SIMALUNGUN PROVINSI SUMATERA UTARA
SKRIPSI
ALEXSANDER SEMBIRING 120302025
PROGRAM STUDI MANAJEMEN SUMBERDAYA PERAIRAN FAKULTAS PERTANIAN
UNIVERSITAS SUMATERA UTARA
2018
SIMALUNGUN PROVINSI SUMATERA UTARA
SKRIPSI
ALEXSANDER SEMBIRING 120302025
Skripsi Sebagai Salah Satu diantara beberapa Syarat Untuk Memperoleh Gelar Sarjana perikanan Program Studi Manajemen Sumberdaya Perairan, Fakultas Pertanian,
Universitas Sumatera Utara
PROGRAM STUDI MANAJEMEN SUMBERDAYA PERAIRAN FAKULTAS PERTANIAN
UNIVERSITAS SUMATERA UTARA
2018
Alex sander G. A Sembiring, dilahirkan di medan 9 Februari 1994 dari Ayahanda Alm Jenda Malem Sembiring SP dan ibunda Bungamin Ginting SPd.
Penulis merupakan anak pertama dari dua bersaudara.
Penulis memulai jenjang pendidikan formal di SD ST ANTONIUS VI MEDAN (2000-2006). Penulis kemudian melanjutkan pendidikan di SMP ANTONIUS (2006-2009). Pada tahun 2012 penulis menyelesaikan pendidikan di SMA Swasta Cahaya Medan. Penulis melanjutkan Pendidikan di Program Studi Manajemen Sumberdaya Perairan Fakultas Pertanian Universitas Sumatera Utara melalui jalur ujian tertulis. Penulis mengikuti praktik kerja lapangan (PKL) di Lembaga Ilmu Pengetahuan Indonesia (LIPI) Jakarta Utara.
Selama mengikuti perkuliahan penulis pernah menjadi asisten Ikhtiologi ( 2015). Selain itu penulis juga aktif dalam kegiatan organisasi yaitu sebagai anggota Ikatan Mahasiswa Manajemen Sumberdaya Perairan ( IMASPERA).
Penulis juga aktif dalami Himpunan Mahasiswa Perikanan Indonesia (HIMAPIKANI) serta penulis juga aktif dalam organisasi ikatan Mahasiswa Katolik (IMK ST. Fransiskus Xaverius). Selanjutnya penulis juga aktif dalam organisasi Ikatan Mahasiswa Karo (IMKA Mbuah Page). Penulis juga aktif dalam kegiatan UKM Horas Diving Club (HDC).
ALEXSANDER SEMBIRING Hubungan Kelimpahan Fitoplankton Dan Faktor Fisika Kimia Perairan Di Danau Toba Desa Tigaras Kecamatan Pardamean Kabupaten Simalungun Provinsi Sumatera Utara. Dibimbing Oleh HESTY WAHYUNINGSIH dan RUSDI LEIDONALD.
Kelimpahan fitoplankton didalam suatu perairan dipengaruhi oleh keadaan lingkungan fisika dan kimia dari perairan. Adanya aktifitas masyarakat seperti keramba jaring apung, wisata dan pelayaran mempengaruhi kelimpahan fitoplankton. Fitoplankton juga mempunyai batas toleransi tertentu terhadap parameter lingkungan sehingga kelimpahannya akan berbeda pada kondisi parameter fisik dan kimia yang berbeda. Penelitian ini dilaksanakan pada bulan November sampai Desember 2016. Sampel diambil dari 4 stasiun pengamatan.
Pada setiap stasiun dilakukan 2 kali ulangan. Sampel juga di ambil dari permukaan dan air dalam. Titik pengambilan sampel ditentukan dengan metode Purposive Random Sampling. Total kelimpahan fitoplankton pada stasiun 1 sebanyak 1906,333 unit/l. Yang terdiri dari 14 genus, pada stasiun 2 total kelimpahan kelimpahan fitoplankton sebanyak 3460,333 unit/l yang terdiri dari 14 genus, Pada stasiun 3 kelimpahan fitoplankton sebanyak 1878,333 unit/l yang terdiri dari 17 genus, dan pada stasiun 4 total kelimpahan fitoplakton sebanyak 2839,667 unit/l yang terdiri dari 17 genus.
Kata kunci. Fitoplankton, Danau Toba, Kelimpahan
ALEXSANDER SEMBIRING Relationship between Abundance of Phytoplankton and Physical Chemistry Factors in Lake Toba Tigaras Village, Pardamean District, Simalungun Regency, Province of North Sumatra. Under the supervision of HESTY WAHYUNINGSIH dan RUSDI LEIDONALD.
The abundance of phytoplankton in a waters is influenced by the physical and chemical environmental conditions of the waters. The existence of community activities such as floating net cages, tourism and shipping affect the abundance of phytoplankton. Phytoplankton also have certain tolerance limits on environmental parameters so that their abundance will be different in different physical and chemical parameters. This research was carring out on November to December 2016. Samples were taken from four observation stations, at each station observations were made 2 replications. Samples are also taken from surface water and deep water. The sampling point is determined by the Purposive Random Sampling method. The total abundance of phytoplankton at station 1 was 1906,333 units / l consisting of 14 genera. At station 2, total phytoplankton abundance is 3460,333 units / l consisting of 14 genera. At station 3 phytoplankton abundance was 1878,333 units / l consisting of 17 genera and at station 4 the total abundance of sebayak phytoplankto 2839,667 units / l consisting of 17 genera.
Key Words : Phytoplankton, Lake Toba, Abundance
Saya yang bertandatangan dibawah ini : Nama : Alexsander G. A Sembiring NIM : 120302025
Menyatakan bahwa skripsi yang berjudul “
Hubungan Kelimpahan Fitoplankton Dan Faktor Fisika Kimia Perairan Di Danau Toba Desa Tigaras Kecamatan Pardamean Kabupaten Simalungun Provinsi Sumatera Utara” adalah benar merupakan hasil karya saya sendiri dan belum diajukan dalam bentuk apapun kepada perguruan tinggi manapun. Semua sumber data dan sumber informasi yang berasal dari atau dikutip dari karya yang diterbitkan maupun tidak diterbitkan dari penulis lain telah disebutkan dalam teks dan dicantumkan dalam Daftar Pustaka di bagian akhir skripsi iniMedan, Oktober 2018
Alexsander G.A sembiring NIM. 120302025
Puji syukur kehadirat Tuhan Yang Maha Esa yang dengan berkat-Nya penulis dapat menyelesaikan skripsi ini. Skripsi ini merupakan tugas akhir dalam menyelesaikan studi pada Program Studi Manajemen Sumberdaya Perairan Universitas Sumatera Utara Medan.
Dalam penyelesaian skripsi ini penulis tidak lepas dari bimbingan serta bantuan dari berbagai pihak, baik moril maupun materi. Pada kesempatan ini Penulis menyampaikan terima kasih yang tulus kepada orang tua tercinta yaitu bapak Alm. Jenda Malem Sembiring dan ibunda Bungamin Ginting yang selalu memberikan kasih sayang serta doa kepada penulis selama mengikuti pendidikan hingga dapat menyelesaikan skripsi ini. Pada kesempatan ini penulis juga menyampaikan terimakasih kepada:
1. Ibu Dr. Hesti Wahyuningsih, S.Si, MS sebagai Ketua Komisi dan Bapak Rusdi Leidonald, SP sebagai Angota Komisi pembimbing. yang telah banyak memberikan arahan dan bimbingan selama penulis merancang sampai dengan menyelesaikan skripsi ini.
2. Seluruh Dosen dan staf pengajar Program Studi Manajemen Sumberdaya Perairan yang telah membekali penulis dengan berbagai disiplin ilmu.
3. Teman-teman dalam tim penelitian terutama kepada Ade Artia Gultom S.Pi, Frandy Tulus siahaan S.Pi, Nancy Roulina S.Pi, Yessi Cristanti S.
Pi, Anggia Dolly Sibuea S.Pi, Ratna Sinaga S.Pi, Rudi Hasonagan
percobaan sampai dengan selesainya skripsi.
Akhir kata semoga Tuhan selalu memberikan rahmat-Nya dalam kita mengejar ilmu dan semoga skripsi ini bermanfaat bagi pengembangan ilmu pengetahuan, khususnya bidang Manajemen Sumberdaya Perairan.
Medan, Juni 2017
Penulis
Halaman
ABSTRAK ... i
ABSTRACT ... ii
KATA PENGANTAR ... iii
DAFTAR ISI ... v
DAFTAR GAMBAR ... vii
DAFTAR TABEL ... viii
PENDAHULUAN Latar Belakang ... 1
Perumusan Masalah ... 4
Kerangka Pemikiran ... 4
Tujuan Penelitian ... 4
Manfaat Penelitian ... 5
TINJAUAN PUSTAKA Status Trofik Danau Toba ... 6
Pencemaran Unsur Hara ... 8
Nitrat ... 9
Fosfat ... 10
Faktor Fisik Lingkungan ... 11
Suhu ... 11
pH ... 12
Kelarutan Oksigen (DO) ... 12
Phitoplankton ... 13
METODE PENELITIAN Waktu dan Tempat Penelitian ... 19
Pengukuran Kelimpahan Fitoplankton ... 17
Analisis Data ... 18
Analisis Kelimpahan ... 15
Analisis Keanekaragaman ... 15
Analisis Korelasi ... 15
HASIL DAN PEMBAHASAN Hasil Penelitian Hasil Identifikasi Fitoplankton ... 29
Analisis Kelimpahan Fitoplankton ... 15
Faktor Fisika Kimia Perairan ... 15
Analisis Korelasi ... 15
Pembahasan Kelimpahan Fitoplankton ... 15
Analisis Korelasi ... 15
Fisika Kimia Perairan ... 15
KESIMPULAN DAN SARAN Kesimpulan ... 15
Saran ... 15
DAFTAR PUSTAKA
No. Teks Halaman
1. Kerangka Pemikiran ... 15
2. Peta Lokasi Penelitian ... 15
3. Stasiun I ... 15
4. Stasiun II ... 15
5. Stasiun III ... 15
6. Stasiun IV ... 15
7. Diagram Indeks Keanekaragaman ... 15
No. Teks Halaman
1. Hasil Identifikasi Fitoplankton ... 15
2. Kelimpahan Fitoplankton ... 15
3. Indeks Keseragaman ... 15
4. Nilai Faktor Fisika Kimia Perairan ... 15
5. Nilai Analisis Korelasi ... 15
PENDAHULUAN
Latar Belakang
Tigaras terletak di Kecamatan Dolok Pardamean, Kabupaten Simalungun, merupakan salah satu tujuan wisata di kawasan Danau Toba. Tidak hanya sebagai obyek wisata, perairan Danau Toba di Nagori Tigaras juga dijadikan sebagai tempat budidaya ikan yaitu dengan keramba jaring apung serta merupakan dermaga penyeberangan menuju pulau Samosir. Keberadaan keramba jaring apung dan pelabuhan penyeberangan di Tigaras menyumbangkan limbah ke dalam perairan seperti sisa pakan ikan dan buangan bahan bakar dari pelayaran kapal penyeberangan. Selain itu juga sampah yang dihasilkan dari kegiatan wisata yang terdapat di pinggiran perairan Danau Toba Nagori Tigaras turut menyumbangkan limbah ke dalam perairan tersebut.
Adanya aktivitas masyarakat seperti wisata, budidaya (keramba jaring apung) dan pelayaran yang dilakukan di perairan Tigaras berpengaruh terhadap kualitas perairan dan faktor fisika, kimia dan biologi yang ada pada perairan tersebut. Oleh sebab itu, perlu dilakukannya penelitian untuk mengetahui kondisi perairan di Tigaras, Kecamatan Dolok Pardamean, Kabupaten Simalungun, Provinsi Sumatera Utara
Kondisi lingkungan perairan merupakan suatu sistem yang kompleks dan terdiri dari berbagai macam parameter yang saling berpengaruh satu samalainnya.
Beberapa parameter tersebut antara lain parameter fisika, kimia dan biologi.
Plankton sebagai salah satu parameter biologi (Asmara, 2005).
Kelimpahan Fitoplankton di dalam suatu perairan dipengaruhi oleh keadaan lingkungan fisika dan kimia dari perairan tersebut. Plankton juga berperan penting terhadap ekosistem perairan, sehingga plankton sering dijadikan sebagai bioindikator perairan. Pertumbuhan plankton yang tidak terkendali dapat mengakibatkan blooming algae yang berdampak buruk terhadap ekosistem lain yang ada di dalamnya.
Perubahan lingkungan, baik pada skala global, regional, maupun lokal, dapat dilakukan pemantauannya melalui berbagai metode biologi, kimia dan fisika. Secara biologis, kualitas suatu lingkungan dapat diketahui dengan adanya kehadiran atau ketidakhadiran berbagai makhluk hidup penanda (bioindikator).
Bioindikator atau indikator biologis adalah spesies atau populasi makhluk hidup, hewan, tumbuhan atau mikroorganisme yang kehadiran dan vitalitasnya dapat memberikan respon terhadap perubahan lingkungan. Setiap spesies merespon perubahan lingkungan sesuai dengan stimulus yang diterimanya. Respon yang diberikan mengindiikasikan perubahan dan tingkat pencemaran yang terjadi di lingkungannya (Nugroho,2006).
Perubahan faktor-faktor lingkungan diduga mempengaruhi kelimpahan plankton. Adanya pelabuhan, keramba jaring apung, serta tempat wisata diduga memberikan pengaruh yang dapat mempercepat pertumbuhan plankton. Karena kurangnya pengelolaan yang tepat.
Rumusan Masalah
Limbah yang berasal dari pelabuhan, keramba jaring apung serta tempat wisata masuk ke dalam Danau Toba Kecamatan TIgaras Kabupaten Simalungun.
Kurangnya pengelolaan dan pengawasan lingkungan di Danau Toba dapat merubah kondisi lingkungan baik secara fisika maupun kimia.
Perubahan lingkungan perairan tersebut dapat mempengaruhi kelimpahan makhluk hidup yang ada di Danau Toba. Perubahan lingkungan diikuti dengan pertumbuhan organisme yang merespon perubahan lingkungan tersebut. Plankton adalah dalah satu organisme yang mampu memberikan respon terhadap perubahan kondisi lingkungannya.
Berdasarkan uraian diatas maka beberapa masalah pokok yang akan dikaji dalam penelitian ini adalah:
1. Bagaimana limbah yang berasal dari pelabuhan, keramba jaring apung serta daerah wisata mempengaruhi parameter fisika dan kimia di Danau Toba desa Tigaras, Kecamatan Pardamean, Kabupaten Simalungun.
2. Bagaimana parameter fisika dan kimia mempengaruhi kelimpahan plankton di Danau Toba desa Tigaras, Kecamatan Pardamean, Kabupaten Simalungun.
Tujuan Penelitian
Tujuan dari penelitian ini adalah:
1. Menganalisis kelimpahan fitoplanton di Danau Toba desa Tigaras, Kecamatan Pardamean, Kabupaten Simalungun.
2. Menganalisi parameter fisika dan kimia di Danau Toba desa Tigaras, Kecamatan Pardamean, Kabupaten Simalungun.
3. Menganalisis hubungan pengaruh parameter fisika dan kimia terhadap kelimpahan fitoplankton di Danau Toba desa Tigaras, Kecamatan Pardamean, Kabupaten Simalungun.
Manfaat Penelitian
Penelitian ini diharapkan dapat menjadi sumber data/informasi dalam mengembangan dan mengelola kembali pada tujuan utamanya sebagai darah tujuan wisata. Dan fungsi ekologis dari Danau Toba desa Tigaras, Kecamatan Pardamean, Kabupaten Simalungun dapat kembali seimbang.
Kerangka Pemikiran
Kurangnya pengelolaan dan pengawasan yang baik telah mempengaruhi fungsi dari danau, dan juga merubah kehidupan ekosistem yang ada di perairan danau. Limbah tersebut berasal dari pelabuhan, keramba jaring apung dan adanya kegiatan wisatawan yang ada di desa Tigaras. Limbah yang masuk ke dalam perairan akan merubah karakteristik fisika dan kimia perairan.
Perubahan karakteristik fisika dan kimia tersebut akan mempengaruhi pertumbuhan kelimpahan plankton di Danau Toba yang mana perubahan lingkungan tersebut diduga dapat mengakibatkan pertumbuhan plankton yang tidak terkendali. Pertumbuhan yang tidak terkendali ini dapat mengakibatkan terjadinya blooming yang akan mengakibatkan penurunan kualitas air semakin enurun. Sehingga diperlukan pengelolaan yang baik untuk mencegah atau dapat memperbaki kondisi perairan Danau tersebut. Selanjutnya kerangka pemikiran dapat dilihat pada Gambar 1.
Gambar 1. Kerangka Pemikiran Sumber Daya
Perairan Danau
Daerah Tujuan Wisata Budidaya
Tambak Pelabuhan
Limbah
Perubahan Kualitas Air
Kelimpahan Fitoplankton
Strategi Pengelolaan
TINJAUAN PUSTAKA
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 (Yazwar, 2008). Danau merupakan satu contoh perairan tergenang selain rawa, situ, waduk, telaga, embung dan lainnya (Bratadiredja, 2010).
Menurut Effendi (2003), berdasarkan tingkat kesuburannya, danau dapat diklasifikasikan menjadi 3 sebagai berikut :
a. Oligotropik (miskin unsur hara dan produktivitas rendah), yaitu perairan dengan produktivitas primer dan biomassa yang rendah. Perairan ini memiliki kadar unsur hara mitrogen dan fosfor rendah, namun cnderung jenuh dengan oksigen.
b. Mesotropik (unsur hara dan produktivitas sedang), yaitu perairan dengan produktivitas primer dan biomassa sedang. Perairan ini merupakan peralihan antara oligotropik dan eutropik.
c. Eutrofik (kaya unsur hara dan produktivitas tinggi), yaitu perairan dengan kadar unsur hara dan tingkat produktivitas primer tinggi. Perairan ini memiliki tingkat kecerahan yang rendah.
Menurut Bratadiredja (2010) karakteristik dasar ekosistem perairan tergenang yaitu memiliki arus yang tenang (atau bahkan tidak ada arus), organismenya tidak membutuhkan adaptasi khusus, ada stratifikasi suhu (khusus perairan terganang dengan kedalaman lebih dari 100 meter), ada stratifikasi kolom
air (pada perairan dalam), substrat dasar umumya berupa lumpur halus. Selain itu menurut Lukman dkk (2012), kondisi morfometri memberikan karakteristik spesifik perairan danau, seperti waktu simpan air yang dapat menggambarkan berbagai potensinya, sebagai sumber air maupun potensi produksi hayati, serta menentukan tingkat kepekaan terhadap pengaruh beban material dari daerah tangkapannya.
Danau Toba
Ekosistem Kawasan Danau Toba terletak di dataran tinggi Bukit Barisan di Provinsi Sumatera Utara, secara geografis terdapat antara koordinat 2º10´ LU - 3º0´ LU dan 98º20´ BT - 99º50´ BT dengan luas permukaan air danau 112.959 ha.
Ekosistem Kawasan Danau Toba secara administratif terletak di 7 (tujuh) kabupaten yaitu Kabupaten Simalungun, Kabupaten Toba Samosir, Kabupaten Samosir, Kabupaten Humbang Hasundutan, Kabupaten Tapanuli Utara, Kabupaten Dairi dan Kabupaten Karo (Nasution, dkk., 2010).
Dengan banyaknya kota-kota di tepi Danau Toba dan di Pulau Samosir beserta pemukiman yang ada serta segala aktifitas domestik, pertanian, peternakan dan lainnya, maka secara kumulatif seluruh aktifitas itu akan memberikan kontribusi terhadap kualitas badan air danau. Selain kegiatan-kegiatan yang telah disebutkan, pada saat ini telah banyak dikembangkan budidaya ikan mas dan nila yang dikembangkan dengan jaring apung yang terdapat diberbagai tempat seluruh wilayah danau baik yang dikelola perorangan maupun beberapa perusahaan.
Demikian banyaknya aktivitas yang terjadi di sekitar dan dalam badan air wilayah danau termasuk banyaknya transportasi motor air dan kapal-kapal penumpang dyang beroperasi di wilayah perairan danau, maka tentu kualitas badan air danau
akan mengalami perubahan dengan beban introduksi segala material dan energi yang diterima oleh lingkungan perairan Danau Toba tersebut (Sagala, 2012).
Danau Toba merupakan danau vulkano tektonis akibat proses tanah terban (subsidence) yang terjadi karena bagian dalamnya berupa magma naik ke permukaan melalui celah tektonik membentuk gunung api. Berdasarkan keadaan nutrisinya, Danau Toba tergolong danau yang memiliki kandungan nutrien sedikit dan produktivitas primernya juga rendah, kondisi ini disebut ologotropik (Yazwar, 2008).
Permasalahan utama yang dialami ekosistem Danau Toba terutama adalah penurunan kualitas air akibat dari berbagai limbah yang dibuang ke dalarn danau sehingga menimbulkan pencemaran, seperti limbah rumah tangga, limbah pertanian, lirnbah dari budidaya perikanan di dalam keramba serta limbah rninyak yang berasal dari aktivitas transportasi air. Selain itu terjadi perusakan kawasan hutan berupa penebangan hutan untuk berbagai keperluan di sekitar danau yang menyebabkan terjadinya fluktuasi alirau air yang rnasuk ke dalarn ekosistem danau (Barus, 2004).
Dalam penelitian Haro (2013), menyatakan bahwa evaluasi kondisi kualitas air di perairan Danau Toba Kecamatan Haranggaol Horison menggunkan metode Storet, dapat disimpulkan status mutu air perairan Danau Toba Kecamatan Haranggaol Horison termasuk ke dalam kelas C yaitu tercemar sedang. Hal ini diduga adanya beban masukkan berupa limbah dari kegiatan budidaya dan limbah rumah tangga di sekitar perairan Danau Toba Kecamatan Haranggaol Horison menyebabkan nilai ammonia, nitrat dan fosfat tinggi.
Tigaras
Nagori Tigaras merupakan salah satu Nagori di Simalungun yang terkenal dengan tempat pariwisatanya, yakni seperti Pantai Paris, Pantai Garoga dan lain sebagainya. Nagori Tiga Ras merupakan satu-satunya alternatif penyeberangan ke Samosir dan Tapanuli pada masa itu sebelum terbentuk pelabuhan di Parapat, Tomok dan lain sebagainya. Namun sarana penyeberangan kapal baru dibuka pada tahun 2007. Secara geografis Nagori Tigaras berada dikecamatan Dolok Pardamean, Kabupaten Simalungun. Ketinggian desa rata rata di atas 862-900 m diatas permukaan laut dan rata-rata suhu sekitar 25° C dengan kategori daerah Dingin/Sejuk dan dengan luas wilayah sekitar 1209 Ha. Nagori Tigaras berada dibagian selatan Kabupaten Simalungun yang berbatasan dengan sebelah selatan berbatasan dengan Kecamatan Pematang Sidamanik, sebelah barat dengan Danau Toba, sebelah utara dengan Nagori Togu Domu Nauli, dan sebelah timur berbatasan dengan Danau Toba (Girsang, 2015).
Panjang pantai pada desa Tigaras ini lebih kurang 15 km. Jika lebar pinggiran danau yang dipergunakan untuk budidaya rata-rata 50 meter maka luas lahan perairan yang dapat dimanfaatkan untuk pemasangan keramba jaring apung ini lebih kurang 750.000 m2 atau 75 ha. Karena perairan danau ini merupakan perairan yang tenang sehingga pencemaran limbah yang diakibatkan oleh penggunaan pakan dan obat-obatan pada keramba-keramba ini terkonsentrasi pada kawasan perairan selebar lebih kurang 50 meter sepanjang pantai yang digunakan untuk penempatan keramba. Jumlah keramba apung masyarakat didesa ini tercatat 200 unit dengan luas masing-masing keramba 1 m2, jadi luas total keramba milik masyarakat di desa ini 200 m2. Di perairan desa ini juga terdapat
keramba jaring apung milik perusahaan PT. Sentral Windu Pertala sebanyak 360 unit, dengan luas masing-masing keramba 25 m2, sehingga luas total keramba milik perusahaan ini 9.000 m2. Luas total keramba milik masyarakat dan perusahaan ini adalah 9.200 m2 (Arjuna, 2013).
Perairan Tigaras yang merupakan bagian dari wilayah Danau Toba memiliki karakteristik pinggiran danau yang cukup landai dan didominasi oleh pasir putih kecoklatan dan bebatuan serta dikelilingi oleh perbukitan. Perairan ini juga cukup dangkal dan memiliki gelombang yang tidak cukup deras.
Karakteristik Sumberdaya dan Lingkungan Danau
Karakteristik sumberdaya danau meliputi parameter fisika, parameter kimia dan parameter biologi. Ekosistem dan lingkungan merupakan dua hal yang tidak terpisahkan. Lingkungan sekitar danau juga mempengaruhi keberadaan sumberdaya alam danau. Parameter fisika meliputi temperatur atau suhu perairan, kecerahan perairan danau, warna perairan, dan kandungan Total Suspended Solid (TSS). Parameter kimia yang dapat menjadi faktor pembatas tersebut diantaranya:
Dissolved Oxygen (DO), Biochemical Oxygen Demand (BOD), pH, Nitrogen dan
Fosfor total (Effendi 2003).
Parameter biologi perairan meliputi seluruh organisme yang seluruh atau sebagian hidupnya di air. Secara fisik, lingkungan berarti wadah atau tempat berlangsungnya suatu sistem kehidupan organisme atau suatu komunitas.
Lingkungan sekitar danau merupakan kawasan sekitar danau yang masih mempengaruhi keberadaan danau tersebut meliputi vegetasi sekitar danau.
Kondisi lingkungan akan berubah jika terjadi perubahan di dalam ekosistem atau sebaliknya masing-masing saling mempengaruhi dalam suatu keseimbangan yang
dinamis dan merupakan satu kesatuan fungsional. Dengan demikian, ekosistem meliputi seluruh mahluk hidup dan lingkungan fisik yang mengelilinginya, dan merupakan suatu unit yang mencakup semua mahluk hidup dalam suatu area yang memungkinkan terjadinya interaksi dengan lingkungannya, baik yang bersifat abiotik meupun biotik. Keseluruhan unsur tersebut penting untuk diketahui guna menjaga kelestarian dan keberadaaan sumberdaya dan lingkungan danau (Bratadiredja, 2010).
