BAB II
TINJAUAN PUSTAKA
II.1. Ekosistem Air
Sistem perairan menutupi 70% bagian dari permukaan bumi yang dibagi dalam dua kategori utama, yaitu ekosistem air tawar dan ekosistem air laut. Dari kedua sistem perairan tersebut air laut mempunyai bagian yang paling besar yaitu lebih dari 97%, sisanya adalah air tawar yang sangat penting artinya bagi manusia untuk aktivitas hidupnya (Barus, 1996).
Ekosistem air tawar secara umum dibagi dalam dua kategori utama yaitu perairan lentik (perairan tenang) misalnya danau dan perairan lotik (perairan mengalir) yaitu sungai (Michael, 1994). Menurut Brotowidjoyo et al., (1995), ekosistem air tawar memiliki ciri-ciri seperti kadar garam rendah karena itu tekanan osmosis rendah, menyebabkan organisme yang hidup dalam air tawar itu berorgan tubuh yang dapat mengatur tekanan osmosis. Biasanya habitat air tawar itu mengering secara periodik dan berlangsung lama atau sering ada stagnasi (bendung air, tingkat kekeruhan tinggi, fluktuasi, suhu dan konsentrasi gas yang larut dalam air tawar lebih besar dari air laut).
II.2. Ekosistem Danau
Danau adalah salah satu bentuk ekosistem yang menempati daerah yang relatif kecil pada permukaan bumi dibandingkan dengan habitat laut dan daratan. Bagi manusia kepentingannya jauh lebih berarti dibandingkan dengan luas daerahnya.
Keberadaan ekosistem danau memberikan fungsi yang menguntungkan bagi kehidupan manusia (rumah tangga, industri, dan pertanian). Beberapa fungsi danau secara ekosistem adalah sebagai berikut :
a. Sebagai sumber plasma nutfah yang berpotensi sebagai penyumbang bahan genetik.
b. Sebagai tempat berlangsungnya siklus hidup jenis flora dan fauna yang penting. c. Sebagai sumber air yang dapat digunakan langsung oleh masyarakat sekitarnya
(rumah tangga, industri dan pertanian).
d. Sebagai tempat penyimpanan kelebihan air yang berasal dari air hujan, aliran permukaan, sungai-sungai atau dari sumber-sumber air bawah tanah.
e. Memelihara iklim mikro, dimana keberadaan ekosistem danau dapat mempengaruhi kelembaban dan tingkat curah hujan setempat.
f. Sebagai sarana tranportasi untuk memindahkan hasil-hasil pertanian dari tempat satu ke tempat lainnya.
g. Sebagai penghasil energi melalui PLTA.
h. Sebagai sarana rekreasi dan objek pariwisata (Anonim, 2008) Dua hal lain yang ditawarkan ekosistem danau adalah:
a. Sebagai sumber air yang paling praktis dan murah untuk kepentingan domestik maupun industri.
b. Sebagai sistem pembuangan yang memadai dan paling murah (Connell & Miller, 1995)
Dalam Undang-Undang Nomor 11 Tahun 1974 Pasal 1 dijelaskan bahwa yang dimaksud dengan sumber air ialah semua wadah alamiah dan yang telah dibuat oleh orang, seperti sungai, danau, waduk, mata air, dan sebagainya. Danau sebagai salah satu sumber air, pengelolaannya tidak dapat berdiri sendiri, harus diintegrasikan ke dalam pengelolaan DAS sebagai kesatuan wilayah, begitu pula pemanfaatannya. Pemanfaatan danau sebagai sumber air menurut Pasal 8 ayat (2), memiliki prioritas sebagai air minum, rumah tangga, pertahanan, keamanan, peribadatan, pertanian,
peternakan perkebunan, perikanan, industri, pertambangan dan lalu lintas air. Sebagai sumber air paling praktis, danau sudah menyediakannya melalui terkumpulnya air secara alami melalui aliran permukaan yang masuk ke danau, aliran sungai-sungai yang menuju ke danau dan melalui aliran di bawah tanah yang secara alami mengisi cekungan di muka bumi ini. Bentuk fisik danaupun memberikan daya tarik sebagai tempat membuang yang praktis.
