Minggu, 13 Mei 2012

NITROGEN, FOSFOR, DAN NUTRIEN LAIN DI PERAIRAN

PENDAHULUAN


 

Perairan Indonesia yang dipengaruhi oleh sistem pola angin muson memiliki pola sirkulasi massa air yang berbeda dan bervariasi antara musim, disamping itupula juga dipengaruhi oleh massa air Lautan Pasifik yang melintasi perairan Indonesia menuju Lautan Hindia melalui sistem arus lintas Indonesia. Sirkulasi massa air perairan Indonesia berbeda antara musim barat dan musim timur. Dimana pada musim barat, massa air umumnya mengalir ke arah timur perairan Indonesia, dan sebaliknya ketika musim timur berkembang dengan sempurna suplai massa air yang berasal dari daerah upwelling di Laut Arafura dan Laut Banda akan mengalir menunju perairan lndonesia bagian barat Perbedaan suplai massa air tersebut mengakibatkan terjadinya perubahan terhadap kondisi perairan yang akhirnya mempengaruhi tinggi rendahnya produktivitas perairan. mengatakan perubahan kondisi suatu massa air dapat diketahui dengan melihat sifat-sifat massa air yang meliputi suhu, salinitas, oksigen terlarut, dan kandungan nutrien. (muammar faperik, 2010)

Nitrogen berasal dari bahasa (Latin: nitrum, Yunani: Nitron, soda alami, membentuk) Nitrogen ditemukan oleh kimiawan dan fisikawan Daniel Rutherford di tahun 1772. Dia memisahkan oksigen dan karbon dioksida dari udara dan menunjukkan gas yang tersisa tidak menunjang pembakaran atau mahluk hidup. Pada saat yang bersamaan ada beberapa ilmuwan lainnya yang mengadakan riset tentang nitrogen. Mereka adalah Scheele, Cavendish, Priestley, dan yang lainnya. Mereka menamakan gas ini udara tanpa oksigen.

Fosfat diperairan laut pada wilayah pesisir dan paparan benua adalah sungai. Karena sungai membawa hanyutan sampah maupun sumber fosfat daratan lainnya, sehingga sumber fosfat dimuara sungai lebih besar dari sekitarnya. Keberadaan fosfat di dalam air akan terurai menjadi senyawa ionisasi, antara lain dalam bentuk ion H2PO4-, HPO42-, PO43-. Fosfat diabsorpsi oleh fitoplankton dan seterusnya masuk kedalam rantai makanan. Senyawa fosfat dalam perairan berasal daari sumber alami seperti erosi tanah, buangan dari hewan dan pelapukan tumbuhan, dan dari laut sendiri. Peningkatan kadar fosfat dalam air laut, akan menyebabkan terjadinya ledakan populasi (blooming) fitoplankton yang akhirnya dapat menyebabkan kematian ikan secara massal. Batas optimum fosfat untuk pertumbuhan plankton adalah 0,27 – 5,51 mg/liter .

Kecocokan lingkungan bumi atau air untuk mendukung kehidupan tergantung pada ketersediaan nutrien dalam bentuk dan jumlah yang tepat. Proses-proses yang mengatur ketersediaan ini (atau kekurangannya) secara kolektif dikenal sebagai siklus nutrien,karena cara di mana sediaan dasar materi fisik berubah secara siklis melalui bagian-bagian yang hidup dan yang tidak hidup dari dunia fisik. Siklus ini mendukung kehidupan tidak hanya dengan membuat nutrien-nutrien terus-menerus tersedia dengan katalain, dengan menjaga fertilitaslingkungan melainkan dengan membatasi akumulasi material dalam jumlah, bentuk, dan tempat di mana hal itu akan menghancurkan organisme. pentinglah untuk mengenali dalam hal ini bahwa unsur-unsur dan senyawa-senyawa yang sama dalam konsentrasi tertentu sering bersifat toksit (beracun)bagi beberapa organisme, atau bahkan untuk organisme yang sama dalam konsentrasi yang lebih tinggi. Misalnya, molekul oksigen (O2) bersifat toksit bagi organisme anaerobik dan, pada konsentrasi yang cukup tinggi, bahkan bagi mamalia.


 


 


 


 


 


 


 


 


 


 


 


 


 


 


 


 


 


 


 

NITROGEN, FOSFOR, DAN NUTRIEN LAIN DI PERAIRAN

  1. BIBLIOGRAFI

    Annisa Aulia, 2010.Siklus Nitrogen. (Online)

    http://dc185.4shared.com/doc/7yY4aLwj/preview.html. Diakses tanggal 15 April 2012, Pukul 08:30 WIB.

    Elmiyatida dan kawan-kawan 2010. Nitrogen-fosfat-dan nutrien lain. (Online)

    http://www.scribd.com/doc/31924372/nitrogen-fosfor-dan-nutrien-di-perairan-darat) Diakses tanggal 14 April 2012. Pukul 15:00 WIB

    Moh nurrofik, 2012. Darul Nitrogen,(Online)

    http://sains.geoklik.com/pengertian-dan-macam-macam-daur-biogeokimia/) Diakses tanggal 14 April 2012, pukul 20:30 WIB.

    Tyaz arumz, Siklus Nitrogen Dan Fosfot, (Oline) http://ww.scribd.com/doc/87900194/Siklus-Nitrogen-Dan-fosfor. diakses taggal 15 April 2012, Pukul 08:30 WIB.


     

  2. TUJUAN PENULIS

    Tujuan penulis menyampaikan informasi

    1. Nitrogen ditemukan pada mahluk hidup sebagai bagian senyawa-senyawa biologis.
    2. Nitrogen memegang peranan kritis dalam siklus organic dalam menghasilkan asam-asamamino yang membuat protein.
  3. Fosfat diperairan laut pada wilayah pesisir dan paparan benua adalah sungai.
    1. Konsentrasi fosfat di atas 0,3 µm akan menyebabkan kecepatan pertumbuhan pada banyak spesies fitoplankton.
    2. Nutrien biasanya dikategorikan menjadi nutrien yang menyediakan energidan yang digunakan sebagai komponen untuk tubuh atau struktur sel.
    3. Amonia (NH3) merupakan sumber nutrient nitrogen yang penting bagi banyak tanaman tetapi bersifat toksit bagi orang.
  4. FAKTA UNIK DAN MENARIK
    1. Sumber nitrogen organik di perairan berasal dari proses pembusukan makhluk hidupyang telah mati, karena protein dan polipeptida terdapat pada semua organisme hidup.
    2. Nutrien berlebih dalam badan-badan air terutama nitrogen dan sulfur, dapatmenyebabkan Eurofikasi danau dan reservoir air karena memicu pertumbuhan tanaman yang berlebih, seperti perkembangan alga.
    3. Di perairan, unsur fosfor tidak ditemukan dalam bentuk bebas sebagai elemen,melainkan dalam bentuk senyawa anorganik yang terlarut(ortofosfat danpolifosfat)dan senyawa organik yang berupa partikulat.


     

  5. PERTANYAAN
    1. Bagaimana proses terjadinya Amonifikasi?
    2. Senyawa apa saja yang terdapat di dalam Nitrogen?
  6. Bagaimana proses terbentuknya endapan pada fosfat?
    1. Apa menyebabkan dampak dari dekomposisi limbah organik?
    2. Bagaimana akibat yang Ditimbulkan Oleh Proses Eutrofikasi?


       


       

  7. KONSEP
    1. PSA (Pressure Swing Adsorbtion)
    2. Siklus nitrogen
    3. Blooming
    4. Upwelling
    5. Ortofosfat (H3PO4)
    6. Siklus hidrologis
    7. Gerakan geologis


     

  8. REFLEKSI KELOMPOK

    Setelah kami membaca dan membuat analisi kritis tentang " Nitrogen, Fosfor, dan Nutrien Lain di Perairan" Nitrogen merupakan salah satu unsur penting bagi pertumbuhan organisme dan proses pembentukan protoplasma, serta merupakan salah satu unsur utama pembentukan protein. Di perairan nitrogen biasanya ditemukan dalam bentuk ammonia, ammonium, nitrit dan nitrat. Kalau kandungan nitrogen dan fosfor yang berlebihan pada benda-benda air dapat mengakibatkan eutrofikasi. Nitrogen bembentukan asam amino yang menjadi cikal bakal terbentuknya protein. Peningkatan kadar fosfat dalam air laut, akan menyebabkan terjadinya ledakan populasi (blooming) fitoplankton yang akhirnya dapat menyebabkan kematian ikan secara massal. Proses-proses yang mengatur ketersediaan ini (atau kekurangannya) secara kolektif dikenal sebagai siklus nutrien,karena cara di mana sediaan dasar materi fisik berubah secara siklis melalui bagian-bagian yang hidup dan yang tidak hidup dari dunia fisik. Siklus ini mendukung kehidupan tidak hanya dengan membuat nutrien-nutrien terus-menerus tersedia dengan katalain, dengan menjaga fertilitaslingkungan melainkan dengan membatasi akumulasi material dalam jumlah, bentuk, dan tempat di mana hal itu akan menghancurkan organisme.

    Pengaruh pertama proses dekomposisi limbah organik di badan air aerobik adalah terjadinya penurunan oksigen terlarut dalam badan air. Fenomena ini akan mengganggu pernafasan fauna air seperti ikan dan udang-udangan, dengan tingkat gangguan tergantung padatingkat penurunan konsentrasi oksigen terlarut dan jenis serta fase fauna. eutrofikasi juga merangsang pertumbuhan tanaman air lainnya, baik yang hidup di tepian (eceng gondok) maupun dalam badan air (hydrilla). Oleh karena itulah maka di rawa-rawa dan danau-danau yang telah mengalami eutrofikasi tepiannya ditumbuhi dengan subur oleh tanaman air seperti eceng gondok (Eichhornia crassipes), Hydrilla dan rumput air lainnya. Demikianlah informasi yang kami dapatkan, semoga apa yang kami sampaikan dapat bermanfat bagi kita semua.


     


     


     


     


     


     


     


     


     

    PEMBAHASAN

  9. Nitrogen

    Nitrogen adalah gas yang serba guna. Unsur kimia ini bersifat tidak berwarna , tidak berbau, tidak berasa,tidak beracun, tidak terbakar,dan tidak membantu pembakaran, bersifat inert dan sedikit larut dalam air. Kandungan nitrogen di udara 78,1 %. Nitrogen sebagian besar diproduksi dengan cara destilasi udara atmosfir pada suhu rendah (kriogenik), atau melalui membran khusus, atau dengan sistem PSA (Pressure Swing Adsorbtion), atau VPSA (Vaccum Pressure Swing Adsorbition).

    Nitrogen organik merupakan bentuk nitrogen yang terikat senyawa organic, terutama nitrogen bervalensi tiga yang biasanya berupa pertkulat yang tidak  larut dalam air. Nitrogen organik biasadisebut amino atau albuminoid nitrogen. Senyawa ini mencakup protein, polipeptida, asam amino, urea (H2NCONH2), dan senyawa lainnya. Kadar nitrogenorganik pada perairan alami dan air tanah biasanya rendah, yakni sekitar 0,01 mg/liter.

    Gas nitrogen (N2) terkandung sebanyak 78,1% di udara. Sebagai perbandingan, atmosfir hanya mengandung 2,6% nitrogen. Dari atmosfir bumi, gas nitrogen dapat dihasilkan melalui proses pencairan (liquefaction) dan distilasi fraksi. Nitrogen ditemukan pada mahluk hidup sebagai bagian senyawa-senyawa biologis.

  10. Siklus Nitrogen

    Siklus nitrogen adalah suatu proses konversi senyawa yang mengandung unsur nitrogen menjadi berbagai macam bentuk kimiawi yang lain. Transformasi ini dapat terjadi secara biologis maupun non-biologis. Beberapa proses penting pada siklus nitrogen, antara lain fiksasi nitrogen, mineralisasi, nitrifikasi, denitrifikasi.

