Produktivitas Primer Fitoplankton Dan Perbandingan Beberapa Karakteristik Biofisikakimia Perairan Teluk Jakarta dan Teluk Lampung
PRODUKTIVITAS PRIMER FITOPLANKTON
DAN PERBANDINGAN BEBERAPA KARAKTERISTIK
BIOFISIKAKIMIA PERAIRAN TELUK JAKARTA DAN
TELUK LAMPUNG
Oleh :
AMRAN RONNY SYAM
PROGRAM PASCASARJANA
INS3'ITUT PERTANIAN BOGOR
2002
ABSTRAK
AMRAN RONNY SYAM. Produktivitas Primer Fitoplankton dan Perbandingan
beberapa Karakteristik Biofisikakimia Perairan Teluk Jakarta dan Teluk Lampung
(dibimbing ole11 Komisi Pembinlbing RICHARDUS KASWADJI, sebagai Ketua dan
ENAN M. ADIWILAGA sebagai anggota).
Penelitian ini dilakukan di Perairan Teluk Jakarta (PTJ) dan Perairan Teluk
Lampung (PTL) pada bulan Desember 2000 san~paidengan Juli 2001. Dalam
mendeterlninasi karakteristik biofisikakimia perairan. sebelas stasiun pengalnatan
dipilih untuk mewakili PTJ yang tersebar pada daerah 5.956 "LS - 6.098 'LS dan
106,740 "BT - 106.969 ('BT sedangkan duabelas stasiun pengamatan dipilih untuk
mewakili PTL !.ang tersebar pada daerah 5.462 "LS - 5.667 " LS dan 105.264 'BT 105,400 "BT. Pengukuran produktivitas primer fitoplankton dilakukan dengan
pendekatan Bio-optical PI-oductivity models berdasarkan karakteristik kur\,a P-E yang
diperoleh dari inkubasi penyerapan isotop I4C oleh kolnunitas fitoplankton (curbor?
uptake). Tujuan penelitian adalah mengestimasi produktivitas primer PTJ dan PTL.
menetapkan keterkaitan produktivitas primer dengan beberapa karakteristik
biofisikakimia perairan tersebut. membanditigkan produktivitas primer dan beberapa
karaktersitik biofisikakimia antar kedua perairan teluk dan lnenentukan variabelvariabel yang mengkarakteristikkan perbedaan kedua perairan itu. Hasil penelitian
n~enunjukkan bahwa produktivitas primer PTJ lebih tinggi daripada PTL.
Produktivitas primer harian PTJ berkisar antara 26,5 - 4678,6 mgC nl-2 hari-' dan PTL
berkisar antara 6.1 - 2174.5 mgC m-l hari-I. Produktivitas primer tahunan PTJ adalah
272.856 i 152.472 gC ln-' thn-' dan PTL adalah 75,528 62,765 gC m-Qhn-'. Zona
bagian dalam teluk umumnya lebih produktif dari pada zona bagian luar dan tengah
teluk. Berdasarkan Analisis Komponen Utanla. beberapa stasiun yang terletak di
bagian dalanl teluk dicirikan oleh konsentrasi nutrien, klorofil-a, fitoplankton. indeks
dominansi. dan produktivitas primer yang relatif tinggi: dan beberapa stasiun yang
terletak jauh dari pantai ulnumnya dicirikan oleh keanekaragaman dan keseragaman
genera fitoplankton. salinitas dan pembacaan kedalaman keping secchi yang relatif
tinggi: sedangkan stasiun lainnya relatif rata-rata dari nilai pengukuran seluruh
variabel. Hasil Analisis Faktorial Diskrilnina~lmenunjukkan adanya asosiasi variabel
biologis. fisika dan kilniawi yang mendiskriminasikan perbedaan karakteristik kedua
perairan tersebut. Sembilan variabel yaitu klorofil-a, fitoplanl-allgekstrim menyebabkan eutrofikasi yang merupakan masalah polusi terbesar secara
global di estuari yang menyebabkan ledakan masal fitoplankton yang selanjutnya
sscara inten5if berakibat persiran menjadi urtoxic dan penurunan panen perikanan.
Pengaruh negatif dari pengayaan nutrien tersebut diperkirakan terjadi di
perairan Teluk Jakarta sedangkar, cli perairan Teluk Lampung belum meriunjukkar?
pengaruh tersebut (Pra-tono
el
ol.. 1999). Tzluk Lampung dan Teluk Jakarta
merupakan sebagian kawaspn teluk yang bernilai ekonomis dan secara ekologis
penting di perairan I~idonesia. Perairan Teluk Lan~pungtergolorig d a l a n ~kriteria
perairan berkualitas tinggi, perairannya relatif jernih dan tidak terpolusi serta memiliki
potensi tinggi dalam produksi perikanan. Sebaliknya, Teluk Jakarta diketahui sebagai
perairan tercemar tinggi yang sangat dipengaruhi oleh aktivitas kota di sepanjang garis
pantai.