Menurut Connel & Miller (1995), jika semua dibiarkan demikian, mengakibatkan danau tidak bertahan lama berada di muka bumi. Saat ini terlihat ekosistem danau tidak dikelola sebagaimana mestinya. Sebaliknya, untuk memenuhi kepentingan manusia, lingkungan sekitar danau diubah untuk dicocokkan dengan cara hidup dan cara bermukim manusia, atau bahkan kawasan ini sering dirombak untuk menampung berbagai bentuk kegiatan manusia seperti permukiman, prasarana jalan, saluran limbah rumah tangga, tanah pertanian, rekreasi dan sebagainya.
Sementara, kondisi ekosistem danau tidak lepas dari pengaruh kondisi sungai-sungai yang mengalir masuk (inlet) bagi danau. Danau merupakan bagian hulu dari Daerah Aliran Sungai (DAS). DAS telah mengalami degradasi lingkungan, akibat kegiatan-kegiatan pembangunan pada sektor pertanian, kehutanan, perikanan, pariwisata dan industri. Hal ini mengakibatkan perubahan penggunaan lahan yang selain memberikan manfaat juga menimbulkan dampak negatif terhadap fungsi ekologi, ekonomi, dan estetika ekosistem danau (Anonim, 2008).
II.3. Ekosistem Danau Siais
Danau Siais merupakan bagian dari Desa Rianiate dengan luas + 450ha dan kedalaman 20-25m terletak di kecamatan Angkola Sangkunur. Berdasarkan kondisi fisik desanya, kawasan Danau Siais memiliki topografi yang berbukit-bukit dengan kemiringan lahan 40%. Danau Siais mempunyai satu karakter penggunaan lahan edisting yaitu sebagai kawasan wisata, namun kawasan ini memiliki bermacam
fungsi, antara lain sebagai kawasan peyangga, wisata, permukiman, kegiatan perlindungan, pendidikan, penelitian dan olah raga serta kawasan pengembangan pertanian, perikanan, perkebunan dan peternakan (Bappeda, 2008).
Kawasan Danau Siais memiliki beberapa objek wisata yang berpotensi untuk dikembangkan, diantaranya adalah panorama alam kawasan Danau Siais, sumber kehidupan Danau Siais seperti jenis-jenis ikan yang ada di dalamnya. Danau Siais merupakan tempat bermuaranya anak sungai Batangtoru dan sungai Rianiate dimana disekitar sungai merupakan tempat pembuangan limbah industry dan rumah tangga masyarakat yang ada disekitar sungai tersebut.
II.4. Plankton dan Pembagiannya
Plankton adalah organisme baik tumbuhan maupun hewan yang umumnya berukuran relatif kecil (mikro), hidup melayang-layang di air, tidak mempunyai daya gerak/kalaupun ada daya gerak relatif lemah sehingga distribusinya sangat dipengaruhi oleh daya gerak air, sepeti arus dan lainnya (Nybakken, 1992). Plankton terbagi dua jenis yakni plankton tumbuhan (fitoplankton) dan plankton hewan (zooplankton) (Newel & Newel, 1977). Plankton diaplikasikan untuk seluruh hewan dan tumbuhan yang hidup secara bebas di air karena keterbatasan pergerakannya atau secara pasif melawan arus perairan karena memiliki flagel (Heddy & Kurniati, 1996).
Sebagian besar plankton yang memiliki flagel dapat berenang aktif. Plankton yang termasuk golongan ini adalah Prasinophyceae, Cryptophyceae, Haptophyceae, Chrysophyceae dan Dinophyceae, sedangkan dua kelompok plankton lainnya diatom dan Alga Biru Hijau tidak dapat berenang karena tidak memiliki flagel (Fogg, 1975).
Berdasarkan daur hidupnya plankton dibedakan menjadi dua yakni plankton yang bersifat plantonik hanya pada sebagian kecil daur hidupnya, misal embrio disebut mesoplankton, sedangkan organisme seluruh daur hidupnya bersifat plankton disebut holoplankton (Nybakken, 1992).
