II. INTERDEPNDENSI PRODUSER – FAKTOR LINGKUNGAN
Sebagaimana produser di darat, proses biologi tanaman akuatik sangat tergantung terhadap faktor-faktor seperti cahaya dan temperatur. Namun, proses biologi tanaman akuatik
juga dipengaruhi oleh kandungan garam salinitas air.
2.1. Faktor Fisika Lingkungan 2.1. 1. Cahaya
Cahaya merupakan salah satu faktor lingkungan yang sangat penting bagi proses biologi tanaman darat maupun tanaman akuatik Anonim, 2013. Pengaruh cahaya terhadap tanaman
akuatik terkait dengan tiga karakter utama cahaya seperti kuantitas, kualitas dan durasi Anonim, 2013. Secara keseluruhan cahaya berpengaruh terhadap proses fotosintesisi
organisme produser baik di darat maupun di perairan. Energi cahaya photon merupakan sumber energi untuk proses fotositesis, yang produknya sangat penting untuk pertumbuhan
tanaman dan lingkungan. Karakter intensitas cahaya bervariasi antar musim temporal dan antar tempat spatial.
Secara temporal, variasi intensitas cahaya suatu perairan di daerah tropis tidak terlalu berbeda sebagaimana di kawasan sub tropis. Di kawasan sub tropis, intensitas cahaya akan mencapai
maksimum pada musim panas summer dan minimum pada musim dingin winter. Secara spatial, variasi intensitas penetrasi cahaya ke dalam badan air berbeda antar
kedalaman sehingga mempengaruhi terhadap distribusi vertikal organisme akuatik. Organisme produser perairan tersebar di zona yang masih ada cahaya photik dan
kemelimpahannya semakin menurun ketika intensitas cahaya menurun seiring dengan kedalaman dan tidak ditemukan lagi cahaya, zona dimana cahaya tidak mencapai kedalaman
tersebut aphotik Pelinggon and Henderson, 2006. Selain itu variasi spatial cahaya juga terkait dengan tingkat kandungan partikel terlarut yang mempengaruhi kecerahan turbiditas
air, misalnya kawasan estuarin. Kawasan estuarin menerima partikel terlarut dari badan sungai sehingga memilki kecerahan yang lebih rendah dibandingnkan badan perairan lainnya
seperti hulu dan pantai. Secara kualitas terkait dengan warna cahaya atau panjang gelombang cahaya. Cahaya
merah dan biru memiliki pengaruh paling tinggi terhadap pertumbuhan tanaman. Sedangkan cahaya hijau lebih banyak direfleksikan oleh tanaman sehingga hanya sedikit yang di serap.
Durasi cahaya photoperiod mengacu pada jumlahpanjang waktu tanaman di ekspose ke sinar matahari. Pengertian photoperiod lebih ditekankan pada panjang periode gelap tanpa
terputus suatu tanaman. Respon tanaman misal untuk berbunga terhadap photoperiod bersifat species spesifik sehingga dapat dikategorikan menjadi short day long dark; long
day and day-neutral. Variasi spatial dan temporal dari karakteristik utama cahaya di ekosistem perairan
mengakibatkan variasi spatial dan temporal proses fotosintesisi sehingga menghasilkan variasi produktifitas perairan, pertumbuhan organisme produser dan kualitas lingkungan
perairan.
2.1.1.A. Cahaya dan temperature
Pengaruh cahaya terhadap proses biologi tanaman akuatik tidak hanya sebagai faktor tunggal tetapi dapat mempengaruhi musim. Keterkaitan faktor cahaya dengan musim
mengasilkan variasi temperatur temporal perairan. Sedangkan keterkaitan cahaya dengan kedalaman menghasilkan variasi intensitas cahaya dan temperatur. Sehingga pengaruh cahaya
terhadap produser perairan dapat secara langsung dan tidak langsung. Pengaruh langsung cahaya terkait dengan peran cahaya sebagai sumber energi untuk fotosithesis, sedangkan
pengaruh tidak langsung berkaitan dengan pengaruh pengaruh variasi cahaya yang mengakibatkan variasi temperatur dan intensitas cahaya di perairan.