Teluk ini diperkirakan menerima masukan nutrien berupa air limbah,
sedikitnya dari 10 juta penduduk yang tinggal di kawasan tersebut. dan sumber
masukan lain yang berasai dari aktivitas pertanian dan industri (Anonymous. 1997;
Prartono et NI.. 1999).
Ka\vasan perairan kedua teluk tersebut merupakan tunlpuan penghidupan
sebagian masyarakat yang diharapkan terjaga kelestariannya. sementara kawasan itu
berfungsi juga sebagai contmon properties (terutama sebagai media transportasi
perhubclngan laut)
yang dapat memberi kontribusi
penurunan kualitas perairan.
Sehubungan dengan uraian sebelumnya dan masih diperlukannya berbagai informasi
kedua ka\vasan teluk itu, maka penelitian tentang kondisi lingkungan (berbagai
karakteristik fisika dan kimia perairan) dan produktivitas kedua perairan teluk tersebut
diperlukan dalam mengevaluasi kawasan pesisir dan lautan.
Perunlusan Masalah
Berbagai faktor lingkungan yang menya~gkutparameter biologi (produktivitas
primer, klorofl-e. dail komunitas fitoplaankton). kimia {nutrien. nitrat, nitrit,
amonium. fosht. dan silikat), dar, fisika (suhu. salinitas. kecerahan, dan Irradiance)
merupakan karakteristik yang dinamis dari suatu ekosistem perairan.
Perubahan-
perubahan musim. masukan berbagai zzit buangan dari darat (antara lain limbah
perkotaan. industri dan pertanian) dapat mempengaruhi produktivitas perairan Teluk
Jskarta dan Teluk Lampung.
Bagaimana menggambarkan kondisi produktivitas
perairan kedua teluk tersebut dan keterkaitan antar berbagai parameter biologi, kimia
dan fisika perairan tersebut.
Adakah perbedaan karakteristik biofisikakimia kedua
perairan teluk itu yang berhubungan dengan perbedaan produktivitas perairan dan
karakteristik biofisikakimia apa saja yang signifikan membedakannya.
Kesulitan pengukuran langsung produktivitas primer secara spasio temporal
yang akurat merupakan nasala ah teknis yang sering dihadapi di lapang.
blasalah
tersebut dapat didekati dengan aplikasi bio-optical pr-odzrctivity r?~odels\.ang didasari
oleh suatu hubungan fungsional antara fotosintesis (P) dan intensitas cahaya (E).
Parameter yang dikarakteristikkan oleh kunra P ~.ersza E sangat n>-ata terhadap
tluktuasi kondisi lingkungan perairan (Sakshaug et ul.. 1997).
Pengukuran produktivitas primer fitopladton selama ini lebih banyak
menggunakan metode oksigen yang didasari oleh pengukuran jumlah oksigen yang
dihasilkan dalam proses fotosintesis. Jika aktivitas fotosintesis rendah maka produksi
oksigen juga rendah sehingga terbentur pada masalah akurasi pengukuran kandungan
oksigen terlarut. Masalah ini dapat diatasi dengan pengukuran produktivitas primer
dengan metode penyerapan karbon
("c)
yang menekankan pada jumlah karbon yang
dimanfaatkan oleh organisme fitoplankton dalam proses fotosintesis sehingga aktivitas
fotosintesis yang sangat rendah sekalipun dapat dideteksi oleh metode ini, namun
n~etodeyang terakhir ini membutuhkan biaya yang lebih mahal.
metode radiokarbon
Pengembangan
dalam penentuan produktivitas primer fitoplankton dapat
diiakukan dengan menggunakan inkubator buatan (Colijn dan Edlzr. 1999).
Perumusan masalah tersebut dapat digambarkan dalam bentuk kerangka
pendekatan masalah (Gambar 1).
Ekologi Komunitas Fitoplankton
I
Faktor Abiotik
I
I
I
ii
,
Faktor Biotik
,
*
Cahaya Pennukaan
4
I
Sdinita
I
I
Suhu
/
Densitas
1
L---
7---
I
I
1
~ - - - - - - ~ - - - i
I
Vertical Mixing
i
I
Nutrien
- - - - - -- - --- - -
I
I
1
I
+
Kondisi
Perairan Teluk Jakarta
Herbivora
1
L------A
+
Kondisi
I
] Produktivitas ]
II
Primer
I
Komponen yg dikaji
Keterangan :
- - - - ---
t-l
Produktivitas
+ Pengaruh
Komponen yg tidak dikaji
Gambar 1. Kerangka Pendekatan Masalah
Tu,juan I'enclitian
Penelitian ini bertujuan:
( I ) Mengetahoi besarnya penyerapan "C oleh fitoplankton, yang selanjutnya akan
digunakan sebagai karakteristik kurva P-E untuk penentuan produktivitas prilner
perairan Teluk Jakarta dan Teluk Lamp~ing.
( 2 ) Menetapkan keterkaitan produktivitas primer dengan beberapa karakteristik
biofisikakimia perairan Teluk Jakarta dan Teluk Lampung.
