KARAKTERISTIK FISIK-KIMIA SEDIMEN DI TELUK
KAPING BALI: HUBUNGANNYA DENGAN KOMPOSISI DAN
KELIMPAHAN BAKTERI
GEDE IWAN SETIABUDI
SEKOLAH PASCA SARJANA
INSTITUT PERTANIAN BOGOR
2
PERNYATAAN MENGENAI TESIS DAN SUMBER
INFORMASI
Dengan ini saya menyatakan bahwa tesis Karakteristik Fisik-Kimia Sedimen di Teluk Kaping Bali: Hubungannya dengan Komposisi dan Kelimpahan Bakteri adalah karya saya sendiri dan belum diajukan dalam bentuk apapun kepada perguruan tinggi mana pun. Sumber informasi yang berasal atau kutipan dari karya yang diterbitkan maupun yang tidak diterbitkan dari penulis lain telah disebutkan dalam teks dan dicantumkan dalam Daftar Pustaka di bagian akhir tesis ini.
Bogor, Mei 2007
3
ABSTRACT
GEDE IWAN SETIABUDI. Physico-Chemical Characteristic of Sediment in Teluk Kaping, Bali: It’s Correlation with Bacterial Composition and Abundance. Supervised by RICHARDUS KASWADJI and ADI HANAFI.
The objectives of this study were to determine the physico-chemical of the sediment in Teluk Kaping Bali., which is has closed topography and has been utilized for intensive Mari culture activities. Those activities influence the environmental condition. Samples (sediment) in this study came from 16 observation sites. Sediment has a stable characteristic. Its condition could be pointed by the physico-chemical characteristic and the bacterial composition and abundance. Physico-chemical characteristics of the sediment were analyzed using Correlation and Principal Component Analysis, whilst its impact to bacterial composition and abundance were determined using the Multiple Regression. Those analyses were using Minitab 2003 13.2 Version. The physical characteristics showed that the sediment were dominated by sand and clay fraction, meanwhile in the coast area there was also found silt fraction. The pH was alkaline (7.9-8.6). It also has reductive condition, with redox potential between -242.90 mV s/d -56.50 mV. The interstitial water (IW) was 28.85 – 60.49%. Total carbon was (C) 0.13 – 21.6%, nitrogen (N) 0.04 – 0.19%, and phosphor (P) 0.0004 – 0.003%. The C/N/P ratio has a high value, also the C/N ratio has a high value in the sediment, with high ratio variety. C/P ratio variety was higher than the C/N and N/P ratios. Identified bacteria from heterotrophic group, such as Enterobacter spp., Bacillus spp., and Pseudomonas sp., and nitrified bacteria (Nitrosomonas sp., Nitrosococcus sp., and Nitrobacter sp.) were dominantly found in the sediment. Meanwhile, there were also a small number of other identified bacteria from the Enterobacteriaceae group, such as Escherichia coli and Klebsiella sp. Bacillus spp. has the highest abundance, which is almost 60% of total identified bacteria abundance. Heterotrophic bacteria were more dominant than the nitrified bacteria in the sediment. This is related to the ability of the heterotrophic bacteria to utilyze different of nutritional sources, efficiently. It also has a broad environmental tolerancy. Statistical analyses pointed out that the physico-chemical charateristics has unsignificant correlation to the bacterial composition and abundance in Teluk Kaping sediment. This is caused by the characteristic of each bacterium that has an ability and special survival mechanism from limited nutrition and poor environmental condition.
4
KARAKTERISTIK FISIK-KIMIA SEDIMEN DI
TELUK KAPING BALI: HUBUNGANNYA DENGAN
KOMPOSISI DAN KELIMPAHAN BAKTERI
GEDE IWAN SETIABUDI
Tesis
sebagai salah satu syarat untuk memperoleh gelar Magister Sains pada
Departemen Ilmu dan Teknologi Kelautan
SEKOLAH PASCA SARJANA
INSTITUT PERTANIAN BOGOR
5
Judul Tesis : Karakteristik Fisik-Kimia Sedimen di Teluk Kaping Bali: Hubungannya dengan Komposisi dan Kelimpahan Bakteri.
Nama : Gede Iwan Setiabudi NIM : C651040071
Disetujui
Komisi Pembimbing
Dr. Ir. Richardus Kaswadji, M.Sc Ketua
Dr. Adi Hanafi, M.Sc Anggota
Diketahui
Ketua Program Studi Ilmu Kelautan
Dekan Sekolah Pascasarjana
Dr. Ir. Djisman Manurung, M.Sc Prof. Dr. Ir. Khairil A. Notodiputro, MS
6
PRAKATA
Puji dan syukur penulis panjatkan kepada Tuhan Yang Maha Esa atas segala karunia-Nya sehingga karya ilmiah ini berhasil diselesaikan. Tema yang dipilih dalam penelitian yang dilaksanakan sejak bulan Nopember 2005 ialah KARAKTERISTIK FISIK-KIMIA SEDIMEN DI TELUK KAPING BALI: HUBUNGANNYA DENGAN KOMPOSISI DAN KELIMPAHAN BAKTERI.
Terima kasih penulis ucapkan kepada Bapak Dr. R. Kaswadji, M.Sc dan Bapak Dr. Adi Hanafi, M.Sc selaku pembimbing, serta Bapak Prof. Dr. Ir. Harpasis S. Sanusi atas diskusinya. Kepada bapak Sutikno atas segala saran dan masukannya. Di samping itu, penghargaan penulis sampaikan kepada staf Laboratorium Lingkungan dan Kimia Balai Besar Riset Perikanan Budidaya Laut Gondol-Bali, serta laboran Laboratorium Mikrobiologi Biologi IPB, yang telah membantu dalam pengumpulan dan analisis sampel penelitian. Rektor Universitas Panji Sakti Singaraja atas segala dukungannya. Bapak Prof. Bawa Atmaja sekeluarga atas segala dukungannya. Ungkapan terima kasih juga disampaikan kepada bapak, ibu, adik, serta seluruh keluarga, atas segala doa dan kasih sayangnya.
Semoga karya ilmiah ini bermanfaat.
Bogor, Mei 2007
7
RIWAYAT HIDUP
Penulis dilahirkan di Cempaga pada tanggal 18 Mei 1980 dari bapak Made Merta dan ibu Luh Mareni. Penulis merupakan putra pertama dari dua bersaudara. Tahun 1998 penulis lulus dari SMU Negeri 2 Singaraja. Pendidikan sarjana ditempuh di Jurusan Pendidikan Biologi, Fakultas Pendidikan Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam IKIP Negeri Singaraja, lulus pada tahun 2003. Pada tahun 2004, penulis diterima di Program Studi Ilmu Kelautan pada Program Pascasarjana IPB.
8 Pengaruh Karakteristik Sedimen Teluk Kaping Terhadap Komposisi
9
DAFTAR GAMBAR
Halaman
1. Peta budidaya di Teluk Kaping ... 3
2. Kerangka pendekatan masalah ... 6
3. Segitiga Millar ... 13
4. Stratifikasi sedimen berdasarkan kedalaman dan kandungan senyawa-senyawa kimia pada setiap kedalaman ... 18
5. Model aliran nitrogen di alam ... 19
6. Konsentrasi fosfor pada kolom air berdasarkan kedalaman ... 20
7. Konsentrasi fosfor dalam sedimen ... 22
8. Teluk Kaping ... 30
9. Titik lokasi sampling ... 31
10. Bagan alir penelitian ... 34
11. Persentase fraksi sedimen Teluk Kaping ... 36
12. Kedalaman, kecerahan, dan persentase kecerahan berdasarkan kedalaman perairan ... 37 13. Nilai pH di sedimen Teluk Kaping ... 38
14. Nilai redoks potensial di sedimen Teluk Kaping ... 39
15. Konsentrasi IW di sedimen Teluk Kaping ... 39
16. Konsentrasi total karbon organik (C-org) di sedimen Teluk Kaping .. 40
17. Konsentrasi total nitrogen (N) di sedimen Teluk Kaping ... 40
18. Konsentrasi total fosfor (P) di sedimen Teluk Kaping ... 40
19. Kelimpahan bakteri Enterobacter spp ... 42
20. Kelimpahan bakteri Bacillus spp ... 43
21. Kelimpahan bakteri Pseudomonas sp ... 43
10
23. Kelimpahan bakteri Nitrosococcus sp ... 44 24. Kelimpahan bakteri Nitrobacter sp ... 44 25. Sebaran stasiun berdasarkan pengaruh parameter fisik kimia sedimen
... 46
26. Korelasi dan sebaran data parameter fisik-kimia sedimen ... 47
27. Alur analisis data ... 50
28. Perbandingan Enterobacter spp. di stasiun yang tidak teridentifikasi
dengan bakteri lain di stasiun yang sama ... 63
29. Perbandingan kelimpahan Nitrosomonas sp. dan Nitrosococcus sp. di
11
DAFTAR TABEL
Halaman
1. Klasifikasi dan ukuran sedimen berdasarkan skala Wentworth ... 10
2. Kategori ukuran partikel sedimen menurut USDA ... 12
3. Kategori ukuran partikel sedimen menurut ISSS ... 12
4. Persentase mikroorganisme di ekosistem laut ... 24
5. Parameter fisik Teluk Kaping ... 35
6. Persentase fraksi dan tekstur sedimen masing-masing stasiun ... 37
7. Rasio karbon, nitrogen, dan fosfor di sedimen Teluk Kaping ... 41
8. Perbandingan jumlah bakteri di sedimen Teluk Kaping ... 45
9. Analisis korelasi antar parameter sedimen ... 45
10. Akar ciri komponen utama ... 46
11. Matriks korelasi antara parameter dan komponen utama ... 46
12. Pengaruh karakteristik fisik-kimia terhadap komposisi dan kelimpahan bakteri ……….……… 48
13. Analisis regresi komponen utama untuk hubungan karakteristik fisik-kimia sedimen di Teluk Kaping ... 49
14. Korelasi antara parameter fisik-kimia dengan komposisi dan kelimpahan bakteri ... 49
15. Sebaran kelimpahan bakteri setiap stasiun pengamatan ... 61
16. Bakteri di sedimen Teluk Kaping ... 62
12
DAFTAR LAMPIRAN
Halaman
1. Kumpulan data penelitian sedimen di Teluk Kaping 2005 ... 86
2. Perhitungan komponen utama ...……….. 88
3. Analisis regresi ... 92
4. Kontur sebaran bakteri di sedimen Teluk kaping ... 95
5. Genus bakteri di sedimen Teluk Kaping ... 98
13
PENDAHULUAN
Latar Belakang
Perkembangan pemanfaatan wilayah laut terutama kawasan pesisir meningkat terutama untuk budidaya perikanan di Indonesia, hal itu mengakibatkan terjadi perluasan wilayah pemanfaatan intensif kawasan pesisir. Pemanfaatan tersebut selain oleh lembaga riset juga dilakukan oleh masyarakat sekitar. Fenomena yang kemudian muncul sebagai akibat pengembangan tersebut adalah banyak buangan limbah yang merupakan residu dari sisa-sisa budidaya, baik dalam bentuk bahan-bahan organik maupun bahan anorganik. Bahan-bahan tersebut di perairan sebagian besar mempengaruhi kualitas perairan yang ada di sekitarnya. Kualitas perairan yang baik adalah syarat utama untuk keberhasilan pemanfaatan terutama budidaya. Kegiatan budidaya di laut memiliki lima interaksi dengan lingkungannya, yaitu pertama masukan bahan-bahan sisa dari kegiatan dan interaksinya dengan lingkungan alaminya; kedua efek samping limbah yang berupa obat-obatan dan bahan kimia; ketiga kontaminasi organisme patogen pada kegiatan budidaya dan organisme yang ada di sekitarnya; keempat lepasnya organisme budidaya dan efeknya pada populasi di lingkungan alami; dan kelima ketersediaan pakan, termasuk kegiatan penelitian dan pakan tambahan
(SECRU 2002)
Kualitas air yang baik akan meningkatkan dan mempertahankan kelangsungan kondisi ekosistem itu sendiri termasuk usaha budidaya. Untuk mempertahankan kualitas air yang baik maka harus diketahui indikator-indikator yang mempengaruhi perubahannya. Perubahan faktor-faktor yang berpengaruh pada perairan dapat dijadikan indikator untuk mengambil tindakan awal mempertahankan usaha budidaya dan lingkungan di sekitarnya.