Keterkaitan cahaya dengan suhu merupakan faktor lingkungan yang memiliki peranan yang sangat luas dalam ekosistem. Keterkaitan ini tidak hanya terkait degan musim tetapi
juga terkait dengan faktor lain misalnya kedalaman dan pasang surut. Variasi cahaya dan
suhu terkait musim dapat dilihat di daerah tropis maupun sub tropis empat musim. Di zona tropis amplitudo perubahan intensitas-durasi cahaya dan suhu bagian permukaan perairan
lebih tinggi dibandingkan bagian lebih dalam bawah. Hal ini mengakibatkan adanya zona termoklin kisaran kedalaman air dimana terjadi perubahan suhu perairan secara drastis yang
dapat menjadi penghalang barrier pergerakan vertical massa air dan nutrien dari badan perairan bagian bawah ke permukaan. Sehingga mengakibatkan rendahnya pengangkatan
kembali nutrien dari dasar perairan ke badan perairan bagian permukaan dan mengakibatkan rendahnya produkifitas primer di badan perairan bagian permukaan. Oleh karena itu, secara
umum akan mengakibatkan produktifiitas primer yang lebih rendah dibandingkan kawasan subtropis.
Perubahan intensitas dan durasi cahaya terkait musim mengakiatkan terjadinya variasi temporal produktifitas primer di kawaan sub tropis. Pada musim panas ketika intensitas
cahaya- durasi cahaya tinggi, produktifitas perairan subtropis relative sama seperti di kawasan tropis. Pada musim dingin dimana intesitas-durasi cahaya lebih paling rendah maka
produktifitas perairannya menurun. Pada awal musim semi ketika intesitas cahaya dan durasi meningkat dengan suhu relative lebih hangat, produktifita primer perairan meningkat karena
tidak adanya barier suhu. Secara keseluruhan produktifitas primer perairan sub tropis lebih tinggi dibadingkan daerah tropis.
Keterkaitan cahaya dan temperatur terkait dengan peningkatan suhu dapat di lihat di zona pasang surut dan perairan sungai kecil. Ketika surut atau debit air menurun suhu akan
meningkat dan suhu kembali turun ketika pasang atau debit air meningkat. Pengaruh peningkatan suhu di zona pasang surut mempengaruhi keragaman dan produktifitas rumput
laut Pelinggon and Henderon, 2006. Sedangkan di zona oseanik di daerah temperate empat musim, terjadi pengadukan air
ke permukaan dengan membawa nutrien pada awal musim semi akibat perbedaan suhu sehingga menyediakan nutrien bagai plankton di dukung intensitas cahaya yang semakin
tinggi maka perkembangan plankton semakin cepat dan laju fotosintesis meningkat. Sedangkan rendahnya produktifitas di kawasan kutub diakibatkan oleh cahaya.
Penelitian Hilman et al. 1995 pada seagrass jenis Halophylla ovalis mengindikasikan bahwa temperatur sangat mempengaruhi produktifitas. Selanjutnya dikatakan bahwa suhu perairan
dibawah 15°C menghambat produktifitas dan meningkat 30 pada kisaran suhu 20 sampai 25°C dan tidak ada pertumbuhan pada suhu 10
o
C.
2.1.1.B. Cahaya dan kedalaman air
Penetrasi dan intensitas cahaya juga terkait dengan kedalaman air. Peningkatan kedalaman diikuti dengan menurunnya intensitas cahaya, sehingga pada penetrasi cahaya
hanya sampai kedalaman tertentu. Variasi spatial ini linier dengan produktifitas primer
perairan.Pada bagian permukaan euphotik zone dimana plankton dapat ditemukan,
produktifitas zona euphotik tergolong tinggi. Keberadaan plankton dapat ditemukan sampai dengan kedalaman tertentu yang dikenal dengan compensation depth, kedalaman dimana
hanya 1 penetrasi cahaya dan fotosintesis hanya memproduksi karbohydrat untuk memenuhi kebutuhan organism zero net productivity. Kedalaman zero net productivity
bervariasi antar tempat tapi sekitar 150m.
Produktifitas kawasan neritik lebih proktif dibandingkan dengan kawasan oseanik karena adanya suplay nutrien yang konstan dan densitas penukaan air yang rendah sehingga plankton
melayang lebih lama. Produktifitas kawasan oseanik lebih tinggi dibandingkan dengan kawasan oseanik di wilayah tropis karena adanya zona termoklin yang stabil yang
menghambat pengadukan air bagian bawah ke permukaan.