( 3 ) Membandingkan produktivitas primer firoplankton dan beberapa karakteristik
biofisikakimia lingkungan antar kedua perairan teluk tersebut.
(4) Menentukan \,ariabel-variabel mana yang mengkarakteristikkan perbedaan kedua
perairan tersebut.
Kegunaan Penelitian
Hssil penelitian ini dapat bermanfaat dalarn pengembangan metode penyerapan
karbon
(I4c)dan
bio-optical prodzrctivitji lrlode1.s dalam penentuan produktivitas
prilner fitoplankton. Selain itu. data produktivitas primer. struktur kolnunitas plankton
dan kondisi linskungan perairan dapat lnenjadi bahan informasi kesuburan perairan
!.ang selaniutnya berguna dalan~ penentuan kebijakan pengelolaan sunlberdaya
perairan sekitar Teluk Jakarta dan Teluk Lampung.
Hipotesa
Adan) a masukan nutrien dari darat berupa iimbah rumah tangga. industri. dan
psrtanian melalui berbagai nluara sungai ks perairan Teluk Jakarta lebih ban>.&
daripada perairan Teluk Lampung. maka produktixitas primer fitoplallkton perairan
Teluli Jakarta cenderung lebih tinggi daripada pcrairan Teluk Lampung.
TINJAUAN PUSTAKA
Siklus Bahan Pangan Organik di Laut
Dalam proses fotosintesis tumbuhan laut diperiukan bahan baku seperti air,
karbon dioksida dan bermacam-macam substansi lain seperti nutrien. rerutanla ion-ion
anorganik seperti Nitrat dan Posfat. Klorofil yang dikandung oleh tumbuhan tersebut
dsngan memanfaatkan energi caha!.a memungkinkan membentuk substansi sederhana
untiik mensintesa molekul organik kompleks. Hasil pembentukan tersebut merupakan
produksi primer yang peranannya sangat penting di lautan sebagai bahan sumber
makanan utama bagi hewan herbi~~ora.Sebagian besar dari produksi primer bersih di
lautan dibentuk oleh fitoplankton. meskipun alga-alga laut yang berukuran lebih besar
tumbuh di dasar perairan dangkal dapat memproduksi bahan pangan tersebut namun
hanya menyumbangkan relatif kecil terhadap total produksi di laut sebab mereka
terbatas penyebarannya (Tait, 1981 ).
Konsumsi tumbuhan oleh hewan herbit.ora membentuk formasi jaringan hewan
jang disebut Produksi Sekunder menjadi makanan tingkat pertama untuk hewan
karnivora (Produksi Tertier) dan kemudian dimangsa oleh kamivora lain dan
seterusnya pemangsaan dapat terjadi pada tingkat trofik \.an? lobih tinggi (Gambar 2).
Tingkat suksesiv dari produksi jaringan makanan membentuk suatu seri Trophic level
dalam rantai makanan (jiood chuin). Hubungan antar tingkat trofik dapat lebih rumit
sebab beberapa komponen trofik memanfaatkan makanan dari berbagai tingkat trofik
dalam lingkaran rantai makanan yang saling berhubungan ~nembentuksuatu jaringan
n:zl:alian
Wood web). Antar setiap tingkat tro5k terdapat bahan organik yang hilang
disebabkan oleh beberapa ha!. sebagai contoh adalah.sebagian organisme yang berada
pada tingkat trofik tidak dimangsa oleh hewan tetapi mati dan diuraikan oleh proses
autolisis dan aktivitas bakteri. Akhirnya. hasil dari respirasi dan ekskresi organisme,
organisme yang mati dan dekomposisi. dan bahan-bahan organik diproses kembali
menjadi substansi sederhana yang dapat dimanfaatkan kembali oleh tumbuhan dalam
psoduksi primern>.a (Tait. 198 1 ).
Energy Caha).a
Gambar 2. Suatu skemd utanla siklus bahan organik di laut (Tait, 1981)
Produktivitas P r i m e r
Istilah produktivitas dan pernyataan laju produksi dapat digunakan secara
bergantian, bahkan bila istilah produksi digunakan untuk menyatakan jumlah bahan
organik yang dikumpulkan sehingga unsur waktu selalu sudah diperhitungkan
misalnya setahun (Odum. 197 1).
Berbagai nilai produktivitas primer fitoplankton yang diukur pada berbagai
lokasi disajikan pada Tabel 1.
Tabel 1. Nilai produkti~~itas
primer fitoplankton di berbagai tempat
Produktivitas Primer
Lokasi
Estuari Tropis di India Selatan
British Columbia Fjord
Perairar? Delta Upang, Sum-Sel.
Perairan Pantai Bekasi :
428 (gC in" thn.")
* Muara Sungai
* 2 -3 km dari muara ke arah laut 333 (gC m-' thn.-I)
* 4 -5 km dari lnuara ke arah laut 344 (gC m" thn.")