14
perubahan iklim dan musim akan menghasilkan data yang berbeda pada kolom air. Nilainya menjadi sangat tergantung pada waktu pengambilan sampel, perbedaan waktu pengambilan menghasilkan data yang berbeda.
Sedimen yang merupakan penampung akhir dari proses yang berlangsung pada ekosistem perairan laut. Bahan-bahan yang masuk ke dalam ekosistem perairan laut mengalami berbagai proses baik fisik, kimia maupun biologi. Proses awal terjadi dalam kolom air, setelah proses-proses tersebut jenuh maka terjadi pengendapan ke sedimen. Kondisi fisik sedimen relatif stabil sehingga memungkinkan data yang dihasilkan tidak terlalu jauh berbeda, selain itu juga tidak terlalu terpengaruh oleh perubahan-perubahan iklim dan musim (Chester 1990; Millero dan Sohn 1992). Sifat sedimen yang relatif stabil menyebabkan kandungan bahan-bahan kimia di dalamnya tidak banyak mengalami perubahan oleh proses pencucian oleh pergerakan air. Topografi juga sangat mempengaruhi kestabilan kondisi di sedimen. Wilayah yang tertutup atau mempunyai penghalang baik alami maupun buatan mendukung kestabilan komposisi sedimen.
Usaha budidaya utama di Teluk Kaping adalah Keramba jaring Apung (KJA), jumlahnya cukup banyak dan umumnya diusahakan secara intensif. Usaha tersebut kebanyakan dijalankan oleh masyarakat dengan dukungan modal dari beberapa pengusaha dari luar kawasan. Selain itu ada usaha lain yang juga
memanfaatkan kawasan teluk, yaitu budidaya rumput laut, keramba jaring apung untuk kerang mutiara, karang hias, dan keramba tancap atau pen culture (Hanafi 2004).
15
lingkungan akan berubah seiring dengan semakin tingginya intensifitas pemanfaatan kawasan Teluk Kaping.
Gambar 1 Peta budidaya di Teluk Kaping.
Teluk Kaping memiliki topografi relatif tertutup dengan keberadaan gosong pasir dan gosong karang. Keadaan seperti tersebut menyebabkan pergerakan sedimen tidak terlalu aktif. Teluk ini juga merupakan wilayah pemanfaatan yang aktif antara lain kegiatan berbagai macam jenis budidaya dan kegiatan penunjang lainnya. Kondisi tersebut menyebabkan rentan terhadap perubahan kualitas lingkungan. Di sisi lain kualitas lingkungan yang baik merupakan syarat penting untuk mendukung kegiatan masyarakat di sekitar terutama usaha budidaya. Untuk mengetahui kondisi lingkungan Teluk Kaping maka akan dikaji kondisi sedimennya, sebagai indikator untuk mengetahui keadaan ekosistem teluk. Parameter yang diteliti meliputi komposisi dan kelimpahan bakteri-bakteri indikator yang ada pada kondisi-kondisi fisik kimia sedimen yang berbeda.
0,5 0 0,5
16
Rumusan Masalah
Teluk Kaping diperuntukkan bagi budidaya khususnya keramba jaring apung (KJA) dan beberapa jenis budidaya. Akibatnya masuknya bahan-bahan sisa pakan dan feses dari ikan, selain juga dari aktivitas manusia yang berada di sekitar teluk. Bahan sisa itu bisa dalam berbagai berbentuk. Pengukuran yang dilakukan dalam penelitian ini lebih menekankan pada keberadaan senyawa karbon organik (C-org), nitrogen (N), dan fosfor (P). Kemampuan bakteri memanfaatkan sumber C, N dan P sebagai sumber nutrisi di ekosistem perairan mestinya berimplikasi pada adanya korelasi yang positif antara konsentrasi C, N dan P dengan komposisi dan kelimpahan bakteri. Pengaruh parameter fisik-kimia sedimen terhadap komposisi dan kelimpahan bakteri di sedimen. Masalah yang timbul yaitu pertama, bagaimanakah karakteristik fisik-kimia sedimen Teluk Kaping; kedua, bagaimanakah komposisi dan kelimpahan bakteri di daerah Teluk Kaping; dan ketiga, bagaimanakah pengaruh kondisi fisik-kimia sedimen terhadap komposisi dan kelimpahan bakteri di daerah Teluk Kaping.
Tujuan Penelitian
Penelitian ini dilakukan untuk mengetahui kondisi sedimen Teluk Kaping. Parameter yang digunakan ialah karakteristik fisik-kimia sedimen di kawasan
Teluk Kaping Bali dan hubungannya dengan komposisi dan kelimpahan bakteri.
Hasil Penelitian
Hasil yang diharapkan dalam penelitian ini adalah data dan informasi mengenai karakteristik fisik-kimia, data dan informasi berupa komposisi maupun kelimpahan bakteri, serta hubungan karakteristik fisik-kimia dengan komposisi dan kelimpahan bakteri.
Kerangka Pendekatan Masalah
17
sedimen. Hampir semua aktivitas masyarakat di kawasan teluk memberikan kontribusi yang tinggi pada perubahan-perubahan tersebut.
18
6 Gambar 2 Kerangka pendekatan masalah.
TINJAUAN PUSTAKA
Teluk adalah suatu kawasan laut yang menjorok ke daratan dan merupakan salah satu bagian integral dari ekosistem pesisir (Day et al. 1989). Ekosistem ini memiliki karakteristik unik akibat interaksi air laut, air tawar, daratan, dan atmosfer. Parameter lingkungannya bersifat komplek dan dinamis. Castro dan Huber (2005) menyatakan ada beberapa tipe kawasan pesisir yaitu coastal plain estuaries, bar-built estuary, dan tectonic estuaries. Teluk dapat berupa bar-built estuaries. Teluk pada setiap lokasi memiliki karakteristik lingkungan yang khas, sesuai dengan bentuk dan topografinya. Teluk berdasarkan letaknya dapat dibedakan menjadi dua yaitu teluk yang tertutup dan teluk yang terbuka. Teluk yang terbuka memiliki topografi yang berhadapan langsung dengan laut terbuka. Ukuran teluk seperti tersebut biasanya besar, seperti Teluk Jakarta. Teluk tertutup biasanya ukurannya kecil dan tertutup oleh gugusan pulau, gosong karang, dan
atau gosong pasir yang terbentuk sebagai akibat aktivitas hidrooseanografi.
Karakteristik Umum Sedimen Kawasan Teluk
Analisis fauna yang terdapat pada sedimen menunjukkan bahwa karakteristik sedimen dipengaruhi juga oleh faktor-faktor lingkungan alamiah (Brooks et al. 2002), termasuk diantaranya adalah faktor fisik-kimia perairan. Faktor yang mempengaruhi seperti redoks potensial (EhpH), pH, dan air jebakan sedimen di sedimen. Pengaruh parameter tersebut menyebabkan terjadinya perubahan komposisi dan kelimpahan organisme.
8
Senyawa dalam ekosistem laut bersumber dari sungai, sebagian besar tidak terlarut di laut. Selain itu, juga dihasilkan oleh beberapa organisme seperti fitoplankton, makroalga dan bakteri kemoautotrofik. Produksi utama ini dihasilkan oleh fotoautotrofik nanoplankton (diameter 2,0 – 20 μm). Jumlahnya berkisar 10% dihasilkan dari tanaman dalam bentuk senyawa, berat molekulnya rendah seperti asam amino, asam trikarboksilik. Hasil ini dengan cepat dimanfaatkan oleh bakteri.
Senyawa-senyawa kimia di sedimen dipengaruhi oleh faktor lingkungan. Kondisi utama lingkungan yang merubah komposisi senyawa di sedimen antara lain pH, redoks potensial, air jebakan sedimen atau interstitial water (IW), bahan-bahan alami yang berasal dari sistem itu sendiri (autothonous inputs), dan kegiatan yang dilakukan oleh hewan-hewan akuatik (Chester 1990; Millero dan Sohn 1992). Faktor lain yang juga mempengaruhi antara lain produktivitas primer dan sekunder perairan, temperatur, masukan bahan dari luar sistem sedimen perairan (allochthonous inputs), limbah yang berasal dari manusia (anthropogenic inputs), dan kondisi hidrologi (hydrologic variables).
