PAPER PRODUKTIVITAS PRIMER FITOPLANKTON DI PERAIRAN PARAPAT, DANAU TOBA
Dina Septalia Lestari B0A012003
KEMENTERIAN PENDIDIKAN DAN KEBUDAYAAN UNIVERSITAS JENDERAL SOEDIRMAN
FAKULTAS BIOLOGI
PROGRAM STUDI DIII PENGELOLAAN SUMBERDAYA PERIKANAN DAN KELAUTAN
I. PENDAHULUAN A. Latar Belakang
Tingkat produktivitas primer merupakan deskripsi kualitatif yang menyatakan konsentrasi unsur hara yang terdapat di dalam suatu badan air atau merupakan laju pembentukan senyawa-senyawa organic yang kaya energi dari senyawa-senyawa anorganik. Tingkat produktivitas primer perairan berasal dari ketersediaan unsur hara N dan P. Dimana kedua unsur ini merupakan unsur hara yang esensial yang dibutuhkan dalam pertumbuhan organism dan apabila kekurangan unsur ini maka akan menyebabkan rendahnya produktivitas primer suatu perairan.
Sumber energi primer bagi ekosistem adalah cahaya matahari. Energi cahaya matahari hanya dapat diserap oleh organisme fotosintetik (autotrof). Energi cahaya digunakan untuk mensintesis molekul anorganik menjadi molekul organik yang kaya energi. Molekul tersebut selanjutnya disimpan dalam bentuk makanan dalam tubuhnya dan menjadi sumber bahan organik bagi organisme lain yang heterotrof. Organisme yang memiliki kemampuan untuk mengikat energi dari lingkungan disebut produsen.
B. Tujuan
II. DESKRIPSI LOKASI PERAIRAN
Danau Toba merupakan danau terbesar di Indonesia yang terbentuk secara Vulkono Tektonik, terletak di pegunungan Bukit Barisan. Luas permukaan danau +1.100 km2 dengan total volume air +1.258 km3. Perairan terdalam berkisar 499 m dan berada pada ketinggian 995 m di atas permukaan laut, dikelilingi oleh tebing dan gunung-gunung dengan ketinggian maksimal 2.1257 m. Danau Toba terletak antara 20-30 LU dan 980-990 BT. Dasar danau kebanyakan terdiri dari batu-batu, pasir dan pada bagian tertentu terdapat endapan lumpur (Ondara, 1969 dalam Eyanoer et al, 1980). Danau Toba yang mempunyai luas permukaan lebih kurang 112.970 ha, merupakan danau yang paling luas di Indonesia. Secara geografis Danau Toba terletak diantara 98° - 99° Bujur Timur dan 2° - 3° Lintang Utara, berjarak sekitar 175 km dari kota Medan, terletak pada ketinggian 995 m di atas permukaan laut, dengan kedalaman maksimum yaitu 525 m yang terdapat di kawasan perairan Haranggaol.
Danau Toba yang merupakan suatu ekosistem air telah banyak mengalami perubahan terutama akibat dari berbagai aktivitas manusia yang terdapat di sekitar ekosistem air ini. Permasalahan yang dialami ekosistem Danau Toba terutama adalah penurunan kualitas air akibat dari berbagai limbah yang dibuang ke dalam danau sehingga menimbulkan pencemaran, seperti limbah rumah tangga, limbah pertanian, limbah dari budidaya perikanan di dalam keramba serta limbah minyak yang berasal dari aktivitas transportasi air. Hal ini terutama dapat dilihat dikawasan sekitar Parapat dan Balige.
Sumber : http://www.nakarasido.com/2011/05/5-tempat-wisata-di-sumatera-utara.html
Gambar 2 Danau toba berdasarkan foto satelit
Sunber : http://tourismculinaryarea.blogspot.com/2011_06_01_archive.html
III. DESKRIPSI FISIK PERAIRAN DANAU TOBA Adapun yang menyangkup fakior fisika yang diukur adalah :
1. Suhu (0C)
Suhu air yang diukur pada permukaan dan dasar perairan dengan menggunakan termometer yang di masukkan kedalam badan air selama beberapa menit.