140 (gC m-'thn.-I)
Teluk Hurun (Lampung)
305 (gC m-' thn.-I)
Telirk Huri~n(Lampung)
Teluk Jakarta: dari dekat pantai ke
arah laut (Okt. 1982 - Sep. 1983).
2 16 (gC m" thn.-'1
* Teluk Jakarta Stasiun A
175 (gC m-' thn.-I)
* Teluk Jakarta Stasiun B
* Teluk Jakarta Stasiun C
1 73 (gC 111-"tiin.-I)
72 (gC rn-' tlin.-I)
* Teluk Jakarta Stasiun D
Busum \\'adden Sea (1995-1996)
Oostersclielde ( 1980-1990)
German Bight (1994- 1996)
Bay of Morlais (1979- 1980)
Ems Dollard ( 1976-!980)
*
*
*
Irlrle;.
A,lidtr'le
Oufer-
Ketera~igan:
No. 1 - 7
No. 8 - 12
152 (gC 111-' thn.-I)
176 - 550 (gC m"
thn.")
420 (gC 111'' thn.-I)
3 14 (gC rn-' tiin.-')
I Sumber
Kas\vadji et al. (1993)
Tambaru (2000)
Sunarto (200 1 )
Nontji. 1984
Tillmann el ul., 2000
Wersteyn and Krolnef ul., 2000
Wafar et ul., 1983
Colijn, 1983
70 (gC m-' tlin.-I)
9 1 (gC ~ n "thn.-I)
283 (sC m-' thn.-I)
: menggunakan metode oksigen
: mengunakan metode isotop karbor~14 (
'"c)
Beberapa Faktor Yang ~MempengaruhiProduksi Primer
Sintesa materi organik oleh fitoplankton laut bergantung pada interaksi biotik
(biologis) dan kondisi abiotiknya. Jika nutrien. cahaya matahari. udara. dan parameter
- diperlukan untuk pertumbuhan tidak dibatasi. maka pertumbuhan populasi
lain vanrr.
fitoplankton meningkat secara eksponensial.
Di alam. populasi fitoplankton tidak
tumbuh berlanjut seperti itu karena mereka dikontrol oleh faktor lingkungan yang
terbatas (termasuk predator) atau ketersediaan bahan-bahan baku dalam jumlah yang
terbatas.
Berbagai kondisi yang nenyebabkan terbatasnya tolsransi atau tidak
dipenuhinya bahan dasar yang diperlukan oleh organisme untuk pertumbuhan
populasinya disebut limiting .fictor.
Populasi fitoplankton dibatasi oleh satu atau
kombinasi beberapa faktor yang menyebabkan tidak terpenuhinya pertumbuhan
eksponensia! itu. Faktor-faktor kendala yang utama bagi fitoplankton adalah cahaya,
keberadaan nutrien dan grazing herbivora. Beberapa kelompok fitoplankton di lautan
merespon secara berbeda berbagai kombinasi faktor-faktor tersebut. Pada umumnya.
Diatom dan Silikoflagellata dapat tumbuh pada intensitas cahaya rendah dan pada
perairan yang lebih dingin daripada jenis Dinoflagellata dan Coccolithophore. Akibat
kondisi ini. pertumbuhan berbagai kelompok itu cenderung melebihi dari yang lain.
Berikut ini aka11diuraikan beberapa faktor pembatas tersebut.
Cahaya
Kebutuhan cahaya rnerupakan suatu batas fundamental distribusi seluruh
organisme fotosintesis. Untuk hidup, organism2 ini harus berada pada daerah lapisan
permukaan (zona fotis) sehingga energi matahari diperoleh lebih banyak untuk
berfotcsifitesis.
Kedalaman zona fotik ditentukan oleh kapasitas cahaya matahari
menembus air laut, ha1 ini dipengaruhi oleh kondisi yang beragam yaitu penyerapan
cahaya di atmosfir, sudut datang sinar dengan permukaan laut, dan transparansi air.
Peningkatan jumlah energi di permukaan laut bergantung pada kondisi atmosfir seperti
debu, awan, waktu dan gas-gas yang mengabsorbsi. memantulkan. dan meneruskan
(transmisi) radiasi matahari yang datang.
Sebagian cahaya yang mele~vatiatmosfir diretleksikan kembali ke angkasa oleh
pernlukaan laut.
Di bawah permukaan laut' lebih banyak lagi energi cahaya yang
hilang melalui absorbsi. substansi yang terlarut. sedimen-sedimen Fang tersuspensi,
dan populasi plankton selanjutnya dapat mengurangi jumlah caha1.a untuk aktivitas
fotosintesis dan menyebabkan kedalaman penetrasi cahaya berbeda secara menyolok
antara perairan pantai dan oseanik.
Cahaya matahari. dalam lintasannya melewati atmosfir dan masuk ke laut juga
benibah secara kualitatif. Sinar matahari
yang memiliki gelombang radiasi
etektromagnetik menembus atmosfir tiba di permukaan laut termasuk semua spektrum
warna yang tampak dari violet sampai merah.