Kondisi dan daya dukung kawasan dipengaruh oleh tekstur sedimen.
Tekstur sedimen kasar menyebabkan sedimen bersifat aerobik dengan redoks potensial yang tinggi (+). Tetapi, tekstur sedimen halus cenderung bersifat anoksik dengan redoks potensial sedimen yang rendah mencapai 20,68 - 22.29 mV (Brooks et al. 2002) dan stratifikasi sedimen akan semakin jelas, serta diikuti oleh penurunan daya dukung kawasan tersebut.
9
Kondisi sedimen di wilayah yang dimanfaatkan sebagai lahan budidaya, dipengaruhi oleh kegiatan yang berlangsung tersebut. Bahan-bahan alami yang masuk ke sedimen dalam bentuk sisa penguraian oleh aktivitas mikroba tidak nyata menurunkan kadar BOD, karena proses penghancurannya memerlukan waktu yang lama dan kontinuitas sinergi mikroba. Berbeda jika yang masuk adalah feses yang berasal dari limbah budidaya ikan akan mempercepat penurunan kadar BOD di perairan. Kondisi sedimen sendiri akan mengalami perubahan yang cepat dari bersifat aerobik menjadi anaerobik.
Keadaan lingkungan pada kawasan pemanfaatan pada umumnya relatif mengalami penurunan kualitas bila dibandingkan dengan kawasan yang bebas dari pemanfaatan. Perbedaan yang tidak besar terjadi pada kualitas kolom air, apabila sirkulasi air berjalan dengan lancar. Sesuai dengan kondisi hidrooseanografi dan topografi pantai suatu kawasan. Sedimen yang berperan sebagai sistem penampung relatif lebih stabil, hal ini mengakibatkan bahan-bahan yang memasuki wilayah akan terakumulasi alam jangka waktu lama. Kondisi teluk yang topografinya memiliki pembatas yang berupa gosong-gosong juga akan menambah kestabilan sedimen tersebut. Daerah yang memiliki tingkat
sedimentasi yang tinggi, perairannya kurang mampu menyebarkan sedimen yang masuk ke dalam kawasan tersebut secara merata (Danovaro et al. 1998). Akibatnya sedimen akan mengendap pada suatu titik tertentu dan terjadi akumulasi yang meningkat dengan cepat.
10
padat ke sistem perairan, dan pada saat terjadi proses mineralisasi dapat juga sebagai sumber nutrisi yang penting (Henrichs 1992).
Tekstur sedimen mempengaruhi penyebaran, komposisi, dan jumlah mikroorganisme. Holme dan McIntyre (1971) berdasarkan skala Wentworth mengklasifikasikan sedimen berdasarkan ukuran partikelnya (Tabel 1). Pengendapan sedimen atau sedimentasi ditentukan oleh beberapa faktor, diantaranya kecepatan arus sungai, kondisi dasar sungai, turbulensi, densitas sedimen, bentuk sedimen, dan diameter sedimen (Libes 1992).
Tabel 1 Klasifikasi dan ukuran sedimen berdasarkan skala Wentworth.
Nama Partikel Ukuran (mm)
1.
Pasir paling kasar (Very coarse sand) Pasir kasar (Coarse sand)
Pasir sedang (Medium sand) Pasir halus (Fine sand)
Pasir sangat halus (Very fine sand) Debu (Silt) Sumber : Holme dan McIntire (1971)
Karakteristik Fisik Sedimen
Kawasan budidaya yang intensif memiliki dampak yang sangat besar terhadap kondisi fisik sedimen yang berada di bawahnya. Masuknya limbah dalam jumlah besar dan terus-menerus menyebabkan daya dukung suatu kawasan menjadi menurun. Kemampuan asimilasi semua komponen yang berada dalam sedimen memiliki keterbatasan apabila masukan bahan-bahan asing terutama organik.
11
Berbeda halnya dengan tekstur sedimen halus dimana daya dukungnya terhadap masukan limbah relatif lebih kecil. Hal ini disebabkan oleh sudah ada konsentrasi bahan organik yang harus di dekomposisi sebelumnya. Masukan limbah apalagi dalam jumlah banyak dan konstan akan menyebabkan keadaan anoksik pada sedimen. Kondisi seperti ini menyebabkan hasil dekomposisi bahan-bahan organik kebanyakan bersifat toksik bagi organisme akuatik.
Kualitas sedimen suatu perairan bisa dilihat dari warna yang dimilikinya. Warna sedimen berkaitan erat dengan tekstur sedimen. Tekstur sedimen akan mempengaruhi warna sedimen. Faktor lain yang mempengaruhi adalah kandungan sedimen itu sendiri, masing-masing senyawa memiliki warna yang berbeda dengan senyawa yang lain.
Warna sedimen berkaitan erat dengan beberapa hal yaitu, sedimen awal pantai tersebut, konsentrasi unsur dan senyawa yang ada di dalamnya, keadaan lingkungan di sekitarnya, dan tekstur sedimen. Sedimen awal pantai biasanya sangat tergantung dari daratan yang ada di sekitarnya, apabila pantai tersebut berada pada daratan besar sehingga warnanya cenderung lebih gelap. Apabila pantai tersebut berada pada kepulauan yang kecil-kecil maka sedimennya
cenderung berwarna lebih cerah dan terang, karena sedimen berasal dari pelapukan karang.
Kandungan unsur dan senyawa juga sangat berperan memberi warna yang khas pada sedimen. Unsur-unsur yang berbeda memiliki panjang gelombang warna tertentu yang apabila terakumulasi dalam jumlah tertentu mempengaruhi secara signifikan warna sedimen, misalnya banyak senyawa besi akan memberikan warna yang relatif merah pada sedimen demikian juga dengan unsur-unsur yang lain akan memberikan warna yang khas pada sedimen bila dalam jumlah yang besar.
12
Indikator lain yang bisa dipakai untuk menilai kondisi sedimen adalah dari bau, masing-masing kondisi sedimen memiliki bau yang berbeda. Pada kondisi yang oksik (aerob) maka yang banyak dihasilkan adalah unsur nitrogen yang akan lebih bersifat volatil sehingga sangat mudah menghilang di dalam sedimen menuju ke kolom air bahkan udara. Berbeda dengan kondisi anoksik atau kekurangan oksigen, menimbulkan bau yang tidak sedap bagi manusia.
Pengelompokan ukuran partikel atau fraksi sedimen bisa menggunakan skala Wenworth (Tabel 1), selain itu juga bisa menggunakan pedoman dari USDA (United States Department of Agriculture). USDA mengelompokkan fraksi sedimen dalam tujuh kategori (Tabel 2). Pedoman lain yang bisa digunakan adalah pedoman internasional (Tabel 3) dari ISSS system (International Soil Science Society System). Kedua badan tersebut membandingkan persentase fraksi liat, debu, dan pasir untuk mengetahui tekstur sedimen. Brower et al. (1990) menyatakan perbandingan tersebut kemudian dianalisis menggunakan Segitiga Millar (Gambar 3).
Tabel 2 Kategori ukuran partikel sedimen menurut USDA
Diameter partikel
Tabel 3 Kategori ukuran partikel sedimen menurut ISSS
13
Gambar 3 Segitiga Millar (sumber: Brower et al. 1990)
Karakteristik Kimia Sedimen
14
yang mendominasi bionutrisi di sedimen antara lain karbon (C), nitrogen (N), dan fosfor (P).
pH (asam-basa) sedimen.
Kondisi asam basa atau pH memiliki pengertian operasional sebagai aktivitas ion hidrogen. Rentangan normal pH di ekosistem laut berkisar antara 7,5 – 8,4. Pada daerah pesisir yang memiliki muara sungai rata-rata pH linkungannya kurang lebih 8,4 (Chester 1990). Nilai pH tersebut mengindikasikan ekosistem laut khususnya kawasan pesisir bersifat basa (lebih dari 7) dan banyak terdapat OH- sebagai ion yang menandakan suatu larutan bersifat basa. Sillen (1963) diacu dalam Chester (1990) menyatakan bahwa berdasarkan skala waktu geologi pH di kendalikan oleh kesetimbangan antara kolom air dan mineral alami yang ada di sedimen.
Lingkungan pesisir yang dipengaruhi oleh dua ekosistem besar menyebabkan fluktuasi dan rentangan pH tinggi. Terdapat perbedaan nilai pH yang besar pada daerah-daerah yang tidak luas, terutama pada daerah yang berhadapan langsung dengan daratan atau daerah yang berhadapan langsung
dengan lautan terbuka. Nilai pH juga dipengaruhi oleh faktor fisik sedimen, berkaitan dengan konsentrasi bahan-bahan organik yang ada di sedimen. Semakin kecil ukuran butiran sedimen pH cenderung menjadi lebih rendah (asam), demikian juga sebaliknya (Alongi 1998).
15
Redoks potensial atau Oxidations - Reductions Potential (ORP)
Redoks petonsial menggambarkan aktivitas elektron di dalam sistem perairan. Hal ini berkaitan dengan kemampuan suatu sistem untuk mengantarkan elektron suatu lokasi ke lokasi lainnya. Keadaan dengan banyak kehilangan elektron disebut dengan kondisi oksidasi, apabila banyak menerima elektron disebut dengan kondisi reduksi.
Potensi pengurangan oksigen atau redoks diukur dengan ukuran milivolt yang disebut dengan skala eH. Skala ini merupakan pengukuran terhadap aktivitas elektron sedangkan pH mengukur aktivitas proton (Odum 1994). Konsentrasi oksigen di sedimen berhubungan erat dengan nilai redoks potensial (eH) sedimen. eH-pH berkorelasi dengan kondisi habitat dasar, terutama berhubungan dengan konsentrasi bahan organik dan oksigen. Nilai eH lebih kurang 400 mV, konsentrasi oksigen berkisar 410 mg/lt. Nilai eH lebih kurang 300 mV, nilai oksigen 0,3 mg/lt. Nilai eH kurang dari 200 mV oksigennya 0,1 mg/lt. Nilai eH dibawah nol maka nilai oksigen tidak terukur (Rhoads 1974 diacu dalam Razak 2002).