Intensitas cahaya matahari mempengaruhi produktivitas primer. Hasil perubahan energi cahaya matahari menjadi energi kimia dapat diperoleh melalui proses fotosintesis oleh tumbuhan hijau. Proses fotosintesa sangat tergantung pada intensitas cahaya matahari, konsentrasi CO2, oksigen terlarut dan temperatur perairan. Oleh karena itu tumbuhan hijau sangat tergantung pada kecerahan suatu perairan karena mempengaruhi proses fotosintesis (Barus, 2004). Pengukuran dilakukan dengan menggunakan alat keping Secci yang berbentuk bulat dengan diameter 20 cm. Keping Secci diberi tali yang mempunyai ukuran lalu dimasukkan ke badan perairan sampai pada kedalaman keping Secci tersebut tidak terlihat dari permukaan. Selanjutnya diukur panjang dari permukaan sampai pada posisi keping Secci tersebut. Dari hasil pengukuran diketahui bahwa kedalaman penetrasi cahaya adalah 5 m. Kedalaman penetrasi seperti ini menunjukkan keadaan air yang relatif masih jernih.
Gambar 3 Warna perairan Danau Toba
Sumber : http://mayhem-on-us.deviantart.com/art/air-danau-toba-cuyy-164625280
IV. DESKRIPSI KIMIA PERAIRAN DANAU TOBA Adapun yang menyangkup fakior kimia yang diukur adalah :
1. pH air
antara asam lemah dan basa lemah. pH yang ideal bagi kehidupan organisme akuatik umumnya berkisar antara 7 - 8,5. Kondisi perairan yang bersifat sangat asam maupun sangat basa akan membahayakan kelangsungan hidup organisme karena akan menyebabkan mobilitas berbagai senyawa logam berat yang bersifat toksik (Barus, 1996). pH air dapat mempengaruhi jenis dan susunan zat dalam lingkungan perairan dan mempengaruhi ketersediaan unsur hara serta toksinitas dari unsur renik (Barus, 2004).Pengukuran dilakukan dengan menggunakan meter. Elektroda dari pH-meter dimasukkan ke dalam sampel air yang diukur, selanjutnya setelah angka yang tertera pada display stabil, langsung dibaca.Nilai pH berkisar antara 7.03 - 7.37.
2. Kelarutan Oksigen (DO)
3. BOD (Biochemical Oxygen Demand) dan COD (Chemical Oxygen Demand)
Nilai BOD dapat dinyatakan sebagai jumlah oksigen yang diperlukan oleh mikroorganisme aerobik dalam proses penguraian senyawa organik. Penguraian bahan buangan organik melalui proses oksidasi oleh mikroorganisme di dalam air lingkungan adalah proses alamiah yang mudah terjadi apabila air lingkungan mengandung oksigen yang cukup (Wardhana, 1995).
Gambar 4 Botol Winkler
Sumber : Ternala Alexander Barus, 2008
4. Nitrogen dan Fosfor
Nitrogen dan Fosfor sangat berperan dalam proses terjadinya eutrofikasi di suatu ekosisten air. Seperti diketahui bahwa fitoplankton dan tumbuhan air lainnya membutuhkan nitrogen dan fosfor sebagai sumber nutrisi utama bagi pertumbuhannya. Dengan demikian maka peningkatan unsur nitrogen dan fosfor dalam air akan dapat meningkatkan populasi alga secara massal yang menimbulkan eutrofikasi dalam ekosistem air (Barus, 2004).
5. Padatan Terlarut Total (TDS)
TDS mempengaruhi ketransparanan dan warna air. Sifat transparan air ada hubungannya dengan produktifitas. Transparan yang rendah menunjukkan produktivitas tinggi. Cahaya tidak dapat tembus banyak jika konsentrasi bahan tersuspensi tinggi (Sastrawijaya, 2000). Padatan terlarut total mencerminkan jumlah kepekatan padatan dalam suatu contoh air. Penentuan padatan terlarut total dapat cepat menentukan kualitas air, caranya dengan mengukur derajat konduktifitas air. Derajat konduktivitas air sebanding dengan padatan terlarut total dalam air tersebut. Pada umumnya suatu danau menjadi eutrofikasi bila padatan terlarut total melebihi 100 bpj (bagian per juta) (Sastrawijaya, 2000).