Setiap \varna dicirikan oleh suatu
kisaran panjang gelombang yang diukur dalan nanometer (nm). Dalam spektrum
radisi elektromagnetik itu muiai dari sinar gamma (kurang dari 1 nm) sampai
gelombang radio (1 km) terdapat sebagian kecil spektrum yang dikenal sebagai sinar
b
tampak (visible lighl). Berkas sinar tersebui jika mele~vatisebuah prisma zkan terurai
komponen wamanya yang mempunyai panjang gelombang 380
-
760 nrn. Pigmen
fotosintesis dari autotrof juga merespan radiasi tan~paktersebut untuk menyerap energi
dalam sistzm foiosir,tesis (Surnich. 1992). Air laut seczra cepat merubah karakteristik
Lvarna cahaya oleh penyerapan yang berbeda dari spektrum tampak. Umumnya
spektrum panjang gelombang violet dan merah-orange yang pertama diserap. Pada
perairan tropis yang jernih, kebanyakan cahaya merah diserap pada lapisan di atas
10 m. Air laut yang jernih kebanyakan lebih transparan ke lapisan spektrum biru dan
hijau (450 sampai 550 nm), 10 % dari penetrasi cahaya biru menembus sampai pada
kedalaman 100 m. meskipun cahaya ini akhirnya diserap juga atau dihamburkan.
Penetrasi yang lebih besar dan pada akhimya penghamburan kembali cahaya
biru terhadap karakteristik Lvarna biru pada air laut tropis yang jernih. Perairan pantai
umumnya dijunlpai lebih keruh (turbid) yang menerima lebih besar masukan sedimen
tfrsuspensi dan substansi pigmen terlarut ?an? diperoleh dari aliran darat ( l m ~ rdz ~ n o f j .
Disini terdapat suatu penetrasi energi cahaya yang rclatif dalam bagi penetrasi warna
cahaya hijau. Di berbagai daerah pantai. cahaya hijau menurun sampai mencapai 1 %
dari intensitas permukaan pada kedalaman kurang dari 30 m. Efek kumulatif
perbedaan absorbsi dan penghamburan cahaya niatahari oleh air laut menurunkan
intensitas dan lebar spektrum cahaya di bauah permukaan laut.
Penelitian Tambaru (2000) mendapatkan hubungan nilai Produktivitas Primer
Fitoplankton (mgC m" jam-') dan Intensiias Matahari (lux) terhadap kedalan~andi
perairan Teluk Hurun. Lampung: yang menunjukkan inhibitor dengan nilai rata-rata
Produktivitas Primer Fitoplankton yang optimal 36.97 s/d 38.81 (mgC m-' jam-')
dengan Intensitas 3067 1 s/d 552 13 (lux) pada kedalaman 5 s/d 10 rr! (Gambar 3).
Pada beberapa keclalamzn intensitds caha:,.a h3mpir tidak ada sehingga tidak
terjadi fotosintesis. Icedalaman ini disebut batas dasar dari zona fotik dan bervariasi
dari kedalaman beberapa meter dari perairan pantai sampai lebih dari 200 m di laut
tropis . a n g jernih.
Pada kedalaman dekat batas banah daerah (zona) fotik laju
fotosintesis seinibang dengan fotorespirasi sehingga tidak terdapat produksi primer
bersih dan kedalaman in: disebut sebagai Kedalaman Kritis (Gambar 4).
- -- -.
---- .
+
Hubungan Produktivitas P r i m e r Fitoplankton dan Intensitas
Cahaya 1blatahat-i terhadap Kedalaman Perairan
!
I5
10
3
8
Kedalaman (rn)
--
--
--
Ganlbar 3 . Hubungan nilai rata-rata Produktivitas Primer Fitoplankton dan Intensitas
Cahaya Matahari berdasarkan kedalaman di Perairan Teluk Hurun,
Lampung (modifikasi dari Tambaru. 2000).
Ijaljm botol y b p
:,.
Fotosintesis
(in arbitrary ur~its)
Dalim botol t w a (fotosintasis bexsih)
LB - DB
1
(fotosintesls 0
2
3
4
6
5
,
hspirasi
tumhuhan
-
-1,9
= Produksi primer
- 1,7
hersih
kotor
8111 -
-0,7
+0,3
1,6
-0,2
CI,~
kritis
I
F
/
--
;
{
"Bottom ofphotic
zone"
~ k f i s i t .J
resplrasl
Gambar 4. K u ~ penurunan
a
prduksi primer kotor dan produksi primer bersih sampai
pada kedalaman kritis (Sumich, 1992)
Kedalaman kritis diperkirakan sama dengan intensitas cahaya pada kedalaman yang
terjadi penurunan sampai pada tingkat 1 % dari intensitas cahaya pada lapisan
permukaan perairan. Pada perairan tropis yang jernih. kedalaman kritis sering terdapat
di ba\vah 100 meter sepanjang tahun. sedangkan
di daerah lintang tinggi hanya
mencapai 30-50 m terutama pada saat pertengahan musin1 panas.
