TINJAUAN PUSTAKA
Ekosistem Sungai
Habitat air tawar menempati daerah yang relatif lebih kecil di permukaan
bumi dibandingkan dengan habitat air laut, tetapi bagi manusia kepentingannya
jauh lebih berarti dibanding dengan luas daerahnya. Hal ini disebabkan karena :
1) Sumber air tawar merupakan sumber yang paling praktis dan murah untuk
kepentingan domestik maupun industri. 2) Ekosistem air tawar menawarkan
sistem yang memadai dan paling murah (Odum,1994).
Ekosistem air tawar secara umum dibagi atas 2 yaitu perairan lentik
(perairan tenang) misalnya danau dan perairan lotik (perairan mengalir) yaitu
sungai. Perbedaan utama antara perairan lotik dan perairan lentik adalah arus.
Dimana arus pada perairan lotik umumnya mempunyai kecepatan arus yang
sangat tinggi disertai perpindahan massa air yang berlangsung dengan cepat
(Hutabarat, 2010).
Sungai merupakan daerah yang dilalui badan air yang bergerak dari tempat
yang tinggi ke tempat yang lebih rendah dan melalui permukaan atau bawah
tanah. Sungai bagian hulu dicirikan dengan badan air yang dangkal dan sempit,
tebing curam dan tinggi, berair jernih dan mengalir cepat serta mempunyai
populasi (jenis maupun jumlah) biota air sedikit. Sungai bagian hilir umumnya
lebih lebar, tebingnya curam atau landai, badan air dalam, keruh, aliran air lambat,
dan populasi biota air didalamnya termasuk banyak, tetapi jenisnya bervariasi
Ekosistem lotik/sungai dibagi menjadi beberapa zona dimulai dengan zona
krenal (mata air) yang umumnya terdapat di daerah hulu. Zona krenal dibagi
menjadi rheokrenal, yaitu mata air yang berbentuk air terjun biasanya terdapat
pada tebing-tebing yang curam, limnokrenal, yaitu mata air yang membentuk
genangan air yang selanjutnya membentuk aliran sungai yang kecil, dan
helokrenal, yaitu mata air yang membentuk rawa-rawa. Selanjutnya aliran air dari
beberapa mata air yang membentuk aliran sungai di daerah pegunungan yang
disebut zona rithral, ditandai dengan relief sungai yang terjal. Zona rithral di bagi
menjadi 3 bagian, yaitu epithral (bagian yang paling hulu), metarithral (bagian
tengah dari zona rithral), dan hyporithral (Barus, 2004).
Lingkungan suatu perairan terdiri atas dua komponen yaitu biotik dan
abiotik yang mana keduanya saling berinteraksi melalui aliran energi dan daur
hara (nutrien). Bila interaksi keduanya terganggu maka akan terjadi perubahan
atau gangguan yang menyebabkan ekosistem perairan menjadi tidak seimbang
(Soylu dan Gonulol, 2003). Seperti halnya sekitar bantaran sungai yang telah
dimanfaatkan untuk pemukiman dan aktivitas lain seperti industri, perkebunan
dan pertambakan. Kegiatan-kegiatan tersebut pada umumnya menghasilkan
limbah maupun sampah yang dibuang langsung ke perairan sungai sehingga
secara tidak langsung pencemaran tersebut dapat menyebabkan penurunan kadar
kualitas perairan pada pantai tempat sungai tersebut bermuara (Hendrawan dkk.,
2004).
Deskripsi Plankton
dapat melawan arus. Mikroorganisme ini baik dari segi jumlah dan jenisnya
sangat banyak dan sangat beraneka ragam serta sangat padat. Selanjutnya
diketahui bahwa plankton merupakan salah satu komponen utama dalam sistem
mata rantai makanan (food chain) dan jaring makanan (food web). Mereka
menjadi pakan bagi sejumlah konsumen dalam sistem mata rantai dan jaring
makanan tersebut (Fachrul, 2007).
Plankton merupakan organisme perairan pada tingkat trofik pertama yang
berfungsi sebagai penyedia energi. Plankton dibagi menjadi fitoplankton, yaitu
organisme plankton yang bersifat tumbuhan dan zooplankton yaitu plankton yang
bersifat hewan (Barus, 2004).