Menurut Basmi (1992), mengelompokkan plankton berdasarkan beberapa hal yakni :
(1) Nutrien pokok yang dibutuhkan, terdiri atas :
a. Fitoplankton, yakni plankton nabati (>90% terdiri dari algae) yang mengandung klorofil yang mampu mensintesis nutrien-nutrien anoganik menjadi zat organik melalui proses fotosintesis dengan energi yang berasal dari sinar surya.
b. Saproplankton, yakni kelompok tumbuhan (bakteri dan jamur) yang tidak mempunyai pigmen fotosintesis, dan memperoleh nutrisi dan energi dari sisa-sisa organisme lain yang telah mati.
c. Zooplankton, yakni plankton hewani yang makanannya sepenuhnya tergantung pada organisme lain yang masih hidup maupun partikel-partikel sisa organisme, seperti detritus dan debris. Disamping itu plankton ini juga mengkonsumsi fitoplankton.
(2.) Berdasarkan lingkungan hidupnya terdiri atas :
a. Limnoplankton, yakni plankton yang hidup di air tawar. b. Haliplankton, yakni plankton yang hidup di laut
c. Hipalmiroplankton, yakni plankton yang hidupnya di air payau d. Heleoplankton, yakni plankton yang hidupnya di kolam.
(3.) Berdasarkan ada tidaknya sinar ditempat mereka hidup, terdiri atas : a. Hipoplankton, yakni plankton yang hidupnya di zona afotik. b. Epiplankton, yakni plankton yang hidupnya di zona eufotik
c. Batiplankton, yakni plankton yang hidupnya dekat dasar perairan yang juga umumnya tanpa sinar. Baik hipoplankton maupun batiplankton terdiri dari Zooplankton seperti mysid dari jenis Crustaceae dan hewan-hewan planktonis yang tidak membutuhkan sinar.
(4.) Berdasarkan asal usul plankton, dimana ada plankton yang hidup danberkembang dari perairan itu sendiri dan ada yang berasal dari luar, terdiri atas :
a. Autogenetik plankton, yaitu plankton yang berasal dari perairan itu sendiri. b. Allogenetik plankton, yakni plankton yang datang dari perairan lain (hanyut
terbawa oleh sungai atau arus). Hal ini dapat diketahui sekitar muara sungai. Menurut Arinardi, (1995) secara umum plankton dapat dikelompokkan berdasarkan ukuran dan contoh biotanya, seperti tertera pada tabel 2.1.
Tabel 2.1 Pengelompokkan Plankton Berdasarkan Ukuran dan Contoh Biota Umumnya
Kelompok Ukuran Biota Umum
A. Plankton Non Net
1. Ultrananoplankton 2 - 20 u.m Bakteri
2. Nanoplankton .. 20 - 200 um Fungi, Flagellata, dan Diatoma kecil 3. Mikroplankton Sebagian, Fitoplankton, Foraminifera,
Ciliata, dan Rotifera B. Plankton Net
1. Mesoplankton 0,20 - 20 mm Copepoda, Cladocera 2. Mikroplankton 2 - 2 0 mm Cephalopoda, Euphasid 3. Makroplankton 20 - 200 mm Copepoda
4. Megaplankton >200 mm Cyanea, Schiphozoa
II.5. Ekologi Plankton
Kehadiran plankton di suatu ekosistem perairan sangat penting, karena fungsinya sebagai produsen primer atau karena kemampuannya dalam mensintesis senyawa organik dari senyawa anorganik melalui proses fotosintesis (Heddy & Kurniati, 1996). Dalam ekosistem air hasil dari fotosintesis yang dilakukan oleh fitoplankton bersama dengan tumbuhan air disebut sebagai produktivitas primer. Fitoplankton hidup terutama pada lapisan perairan yang mendapat cahaya matahari yang dibutuhkan untuk melakukan proses fotosintesis (Barus, 2001).
Dalam pertumbuhannya fitoplankton membutuhkan nutrisi baik makro nutrisi. Elemen yang termasuk dalam makro nutrisi terdiri dari : C, H, O, N, S, P, K, Mg, Ca, Na, dan Cl, sedangkan mikro nutrisi terdiri dari Fe, Mg, Co, Zu, B, Si, Mm, dan Cu.
