplankton atau tumbuhan ' laut

tergantung dari respirasi konsumer dan pada dekomposisi bahan organik oleh bakteri

dan fungi yang hidup di kolom air dan di dasar perairan.

Kesiatan bakteri mendekomposisi bahan organik dan dikembalikan dalam

bentuk fospat. nitrat. dan nutrien lain ke air laut daiam bentuk anorganik yang dapat

disunakan ken~baii oleh produser primer. Bakteri jusa menyerap senyawa organik

terlarut dari air laut dan dikonxrersi ke dalam sel-sel hidup yang dapat nlenjadi sumber

makanan tanlbahan berbagai hewan bantik dan planktonik kecil (Gambar 8).

Gfazing

\

Zooplankton

\

E<riitsi dan organisme

\

[image:195.605.72.474.42.787.2]

Grcrziltg

Hubungan timbal balik antartrofik fitoplankton dan herbivora kecil (umumnya

zooplankton dan ikan kecil) dapat menjadi rumit. Grazing dapat menurunkan standing

ci-012 dan kadangkala produktivitas suatu populasi fitoplankton. Kemampuan

zooplankton herbivora secara cepat menurunkan populasi fitoplankton seperti

ditunjukkan pada Gambar 9. Dalam suatu eksperimen kondisi awal suatu populasi

fitoplankton yang berkepadatan 1 juta sel per liter dan dihasilkan setiap hari, suatu

populasi herbi\.ora dengan kepadatan yang diatur untuk suatu grazing rate yang

menunjukkan populasi fitoplankton konstan. Ketika kepadatan populasi zooplankton

digandakan maka populasi fitoplankton menurun menjadi 27.000 sel dalam 5 hari.

Pada suatu kepadatan lima kali dari yang diperlukan pada saat populasi fitoplankton

konstan, zooplankton menurunkan fitoplankton sampai kepadatan 24 sel per liter

[image:196.611.51.504.105.801.2]

dalam 3 hari dari kultur yang dibuat untuk 5 hari.

Secara ideal laju yruzing akan dapat nlempengaruhi produktivitas primer pada

suatu keseimbangan populasi produser dan konsumer. Laju fotosintesis membatasi

ukuran rata-rata populasi hewan dan dalam waktu yang sangat singkat terjadi fluktuasi

kedua populasi fitoplankton dan populasi gruzer. Pada pemberian makanan yang

melimpah. grurer tumbuh dengan cepat (Gambar 10). kelebihan grazing menurunkan

populasi fitoplankton dan kemampuan fotosintzsis yang menyetabkan berkurangnya

makanan. starvasi, dan berakibat penurunan populasi herbivora. Pada saat intensitas

,or-uring menurun setelah populasi herbivora menurun. populasi fitoplankton mulai

tumbuh kembali. meningkatkan ukurannya dan berada pada suatu kehidupan sumber

makanan !.ang melimpah menyebabkan siklus akval terulang kembali. Hal tersebut

dapat menyerupai gelombang populasi yang dapat terjadi pada berbagai tingkat trofik

jaringan makanan.

Prey

Predator

\ i

-__---

-

[image:197.609.74.493.37.789.2]

BAHAN

DAN

METODE

I'enelitian ini menggunakan pendekatan komparativ (conzpararive ecology)

yaitu perbandingan antara ekosiste~n pantai yang berbeda untuk melihat apakah

produksi primer d a l a n ~ sisteln itu berhubungan dengan beberapa variabel li~lgkungan

hidrologis yang salah sat11 diantaranya adalah masukan nutrien.

Tempat dan FVaktu

Studi komparati\. ini dilakukan di perairan Teluk Jakarta yang mewakili

ekosistem perairan pantai yang nlendapat rnasukan nutrien tinggi dari darat

(Anonyn~ous. 1997) dan Teluk Larnpung yang mewakili ekosistem perairan pantai

yang mendapat masukan nutrien rendah dari darat (Prartono et nl., 1999).

Penganlbilan data pada perairan Teluk Jakarta ditetapkan sebanyak 11 stasiun

pengamatan. sedangkan pada perairan Teluk Lampung ditetapkan sebanyak 12 stasiun

pengamatan (Gambar 1 1 dan 12 serta Tabel 2.).

Posisi Stasiun 1 1 . 3. 2. dan 1 cenderung mengarah ke laut secara tegak lurus

dari muara sungai Angke dan berada pada bagian barat dari Teluk Jakarta: Stasiun 6. 5

dan 4 cenderung tegak lurus mengarah ke laut dari Tan-jung Priuk dan berada pada

bagian tengall Teluk Jakarta: dan Stasiun 10. 9. 8, dan 7 juga cenderung ke arah laut

secara tegak lurus dari muara sungai Marunda dan berada pada bagian tinlur Teluk

Jakarta. Posisi stasiun-stasiun di Perairan Teluk Lanlpung nlulai dari dalaln teluk ke