Sulastri

KARAKTERISTIK EKOSISTEM PERAIRAN DANAU DANGKAL

Oleh: Sulastri

Dalam: Rosichon Ubaidillah dan Ibnu Maryanto ( Editor). Managemen Bioregional Jabodetabek: Profil dan Strategi Pengelolaan Situ, Rawa dan Danau. PUSLIT BIOLOGI LEMBAGA ILMU PENELITIAN INDONESIA Bogor, September 2003

Sumber: http://docs.google.com/katalog.pdii.lipi.go.id/

Pendahuluan

Danau-danau kecil dan dangkal di daerah Jawa Barat dikenal   dengan nama Situ sedangkan di Jawa Timur dikenal dengan nara Ranu   atau Telaga. Dalam bidang limnologi perairan situ tergolong dalam sistem   perairan lentik dan dangkal. Di Jawa Barat perairan situ memiliki ukuran   luas dan kedalaman yang sangat bervariasi yakni mulai dari kedalaman   1 sampai 10 m dan luas mulai dari 1 sampai 160 ha. Kesadaran   masyarakat tentang pentingnya sumberdaya perairan danau dangkal   seperti situ semakin meningkat mengingat fungsinya sebagai penyedia   air bersih, irigasi pertanian, perikanan, pengendali banjir, resapan air   tanah, peredam instrusi air laut, estetika dsb. Pada umumnya kondisi   situ saat di Jawa Barat mengalami kerusakan, yang ditandai oleh pendangkalan, penyempitan luasan perairan, penyuburan (eutrofikasi)   yang ditandai oleh penutupan tumbuhan air pada sebagian besar   permukaan perairan, melimpahnya alga biru hijau yang pada akhirnya akan menurunkan kualitas air dan diversitas biota perairan. Berbagai   upaya untuk memperbaiki dan mempertahankan keberadaan situ mulai   dilakukan misalnya melalui pengerukan dasar dan perluasan badan   perairan, perbaikan tali-tali air yang menghubungkan aliran air masuk   ke perairan situ. Dalam upaya mengelola dan mempertahankan   keberadaan situ atau danau-danau danngkal perlu dipahami   karakteristik sistem perairan tersebut mengingat perairan situ merupakan suatu ekosistem tersendiri yang terdiri dari komponen-  komponen biotik, abiotik dan saling berinteraksi serta sangat   dipengaruhi oleh faktor-faktor dari luar sistem perairan. Oleh karena   itu dalam memperbaiki perairan danau dangkal seperti perairan situ   tidak hanya memperhatikan satu komponen saja seperti komponen fisik,   tetapi juga mempertimbangkan keseimbangan ekologi melalui pemahan   karakteristik ekosistem perairan tsb. Tulisan ini menyajikan berbagai   aspek mengenai karakteristik ekosistem sistem perairan danau dangkal   atau situ untuk dijadikan rujukan dalam mengelola dan memanfaatkan sumberdaya perairan tersebut.

Proses Pembentukan dan Morfometri

Danau-danau dangkal seperti situ dapat terjadi melalui proses
geologi, atau terbentuk dari perubahan-perubahan sungai, sebagian lagi  sengaja dibuat manusia untuk tujuan tertentu seperti keperluan irigasi  pertanian, pengendali banjir, resapan air tanah dsb. Danau-danau kecil  yang terbentuk dari perubahan-perubahan sungai dapat dijumpai pada  daerah paparan banjir dari suatu sistem sungai (Wetzel 2001). Volume  dan tinggi muka air danau-danau dangkal di area paparan banjir ini  sangat dipengaruhi oleh aliran air dari sungai utama.Danau-danau  dangkal seperti situ memiliki bentuk morfometri yang bervariasi dan  heterogen, mulai dari bentuk melingkar, segi empat seperti kolam sampai  bentuk seperti telapak kuda yang ditemukan pada situ Bojongsari di  Kecamatan Sawangan, Kodya Depok. Keragaman morfometri perairan  ini mungkin berhubungan dengan proses pembentukannya misalnya  melalui pembendungan alur-alur sungai untuk mengatur keperluan  irigasi pertanian, pembuatan resapan air tanah dsb. Keragaman  morfometri danau-danau kecil ini menyebabkan besarnya variasi  distribusi dan produktivitas tumbuhan air, mikrobiota yang menempel  pada tumbuhan tersebut serta partikel-partikel detritus pada setiap  danau. Oleh karena sifat-sifat metabolisme danau dangkal sangat bervariasi antara satu danau dengan danau lainnya ( Wetzel 2001).