    Walaupun terdapat sangat banyak molekul nitrogen di dalam atmosfir, nitrogen dalam bentuk gas tidaklah reaktif.. Hanya beberapa organisme yang mampu untuk mengkonversinya menjadi senyawa organik dengan proses yang disebut fiksasi nitrogen. Fiksasi nitrogen yang lain terjadi karena proses geofisika, seperti terjadinya kilat. Kilat memiliki peran yang sangat penting dalam kehidupan, tanpanya tidak akan ada bentuk kehidupan di bumi. Walaupun demikian, sedikit sekali makhluk hidup yang dapat menyerap senyawa nitrogen yang terbentuk dari alam tersebut. Hampir seluruh makhluk hidup mendapatkan senyawa nitrogen dari makhluk hidup yang lain. Oleh sebab itu, reaksi fiksasi nitrogen sering disebut proses topping-up atau fungsi penambahan pada tersedianya cadangan senyawa nitrogen.


    Gambar 1. Siklus Nitrogen

    (Sumber: Blogspot,2012)

    1. Tahap pertama

      Daur nitrogen adalah transfer nitrogen dari atmosfir ke dalam tanah. Selain air hujan yang membawa sejumlah nitrogen, penambahan nitrogen ke dalam tanah terjadi melalui proses fiksasi nitrogen. Fiksasi nitrogen secara biologis dapat dilakukan oleh bakteri Rhizobium yang bersimbiosis dengan polong-polongan, bakteri Azotobacter dan Clostridium. Selain itu ganggang hijau biru dalam air juga memiliki kemampuan memfiksasi

    2. Tahap kedua

      Nitrat yang diperoleh dari hasil fiksasi biologis akan digunakan oleh produsen atau tumbuhan yang nandi diubah menjadi molekul protein. Selanjutnya jika hewan atau tumbuhan mati, maka makhluk pengurai akan merombaknya menjadi (NH3) atau yang dikenal dengan gas amoneak dan garam ammonium yang larut dalam air (NH4+). Proses ini dinamakan dengan proses amonifikasi. Bakteri Nitrosomonas dapat mengubah senyawa ammonium dan amoneak menjadi Nitrat oleh Nitrobacter. Jika oksigen dalam tanah terbasa, maka nitrat akan dengan cepat ditransformasikan menjadi oksida nitrogen atau gas nitrogen oleh proses yang dinamakan denitrifikasi.


      Gambar 2. Daur Nitrogen di Alam

      (Sumber: sains.geoklik.com)

    Tumbuhan seperti ganggang atau alga memperoleh nitrogen dari dalam tanah berupa amonia (NH4), ion nitrit (N02-), dan ion nitrat (N03-).Selain itu, terdapat bakteri yang dapat mengikat nitrogen secara langsung, yakni Azotobacter sp yang bersifat aerob dan Clostridiumsp yang bersifat anaerob, dan Anabaena sp. (ganggang biru) juga mampu menambat nitrogen.Nitrogen yang diikat dalam bentuk ammonia (NH4). Amonia juga diperoleh dari hasil penguraian jaringan yang mati oleh bakteri. Amonia ini akan di nitrifikasi oleh bakteri nitrit, yaitu  Nitrosomonas dan Nitrosococcusdan dirombak  kembali oleh Nitrobacter sehingga menghasilkan nitrat yang akan diserap oleh akar tumbuhan. Selanjutnya oleh bakteri denitrifikan, (Thiobacillus denitrificans, Pseudomonas denitrificans) nitrat diubah menjadi amonia kembali, dan amonia diubah menjadi nitrogen yang dilepaskan keudara.

  11. Siklus Nitrogen di laut

    Nitrogen dalam air terjadi dalam berbagai bentuk senyawa. Nitrogen yang terbanyak dalam bentuk N-molekuler (N2) yang berlipat ganda jumlahnya dari pada nitrit (NO2) atau nitrat (NO3), tetapi tidak dalam bentuk yang berguna bagi jasad hidup.

    Nitrogen memegang peranan kritis dalam siklus organic dalam menghasilkan asam-asamamino yang membuat protein. Dalam siklus nitrogen, tumbuh-tumbuhan menyerap N-anorganik dalam salah satu gabungan atau sebagai nitrogen molekuler. Tumbuh-tumbuhan ini membuatprotein yang kemudian dimakan hewan dan diubah menjadi protein hewan.Jaringan organik yang mati diurai oleh berbagai jenis bakteri, termasuk di dalamnya bakteri pengikat nitrogenyang mengikat nitrogen molekuler menjadi bentuk-bentuk gabungan (NO2, NO3, NH4) danbakteri denitrifikasi yang melakukan hal sebaliknya.Nitrogen lepas ke udara dan diserap dariudara selama siklus berlangsung. Jumlah nitrogen yang tergabung dalam mineral dan mengendapdi dasar laut tidak seberapa besar Pola sebaran nitrogen diSamudera Atlantik, Pasifik dan Samudera India tidak menunjukkan perbedaan yang signifikan. (Tyaz arumz, 2012)

    Sebaran menegak dari bentuk-bentuk gabungan nitrogen berbeda di laut. Nitrat terbanyak terdapat di lapisan permukaan, ammonium tersebar secara seragam, dan nitrit terpusat dekattermoklin. Interaksi-interkasi antara berbagai tingkat nitrogen organik dan bakteri sedemikianrupa sehingga pada saat nitrogen diubah menjadi berbagai senyawa anorganik, zat-zat ini sudahtenggelam di bawah termoklin. Hal ini menimbulkan masalah bagi penyediaan nitrogen karenatermoklin merupakan penghalang bagi migrasi menegak unsur-unsur ini dan kenyataannyapersediaan nitrogen akan menjadi faktor pembatas bagi produktivitas di laut.


     


    Gambar 3. Siklus Nitrogen di Laut


     

    Akan tetapi pembakaran kayu dan bahan bakar fosil menambahkan lebih banyak lagi CO2 ke atmosfir. Sebagai akibatnya jumlah CO2 di atmosfer meningkat. CO2 dan O2 atmosfer juga berpindah masuk ke dalam dan ke luar sistem akuatik, dimana CO2 dan O2 terlibat dalam suatu keseimbangan dinamis dengan bentukbahan anorganik lainnya.

  12. Senyawa-senyawa Nitrogen dalam Perairan

    Nitrogen merupakan salah satu unsur penting bagi pertumbuhan organisme dan proses pembentukan protoplasma, serta merupakan salah satu unsur utama pembentukan protein. Di perairan nitrogen biasanya ditemukan dalam bentuk ammonia, ammonium, nitrit dan nitrat serta beberapa senyawa nitrogen organik lainnya.

    Pada umumnya nitrogen diabsorbsi oleh fitoplankton dalam bentuk nitrat (NO3 – N) dan ammonia (NH3 – N). Fitoplankton lebih banyak menyerap NH3 – N dibandingkan dengan NO3 – N karena lebih banyak dijumpai diperairan baik dalam kondisi aerobik maupun anaerobik.Senyawa-senyawa nitrogen ini sangat dipengaruhi oleh kandungan oksigen dalam air, pada saat kandungan oksigen rendah nitrogen berubah menjadi amoniak (NH3) dan saat kandungan oksigen tinggi nitrogen berubah menjadi nitrat (NO3 ).

  13. Peranan Nitrogen di air laut

    Nitrogen merupakan unsur pembatas pertumbuhan dan memainkan peran penting dalam mengkontrol produktivitas biologis. Beberapa bahagian dari siklus biogeokimiawi nitrogen di laut turut berperan dalam rangkaian 'feedback' yang mengatur iklim, pembentukan sedimen biogenik, dan kadar beberapa bahan kimia dalam air laut.

    Nitrogen dalam air laut umumnya terlarut dalam bentuk nitrat (NO3), nitrit (NO2) dan Amonia (NH4). Bentuk-bentuk senyawa dari nitrogen tersebut diabsorbsi oleh organisme laut untuk memenuhi kebutuhan akan nitrogen sebagai salah satu komponen utama pembentukan asam amino yang menjadi cikal bakal terbentuknya protein.

    Amonia (NH4)

    Amonia (NH4) dan garam-garamnya bersifat mudah larut dalam air. Sumber ammonia di perairan adalah pemecahan nitrogen organik (protein dan urea) dan nitrogen anorganik yang terdapat di dalam tanah dan air, yang berasal dari dekomposisi bahan organic oleh mikroba dan jamur (amonifikasi). Sumber amonia adalah reduksi gasnitrogen yang berasal dari proses difusi udara atmosfer, limbah industri dan domestik.Amonia yang terdapat dalam mineral masuk ke badan air melalui erosi tanah. Selainterdapat dalam bentuk gas, amonia membentuk senyawa kompleks dengan beberapa ion.

    Amonia juga dapat terserap kedalam bahan-bahan tersuspensi dan koloid sehingga mengendap di dasar perairan. Amonia di perairan dapat menghilang melalui proses volatilisasi karena tekanan parsial amonia dalam larutan meningkat dengan semakin meningkatnya pH. Ikan tidak bisa bertoleransi terhadap kadar amonia bebas yang terlalu tinggi karena dapatmengganggu proses pengikatan oksigen oleh darah dan pada akhirnya dapat meningkatkan sifokasi. Pada budidaya intensif, yang padat penebaran tinggi dan pemberian pakan sangat intensif, penimbunan limbah kotoran terjadi sangat cepat.

  14. Nitrit (NO2-)

    Sumber nitrit dapat berupa limbah industri dan limbah domestik. Kadar nitrit pada perairan relatif karena segera dioksidasi menjadi nitrat. Perairan alami mengandung nitrit sekitar 0,001 mg/liter. Di perairan, nitrit ditemukan dalam jumlah yang sangat sedikit, lebih sedikit dari pada nitrat, karena bersifat tidak stabil dengan keberadaan oksigen. Nitrit merupakan bentuk peralihan antara amonia dan nitrat (nitrifikasi) dan antara nitrat dan gas nitrogen (denitrifikasi) yang terbentuk dalam kondisi anaerob.

  15. Nitrat (NO3)

    Nitrat adalah sumber utama nitrogen di perairan, namun amonium lebih disukai oleh tumbuhan. Kadar nitrat di perairan yang tidak tercemar biasanya lebih tinggi dari pada kadar amonium. Kadar nitrat lebih dari 5 mg/liter menggambarkan terjadinya pencemaran antropogenik yang berasal dari aktivitas manusia dan tinja hewan. Kadar nitrogen yang lebih dari 0,2 mg/liter menggambarkan terjadinya eutrofikasi perairan. Nitrat adalah bentuk nitrogen sebagai nutrien utama bagi pertumbuhan tanaman dan alga. Nitrat nitrogen sangat mudah larut dalam air dan bersifat stabil. Senyawa ini dihasilkan dari proses oksidasi sempurna di perairan.


     

  16. Fosfor merupakan bagian protoplasma yang penting, cenderung "beredar", senyawa-senyawa organik terurai dan akibatnya menghasilkan fosfat yang kembali tersedia bagi tumbuh-tumbuhan. Reservoir yang tersbesar dari fosfor adalah bukan udara, melainkan batu-batuan atau endapan-endapan lain yang telah terbentuk pada abad-abad geologis yang telah lalu. Dan semua itu berangsur-angsur  terkikis, melepaskan fosfat kedalam ekosistem-ekosistem, tetapi banyak juga yang lepas kedalam laut, dimana sebagian dari padanya di endapkan dalam sedimen-sedimen dangkal, dan sebagian lagi hilang ke sedimen-sedimen yang lebih dalam. Cara-cara pengendalian fosfor kedaurnya sekarang atau yang ada kurang mencukupi untuk mengganti yang hilang.