V. DESKRIPSI BIOLOGI PERAIRAN DANAU TOBA Adapun yang menyangkup fakior biologi yang diukur adalah :
1. Bakteri Coli (Colifekal)
dalam badan air. Kalau terdeteksi ada bakteri Colifekal di dalam air maka air itu kemungkinan tercemar sehingga tidak bisa dijadikan sebagai sumber air minum (Sastrawijaya, 2000).
Uji colifecal dilakukan untuk mengetahui kandungan bakteri coli yang terdapat di perairan. Uji ini dilakukan dengan menggunakan metode MPN (Most Probability Number). Metode MPN terdiri dari 3 tahap yaitu :
a. Uji pendugaan (Presumptive Test) b. Uji penegasan (Confirmed Test) c. Uji lengkap (completed Test)
2. Kelimpahan Plankton
Dari hasil yang diperoleh bahwa jenis-jenis fitoplankton yang mempunyai kelimpahan yang tinggi pada perairan tersebut adalah Staurastrum, Flagillaria, Ulotrix, Surilella dan Asterionella, sementara dari jenis zooplankton adalah Trichocerca, Fillinia, Keratella, and Bosmina (Barus ,2008)
Adapun contoh Fitoplankton yang terdapat pada perairan yaitu :
Gambar 5 Chaetoceros
Gambar 3 Cymbella
Sumber : http://en.wikipedia.org/wiki/Cymbella
Gambar 7 Chlorococcum Sumber :
http://www.glerl.noaa.gov/seagrant/GLWL/Algae/Chlorophyta/Cards/Chlorococcum. html
Adapun contoh zooplankton yang terdapat pada perairan yaitu :
Gambar 8 Halteria
Gambar 9Arcella
Sumber : http://www.photomacrography.net/forum/viewtopic.php
Gambar 4 Mytillina
Sumber : http://micro.magnet.fsu.edu/moviegallery/pondscum/rotifera/mytilina/
Gambar 11 Bakteri E. coli Perbesaran 100x dengan menggunakan mikroskop binokuler (Olympus)
VI. PENDUGAN PRODUKTIVITAS PERAIRAN DANAU TOBA Produktivitas primer adalah suatu proses pembentukan senyawa-senyawa organik melalui proses fotosintesis. Proses fotosintesis sendiri dipengaruhi oleh faktor konsentrasi klorofil a, serta intensitas cahaya matahari. Nilai produktivitas primer dapat digunakan sebagai indikasi tentang tingkat kesuburan suatu ekosistem perairan. Sejauh ini, data dan informasi mengenai hubungan produktivitas primer dengan konsentrasi klorofil serta hubungannya dengan faktor fisik-kimia air di perairan Parapat, Danau Toba belum diketahui.
Nilai produktivitas dihitung dengan menggunakan rumus sebagai berikut: PN = Produktivitas kotor (Pg) – Respirasi (R)
R = [ O2] awal – [ O2] akhir pada botol gelap
Pg = [ O2] akhir pada botol terang – [ O2] akhir pada botol gelap Dimana:
PN = Produktivitas Primer Netto R = Respirasi
Pg = Produktivitas Primer Kotor
Untuk mengubah nilai mg/l menjadi mg C/m3 maka nilai dalam mg/l dikalikan dengan faktor 375,36. Hal ini untuk menghasilkan mg C/m3. Untuk mendapatkan nilai produktivitas primer dalam satuan hari maka nilai per jam harus dikalikan dengan 12 (mengingat cahaya matahari hanya diperoleh selama 12 jam per hari).
produktivitas primer terendah diperoleh pada permukaan (lokasi 4) sebesar 187,68 mg C/m3/hari. Meskipun kepadatan plankton di lokasi 4 ini tinggi yaitu sebesar 6.970,69 indv./L, tetapi jenis-jenis plankton yang dijumpai di dominasi oleh zooplankton yang tidak berperan dalam produktivitas primer. Berdasarkan kedalaman danau juga diperoleh bahwa nilai produktivitas primer tertinggi di peroleh pada kedalaman 2,5 m (lokasi 2) sebesar 1.163,62 mg C/m3/hari. Hal ini memberikan indikasi bahwa kedalaman 2,5 m merupakan kedalaman yang ideal bagi terjadinya proses fotosintesis yang optimal. Adanya berbagai aktivitas di bagian permukaan danau menyebabkan proses fotosintesis menjadi tidak efektif, meskipun jika ditinjau dari aspek intensitas cahaya matahari sebagai salah satu faktor yang mempengaruhi proses fotosintesis, seharusnya bagian permukaan air akan menyerap cahaya lebih baik dibandingkan dengan lapisan air di bawahnya. Berdasarkan uji statistik diperoleh bahwa tidak ada perbedaan yang nyata antara nilai produktivitas primer yang dibandingkan antar lokasi penelitian. Selanjutnya dapat dilihat bawah nilai produktivitas primer pada permukaan berbeda nyata dengan nilai yang diperoleh pada kedalaman 2,5 m, ditandai dengan nilai signifikan (0,034) yang lebih kecil dari 0,05.
Gambar 12 kondisi tanaman air yang terdapat pada danau toba
Sumber :http://localnews2008.blogspot.com/2008/07/jangan-biarkan-danau-toba-jadi-danau.html
Gambar 13 Eichhornia crassipes
Sumber : http://id.wiki p edia.org/wiki/Ecenggondok
Gambar 14 Nelumbo lutea
Sumber : http://id.wiki p edia.org/wiki/Teratai
Gambar 15 Tumbuhan Hydrilla verticillata
Tabel 1. Nilai produktivitas primer, faktor-faktor fisika-kimia air dan kelimpahan plankton Sumber : Ternala Alexander Barus dkk, 2008
Lok. Kedalaman Air (m)
PP (mgC/m3/hari)
Temperatur
(0C) pH
DO (mg /L) BOD5 (mg/L) NO3 (mg/L) PO4 (mg/L) Kelimpahan Plankton (Indv./L) 1
0 525,505 25 6,9 6,2 0,8 1,1262 0,0358 3.149,02
2,5 788,255 25 7,2 6,0 0,6 1,1844 0,0483
5 525,505 25 7,3 5,4 0,4 1,1553 0,0318 2.896,18
Rata-rata 613,088 25 7,13 5,84 0,60 1,1553 0,0386 3.022,60
2
0 825,79 25 7,3 6,9 0,8 1,0971 0,0398 10.112,07
2,5 1.163,62 24 7,4 5,2 0,6 1,0776 0,0438
5 487,97 24 7,4 6,6 0,4 1,1359 0,0996 7.054,77
Rata-rata 825,793 24,33 7,37 6,23 0,60 1,1035 0,0611 8.583,42
3
0 600,575 25 7,0 6,6 3,8 1,1553 0,0239 22.868,8
2,5 788,255 24 7,0 6,0 1,8 1,2038 0,0318
5 487,97 24 7,1 6,6 1,2 1,1842 0,03545 14.033,12
Rata-rata 625,600 24,33 7,03 6,40 2,27 1,1811 0,0304 18.450,96
4
0 187,68 25 7,1 6,4 1,6 1,1262 0,0318 6.970,69
2,5 337,825 25 7,0 6,0 1,4 1,0388 0,0159
5 638,115 24 7,0 5,4 1,5 1,0582 0,0239 6.519,75
Rata-rata 387,873 24,67 7,03 5,93 1,50 1,0744 0,0239 6745,22
Keterangan:
Lok. 1 : Kontrol (2039’33,1” N/98055’55,8” E) Lok. 2 : Dermaga/Hotel (2039’32” N/98055’57,2” E) Lok. 3 : Pemukiman (2038’50,2” N/98055’16,5” E)
VII. KESIMPULAN
1. Nilai rata-rata Produktivitas Primer fitoplankton berkisar 387,873 - 825,739 mg C/m3/hari, dengan nilai terendah pada lokasi 4 dan nilai tertinggi pada lokasi 2.
2. Nilai produktivitas primer terendah diperoleh sebesar 187,68 mg C/m3/hari pada lokasi 4 di permukaan.
3. Dapat dilihat bahwa nilai produktivitas primer pada permukaan berbeda nyata dengan nilai yang diperoleh pada kedalaman 2,5.