Sifat Fisik dan kimiawai Perairan

1. Suhu dan Cahaya

Stratifikasi suhu yang stabil jarang dijumpai pada danau dangkal  seperti situ sehingga pada umumnya sering terjadi sirkulasi atau  pengadukan pada kolom air. Suatu contoh danau-danau dangkal daerah  tropis di Afrika yang memiliki kedalaman 4 m , sratifikasi suhu yang  kuat terjadi selama 3 jam atau terstrasifikasi selama enam atau kurang dari 15 jam dalam satu minggu. Contoh lain di Afrika danau George  yang sangat dangkal dengan kolom air 2,5 m stratifikasi terjadi pada  siang hari pada kondisi yang ekstrem yakni pada temperatur permukaan  perairan mencapai 36°C dan suhu dasar perairan tetap 25 °C. Dan  selanjutnya pada malam hari karena pengaruh pendinginan suhu dan  angin terjadi pengadukan atau sirkulasi kolom air (Payne 1986).  Disimpulkan oleh Payne (1986) bahwa nampaknya danau-danau  dangkal yang mengalami pengadukan lebih dari 24 jam dijumpai pada  danau-danau dangkal dengan kedalaman kurang dari 4 sampi 5 m. Di  situ Bojongsari yang memiliki kedalaman maksimum 8 m, hasil  pengamatan profil suhu perairan menunjukkan stratifikasi suhu sifatnya  sementara atau temporer (Hartoto 1989). Lebih jauh dilaporkan bahwa pola stratifikasi suhu yang temporer di danau-danau dangkal di tropis  seperti situ Bojongsari mungkin disebabkan danau ini sangat dangkal  sedangkan danau- danau yang lebih dalam stratifikasi suhu sifatnya lebih  permanen. Pada danau-danau yang dangkal, panas cepat merambat dari lapisan permukaan ke dasar perairan.

Cahaya merupakan faktor penting yang mendukung  pertumbuhan produser seperti fitoplankton dan tumbuhan air serta  organisme yang bergantung pada fitoplankton atau tumbuhan tersebut.  Pada umumnya danau-danau dangkal penetrasi intensitas cahaya dapat  mencapai permukaan sedimen atau dasar perairan (Wetzel 2001).  Kondisi seperti ini yang menyebabkan danau-danau dangkal menjadi  subur dan produktif. Namun demikian dalamnya penetrasi intensitas  cahaya juga ditentukan oleh kandungan parikel terlarut dan zasat renik yang melayang atau tingkat kesuburan perairan.

2. Oksigen

Oksigen merupakan parameter penting untuk memenuhi  kebutuhan pernafasan dan metabolisme organisme perairan. Disamping  itu ketersediaan dan distribusi oksigen terlarut juga mempengaruhi  ketersediaan nutrien (unsur) hara dalam perairan. Perubahan – perubahan ketersediaan dan kandungan unsur hara ditunjukkan oleh  adanya perubahan -perubahan kondisi aerobik dan anaerobik dalam kolom perairan.

Pada danau dangkal yang pola stratifikasi suhunya tidak stabil  maka jarang terjadi kondisi anaerobik pada kolom dalam atau dasar  perairan. Adanya kondisi aerobik mendukung berjalannya proses-proses  biologi seperti nitrifikasi yang merupakan rangkaian proses dalam siklus  unsur hara dalam sistem perairan. Pada kondisi aerobik terjadi  penguarian senyawaan yang berbahaya seperti amoniak, nitrit ataupun  senyawaan kimia lainnya. Disamping itu pada kondisi aerobik  senyawaan unsur hara seperti fosfor yang mendorong penyuburan  perairan diikat oleh senyawaaan kimia lainnya. Profil distribusi oksigen  pada perairan dangkal sangat bevariasi secara temporal dan spasial.  Danau Chad di Afrika dilaporkan kandungan oksigen homogen pada  seluruh kolom air terjadi pada pagi hari dan selanjutnya terjadi  stratifikasi pada sore hari atau saat permukan perairan menjadi panas  (Carmouze dkk. 1983). Di Situ Bojongsari, profil kandungan oksigen pada  kolom air menunjukkan kandungan oksigen yang lebih tinggi pada  permukaan atau kolom perairan bagian atas dan semakin menurun pada kolom perairan yang lebih dalam atau disebut tipe profil yang klinograd  (clinograde) pada musim kemarau yakni pada bulan Agustus, September  dan November. Profil seperti ini dilaporkan karena perairan situ  Bojongsari tergolong perairan yang subur atau eutrofik (Hartoto 1989).  Sedangkan pada musim hujan seperti bulan November dan Desember  menunjukkan profil suhu yang menurun tajam pada kolom tengah  perairan dan meningkat kembali pada kolom dalam dan dasar perairan.  Profil seperti ini diduga karena masuknya air dari aliran permukaan  yang membawa padatan tersuspensi yang berasal dari lahan erosi yang mempunyai densitas yang lebih tinggi dan meningkatkan kebutuhan  oksigen kimiawi (COD) yang pada gilirannya akan menurunkan kandungan oksigen (DO) pada kedalaman tersebut (Hartoto 1989).