    Proses terbentuknya endapan fosfat ada tiga:

    1. Fosfat primer terbentuk dari pembekuan magma alkali yang bersusunan nefelin, syenit dan takhit, mengandung mineral fosfat apatit, terutama fluor apatit {Ca5 (PO4)3 F}dalam keadaan murni mengandung 42 % P2 O5 dan 3,8 % F2.
    2. Fosfat sedimenter (marin), merupakan endapan fosfat sedimen yang terendapkan di laut dalam, pada lingkungan alkali dan suasana tenang, mineral fosfat yang terbentuk terutama frankolit.
    3. Fosfat guano, merupakan hasil akumulasi sekresi burung pemakan ikan dan kelelawar yang terlarut dan bereaksi dengan batu gamping karena pengaruh air hujan dan air tanah. Berdasarkan tempatnya endapan fosfat guano terdiri dari endapan permukaan, bawah permukaan dan gua.

    Menurut (seandy, 2010). Fosfor merupakan bahan makanan utama yang digunakan oleh semua organisme  untuk pertumbuhan dan sumber energi. Fosfor di dalam air laut, berada dalam bentuk senyawa organik dan anorganik. Dalam bentuk senyawa organik, fosfor dapat berupa gula fosfat dan hasil oksidasinya, nukloeprotein dan fosfo protein. Sedangkan dalam bentuk senyawa anorganik meliputi ortofosfat dan polifosfat. Senyawa anorganik fosfat dalam air laut pada umumnya berada dalam bentuk ion (orto) asam fosfat (H3PO4), dimana 10% sebagai ion fosfat dan 90% dalam bentuk HPO42-. Fosfat merupakan unsur yang penting dalam pembentukan protein dan membantu proses metabolisme sel suatu organisme.

    Fosfat diperairan laut pada wilayah pesisir dan paparan benua adalah sungai. Karena sungai membawa hanyutan sampah maupun sumber fosfat daratan lainnya, sehingga sumber fosfat dimuara sungai lebih besar dari sekitarnya. Keberadaan fosfat di dalam air akan terurai menjadi senyawa ionisasi, antara lain dalam bentuk ion H2PO4-, HPO42-, PO43-.

    Fosfat diabsorpsi oleh fitoplankton dan seterusnya masuk kedalam rantai makanan. Senyawa fosfat dalam perairan berasal daari sumber alami seperti erosi tanah, buangan dari hewan dan pelapukan tumbuhan, dan dari laut sendiri. Peningkatan kadar fosfat dalam air laut, akan menyebabkan terjadinya ledakan populasi (blooming) fitoplankton yang akhirnya dapat menyebabkan kematian ikan secara massal. Batas optimum fosfat untuk pertumbuhan plankton adalah 0,27 – 5,51 mg/liter.

    1. Siklus Fosfor

      Senyawa fosfor di alam terbagi dalam dua yaitu, senyawa fosfat organik (pada hewan dan tumbuhan) dan senyawa fosfat anorgani (pada air dan tanah). fosfat organik yang terdapat dalam hewan dan tumbuhan yang mati akan di uraikan oleh decomposer dan menjadi fosfat anorganik. Lalu fosfat yang terlarut di air tanah atau di air laut  akan mengendap di di sedimen laut. Setelah itu fosfat yang dari batuan itu akan terkikis lalu akan terserap lagi oleh tumbuhan.

      Fosfor
      adalah salah satu jenis elemen penting dalam kehidupan, hal ini disebabkan karena semua makhluk hidup akan membutuhkan fosfor dalam bentuk ATP (Adenosin Tri Fosfat), Adenosin Tri Fosfat sendiri nantinya akan digunakan sebagai sumber energi untuk metabolisme sel. fosfor banyak terdapat di alam yang masih berbentuk-bentuk ion fosfat (PO43-). Ion Fosfat pada umumnya terdapat dalam bebatuan. Akibat terjadinya peristiwa erosi dan pelapukan memungkinkan fosfat terbawa menuju sungai bahkan hingga laut yang membentuk sedimen. Terjadinya pergerakan dasar bumi memicu sedimen yang mengandung fosfat naik ke permukaan. Tumbuhan pada umumnya mengambil fosfat yang masih terlarut dalam air tanah.

    2. Daur fosfat di alam

      Di alam, fosfor terdapat dalam dua bentuk, yaitu senyawa fosfat organik (pada tumbuhan dan hewan) dan senyawa fosfat anorganik (pada air dan tanah). Fosfat organik dari hewan dan tumbuhan yang mati diuraikan oleh decomposer (pengurai) menjadi fosfat anorganik. Fosfat anorganik yang terlarut di air tanah atau air laut akan terkikis dan mengendap di sedimen laut. Oleh karena itu, fosfat banyak terdapat di batu karang dan fosil. Fosfat dari batu dan fosil terkikis dan membentuk fosfat anorganik terlarut di air tanah dan laut. Fosfat anorganik ini kemudian akan diserap oleh akar tumbuhan lagi. Siklus ini berulang terus menerus. Fosfor dialam dalam bentuk terikat sebagai Ca-fosfat, Fe- atau Al-fosfat, fitat atau protein. Bakeri yang berperan dalam siklus fosfor : Bacillus, Pesudomonas, Aerobacter aerogenes, Xanthomonas, dll. Mikroorganisme (Bacillus, Pseudomonas, Xanthomonas, Aerobacter aerogenes) dapat melarutkan P  menjadi tersedia bagi tanaman


    Gambar 4. Daur Fosfor di Alam

    (Sumber, Seandy 2010)


     

    Daur fosfor juga melengkapi makhluk hidup jenis Herbivora, dimana mereka mendapatkan fosfat dari tumbuhan yang dikonsumsinya serta karnivora mendapatkan fosfat dari makhluk hidup herbivora yang dimakannya. Seluruh hewan nantinya akan mengeluarkan fosfat melalui feses dan urin. Jamur dan bakteri berperan menguraikan bahan-bahan anorganik di dalam tanah dan selanjutnya akan melepaskan pospor, pospor yang dihasilkan oleh bakteri pengurai nantinya akan diambil oleh tumbuhan.

  17. Daur fosfat di laut

    Fosfat dalam air laut berbentuk ion fosfat. Ion fosfat dibutuhkan pada proses fotosintesis dan proses lainnya dalam tumbuhan (bentuk ATP dan Nukleotid koenzim). Penyerapan dari fosfat dapat berlangsung terus walaupun dalam keadaan gelap. Ortofosfat (H3PO4) adalah bentuk fosfat anorganik yang paling banyak terdapat dalam siklus fosfat. Distribusi bentuk yang beragam dari fosfat di air laut dipengaruhi oleh proses biologi dan fisik. Dipermukaan air, fosfat di angkut oleh fitoplankton sejak proses fotosintesis.

    Konsentrasi fosfat di atas 0,3 µm akan menyebabkan kecepatan pertumbuhan pada banyak spesies fitoplankton. Untuk konsentrasi dibawah 0,3 µm ada bagian sel yang cocok menghalangi dan sel fosfat kurang diproduksi. Mungkin hal ini tidak akan terjadi di laut sejak NO3 selalu habis sebelum PO4 jatuh ke tingkat yang kritis. Pada musim panas, permukaan air mendekati 50% seperti organik-P. Di laut dalam kebanyakan P berbentuk inorganik. Di musim dingin hampir semua P adalah inorganik. Variasi di perairan pantai terjadi karena proses upwelling dan kelimpahan fitoplankton. Pencampuran yang terjadi dipermukaan pada musim dingin dapat disebabkan oleh bentuk linear di air dangkal. Setelah musim dingin dan musim panas kelimpahan fosfat akan sangat berkurang.(seandy, 2010)


    Gambar 5. Daur Fosfat di Laut

    (Sumber: sain.geoklik.com)


     

    Di perairan unsur fosfor tidak ditemukan dalam bentuk bebas sebagai elemen, melainkan dalam bentuk senyawa anorganik yang terlarut (ortofosfat dan polifosfat) dan senyawa organik yang berupa partikulat. Senyawa fosfor membentuk kompleks ion besi dan kalsium pada kondisi aerob, bersifat tidak larut, dan mengendap pada sedimen sehingga tidak dapat dimanfaatkan oleh algae akuatik.

    Fosfat dalam air laut berbentuk ion fosfat. Ion fosfat dibutuhkan pada proses fotosintesis dan proses lainnya dalam tumbuhan (bentuk ATP dan Nukleotid koenzim). Penyerapan dari fosfat dapat berlangsung terus walaupun dalam keadaan gelap. Ortofosfat (H3PO4) adalah bentuk fosfat anorganik yang paling banyak terdapat dalam siklus fosfat. Distribusi bentuk yang beragam dari fosfat di air laut dipengaruhi oleh proses biologi dan fisik. Dipermukaan air, fosfat di angkut oleh fitoplankton sejak proses fotosintesis. Konsentrasi fosfat di atas 0,3 µm akan menyebabkan kecepatan pertumbuhan pada banyak spesies fitoplankton. Untuk konsentrasi dibawah 0,3 µm ada bagian sel yang cocok menghalangi dan sel fosfat kurang diproduksi. Mungkin hal ini tidak akan terjadi di laut sejak NO3 selalu habis sebelum PO4 jatuh ke tingkat yang kritis. Pada musim panas, permukaan air mendekati 50% seperti organik-P. Di laut dalam kebanyakan P berbentuk inorganik. Di musim dingin hampir semua P adalah inorganik. Variasi di perairan pantai terjadi karena proses upwelling dan kelimpahan fitoplankton. Pencampuran yang terjadi dipermukaan pada musim dingin dapat disebabkan oleh bentuk linear di air dangkal. Setelah musim dingin dan musim panas kelimpahan fosfat akan sangat berkurang.

    Banyak sumber fosfat yang di pakai oleh hewan, tumbuhan, bakteri, ataupun makhluk hidup lain yang hidup di dalam laut. Misalnya saja fosfat yang berasal dari feses hewan (aves). Sisa tulang, batuan, yang bersifat fosfatik, fosfat bebas yang berasal dari proses pelapukan dan erosi, fosfat yang bebas di atmosfer, jaringan tumbuhan dan hewan yang sudah mati. Di dalam siklus fosfor banyak terdapat interaksi antara tumbuhan dan hewan, senyawa organik dan inorganik, dan antara kolom perairan, permukaan, dan substrat. Contohnya beberapa hewan melepaskan sejumlah fosfor padat di dalam kotoran mereka.

  18. Senyawa dan kandungan Fosfor di laut

    Fosfor di dalam air laut, berada dalam bentuk senyawa organik dan anorganik. Dalam bentuk senyawa organik, fosfor dapat berupa gula fosfat dan hasil oksidasinya, nukloeprotein dan fosfo protein. Sedangkan dalam bentuk senyawa anorganik meliputi ortofosfat dan polifosfat. Senyawa anorganik fosfat dalam air laut pada umumnya berada dalam bentuk ion (orto) asam fosfat (H3PO4), dimana 10% sebagai ion fosfat dan 90% dalam bentuk HPO42-. Fosfat merupakan unsur yang penting dalam pembentukan protein dan membantu proses metabolisme sel suatu organisme.


     

  19. NUTRIEN LAIN

    Nutrien atau hara adalah unsur atau senyawa kimia yang digunakan untuk metabolisme atau fisiologiorganisme. Nutrien biasanya dikategorikan menjadi nutrien yang menyediakan energi dan yang digunakan sebagai komponen untuk tubuh atau struktur sel. Suatu nutrien disebut esensial bagi organisme jika zat tersebut tidak dapat disintesis oleh organisme dan harus dipenuhi dari sumber makanan.