Kondisi oksidasi reduksi menggambarkan bahwa di perairan selalu terjadi
perpindahan elektron secara terus menerus sebagai akibat berbagai aktivitas di dalamnya. Aktivitas yang berperan utama dalam perubahan kondisi oksidasi reduksi adalah proses pelapukan oleh enzim maupun oleh bakteri yang ada dalam sistem tersebut. Chester (1990) mengemukakan bahwa hanya sedikit elemen yang terlibat langsung secara dominan pada proses reduksi-oksidasi. Elemen-elemen tersebut antara lain karbon, nitrogen, oksigen, sulfur, besi, dan mangan.
16
pemindahan elektron dari suatu bentuk menjadi bentuk yang lainnya (organik menjadi anorganik)
Kawasan budidaya dengan limbah organik yang tinggi, terutama berasal dari ekskresi ikan dan sisa pakan. Sifatnya yang padat menyebabkan terjadi endapan yang cukup tinggi pada sedimen. Endapan-endapan tersebut akan bergantung pada daya dukung dari kawasan teluk tempat budidaya. Daya dukung suatu kawasan bergantung pada berbagai macam faktor antara lain kondisi hidrooseanografi, topografi pantai, keberadaan sungai, tekstur sedimen, dan ekosistem yang ada di sekitar kawasan teluk.
Air Jebakan Sedimen atau Interstitial Water (IW)
Air jebakan sedimen (IW) merupakan air laut yang terjebak dalam sedimen. Air tersebut terikat secara kimiawi maupun fisik dengan partikel-partikel sedimen. Sebagian besar elemen atau unsur yang ada di dalamnya berbeda. Hal ini dipengaruhi oleh proses-proses yang terjadi lebih komplek dan berlangsung secara konstan. Selain itu, ada interaksi yang intensif antara sedimen dengan kolom air di atasnya (Millero dan Sohn 1992). Stratifikasi IW jelas pada setiap kedalaman, ini
terjadi karena faktor-faktor yang mempengaruhi pada setiap kedalaman berbeda. Pada akhirnya elemen atau unsur yang terkandung pada setiap strata juga akan berbeda.
Salah satu fungsi penting IW adalah sebagai media dalam siklus unsur dan senyawa dalam ekosistem perairan. Perubahan unsur dan senyawa baik mineralisasi maupun pelapukan berlangsung efektif dan cepat dalam IW (Chester 1990). Kondisinya yang cenderung tenang dan tidak banyak pergerakan menyebabkan proses-proses fisik, kimia dan biologis berlangsung efisien. Hasil proses-proses tersebut kemudian diendapkan dan atau dilarutkan kembali ke dalam kolom air melalui mekanisme interaksi sedimen dengan kolom air (water-sedimen interaction).
17
Karbon Organik (C-org)
Karbon adalah salah satu elemen utama yang diperlukan mikroba, sehingga keberadaan karbon di ekosistem laut pengaruhnya dominan terhadap ekologi mikroba. Laut mendominasi sumber karbon pada biosfer planet bumi, termasuk di sedimen. Munn (2004) menyatakan konsentrasi karbon di laut kurang lebih 4 x 1013 ton (47 kali lebih besar dibandingkan dengan atmosfer, dan 23 kali konsentrasi karbon di daratan). Konsentrasi karbon di laut bersumber dari dalam laut itu sendiri dan masukan dari atmosfer dalam bentuk CO2, serta terdistribusi sebagian besar di sedimen dalam bentuk endapan.
Sumber karbon yang di laut berbentuk sederhana seperti CO, CO2, CH4, dan juga berbentuk molekul komplek seperti senyawa-senyawa organik. Bentuk senyawa organik seperti karbohidrat, asam amino, asam-asam lemak, peptida, dan asam organik diperlukan oleh kelompok heterotrofik. Bakteri golongan heterotrofik mengeluarkan (mengekskresikan) enzim untuk mendegradasi molekul komplek menjadi molekul yang lebih sederhana, sehingga bisa dimanfaatkan. Proses ini berguna untuk bisa memasukkan unsur karbon ke dalam sel melalui metode transpor khusus yang dimiliki oleh bakteri. Pada kawasan yang memiliki
konsentrasi bahan organik tinggi bakteri heterotrofik memiliki peluang lebih besar untuk berkembang dengan cepat, berkaitan dengan tersedianya sumber nutrisi yang melimpah di lingkungan.
Konversi karbon dalam laut terjadi melalui beberapa proses yaitu fotosintesis, respirasi, dan pembakaran dalam sel. Transfer karbon dalam bentuk CO2 terutama di laut dalam bentuk bikarbonat (HCO3-), konsentrasi di laut mencapai 0.002 M (Stanier et al. 1976).
Nitrogen (N)
18
salah satu sumber energi utama dan sekunder dalam metabolisme organisme produsen. Konsentrasi alamiah nitrogen pada sedimen relatif dalam persentase yang tinggi 20%-50% (Pantoja dan Lee 2003). Alongi (1998) menyatakan bahwa siklus dan keberadaan nitrogen (nitrogen flow), dipengaruhi oleh komposisi dan kelimpahan mikroba serta kecepatan tumbuhnya, daya serap tumbuhan yang ada di sekitarnya, temperatur, redoks potensial dari sedimen, dan tekstur sedimen.
Konsentrasi nitrogen di sedimen berkorelasi negatif dengan ukuran butiran sedimen, semakin kecil butiran maka konsentrasi nitrogen akan semakin tinggi. Semakin kecil ukuran butiran sedimen maka konsentrasi bahan organik tinggi, karena konsentrasi organik tinggi cenderung memiliki unsur nitrogen yang tinggi. Sebaliknya dengan ukuran butiran yang kasar maka akan menyebabkan sedikit adanya konsentrasi bahan organik yang ada pada area tersebut dan ini juga berarti bahwa konsentrasi nitrogen juga rendah (Henrichs 1992).
Transformasi nitrogen oleh aktivitas mikroorganisme meliputi lima proses utama (Effendi 2003), yaitu asimilasi nitrogen anorganik, fiksasi gas nitrogen menjadi amonia dan nitrogen, nitrifikasi, amonifikasi nitrogen organik, dan denitrifikasi. Kondisi aerobik akan meningkatkan kecepatan degradasi nitrogen
yang ada di sedimen. Senyawa nitrogen biasanya berada paling atas dari lapisan sedimen, karena untuk degradasi sisa tumbuhan dan hewan yang mati untuk diuraikan menjadi N memerlukan keadaan yang oksidatif. Ketebalan setiap lapisan relatif tidak signifikan untuk mengkondisikan suatu syarat untuk bakteri dan senyawa tertentu mendominasi. Keadaan sedimen yang berada di perairan dalam mempengaruhi ketebalan setiap lapisannya. Hal ini berhubungan dengan tekanan dan masukan oksigen yang bisa mencapai dasar perairan. Laju akumulasi dan jenis bahan yang masuk ke sistem sedimen tersebut juga berpengaruh secara signifikan terhadap ketebalan setiap strata sedimen (Gambar 4).
19
dimanfaatkan memerlukan proses penguraian amoniak menjadi nitrit dan kemudian nitrat yang bisa dimanfaatkan secara langsung (Kirchman 2003).
Pada sedimen sampai saat ini belum ada laporan yang menyebutkan secara jelas mengenai tingkat asimilasi nitrogen secara umum, yang ada hanya parsial pada suatu kawasan tertentu (Gambar 5). Perkiraan para ilmuan menyebutkan mungkin tingkat asimilasinya mungkin lebih besar lagi dibandingkan dengan kolom air. Pada kawasan perairan dangkal nilai yang besar tersebut juga bergantung dari seberapa besar masukan bahan organik ke dalam sedimen tersebut, sedangkan pada kawasan laut dalam lebih tergantung pada faktor keberadaan oksigen. Faktor-faktor yang mempengaruhi nitrifikasi dan distribusi
20
nitrogen antara lain temperatur, unsur inhibitor, cahaya, konsentrasi sedimen, dan konsentrasi oksigen.
Gambar 5 Model Aliran Nitrogen di Alam (Alongi 1998)
Fosfor (P)
Salah satu unsur yang merupakan komponen utama selain karbon (C) dan nitrogen (N) sebagai nutrisi penting bagi organisme laut adalah fosfor (P). Komposisi dan keberadaan unsur P di lautan berkaitan dengan kehadiran unsur C, N, dan S serta elemen kelumit lainnya. Konsentrasi fosfor yang kaitan dengan aktivitas mikroorganisme khususnya bakteri sampai saat ini belum jelas diketahui, tetapi diperkirakan karena aktivitas eksoenzim dari bakteri merupakan salah satu sumber kehadiran senyawa-senyawa fosfor di sedimen. Di ekosistem laut bentuk senyawa fosfor yang umum ditemukan adalah ortofosfat, posfolipida, dan glukofosfat.
21
fosfor tidak berubah terlalu besar, kecuali setelah berada pada kedalaman lebih dari 100m kehadiran fosfor hampir tidak ada (Gambar 6). Pada kolom air yang bersifat anoksik, fosfor berkurang secara cepat, bahkan setelah kedalaman 60 m tidak ditemukan lagi fosfor (Poulomi 2005).
Gambar 6 Konsentrasi fosfor pada kolom air berdasarkan kedalaman.
Perilaku fosfor pada sedimen yang cukup mengandung oksigen (aerob) memperlihatkan konsentrasi yang konstan. Penyebaran jumlah senyawa fosfor
juga relatif merata pada setiap kedalaman. Pada keadaan oksidatif senyawa yang banyak terdapat pada sedimen adalah polifosfat, P-ester, dan fosfonat. Kondisi
yang oksidatif juga memungkinkan terjadinya pelarutan ion-ion fosfor (high benthic P-fluxes) yang lebih tinggi ke dalam kolom air (Gambar 7).
22
Gambar 7 Konsentrasi fosfor dalam sedimen
kurang lebih 188,6 ton fosfor mengalir ke dalam wilayah laut British Columbia yang berasal dari sisa makanan budidaya salmon. Pada kawasan budidaya konsentrasi fosfor rendah pada air laut tapi pada sedimen cenderung cukup tinggi, fosfor inorganik dapat mengalami tranformasi pada kondisi anoksik, pH rendah dan diserap oleh tumbuhan (Gianluigi et al. 2003).
23
Bakteri pada Sedimen
Bakteri merupakan organisme uniseluler yang termasuk dalam kingdom monera dalam klasifikasi organisme seluler. Bakteri termasuk dalam kelompok prokaryotik yaitu organisme yang belum memiliki pembungkus inti sel, dengan inti sel yang menyebar di dalam sitoplasma. Kelompok ini terdiri atas dua grup besar yaitu cyanobacteria dan bakteri. Bakteri dibagi lagi atas dua kategori yaitu eubakteria dan arkhaebakteria.
Umumnya bakteri memiliki tiga bentuk yang utama, bulat (coccus), batang (bacillus), dan spiral (spherical). Bentuk-bentuk tersebut bisa mengalami modifikasi, sehingga bakteri di alam tidak hanya uniseluler tetapi juga berbentuk rantai panjang akibat ikatan satu individu bakteri dengan yang lain. Hampir semua tempat di Bumi bisa didiami oleh bakteri, karena bakteri memegang peranan yang sangat penting dalam jaring-jaring kehidupan. Biomassa atau populasi bakteri mungkin merupakan merupakan faktor penentu ekologi bakteri. Perhitungan biomassanya merupakan hal yang penting untuk mengetahui jaring makanan dan siklus biogeokimia (Ferla et al. 2004).
Peranan utama bakteri adalah sebagai dekomposer sisa organisme lain dan
sebagai salah satu elemen yang berperan dalam siklus mineral di laut (Kennish 1990). Stabili dan Cavallo (2004) menyatakan bahwa pada ekosistem laut komposisinya beragam antara satu jenis dengan jenis yang lain, sebagai contoh persentase mikroorganisme yang ada di laut Mediterania (Tabel 4). Di perairan laut bakteri berada di kolom air maupun di sedimen dan bisa memegang peranan yang beragam. Fungsi bakteri adalah sebagai pemicu proses diagenesis dan sebagai sumber makanan bagi organisme pada tropik level yang lebih tinggi. Kehadiran bakteri memberikan pengaruh yang nyata terhadap sedimen habitatnya, terutama pada ketersediaan unsur karbon. Peranan-peranan tersebut melalui tiga proses yaitu bottom-up control, biogeochemical process, dan top-down control (Oevelen et al. 2006).
24
tersebut secara alami bisa didegradasi oleh mikroorganisme yang ada di sedimen, termasuk bakteri. Perubahan yang terjadi pada bahan-bahan tersebut bisa dalam dua bentuk yaitu penguraian dari bentuk kasar dan padat menjadi bentuk-bentuk senyawa sederhana yang bisa terlarut dalam kolom air dan terjadi mineralisasi oleh bakteri sedimen.
Tabel 4 Persentase mikroorganisme di ekosistem laut.
Bakteri Persentase 1. Aeromonas 16 2. Bacillus spp. 14 3. Enterobacteriaceae 11 4. Cocci Gram (+) 10
11. Chromobacterium 3
12. Moxarella 3
13. Vibrio 3
14. Yeast 2
15. Alcaligenes 1 Sumber : Stabili dan Cavallo (2004)
Proses penguraian bahan organik yang ada pada kawasan perairan budidaya, umumnya berasal dari kelompok bakteri aerobik, baik yang bersifat autotrofik maupun heterotrofik. Pada zona yang bersifat anoksik (anaerobik) kelompok bakteri yang lebih berperan adalah bakteri yang bersifat anaerobik obligat atau fakultatif dan bakteri denitrifikasi. Strauss dan Dodds (1996) menyatakan komposisi dan jumlah bakteri heterotrofik ditemukan pada kawasan yang memiliki konsentrasi fosfor yang tinggi. Bakteri nitrifikasi mungkin banyak terdapat permukaan sedimen yang mengandung banyak bahan organik, sama dengan berbagai kelompok mikroorganisme yang lain akan tetapi tingkat metabolisme mereka belum banyak yang diketahui.
25
organisme yang terdapat di dalam struktur jejaring makanan (food web) seperti bagan alir. Terjadi regulasi yang timbal balik untuk membatasi suatu organisme. Mekanisme tersebut dapat berbentuk regulasi Bottom-Up atau Top-Down. Mekanisme ini bekerja secara simultan membatasi perkembangan suatu organisme, bekerja sebagai inhibitor perkembangan organisme (Alongi 1998).
Bakteri yang mendominasi sedimen ekosistem pesisir lebih banyak dari golongan heterotrofik. Hal ini disebabkan oleh kemampuannya memanfaatkan berbagai sumber nutrisi untuk metabolismenya. Selain itu, penyebarannya yang luas dan toleran terhadap berbagai karakteristik lingkungan (Kennish 1990; Castro dan Huber 2005). Ada jenis bakteri yang berperan dalam proses-proses biologis di sedimen kawasan pesisir antara lain Enterobacter spp., Bacillus spp., Pseudomonas sp., Nitrosomonas sp., Nitrosococcus sp., Nitrobacter sp., dan Nitrospira sp. (Mitchell 1992; Leonard et al. 2000)
Enterobacter spp.
Berbentuk batang pendek lurus, dengan ukuran 0.6 - 1.0 x 1.2 - 3.0 µm, Gram (-) motil dengan menggunakan flagela peritrik. Fakultatif anaerob dan kemoorganotrof. Metabolisme ada dua macam yaitu respiratori dan fermentatif.
Temperatur optimal antara 30-370C. D-glukosa dimetabolisme menjadi asam, indol negatif. Tersebar luas di alam; air tawar, tanah, air kotor, tumbuhan, sayur, binatang, dan feses manusia. Bisa mengakibatkan penyakit, karena merupakan patogen opurtunitis (Holt et al. 1994).
Bacillus spp.
26
cereus, B. pumilus, B. licheniformis, B. firmus spesies ini beberapa ditemukan di samudra Pasifik.
Sel berbentuk batang dan lurus, berukuran 0.5 - 2.5 x 1.2 - 10 µm, tersusun atas dua atau lebih sel. Bersifat Gram (+) dan memiliki flagella peritrik untuk bergerak. Endosporanya berbentuk oval terkadang berbentuk bulat atau silindris yang sangat tahan terhadap kondisi ekstrim lingkungannya. Sporanya hanya satu untuk satu sel dan tidak akan terbentuk apabila terpapar oleh udara. Bersifat aerobik dan anaerobik fakultatif, memiliki toleransi yang tinggi terhadap panas, pH, dan salinitas. Bersifat kemoorganotrof karena mampu melakukan proses fermentasi. Katalasi positif, ditemukan di berbagai habitat; beberapa spesies menimbulkan penyakit pada vertebrata dan invertebrata (Holt et al. 1994).
Pseudomonas sp.
Berbentuk lurus atau batang tipis bengkok, tapi tidak helik dengan ukuran 0,5-1,0 x 1,5-5,0 µm, mempunyai flagella pada kutub sel (motil), Gram (-) dan tidak membentuk spora. Sel tidak memiliki pembungkus (sheaths), kelompok bakteri kemoorganotrof, tidak bisa memfermentasi gula, tidak bisa mengikat nitrogen, mampu hidup pada berbagai substrat organik. Banyak spesiesnya yang
mengakumulasikan poli-ß-hidroksibutirat sebagai sumber karbon membentuk organela sel. Aerobik sejati dengan oksigen sebagai elektron akseptor terminal; pada kondisi khusus dapat menggunakan nitrat sebagai elektron akseptor. Oksidase positif atau negatif, katalase positif dan negatif. Ada beberapa spesies kemolitotrof, bisa menggunakan H2 atau CO sebagai sumber energi. Bakteri ini banyak terdapat dasar perairan yang banyak detritusnya, limbah domestik, limbah industri, perairan pesisir, dan laut. Ada beberapa spesies bersifat patogen pada manusia, hewan, dan tumbuhan (Palleroni 1992; Holt et al. 1994).
Nitrosomonas sp.
27
Nitrosococcus sp.
Sel berbentuk bulat sampai ellipsoidal. Golongan Gram (-), tetapi spesies yang hidup di laut memiliki membran tambahan pada bagian luar membran. Memiliki dua tipe susunan membran intrasistoplasmik. Tipe pertama seperti pada Nitrosomonas, terlihat membran yang memiliki vesikel berbentuk mendatar disepanjang bagian tepi sitoplasma. Tipe kedua memiliki karakteristik vesikel yang mendatar cenderung terpusat pada suatu tempat. Hampir semua spesiesnya mampu mereduksi amoniak. Bakteri ini mampu mengasimilasi senyawa organik sampai menjadi molekul yang paling sederhana. Umumnya kelompok bakteri ini habitatnya di laut (Holt et al. 1994).
Nitrobacter sp.
Umumnya berbentuk bulat (coccus), Gram (-), tidak ada flagella, tumbuh baik pada pH 7,6 - 7,8 dan suhu optimum 300C. Menggunakan nitrit sebagai sumber energi untuk melakukan fiksasi terhadap CO2 secara autotrofik. Memiliki kemampuan mengoksidasi nitrit menjadi nitrat dengan menggunakan enzim nitrit-oksidoreduktase dan mereduksi nitrat menjadi nitrit (Holt et al. 1994).
Pada lingkungan laut berbentuk batang, buah pir, dan bentuk lainnya
28
Nitrospira sp.
Sel berbentuk batang yang langsing, pada kultur tua, dan fase stasioner pertumbuhan bentuknya berubah menjadi bulat dengan diameter 1,4 – 1,5 µm. Bersifat non-motil dan tidak memiliki membran intrasitoplasmik, tetapi terkadang terjadi pelipatan membran ke dalam sitoplasma. Golongan bakteri obligat kemolitoautotrof dan aerobik. Mampu menghasilkan energi dari metabolisme nitrit menjadi nitrat, CO2 merupakan sumber utama karbon. Bakteri halofilik, untuk pertumbuhan pada media membutuhkan 70% - 100% air laut, dan hanya ditemukan pada ekosistem laut (Holt et al. 1994).
Proses penguraian dalam kondisi oksidatif secara biologis, bahan limbah organik akan mengalami pemecahan dari senyawa berukuran besar menjadi unsur atau senyawa yang lebih sederhana. Pemecahan ini melibatkan enzim yang dihasilkan oleh bakteri. Kegiatan degradasi oleh bakteri ini berlangsung dalam beberapa tahapan, karena pemecahan senyawa yang besar menjadi unsur atau senyawa yang sederhana melibatkan tidak hanya satu jenis atau satu kelompok bakteri. Proses yang akan menghasilkan senyawa sederhana tersebut melibatkan bakteri yang bekerja secara sinergis, sesuai dengan kebutuhan nutrisi dari setiap
jenis bakteri. Proses yang sinergis tersebut merupakan hal yang penting. Bahan yang dihasilkan oleh bakteri sebelumnya yang bekerja, merupakan sumber nutrisi bagi bakteri yang bekerja pada tahapan selanjutnya.
Proses pada lingkungan yang oksidatif merupakan syarat utama bagi bakteri-bakteri yang bersifat aerobik. Penguraian nitrit menjadi nitrat adalah salah satu proses yang memerlukan oksigen. Senyawa yang dihasilkannya pun tidak terlalu bersifat toksik bagi kebanyakan organisme akuatik, bahkan merupakan sumber nutrisi bagi beberapa mikroorganisme seperti nanoplankton dan fitoplankton.
29
mikroba memiliki laju yang berbeda dalam oksidasi bahan organik, sintesa materi sel, dan laju oksidasi materi sel.
Bakteri berperan mengubah bahan-bahan organik di sedimen. Umumnya yang banyak dipelajari adalah siklus unsur utama dalam laut yaitu karbon (C), nitrogen (N), fosfor (P), dan sulfur (S). Unsur-unsur tersebut memiliki kelompok bakteri dan kondisi tertentu untuk bekerja.
Nitrogen organik yang hadir dalam ekosistem laut akan diubah menjadi nitrogen anorganik seperti amonia (NH3), amonium (NH4+), nitrat (NO3-), dan nitrit (NO2-), dan molekul gas nitrogen (N2). Penguraian bahan nitrogen organik tersebut berbeda untuk menghasilkan nitrogen anorganik. Proses amonifikasi menghasilkan amonia dan amonium, kedua senyawa tersebut dihasilkan oleh bakteri yang berbeda walaupun substratnya sama. Nitrit dihasilkan oleh proses nitrifikasi amoniak yang dilakukan oleh bakteri dalam kondisi aerobik. Pada unsur nitrat, dinitrogen oksida dan molekul N2 dihasilkan dari proses denitrifikasi. Nitrat dan dinitrogen oksida dihasilkan dalam keadaan anaerobik (proses denitrifikasi), sedangkan molekul N2 dihasilkan dalam keadaan aerobik.
Fosfor yang ada di perairan dalam bentuk senyawa organik belum bisa
dimanfaatkan oleh organisme lain. Umumnya fosfor hadir di perairan dalam bentuk persenyawaan dengan unsur lain seperti besi dan kalsium. Memerlukan proses yang melibatkan bakteri untuk berguna bagi organisme lain. Bentuk fosfor yang bisa dimanfaatkan langsung adalah ortofosfat, polifosfat, glukofosfat, dan metafosfat.
30
METODE PENELITIAN
Tempat dan Waktu Penelitian
Penelitian dilaksanakan di Teluk Kaping desa Sumberkima Kabupaten Buleleng Bali (Gambar 8). Kawasan ini termasuk ke dalam kawasan penelitian Balai Besar Riset Perikanan dan Budidaya Laut (BBRPBL) Gondol Bali, selain itu juga merupakan daerah budidaya yang diusahakan oleh masyarakat sekitar teluk. Sampel penelitian diambil dari enam belas titik pengamatan, dilakukan pada
bulan Nopember 2005. Analisis parameter fisik-kimia sedimen dilakukan di Laboratorium Lingkungan dan Laboratorium Kimia Balai Besar Riset Perikanan dan Budidaya Laut Gondol Bali. Analisis parameter biologi (bakteri) di Laboratorium Mikrobiologi Jurusan Biologi IPB, Desember 2005 – April 2006.
Gambar 8 Teluk Kaping (sumber: Laboratorium Lingkungan BBRPBL).
31
Pengambilan sampel dan data di lapangan dilakukan dengan menggunakan metode Centre Plot Sampling modifikasi dari metode point-quarter sampling dan plot sampling (Brower et al. 1990). Berikut urutan pengambilan sampel di lapangan: letak titik/posisi sampling dicatat dengan GPS, jumlah sampel sedimen sebanyak enam belas titik pengambilan, pengambilan data dari pengukuran langsung, dan setiap pengukuran pada lokasi pengambilan data dilakukan pencatatan kondisi lingkungan di sekitar titik pengambilan sampel (Gambar 9).
Gambar 9 Titik stasiun pengamatan.
Metode Analisis Sampel dan Data
1. Pengukuran persentase fraksi liat, debu dan pasir yang pada setiap stasiun
pengamatan dari sampel sedimen menggunakan Soil Hidrometer Periliter T.680F No. 1614 ASTM.152H Made in England. Larutan sodium metaphosphate atau hexametaphosphate, selain itu juga bisa memakai Calgon. Kedua larutan tersebut digunakan untuk mencegah terjadinya koagulasi dan agregasi partikel sedimen (Brower et al. 1990).
2. Pengukuran kedalaman setiap stasiun pengamatan menggunakan GPS Sounder digital model Garmin V.
1 2 3
5
6 7
8 4
10
11
12
13
9
15
16
2
32
3. Pengukuran kecerahan perairan pad setiap stasiun pengamatan menggunakan
sechi disk.
4. Identifikasi parameter kimiawi sedimen meliputi:
a. Pengukuran pH menggunakan pHmeter digital model pH29SE.
b. Pengukuran ORP menggunakan redoksmeter digital model Oxon 900RCA.
c. Pengukuran IW dengan dilakukan dengan pemanasan pada oven sebesar 1050C selama 24 jam, dengan asumsi bahwa semua air baik yang berada di sela-sela pori sedimen maupun yang terikat secara kimia pada partikel sedimen menguap. IW didapatkan dari berat basah dijumlah dengan berat kering kemudian dibagi dengan berat kering sedimen (Brower et al. 1990). d. C-org didapatkan dari metode analisis ignition loss dengan pembakaran
dengan suhu 5000C sampai menghasilkan CO2, selanjutnya gas hasil pembakaran tersebut dialirkan ke dalam larutan Ca(OH)2. Pembakaran dilanjutkan sampai tidak lagi ada gumpalan endapan baru. Endapan tersebut disaring, kemudian dikeringkan dalam oven suhu 1100C sampai air yang terkandung menguap. Endapan didinginkan selanjutnya ditimbang
menghasilkan berat bersih CaCO3. Berat tersebut dikonversi ke persen dari berat sedimen (Brower et al. 1990)
33
phenol dan alkaline dengan katalisator oxidizing agent sehingga terbentuk warna biru indophenol, selanjutnya diukur dengan spektrofotometer dengan panjang gelombang 640 nm. Konsentrasi nitrogen dapat di hitung dari penjumlahan nitrit, nitrat, dan ammonium (Brower et al. 1990)
f. Fosfor (P) diukur melalui metode sebagai berikut: sampel sedimen diekstrak dengan cara menambahkan aquades dan larutan alkali NaOH 0,1 - 0,5 M, selanjutnya dikocok dengan alat seeker selama 6 jam dengan asumsi semua senyawa fosfor larut dalam larutan. Larutan tersebut kemudian di saring sampai menghasilkan larutan yang jernih. Larutan tersebut direaksikan dengan reagen molybdate sehingga terbentuk phosphomolybdate berwarna biru, selanjutnya diukur absorbansinya dengan spektrofotometer pada panjang gelombang 880 nm (Brower et al. 1990)
5. Analisis bakteri ada dua macam yaitu komposisi dan kelimpahan. Pengambilan sampel sedimen akan dilakukan dengan kedalaman 15 cm, menggunakan ekman grab. Komposisi bakteri yang berhasil diisolasi menggunakan media spesifik, uji katalase, uji oksidase, uji gula, uji nitrit, uji
nitrat, uji citrat, analisis koloni biakan, pemanasan atau heat shock sampai 800C selama 15 menit khusus untuk Bacillus spp., pewarnaan Gram, pewarnaan spora, dan pengamatan morfologi dengan mikroskop menggunakan pembesaran seribu kali (Hadioetomo 1993; Lay 1994). Berdasarkan pengamatan menggunakan mikroskop cahaya dan fase kontras dihasilkan gambaran morfologi umum bakteri (Lampiran 6).
Metode Analisis Data
Sebaran Bakteri di Sedimen Teluk Kaping
34
Sebaran Karakteristik Fisik-Kimia Sedimen
Analisis di laboratorium akan menghasilkan dua data yang berbeda yaitu data karakteristik fisik-kimia sedimen dan komposisi dan kelimpahan bakteri. Untuk mengetahui karakteristik fisik-kimia menggunakan analisis komponen utama atau principal component analysis (PCA) dan analisis korelasi untuk mengetahui model korelasi masing-masing komponen. Pengaruh karakteristik fisik-kimia terhadap komposisi dan kelimpahan bakteri dapat diketahui dengan menggunakan analisis regresi berganda dan korelasi untuk mengetahui model korelasinya (Sokal dan Rohlf 1981; Ludwig dan Reynolds 1988; Dietriech 2000; Supranto 2004). Analisis tersebut menggunakan program komputer Minitab 2003 versi 13.2. Alur penelitian terbagi atas tiga proses atau tahapan (Gambar 9).
35
HASIL
Karakteristik Lingkungan Teluk Kaping
Teluk Kaping berada di wilayah yang relatif tertutup, dibatasi oleh gosong pasir dan karang. Parameter-parameter lingkungan perairan yang dianalisis antara lain karakter fisik-kimia dan biologi di sedimen. Karakteristik fisik yang diamati adalah fraksi sedimen, kedalaman, dan kecerahan perairan. Karakteristik kimia sedimen meliputi: pH, redoks potensial (ORP), kadar air jebakan sedimen (IW), konsentrasi unsur karbon organik, nitrogen, dan fosfor. Parameter biologi adalah komposisi dan kelimpahan bakteri di sedimen, merupakan faktor yang dipengaruhi oleh kondisi fisik-kimia sedimen.
Karakteristik Fisik Sedimen Teluk Kaping
Pengamatan dilakukan selama bulan November 2005. Data kondisi lingkungan Teluk Kaping diperoleh dengan dua cara yaitu pertama dengan pengukuran langsung di lapangan terhadap parameter fisik-kimia sedimen dan perairan; kedua uji laboratorium terhadap tekstur sedimen dan parameter fisik-kimia sedimen. Pengukuran langsung untuk parameter fisik perairan yang diukur di enam belas titik (stasiun) pengambilan sampel, sehingga di dapat rentangan nilai seperti tabel dibawah ini.
Tabel 5 Parameter fisik Teluk Kaping
Parameter Kisaran nilai
Liat 4 - 56
Debu 3 -84
Fraksi sedimen (%)
Pasir 6 - 93
Kecerahan (m) 2 - 17 Kecerahan perairan
Persentase kecerahan (%) 30,36 – 52,24 Kedalaman perairan (m) 4,2 – 47,2
36
Kelompok pertama memiliki karakteristik sedimen yang didominasi oleh fraksi pasir dengan persentase berkisar antara 50% - 93% yaitu di stasiun 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 9, 11, dan 12. Kelompok stasiun tersebut cenderung mengelompok dan berada jauh dari daratan (Gambar 9 dan 11). Kelompok kedua memiliki karakteristik sedimen yang didominasi oleh fraksi debu dan liat yaitu di stasiun 1, 8, 10, 13, 14, 15, dan 16, kisaran nilai persentase liat 9% - 56%. Fraksi debu di stasiun kelompok kedua berkisar antara 6% - 55%, konsentrasi terbesar ada di stasiun 8 dan 14.
Bentuk dasar teluk yang curam menyebabkan kedalaman masing-masing stasiun bervariasi sehingga ragam data kedalaman tinggi. Kedalaman meningkat pada setiap stasiun seiring dengan bertambahnya jarak dari daratan utama. Faktor lain yang menyebabkan ragam data tinggi adalah ada beberapa stasiun yang terletak di dalam gosong pasir dan goba. Kedalaman gosong pasir dan goba ini bergantung pada kondisi pasang-surut air laut, dan umumnya relatif dangkal (Gambar 12). Persentase kecerahan perairan ragam datanya cukup besar, serta tidak menunjukkan suatu pola yang pasti. Kisaran persentase kecerahan di Teluk Kaping antara 30,36 – 52,24%. Persentase ini didapatkan dari perbandingan
dengan kedalaman setiap stasiun. Persentase kecerahan tertingi ada di stasiun-stasiun yang dekat dengan gosong pasir dan goba. Pengamatan di lapangan menunjukkan bahwa perairan di gosong pasir cukup cerah (Gambar 12).
37
Tabel 6 Persentase fraksi dan tekstur sedimen masing-masing stasiun
Persentase fraksi sedimen
* tekstur sedimen berdasarkan analisis dengan segitiga Millar (Brower et al. 1990)
Gambar 12 Kedalaman, kecerahan, dan persentase kecerahan berdasarkan kedalaman perairan.
38
7.4 7.6 7.8 8.0 8.2 8.4 8.6 8.8
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16
pH
dengan komposisi fraksi sedimen berlaku sama seperti dengan kedalaman. Hal ini mengindikasikan bahwa kecenderungan perairan dengan sedimen yang partikelnya kasar lebih banyak dan dalam cahaya bisa masuk. Kurangnya resuspensi partikel padat dari sedimen ke kolom air menyebabkan cahaya bisa masuk sampai ke kedalaman. Partikel yang besar cenderung sulit untuk mengalami resuspensi pada kawasan pesisir yang memiliki topografi relatif tertutup (Day et al. 1989)
Karakteristik Kimia Sedimen Teluk Kaping
Rata-rata pH di sedimen Teluk Kaping sebesar 8,1 dengan kisaran nilai antara 7,9 – 8,6 (Gambar 13). Nilai pH tertinggi terdapat di stasiun 5 (8,6) dan terendah di stasiun 10 (7,9). Nilai ini sesuai dengan keadaan alami ekosistem pesisir. ORP sedimen di Teluk Kaping bersifat reduktif dengan kisaran -56,50 mV s/d -242,90 mV (Gambar 14). Lokasi pengamatan dengan nilai ORP tertinggi adalah stasiun 3 (-56,50 mV) dan terendah di stasiun 4 (-242,90 mV). Keadaan sedimen yang reduktif tidak menguntungkan, karena banyak terdapat
senyawa-senyawa yang bersifat toksik terhadap organisme baik yang berada di sedimen maupun di kolom air (Day et al. 1989). Konsentrasi IW cukup tinggi dengan rentangan nilai 28,85 – 60,49% (Gambar 15).Analisis korelasi memperlihatkan adanya korelasi yang positif antara pH, redoks potensial, dan kadar air jebakan sedimen.
39
Gambar 14 Nilai redoks potensial di sedimen Teluk Kaping.
Gambar 15 Konsentrasi IW di sedimen Teluk Kaping.
40
Gambar 16 Konsentrasi karbon (C-org) di sedimen Teluk Kaping.
Gambar 17 Konsentrasi nitrogen (N) di sedimen Teluk Kaping.
Gambar 18 Konsentrasi fosfor (P) di sedimen Teluk Kaping.
41
Hasil analisis terhadap konsentrasi masing-masing komponen bionutrisi utama yang ada dan dianalisis di sedimen teluk, selanjutnya dihitung rasio untuk karbon, nitrogen, dan fosfor serta rasio antara karbon dan nitrogen. Rasio tersebut menggambarkan keadaan sedimen yang berpengaruh terhadap organisme yang ada di sedimen, termasuk bakteri. Konsentrasi komponen bionutrisi yang beragam di masing stasiun pengamatan memberikan informasi rasio di masing-masing stasiun dan rasio komponen tersebut secara keseluruhan. Rasio konsentrasi karbon, nitrogen, dan fosfor di sedimen relatif cukup besar, rasio terendah di stasiun 5 (42:14:1) dan rasio tertinggi di stasiun 15 (14435:115:1). Rasio karbon dan nitrogen juga memiliki ragam yang tinggi dengan rasio terendah di stasiun 5 dan rasio terendah di stasiun 16 (Tabel 7).
Tabel 7 Rasio karbon, nitrogen, dan fosfor di sedimen Teluk Kaping
RASIO RASIO
Karakteristik Bakteri di Sedimen Teluk Kaping
42
6000 73000
300 4200 0
67000
350 8400 14000 0 5600 20000 0
540000
dan Pseudomonas sp. Kelompok nitrifikasi terdiri atas Nitrosomonas sp., Nitrosococcus sp., dan Nitrobacter sp. Komposisi dan kelimpahan bakteri beragam pada setiap stasiun pengamatan. Keenam genus tersebut adalah bakteri yang tumbuh dalam jumlah yang banyak dan nyata dalam media umum maupun media selektif. Kelimpahan bakteri heterotrofik cenderung dominan dibandingkan dengan kelimpahan bakteri nitrifikasi, dengan perbandingan 7:1. Kelimpahan tertinggi Bacillus spp. (lebih dari 60%) dan terendah Nitrobacter sp. (berkisar 0,27%) dari total kelimpahan bakteri yang teridentifikasi. Ada beberapa bakteri kelompok Enterobacteriaceae yang teridentifikasi pada saat analisis di laboratorium.
Pada setiap stasiun pengamatan tidak semua bakteri yang teridentifikasi. Enterobacter spp. tidak teridentifikasi di stasiun 6, 11, dan 14. Pada stasiun 15 kelompok bakteri ini yang teridentifikasi jumlahnya sangat banyak dan dominan dibandingkan bakteri yang lain (Gambar 19). Bakteri golongan Enterobacteriaceae lain yang teridentifikasi antara lain Escherichia coli dan Klebsiella sp. Jumlah kedua bakteri tersebut sangat kecil dan hanya teridentifikasi pada stasiun 7 dan 14. Bacillus spp. teridentifikasi di semua stasiun pengamatan
dan memiliki kelimpahan sel yang paling banyak teridentifikasi dibandingkan dengan bakteri yang lain (Gambar 20). Pseudomonas sp. tidak teridentifikasi di stasiun 4, 8, 10, dan 15, sedangkan kelimpahan tertinggi ada di stasiun 7 (Gambar 21).
43
Gambar 20 Kelimpahan bakteri Bacillus spp.
Gambar 21 Kelimpahan bakteri Pseudomonas sp.
44
Gambar 22 Kelimpahan bakteri Nitrosomonas sp.
Gambar 23 Kelimpahan bakteri Nitrosococcus sp.
45
Tabel 8 Perbandingan jumlah bakteri di sedimen Teluk Kaping.
Bakteri Persentase
Analisis Data Parameter Sedimen.
Hasil analisis korelasi antar parameter fisik dan kimia sedimen menghasilkan beberapa parameter yang memiliki korelasi nyata. Parameter fisik (fraksi sedimen) yang memiliki korelasi nyata adalah antara persentase debu dan pasir. Nilai korelasi yang negatif berarti keberadaan fraksi pasir dan debu berbanding terbalik, semakin tinggi konsentrasi debu maka konsentrasi pasir akan berkurang, demikian sebaliknya. Fraksi liat menunjukkan korelasi yang nyata dengan fraksi debu, sedangkan dengan fraksi pasir korelasinya tidak nyata.
Tabel 9 Analisis korelasi antar parameter sedimen Teluk Kaping.
Parameter Kdlmn liat debu pasir pH ORP IW C-org N P
46
Parameter kimia sedimen teluk dan konsentrasi masing-masing unsur bionutrisi yang dianalisis (karbon organik, nitrogen, dan fosfor) beberapa memiliki korelasi yang nyata (Tabel 9). Analisis lanjutan dilakukan dengan menggunakan analisis komponen utama pada parameter fisik dan kimia sedimen (Tabel 10 dan 11). Analisis ini menghitung parameter-parameter yang terukur menjadi komponen utama baru. Komponen-komponen utama tersebut memiliki karakter yang sama, sehingga didapatkan deskripsi lengkap karakteristik fisik-kimia sedimen teluk.