3. Unsur Hara (Nutrien)

Unsur hara merupakan parameter penting dalam menentukan  kesuburan suatu perairan yang dapat diklasifikasi dengan menentukan  tingkat produktivitas primer. Unsur-unsur utama nutrien yang terkait  dengan produktivitas primer seperti fitoplankton antara lain adalah  karbon, nitrogen, fosfor, sulfur dan silikon (C, N, P, S dan Si). Unsur  karbon di perlukan dalam jumlah banyak untuk proses fotosintesis, fosfor  diperlukan untuk pertumbuhan, nitrogen untuk memenuhi kebutuhan  protein dan asam-asam amino sedangkan silikon dalam jumlah sedikit  untuk kebutuhan protein dan dalam jumlah besar untuk pembentukan  dinding sel terutama untuk fitoplankton dari kelompok diatom (Reynold  1984). Sulfur jarang menjadi faktor pembatas dalam ekosistem perairan  tawar karena ketersediaannya yang cukup banyak baik yang berasal dari masukan atmosfer ataupun dari run of (Harris 1986).

Danau-danau dangkal seperi situ cenderung menjadi tempat  akumulasinya bahan-bahan organik yang berasal dari daratan sekitarnya  dan nutrien serta sejumlah material lainnya yang dibawa abran ke  perairan danau. Masukan nutrien ke dalam perairan danau dangkal ini  lebih tinggi di bandingkan dengan danau-danau dalam (Wetzel 2001).  Kondisisi seperti ini yang mendukung cepatnya kesuburan perairan  danau dangkal. Distribusi spasial dan temporal kandungan nutrien  dalam perairan danau dipengaruhi oleh proses-proses fisika dan biologi  seperti misalnya pemanfaatan dan pertumbuhan oleh tumbuhan, grazing  oleh Zooplankton serta sedimentasi dalam kolom air (Harris 1986).  Hilangnya kandungan nutrien dalam perairan karena proses sidementasi  di danau dangkal lebih kecil dibandingkan dengan danau-danau yang dalam.

Unsur hara terpenting dalam proses penyuburan perairan  adalah unsur P (fosfor) yang merupakan unsur hara pembatas  pertumbuhan tumbuhan. Unsur inilah yang bersama-sama unsur N  (nirogen) bila meningkat konsentrasinya ke dalam perairan situ  menimbulkan penyuburan yang berlebihan atau eutrofikasi. Eutrofikasi  ini muncul dengan ciri-ciri yang mudah dikenali seperti ledakan  pertumbuhan (blooming) tumbuhan tertentu, baik yang berupa  fitoplankton seperti Microcystis spp atau tumbuhan semacam Salvinia spp  (apu-apu) atau Eichornia crassipes (Eceng gondok). Dampak dari  eutrofikasi ini adalah penurunan kualitas air, biodiversitas ikan,  pendangkalan estetika dsb yang pada akhirnya secara ekonomi akan  merugikan masyarakat sekitarnya. Untuk mengklasifikasikan tingkat  kesuburan perairan dapat diidentifikasi melalui besaran kandungan  unsur hara yakni nitrogen dan fosfor . Beberapa rujukan untuk mengklasifikasi tingkat kesuburan perairan berdasarkan kandungan  unsur hara fosfor dan nitrogen seperti yang di sajikan pada Tabel 10 dan 11.