    Nutrien bisa dibagi ke dalam tiga kategori: 4 zat kimiawi pembentuk benda hidup (karbon, oksigen, hidropogen, nitrogen); 7 makronutrien, darinya kuantitas yang lebih kecil namun signifikan diperlukan bagi kehidupan dan 13 mikronutrien, atau trace elements, darinya kuantitas yang kecil, terdapat banyak fungsi-fungsi yang sangat penting. Kecocokan lingkungan bumi atau air untuk mendukung kehidupan tergantung pada ketersediaan nutrien dalam bentuk dan jumlah yang tepat.

    Proses-proses yang mengatur ketersediaan ini (atau kekurangannya) secara kolektif dikenal sebagai siklus nutrien,karena cara di mana sediaan dasar materi fisik berubah secara siklis melalui bagian-bagian yang hidup dan yang tidak hidup dari dunia fisik. Siklus ini mendukung kehidupan tidak hanya dengan membuat nutrien-nutrien terus-menerus tersedia dengan katalain, dengan menjaga fertilitaslingkungan melainkan dengan membatasi akumulasi material dalam jumlah, bentuk, dan tempat di mana hal itu akan menghancurkan organisme. pentinglah untuk mengenali dalam hal ini bahwa unsur-unsur dan senyawa-senyawa yang sama dalam konsentrasi tertentu sering bersifat toksit (beracun)bagi beberapa organisme, atau bahkan untuk organisme yang sama dalam konsentrasi yang lebih tinggi. Misalnya, molekul oksigen (O2) bersifat toksit bagi organisme anaerobik dan, pada konsentrasi yang cukup tinggi, bahkan bagi mamalia.

    Amonia (NH3) merupakan sumber nutrient nitrogen yang penting bagi banyak tanaman tetapi bersifat toksit bagi orang. Hidrogen sulfida (H2S) merupkan nutrien bagi tipe-tipe bakteri tertentu tetapi sangat toksit bagi mamalia.


     


    Gambar 6. Nutrien
    (Sumber: Wekipedia)


     

  20. Siklus Nutrien Utama

    Siklus-siklus dari banyak nutrien sangat erat terkait secara kimiawi dan biologis. Hal ini terutama terjadi padasiklus nutrian, dinamika nutrien dan sulfur.

    1. Siklus Nutrien

      Arus energi utama yang membantu membentuk kondisi pada permukaan Bumi berasal dari ruang angkasa' dan ketika pekerjaan energi di bumi tersebut sudah selesai, ia kembali keruang angkasa. Oleh sebab itu, berkaitan dengan energi, Bumi merupakan sebuah sistem yang terbuka. Tetapi, berkaitan dengan sumbangan kimia, Bumi merupakan sebuah sistem tertutup. Yakni, jumlah karbon, hidrogen, oksigen, besi, emas,dan unsur-unsur lainnya di dalam sistem planet-atmosfir tidak berubah dalam perjalanan waktu, tanah kimiawi dan distribusi fisik dari unsur-unsur ini bisa dan memang berubah-ubah, tetapi pada dasarnya tidak ada yang memasuki dan tidak ada yang meninggalkan sistem tersebut. Unsur-unsur di dalam sistem tertutup ini yang penting untuk kehidupan disebut Nutrient.

    2. Dinamika siklus nutrien

      Langkah-langkah yang membentuk semua siklus nutrienmelibatkan dua proses dasar: perpindahan fisik dan transformasi kimiawi.

      Agen-agen utama dari perpindahan fisik:

      1. Siklus hidrologis, termasuk penguapan dan hujan serta aliran sungai, air bawah tanah, dan es,
      2. Angina,
      3. Arus lautan,dan
      4. Gerakan geologis, khususnya gerakan ke atas dan ke bawah pada perbatasan lempeng-lempeng tektonik dan peninggian geologis pada benua-benua.

      Agen perpindahan fisik kelima yang penting dalam beberapa keadaan adalah gerakan organisme. Misalnya, burung-burung pemakan ikan yang menimbun kotorannya di daratan memberikan jalan penting dengannya nitrogen dan fosfor ditransfer dari laut ke daratan. Ikan-ikan seperti salmon, yang sebagian besar mencair makan di laut tetapi bermigrasi naik kesungai air tawar untuk bertelur dan mati, melakukan fungsi yang sama, sebagaimana ikan yang ditangkap di lautan dikonsumsi oleh manusia yang tinggal di daratan.

  21. Dekomposisi Zat Organik

    Zat organik adalah zat yang pada umumnya merupakan bagian dari binatang atau tumbuh tumbuhan dengan komponen utamanya adalah karbon, protein, dan lemak lipid. Zat organik ini mudah sekali mengalami pembusukan oleh bakteri dengan menggunakan oksigen terlarut.

    Limbah organik adalah sisa atau buangan dari berbagai aktifitas manusia seperti rumah tangga, industri, pemukiman, peternakan, pertanian dan perikanan yang berupa bahan organik; yang biasanya tersusun oleh karbon, hidrogen, oksigen, nitrogen, fosfor, sulfur dan mineral lainnya (Polprasert, 1989). Limbah organik yang masuk ke dalam perairan dalam bentuk padatan yang terendap, koloid, tersuspensi dan terlarut. Pada umumnya, yang dalam bentuk padatan akan langsung mengendap menuju dasar perairan; sedangkan bentuk lainnya berada di badan air, baik di bagian yang aerob maupun anaerob. Dimanapun limbah organik berada, jika tidak dimanfaatkan oleh fauna perairan lain, seperti ikan, kepiting, bentos dan lainnya; maka akan segera dimanfaatkan oleh mikroba; baik mikroba aerobik (mikroba yang hidupnya memerlukan oksigen), mikroba anaerobik (mikroba yang hudupnya tidak memerlukan oksigen) dan mikroba .fakultatif (mikroba yang dapat hidup pada perairan aerobik dan anaerobik). Limbah organik yang ada di badan air aerob akan dimanfaatkan dan diurai (dekomposisi) oleh mikroba aerobik.

    1. Dekomposisi di Badan Air Anaerob

      Limbah organik yang masuk ke badan air yang anaerob akan dimanfaatkan dan diurai (dekomposisi) oleh mikroba anaerobik atau fakultatif (BAN); dengan proses seperti pada reaksi (3) dan (4):

      COHNS + BAN è CO2 + H2S + NH3 + CH4 + produk lain + enerji ……….(3) COHNS + BAN + enerji è C5H7O2 N (sel MO baru)….…..(4)

      Kedua proses tersebut diatas mengungkapkan bahwa aktifitas mikroba yang hidup di bagian badan air yang anaerob selain menghasilkan sel-sel mikroba baru juga menghasilkan senyawa-senyawa CO2, NH3, H2S, dan CH4 serta senyawa lainnya seperti amin, PH3 dan komponen fosfor. Asam sulfide (H2S), amin dan komponen fosfor adalah senyawa yang mengeluarkan bau menyengat yang tidak sedap, misalnya H2S berbau busuk dan amin berbau anyir. Selain itu telah disinyalir bahwa NH3 dan H2S hasil dekomposisi anaerob pada tingkat konsentrasi tertentu adalah beracun dan dapat membahayakan organisme lain, termasuk ikan.

      Selain menghasilkan senyawa yang tidak bersahabat bagi lingkungan seperti tersebut diatas, hasil dekomposisi di semua bagian badan air menghasilkan CO2 dan NH3 yang siap dipakai oleh organisme perairan berklorofil (fitoplankton) untuk aktifitas fotosintesa; yang dapat digambarkan sebagai reaksi (5).

      MATAHARI
      NH3 +7.62 CO2 + 2.53 H2O è C7.62 H8.06 O 2.53 N + 7.62 O2 …..(5)

    2. Dampak Dekomposisi Limbah Organik

      Uraian diatas mengungkapkan bahwa proses dekomposisi limbah organik di badan air bagian manapun cenderung selalu merugikan karena sebagian besar produknya (NH3 H2S dan CH4) dapat langsung mengganggu kehidupan fauna, sedang produk yang lain (nutrien) meskipun sampai pada konsentrasi tertentu menguntungkan namun jika limbah/nutrien terus bertambah (eutrofikasi) akan menjadi pencemar yang menurunkan kualitas perairan dan akhirnya mengganggu kehidupan fauna.


       


       

    3. Dampak Langsung

      Pengaruh pertama proses dekomposisi limbah organik di badan air aerobik adalah terjadinya penurunan oksigen terlarut dalam badan air. Fenomena ini akan mengganggu pernafasan fauna air seperti ikan dan udang-udangan, dengan tingkat gangguan tergantung pada tingkat penurunan konsentrasi oksigen terlarut dan jenis serta fase fauna.

      Secara umum diketahui bahwa kebutuhan oksigen jenis udang-udangan lebih tinggi dari pada ikan dan kebutuhan oksigen fase larva atau juvenil suatu jenis fauna lebih tinggi dari fase dewasanya. Dengan demikian maka dalam kondisi konsentrasi oksigen terlarut menurun akibat dekomposisi, larva udang-udangan akan lebih menderita ataupun mati lebih awal dari larva fauna lainnya.

      Kesulitan fauna karena penurunan oksigen terlarut sebenarnya baru dampak permulaaan, sebab jika jumlah pencemar organik dalam badan air bertambah terus maka proses dekomposisi organik memerlukan oksigen lebih besar dan akibatnya badan air akan mengalami deplesi oksigen bahkan bisa habis sehingga badan air menjadi anaerob. Jika fenomena ini terjadi pada seluruh bagian badan air maka fauna air akan mati masal karena tidak bisa menghindar, namun jika hanya terjadi di bagian bawah badan air maka fauna air, termasuk ikan masih bisa menghindar ke permukaan hingga terhindar dari kematian.

      Secara alamiah kejadian anaerob di semua lapisan badan air memang sangat sulit terjadi karena bagian atas air selalu berhubungan dengan udara bebas yang selalu mensupplainya, namun demikian kalau sebagian badan air anaerob sangatlan sering, misal di teluk-teluk waduk dan pantai yang relatip menggenang sering muncul gelembung-gelembung gas yang mengisaratkan bahwa bagian air yang anaerob dekat dengan permukaan air.

      Telah diuraikan bahwa pada badan air yang anaerob dekomposisi bahan organik menghasilkan gas-gas, seperti H2S, metan dan amoniak yang bersifat racun bagi fauna seperti ikan dan udang-udangan. Seperti penurunan oksigen terlarut; senyawa-senyawa beracun inipun dalam konsentrasi tertentu akan dapat membunuh fauna air yang ada.

      Selain menyebabkan penurunan konsentrasi oksigen terlarut dan menghasilkan senyawa beracun yang selalu merugikan dan dapat menyebabkan kematian fauna; dekomposisi juga dapat menghasilkan kondisi perairan yang cocok bagi kehidupan mikroba fatogen yang terdiri dari mikroba, virus dan protozoa, yang setelah berkembang-biak, setiap saat dapat menyerang dan menjadi penyakit yang mematikan ikan, udang dan fauna lainnya.

    4. Dampak Tidak Langsung (Eutrofikasi)

      Selain menurunkan konsentrasi oksigen terlarut, menghasilkan senyawa beracun dan menjadi tempat hidup mikroba fatogen yang menyengsarakan fauna air; dekomposisi juga menghasilkan senyawa nutrien (nitrogen dan fosfor) yang menyuburkan perairan.

      Nutrien merupakan unsur kimia yang diperlukan alga (fitoplankton) untuk hidup dan pertumbuhanny. Sampai pada tingkat konsentrasi tertentu, peningkatan konsentrasi nutrien dalam badan air akan meningkatkan produktivitas perairan, karena nutrien yang larut dalam badan air langsung dimanfaatkan oleh fitoplankton untuk pertumbuhannya sehingga populasi dan kelimpahannya meningkat. Peningkatan kelimpahan fitoplankton akan diikuti dengan peningkatan kelimpahan zooplankton, yang makanan utamanya adalah fitoplankton. Akhirnya karena fitoplankton dan zooplankton adalah makanan utama ikan; maka kenaikan kelimpahan keduanya akan menaikan kelimpahan (produksi) ikan dalam badan air tersebut.

      Sangat disayangkan bahwa jika peningkatan nutrien terus berlanjut maka dampak positif seperti itu hanya bersifat sementara bahkan akan terjadi proses yang berdampak negatif bagi kualitas badan air. Peningkatan konsentrasi nutrien yang berkelanjutan dalam badan air, apalagi dalam jumlah yang cukup besar akan menyebabkan badan air menjadi sangat subur atau eutrofik. Proses peningkatan kesuburan air yang berlebihan yang disebabkan oleh masuknya nutrien dalam badan air, terutama fosfat inilah yang disebut eutrofikasi.

      Sesungguhnya eutrofikasi adalah sebuah proses alamiah yang terjadi dengan pelahan-lahan dan memakan waktu berabad-abad bahkan ribuan tahun; di mana badan air yang relatif tergenang seperti danau dan pantai tertutup mengalami perubahan produktifitas secara bertahap. Namun demikian, sejalan dengan peningkatan populasi manusia yang diikuti dengan peningkatan jumlah limbah yang dihasilkannya, maka tanpa disadari fenomena ini telah dipercepat menjadi dalam hitungan beberapa dekade seperti yang umum terjadi pada berbagai danau dan pantai (Goldman dan Horne,1983); bahkan beberapa tahun saja seperti eutrofikasi yang terjadi pada perairan waduk kaskade Citarum (Garno, 2001a) dan beberapa minggu seperti eutrofikasi yang terjadi pada perairan tambak (Garno, 2001b). Fenomena tersebut menunjukkan bahwa eutrofikasi memang telah menjadi masalah perairan umum di seluruh di dunia..

      Interaksi kompleks antara nutrien, fitoplankton dan zooplankton tersebut menyebabkan badan air yang mengalami eutrofikasi pada akhirnya akan didominasi oleh sejenis fitoplankton tertentu yang pada umumnya tidak bisa dimakan oleh fauna air terutama zooplankton dan ikan; termasuk karena beracun. Sebagai contoh yang nyata dari fenomena ini adalah dominasi Mycrocistis sp di waduk-waduk Saguling, dan dominasi Pyrodinium bahamense, lexandrium spp. dan Gymnodinium spp. di perairan pantai/pesisir waktu terjadi "red-tide

      Selain merugikan dan mengancam keberlanjutan fauna akibat dominasi fito-plankton yang tidak dapat dimakan dan beracun; blooming yang menghasilkan biomasa (organik) tinggi juga merugikan fauna; karena fenomena blooming selalu diikuti dengan penurunan oksigen terlarut secara drastis akibat pe-manfaatan oksigen yang ber lebihan untuk de-komposisi biomasa (organik) yang mati. Seperti pada analisis dampak langsung tersebut diatas maka rendahnya konsentrasi oksigen terlarut apalagi jika sampai batas nol akan menyebabkan ikan dan fauna lainnya tidak bisa hidup dengan baik dan mati. Selain menekan oksigen terlarut proses dekomposisi tersebut juga menghasilkan gas beracun seperti NH3 dan H2S yang pada konsentrasi tertentu dapat membahayakan fauna air, termasuk ikan.

      Selain badan air didominasi oleh fitoplankton yang tidak ramah lingkungan seperti tersebut diatas, eutrofikasi juga merangsang pertumbuhan tanaman air lainnya, baik yang hidup di tepian (eceng gondok) maupun dalam badan air (hydrilla). Oleh karena itulah maka di rawa-rawa dan danau-danau yang telah mengalami eutrofikasi tepiannya ditumbuhi dengan subur oleh tanaman air seperti eceng gondok (Eichhornia crassipes), Hydrilla dan rumput air lainnya.


     


     

    KESIMPULAN

    1. Perairan Indonesia yang dipengaruhi oleh sistem pola angin muson memiliki pola sirkulasi massa air yang berbeda dan bervariasi antara musim, disamping itupula juga dipengaruhi oleh massa air Lautan Pasifik yang melintasi perairan Indonesia menuju Lautan Hindia melalui sistem arus lintas Indonesia.
    2. Nitrogen adalah gas yang serba guna. Unsur kimia ini bersifat tidak berwarna , tidak berbau, tidak berasa, tidak beracun, tidak terbakar,dan tidak membantu pembakaran, bersifat inert dan sedikit larut dalam air.
    3. Nitrogen organik biasadisebut amino atau albuminoid nitrogen. Senyawa ini mencakup protein, polipeptida, asam amino, urea (H2NCONH2), dan senyawa lainnya. Kadar nitrogenorganik pada perairan alami dan air tanah biasanya rendah, yakni sekitar 0,01 mg/liter.
    4. Siklus nitrogen adalah suatu proses konversi senyawa yang mengandung unsur nitrogen menjadi berbagai macam bentuk kimiawi yang lain. Transformasi ini dapat terjadi secara biologis maupun non-biologis. Beberapa proses penting pada siklus nitrogen, antara lain fiksasi nitrogen, mineralisasi, nitrifikasi, denitrifikasi.
    5. Nitrogen dalam air laut umumnya terlarut dalam bentuk nitrat (NO3), nitrit (NO2) dan Amonia (NH4). Bentuk-bentuk senyawa dari nitrogen tersebut diabsorbsi oleh organisme laut untuk memenuhi kebutuhan akan nitrogen sebagai salah satu komponen utama pembentukan asam amino yang menjadi cikal bakal terbentuknya protein.
    6. Fosfor merupakan bagian protoplasma yang penting, cenderung "beredar", senyawa-senyawa organik terurai dan akibatnya menghasilkan fosfat yang kembali tersedia bagi tumbuh-tumbuhan. Reservoir yang tersbesar dari fosfor adalah bukan udara, melainkan batu-batuan atau endapan-endapan lain yang telah terbentuk pada abad-abad geologis yang telah lalu. Dan semua itu berangsur-angsur  terkikis, melepaskan fosfat kedalam ekosistem-ekosistem, tetapi banyak juga yang lepas kedalam laut, dimana sebagian dari padanya di endapkan dalam sedimen-sedimen dangkal, dan sebagian lagi hilang ke sedimen-sedimen yang lebih dalam
    7. Nutrien atau hara adalah unsur atau senyawa kimia yang digunakan untuk metabolisme atau fisiologiorganisme. Nutrien biasanya dikategorikan menjadi nutrien yang menyediakan energi dan yang digunakan sebagai komponen untuk tubuh atau struktur sel. Suatu nutrien disebut esensial bagi organism jika zat tersebut tidak dapat disintesis oleh organisme dan harus dipenuhi dari sumber makanan.
    8. Zat organik adalah zat yang pada umumnya merupakan bagian dari binatang atau tumbuh tumbuhan dengan komponen utamanya adalah karbon, protein, dan lemak lipid. Zat organik ini mudah sekali mengalami pembusukan oleh bakteri dengan menggunakan oksigen terlarut.


       

Hewan dan lingkungan hidupnya


 

Pembahasan

Hewan dan lingkungan hidupnya


 

  1. Karakteristik dan struktur tubuh hewan

Lingkungan hewan adalah semua faktor biotik dan abiotik yang ada disekitarnya dan dapat mempengaruhinya. Hewan hanya dapat hidup, tumbbuhan dan perkembang biak dalam satu lingkungan yang menyedikan kondisi dan semberdaya serta dari faktor lingkungan terbagi menjadi 2 kategori :


 

  1. Kondisi adalah faktor-faktor lingkungan abiotik yang keadanya berbeda dan berubah sesuai dengan perbedaan tempat dan waktu. Hewan beraksi terhadap morfologi, fisiologi dan tingkah lalu. Kondisi lingkungan antara lain: kelembapan, ph, sanitasi, arus air, angin dan tekanan zat-zat organik dan anorganik.
  2. Sumberdaya adalah segala sesuatu yang dikonsumsi loh organisme, yang dapat dibedakan atas mteri, energi dan ruang. Sumberdaya alam digunakan untuk menujukan suatu faktor abiotik maupun biotik yang diperlukan oleh hewan, kerena tersedianya di lingkungan berkurang apabila telah dimanfaatkan oleh hewan. Dalam penyesuaian diri tersebut hanya hewan yang mempu beradaptasi dengan lingkungan yang dapat bertahan hidup, sementara yang tidak mampu beradaptasi akan mati atau bermigarasi bahkan akan menuju kepunahan.
  1. Mengenal Bentuk-bentuk Adaptasi Pada Mahluk hidup


Ada bermacam-macam adaptasi

makhluk hidup terhadap lingkungannya, yaitu: adaptasi morfologi, adaptasi fisiologi, dan adaptasi tingkah laku. 1. Adaptasi morfologi merupakan penyesuaian bentuk tubuh untuk kelangsungan hidupnya. Contoh adaptasi morfologi, antara lain sebagai berikut:

  1. Gigi-gigihusus
        Gigi hewan karnivora atau pemakan daging beradaptasi menjadi empat gigi taring besar dan runcing untuk menangkap mangsa, serta gigi geraham dengan ujung pemotong yang tajam untuk mencabik-cabik mangsanya.


     



    b.Moncong
    Trenggiling besar adalah hewan menyusui yang hidup di hutan rimba Amerika Tengah dan Selatan. Makanan trenggiling adalah semut, rayap, dan serangga lain yang merayap. Hewan ini mempunyai moncong panjang dengan ujung mulut kecil tak bergigi dengan lubang berbentuk celah kecil untuk mengisap semut dari sarangnya. Hewan ini mempunyai lidah panjang dan bergetah yangdapat dijulurkan jauh keluar mulut untuk menangkap serangga.


     

    c.Paruh
        Elang memiliki paruh yang kuat dengan rahang atas yang melengkung dan ujungnya tajam. Fungsi paruh untuk mencengkeram korbannya.


     


    d.Daun
        Tumbuhan insektivora (tumbuhan pemakan serangga), misalnya kantong semar, memiliki daun yang berbentuk piala dengan permukaan dalam yang licin sehingga dapat menggelincirkan serangga yang hinggap. Dengan enzim yang dimiliki tumbuhan insektivora, serangga tersebut akan dilumatkan, sehingga tumbuhan ini memperoleh unsur yang diperlukan.

    e.Akar
        Akar tumbuhan gurun kuat dan panjang,berfungsi untuk menyerap air yang terdapat jauh di dalam tanah. Sedangkan akar hawa pada tumbuhan bakau untuk bernapas. Banyak makhluk hidup yang menyesuaikan diri terhadap lingkungan dengan cara menyesuaikan bentuk tubuhnya terhadap lingkungan atau menyesuaikan dengan fungsinya. Penyesuaian bentuk tubuh ini bertujuan untuk memperoleh makanan maupun untuk melindungi diri dari musuhnya. Berikut ini contoh beberapa hewan yang menyesuaikan bentuk tubuhnya terhadap lingkungannya. Burung memiliki bentuk kaki yang berbeda-beda disesuaikan dengan tempat hidupnya dan jenis mangsa yang dimakannya. Berdasarkan lingkungan dan jenis makanan yang dimakannya, bentuk kaki burung dikelompokkan menjadi lima.


     




     


     

    Berbagai Bentuk Kakidan Paruh Burung
    Serangga

    Untuk memperoleh makanannya, serangga memiliki cara tersendiri. Salah satu bentuk penyesuaian dirinya adalah bentuk mulut yang bebedabeda sesuai dengan jenis makanannya. Bedasarkan jenis makanan yang dimakannya, jenis mulut serangga dibedakan menjadi empat, yaitu mulutpengisap, mulut penusuk, mulut penjilat, dan mulut penyerap.

    1)Mulut Pengisap
        Mulut pengisap pada serangga bentuknya seperti belalai yang dapat digulung dan dijulurkan. Contoh serangga yang memiliki mulut pengisap adalah kupu-kupu. Kupu-kupu menggunakan mulut pengisap untuk mengisap madu dari bunga.

    2) Mulut penusuk dan penghisap
        Mulut penusuk dan penghisap pada serangga memiliki ciri bentuk yang tajam dan panjang. Contoh serangga yang memiliki mulut penusuk dan penghisap adalah nyamuk. Nyamuk menggunakan mulutnya untuk menusuk kulit manusia kemudian menghisap darah. Jadi, selain mulutnya berfungsi sebagai penusuk juga berfungsi sebagai pengisap.


    3) Mulut penjilat
        Mulut penjilat pada serangga memiliki ciri terdapatnya lidah yang panjang dan berguna untuk menjilat makanan berupa nektar dari bunga, contoh serangga yang memiliki mulut penjilat adalah lebah

    4) Mulut penyerap
        Mulut penyerap pada serangga memiliki ciri terdapatnya alat penyerap yang mirip spons (gabus). Alat ini digunakan untuk menyerap makanan terutama yang berbentuk cair. Contoh serangga yang memiliki mulut penyerap adalah lalat.


     


     


     


    Unta
        Unta hidup di daerah padang pasir yang kering dan gersang. Oleh karena itu bentuk tubuhnya disesuaikan dengan keadaan lingkungan padang pasir. Bentuk penyesuaian diri unta adalah adanya tempat penyimpanan air di dalam tubuhnya dan memiliki punuk sebagai penyimpan lemak. Hal inilah yang menyebabkan unta dapat bertahan hidup tanpa minum air dalam waktu yang lama.


     



     

    2.Penyesuaian Tingkah Laku terhadap Lingkungan
        Beberapa jenis hewan ada yang menyesuaikan diri dengan lingkungan dengan cara mengubah tingkah laku. Cara ini selain untuk mendapatkan makanan juga untuk melindungi diri dari musuh atau pemangsa. Perhatikan beberapa contoh hewan yang menyesuaikan diri dengan tingkah laku berikut ini.


     

    a.Bunglon
        Kalian tentu pernah melihat bagaimana bunglon dapat merubah warna kulitnya sesuai dengan warna tempat ia berada. Ketika berada di pohon yang berwarna coklat maka tubuh bunglon akan berrwarna coklat. Begitu juga ketika ia berada di pohon yang berwarna hijau maka tubuhnya akan berwarna hijau. Perubahan warna tubuh pada bunglon merupakan bentuk penyesuaian diri agar ia terlindung dari musuhnya.


     


     



     

    b. Kalajengking

    Kalajengking melindungi dirinya dari musuh dengan menggunakan sengatnya. Sengatnya ini mengandung racun yang dapat membunuh musuhnya. Selain kelajengking, hewan lain yang menggunakan zat racun untuk melindungi dirinya dari serangan musuh adalah, kelabang, lebah, dan ular.
    Cumi-Cumi
        Cumi-cumi melindungi diri dari musuhnya dengan cara menyemburkan cairan, seperti tinta ke dalam air. Hal ini menyebabkan musuh yang menyerangnya tidak dapat melihatnya dan ia dapat berenang dengan cepat untuk menghindari musuhnya tersebut.


     


     



    Siput

    Siput memiliki pelindung tubuh yang keras dan kuat yang disebut cangkang. Hewan jenis ini melindungi diri dari musuhnya dengan cara memasukkan tubuhnya kedalam cangkang. Selain siput, kura-kura, dan penyu juga memiliki cangkang yang digunakan untuk melindungi diri dari musuhnya.


     


    Cecak
        Untuk melindungi diri dari serangan musuh, cecak memutuskan ekornya. Bagian ekor yang putus ini dapat bergerak-gerak sehingga mengalihkan perhatian musuhnya. Saat itulah ia pergi melarikan diri.

    Ikan paus
        Paus adalah mamalia yang hidup di air. Seperti hewan mamalia yang lain, walaupun hidup di air paus bernapas menggunakan paru-paru. Padahal paru-paru tidak dapat mengambil oksigen dari air. Paus dan semua mamalia yang hidup di air, kurang lebih tiap tiga puluh menit muncul ke permukaan air untuk menghirup oksigen. Mungkin kalian pernah melihat bagaimana perilaku paus lewat siaran televisi. Ketika muncul ke permukaan air laut, paus mengeluarkan sisa pernapasan berupa karbondioksida dan uap air yang sudah jenuh dengan air sehingga terlihat seperti air mancur. Setelah itu paus menghirup udara sebanyak-banyaknya sehingga paru-parunya penuh dengan udara.


     


    B. Cara Penyesuaian Diri Hewan
        Selain hewan yang menyesuaikan diri dengan lingkungan , tumbuhan juga memiliki cara yang unik untuk menyesuaikan diri dengan lingkungannya agar dapat bertahan hidup di lingkungan tersebut. Pada umumnya tumbuhan hidup di tempat yang berbeda-beda. Ada yang hidup di daerah kering ada pula yang hidupnya di air. Oleh karena itu, bentuk penyesuaian dirinya pun berbeda-beda disesuaikan dengan lingkungan tempat hidupnya. Perhatikan uraian berikut tentang cara-cara tumbuhan menyesuaikan diri terhadap lingkungan.


     

    Adaptasi fsiologi
        Adaptasi fisiologi merupakan penyesuaian fungsi fisiologi tubuh untuk mempertahankan hidupnya. Contohnya adalah sebagai berikut.

    Kelenjar bau
        Musang dapat mensekresikan bau busukdengan cara menyemprotkan cairan melalui sisi lubang dubur. Sekret tersebut berfungsi untuk menghindarkan diri dari musuhnya.

    Kantong tinta
        Cumi-cumi dan gurita memiliki kantong tinta yang berisi cairan hitam. Bila musuh datang, tinta disemprotkan ke dalam air sekitarnya sehingga musuh tidak dapat melihat kedudukan cumi-cumi dan gurita.

    c. Mimikri pada kadal
    Kulit kadal dapat berubah warna karena pigmen yang dikandungnya. Perubahan warna ini dipengaruhi oleh faktor dalam berupa hormon dan faktor luar berupa suhu serta keadaan sekitarnya.

    3. Adaptasi tingkah laku
    Adaptasi tingkah laku merupakan adaptasi yang didasarkan pada tingkah laku.

    Contohnya sebagai berikut :
    a. Pura-pura tidur atau mati
    Beberapa hewan berpura-pura tidur atau mati, misalnya tupai Virginia. Hewan ini sering berbaring tidak berdaya dengan mata tertutup bila didekati seekor anjing.

    b. Migrasi
    Ikan salem raja di Amerika Utara melakukan migrasi untuk mencari tempat yang sesuai untuk bertelur. Ikan ini hidup di laut. Setiap tahun, ikan salem dewasa yang berumur empat sampai tujuh tahun berkumpul di teluk disepanjang Pantai Barat Amerika Utara untuk menuju ke sungai. Saat di sungai, ikan salem jantan mengeluarkan sperma di atas telur-telur ikan betinanya. Setelah itu ikan dewasa biasanya mati. Telur yang telah menetas untuk sementara tinggal di air tawar. Setelah menjadi lebih besar mereka bergerak ke bagian hilir dan akhirnya ke laut.

    1. Pola kehidupan hewan dalam populasi, komunitas dan ekosistem

    Kumpulan individu sejenis yang hidup padasuatu daerah dan waktu tertentu disebut populasi. Ukuran populasi berubah sepanjang waktu. Perubahan ukuran dalam populasi ini disebut dinamika populasi. Dinamika populasi dapat juga disebabkan imigrasi dan emigrasi. Hal ini khusus untuk organisme yang dapat bergerak, misalnya hewan dan manusia.

    Imigrasi adalah perpindahan satu atau lebih organisme kedaerah lain atau peristiwa didatanginya suatu daerah oleh satu atau lebih organisme; didaerah yang didatangi sudah terdapat kelompok dari jenisnya. Imigrasi ini akan meningkatkan populasi.

    Emigrasi adalah peristiwa ditinggalkannya suatu daerah oleh satu atau lebih organisme, sehingga populasi akan menurun. Secara garis besar, imigrasi dan natalitas akan meningkatkan jumlah populasi, sedangkan mortalitas dan emigrasi akan menurunkan jumlah populasi. Populasi hewan atau tumbuhan dapat berubah, namun perubahan tidak selalu menyolok. Pertambahan atau penurunan populasi dapat menyolok bila ada gangguan drastis dari lingkungannya, misalnya adanya penyakit, bencana alam, dan wabah hama.

    Komunitas ialah kumpulan dari berbagai populasi yang hidup pada suatu waktu dan daerah tertentu yang saling berinteraksi dan mempengaruhi satu sama lain. Komunitas memiliki derajat keterpaduan yang lebih kompleks bila dibandingkan dengan individu dan populasi. Dalam komunitas, semua organisme merupakan bagian dari komunitas dan antara komponennya saling berhubungan melalui keragaman interaksinya.

    Antara komunitas dan lingkungannya selalu terjadi interaksi. Interaksi ini menciptakan kesatuan ekologi yang disebut ekosistem. Komponen penyusun ekosistem adalah produsen (tumbuhan hijau), konsumen (herbivora, karnivora, dan omnivora), dan dekomposer/pengurai (mikroorganisme).

Struktur Ekosistem Akuatik (Danau, Sungai dan Estuari)

Struktur Ekosistem Akuatik (Danau, Sungai dan Estuari)

Struktur Ekosistem Danau


 


 


 


 


 

Gambar 1. Danau

(Sumber: Ridwanaz, 2010)


 

Danau merupakan suatu badan air yang menggenang dan luasnya mulai dari beberapa meter persegi hingga ratusan meter persegi. Di danau terdapat pembagian daerah berdasarkan penetrasi cahaya matahari. Daerah yang dapat ditembus cahaya matahari sehingga terjadi fotosintesis disebut daerah fotik. Daerah yang tidak tertembus cahaya matahari disebut daerah afotik. Di danau juga terdapat daerah perubahan temperatur yang drastis atau termoklin. Termoklin memisahkan daerah yang hangat di atas dengan daerah dingin di dasar. Komunitas tumbuhan dan hewan tersebar di danau sesuai dengan kedalaman dan jaraknya dari tepi. Berdasarkan hal tersebut danau dibagi menjadi 4 daerah sebagai berikut:

  1. Daerah litoral

Daerah ini merupakan daerah dangkal. Cahaya matahari menembus dengan optimal. Air yang hangat berdekatan dengan tepi. Tumbuhannya merupakan tumbuhan air yang berakar dan daunnya ada yang mencuat ke atas permukaan air.
Komunitas organisme sangat beragam termasuk jenis-jenis ganggang yang melekat (khususnya diatom), berbagai siput dan remis, serangga, krustacea, ikan, amfibi, reptilia air dan semi air seperti kura-kura dan ular, itik dan angsa, dan beberapa mamalia yang sering mencari makan di danau (Ridwanaz, 2010).