Elemen tersebut merupakan penyusun sel plankton sama dengan sel tumbuhan (Bold & Wayne, 1985).
Distribusi zooplankton dan fitoplankton tidak merata karena fitoplankton mengeluarkan bahan metabolik yang membuat zooplankton tertarik terhadap fitoplankton. Jumlah dan distribusi musiman plankton maupun zooplankton dapat diketahui berdasarkan beberapa faktor pembatas seperti suhu, penetrasi cahaya dan konsentrasi unsur hara seperti nitrat dan fosfat dalam suatu perairan (Barus, 2004).
II.6. Plankton Sebagai Bioindikator
Peranan plankton dalam ekosistem perairan merupakan cerminan tingkat produktivitas perairan, plankton juga merupakan salah satu faktor daya dukung lingkungan, Selain itu, plankton juga dapat dijadikan bioindikator jenis untuk untuk menentukan kondisi perairan bersangkutan dalam keadaan bersih atau tercemar (Wibisono, 2005). Pencemaran tidak membunuh zooplankton, tetapi dapat menurunkan tingkat oksigen terlarut oleh zooplankton atau merusak sumber makanan (Sastrawijaya, 1991).
Kualitas suatu perairan terutama perairan menggenang dapat ditentukan berdasarkan fluktuasi populasi plankton yang akan mempengaruhi tingkatan trofik perairan tersebut. Fluktuasi dari populasi plankton dipengaruhi terutama oleh perubahan berbagai faktor lingkungan, salah satu faktor yang dapat mempengaruhi populasi plankton adalah ketersediaan nutrisi di perairan. Unsur nutrisi berupa nitrogen dan fosfor yang terakumulasi dalam perairan akan menyebabkan terjadinya ledakan populasi fitoplankton dan proses ini akan menyebabkan eutrofikasi yang dapat menurunkan kualitas suatu perairan.
Perubahan terhadap kualitas perairan erat kaitannya dengan potensi perairan ditinjau dari kelimpahan dan komposisi fitoplankton. Keberadaan fitoplankton disuatu perairan dapat memberikan informasi mengenai kondisi perairan.
Fitoplankton merupakan parameter biologi yang dapat dijadikan indikator untuk mengevaluasi kualitas dan tingkat kesuburan suatu perairan. Fitoplankton juga merupakan penyumbang oksigen terbesar di dalam perairan. Pentingnya peranan fitoplankton sebagai pengikat awal energi matahari menjadikan fitoplankton penting bagi kehidupan perairan. Dengan demikian keberadaan fitoplankton dapat dijadikan indikator kualitas perairan yang memberi gambaran tentang banyak atau sedikitnya fitoplankton yang hidup di suatu perairan dan jenis – jenis fitoplankton yang mendominasi, adanya fitoplankton yang dapat hidup karena zat – zat tertentu yang sedang blooming, dapat memberikan gambaran keadaan perairan yang sesungguhnya.
II.7. Faktor Fisik Kimia Yang Mempengaruhi Keanekaragaman Plankton Menurut Nybakken (1992), sifat fisik kimia perairan sangat penting dalam ekologi. Oleh karena itu selain melakukan pengamatan terhadap faktor biotik seperti plankton, perlu juga dilakukan pengamatan faktor-faktor abiotik perairan. Dengan mempelajari aspek saling ketergantungan antara organisme dengan faktor-faktor abiotiknya akan diperoleh gambaran tentang kualitas suatu perairan.
Faktor abiotik (fisik kimia) perairan yang mempengaruhi kehidupan plankton antara lain :
a. Suhu
Dalam setiap penelitian pada ekosistem akuatik, pengukuran suhu air merupakan hal yang mutlak dilakukan. Hal ini disebabkan karena kelarutan berbagai jenis gas di air serta semua aktivitas biologis di dalam ekosistem akuatik sangat dipengaruhi oleh suhu. Menurut hukum Van't Hoffs kenaikan suhu sebesar 10°C (hanya pada kisaran suhu yang masih ditolerir) akan meningkat aktivitas fisiologis (misalnya respirasi) dari organisma sebesar 2-3 kali lipat. Pola suhu ekosistem akuatik dipengaruhi oleh berbagai faktor seperti intensitas cahaya matahari, pertukaran panas antara air dengan udara sekelilingnya dan juga oleh faktor kanopi
(penutupan oleh vegetasi) dari pepohanan yang tumbuh di tepi (Brehm & Meijering, 1990 dalam Barus, 1996).