Stabilitas Komunitas Biota

Ekosistem yang dianggap lebih stabil pada umumnya  diidentifikasi adanya interaksi yang komplek antara spesies atau jenis  dalam komunitas biota perairan (Payne 1986). Lebih jauh dilaporkan  bahwa ada dua aspek untuk melihat kestabilan ekosistem perairan yakni  ketahanan ekosistem perairan terhadap gangguan lingkungan sekitarnya  serta kecepatan pemulihan kembali perairan dari gangguan tersebut;  dan contoh kondisi ekosistem perairan yang lebih tahan terhadap  gangguan sekitarnya yakni danau dangkal di Jawa timur seperti Ranu  Lamongan. Dilaporkan bahwa malalui analisis komunitas biota dan  hubungan pemangsaan (jaring-jaring makanan) antar jenis biota yang  diamati pada Ekspedisi Sunda tahun 1928 dan Green pada tahun 1974  di danau tersebut tidak menunjukkan perbedaan yang besar setelah  kurun waktu 34 tahun. Sedikit perbedaan hanya pada jenis fitoplankton  yakni dua jenis alga biru hijau yang ditemukan pada pengamatan tahun  1974 dan tidak tidak ditemukan pada tahun 1928. Namun demikian  ekosistem perairan Ranu lamongan dianggap lebih stabil karena  perbedaan hasil pengamatan hanya satu parameter yakni fitoplankton  dan daerah tropis produktivitas primer seperti fitoplankton memiliki  siklus hidup yang lebih pendek dan mudah merispon terhadap  perubahan-perubahan lingkungan sehingga sulit dijadikan parameter  ketahanan perairan tehadap perubahan lingkungan dalam kurun waktu  yang panjang. Disisi lain selama kurun waktu 34 tahun telah terjadi  perubahan-perubahan lingkungan perairan danau dan sekitarnya seperti  telah diintroduksi ikan Tawes (Barbus gonionotus) dan ikan Mujaer  (Oreochomis mossambicus) peningkatan jumlah penduduk serta pemanfaatan lahan sekitarnya untuk pertanian.

Kompleknya interaksi antar species dalam komunitas biota  perairan yang digambarkan dalam jaring-jaring makanan di Ranu  Lamongan disajikan pada Gambar 1 yang dikutip oleh Payne (1986) dari  Green dkk. (1976). Gambar 1 menunjukkan adanya kelengkapan  komponen atau unsur-unsur jaring-jaring makanan seperti adanya  kelompok produser, konsumer primer, konsumer sekunder dan  konsumer tersier (predator). Kelompok produser yakni tumbuhan eceñg  gondok (Eichornia crasipes), fitoplankton, diatom, detritus dan bakteri,  sedangkan kelompok konsumer primer seperti Zooplankton,  (Thermocyclop), organisme bentik (Macrobrachium, Chironomid, siput,)  seranggga dan ikan (Barbus gonionotus, Tilapia ). Konsumer sekunder  yakni Zooplankton (Mesocyclop), serangga seperti capung dan serangga  lainnya, dan ikan (Rasbora, Monopterus, Ciarias, Aplocheilus), sedangkan  kelopok konsumer tersier adalah ikan gabus (Ophiochephalus). Manusia  disini dikelompokkan top predator yang mengonsumsi konsumer primer, sekunder dan tersier. Lengkapnya komponen jaring-jaring   makanan ini dapat diinterprestasikan masih adanya stabilitas atau integritas komunitas biota dan ekosystem perairan tersebut.

Perairan danau yang kurang stabil akibat gangguan lingkungan  diberikan contoh oleh Payne (1986) pada danau Gatun di Panama.  Dilaporkan bahwa kurang lima tahun setelah danau ini dintroduksi ikan  predator Cichla ocelaris menyebabkan hilangnya beberapa jenis ikan yang  umum ditemukan diperairan tersebut. Akibat introduksi ikan predator  ini menyebabkan hilangnya beberapa spesies dari kelompok konsumer  sekunder dan kelompok konsumer tersier (predator) dan hubungan  pemangsaan (jaring-jaring) makanan komunitas biota menjadi sederhana  (Gambar 2b). Pada Gambar 2a kondisi jaring-jaring makan komunitas  biota sebelum diintroduksi ikan predator menunjukkan adanya produser  primer seperti fitoplankton (K dan L), konsumer primer seperti  Zooplankton, organisme bentik (I dan J) dan Ikan (M). Konsumer  sekunder adalah beberapa jenis ikan (D,E,F dan G), sedangkan konsumer  tersier adalah ikan dan beberpa jenis burung (ABC). Dari Gambar 2b  terlihat bahwa beberapa jenis (species) ikan dan organisme bentik dari  kelompok konsumer sekunder menjadi hilang (E, F, G dan J) serta  beberapa jenis biota seperti ikan dan burung dari kompok konsumer  tersier menjadi hilang (A, B dan C). Hilangnya beberapa jenis dari  beberapa unsur komponen jaring-jaring makanan pada kelompok  konsumer sekunder dan tersier berakibat pada ketidakstabilan  komunitas biota dan ekosistem perairan yang digambarkan dengan jaring-jaring makanan yang sangat sederhana seperti bada Gambar 2b.