Fitoplankton dari. berbagai lingkungan yang berbeda terdapat pergeseran
derajad fotosintesis terhadap berbagai intensitas cahaya. Lagi pula. intensitas cahaya
yang jenuh bagi beberapa populasi fitoplankton berubah dengan berubahnya kondisi
lingkungan.
Variasi kejenuhan intensitas cahaya yang dijumpai pada berbagai
kelompok fitoplankton seperti pada Gambar 5 menunjukkan bah\va Dinoflagellata
terlihat lebih mampu beradaptasi dengan intensitas cahaya dari pada Diatom, sehingga
kontribusi mereka terhadap total produksi primer lebih besar di daerah tropis maupun
di daerah subtropis.
-0
1
2
3
Cahaya terlebihan
Cahaya jenuh
4
!Mensitas cahaya
Gambar 5.
Respon fotosintesis terhadap intensitas cahaya dari dua species
fitoplanktcirl yaitu Plcrnktonielh sebagai Diatom (kurva a) dan
Dinophysis sebagai Dinoflagellata pada kurva b (Sumich. 1992).
Pigmen Fotosintesis
Organel fotosintesis semua produser primer (kecuali Cyanobacteria) terletak
~ s r s mengaktifkan fotosintesis.
pada suatu c h l ~ ~ . ~ p l yang
Dalam kloroplast (atau
dinding sel dari bakteria dan cyanobakteria) yang sistem pigmennya mengandung
klorofil dan beragam jumlah pigmen fotosintesis lainnya menyerap energi cahaya dan
merubahnya ke dalam bentuk energi kimia j.ang dapat digunakan oleh tumbuhan dan
organisme lain.
Respon yang e\~olusionerdari kelompok tumbuhan laut umumnya memberikan
potensi penyerapan cahaya dari klorofil dengan bantuan pigmen asesoris (tambahan).
Pigmen-pigmen ini menyerap energi cahaj~amelebihi kisaran panjang gelombang dan
kemudian memindahkan energi ke klorofil untuk awal reaksi cahaya. Pigmen asesoris
ini menyerap cahaya dari daerah spectral dinlana klorofil tidak terdapat. Gambar 6
mengilustrasikan efek komplementari
klorofil-a dan pigmen asesoris s
DAN PERBANDINGAN BEBERAPA KARAKTERISTIK
BIOFISIKAKIMIA PERAIRAN TELUK JAKARTA DAN
TELUK LAMPUNG
Oleh :
AMRAN RONNY SYAM
PROGRAM PASCASARJANA
INS3'ITUT PERTANIAN BOGOR
2002
ABSTRAK
AMRAN RONNY SYAM. Produktivitas Primer Fitoplankton dan Perbandingan
beberapa Karakteristik Biofisikakimia Perairan Teluk Jakarta dan Teluk Lampung
(dibimbing ole11 Komisi Pembinlbing RICHARDUS KASWADJI, sebagai Ketua dan
ENAN M. ADIWILAGA sebagai anggota).
Penelitian ini dilakukan di Perairan Teluk Jakarta (PTJ) dan Perairan Teluk
Lampung (PTL) pada bulan Desember 2000 san~paidengan Juli 2001. Dalam
mendeterlninasi karakteristik biofisikakimia perairan. sebelas stasiun pengalnatan
dipilih untuk mewakili PTJ yang tersebar pada daerah 5.956 "LS - 6.098 'LS dan
106,740 "BT - 106.969 ('BT sedangkan duabelas stasiun pengamatan dipilih untuk
mewakili PTL !.ang tersebar pada daerah 5.462 "LS - 5.667 " LS dan 105.264 'BT 105,400 "BT. Pengukuran produktivitas primer fitoplankton dilakukan dengan
pendekatan Bio-optical PI-oductivity models berdasarkan karakteristik kur\,a P-E yang
diperoleh dari inkubasi penyerapan isotop I4C oleh kolnunitas fitoplankton (curbor?
uptake). Tujuan penelitian adalah mengestimasi produktivitas primer PTJ dan PTL.
menetapkan keterkaitan produktivitas primer dengan beberapa karakteristik
biofisikakimia perairan tersebut. membanditigkan produktivitas primer dan beberapa
karaktersitik biofisikakimia antar kedua perairan teluk dan lnenentukan variabelvariabel yang mengkarakteristikkan perbedaan kedua perairan itu. Hasil penelitian
n~enunjukkan bahwa produktivitas primer PTJ lebih tinggi daripada PTL.