 


 


 


 


 

Gambar 2. Struktur horizontal danau

(Sumber: Ridwanaz, 2010)


 


 

b. Daerah limnetik

Daerah ini merupakan daerah air bebas yang jauh dari tepi dan masih dapat ditembus sinar matahari. Daerah ini dihuni oleh berbagai fitoplankton, termasuk ganggang dan sianobakteri. Ganggang berfotosintesis dan bereproduksi dengan kecepatan tinggi selama musim panas dan musim semi. Zooplankton yang sebagian besar termasuk Rotifera dan udang- udangan kecil memangsa fitoplankton. Zooplankton dimakan oleh ikan-ikan kecil. Ikan kecil dimangsa oleh ikan yang lebih besar, kemudian ikan besar dimangsa ular, kura-kura, dan burung pemakan ikan.

c. Daerah profundal

Daerah ini merupakan daerah yang dalam, yaitu daerah afotik danau. Mikroba dan organisme lain menggunakan oksigen untuk respirasi seluler setelah mendekomposisi detritus yang jatuh dari daerah limnetik. Daerah ini dihuni oleh cacing dan mikroba (Ridwanaz, 2010).


 


 


 

d. Daerah bentik

Daerah ini merupakan daerah dasar danau tempat terdapatnya bentos dan sisa-sisa organisme mati (Ridwanaz, 2010). Zona benthos juga di dominasi oleh bakteri anaerob dan oksigen terlarut sudah sangat sedikit (Smith & Thomas, 2000: 457 dalam Diyon, Muhammad, 2012). Pengelompokan struktur vertikal perairan danau berdasarkan perbedaan suhu dibagi menjadi tiga yakni daerah epilimnion, termoklin atau metalimnion dan hipolimnion (Effendi, 2003: 33 dalam Diyon, Muhammad, 2012). Dijelaskan lebih lanjut, epilimnion adalah lapisan bagian atas perairan yang memiliki suhu relatif konstan atau perubahan suhu sangat kecil. Termoklin atau metalimnion adalah lapisan di bawah lapisan epilimnion, pada lapisan ini perubahan suhu relatif besar, setiap penambahan kedalaman 1 m terjadi penurunan suhu air sekurang-kurangnya 1 C'. Sedangkan hipolomnion adalah lapisan di bawah lapisan termoklin, perbedaan suhu pada lapisan ini relatif kecil.

Danau juga dapat dikelompokkan berdasarkan produksi materi organik-nya, yaitu sebagai berikut:

  1. Danau Oligotropik

Oligotropik merupakan sebutan untuk danau yang dalam dan kekurangan makanan, karena fitoplankton di daerah limnetik tidak produktif. Ciricirinya, airnya jernih sekali, dihuni oleh sedikit organisme, dan di dasar air banyak terdapat oksigen sepanjang tahun (Ridwanaz, 2010).

b. Danau Eutropik

Eutropik merupakan sebutan untuk danau yang dangkal dan kaya akan kandungan makanan, karena fitoplankton sangat produktif. Ciri-cirinya adalah airnya keruh, terdapat bermacam-macam organisme, dan oksigen terdapat di daerah profundal (Ridwanaz, 2010). Danau oligotrofik dapat berkembang menjadi danau eutrofik akibat adanya materi-materi organik yang masuk dan endapan. Perubahan ini juga dapat dipercepat oleh aktivitas manusia, misalnya dari sisa-sisa pupuk buatan pertanian dan timbunan sampah kota yang memperkaya danau dengan buangan sejumlah nitrogen dan fosfor. Akibatnya terjadi peledakan populasi ganggang atau blooming, sehingga terjadi produksi detritus yang berlebihan yang akhirnya menghabiskan suplai oksigen di danau tersebut. Pengkayaan danau seperti ini disebut "eutrofikasi". Eutrofikasi membuat air tidak dapat digunakan lagi dan mengurangi nilai keindahan danau (Ridwanaz, 2010).


 

Struktur Ekosistem Sungai


 


Gambar 3. Sungai Menang

(Sumber: Dokumen pribadi, 2011)


 

Sungai adalah perairan umum yang airnya mengalir terus menerus pada arah tertentu, berasal dari air tanah, air permukaan yang diakhiri bermuara ke laut. Sungai sebagai perairan umum yang berlokasi di darat dan merupakan suatu ekosistem terbuka yang berhubungan erat dengan sistem-sistem terestrial dan lentik. Ciri-ciri umum daerah aliran sungai adalah semakin ke hulu daerahnya pada umumnya mempunyai tofograpi makin bergelombang sampai bergunung-gunung. Sungai adalah lingkungan alam yang banyak dihuni oleh organisme (Odum, 1996).

Ekosistem sungai merupakan suatu kumpulan integral dari berbagai komponen abiotik (fisika-kimia) dan biotik (organisme hidup) yang berkaitan satu sama lain dan saling berinteraksi membentuk suatu unit fungsional. Komponen-komponen ini secara fungsional tidak dapat dipisahkan satu sama lain. Apabila terjadi perubahan pada salah satu dari komponen-komponen tersebut (misalnya perubahan nilai parameter fisika-kimia perairan), maka akan menyebabkan perubahan pada komponen lainnya (misalnya perubahan kualitatif dan kuantitatif organismenya). Perubahan ini tentunya dapat mempengaruhi keseluruhan sistem yang ada, baik dalam kesatuan struktur fungsional maupun dalam keseimbangannya. Sungai merupakan perairan yang mengalir (lotik), oleh karena itu sungai memiliki arus yang berbeda-beda di setiap tempatnya. Dan di setiap aliran memilki organisme yang berbeda pula. Zonasi pada habitat air mengalir adalah mengarah ke longitudinal, yang menunjukkan bahwa tingkat yang lebih atas berada di bagian hulu dan kemudian mengarah ke hilir.

Sungai merupakan salah satu perairan darat yang mengalir. Berdasarkan letak dan kondisi lingkungannya dibagi menjadi tiga bagian:

• Hulu sungai, terletak di daerah yang dataran tinggi, menglir melalui bagian yang curam, dangkal, berbatu, arus deras, volume air kecil, kandungan oksigen telarut tinggi, suhu yang rendah, dan warna air jernih.

• Hilir sungai, terletak didaratan yang rendah, dengan arus yang tidak begitu kuat dan volume air yang besar, kecepatan fotosintesis yang tinggi dan banyak bertumpuk pupuk organik

• Muara sungai letaknya hamper mencapai laut atau pertemuan sungai-sungai lain, arus air sangat lambat dengan volume yang lebih besar, banyak mengandung bahan terlarut, Lumpur dari hilir membentik delta dan warna air sangat keruh.

Menurut aliran air:

  1. Zona air cepat

    Ciri: terdapat pada bagian yang dangkal dengan arus yang kuat sehingga mencegah terjadinya akumulasi lumpur dan partikel lainnya

  2. Zona air lambat

    Ciri : terdapat pada bagian yang lebih dalam dengan arus yang lemah sehingga lumpur dan partikel lainnya dapat mengendapat

Kualitas Air

Kualitas air secara umum adalah keadaan atau kondisi serta mutu dari air tersebut, apakah kualitasnya baik atau buruk. Tingkat kualitas dari air dapat diperoleh bukan hanya dengan melihat air dari luarnya, seperti kecerahan air, substrat dasar tetapi juga harus melihat dengan melihat unsur-unsur yang dikandungnya seperti pH, dan koduktivitas dari air tersebut (Safitrirayuni.blogspot.com).

Faktor fisikokimia

Faktor yang menentukan distribusi dari biota air adalah sifat fisik-kimmia perairan. Organisme yang dapat disesuaikan denagn kondisi sifat fisik-kimia yang akan mampu hidup (Krebs, 1978). Penyebaran jenis dan hewan akkuatik ditentukan oleh kualitas lingkungan yang ada seperti sifat fisika, kimia, biologisnya (Odum, 1971). Whitton (1975) menambahkan bahwa kehidupan ikan disuatu perairan dipengaruhi oleh volume air mengalir, kecepatan arus, temperatur, pH dan konsentrasi oksigen terlarut. Faktor yang membedakan kondisi fisikokimia dari setiap bagian sungai terdiri dari:

  1. Suhu

Suhu adalah salah satu faktor yang penting dalam suatu perairan untuk mengukur temperatuh lingkkungan tersebut. Suhu merupakan salah satu faktoryang penting dalam suatu perairan karena suhu merupakan faktor pembatas bagi ekosistem perairan dan akan membatasi kehidupan organisme akuatik (Oudum, 1971). Menurut Sucipto dan Eko (2005) menyatakan bahwa suhu mematikan (lethal) hampir untuk semua spesies ikan bekisar 10-11ºC selama beberapa hari. Menurut Barus (2002), kisaran suhu air yang baik dalam perairan dan kehidupan ikan yaitu berkisar antara 23-32ºC.

  1. Substrat

Tanah merupakan tempat hidup bagi organisme. Jenis tanah yang berbeda menyebabkan organisme yang hidup didalamnya juga berbeda. Tanah juga menyediakan unsur-unsur penting bagi pertumbuhan organisme, terutama tumbuhan.

  1. Kecepatan Arus

Arus merupakan faktor pembatas yang mempunyai peranan sangat penting dalam perairan, baik pada ekosistem mengalir (lotic) maupun ekosistem menggenang (lentic). Hal ini disebabkan karena adanya arus akan mempengaruhi distribusi organisme, gas-gas terlarut, dan mineral yang terdapat di dalam air (Barus, 2002).

Semakin tinggi kecepatan arus, kandungan oksigen terlarut dalam air yang sangat dibutuhkan oleh biota air dalam metabolismenya akan semakin banyak. Kecepatan arus berkurang seiring dengan penambahan kedalaman suatu perairan (Siregar, 2004) mengklasifikasikan kecepatan arus sebagai berikut:

Tabel klasifikasi kecepatan arus di perairan

No. Kecepatan arus Kategori

1 <10 cm/det Sangat lambat

2 10-24 cm/det Lambat

3 25-50 cm/det Sedang

4 51-100 cm/det Kuat

5 >100 cm/det Sangat kuat

Lebar sungai, Semakin panjang dan lebar ukuran sungai semakin banyak pula jumlah biota yang menempatinya (Kottelat et al, 1996).Keanekaragaman dan kelimpahan biota juga ditentukan oleh karakteristik habitat perairan.

  1. Kekeruhan

Kekeruhan akan mempengaruhi jumlah cahaya matahari yang masuk kedalam suatu perairan. Air yang keruh antara lain disebabkan oleh partikel tanah, daya ikatnya terhadap pksigen akan berkurang dan mungkin mengurangi batas pandang ikan (Soetomo, 2000). Sehingga selera makan ikan dan efesien penggunaan makanan berkurang. Menurut Wardoyo (1994) tingkat kekeruhan air yang baik untuk pemeliharaan ikan yaitu <50 NTU.

Kekeruhan dipengaruhi oleh bahan–bahan tersuspensi seperti lumpur, pasir, bahan organic, dan bahan anorganik, plankton serta organisme mikroskopik lainnya (Hariyadi, 1992 dalam Kristina, 2001).

  1. Kedalam Sungai

Pada sungai dapat dijumpai tingkat yang lebih tua dari hulu ke hilir,perubahan lebih terlihat pada bagian atas aliran air, dan komposisi kimia berubah dengan cepat. Dan komposisi komunitas berubah sewajarnya yang lebih jelas pada kilometer pertama disbanding lima puluh (50) kilometer terakhir (Odum. 1988).

  1. Derajat Keasaman (pH)

Derajat krasaman (pH) merupakan suatu indeks konsentrasi ion hidrogen dan mempunyai pengaruh yang besar terhadap kehidupan organisme perairan, sehingga dapat dipergunakan sebagai petunjuk baik buruknya suatu perairan sebagai lingkungan hidup (Siregar,et al., 2002). Derajat keasaman berpengaruh sangat besar terhadap kehidupan hewan dan tumbuhan air serta mempengaruhi toksisitas suatu senyawa kimia (Effendi, 2003). Nilai pH dapat dipengaruhi anatara lain buangan industri dan rumah tangga (Mahidda, 1984).