2.1.C. Cahaya dan turbiditas
Sedimentasi dapat berasal dari material yang terbawa oleh aliran ke badan perairan terutama partikel terlarut yang terbawa aliran sungai, sedimen terlarut akibat erosi badan sungai atau
aktifitas penggalian sepanjang sungai misal pertambangan. Sedimen mengakibatkan peningkatan kekeruhan air turbiditas turbiditas badan air atau menempel pada permukaan
thallu s alga makro sehingga mengakibatkan penghambatan penetrasi cahaya ke badan
perairan atau mengambat absorbsi energi cahaya oleh klorofil organisme produser. Akibatnya proses physiologis terhambat seperti fotosintesis, pertukaran gas dan nutrien Diaz-Pulido et
al . , 2008. Bahkan sedimentasi yang ekstim dapat mengakibatkan terkuburnya seagrass
sehingga berpengaruh terhadap produktiftas dan sebaran tanaman seagrass Texas Park and Wild Life, 1999. Selanjutnya dikatakan bahwa partikel terbawa aliran sungai yang berasal
dari kawasan pertanian mengandung nutrien inorganik yang tinggi khususnya nitrogen sehingga dapat mengakibatkan eutrophikasi.
Pengaruh faktor lingkungan cahaya dan kecerahan air juga ditunjukkan oleh penelitian Borum et al. 2004, kematian masal tanaman lamun jenis Zostera marina dikawasan Florida
Bay USA akibat limbah.
2.1.2. Salinitas
Salinitas adalah salah satu faktor yang menjadi pembatas antara organisme air tawar dan air laut. Namun, beberapa organism memiliki kisasaran toleransi yang luas terhadap alinitas
euryhalin sehinga memilki sebaran yang lebih luas misalnya tanaman mangrove dan hewan yang habitatnya di muara sungai.
Meskipun tanaman mangrove memiliki toleransi yang luas terhadap fluktuasi salinitas, toleransi ini bersifat species specific. Hal ini bisa dilihat adanya zonasi tanaman mangrove,
tanaman mangrove tersebar dari kawasan yang selalu terendam sampai kawasan yang kering ketika surut.
Variasi toleransi juga ditunjukkan oleh rumput laut. Pengaruh salinitas terhadap struktur komunitas rumput laut seaweed dapat dilihat dari variasi species antara kawasan yang
dipengaruhi air tawar dan jauh dari kawasan air tawar Pelinggon and Tito2009. Daerah yang dipengaruhi air tawar salinitas rendah secara umum memiliki keragaman yang rendah
dibandinngkan di daerah yang tidak dipengaruhi salinitas rendah misalnya area terumbu karang reef area.
Pengaruh faktor lingkungan limbah juga ditunjukkan oleh penelitian Borum et al. 2004, kematian masal tanaman lamun jenis Zostera marina dikawasan Florida Bay USA
akibat limbah.
2.2. Faktor Kimia Lingkungan 2.2.1. Oksigen
Oksigen adalah salah satu komponen lingkungan yang bagi organisne untuk proses respirasi. Sumber oksigen terlarut ekosistem perairan dapat berasal dari difusi oksigen yang
terdapat di atmosfer dan aktivitas fotosintesis tumbuhan air. Produser di ekosistem perairan adalah tanaman dan mikro alga fitoplankton, melalui proses fotosintesis.
Tanaman air memiliki sedikit perbedaan dengan tanaman di darat berkaitan dengan hal oksigen. Tanaman di darat ketika siang menggunakan oksigen yang diproduksi melalui
fotosintehsis untuk memenuhi kebutuhannya dan kelebihannya di difusikan ke alam dan pada malam hari ketika tidak melakukan fotosintesis, tanaman memeroleh dari udara bebas.
Sedangkan tanaman air, oksigen hasil fotosintesis diurnal segera digunakan untuk proses respirasi dan kelebihannya disimpan dalam jaringan lacuna untuk digunakan pada pagi hari
pada saat supply O2 rendah. Tanaman beradaptasi terhadap penurunan oksigen ini diantaranya dengan penurunan laju respirasi atau melakukan respirasi dengan glikolisis
dalam kondisi anaerob
2.2.2. CO2
Peningkatan CO2 sampai dengan level tertentu akan menstimulate pertumbuhan tanaman di darat, tetapi tidak demikian pengaruhnya terhadap tanaman air misalnya kelp kecuali
tanaman lamun Seagrass. Peningkatan CO2 akan menyebabkan acidifikasi perairan laut akan menurunkan aragonite sehingga dapat mengganggu organism yang tubuhnya calciferous
seperti coral, foram.
2.2.3. Nutrien
Nutrien di ekosistem peraiaran dapat berasal dari erbagai sumber seperti proses decomposisi dan remineralisasi bahan organic atau organism mati.dan loading yang berasal
dari daratan terbawa aliran sungai, upwelling, fiksasi N oleh alga biru hijau dan masukan limbah aktifitas manusia Diaz-Puidoet et al., 2008
Proses dekomposisi bahan organi berperan penting terhadap perubahan kondidilingkugan. Di satu sisi proses dekomposisi berperan menyediakan nutrien bagi
produser perairan, disisi lain proses ini dapat mempengaruhi kondisi lingkunga seperti penurunan oksigen dan meningkatkan CO2 bahkan pH air. Pross dekomposisi berlebihan
dapat mengakiatkan eutropikasi sehinga malah akan menurunkan kualitas perairan. Mc Intyre et al
. 2007 mengemukakan pengaruh ikan terhadap siklus nutrin di suatu perairan tawartropis karena ikan berperan melalui sekresi nitrogen dan fosfor phosphorous, shingga
hilangnya ikan dari suatu kawasan dapat mempengaruhi siklus nutrien di perairan tersebut. Scara keseluruhan bahwa over eksploitas yang mengakibatkan berkurangnya ikan di suatu
kawasan dapat membahayakan merugikan fingsi ekosistem. Meningkatnya nutint terlarut meningkatkan pertumbuhan alga makro seaweed misal
Sargassum sp, bahkan kandungan nutrien yang berlebihan, seperti akibat masukkan akibat
aktifitas manusia mengakibatkan eutropikasi dapat mengakbtakan pertubuhan alga yang berlebihan. Doiaz-Pulido et al., 2008.
Pemanfaatan nutrien limbah perikanan salmon yang mencapai 56 merupakan sumber nutrien untuk budidaya rumput laut Oie, 2012. Lebih lanjut disebutkan bahwa biomassa
rumput laut yang dikultur dengan sistem terpadu dengan budidaya ikan salmon lebih tinggi dibandingkan dengan yang dikultur di daerah tanpa budidaya salmon. Hasil ini
mengindikasikan juga bahwa rumput laut dapat digunakan sebagai absorber limbah pakan budidaya ikan sitem ini dikenal dengan sistem budidaya terontegrasipolylcultur atau
Integragrated Multi-Ttrophic Aquaculture IMTA.
2.2.4. Pollusi
Berbagai penelitian telah banyak melaporkan pengaruh polusi bahan organik di badan perairan , termasuk didalamnya herbisida dan hidrokarbon. Polusi perairan pantai dapat
diakibatkan oleh masukan bahan pencemar oleh aliran sungai land source pollution atau aktifitas di laut seperti transportasi , penambangan. Menurut Camargo dan Alonso 2006
polusi nitrogen inorganik di ekosistem akuatik menyebabkan peningkatan jumlah produser primer yang mengakibatkan eutropikasi dan ketika mencapai level toksik dapat
mengakibatkan tekanan terhadap sintasan, pertumbuhan dan reproduksi. Meskipun masih sedikit bukti pengaruh lansung masih terbatas Diaz-Pulido et a.l 2008 melaporkan bahwa
pengaruh polutan tersebut terhadap physiologi rumput laut. Namun, rumput laut tidak efektif untuk bioremediasi logam berat. Hasil penelitian Philip2013 menyebutkan bahwa
peningkatan bahan nutrien yang mengandung bahan pencemar logam berat menekan
pertumbuhan rumput laut. Penelitian Amado et al. 1997 mengidikasikan bahwa konsentrasi pencemaran Zn yang menyebakan tekanan pertumbuhan beberapa rumput laut adalah 20 µg
per liter and semua seaweed mati pada level 5000 µg. Selanjutnya dikatakan bahwa Padina dan Sargassum lebih tahan terhadap pencemaran Zn dibandingkan Ulva lactuca,
Enteromorpha flexuosa dan Halimeda musciformi, sehingga dapat digunakan untuk
memonitoring dan biremediator pencemaran logam berat.
III. DEPENDENSI KONSUMER TERHADAP INTERDEPNDENSI FAKTOR ABIOTIK-PRODUSER