Vegetasi Riparian (Tumbuhan Tepian)

Keseimbangan ekosistem perairan tidak terlepaskan kaitannya  dengan keberadaan vegetasi riparian. Vegetasi riparian memberikan  peran yang penting dalam ekosistem perairan yakni merupakan sumber  pakan organisme perairan baik yang berasal dari bahan tumbuhan  ataupun organisme yang hidup pada tumbuhan tersebut seperti  serangga. Banyak ikan-ikan yang sumber pakannya bergantung dari luar  perairan (alochtonousmaterial) seperti ikan semah Tor spp, dan ikan-  ikan detrivorus seperti Rasbora, Osteochilus dll. Vegetasi riparian juga  merupakan tempat pelindungan dan habitat anakan ikan karena banyak organisme yang tinggal pada tumbuhan tersebut yang merupakan  sumber pakan anakan ikan. Disamping itu vegetasi riparian juga  berperan untuk menahan erosi, pengendalian masuknya nutrien dan bahan-bahan toksik yang masuk ke perairan serta menyimpan air tanah.

Kerusakan perairan danau dangkal atau perairan situ  diantaranya adalah rusaknya vegetasi riparian yang muncul dalam  bentuk penggundulan, perubahan vegetasi, pembuatan bangunan tepat  di tepi perairan. Vegetasi riparian yang didentifikasi yang terletak pada  batasan perairan dan daratan secara alami antara lain nipah, sagu, palem.  Cyperus, Thypa, Ipomea juga termasuk tipe vegetasi riparian di perairan  alami yang menempati tepian danau yang masih tergenang air. Di  perairan alami seperti danau Chad di daratan sekiar perarian danau di  tumbuhi semak belukar dan pepohonan seperti Leptadenia sp, Balanites  aegyptica, Acasia sp, Caloptropis procera, yang di temukan tumbuh sesudah  kelompok palem (Hypphaene thebaica ) kearah daratan (Carmouze dkk. 1983).

Gambar 13. Jaring-jaring makanan di Ranu Lamongan Jawa Timur yang dikutip Payne (1986) dari Green dkk. (1976).
Gambar 14. Gambar (a) jaring-jaring makan di Danau Garun, di Panama sebelum dintroduksi ikan predator Cichla ocellata, Gambar (b) setelah diintroduksi ikan (Payne 1986 dari Zaret dan Payne 1973).

DAFTAR PUSTAKA

Carmouze, J.P, J.R. Duran dan C. Leveque, 1983. Lake Chad . Ecology  and Productivity of Shallow Tropical Ecocystem. W.Junk Publisher. Boston. 575 hal.

Hartoto, D.I. 1986. Profil Oksigen dan Suhu. Limnologi Situ Bojongsari.  A.Nontji dan D.I. Hartoto (Ed). Puslitlitbang Limnologi-LIPI. 30-50.

Harris, G.P. 1986. Phytoplankton Ecology. Structure, Function and Fluctuation. Chapman And Hall. London, New York. 384 hal.

Payne, A.L. 1986. The Ecology of Tropical Lake and Rivers. John Wiley & Sonds. New York. 301 hal.

Reynold , C.C. 1984. The Ecology of Freshwater Fitoplankton. Cambrige university Press. London, New york. 383 hal.

Bush, W.D.N, dan P.G. Sly, 1992.The Development of Aquatic Habitat Classification For Lake. CRC Press, Inc. Florida. 225 hal.

Wetzel, R.G. 2001, Limnology. Lake and River Ecosystem. Third Edition. Academic Press. San Diego, New York. 1006 hal.

Leave a Reply

Fill in your details below or click an icon to log in:

WordPress.com Logo

You are commenting using your WordPress.com account. Log Out / Change )

Twitter picture

You are commenting using your Twitter account. Log Out / Change )

Facebook photo

You are commenting using your Facebook account. Log Out / Change )

Google+ photo

You are commenting using your Google+ account. Log Out / Change )

Connecting to %s


%d bloggers like this: