Ekosistem Danau Tambak Boyo - Yogyakarta

EKOSISTEM DANAU

Restu Yulia

11/318230/PN/12531

Teknologi Hasil Perikanan

INTISARI

Danau memiliki manfaat yang sangat besar dalam memenuhi kebutuhan manusia. Namun, karena manfaatnya yang sangat besar, danau terkadang dieksploitasi secara berlebihan dan tidak jarang dicemari dengan sampah dan limbah manusia yang dapat menurunkan kadar kualitas perairannya. Karakteristik ekosistem danau dan faktor-faktor pembatasnya dipelajari pada praktikum ini. Cara-cara pengambilan parameter, korelasi antara parameter dan penentuan kualitas perairan jug dipelajari dan menjadi dasar utama tujuan praktikum ini yang diadakan di Tambak Bayan tanggal 1 April 2012. Manfaatnya yaitu agar kualitas perairan dapat ditentukan dalam upaya optimalisasi pemanfaatannya. Metode praktikum ini dengan menggunakan metode pengamatan langsung dan metode pengambilan sampel yang kemudian diukur dan ditentukan nilai dari berbagai parameter yang diamati. Hasil dari pengamatan dapat disimpulkan bahwa Tambak Bayan sudah tercemar dengan skala pencemaran sedang dan diharapkan semua komponen masyarakat pemangku kepentingan turut menjaga kualitas perairan agar kelestarian perairan dan pemanfaatannya dapat berjalan secara baik dan terus-menerus.

Kata Kunci      :  danau, kualitas air, lentik, parameter, skala pemcemaran

PENDAHULUAN

            Air merupakan sumber kehidupan manusia dibumi ini. Danau adalah wilayah yang digenangi badan air sepanjang tahun serta terbentuk secara alami. (Kordi, 2007). Danau alami ataupun buatan menjadi sumber air utama saat terjadi kekeringan. Ekosistem air tawar didanau merupakan ekosistem yang paling banyak dipelajari, karena hewan dan tumbuhan yang ada di danau adalah bagian dari sistem interaksi dinamis, dengan satu bagian berpengaruh terhadap bagian lainnya. Danau mempunyai nilai yang sangat penting ditinjau dari fungsi ekologi, hidrologi serta fungsi ekonomi. Hal ini berkaitan dengan fungsi Danau sebagai habitat berbagai jenis organisme air, sebagai sumber air minum bagi masyarakat sekitarnya, sebagai sumber air untuk kegiatan pertanian dan budi daya perikanan serta untuk menunjang berbagai jenis industri, seperti kebutuhan air untuk industri pembangkit listrik. Tak kalah pentingnya adalah fungsi Danau sebagai kawasan wisata yang memiliki keindahan alam yagn tidak jarang dapat menarik wisatawan. Oleh sebab itu, pengelolaan danu harus dioptimalkan dan dijaga kelestariannya.

            Danau, waduk dan rawa merupakan perairan tergenang (lentik). Danau biasanya mengalami stratifikasi secara vertikal akibat perbedaan intensitas cahaya dan perbedaan suhu kolom air yang terjadi secara vertikal (Effendi, 2003). Air danau biasanya bersifat jernih dan keberadaan tumbuhan air terbatas hanya pada daerah pinggir saja (Barus, 2004). Ciri-cirinya adalah arus yang sangat lambat (0,001-0,01^m/sekon) atau tidak ada arus sama sekali. Arus dapat bergerak ke berbagai arah dan memiliki stratifikasi kualitas air secara vertikal yang tergantung pada kedalaman dan musim (Cole, 1988). Danau memiliki tiga zona yang berbeda, yaitu zona litoral (dekat tepi di mana tumbuhan berakar dapat dijumpai), zona limnetik (lapisan permukaan perairan dengan sinar matahari dapat menembusnya dan didominasi oleh plankton dan ikan), zona profundal (perairan dalam yang tidak dapat ditembus sinar matahari dan dihuni oleh organisme bentos) (Soegianto, 2005). Danau biasanya mempunyai aliran keluar sehingga airnya tidak mengandung timbunan mineral (Sastrodinoto, 1980).

            Praktikum ekosistem danau bertujuan untuk mempelajari karakteristik ekosistem lentik (perairan menggenang) dan faktor-faktor pembatasnya. Selain itu, mempelajari cara-cara pengambilan data parameter fisik, kimia, dan biologiknya kemudian dicari korelasinya dengan biota perairan (plankton). Yang terpenting adalah mempelajari kualitas air berdasarkan indeks diversitas biota perairan.

METODOLOGI

            Praktikum dilaksanakan pada hari Minggu, 1 April 2012  di Tambak Boyo,Sleman, Yogyakarta. Langkah kerjanya dimulai dengan membagi perairan danau menjadi enam stasiun pengamatan kemudian pada masing-masing stasiun mengambil data pada titik permukaan dan dasar perairan dengan menggunakan water sampler serta mengambil cuplikan plankton dengan jaring plankton. Selain itu, dilakukan pengukuran parameter lingkungan seperti suhu, pH, kandungan O₂ terlarut dengan metode Winkler, CO₂ bebas dan alkalinitas dengan metode Alkalimetri, bahan organik (BO), BOD₅, kandungan padatan tersuspensi total (TSS) dengan metode Gravimetri, serta vegetasi/flora di sekitar lokasi pengamatan. Plankton diamati dan dihitung di bawah mikroskop dengan Sedgwick Rafter counting cell (SR) bervolume 1 mL dan densitas plankton dinyatakan dalam satuan individu per volume air, sedangkan indeks diversitasnya dihitung dengan rumus Shannon-Wiener:  . Rumus DO metode Winkler (). Rumus kandungan CO₂ bebas). Rumus alkalinitas (), dengan V adalah volume titrasi. Kandungan padatan tersuspensi total= , dengan B adalah berat kertas saring kering yang telah digunakan untuk menyaring dan A adalah berat kertas saring kering sebelum digunakan. Selain itu, rumus BOD₅=, dengan A adalah volume kandungan O₂ terlarut segera dan B adalah volume setelah lima hari.

Bahan-bahan yang digunakan yaitu: kertas saring (milipore) diameter pori 0,45 μm, timbangan analitik, larutan MnSO­₄, reagen oksigen, H₂SO₄ pekat, 1/80N Na₂S₂O₃, 1/44N NaOH, 1/50N H₂SO₄, 1/50N HCl, indikator amilum, indikator Phenolphtalein (PP), indikator Methyl Orange (MO), indikator Bromcresol Green/Methyl Red (BCG/MR), 4N H₂SO₄, 0,1N Kalium Permanganat, 0,1N Ammonium Oksalat, dan larutan formalin 4%. Sedangkan peralatannya berupa pH-meter, water sampler, meteran, termometer, botol oksigen, Erlenmeyer, gelas ukur, pipet ukur, pipet tetes, mikroburet, aerator, ember plastik, jaring plankton, kertas label, dan alat tulis.

HASIL DAN PEMBAHASAN

            Kondisi danau dari stasiun ini ditinjau dari pengamatan parameter yang dibagi menjadi parameter fisik, kimia dan biologi. Parameter fisik meliputi suhu udara, suhu air, kecerahan dan warna air. Suhu udara 29°C berada pada toleransi suhu normal dan suhu air yaitu 27°C. Suhu memiliki hubungan erat dengan kandungan oksigen terlarut. Semakin tinggi suhu perairan maka semakin rendah kadar Donya, begitupun sebaliknya semakin rendah suhu maka kadar DO akan semakin tinggi. Hal ini berbeda dengan kadar CO2 karena peningkatan suhu menyebabkan terjadinya peningkatan dekomposisi bahan organik sehingga kadar CO2 pun semakin meningkat (Effendi,2003).

            Sementara itu, pada kebanyakan perairan bersuhu rendah kandungan plankton akan semakin banyak, hal tersebut tentu saja dipengaruhi oleh peningkatan kadar DO sebagai penunjang utama kegiatan metabolisme organisme. Jadi suhu berbanding terbalik dengan kadar DO dan plankton.

            Kecerahan danau pada stasiun ini yaitu 76,5 m. Nilai ini tergolong tinggi diakibatkan oleh adanya bahan organik dan anorganik yang tersuspensi/terlarut. Apabila nilai kecerahan air <25 cm maka akan sangat berpengaruh pada organisme perairan seperti kultur plankton yang dapat mati dan penurunan DO (SITH, 2009). Kecerahan erat kaitannya dengan TSS dan BO. Hal ini disebabkan karena TSS dan DO adalah suspensi terlarut dalam air yang mampu mempengaruhi dan menghalang partikel cahaya matahari menembus molekul air sehingga menyebabkan pantulan keruh dan tidak cerah. Pada stasiun ini didapati kadar TSS sebesar 28,6 ppm. Nilai ini tergolong rendah, oleh karena itu kecerahannya tinggi. Dan kadar BO nya adalah 25,30 ppm.

            Warna air pada stasiun tiga berwarna hijau kehitaman. Warna perairan disebabkan oleh adanya pengaruh yang ditimbulkan dari bahan organik dan bahan anorganik; keberadaan plankton, humus dan ion-ion logam serta bahan-bahan lain (Effendi,2003). Sehingga warna air berkaitan dengan kecerahannya. Air yang memiliki nilai kekeruhan rendah biasanya memiliki warna tampak dan warna seseungguhnya sama dengan standar (APHA,1976). Jadi, warna air berbanding lurus dengan kecerahannya sehingga akan memiliki kecerahan yang rendah bila warna air semakin pekat (tidak bening) dan keragaman warna (merah,kuning,hijau,coklat) akan semakin khas bila kadar TSS dan BO semakin meningkat. Akan tetapi, intensitas warna akan semakin meningkat dengan meningkatnya nilai pH yang justru dapat mengurangi kadar DO dan menambah kadar CO₂ dalam air. Berdasarkan warna pada stasiun tiga, maka dapat dianalisis bahwa di danau tersebut terdapat banyak plankton. Maka didapati densitas dan diversitas plankton berurutan adalah 21,5 ^idv/L dan 0,3.

            Kadar oksigen terlarut (DO) pada stasiun ini adalah 7,7 ppm, nilai ini tergolong pada keadaan normal, yaitu 5-8 ppm (Effendi, 2003). Sedangkan kadar CO₂ di stasiun ini adalah 7 ppm. Nilai ini cukup untuk rendah, ini menyebabkan banyaknya plankton yang ada di perairan ini. Alkalinitas merupakan konsentrasi dari unsur basa yang bersifat penyangga. Nilai alkalinita pada stasiun tiga yaitu 100 ppm. Menurut SITH (2009), nilai tersebut berada pada kisaran normal antara 80-120 ppm. Nilai alkalinitas berbanding lurus dengan nilai pH yaitu 7,3. Karena sifat basa pada alkalinitas menyebabkan tingginya nilai pH.

            Vegetasi pada stasiun ini cukup beragam. Floranya meliputi putri malu, cemara, pohon pisang dan rumput-rumput liat yang tumbuh disekitar perairan. Faunanya meliputi beberapa jenis belalang, burung kecil, kupu-kupu, jangkrik dan beberapa jenis serangga yang menghuni daerah tempat flora berada, sementara itu fauna di dalam perairan meliputi macam-macam ikan dan beberapa jenis organisme air seperti bekicot dan laba-laba air. Nilai keragaman ini tergolong sedang, padahal vegetasi lingkungan dapat mengurangi tingkat pencemaran pada perairan terutama pencemaran akibat gas dan bahan organik.

            Beberapa parameter fisik yang diamati adalah suhu air dan udara, kecerahan dan warna air. Berdasarkan pengamatan, suhu air pada semua stasiun memiliki selisih yang kecil, yaitu antara 24-28°C dan suhu udara antara 25-30°C. Hal ini disebabkan kondisi vegetasi lingkungan sekitar sungai dan intensitas penyinaran matahari yang relatif sama dan merata.

Gambar 1. Grafik Suhu Air Vs Stasiun

Gambar 2. Grafik Suhu Udara Vs Stasiun

           

            Sedangkan berdasarkan parameter kimia, kadar DO, CO₂, alkalinitas, pH, TSS dan BO sangat beragam. Berdasarkan grafik, dapat disimpulkan bahwa stasiun 7 memiliki tingkat pencemaran yang paling tinggi karena memiliki kadar DO yang paling rendah. Sedangkan stasiun 8 memiliki tingkat pencemaran yang rendah karena memiliki kandungan DO yang paling tinggi. Walaupun stasiun 7 dan 8 berdekatan, tetapi vegetasi flora dan fauna di sekitar lokasi sangat mempengaruhi aktivitas mikrobia.

Gambar 3. Grafik DO Vs Stasiun

            Sedangkan berdasarkan parameter CO₂ bebas, didapati bahwa pada stasiun 2 memiliki kadar CO₂ bebas yang paling tinggi, yaitu 17 ppm. Sedangkan stasiun yang memiliki kadar CO₂ bebas yang paling rendah adalah pada stasiun 4, yaitu 5,4 ppm. Ini berarti pencemaran pada stasiun 4 sangat minimum. Rendahnya CO₂ bebas juga dipengaruhi oleh meningkatnya aktivitas metabolisme. Ini berarti pada stasiun 4 lebih banyak terjadi fotosintesis dibandingkan dengan stasiun lain. Misalnya banyaknya fitoplankton di stasiun ini menyebabkan proses fotosintesis meningkat. Oleh karena itu konsumsi oksigen dan kelarutan gas meningkat. Kadar CO₂ bebas antar stasiun berkisar antara 5-12 ppm.

Gambar 4. Grafik CO₂ bebas Vs Stasiun

            Sedangkan berdasarkan pengamatan BO, didapati nilai BO yang paling tinggi yaitu pada stasiun 3 dengan nilai 25,3 ppm, sedangkan stasiun yang memiliki nilai BO terendah adalah stasiun 7, yaitu 5,44 ppm. Tinggi atau rendahnya nilai BO dipengaruhi oleh beberapa faktor. Diantaranya nilai DO. Semakin tinggi nilai BO maka nilai DO semakin menurun. Jika DO nya rendah maka suhu sekitar lokasi akan meningkat. Meningkatnya suhu dipengaruhi oleh beberapa faktor, diantaranya karena terjadi peningkatan reaksi kimia/metabolisme, kelarutan gas yang meningkat dan konsumsi oksigen yang meningkat.

           

Gambar 5. Grafik BO Vs Stasiun

            Pada pengamatan alkalinitas, berkisar antara 22-212 ppm. Nilai ini sangat signifikan. Masing-masing stasiun mempunyai pencemaran yang berbeda-beda. Stasiun yang memiliki alkalinitas paling tinggi adalah stasiun 1, yaitu 212,5 ppm. Berarti stasiun ini memiliki pencemaran yang tinggi sehingga kadar CO₂ bebasnya meningkat juga. Jika keduanya meningkat, maka buffer juga akan meningkat. Sehingga airnya asam. Sedangkan yang memiliki nilai alkalinitas terendah adalah satsiun 9, yaitu 22,9 ppm. Maka sebaliknya, jika kadar alkalinitas rendah, maka kadar keasaman juga menurun.

Gambar 6. pH Vs Stasiun

Gambar 7. Grafik TSS Vs Stasiun

            Sedangkan berdasarkan pengamatan pH, semua stasiun memiliki kondisi yang stabil, yaitu antara 7,21 – 7,69 nilai ini diseimbangkan dengan nilai alkalinitas yang relatif  tinggi, sehingga bisa menjaga kenetralan air seperti yang disebutkan sebelumnya. Sedangkan kandungan TSS pada semua stasiun yaitu antara 28,6-630 gr. Kadar TSS sangat mempengaruhi penetrasi cahaya. Jika kadar TSS meningkat, maka kekeruhan akan meningkat sehingga penetrasi berkurang. Jika penetrasi berkurang maka menyebabkan penghambatan proses foto sintesis oleh fitoplankton. Jika fotosintesis terhambat, maka kadar CO₂ bebasnya meningkat juga.

Gambar 8. Grafik TSS Vs Stasiun

            Berdasarkan kandungan BOD5, stasiun 10 memiliki nilai yang paling rendah, yaitu 1,96 ppm. Hal ini disebabkan karena salah satu penyebabnya adalah tingginya kadar DO. Dan stasiun yang memiliki nilai BOD5 yang paling tinggi adalah stasiun 6, yaitu 3,24 ppm. Hal ini disebabkan karena rendahnya kadar DO.

            Parameter biologi yang diamati adalah densitas dan diversitas plankton. Sebagai organisme perairan, maka kadar/jumlah plankton dipengaruhi oleh kadar O₂, CO₂, suhu, kecerahan, pH, TSS, alkalinitas dan BO. Nilai parameter-parameter ini yang bersifat stabil akan membuat stabilita dan optimalitas pertumbuhan plankton, sebaliknya bila kadar CO₂, BO, pH dan TSS misalnya terlalu berlebihan dapat membuat kehidupan dan pertumbuhannya tidak stabil bahkan lethal (mati).

Gambar 9. Grafik Densitas Plankton Vs Stasiun

            Berdasarkan grafik, didapati stasiun yang memiliki densitas plankton paling tinggi adalah stasiun 8, yaitu 47,75. Sedangkan yang terendah adalah stasiun 10 yaitu 8,75. Nilai tersebut dipengaruhi oleh banyak parameter lain yang saling bersangkutan. Diantaranya penetrasi cahaya yang membuat plankton bisa melakukan fotosintesis. Jika intensitas cahaya semakin tinggi, maka pertumbuhan plankton akan stabil. Sedangkan stasiun yang memiliki diversitas paling tinggi adalah pada stasiun 1, yaitu 2,80 ^ind/L. Nilai ini tergolong baik. Sedangkan stasiun yang memiliki nilai diversitas plankton paling rendah adalah stasiun 3, yaitu 0,3 ^ind/L. Nilai ini tergolong buruk. Baik buruknya nilai diversitas plankton terpacu dalam tabel kualitas [erairan berikut:

Tabel Kualitas Perairan

Tolak Ukur	Kualitas Perairan
	1	2	3	4	5
	Sangat Buruk	Buruk	Sedang	Baik	Sangat Baik
Indeks Diversitas	≤ 0,80	0,81-1,60	1,61-2,40	2,41-3,20	≥3,21

(Sumber: Probosunu,1991)

           

            Densitas dan diversitas plankton juga dapat dijadikan indikator dalam menelaah kualitas suatu perairan karena perairan yang subur cenderung memiliki plankton dalam jumlah besar dan beragam. Nilai diversitas plankton pada stasiun lima tergolong pada derajat pencemaran yang  belum tercemar  bila disesuaikan berdasarkan klasifikasi derajat pencemaran perairan sebagai berikut :

Tabel Derajat Pencemaran

Tolak Ukur	Derajat Pencemaran
	1	2	3	4
	Belum Tercemar	Tercemar Ringan	Tercemar Sedang	Tercemar Berat
Indeks Diversitas	>2,0	1,6 – 2,0	1,0 – 1,5	<1,0

(Sumber : Probosunu, 1991)  

            Kondisi danau secara keseluruhan berdasarkan pengamatan fisik, kimia dan biologik tergolong kedalam perairan dengan derajat pencemaran tercemar, dengan rata-rata indeks diversitas plankton 1,67 ^ind/L. Hal ini disebabkan oleh polusi air yang diakibatkan sampah dan limbah pembuangan yang melebihi daya dukung lingkungan dan vegetasinya.

KESIMPULAN

            Karakteristik perairan lentik/danau dititik beratkan pada daerahnya yang terbuka dengan sistem perairan tertutup/tergenang. Setiap parameter fisik, biologi dan kimia selalu berhubungan dan menimbulkan dampak atau pengaruh pada rendah dan tingginya nilai parameter tersebut. Populasi biota perairan khususnya plankton dipengaruhi oleh parameter fisik dan kimia karena parameter ini berhubungan langsung pada kemampuan metabolisme dan kehidupan plankton. Kepadatan dan keragaman plankton pun dapat dijadikan tolak ukur kualitas suatu perairan. Semakin tinggi tingkat keragamannya maka kualitas airnya pun akan semakin tinggi, tetapi jika keragamannya semakin rendah maka kualitas airnya akan semakin rendah pula dan mengindikatori tingkat pencemaran danau tersebut.

SARAN

            Sebaiknya masyarakat, pemerintah dan instansi terkait turut menjaga kualitas perairan danau tersebut agar sumber daya alam di perairan danau dapat dimanfaatkan dengan optimal. Danau sebaiknya tidak dicemari dengan sampah dan limbah beracun yang berdampak buruk pada kehidupan organisme pada ekosistem danau. Dalam pelaksanaan praktikum sebaiknya dilakukan dengan sungguh-sungguh dan tidak dimanipulasi atau dikira-kira agar data yang didapat valid sesuai dengan keadaan saat praktikum dilaksanakan.

DAFTAR PUSTAKA

APHA-AWWA-WEF. 1995. Standard Methods for The Examination of  Water and           Wastewater. American Public Health Association, Washington.

Barus, T. A. 2004. Pengantar Limnologi: Studi tentang Ekosistem Air Daratan. USU Press.           Medan.

Cole, G.A. 1988. Textbook of Limnology Third Edition. Wavelaland Press, Inc., Illionis, USA.

Effendi, H. 2003. Telaah Kualitas Air Bagi Pengelolaan Sumber Daya Lingkungan Perairan. Kanisius. Yogyakarta.

Kordi, M. G. H. 2007. Pengelolaan Kualitas Air. Rineka Cipta. Jakarta.

Sastrodinoto, S. 1980. Biologi Umum III. Gramedia. Jakarta.

Probosunu, N. 1999. Pengantar Pengendalian Pencemaran Perairan. Jurusan Perikanan

            Fakultas Pertanian Universitas Gadjah Mada. Yogyakarta.

SITH. 2009. Teknologi Pengelolaan Kualitas Air. Institut Teknologi Bandung, Bandung.

Soegianto, Agoes. 2005. Ilmu Lingkungan Sarana Menuju Masyarakat Berkelanjutan. Airlangga University Press. Surabaya.