Hutapea (1990) dalam Azwar (2001), menyatakan bahwa perbedaan suhu pada suatu perairan dipengaruhi oleh 4 faktor, yakni: (1) variasi jumlah panas yang diserap, (2) pengaruh konduksi panas (3) pertukaran tempat massa air secara lateral oleh arus dan (4) pertukaran air secara vertikal. Menurut Soetjipta (1993) dalam Azwar (2001), bahwa suhu yang dapat ditolerir oleh organisme pada suatu perairan berkisar antara 20-30°C, selanjutnya Isnansetyo & Kurniastuti (1995) mengatakan suhu yang sesuai dengan fitoplankton berkisar antara 25-30°C, sedangkan suhu untuk pertumbuhan dari zooplankton berkisar antara 15 - 35°C.
b. Penetrasi cahaya
Penetrasi cahaya merupakan besaran untuk mengetahui sampai kedalaman berapa cahaya matahari dapat menembus lapisan suatu ekosistem perairan. Nilai ini sangat penting dalam kaitannya dengan laju fotosintesis. Besar nilai penetrasi cahaya ini dapat diidentifikasikan dengan kedalaman air yang memungkinkan masih berlangsungnya proses fotosintesis. Nilai penetrasi cahaya sangat dipengaruhi oleh intensitas cahaya matahari, kekeruhan air serta kepadatan plankton di suatu perairan (Barus, 2001; Sunin, 2002). Menurut Haerlina (1987), penetrasi cahaya merupakan faktor pembatas bagi organisme fotosintetik (fitoplankton) dan juga penetrasi cahaya mempengaruhi migrasi vertikal harian dan dapat pula mengakibatkan kematian pada organisme tertentu.
c. Arus
Arus terutama berfungsi dalam transportasi energi panas dan substansi seperti gas maupun mineral yang terdapat dalam air. Arus juga mempengaruhi penyebaran organisme (Michael, 1994 dalam Barus, 2001). Adanya arus pada suatu ekositem akuatik membawa plankton (khusus fitoplankton) yang menumpuk pada suatu tempat
tertentu yang dapat menyebabkan terjadinya blooming pada lokasi tertentu jika tempat baru tersebut kaya akan nutrisi yang menunjang pertumbuhan fitoplankton dengan faktor abiotik yang mendukung bagi perkembangan kehidupan plankton (Basmi, 1992).
d. Oksigen terlarut ( DO = Dissolved Oxygen)
Kandungan oksigen terlarut merupakan banyaknya oksigen terlarut dalam suatu perairan. Oksigen terlarut merupakan suatu faktor yang sangat penting di dalam ekosistem perairan, terutama sekali dibutuhkan untuk proses respirasi bagi sebagian besar organisme air. Kelarutan oksigen di dalam air sangat dipengaruhi terutama oleh faktor suhu. Kelarutan maksimum oksigen di dalam air terdapat pada suhu 0°C, yaitu sebesar 14,16 mg/l O2. Konsentrasi menurun sejalan dengan meningkatkanya suhu
air. Peningkatan suhu menyebabkan konsentrasi oksigen menurun dan sebaliknya suhu yang semakin rendah meningkatkan konsentrasi oksigen terlarut (Barus, 2001).
