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.
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.
Menurut Mulyawan (2013), danau memiliki perbedaan ukuran dan kedalaman, tergantung pada cara terbentuknya, seperti di bawah ini:
1. Danau yang disebabkan oleh pengikisan
a. Danau gletser, terbentuk bila gletser dan lembaran es mengeruk permukaan bumi dan membentuk ceruk. Kemudian ceruk ini terisi air dan membentuk danau.
b. Danau lekukan gurun, terbentuk didaerah kering tempat angin menghasilkan lekukan. Bila dasar lekuk tersebut mencapai muka air tanah, maka terbentuklah sebuah danau. Contohnya iyalah oase gunung di seluruh dunia. 2. Danau yang disebabkan oleh kegiatan vulkanik
a. Danau kaldera, terbentuk bila didalam kaldera atau bagian tengah gunung berapi yang runtuh terkumpul air. Danau ini umumnya bulat dan dalam. danau Toba di Sumatera Utara adalah suatu danau kaldera.
b. Danau kawah, terbentuk bila dalam kawah, atau lubang bulat mirip corong dipuncak gunung berapi terkumpul air. Contohnya ialah danau Kawah Putih di Jawa Barat, danau Kelimutu di Nusa Tenggara Timur.
c. Danau bendungan lava, terbentuk bila aliran lava gunung berapi menyumbat lembah sungai dan menyebabkan terbentuknya danau. Contohnya adalah danau Purba Bandung di Jawa Barat.
a. Danau sesar, terjadi jika pergeseran di kerak bumi, maka tterbentuklah lekukan atau lembah retak yang kemudian dapat menjadi danau.
4. Danau yang dihasilkan oleh sungai dan laut
a. Danau tapal kuda, dihasilkan bila sungai yang berkelok-kelok melintasi daratan mengambil jalan pintas dan meninggalkan potongan-potongan yang akhirnya membentuk danau tepal kuda.
b. Danau delta, terbentuk di sepanjang pantai yang arus pantainya mengendapkan pasir dan membentuk gosong pasir. Akhirnya, gosong pasir itu sama sekali memisahkan sebagian kecil laut, dan dengan demikian membentuk laguna. Delta-delta terbesar di dunia mempunyai danau delta atau laguna.
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).
dikembangkan dengan jaring apung yang terdapat di 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 yang 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).
Danau Toba termasuk perairan lentik (lentic water), atau disebut juga perairan tenang. Danau Toba merupakan suatu perairan yang banyak dimanfaatkan oleh beberapa sektor seperti pertanian, perikanan, pariwisata, perhubungan laut, dan juga merupakan sumber air minum bagi masyarakat di kawasan Danau Toba. Adanya berbagai aktivitas manusia di sekitar danau tersebut, sehingga Danau Toba akan mengalami perubahan ekologis di mana kondisinya sudah berbeda dengan kondisi alaminya (Silalahi, 2009).
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 menggunakan 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
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 di desa ini tercatat 200 unit dengan luas masing-masing keramba 1 m2, jadi luas total keramba milik masyarakat di desa ini 200 m2.
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).
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).
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 jasadjasad
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.
TDS (Total Dissolved Solid)
Nilai TDS sangat dipengaruhi oleh pelapukan batuan , limpasan dari tanah dan pengaruh antropogenik (berupa limbah domestic dan industri). Rasio antara padatan terlarut dan kedalaman rata-rata perairan merupakan salah satu cara untuk menilai produktivitas perairan. Bahan-bahan terlarut pada perairan alami tidak bersifat toksik, akan tetapi jika berlebihan dapat meningkatkan nilai kekeruhan. Selanjutnya akan menghambat penetrasi cahaya yang matahari kekolom air dan akhirnya berpengaruh terhadap proses fotosintesis (Effendi, 2003).
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
Parameter Kimia Perairan 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 (Dissolved Oxygen)
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.
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. COD (Chemical Oxygen Demand)
secara biologis maupun terhadap yang sukar/tidak bisa diuraikan secara biologis (Barus, 2004).
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
Parameter Biologi Perairan
Lingkungan perairan mudah tercemar oleh mikroorganisme pathogen (berbahaya) yang masuk dari berbagai sumber seperti permukiman, pertanian dan peternakan. Bakteri yang umum digunakan sebagai indikator tercemarnya suatu badan air adalah bakteri yang tergolong Escherichia coli , yang merupakan satu diantara beberapa bakteri yang tergolong koliform dan hidup normal di dalam kotoran manusia dan hewan (Effendi, 2003).
Total Coliform
Parameter mikrobiologi yang diukur untuk mengetahui kualits perairan adalah Fecal Coliform dan total Coliform. Bakteri Coliform dapat digunakan sebagai
indikator adanya pencemaran feses atau kotoran manusia dan hewan di dalam perairan. Golongan bakteri ini umumnya terdapat di dalam feses manusia dan hewan. Oleh sebab itu keberadaannya di dalam air tidak dikehendaki, baik ditinjau dari segi kesehatan, estetika, kebersihan maupun kemungkinan terjadinya infeksi yang berbahaya. Beberapa jenis penyakit dapat ditularkan oleh bakteri coliform melalui Baku mutu air kelas satu mensyaratkan keberadaan Fecal coliform tidak boleh melebihi 100 sel/100ml, sedang untuk air kelas dua tidak boleh lebih dari 1000 sel/100ml, dan untuk air kelas tiga tidak boleh melebihi 2000 sel/100ml (Pujiastuti dkk, 2013).
Penelitan Haro (2013), menyatakan bahwa hasil analisis kandungan bakteri coli fecal di Danau Toba yang terletak di Kecamatan Haranggaol Horison berkisar
aktivitas keramba jaring apung bekisar 13,8–22,7 MPN/100 ml dengan nilai rata – rata 17,2 MPN/100.
Baku Mutu Kualitas Air
Berdasarkam Peraturan Pemerintah Nomor 82 Tahun 2001 tentang Pengelolaan Kualitas Air dan Pengendalian Pencemaran Air, dimana baku mutu air adalah ukuran batas atau kadar mahluk hidup zat, energi atau komponen yang ada atau harus ada dan atau unsur pencemaran yang ditenggang keberadaanya di dalam air. Kriteria mutu air dan penetapan kelas sebagai berikut :
1. Kelas Satu : Bahan baku air minum dan peruntukan lain dengan syarat kualitasair sama.
2. Kelas Dua : Prasarana/sarana rekreasi, pembudidayaan ikan air tawar, peternakan, pertanaman, dan peruntukanlain dengan syarat kualitas air yang sama.
3. Kelas Tiga : Prasarana/sarana rekreasi air, pembudidayaan ikan air tawar, peternakan, pertanaman dan peruntukan lain dengan syarat kualitas air yang sama. 4. Kelas Empat :Mengairi pertanaman dan peruntukan lain dengan syarat kualitas air
yang sama.
keramba jaring apung menyebabkan semakin meningkatnya budidaya keramba dari tahun ke tahun.