4. Lokasi pada sekitar pemukiman memberikan dampak peningkatan konsentrasi nutrisi dalam perairan yang menyebabkan fitoplankton yang tumbuh secara optimal.
REFERENSI
Anonim,2011.http://tourismculinaryarea.blogspot.com/2011_06_01_archive.html. diakses tanggal 1 November 2013
Anonim,2011.Tempat wisata Sumatra Utara.http://www.nakarasido.com/2011/05/5 tempat-wisata-di-sumatera-utara.html.diakses tanggal 1 November 2013
Anonim.2008..http://localnews2008.blogspot.com/2008/07/jangan-biarkan-danau-toba-jadi-danau.html. Diakses tanggal 1 November 2013.
Anonim.2011..http://commons.wikimedia.org/wiki/File:Chaetoceros_diadema_spores .jpg. Diakses tanggal 1 November 2013.
Anonim.2011..http://commons.wikimedia.org/wiki/File:Halteria.jpg.Diakses tanggal 1 November 2013.
Anonim.2011..http://en.wikipedia.org/wiki/Cymbella. Diakses tanggal 1 November 2013.
Anonim.2011..http://id.wiki p edia.org/wiki/Ecenggondok. Diakses tanggal 1 November 2013.
Anonim.2011..http://id.wiki p edia.org/wiki/Teratai. Diakses tanggal 1 November 2013.
Anonim.2011..http://micro.magnet.fsu.edu/moviegallery/pondscum/rotifera/mytilina/. Diakses tanggal 1 November 2013.
Anonim.2011..http://www.glerl.noaa.gov/seagrant/GLWL/Algae/Chlorophyta/Cards/ Chlorococcum.html. Diakses tanggal 1 November 2013.
Anonim.2011..http://www.photomacrography.net/forum/viewtopic.php.Diakses tanggal 1 November 2013.
Anonim.2011.warna Air Danau Toba.http://mayhem-on-us.deviantart.com/art/air-danau-toba-cuyy-164625280.Diakses tanggal 1 November 2013.
Barus, T.A, 1996. Metodologi Ekologis Untuk menilai Kualitas erairan lotik.Jurusan Biolgi fakultas Matematika dan ilmu pengetahuan Alam Universitas Sumatera Utara,Medan.
ultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan
Barus, T.A. 2004. ”Faktor-Faktor Lingkungan Abiotik dan Keanekaragaman Plankton sebagai Indikator Kualitas Perairan Danau Toba”.Jurnal Manusia dan Lingkungan, Vol. XI, No. 2, Juli 2004, hal. 64-72.
Barus, T.A. 2004. Pengantar Limnologi, Studi Tentang Ekosistem Air Daratan. Medan: Penerbit USU Press.
Barus, T.A.2008. Produktivitas Primer Fitoplankton Dan Hubungannya Dengan Faktor Fisik-Kimia Di Perairan Parapat, Danau Toba. Sumatera Utara,.Medan.
Brehm, J. & Meijering, M.P.D. 1990. Fließgewässerkunde. -2. Auft, Quelle & Meyer Verlag, Heidelberg- Wiesbaden
Eyanoer FMH.Sebiring M., Medju Sj. Damanik & J.Anwar, 1980. Laporan Akhir Komunitas Lingkungan Perairan dan Kehidupan Biologi Danau Toba Sumatera Utara. Pusat kajian Lingkungan hidup Universitas Sumatera Utara.
Michael P, 1994. Metode Ekologi untuk Penyelidikan Lapangan dan Laboratorium. Universitas Indonesia Press, Jakarta.
Putri.2011.http://putrimajid.blogspot.com/2011/12/escherichia-coli.html. Diakses tanggal 1 November 2013.
Sastrawijaya,A.T. 2000. Pencemaran Lingkungan. Penerbit Rineka Cipta,Jakarta.
Vetra eva .2008. Analisis Kualitas Air Dan Hubungannya Dengan Keanekaragaman Vegetasi Akuatik Di Perairan Parapat Danau Toba.Universitas Sumatera Utara. Medan