Nilai oksigen terlarut di suatu perairan mengalami fluktuasi harian maupun musiman. Fluktuasi ini selain dipengaruhi oleh perubahan suhu juga dipengaruhi oleh aktifatas fotosintesis dari tumbuhan yang menghasilkan oksigen (Schworbel, 1987 dalam Barus 2001). Sanusi (2004), mengatakan bahwa nilai DO yang berkisar di antara 5,45-7,00 mg/l cukup baik bagi proses kehidupan biota perairan. Barus (2001), menegaskan bahwa nilai oksigen terlarut di perairan sebaiknya berkisar antara 6,3 mg/l, makin rendah nilai DO maka makin tinggi tingkat pencemaran suatu ekosistem perairan tersebut. Disamping pengukuran konsentrasi, biasanya dilakukan pengukuran terhadap tingkat kejenuhan oksigen dalam air. Hal ini dimaksudkan untuk lebih mengetahui apakah nilai tersebut merupakan nilai maksimum atau tidak. Untuk dapat mengukur tingkat kejenuhan oksigen suatu contoh air, maka disamping mengukur konsentrasi oksigen dalam mg/l, diperlukan pengukuran suhu contoh air tersebut. Menurut Barus (2001), nilai kejenuhan oksigen (%) dapat dihitung dengan menggunakan rumus sebagai berikut:
Kejenuhan (%) = 100% ) ( ) ( 2 2 x t O u O dimana
O2 (u) = Nilai konsentrasi oksigen yang diukur (mg/l)
O2 (t) = Nilai konsentrasi oksigen sebenarnya (pada tabel) sesuai dengan besarnya
suhu.
e. Kebutuhan Oksigen Biologis (BOD = Biological Oxygen Demand)
Kebutuhan oksigen biologis biasa disebut Biological Oxygen Demand (BOD) merupakan jumlah oksigen yang diperlukan oleh mikroorganisme aerobik dalam proses penguraian senyawa organik, yang diukur pada suhu 20°C. Dari hasil penelitian misalnya diketahui bahwa untuk menguraikan senyawa organik yang terdapat di dalam limbah rumah tangga secara sempurna, mikrooganisma membutuhkan waktu sekitar 20 hari lamanya. Mengingat bahwa waktu selama 20 hari dianggap terlalu lama dalam proses pengukuran ini, sementara dari hasil penelitian diketahui bahwa setelah pengukuran dilakukan selama 5 hari senyawa organik yang diuraikan sudah mencapai kurang lebih 70%, maka pengukuran yang umum dilakukan adalah pengukuran selama 5 hari (BOD5) (Barus, 2001).
Pengukuran BOD didasarkan kepada kemampuan mikroorganisme untuk menguraikan senyawa organik, artinya hanya terdapat substansi yang mudah diuraikan secara biologis seperti senyawa yang umumnya terdapat dalam limbah rumah tangga (Barus, 2001). Menurut Brower, et al., (1990), nilai konsentrasi BOD menunjukkan suatu kualitas perairan yang masih tergolong baik dimana apabila konsumsi O2 selama periode 5 hari berkisar sampai 5 mg/l O2 maka perairan tersebut
tergolong baik dan apabila konsumsi O2 berkisar antara 10 mg/l-20 mg/l O2 akan
menunjukkan tingkat pencemaran oleh materi organik yang tinggi dan untuk air limbah nilai BOD umumnya lebih besar dari 100 mg/l.
f . COD (Chemical Oxygen Demand)
Chemical Oxygen Demand (COD) merupakan jumlah total oksigen yang dibutuhkan untuk mengoksidasi semua bahan organik di perairan yang dinyatakan dalam mg/l. Dengan mengukur nilai COD maka akan diperoleh nilai menyatakan jumlah oksigen yang dibutuhkan untuk proses oksidasi terhadap total senyawa organik, baik yang mudah diuraikan secara biologis maupun yang sukar atau tidak bisa diuraikan secara biologis (Barus, 2004).
g. pH
Oganisme akuatik dapat hidup dalam suatu perairan yang mempunyai nilai pH netral dengan kisaran toleransi antara asam lemah sampai basa lemah. pH yang ideal bagi kehidupan organisme akuatik pada umumnya berkisar antara 7 sampai 8,5. Kondisi perairan yang bersifat asam maupun basa akan membahayakan kelangsungan hidup oraganisma karena akan menyebabkan terjadinya gangguan metabolisma dan respirasi. Disamping itu pH yang sangat rendah akan menyebabkan mobilitas berbagai senyawa logam berat yang bersifat toksik semakin tinggi yang tentunya akan mengancam kelangsungan hidup organisma akuatik. Sementara pH yang tinggi akan menyebabkan keseimbangan antara amonium dan amoniak dalam air akan terganggu, dimana kenaikan pH di atas netral akan meningkat konsentrasi amoniak yang juga bersifat sangat toksik bagi organisma (Barus, 2001).