Menurut Nybakken (1988), bahwa plankton dapat
digolongkan berdasarkan ukuran, penggolongan ini tidak
membedakan antara fitoplankton dan
zooplankton. Golongan plankton ini terdiri atas :
a. Megaplankton yaitu plankton yang berukuran 2.0 mm.
b. Makroplankton yaitu plankton yang berukuran 0.2 − 2.0 mm.
c. Mikroplankton yaitu plankton yang berukuran 20 μm − 0.2 mm.
d. Nanoplankton yaitu plankton yang berukuran 2 μm− 20μm.
e. Ultraplankton yaitu plankton yang berukuran kurang dari 2 μm.
Berdasarkan siklus hidupnya plankton dikenal sebagai holoplankton yaitu
plankton yang seluruh siklus hidupnya bersifat planktonik dan meroplankton yaitu
plankton yang hanya sebagian siklus hidupnya bersifat planktonik. Sebenarnya
plankton mempunyai alat gerak (misalnya Flagelata dan Ciliata) sehingga secara
mengimbangi gerakan air sekelilingnya sehingga dikatakan bahwa plankton
sangat dipengaruhi oleh gerakan air (Barus, 2004).
Fitoplankton adalah mikroorganisme nabati yang hidup melayang-layang di
dalam air dan mampu melakukan fotosintesis,. Kemampuan fitoplankton
melakukan fotosistesis dikarenakan sel tubuhnya mengandung klorofil, yang
mampu mengubah zat-zat anorganik menjadi zat organik dengan bantuan sinar
matahari (Prabandani, 2002).
Perkembangan fitoplankton sangat dipengaruhi oleh zooplankton dengan
mengemukakan teori grazing, yang menyatakan jika di suatu perairan terdapat
populasi zooplankton yang tinggi maka populasi fitoplankton akan menurun
karena dimangsa oleh zooplankton. Pertumbuhan fitoplankton adalah mengikuti
laju pertumbuhan yang differensial, zooplankton mempunyai siklus reproduksi
lebih lambat maka untuk mencapai populasi maksimum akan membutuhkan
waktu yang lebih lama dibandingkan fitoplankton (Nybakken, 1988).
Selanjutnya penelitian-penelitian sebelumnya mengenai komunitas
fitoplankton menyatakan bahwa perubahan kualitas perairan erat kaitannya
dengan potensi perairan dan dapat ditinjau dari kelimpahan dan komposisi
fitoplankton. Kualitas perairan tersebut dapat ditentukan dengan melihat
gambaran tentang banyak atau sedikitnya jenis fitoplankton yang hidup disuatu
perairan dan jenis fitoplankton yang mendominasi yang dapat memberikan
informasi bahwa ada zat-zat tertentu yang sedang berlebih yang dapat
memberikan gambaran keadaan perairan yang sesungguhnya (Fachrul, 2005).
Zooplankton di alam cukup banyak jenisnya, baik yang bersifat
termasuk meroplankton (sebagian dari siklus hidupnya termasuk golongan
plankton, tetapi bentuk dewasanya bukan sebagai plankton). Larva-larva ikan,
larva crustacea dan larva molusca termasuk golongan meroplankton (Wibisono,
2005).
Zooplankton ditemukan pada semua kedalaman air, karena mereka
memiliki kekuatan untuk bergerak, yang meskipun lemah, membantunya naik ke
atas dan ke bawah. Dalam banyak spesies zooplankton, suatu pergerakan tegak
adalah biasa serta banyak berirama, dan terjadi setiap hari. Bentuk yang berpindah
ini hidup pada kedalaman tertentu selama siang hari, dan naik ke permukaan
menjelang malam, serta tenggelam kembali ke kedalaman normal pada pagi hari
(Michael, 1994).
Keberadaan zooplakton dipengaruhi adanya fitoplankton yang terdapat di
suatu perairan. Di dalam penelitian perairan, plankton (fito dan zooplankton)
dapat menentukan kualitas suatu perairan tersebut. pengumpulan sampel dapat
dilakukan dengan metode yang terdiri atas pengumpulan sampel, pengawetan,
pencacahan, dan analisis statistik (Fachrul, 2007).
Sebagian besar zooplankton menggantungkan sumber nutrisinya pada
materi organik, baik berupa fitoplankton maupun detritus. Kepadatan zooplankton
di suatu perairan jauh lebih sedikit dibandingkan dengan fitoplankton. Umumnya
zooplankton banyak ditemukan pada perairan yang mempunyai kecepatan arus
rendah serta kekeruhan air yang sedikit (Barus, 2004).
Sebagai produsen utama, plankton memegang peranan penting dalam
jaringan makanan di semua perairan baik perairan pantai maupun lepas pantai.
zooplankton yang merupakan dasar awal dari semua jaringan makanan, dapat
langsung dimanfaatkan oleh biota-biota yang hidup di perairan. Fitoplankton
berperan sebagai pembuat makanan, dimanfaatkan oleh zooplankton dan
selanjutnya zooplankton dimakan oleh ikan-ikan kecil sebagai konsumen
berikutnya. Fitoplankton diatom adalah komponen kunci dari ekosistem akuatik
yang sangat berperan dalam jaring makanan (Lamberti,1996).
Parameter Fisika dan Kimia Perairan Parameter Fisika
Suhu
Pola temperatur air dipengaruhi oleh berbagai faktor seperti intensitas
cahaya matahari, pertukaran panas antara air dengan udara sekelilingnya,
ketinggian geografis dan juga oleh faktor kanopi ( penutupan oleh vegetasi) dari
pepohonan yang tumbuh di tepi ( Brehm dan Meijering, 1990).
Di dalam kisaran suhu dimana proses-proses kehidupan berlangsung.,
metabolism bergantung pada suhu. Pada umumnya, organisme-organisme yang
tidak dapt mengatur suhu tubuhnya, proses metabolismenya meningkat dua kali
untuk setiap kenaikan suhu sebesar 100C (Nyabakken, 1988).
Secara umum, laju fotosintesa plankton meningkat dengan meningkatnya
suhu perairan, tetapi akan menurun drastis setelah mencapai titik suhu tertentu.
Hal ini disebabkan karena setiap spesies plankton selalu beradaptasi terhadap
suatu kisaran suhu tertentu (Aryawaty, 2007).
Kecerahan
Kecerahan air tergantung pada warna dan kekeruhan. Kecerahan
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 penelitian (Effendi,
2003).
Kecerahan dalam perairan sungai biasanya 3 − 4 meter atau lebih, relatif
dengan kedalaman sungai. Pengaruh ekologis dari kecerahan akan menyebabkan
penurunan penetrasi cahaya ke dalam perairan yang selanjutnya akan
menurunkan fotosintesis dan produktivitas primer (Nybakken, 1992).
Kecepatan Arus
Arus air pada perairan lotik umumnya bersifat turbulen, yaitu arus yang
bergerak ke segala arah sehingga air akan berdistribusi keseluruh bagian dari
perairan tersebut. Selain itu, dikenal arus laminar, yaitu arus yang bergerak ke
satu arah tertentu saja. Arus terutama berfungsi dalam pengankutan energi panas
dan substansi yang terdapat didalam air. Pada umumnya kecepatan arus berkisar
pada angka 3m/det. Meskipun demikian sangat sulit membuat suatu batasan
mengenai kecepatan arus, karena kecepatan arus disuatu ekosistem air sangat
berfluktuasi dari waktu ke waktu tergantung debit, aliran air, dan kondisi substrat
yang ada (Barus, 2004).
Arus dapat membantu penyebaran dan migrasi horizontal plankton, tetapi
jika terlalu kuat dapat mengganggu keseimbangan ekologis perairan yang sudah
terbentuk. Arus sangat berpengaruh terhadap sebaran fitoplankton karena
pergerakannya sangat tergantung pada pergerakan air (Romimohtarto dan Juwana,
Parameter Kimia
Oksigen Terlarut (Dissolved Oxygen)
Oksigen terlarut merupakan suatu faktor yang sangat penting dalam
ekosistem air terutama sekali dibutuhkan untuk proses respirasi dalam air bagi
sebagian besar organisme air. Sumber utama oksigen terlarut adalah penyerapan
oksigen dari udara melalui kontak antara permukaan air dengan udara dan dari
fotosintesis. Nilai oksigen terlarut di perairan sebaiknya berkisar antara 6 – 8
mg/L (Barus, 2004).
Kadar oksigen terlarut juga berfluktuasi secara harian (diurnal) dan
musiman, tergantung pada pencampuran (mixing) dan pergerakan (turbulence)
massa air, aktivitas fotosintesis, respirasi, dan limbah (effluent) yang masuk ke
badan air (Effendi, 2003).
Biological Oxygen Demand (BOD)
Kebutuhan oksigen biologis adalah jumlah oksigen yang dibutuhkan
organisme hidup didalam air lingkungan untuk memecah (mendegradasi atau
mengoksidasi) bahan-bahan buangan organik yang ada di dalam air lingkungan
tersebut. Berdasarkan peraturan menteri Nomor 82 Tahun 2001 tentang
Pengelolaan Kualitas Air dan Pengendalian Pencemaran Air, BOD optimal proses
oksidasi oleh mikroorganisme di dalam air lingkungan mengandung oksigen yang
cukup (Wardhana, 2004).
Dari penelitian yang diketahui bahwa untuk menguraikan senyawa organik
yang terdapat di limbah rumah tangga secara sempurna, mikroorganisme
membutuhkan waktu sekitar 20 hari lamanya. Mengingat bahwa waktu selama 20
adalah pengukuran selama 5 hari. Faktor- faktor yang dapat mempengaruhi
pengukuran BOD adalah jumlah senyawa organik yang akan diuraikan,
tersedianya mikroorganisme aerob yang mampu menguraikan senyawa organik
tersebut, dan tersedianya jumlah oksigen yang akan dibutuhkan dalam proses
penguraian itu (Simajuntak, 2010).
Derajat Keasaman (pH)
Nilai pH menyatakan nilai konsentrasi ion hidrogen dalam suatu larutan.
Organisme air dapat hidup dalam suatu perairan yang mempunyai nilai pH netral
dengan kisaran toleransi antara asam lemah sampai basa lemah. Nilai pH yang
ideal bagi kehidupan organisme air pada umumnya terdapat antara 7 sampai 8,5.
Kondisi perairan dengan pH tertentu mempengaruhi metabolisme dan respirasi
bagi kelangsungan hidup organisme (Barus, 2004).
Pada daerah yang tidak ada aktivitas maka nilai pH akan tinggi belum
karena belum ada terjadi penguraian yang menghasilkan CO2 sedangkan daerah
yang terdapat berbagai aktivitas yang menghasilkan senyawa organik yang
selanjutnya mengalami penguraian akan mengalami penurunan pH (Siregar,
2009).
Fosfat
Fosfat terdapat dalam air alam atau air limbah sebagai senyawa ortofosfat,
polifosfat dan fosfat organis. Setiap senyawa fosfat tersebut terdapat dalam bentuk
terlarut, tersuspensi atau terikat di dalam sel organisme dalam air. Di daerah
pertanian ortofosfat berasal dari bahan pupuk yang masuk ke dalam sungai
melalui drainase dan aliran air hujan. Polifosfat dapat memasuki sungai melaui air
mengandung fosfat, seperti industri pencucian, industri logam dan sebagainya.
Fosfat organis terdapat dalam air buangan penduduk (tinja) dan sisa makanan.
Fosfat organis dapat pula terjadi dari ortofosfat yang terlarut melalui proses
biologis karena baik bakteri maupun tanaman menyerap fosfat untuk
pertumbuhannya (Winata dkk., 2000).
Fosfat banyak digunakan sebagai pupuk, sabun, atau deterjen, bahan
industri keramik, minyak pelumas, produk minuman dan makanan, katalis dan
sebagainya. Kadar fosfat yang diperkenankan diperairan alami berkisar antara
0,005-0,02 mg/liter P-PO4 (Efendi, 2003).
Fosfor merupakan unsur penting dalam air, Fosfor terutama berasal dari
sedimen yang selanjutnya akan terfiltrasi dalam air tanah dan akhirnya masuk ke
dalam sistem perairan terbuka. Selain itu juga dapat berasal dari atmosfer bersama
air hujan masuk ke sistem perairan (Barus, 2004).
Nitrat (NH3)
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
mahluk hidup untuk dapat tumbuh dan berkembang (Barus, 2004).
Bila kadar nitrit dan fosfat terlalu tinggi dapat menyebabkan perairan
bersangkutan eutrof sehingga terjadi blooming dari salah satu jenis fitoplankton
yang mengeluarkan toksin. Kondisi seperti ini bias merugikan hasil kegiatan