Proses eutrofikasi merupakan proses alamiah pada beberapa danau. Tetapi bila terjadi kontaminasi fosfat dan nitrat karena aktivitas manusia yang berlangsung terus menerus, maka proses eutrofikasi tersebut meningkat secara drastis. Kejadian eutrofikasi ini merupakan masalah yang terbanyak ditemukan di dalam danau, terutama bila danau tersebut berdekatan dengan daerah urban (Darmono, 2001).
Parameter Fisika Perairan Suhu
Suhu suatu badan air dipengaruhi oleh musim, lintang (latitude), ketinggian dari permukaan laut (altitude), waktu dalam satu hari, sirkulasi udara, penutupan awan dan aliran serta kedalaman dari badan air. Perubahan suhu berpengaruh terhadap proses fisika, kimia dan biologi badan air. Kecepatan metabolisme dan respirasi organisme air juga memperlihatkan peningkatan dengan naiknya suhu yang selanjutnya mengakibatkan peningkatan konsumsi oksigen (Effendi, 2003).
Bedasarkan suhunya, suatu badan air dapat dibagi atas epilimnion dan hipolimnion. Bagian epilimnion merupakan lapisan air bagian atas yang mendapat
panas dari sinar matahari sehingga air bagian atas lebih panas dan ringan, sedangkan hipolimnion yaitu lapisan bawah yang tidak terkena cahaya matahari.
Karena berbedanya suhu perairan berdasarkan kedalamannya maka pengukuran suhu badan air selalu diukur berdasarkan kedalaman yang berbeda. Pengukuran suhu air dilakukan dengan menggunakan thermometer. Suhu permukaan air dapat diukur dengan thermometer biasa. Suhu air padaberbagai lapisan dapat diukur dengan menggunakan tletermometer atau thermometer biasa yang dibenamkan dalam air (Suin, 2002).
Kecerahan
Kecerahan air tergantung pada warna dan kekeruhan. Kecerahan merupakan ukuran transparansi perairan yang ditentukan secara visual dengan menggunakan Secchi disk. Nilai kecerahan dinyatakan dalam satuan meter. Nilai ini sangat dipengaruhi oleh keadaan cuaca, waktu pengukuran, kekeruhan, dan padatan tersuspensi, serta ketelitian orang yang melakukan pengukuran.
Kecerahan juga mempengaruhi pertumbuhan beberapa organisme atau biota perairan.
Total Suspended Solid (TSS)
Padatan tersuspensi total (Total Suspension Solid/TSS) adalah bahan- bahan tersuspensi (diameter > 1 μm) yang tertahan pada saringan Millipore dengan diameter 0,45 μm. TSS terdiri atas lumpur dan pasir halus serta jasad jasad renik yang terutama disebabkan kikisan tanah atau erosi tanah yang terbawa ke badan air (Effendi 2003). Penentuan padatan tersuspensi sangat berguna dalam analisis perairan tercemar dan buangan serta dapat digunakan untuk mengevaluasi
kekuatan air, buangan domestik, maupun menentukan efisiensi unit pengolahan.
Padatan tersuspensi mempengaruhi kekeruhan dan kecerahan air.
Parameter Kimia Perairan Nitrat
Nitrat merupakan produk akhir dari proses penguraian protein dan diketahui sebagai senyawa yang kurang berbahaya dibandingkan dengan amonium/amoniak atau nitrit. Nitrat adalah zat nutrisi yang dibutuhkan oleh organisme untuk tumbuh dan berkembang (Barus, 2004).
Keberadaan keramba jaring apung di daerah tujuan wisata Tigaras mempengaruhi kadar nitrogen yang berasal dari sisa pakan ikan. yang juga dapat berdampak terhadap pencemaran. Kelebihan nitrogen di dalam badan perairan juga meningkatkan pertumbuhan fitoplankton yang dapat memicu terjadinya blooming (pertumbuhan tidak terkendali).
Fosfat
Seperti halnya nitrogen, kandungan fosfor merupakan unsur yang penting dalam ekosistem air. Zat-zat organik seperti protein mengandung gugus fosfor, misalkan ATP, yang terdapat dalam sel makhluk hidup dan berperan penting dalam penyedia energi. Keberadaan senyawa fosfor dalam ekosistem perairan adalah sangat penting terutama berfungsi dalam proses pembentukan senyawa protein dan metabolisme bagi organisme. Kandungan fosfat yang terdapat di perairan umumnya tidak lebih dari 0,1 mg/L. Kecuali bagian badan air yang menerima limbah dari rumah tangga dan industri tertentu, serta dari daerah pertanian yang mendapatkan pemupukan fospat. Oleh karena itu, perairan yang
mengandung kadar fosfat melebihi kadar normal kebutuhan organisme akuatik akan menyebabkan terjadinya eutrofikasi (Isnaini, 2011).
pH Air
Nilai pH menyatakan nilai konsentrasi ion Hidrogen dalam suatu larutan.
Organisme air hidup dalam suatu perairan yang mempunyai nilai pH netral dengan kisaran toleransi antara asam lemah sampai dengan basah lemah. Nilai pH yang ideal bagi kehidupan organisme air pada umumnya 7 sampai 8,5. Kondisi perairan dengan pH tertentu mempengaruhi metabolisma dan respirasi bagi kelangsungan hidup organisme (Barus 2004).
Kelarutan Oksigen (DO)
Menurut Effendi (2003), menyatakan bahwa oksigen terlarut (DO) adalah konsentrasi gas oksigen yang terlarut dalam air yang berasal dari hasil fotosintesis fitoplankton dan tumbuhan air serta hasil difusi dari udara. Oksigen terlarut dalam perairan merupakan faktor penting sebagai pengatur metabolisme tubuh organisme untuk tumbuh dan berkembang biak. Menurut Barus (2004), selain pengukuran konsentrasi oksigen juga perlu dilakukan pengukuran terhadap tingkat kejenuhan oksigen dalam air. Nilai oksigen terlarut di perairan sebaiknya berkisar antara 6 – 8 mg/L.
Kandungan oksigen terlarut rata – rata di Danau Tasikardi adalag 3,93 ppm berkisar antara 3,1 – 4,87 ppm. Berdasarkan penelitian, rendahnya kandungan oksigen di Danau Tasikardi disebabkan bahan pencemar yang masuk ke perairan. Kandungan oksigen yang rendah juga disebabkan oleh kecerahan di Danau Tasikardi tergolong rendah, karena kecerhan yang rendah proses
fotosintesi yang dilakukan fitoplankton tidak optimal sehingga kandungan oksigen terlarut pun rendah (Adawiyah, 2011).
Biological Oxygen Demand (BOD)
BOD menunjukkan jumlah oksigen terlarut yang dibutuhkan oleh organisme hidup di dalam air untuk menguraikan atau mengoksidasi bahan-bahan pencemar di dalam air. Nilai BOD tidak menunjukkan jumlah bahan organik yang sebenarnya, tetapi hanya mengukur secara relatif jumlah oksigen yang dibutuhkan untuk mengoksidasi bahan-bahan pencemar tersebut (Nugroho, 2006).
Dalam penelitian Barus (2004) menyatakan hasil pengukuran terhadap nilai BOD5 di Danau Toba menunjukkan bahwa nilai terendah sebesar 1,86 mg/L diperoleh pada lokasi Simanindo (kedalaman 5 m), sedangkan nilai tertinggi sebesar 4,55 mg/L diperoleh pada lokasi Parapat (kedalaman 5 m). Nilai BOD5
yang diperoleh pada lokasi pengamatan menunjukkan indikasi tentang kadar bahan organic di dalam air, yang berasal dari limbah cair yang dihasilkan oleh berbagai kegiatan manusia. Nilai yang tinggi pada lokasi Parapat sangat berhubungan dengan pencemaran air danau oleh limbah yang dihasilkan oleh penduduk (limbah domestik), dibandingkan dengan nilai yang lebih rendah pada lokasi Simanindo. Hal inijuga menunjukkan bahwa pada lokasi-lokasi tertentu di kawasan Danau Toba telah terjadi pencemaran air yang menyebabkan terjadinya penurunan kualitas air danau. Dari uji statistik terhadap nilai BOD5 diperoleh bahwa nilai rata-rata BOD5 pada kedalaman yang berbeda tidak menunjukkan perbedaan yang nyata.
Fitoplankton
Istilah plankton adalah suatu istilah yang umum. Plankton meliputi biota yang hidup terapung atau terhanyut di daerah pelagik. Istilah plankton berasal dari kata Yunani yang berarti pengembara. Organisme ini biasanya berukuran relatif kecil atau mikroskopis, hidupnya selalu terapung atau melayang dan daya geraknya tergantung pada arus atau pergerakan air. Plankton dapat dibagi ke dalam dua golongan besar yaitu fitoplankton (plankton tumbuhan/nabati) dan zooplankton (plankton hewani) (Arinardi dkk., 1997).
Fitoplankton merupakan tumbuhan planktonik yang bebas melayang dan hanyut dalam laut serta mampu berfotosintesis. Fitoplankton memiliki klorofil untuk dapat berfotosintesis, menghasilkan senyawa organik seperti karbohidrat dan oksigen. Zooplankton adalah hewan-hewan laut yang bersifat planktonik.
Plankton dapat dikelompokkan menjadi lima golongan berdasarkan ukurannya, yaitu megaplankton (>2 mm), makroplankton (0.2 mm – 2 mm), mikroplankton (20 Pm - 0.2 mm), nanoplankton (2 Pm - 20 Pm), dan ultraplankton (<2 Pm).
Sedangkan berdasarkan daur hidupnya dibagi menjadi dua, yaitu holoplankton (seluruh daur hidupnya bersifat planktonik) dan meroplankton (sebagian dari daur hidupnya bersifat planktonik) (Nybakken, 1992). Kemampuan fitoplankton yang dapat berfotosintesis dan menghasilkan senyawa organik membuat fitoplankton disebut sebagai produsen primer (Prabandani, 2002).
Fitoplankton sebagai produser primer di perairan merupakan sumber kehidupan bagi seluruh organisme hewani lainnya. Disamping sebagai penghasil oksigen, baik langsung maupun tidak langsung ia merupakan makanan bagi konsumer primer yaitu zooplankton. Dalam hal ini perkembangannya sangat
dipengaruhi oleh zooplankton. Fitoplankton akan berkembang dengan cepat pada saat populasi zooplankton menurun. Fitoplankton tergolong sebagai organisme autotrof, yang membangun tubuhnya dengan mengubah unsur-unsur anorganik menjadi zat organik dengan memanfaatkan energi karbon dari CO2 dan bantuan sinar matahari melalui proses fotosintesis (Basmi, 1988).
Fitoplankon dapat digunakan sebagai indikator terhadap kategori kesuburan perairan maupun sebagai indikator perairan yang tercemar atau tidak tercemar (Basmi, 1995). Fitoplankton dengan kelimpahan yang tinggi umumnya terdapat di perairan sekitar muara sungai atau di perairan lepas pantai dimana terjadi air naik (up welling). Di kedua lokasi ini terjadi proses penyuburan karena masuknya zat-zat hara ke dalam lingkungan tersebut (Sediadi dkk., 1999).
Plankton di estuari umumnya mempunyai jumlah spesies yang sedikit tetapi sering jumlah individunya cukup banyak (Arinardi dkk., 1997). Jumlah yang sedikit itu disebabkan oleh terjadinya fluktuasi besar kondisi lingkungan, terutama salinitas`dan suhu pada saat terjadi pasang dan surut.
Sebaran plankton berdasarkan dimensi ruang dapat dibagi menjadi sebaran horizontal dan sebaran vertikal. Pada sebaran horizontal plankton umumnya tidak tersebar merata melainkan hidup secara berkelompok, terutama lebih sering 5 dijumpai di perairan neritik (terutama perairan yang dipengaruhi oleh estuari) daripada oseanik. Pengelompokkan fitoplankton secara garis besar dibedakan atas pengaruh fisik dan pengaruh biologi. Pengaruh fisik dapat disebabkan oleh turbulensi atau adveksi (pergerakan massa air yang besar yang mengandung plankton di dalamnya). Sedangkan pengaruh biologi terjadi apabila terdapat perbedaan pertumbuhan antara laju pertumbuhan fitoplankton dan
kecepatan difusi untuk menjauhi kelompoknya. Sebaran vertikal ditandai dengan berkumpulnya fitoplankton di zona eufotik yaitu zona dengan intensitas cahaya yang masih memungkinkan terjadinya fotosintesis. Dari hasil berbagai penelitian, ternyata sebaran vertikal plankton tergantung dari berbagai faktor, antara lain intensitas cahaya, kepekaan terhadap perubahan salinitas, arus, dan densitas air.
Untuk fitoplankton, pengelompokkan secara vertikal dipengaruhi pula oleh tersedianya nutrisi di permukaan air (Arinardi dkk., 1997).
Sebagaimana organisme lainnya, eksistensi dan kesuburan fitoplankton di dalam suatu ekosistem sangat ditentukan oleh interaksinya terhadap faktor-faktor fisika, kimia, dan biologi. Tingginya kelimpahan fitoplankton pada suatu perairan adalah akibat pemanfaatan nutrien, dan radiasi sinar matahari, disamping suhu, dan pemangsaan oleh zooplankton (Basmi, 1988). Menurut Goldman dan Horne (1983), 2 faktor utama penentu tingkat pertumbuhan fitoplankton adalah mencapai tingkat pertumbuhan maksimum pada temperatur tertentu dan mampu mencapai cahaya dan nutrien optimum. Menurut Nybakken (1992), plankton di daerah estuari memiliki populasi yang rendah, biasanya terjadi pada akhir musim gugur dan musim dingin karena berkurangnya cahaya dan kekeruhan perairan sangat tinggi sebagai akibat besarnya debit air sungai dan turbulensi. Hal ini diikuti oleh pertumbuhan diatom yang pesat pada akhir musim dingin. Diatom seringkali mendominasi fitoplankton, tetapi dinoflagelata dapat menjadi dominan selama bulan-bulan panas dan dapat tetap dominan sepanjang waktu di beberapa estuaria.
METODE PENELITIAN
Waktu dan Tempat Penelitian
Penelitian dilaksanakan pada bulan Desember 2016 di Kecamatan Tigaras Kabupaten Simalungun, Provinsi Sumatera Utara. Pengambilan sampel dilakukan di 4 stasiun yaitu stasiun I di Pelabuhan, stasiun II di Keramba Jaring Apung, dan stasiun III di Daerah Wisata, stasiun IV merupakan daerah pembanding. Analisis sampel air dilakukan di Laboratorium Kementrian Kesehatan RI Direktorat Jenderal Pengendalian Penyakit dan Penyehatan Lingkungan, Balai Teknik Kesehatan Lingkungan Pengendalian Penyakit Kelas I Medan dan Laboratorium Pusat Penelitian Sumberdaya Alam dan Energi USU (PUSLIT USU). Peta lokasi penelitian dapat dilihat pada Gambar 2. Adapun rencana penelitian dapat dilihat pada Lampiran 1.
Gambar 2. Peta Lokasi Penelitian (Google Earth, 2016) Alat danBahan
Alat yang akan digunakan untuk pengambilan sampel fitoplankton adalah
mikroskop, objeck glass, cover glass, pH meter, bola duga, Thermometer, meteran, secchi disk, GPS (Global Positioning System), ice box, Van Dorn Water Sample, alat tulis dan buku identifikasi phitoplankton.
Bahan yang digunakan adalah sampel air, es (pendingin sampel),MnSO4, H2SO4, KOH-KI, amilum, Na2S2O30,0125 dan Lugol sebagai pengawet, rincian biaya untuk alat dan bahan penelitian dapat dilihat pada Lampiran 2.
Prosedur Penelitian
Metode yang digunakan dalam menentukan lokasi/stasiun penelitian adalah Purpossive Random Sampling yaitu dengan cara memilih 3 (tiga) stasiun penelitian berdasarkan rona lingkungan/aktivitas masyarakat yang dianggap sesuai dengan tujuan penelitian. Parameter fisika dan kimia dilakukan melalui cara in situ yaitu pengukuran secara langsung data di lokasi penelitian dan cara ex-situ
yaitu hasil sampel merupakan data hasil laboratorium.
Deskripsi Area Stasiun I
Stasiun ini merupakan pelabuhan penyeberangan kapal. Stasiun 1 terletak pada koordinat 2º47´53.3688´´ LU dan 98º47´18.5028´´ BT. Foto lokasi stasiun 3 dapat dilihat pada Gambar 3.
Gambar 3. Pelabuhan Penyeberangan Kapal
Stasiun II
Stasiun ini merupakan daerah budidaya Karamba Jaring Apung milik warga. Stasiun 2 berada diantara daerah wisata dan pelabuhan penyeberangan kapal. Stasiun 2 terletak pada koordinat2º47´52.746´´ LU dan 98º47´16.5336´´ BT.
Foto lokasi stasiun 2 dapat dilihat pada Gambar 4.
Gambar 4. Karamba Jaring Apung Stasiun III
Stasiun ini merupakan daerah wisata dengan kegiatan seperti memancing, banana boat dan sebagainya. Stasiun 3 terletak pada koordinat 2º47´51.5076´´ LU dan 98º47´9.5964´´ BT. Foto lokasi stasiun 3 dapat dilihat pada Gambar 5.
Gambar 5. Daerah Wisata
Stasiun IV
Stasiun IV merupakan daerah pembanding, pada stasiun ini tidak terdapat aktivitas masyarakat dan dikelilingi oleh pepohonan dan bebatuan. Stasiun IV terletak pada koordinat 2º48´11.82´´ LU dan 98º46´41.18´´ BT. Foto lokasi stasiun IV dapat dilihat pada Gambar 6.
Gambar 6. Daerah Pembanding Parameter Fisika,Kimiadan Biologi
Tabel 1. Pengukuran parameter kualitas air
Parameter Satuan Alat Tempat Analisis
Fisika
Suhu 0C Termometer In Situ
Kecerahan M Secchi disk In Situ
Kedalaman M Roll Meter In Situ
Kimia
Nitrat mg/L - Ex Situ
Posfat mg/L - Ex Situ
pH - pH meter In Situ
DO DO meter In Situ
BOD DO meter Ex Situ
Parameter Fisika Suhu
Suhu diukur menggunakan termometer yang dimasukkan ke dalam air, kemudian dibaca skala pada termometer tersebut.
Kecerahan
Kecerahan diukur menggunakan Secchi disk, yaitu dengan menurunkan secchi disk kedalam air secara perlahan-lahan dengan tegak lurus permukaan air
sampai bagian secchi disk yang berwarna putih tidak tampak lagi dan dicatat kedalamannya (d1). Kemudian turunkan secchi disk yang sedikit lagi, dan perlahan-lahan tarik ke atas. Jika sudah mulai terlihat bagian secchi disk berwarna hitam untuk pertama kalinya catat ke dalamannya (d2). Selanjutnya menghitung rata-rata dari nilai kedalaman tersebut yang merupakan nilai dari kecerahan dan dinyatakan dalam meter (m). Berdasarkan (Bratadiredja, 2010), nilai kecerahan diperoleh dengan menggunakan rumus :
Kecerahan (m) = Keterangan,
d1= Skala saat bagian secchi disk berwarna putiih muali tidak tampak lagi (m) d2 = Skala saat secchi disk berwarna hitam pertama kali tampak (m)
Parameter Kimia Nitrat
Pengukuran Nitrat diukur dengan mengambil sampel air danau sebanyak 1 liter kedalam botol sampel. Setelah itu diawetkan dengan menambahkan H2SO4 kedalam sampel air sampai pH 2.Sampel air dibawa ke BTKLPP Kelas 1 Medan untuk dianalisis dengan metode spektrofotometri dapat dilihat pada Lampiran 5.
Pengukuran absorban dilakukan dengan menggunakan alat spektrofotometer SP 300 pada panjang gelombang = 410 nm
Fospat
Pengukuran Fosfat diukur dengan mengambil sampel air danau sebanyak 1 liter kedalam botol sampel. Setelah itu diawetkan dengan pendinginan menggunakan es. Sampel air dibawa ke BTKLPP Kelas 1 Medan untuk dianalisis dengan metode spektrofotometri dapat dilihat pada Lampiran 6. Pengukuran absorban dilakukan dengan menggunakan spektrofotometer SP 300 pada panjang gelombang = 880 nm.
pH
Pengukuran pH air dilakukan dengan menggunakan alat pH meter. Sampel air diambil menggunakan ember lalu bagian elektroda dimasukkan kedalam sampel air hingga nilai pada display konstan.Pengukuran pH dilakukan setiap pengamatan lapangan.
DO
DO (Dissolved Oxygen) diukur dengan menggunakan metode wingkler dan dilakukan pengukuran di lapangan.
Biologi Fitoplankton
Sampel air diambil dengan menggunakan ember dengan volume 10 liter dan menggunakan Fitoplankton net lalu air di masukkan kedalam botol sampel dan di tetesi logol sebanyak 4-5 tetes. Selanjutnya disimpan di dalam Box es untuk selanjutnya dilakukan analisis dengan menggunakan mikroskop dan dilakukan identifikasi dengan bantuan buku identifikasi.
Pengumpulan Data
Adapun jenis dan sumber data yang digunakan, berupa data primer, yaitu data yang diperoleh secara langsung diperoleh dari pengukuran dilokasi penelitian dan hasil analisis di laboratorium.
Analisis Data
Data yang diperoleh dianalisis dan dilakukan pembandingan dengan standart baku mutu airt berdasarkan Kep MENLH No.51 tahun 2004 untuk melihat kondisi perairan secara umum. Hasil pembandingan tersebut selanjutnya digunakan untuk penarikan kesimpulan.
Analisis Kelimpahan
Menurut Asmara (2005), kelimpahan phitoplankton didefenisikan sebagai jumlah individu atau sel per satuan volume (dalam m3). Untuk fitophitoplankton dinnyatakan dalam sel/m3, sedangkan zoophitoplankton dinyatakan dalam ind/m3. Jumlah individu atau sel phitoplankton dalam 1 m3 air dihitung dengan menggunakan metode penyapuan sebanyak 2 kali ulangan yaitu sebagai berikut:
N = ni x 1/Vd x Vt/Vs X 1000 Dengan ketentuan:
N = Jumlah total individu atau sel phitoplankton per m3 (ind/m3) ni = Jumlah individu atau sel spesies ke-i yang tercacah
Vd =Volume air yang disaring (liter) Vt = Volume air tersaring (30 ml)
Vs = Volume sampel di bawah gelas penutup (ml) 1000 = konversi dalam m3
Analisis Keanekaragaman
Menurut Nugroho (2006), analisis ini digunakan untuk mengetahui keragamna jenis biota perairan. Jika keragamnannya tinggi, berarti komunitas phitoplankton diperairan makin beragam dan tidak didominasi oleh satu atau dua jenis individu phitoplankton. Persamaan yang digunakan menghitung indeks ini
adalah persamaan Shannon-Wiener, dengan rumus
∑
H’ = Indeks diversitas Shannon-Wiener ni = Jumlah individu jenis ke-i
N = Jumlah total Individu S = Jumlah genera Dimana:
a. H’ < 1 = Komunitas biota tidak stabil (keanekaragaman rendah).
b. 1 < H’ < 3 = Stabilitas komunitas biota bersifat moderat (keanekaragaman sedang).
c. H’ > 3 = Stabilitas komunitas biota berada pada kondisi prima (keanekaragaman tinggi).
Analisis Keseragaman
Menurut Nugroho (2006), indeks keseragaman ini bertujuan untuk mengetahui penyebaran jenis tersebut merata atau tidak. Indeks keseragaman dihitung dengan menggunakan rumus:
E =
Keterangan,
E = Indeks keseraagaman
H = Indeks Keanekaragaman
H’maks = Ln S
S = Jumlah Genus
Dimana,
a. Jika indeks keseragaman (E) mendekati 0, maka keseragaman antara spesies rendah, hal ini mencerminkan bahwa kekayaan individu masing-masing spesies sangat jauh berbeda
b. Jika indeks keseragaman (E) mendekati 1, maka keseragaman antara spesies relatif merata dan perbedaannya tidak begitu menyolok.
Hubungan Kelimpahan Fitoplankton dengan Parameter Kualitas Air
Analisis statistik dilakukan dengan menggunakan korelasi person SPSS. Uji statistik ini dilakukan untuk mengetahui korelasi antara faktor fisik-kimia perairan dengan keanekaragaman Fitoplankton.
HASIL DAN PEMBAHASAN
Hasil Penelitian
Hasil Identifikasi Fitoplankton
Hasil penelitian Fitoplankton yang dilakukan di Danau Toba Desa Tiga Ras diperoleh hasil sebanyak 21 Genus fitoplankton dari 6 Family fitoplankton yang teridentifikasi. Klasifikasi dan Analisis Keanekaragaman Fitoplankton yang teridentifikasi di Danau Toba Desa Tiga Ras dapat dilihat pada tabel 2.
Tabel 2. Fitoplankton yang ditemukan di Danau Toba Desa Tiga Ras
Kelas No Famili No Genus
Fitoplankton Bacillariaphyceae 1 Bacillariaceae 1 Nitzschia 2 Chaetoceraceae 2 Rhizosolenia
3 Cymbellaceae 3 Cymbella 4 Fragillariaceae 4 Asterionella
5 Diatomae 6 Fragillaria
7 Nitzschia 5 Naviculaceae 8 Gyrosigma
9 Navicula 6 Tabellariaceae 10 Tabellaria
7 Surirellaceae 11 Campylodiscus
Bacteria 8 Chroococcales 12 Coelosphaerium
9 Oscillatoriaceae 13 Oscillatoria
10 Nostocaceae 14 Anabaena Chlorophyceae 11 Chlorellaceae 15 Dictyosphaerium
12 Chaetophoraceae 16 Chaetophora
13 Scenesmaceae 17 Scenedesmus
14 Volvocales 18 Oedogonium
Cynaphyceae 15 Oscillatoriceae 19 Oscillatoria
Euglenophyceae 16 Phacaceae 20 Phacus
Ulvophyceae 17 Ulothriceae 21 Ulothrix
Nilai Kelimpahan Fitoplankton di Setiap Stasiun Penelitian
Berdasarkan hasil analisis data fitoplankton diperoleh nilai kelimpahan pada setiap stasiun pengamatan dapat dilihat pada tabel 3.
Tabel 3. Nilai kelimpahan fitoplankton pada masing-masing stasiun penelitian di Danau Toba Desa Tiga Ras
No Genus
Fitoplankton
K (ind/l) Stasiun 1
K(ind/l) Stasiun 2
K(ind/l) Stasiun 3
K(ind/l) Stasiun 4 A Bacillariaphyceae
Nitzschia 74,666 156,333 9,333 77
Rhizosolenia 109,666 154 98 128,333
Cymbella 144,666 196 144,666 105
Asterionella 133 196 9,333 130,666
Diatomae 109,666 221,666 161 142,333
Fragillaria 109,666 158,666 172,666 177,333
Nitzschia 123,666 252 9,333 203
Gyrosigma 114,333 210 116,666 196
Navicula 95,666 198,333 149,333 210
Tabellaria 7 0 9,333 114,333
Campylodiscus 91 184,333 123,666 156,333
B Bacteria
Coelosphaerium 249,666 275,333 137,666 170,333
Oscillatoria 133 140 165,666 172,666
Anabaena 144,666 163,333 9,333 32,666
C Chlorophyceae
Dictyosphaerium 137,666 242,666 14 70
Chaetophora 100,333 226,333 9,333 102,666
Scenedesmus 137,666 0 126 107,333
Oedogonium 28 219,333 74,666 170,333
D Cyanophyceae
Oscillatoria 0 200,666 130,666 158,666
E Euglenophyceae
Phacus 0 65,333 121,333 137,666
F Ulvophyceae
Ulothrix 0 0 86,333 77
TOTAL 1906,333 3460,333 1878,333 2839,667
Keterangan : St 1: Pelabuhan; St 2: KJA; St 3: Tempat Wisata; St 4: Daerah Pembanding
Analisis kelimpahan Fitoplankton di stasiun 1 menunjukkan genus Coelosphaerium adalah genus dengan kelimpahan tertinggi dengan nilai 249,666.
Sedangkan kelimpahan fitoplankton yang terendah terdapat pada genus Tabellaria dengan nilai 7.
Kelimpahan fitoplankton tertinggi di stasiun 2 adalah genus Coelosphaerium dengan nilai 275,333, sedangkan kelimpahan fitoplankton
terendah adalah genus phacus dengan nilai 65,333.
Kelimpahan fitoplankton tertinggi di stasiun 3 adalah genus Fragillaria dengan nilai 172,666, sedangan kelimpahan fitoplankton terendah adalah genus Nitzschia, Tabellaria, Anabaena dan Chaetophora dengan nilai 9,333.
Kelimpahan fitoplankton tertinggi di stasiun 4 adalah genus Navicula dengan nilai 210, sedangkan kelimpahan fitoplankton terendah adalah genus Diatomae dengan nilai 3.
Indeks Keanekaragaman dan Analisis Keseragaman (E) Fitoplankton Pada Masing Masing Stasiun Penelitian
Berdasarkan analisis data diperoleh nilai indeks keanekaragaman (H’) fitoplankton pada setiap stasiun dapat dilihat pada tabel 4.
Tabel 4. Indeks Keanekaragaman pada masing-masing stasiun.
Stasiun
1 2 3 4
H’ 2,813 2,607 2,841 2,979
E 0,897 0,911 0,906 0,950
Keterangan : St 1: Pelabuhan; St 2: KJA; St 3: Tempat Wisata; St 4: Daerah Pembanding
Hasil analisis keanekaragaman di Danau Toba Desa Tiga Ras menunjukkan bahwa stabilitas komunitas biota fitoplankton yang ada bersifat moderat (keanekaragaman fitoplankton sedang). Dilihat pada tabel 4 menunjukkan keseragaman fitoplankton yang terdapat di perairan Danau Toba
Desa Tiga Ras nilai pada masing-masing stasiun mendekati 1. Hal ini menandakan bahwa keseragaman fitoplankton yang ada di badan air relatif merata dan perbedaannya tidak begitu signifikan.
Parameter fisika kimia air di Danau Toba Desa Tiga Ras
Hasil pengukuran parameter fisika yang didapat pada masing-masing stasiun yaitu suhu berkisar antara 26,5˚C sampai 28,75˚C. Nilai TDS yang diperoleh juga tidak terjadi peningkatan yang terlalu tinggi pada tiap stasiun, hanya berkisar antara 54 mg/L sampai 56,5 mg/L. Nilai TSS berkisar antara 25 mg/L sampai 27,5 mg/L. Nilai kecerahan pada tiap stasiun antara 185 cm sampai 198,5 cm. Hasil parameter kimia pada tiap stasiun untuk pH tidak terjadi perbedaan yang tinggi hanya berkisar 7,2 sampai 7,65. Parameter DO yang diperoleh pada tiap stasiun yaitu 5,35 mg/L sampai 6,45 mg/L. Nilai nitrat yang diperoleh pada tiap stasiun sama yaitu 0,5 mg/L. Untuk hasil pengukuran parameter fisika kimia yang diperoleh di Danau Toba Desa Tiga Ras dapat dilihat pada tabel 5.
Tabel 5. Parameter Fisika Kimia Air di Danau Toba Desa Tiga Ras
PARAMETER SATUAN Baku
mutu II
ST. 1 ST.2 ST.3 ST.4 FISIKA
Suhu (°C) Deviasi 3 27 27 28,75 26,5
TDS (mg/L) 1000 56,5 56 56 54
TSS (mg/L) 50 26 25 26,5 27,5
Kecerahan (cm) 198,5 194 198 185
KIMIA
pH 6-9 7,65 7,2 7,25 7,25
DO (mg/L) 4 5,35 5,6 5,75 6,45
BOD (mg/L) 3 2,85 1,3 1,05 0,9
COD (mg/L) 25 8,905 3,9 3,28 2,81
Nitrat (NO3-N) (mg/L) 10 0,5 0,5 0,5 0,5
Fosfat (PO4-P) (mg/L) 0,2 0,37 0,51 0,295 0,19
Hasil pengukuran parameter fisika di Danau Toba Desa Tiga Ras pada masing- masing stasiun tidak melewati batas baku mutu kualitas air berdasarkan PP No. 82 tahun 2001 untuk kelas II. Adapun parameter kimia di Danau Toba Desa Tiga Ras menunjukkan nilai yang melewati baku mutu terdapat pada parameter DO (Oksigen Terlarut) dan fosfat (PO4-P).
Analisis Korelasi Pearson Antara Faktor Fisika-Kimia dengan Indeks Keanekaragaman Fitoplankton
Pengukuran faktor fisika-kimia perairan yang telah dilakukan pada stasiun penelitian dan di korelasikan dengan indeks keanekaragaman (diversitas Shannon-Wienner) maka di peroleh nilai korelasi seperti terlihat pada tabel 6.
Tabel 6. Analisis Korelasi Pearson antara faktor fisika-kimia dengan indeks keanekaragaman fitoplankton
Faktor
Lingkunagan H’
Suhu -0,067
TDS -0, 658
TSS 0,984
Kecerahan -0,479
pH 0,119
DO 0,770
BOD -0,169
COD -0,143
Fosfat 0,983
Keterangan :
a. Jika 0 : Tidak ada korelasi antara dua variabel b. Jika >0-0,25 : Korelasi sangat lemah
c. Jika >0,25-0,5 : Korelasi cukup d. Jika >0,5-0,75 : Korelasi kuat
e. Jika >0,75-0,99 : Korelasi sangat kuat f. Jika 1 : Korelasi sempurna
Pembahasan
Kelimpahan Fitoplankton (N)
Kelimpahan fitoplankton yang tertinggi ditemukan pada stasiun 2 dengan nilai 3460,333, sedangkan kelimpahan fitoplankton dengan kelimpahan terendah ditemukan pada stasiun 3 dengan nilai 1878,333. Hal ini di sebabkan oleh pengaruh faktor fisika-kimia dan aktifitas masyarakat. Adanya Keramba Jaring Apung (KJA) menjadi pendukung kebutuhan nutrisi untuk Fitoplankton pada stasiun 2. Menurut Isnaini (2011), seperti halnya nitrogen, kandungan fosfor merupakan unsur yang penting dalam ekosistem air. Zat-zat organik seperti protein mengandung gugus fosfor, misalkan ATP, yang terdapat dalam sel makhluk hidup dan berperan penting dalam penyedia energi. Keberadaan senyawa fosfor dalam ekosistem perairan adalah sangat penting terutama berfungsi dalam proses pembentukan senyawa protein dan metabolisme bagi organisme.
Kandungan fosfat yang terdapat di perairan umumnya tidak lebih dari 0,1 mg/L.
Kecuali bagian badan air yang menerima limbah dari rumah tangga dan industri tertentu, serta dari daerah pertanian yang mendapatkan pemupukan fospat. Oleh karena itu, perairan yang mengandung kadar fosfat melebihi kadar normal kebutuhan organisme akuatik akan menyebabkan terjadinya eutrofikasi
Fosfor yang diserap oleh organisme tumbuhan dalam bentuk orthofosfat.
Sumber fosfor dalam perairan dapat berasal dari udara, pelapukan batuan, dekomposisi bahan organik, pupuk buatan (limbah pertanian), limbah industri, limbah rumah tangga dan mineral-mineral fosfat. Menurut Saeni (1989), Fosfor sering dianggap sebagai faktor pembatas, hal ini didasarkan atas kenyataan bahwa fosfor sangat diperlukan dalam transfer energi.
Kelimpahan pada stasiun 2 yang berada di lokasi keramba jaring apung diduga disebabkan karena tingginya nilai N dan P dengan masing-masing nilai 0.5 mg/L dan 0.51 mg/L. Nutrien merupakan pendukung kehidupan fitoplankton yang didapat dari sisa pakan. Menurut Barus (2004) Keberadaan keramba jaring apung di daerah tujuan wisata Tigaras mempengaruhi kadar nitrogen yang berasal dari sisa pakan ikan. yang juga dapat berdampak terhadap pencemaran. Kandungan fosfat yang terdapat di perairan umumnya tidak lebih dari 0,1 mg/L. Kecuali bagian badan air yang menerima limbah dari rumah tangga dan industri tertentu, serta dari daerah pertanian yang mendapatkan pemupukan fospat. Oleh karena itu, perairan yang mengandung kadar fosfat melebihi kadar normal kebutuhan organisme akuatik akan menyebabkan terjadinya eutrofikasi.
Hasil kelimpahan fitoplankton pada genus Ulotrhix sebesar 46.900 unit/L pada stasiun 3 yang berada didaerah wisata. Menurut Basmi (1988), menunjukkan bahwa lingkungan perairan tersebut mendukung kehidupan tersebut. Sebagaimana organisme lainnya, eksistensi dan kesuburan fitoplankton di dalam suatu ekosistem sangat ditentukan oleh interaksinya terhadap faktor-faktor fisika, kimia, dan biologi. Tingginya kelimpahan fitoplankton pada suatu perairan adalah akibat pemanfaatan nutrien, dan radiasi sinar matahari, disamping suhu, dan pemangsaan oleh zooplankton
Nilai Indeks Keanekaragaman (H’) yang rendah terdapat pada stasiun 1 sebesar 2,813 sedangkan nilai indeks keanekaragaman tertinggi terdapat pada stasiun 4 dengan nilai 2,979. Hal ini disebabkan pada daerah ini zat hara yang diperlukan fitoplankton seperti fospat dan nitrat untuk berkembang biak rendah sehingga berpengaruh terhadap keanekaragaman fitoplankton di stasiun tersebut.
Yuliana dan Asriyana (2012), zat-zat hara anorganik utama yang diperlukan fitoplankton untuk tumbuh dan berkembang biak ialah nitrogen (sebagai nitrat) dan fosfor (sebagai fosfat). Zat-zat hara lain baik anorganik maupun organik mungkin diperlukan dalam jumlah kecil atau sangat kecil, namun pengaruhnya terhedap produktivitas tidak sebesar nitrogen dan fosfor.
Nilai indeks keseragaman pada stasiun 1 sebesar 0,897412 , stasiun 2 sebesar 0,911148 dan pada stasiun 3 sebesar 0,906179 , dan pada stasiun 4 sebesar 0,950188 sehingga diketahui pada keempat stasiun tersebut terjadi persebaran tidak merata. Terjadi kelimpahan yang jauh lebuh tinggi antara satu jenis dengan jenis lainnya pada tiap stasiun. Hal ini dikarenakan adanya dominansi beberapa fitoplanton. Menurut Basmi (2000), bahwa nilai keseragaman (E) berkisar antara 0-1, semakin kecil nilai E artinya semakin kecil keseragaman suatu populasi dan ada kecenderungan bahwa satu jenis mendominansi populasi tersebut.
Parameter Kualitas Air
Hasil parameter suhu yang diperoleh tidak menunjukan perbedaan yang tinggi. Hanya berkisar antara 26,5oC sampai dengan 28,75oC. Berdasarkan hasil penelitian diperoleh suhu dari masing-masing stasiun di perairan Danau Toba Desa Tiga Ras masih dalam kondisi yang optimal dan masih dapat di toleransi untuk kehidupan organisme di danau Toba. Hal ini sesuai dengan pernyataan Isnani (2011), yang menyatakan bahwa kisaran suhu yang optimal bagi kehidupan plankton adalah 22-30˚C. Suhu suatu perairan dapat mempeengaruhi kelulusan hidup organisme yang berada di dalamnya termasuk plankton.
Nilai pH yang diperoleh dari hasil penelitian pada stasiun I adalah 7,65, pada stasiun II adalah 7,2, pada stasiun III adalah 7,25 dan pada stasiun IV adalah
7,25. Nilai pH pada masing masing stasiun masih dalam kondisi yang netral dan masih dapat di tolerir oleh organisme di perairan danau Toba. Hal ini sesuai dengan pernyataan Barus (2004), yang menyatakan bahwa organisme air hidup dalam suatu perairan yang mempunyai nilai pH netral dengan kisaran toleransi antara asam lemah sampai dengan basah lemah. Nilai pH yang ideal bagi kehidupan organisme air pada umumnya 7 sampai 8,5. Kondisi perairan dengan pH tertentu mempengaruhi metabolisma dan respirasi bagi kelangsungan hidup organisme.
Nilai DO yang diperoleh antara 5,35 mg/L sampa dengan 5,75 mg/L.
Nilai ini terbilang cukup tinggi sehingga sangat mendukung pertumbuhan organisme diperairan. Nilai DO yang diperoleh dari hasil penelitian menunjukan perbedaan yang tidak terlalu signifikan. Meskipun sudah melewati ambang batas baku mutu air kelas II, tetapi nilai ini tidak terlalu berpengaruh. Hal ini dipengaruhi oleh adanya arus air yang dipengaruhi oleh angin. Hal ini sesuai dengan pernyataan Johan (2011), yang menyatakan bahwa kepekatan oksigen terlarut dalam perairan antara lain disebabkan oleh suhu, tingkat penetrasi cahaya yang tergantung pada kedalaman dan kekeruhan air dan kehadiran tanaman untuk proses fotosintesis menambahkan kadar oksigen terlarut diperairan yang masih dapat ditolerir oleh organisme akuatik terutama fitoplankton adalah tidak kurang dari 5 mg/L. Organisme perairan dapat hidup dengan layak dan kegiatan perikanan dapat berhasil kandungan oksigen terlarut tidak kurang dari 4 mg/l. PP No. 82 Tahun 2001, nilai kandungan oksigen terlarut untuk katagori kelas III batas minimal adalah 4 mg/L.
Nilai BOD yang diperoleh dari hasil penelitian dengan nilai terendah terdapat pada stasiun IV yaitu 0,9 mg/L, sedangkan nilai tertinggi terdapat pada stasiun I yaitu 2.85 mg/L. Nilai BOD tertinggi pada stasiun I mengindikasikan bahwa banyaknya kandungan bahan organik di stasiun I yang merupakan pelabuhan penyeberangan kapal selain itu stasiun I terletak berdekatan dengan stasiun II yang merupakan budidaya keramba jaring apung. Bahan organik ini diduga berasal dari aktivitas pelayaran dan perikanan yang menghasilkan limbah ke perairan, sedangkan pada stasiun IV memiliki nilai BOD terendah dikarenakan stasiun IV merupakan daerah kontrol yang belum terdapat aktivitas manusia yang menyebabkan kandungan bahan organik lebih sedikit dari stasiun lainnya. Hal ini didukung Agustiningsih dkk (2011) yang menyatakan bahwa limbah domesrik mempunyai karakteristik antara lain apabila BOD dan COD tinggi disebabkan karena adanya aktivitas industri yang membuang limbah ke perairan.
Nilai fosfat pada masing-masing stasiun yang ditemukan pada penelitian memiliki nilai yang berbeda antara tiap stasiunnya tergantung dari aktivitas yang berada pada lokasi penelitian, nilai fosfat tertinggi terdapat pada stasiun II yaitu 0,51 ppm dan nilai terendah terdapat pada stasiun IV yaitu 0.19 ppm Tingginya nilai fosfat pada stasiun II yang merupakan daerah budidaya keramba jaring apung disebabkan oleh hasil dekomposisi sisa pakan maupun sisa metabolisme ikan pada KJA yang terbuang ke danau. Apabila jumlah pakan yang diberikan pada KJA semakin tinggi maka semakin tinggi juga limbah yang akan terbuang ke badan air baik sebagai limbah pakan maupun limbah sisa metabolisme ikan. Hal ini didukung hasil penelitian Tobing (2014) yaitu Nilai rata-rata konsentrasi fosfat tertinggi berada pada stasiun I yaitu 0,24 mg/L dan konsentrasi fosfat terendah