Derajat keasaman parairan tawar berkisar dari 5-10 (Dirjen DIKTI Depdikbud, 1994) setiap organisme mempunyai pH yang optimum bagi kehidupannya. Perkembangan alga Cyanophceae akan sangat jarang dalam perairan apabila pH di bawah 5 (Shubert, 1984).
h. Kandungan berbagai unsur nutrisi
Fitoplankton dapat menghasilkan energi dan molekul yang kompleks jika tersedia bahan nutrisi yang paling penting seperti nitrat dan fosfat (Nybakken, 1992). Nutrien sangat dibutuhkan oleh fitoplankton dalam perkembangannya dalam jumlah besar maupun dalam jumlah yang relatif kecil. Setiap unsur hara mempunyai fungsi khusus pada pertumbuhan dan kepadatan tanpa mengesampingkan pengaruh kondisi lingkungan. Unsur N, P, dan S penting untuk pembentukan protein dan K berfungsi dalam metabolisme karbohidrat. Fe dan Na berperan dalam pembentukan klorofill, sedangkan Si dan Ca merupakan bahan untuk pembentukan dinding sel atau cangkang (Isnansetyo & Kurniastuty, 1995). Disamping itu silikat (Si) lebih banyak digunakan oleh diatom dalam pembentukan dinding sel (Raymont, 1963 dalam Hutauruk, 1984).
Nitrat dan fosfat merupakan unsur hara terpenting untuk pertumbuhan fitoplankton. Kadar nitrat dan fosfat yang optimal untuk pertumbuhan fitoplankton masing-masing 3,9 mg/l - 15,5 mg/l dan 0,27 mg/l - 5,51 mg/l. Nitrat dan fosfat merupakan faktor pembatas di bawah 0,144 mg/l dan 0,02 mg/l (Mackentum, 1969 dalam Haerlina, 1978).
Keberadaan nitrat di perairan sangat dipengaruhi oleh buangan yang dapat berasal dari industri, bahan peledak, pirotekni, dan pemupukan. Secara alamiah kadar nitrat biasanya rendah namun kadar nitrat dapat menjadi tinggi sekali dalam air tanah di daerah yang diberi pupuk yang diberi nitrat/nitrogen (Alaerts, 1987).
Fosfat merupakan unsur yang sangat esensial sebagai bahan nutrien bagi berbagai organisme akuatik. Fosfat merupakan unsur yang penting dalam aktivitas pertukaran energi dari organisme yang dibutuhkan dalam jumlah sedikit (mikronutrien), sehingga fosfat berperan sebagai faktor pembatas bagi pertumbuhan organisma. Peningkatan konsentrasi fosfat dalam suatu ekositem perairan akan
meningkatkan pertumbuhan algae dan tumbuhan air lainnya secara cepat. Peningkatan yang menyebabkan terjadinya penurunan kadar oksigen terlarut, diikuti dengan timbulnya anaerob yang menghasilkan berbagai senyawa toksik misalnya methan, nitrit dan belerang (Barus, 2001).
Menurut Alaerts (1987), senyawa fosfat di perairan dipengaruhi oleh limbah penduduk, industri, dan perairan. Di daerah pertanian, dan persawahan fosfat berasal dari bahan pupuk yang masuk ke dalam sungai melalui drainase dan aliran air hujan. Menurut (Cairns, 1956 dalam Shubert, 1984), memprediksi ada spesies dengan toleransi terhadap konsentrasi fosfat yang rendah dan nitrogen melalui model stimulator panas yang diperlukan terhadap lingkungan perairan dan penurunan konsentrasi fosfat. Melalui semua kombinasi menunjukkan produktivitas plankton mengalami peningkatan.