Derajat krasaman (pH) berkaitan erat dengan karbondioksida dan alkalinitas, semakin tinggi pH, semakin tinggi alkalinitas dan semakin rendah kadar kandungan dioksida bebas (Mackereth et al, 1989). pH merupakan tingkat derajat keasaman yang dimiliki setiap unsur, pH juga berpengaruh terhadap setiap organisme, karena setiap organisme atau indivudu memiliki ketentuan pada derajat keasaman (pH) berapa mereka dapat hidup. Kondisi perairan yang bersifat sangat asam maupun sangat basa akan membahayakan kelangsungan hidup organisme karena akan menyebabkan terjadinya gangguan metabolisme dan respirasi serta dapat meningkatkan konsentrasi ammonia yang bersifat sangat toksik bagi organisme (Barus, 2002). (Pescod, 1973 dalam Kristina, 2001) menyatakan pada pH antara 4-6,5 dan pH 8,5-11 pertumbuhan ikan akan lambat sehingga reproduksi terhambat.

  1. Salinitas

Salinitas adalah nilai yang menunjukkan jumlah garam-garam terlarut dalam satuan volume air yang biasanya dinyatakan dengan satuan promil (‰) (Barus, 2002). salinitas memiliki pengaruh terhadap tekanan osmotik air. Perubahan salinitas secara cepat umumnya menyebabkan tingkat kematian yang tinggi. Salinitas air dipengaruhi oleh pencampuran air laut dan tawar, curah hujan dan evaporasi(Tseng,1987)

  1. Kecerahan

Kecerahan adalah besarnya intensitas cahaya di dalam air yang disebabkan oleh adanya partikel koloid dan tersuspensi seperti lumpur, pasir, bahan organik dan mikroorganisme termasuk plankton (NTAC, 1968). Semakin tinggi tingkat kecerahan suatu perairan, maka semakin tinggi pula kecerahan yang masuk ke dalam air, sehingga lapisan air yang produktif akan menjadi lebih stabil (Kembarawati, 2000).

  1. Vegetasi riparian

Tanaman tepi atau reparians vegetation di tebing aliran sungai tersebut sebagai penghubung ekosistem air dan ekosistem darat. Tanaman tepi juga merupakan sebagai proses fotosintesis antara cahaya matahari yang masuk ke dalam perairan. Menurut Sary (2006) Fotosintesis adalah salah satu aktivitas biologi yang sangan penting di perairan. Menurut Asdak (2007) daerah hulu DAS dicirikan oleh hal-hal sebagai berikut: merupakan daerah konservasi bukan daerah banjir dan jenis vegetasi umumnya tegakan hutan. Sementara daerah hilir DAS dicirikan oleh sbb:merupakan daerah pemanfaatan pada beberapa tempat merupakan daerah banjir, dan jenis vegetasi di dominasi tanaman pertanian.Area yang lebih luas memiliki variasi habitat yang lebih besar dibandingkan dengan area yang lebih sempit (Wooton 1991). Distribusi atau penyebaran ikan dapat dilihat dari 3 sisi, yaitu geologis, geografis dan ekologis. Distribusi geologis adalah penyebaran suatu spesies yang berhubungan dengan waktu atau jaman periode umur bumi ketika spesies itu terdapat. Distribusi geografis (longitudinal) adalah penyebaran suatu spesies ikan berdasarkan tempat ditemukan. Sedangkan distribusi ekologis adalah penyebaran suatu jenis ikan yang erat kaitannya dengan faktor lingkungan.


 

STRUKTUR EKOSISTEM ESTUARI


 

Estuari berasal dari kata aetus yang artinya pasang-surut. Estuari didefinisikan sebagai badan air di wilayah pantai yang setengah tertutup, yang berhubungan dengan laut bebas. Oleh karena itu ekosistem ini sangat dipengaruhi oleh pasang surut dan air laut bercampur dengan air darat yang menyebabkan salinitasnya lebih rendah dari pada air laut. Muara sungai, rawa pasang-surut, teluk di pantai dan badan air di belakang pantai pasir temasuk estuari. Estuaria adalah wilayah pesisir semi tertutup yang mempunyai hubungan bebas dengan laut terbuka dan menerima masukan air tawar dari daratan. Sebagian besar estuaria didominasi oleh substrat berlumpur yang merupakan endapan yang dibawa oleh air tawar dan air laut. Contoh dari estuaria adalah muara sungai, teluk dan rawa pasang-surut.

Gambar 4. Teluk

(Sumber: Yunara, 2008) 

Gambar 5. Muara Sungai

(Sumber: Umar, yunika, 2010) 


 

Menurut Dyer, K.R (1973) estuari dapat dibagi dalam dua jenis, yaitu estuari positif dan estuari negatif. Estuari positif adalah suatu estuari dimana air tawar yang masuk dari sungai dan hujan lebih banyak dibandingkan dengan penguapan, sehingga salinitas permukaan lebih rendah dari pada laut terbuka. Estuari negatif adalah kebalikannya, yaitu dimana penguapan lebih besar dari pada aliran sungai dan hujan, karena itu akan terjadi keadaan hypersaline (asin berlebih). Interaksi air tawar dan air asin menentukan sirkulasi air dan proses pencampuran yang dibangkitkan oleh perbedaan densitas antara dua jenis air. Densitas air laut tergantung pada salinitas dan temperatur, tapi di estuari range salinitas sangat besar sedangkan range temperatur kecil. Karena itu temperatur mempunyai pengaruh yang relatif kecil terhadap densitas.


 


Gambar 6. Estuari

(Sumber: Saputra, Hendra, 2011)


 

Kombinasi pengaruh air laut dan air tawar akan menghasilkan suatu komunitas yang khas, dengan lingkungan yang bervariasi, antara lain:

  1. Tempat bertemunya arus air tawar dengan arus pasang-surut, yang berlawanan menyebabkan suatu pengaruh yang kuat pada sedimentasi, pencampuran air, dan ciri-ciri fisika lainnya, serta membawa pengaruh besar pada biotanya;
  2. Pencampuran kedua macam air tersebut menghasilkan suatu sifat fisika lingkungan khusus yang tidak sama dengan sifat air sungai maupun sifat air laut;
  3. Perubahan yang terjadi akibat adanya pasang-surut mengharuskan komunitas mengadakan penyesuaian secara fisiologis dengan lingkungan sekelilingnya
  4. Tingkat kadar garam di daerah estuaria tergantung pada pasang-surut air laut, banyaknya aliran air tawar dan arus-arus lainnya, serta topografi daerah estuaria tersebut.


 

Berdasarkan pola sirkulasi dan stratifikasi air terdapat tiga tipe estuaria:

  1. Estuaria berstratifikasi sempurna/nyata atau estuaria baji garam, dicirikan oleh adanya batas yang jelas antara air tawar dan air asin. Estuaria tipe ini ditemukan di daerah-daerah dimana aliran air tawar dari sungai besar lebih dominan dari pada intrusi air asin dari laut yang dipengaruhi oleh pasang-surut.
  2. Estuaria berstratifikasi sebagian/parsial merupakan tipe yang paling umum dijumpai. Pada estuaria ini, aliran air tawar dari sungai seimbang dengan air laut yang masuk melalui arus pasang. Pencampuran air dapat terjadi karena adanya turbulensi yang berlangsung secara berkala oleh aksi pasang-surut.
  3. Estuaria campuran sempurna atau estuaria homogen vertikal. Estuaria tipe ini dijumpai di lokasi-lokasi dimana arus pasang-surut sangat dominan dan kuat, sehingga air estuaria tercampur sempurna dan tidak terdapat stratifikasi.

Perpaduan antara beberapa sifat fisik estuaria mempunyai peranan yang penting terhadap kehidupan biota estuaria. Beberapa sifat fisik yang penting adalah sebagai berikut:

1.    Salinitas

Estuaria memiliki gradien salinitas yang bervariasi, terutama bergantung pada masukan air tawar dari sungai dan air laut melalui pasang-surut. Variasi ini menciptakan kondisi yang menekan bagi organisme, tapi mendukung kehidupan biota yang padat dan juga menangkal predator dari laut yang pada umumnya tidak menyukai perairan dengan salinitas yang rendah.

2.    Substrat

Sebagian besar estuaria didominasi oleh substrat berlumpur yang berasal dari sedimen yang dibawa melalui air tawar (sungai) dan air laut. Sebagian besar partikel lumpur estuaria bersifat organik, sehingga substrat ini kaya akan bahan organik. Bahan organik ini menjadi cadangan makanan yang penting bagi organisme estuaria.

3.    Sirkulasi air

Selang waktu mengalirnya air dari sungai ke dalam estuaria dan masuknya air laut melalui arus pasang-surut menciptakan suatu gerakan dan transport air yang bermanfaat bagi biota estuaria, khususnya plankton yang hidup tersuspensi dalam air.


 

4.    Pasang-surut

Arus pasang-surut berperan penting sebagai pengangkut zat hara dan plankton. Di samping itu arus ini juga berperan untuk mengencerkan dan menggelontorkan limbah yang sampai di estuaria.

5.    Penyimpanan zat hara

Peranan estuaria sebagai penyimpan zat hara sangat besar. Pohon mangrove dan lamun serta ganggang lainnya dapat mengkonversi zat hara dan menyimpannya sebagai bahan organik yang akan digunakan kemudian oleh organisme hewani.


 

Berdasarkan adaptasinya organisme di lingkungan estuaria mempunyai 3 (tiga) tipe adaptasi (Kennish, 1990). yaitu:

1.    Adaptasi morfologis

Organisme yang hidup di lumpur memiliki rambut-rambut halus untuk menghambat penyumbatan-penyumbatan permukaan ruang pernapasan oleh partikel lumpur.

2.    Adaptasi fisiologis

Berkaitan dengan mempertahankan keseimbangan ion cairan tubuh dalam menghadapi fluktuasi salinitas eksternal.

3.    Adaptasi tingkah laku

Pembuatan lubang ke dalam Lumpur oleh rganisme, khususnya invertebrata.


 

Ada tiga komponen fauna di estuaria: lautan, air tawar dan air payau atau estuaria. Komponen fauna lautan ini merupakan yang terbesar dalam jumlah spesies dan terdiri dari kelompok. Binatang laut Stenohalin merupakan tipe yang tidak mampu atau mempunyai kemampuan yang terbatas dalam mentelorir perubahan salinitas. Komponen ini biasanya terbatas pada mulut estuaria yang pada umumnya mempunyai salinitas 30 permil atau lebih. Estuaria juga miskin akan flora. Hampir semua bagian estuaria yang terus menerus terendam terdiri dari substrat lumpur dan tidak cocok melekatnya makroalga. Tumbuhan air pula yang sangat keruh membatasi tembusnya cahaya hanya sampai ke lapisan atas yang dangkal. Dengan demikian, lapisan bawah estuaria serig kali tanpa tumbuhan hidup. Lapisan air teratas dan zonz intertidal mempunyai jumlah tumbuhan yang terbatas. Di bawah hilir estuaria dan di bawah tingkat pasang turun rata-rata mungkin terdapat padang rumput-rumputan laut.

Secara umum estuaria mempunyai peran ekologis penting sebagai berikut:

  1. Sebagai sumber zat hara dan bahan organik yang diangkut lewat sirkulasi pasang-surut (tidal Circulation).
  2. Penyedia habitat bagi sejumlah spesies hewan (ikan, udang) yang bergantung pada estuaria sebagai tempat berlindung dan tempat mencari makanan (Feeding ground).
  3. Sebagai tempat untuk bereproduksi dan/atau tempat tumbuh besar (Nursery ground) terutama bagi sejumlah spesies ikan dan udang.


 

Secara umum estuaria dimanfaatkan oleh manusia sebagai berikut:

1.    Sebagai tempat pemukiman.

2.    Sebagai tempat penangkapan dan budidaya sumberdaya ikan.

3.    Sebagai jalur transportasi.

4.    Sebagai pelabuhan dan kawasan industri.