Tabel 10 Akar ciri komponen utama.
Variabel sumbu 1 sumb 2 sumbu 3 sumbu 4 Akar ciri 5.27 1.88 1.57 0.97
Proporsi 0.48 0.17 0.14 0.09
Akumulasi 0.48 0.65 0.79 0.88
Tabel 11 Matriks korelasi antara parameter dan komponen utama.
Parameter sumbu 1 sumb 2 sumbu 3 sumbu 4
Kedalaman -0.23 -0.32 -0.52 0.24
Liat 0.22 -0.51 0.32 0.18
Debu 0.17 0.57 -0.37 -0.09
Pasir -0.37 -0.23 0.16 -0.04
pH -0.34 0.20 -0.13 0.49
ORP -0.22 0.16 0.40 0.32
IW 0.39 0.01 -0.16 0.23
C-org 0.29 0.21 0.25 0.59
N 0.35 -0.19 -0.27 0.30
P -0.25 0.33 0.21 0.05
Kecerahan -0.38 -0.12 -0.29 0.24
47
fraksi pasir yang tinggi. Kedua sumbu utama tersebut kemudian diplotkan untuk menentukan sebaran stasiun yang dipengaruhi oleh sifat-sifat parameter sedimen (Gambar 25 dan Lampiran 2). Ada pengelompokan stasiun sebagai hasil plot tersebut. Kelompok pertama terdiri atas stasiun 2, 4, 6, 7, 9, dan 12. Kelompok kedua terdiri atas stasiun 1, 10, 11, dan 13. Stasiun 8 dan 14 identik, sedangkan stasiun 3 memiliki karakter sendiri. Plot parameter di sedimen selanjutnya digunakan untuk mengetahui bagaimana ragam data dan korelasi secara umum parameter-parameter sedimen (Gambar 26 dan Lampiran 2).
Gambar 25 Sebaran stasiun berdasarkan pengaruh parameter fisik-kimia sedimen.
Gambar 26 Korelasi dan sebaran data parameter fisik-kimia sedimen.
48
Akibat pengaruh karakteristik fisik-kimia sedimen menyebabkan stasiun-stasiun pengamatan terbagi atas kelompok-kelompok yang memiliki keterkaitan dan kesamaan ciri fisik-kimia sedimen. Kelompok pertama terdiri atas stasiun 2, 4, 6, 7, 9, dan 12; kelompok kedua terdiri atas stasiun 1, 10, 11, dan 13; kelompok ketiga terdiri atas stasiun 15 dan 16; kelompok keempat terdiri atas stasiun 8 dan 14; dan terakhir stasiun 3 memiliki keunikan dengan dominasi parameter fisik. Kelompok pertama memiliki ciri utama fisik dengan sedimen didominasi oleh pasir, dengan kecerahan tinggi, dan nilai ORP yang tinggi. Kelompok stasiun ini berada jauh dari daratan utama. Kelompok kedua memiliki ciri menonjol antara lain sedimennya didominasi oleh liat, dengan kadar nitrogen relatif lebih tinggi dibandingkan stasiun lain. Kelompok ketiga dicirikan oleh IW dan C-org tinggi, hal ini berkaitan dengan aktivitas manusia yang tinggi disekitar stasiun tersebut. Kelompok keempat ciri khususnya adalah sedimen didominasi oleh debu yang tinggi. Kedua stasiun ini fraksi debunya jauh lebih tinggi bila dibandingkan dengan fraksi yang lain. Stasiun 3 adalah titik pengamatan yang memiliki karakteristik yang terpengaruh oleh ciri-ciri kelompok satu dan dua.
Tabel 12 Pengaruh karakteristik fisik-kimia terhadap komposisi dan kelimpahan bakteri
Cetak tebal : nilai korelasi; Cetak miring : nilai nyata; * : korelasi nyata (5%).
49
Nitrobacter sp. merupakan suatu pengecualian karena pengaruh nyata faktor kimia seperti pH, konsentrasi nitrogen, dan konsentrasi fosfor terhadap kelimpahannya di sedimen. Faktor fisik yaitu komposisi debu dan pasir di sedimen juga berpengaruh nyata pada bakteri tersebut (Tabel 12 dan 13).
Tabel 13 Analisis regresi komponen utama untuk hubungan karakteristik fisik-kimia sedimen di Teluk Kaping.
Nilai Nyata Korelasi * : pengaruh nyata; smb: sumbu (komponen Utama)
Tabel 14 Korelasi antara parameter fisik-kimia dengan komposisi dan kelimpahan bakteri.
50
Analisis korelasi digunakan untuk melengkapi analisis regresi berganda (Tabel 14). Analisis tersebut digunakan untuk mengetahui pengaruh masing-masing parameter terhadap komposisi dan kelimpahan bakteri di sedimen teluk. Analisis terhadap data hasil uji laboratorium maupun pengukuran langsung di lapangan melewati beberapa tahapan analisis statistik. Hasil hasil analisis tersebut kemudian dijelaskan secara deskriptif. Pada penggambaran secara deskriptif tersebut dimungkinkan untuk memperjelas karakteristik lingkungan teluk dengan menggunakan data-data perairan lain yang mendukung, untuk menambah informasi mengenai kondisi umum Teluk Kaping (Gambar 26).
51
PEMBAHASAN
Teluk Kaping merupakan yang pemanfaatannya intensif, baik oleh masyarakat maupun BBRPBL Gondol. Kegiatan budidaya yang ada diusahakan secara intensif oleh masyarakat sekitar teluk dan pengusaha dari luar kawasan. Usaha yang berjalan antara lain keramba jaring apung (KJA) untuk pemeliharaan ikan seperti kerapu dan kerang mutiara, rumput laut, dan keramba tancap untuk budidaya ikan. Kegiatan non-budidaya yang ada di sekitar teluk adalah pelabuhan
singgah. Pelabuhan ini tidak permanen dan hanya disinggahi oleh kapal-kapal kecil yang melintasi laut utara Bali. Fungsi lain dermaga ialah sebagai tempat pelabuhan nelayan-nelayan di sekitar teluk. Aktivitas lain yang ada ialah kegiatan penelitian oleh BBRPBL Gondol dan ada kawasan bekas tambak yang berada di sebelah barat teluk (Gambar 8). Kawasan teluk juga memiliki beberapa muara sungai musiman yang mengalir hanya pada saat musim penghujan. Topografi teluk relatif tertutup, karena dibatasi oleh gosong pasir dan sisa-sisa karang di sebelah utara sehingga terpisah dengan laut utara Bali.
Analisis komponen utama dan korelasi memperlihatkan beberapa parameter-parameter fisik-kimia sedimen yang memiliki korelasi (Tabel 12 dan Gambar 25), walaupun tidak semua mempunyai korelasi yang nyata. Besarnya nilai korelasi beragam antara parameter yang satu dengan parameter yang lain (Tabel 10 dan 11). Dilihat dari sebaran plot terlihat jelas seberapa besar korelasi tiap parameter terukur di sedimen teluk (Gambar 25).
Karakteristik Fisik Sedimen Teluk Kaping
Sedimen memiliki karakteristik fisik yang khas yaitu strukturnya kompak dan mengandung air jebakan sedimen. Hubungan antara partikel dengan air jebakan sedimen berbeda dengan hubungannya dengan air di permukaan sedimen dan dalam kolom air. Partikel yang akan melekat di sedimen terlebih dahulu berinteraksi dengan air permukaan sedimen setelah itu masuk ke dalam air di
52
Proses tersebut disebabkan oleh gelombang dan arus, turbidity current, dan bioperturbation (seperti sedimen yang dimakan oleh bentos pemakan deposit atau dekomposer).
Arus pantai yang kuat dan hempasan gelombang merupakan penyebab terjadinya redistribusi partikel sedimen. Distribusi sedimen tersebut bergantung kepada ukuran butiran sedimen dan berat spesifiknya. Partikel berbentuk pasir hanya bisa dipindahkan oleh arus yang kuat, sedangkan fraksi debu atau liat maka akan menumpuk di kawasan yang relatif terlindung (Duursma dan Carroll 1996). Karakteristik sedimen di Teluk Kaping beragam, disebabkan perbedaan faktor yang mempengaruhinya. Sedimen yang didominasi oleh fraksi pasir (lebih dari 50%) umumnya berada agak jauh dari daratan. Fraksi liat dan debu mendominasi di kawasan yang dekat dengan daratan (Lampiran 1). Hal ini terjadi karena Teluk Kaping adalah ekosistem pesisir yang lebih dipengaruhi oleh pasang-surut. Pesisir yang didominasi pengaruh pasang surut memiliki delta yang terbentuk seperti cakar ayam (Castro dan Huber 2005). Pada delta teluk bila dilihat dari gambar peta memang terlihat hampir seperti cakar ayam. Partikel halus hampir tidak bergerak dan menumpuk saat air pasang naik pada dasar perairan.
Hasil pengamatan terhadap jenis sedimen yang mendominasi sedimen teluk maka didapatkan dua kelompok besar stasiun. Kelompok pertama didominasi oleh sedimen pasir terdiri atas di stasiun 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 9, dan 12. Fraksi pasir yang paling tinggi terdapat di stasiun 5 (Tekstur sedimen pasir), dengan konsentrasi pasir mencapai 93%. Fraksi pasir yang paling rendah di stasiun 1 (Tekstur sedimen liat berpasir), dengan konsentrasi pasir sebesar 50%. Kelompok kedua sedimennya didominasi oleh fraksi liat terdiri atas stasiun 1, 8, 10, 11, 13, 14, 15, dan 16. Fraksi liat tertinggi ada di stasiun 13 (Tekstur sedimen liat), dengan konsentrasi liat mencapai 56% dan terendah ada di stasiun 8 sebesar 9%. Fraksi debu tidak banyak ada di sedimen Teluk Kaping, konsentrasi debu tertinggi ada di stasiun 14 (84%) dan terendah di stasiun 5 (3%). Tekstur sedimen stasiun 14 adalah debu, sedangkan stasiun 8 teksturnya debu lempung.