Produktivitas primer harian PTJ berkisar antara 26,5 - 4678,6 mgC nl-2 hari-' dan PTL
berkisar antara 6.1 - 2174.5 mgC m-l hari-I. Produktivitas primer tahunan PTJ adalah
272.856 i 152.472 gC ln-' thn-' dan PTL adalah 75,528 62,765 gC m-Qhn-'. Zona
bagian dalam teluk umumnya lebih produktif dari pada zona bagian luar dan tengah
teluk. Berdasarkan Analisis Komponen Utanla. beberapa stasiun yang terletak di
bagian dalanl teluk dicirikan oleh konsentrasi nutrien, klorofil-a, fitoplankton. indeks
dominansi. dan produktivitas primer yang relatif tinggi: dan beberapa stasiun yang
terletak jauh dari pantai ulnumnya dicirikan oleh keanekaragaman dan keseragaman
genera fitoplankton. salinitas dan pembacaan kedalaman keping secchi yang relatif
tinggi: sedangkan stasiun lainnya relatif rata-rata dari nilai pengukuran seluruh
variabel. Hasil Analisis Faktorial Diskrilnina~lmenunjukkan adanya asosiasi variabel
biologis. fisika dan kilniawi yang mendiskriminasikan perbedaan karakteristik kedua
perairan tersebut. Sembilan variabel yaitu klorofil-a, fitoplanl-allgekstrim menyebabkan eutrofikasi yang merupakan masalah polusi terbesar secara
global di estuari yang menyebabkan ledakan masal fitoplankton yang selanjutnya
sscara inten5if berakibat persiran menjadi urtoxic dan penurunan panen perikanan.
Pengaruh negatif dari pengayaan nutrien tersebut diperkirakan terjadi di
perairan Teluk Jakarta sedangkar, cli perairan Teluk Lampung belum meriunjukkar?
pengaruh tersebut (Pra-tono
el
ol.. 1999). Tzluk Lampung dan Teluk Jakarta
merupakan sebagian kawaspn teluk yang bernilai ekonomis dan secara ekologis
penting di perairan I~idonesia. Perairan Teluk Lan~pungtergolorig d a l a n ~kriteria
perairan berkualitas tinggi, perairannya relatif jernih dan tidak terpolusi serta memiliki
potensi tinggi dalam produksi perikanan. Sebaliknya, Teluk Jakarta diketahui sebagai
perairan tercemar tinggi yang sangat dipengaruhi oleh aktivitas kota di sepanjang garis
pantai.
Teluk ini diperkirakan menerima masukan nutrien berupa air limbah,
sedikitnya dari 10 juta penduduk yang tinggal di kawasan tersebut. dan sumber
masukan lain yang berasai dari aktivitas pertanian dan industri (Anonymous. 1997;
Prartono et NI.. 1999).
Ka\vasan perairan kedua teluk tersebut merupakan tunlpuan penghidupan
sebagian masyarakat yang diharapkan terjaga kelestariannya. sementara kawasan itu
berfungsi juga sebagai contmon properties (terutama sebagai media transportasi
perhubclngan laut)
yang dapat memberi kontribusi
penurunan kualitas perairan.
Sehubungan dengan uraian sebelumnya dan masih diperlukannya berbagai informasi
kedua ka\vasan teluk itu, maka penelitian tentang kondisi lingkungan (berbagai
karakteristik fisika dan kimia perairan) dan produktivitas kedua perairan teluk tersebut
diperlukan dalam mengevaluasi kawasan pesisir dan lautan.
Perunlusan Masalah
Berbagai faktor lingkungan yang menya~gkutparameter biologi (produktivitas
primer, klorofl-e. dail komunitas fitoplaankton). kimia {nutrien. nitrat, nitrit,
amonium. fosht. dan silikat), dar, fisika (suhu. salinitas. kecerahan, dan Irradiance)
merupakan karakteristik yang dinamis dari suatu ekosistem perairan.
Perubahan-
perubahan musim. masukan berbagai zzit buangan dari darat (antara lain limbah
perkotaan. industri dan pertanian) dapat mempengaruhi produktivitas perairan Teluk
Jskarta dan Teluk Lampung.
Bagaimana menggambarkan kondisi produktivitas
perairan kedua teluk tersebut dan keterkaitan antar berbagai parameter biologi, kimia
dan fisika perairan tersebut.
Adakah perbedaan karakteristik biofisikakimia kedua
perairan teluk itu yang berhubungan dengan perbedaan produktivitas perairan dan
karakteristik biofisikakimia apa saja yang signifikan membedakannya.
Kesulitan pengukuran langsung produktivitas primer secara spasio temporal
yang akurat merupakan nasala ah teknis yang sering dihadapi di lapang.
blasalah
tersebut dapat didekati dengan aplikasi bio-optical pr-odzrctivity r?~odels\.ang didasari
oleh suatu hubungan fungsional antara fotosintesis (P) dan intensitas cahaya (E).
Parameter yang dikarakteristikkan oleh kunra P ~.ersza E sangat n>-ata terhadap
tluktuasi kondisi lingkungan perairan (Sakshaug et ul.. 1997).