i. TDS (Total Dissolved Solid)
Total Dissolved Solid merupakan jumlah kandungan zat padat terlarut dalam air juga mempengaruhi penetrasi cahaya matahari masuk ke dalam badan perairan. Jika nilai TDS tinggi maka penetrasi cahaya matahari akan berkurang, akibatnya proses fotosintesis juga akan berkurang yang akhirnya mengurangi tingkat produktivitas perairan (Sastrawijaya, 1991).
j. TSS (Total Suspended Solid)
Zat padat tersuspensi (TSS) adalah semua zat padat (pasir, lumpur, dan tanah liat) atau partikel-partikel yang tersuspensi dalam air dan dapat berupa komponen hidup (biotik) seperti fitoplankton, zooplankton, bakteri, fungi ataupun komponen tidak hidup (abiotik) seperti detritus dan partikel-partikel anorganik. Zat padat tersuspensi merupakan tempat berlangsungnya reaksi-reaksi heterogen, dan berfungsi sebagai bahan kimia.
Pembentuk endapan yang paling awal dan dapat menghalangi kemampuan produksi zat organik di suatu perairan. Penetrasi cahaya matahari kepermukaan dan bagian yang lebih dalam tidak berlangsung efektif akibat terhalang oleh zat padat tersuspensi, sehingga fotosintesis tidak berlangsung sempurna. Sebaran zat padat tersuspensi di perairan antara lain di pengaruhi oleh masukan yang berasal dari darat melalui aliran sungai, ataupun dari udara dan perpindahan karena resuspensi endapan akibat pengikisan ( Permana,1980).
k. Substrat Dasar
Menurut Welch (1952) dalam Odum (1994) Substrat Dasar perarian dibedakan atas 6 jenis substrat, yaitu : substrat lumpur, substrat pasir, liat, kerikil, batu, dan substrat liat berpasir.
Tipe substrat perairan dapat berpengaruh terhadap komposisi dan kelimpahan organisme plankton baik fitoplankton maupun zooplankton dalam suatu ekosistem perairan. Menurut Subahjanti (2005), zooplankton biasanya banyak terdapat diperairan yang kaya akan bahan organik sebagai sumber nutrisinya. Menurut Ladner (1976), tingakat kesuburan berdasarkan kelimpahan fitoplankton yaitu : oligotrofik 0 – 2000 ind/l, mesotrofik 2000 – 15.000 ind/l, dan eutrofik > 15.000 ind/l. Pembagian kesuburan perairan berdasarkan kelimpahan zooplankton yaitu : oligotrofik 1 ind/l, mesotrofik 1- 500 ind/l, eutrofik 500 – 7500 ind/l.
l. Bakteri Coli (Colifekal)
Eschericha coli pada awalnya dikenal sebagai Bacterium coli, diidentifikasi oleh Theodor Escherich tahun 1885. Bakteri ini banyak terdapat di saluran pencemaan manusia serta hewan berdarah. Colifekal adalah bakteri coli yang berasal dari kotoran manusia dan hewan mamalia. Bakteri ini bisa masuk ke perairan bila ada buangan feses yang masuk ke dalam badan air sehingga memungkinkan zat-zat yang terdapat pada feses bisa jadi zat toksik yang membahayakan plankton.
Kehadiran bakteri colifekal di dalam air mengindikasikan perairan itu kemungkinan tercemar sehingga tidak bisa dijadikan sebagai sumber air minum (Sastrawijaya, 2000).
Pencemaran air oleh pembuangan kotoran yang belum diolah dapat ditemukan dengan menguji air tersebut untuk mengetahui adanya bakteri-bakteri berbentuk coli yang hanya ditemukan di dalam saluran pencernaan mamalia. Tidak semua bentuk coli berasal dari feses. Karena bentuk coli feses tidak tumbuh normal di luar saluran pencernaan, maka kehadiran mereka di air tanah merupakan petunjuk yang pasti dari pencemaran oleh pembuangan kotoran (Michael, 1994). Ada korelasi antara jumlah coliform fecal dalam suatu perairan dengan terjangkitnya penyakit yang disebabkan perairan tersebut dan bisa juga mempengaruhi kehidupan plankton yang ada di dalam perairan.