Pengukuran produktivitas primer fitopladton selama ini lebih banyak
menggunakan metode oksigen yang didasari oleh pengukuran jumlah oksigen yang
dihasilkan dalam proses fotosintesis. Jika aktivitas fotosintesis rendah maka produksi
oksigen juga rendah sehingga terbentur pada masalah akurasi pengukuran kandungan
oksigen terlarut. Masalah ini dapat diatasi dengan pengukuran produktivitas primer
dengan metode penyerapan karbon
("c)
yang menekankan pada jumlah karbon yang
dimanfaatkan oleh organisme fitoplankton dalam proses fotosintesis sehingga aktivitas
fotosintesis yang sangat rendah sekalipun dapat dideteksi oleh metode ini, namun
n~etodeyang terakhir ini membutuhkan biaya yang lebih mahal.
metode radiokarbon
Pengembangan
dalam penentuan produktivitas primer fitoplankton dapat
diiakukan dengan menggunakan inkubator buatan (Colijn dan Edlzr. 1999).
Perumusan masalah tersebut dapat digambarkan dalam bentuk kerangka
pendekatan masalah (Gambar 1).
Ekologi Komunitas Fitoplankton
I
Faktor Abiotik
I
I
I
ii
,
Faktor Biotik
,
*
Cahaya Pennukaan
4
I
Sdinita
I
I
Suhu
/
Densitas
1
L---
7---
I
I
1
~ - - - - - - ~ - - - i
I
Vertical Mixing
i
I
Nutrien
- - - - - -- - --- - -
I
I
1
I
+
Kondisi
Perairan Teluk Jakarta
Herbivora
1
L------A
+
Kondisi
I
] Produktivitas ]
II
Primer
I
Komponen yg dikaji
Keterangan :
- - - - ---
t-l
Produktivitas
+ Pengaruh
Komponen yg tidak dikaji
Gambar 1. Kerangka Pendekatan Masalah
Tu,juan I'enclitian
Penelitian ini bertujuan:
( I ) Mengetahoi besarnya penyerapan "C oleh fitoplankton, yang selanjutnya akan
digunakan sebagai karakteristik kurva P-E untuk penentuan produktivitas prilner
perairan Teluk Jakarta dan Teluk Lamp~ing.
( 2 ) Menetapkan keterkaitan produktivitas primer dengan beberapa karakteristik
biofisikakimia perairan Teluk Jakarta dan Teluk Lampung.
( 3 ) Membandingkan produktivitas primer firoplankton dan beberapa karakteristik
biofisikakimia lingkungan antar kedua perairan teluk tersebut.
(4) Menentukan \,ariabel-variabel mana yang mengkarakteristikkan perbedaan kedua
perairan tersebut.
Kegunaan Penelitian
Hssil penelitian ini dapat bermanfaat dalarn pengembangan metode penyerapan
karbon
(I4c)dan
bio-optical prodzrctivitji lrlode1.s dalam penentuan produktivitas
prilner fitoplankton. Selain itu. data produktivitas primer. struktur kolnunitas plankton
dan kondisi linskungan perairan dapat lnenjadi bahan informasi kesuburan perairan
!.ang selaniutnya berguna dalan~ penentuan kebijakan pengelolaan sunlberdaya
perairan sekitar Teluk Jakarta dan Teluk Lampung.
Hipotesa
Adan) a masukan nutrien dari darat berupa iimbah rumah tangga. industri. dan
psrtanian melalui berbagai nluara sungai ks perairan Teluk Jakarta lebih ban>.&
daripada perairan Teluk Lampung. maka produktixitas primer fitoplallkton perairan
Teluli Jakarta cenderung lebih tinggi daripada pcrairan Teluk Lampung.
TINJAUAN PUSTAKA
Siklus Bahan Pangan Organik di Laut
Dalam proses fotosintesis tumbuhan laut diperiukan bahan baku seperti air,
karbon dioksida dan bermacam-macam substansi lain seperti nutrien. rerutanla ion-ion
anorganik seperti Nitrat dan Posfat. Klorofil yang dikandung oleh tumbuhan tersebut
dsngan memanfaatkan energi caha!.a memungkinkan membentuk substansi sederhana
untiik mensintesa molekul organik kompleks. Hasil pembentukan tersebut merupakan
produksi primer yang peranannya sangat penting di lautan sebagai bahan sumber
makanan utama bagi hewan herbi~~ora.Sebagian besar dari produksi primer bersih di
lautan dibentuk oleh fitoplankton. meskipun alga-alga laut yang berukuran lebih besar
tumbuh di dasar perairan dangkal dapat memproduksi bahan pangan tersebut namun
hanya menyumbangkan relatif kecil terhadap total produksi di laut sebab mereka
terbatas penyebarannya (Tait, 1981 ).
Konsumsi tumbuhan oleh hewan herbit.ora membentuk formasi jaringan hewan
jang disebut Produksi Sekunder menjadi makanan tingkat pertama untuk hewan
karnivora (Produksi Tertier) dan kemudian dimangsa oleh kamivora lain dan
seterusnya pemangsaan dapat terjadi pada tingkat trofik \.an? lobih tinggi (Gambar 2).
Tingkat suksesiv dari produksi jaringan makanan membentuk suatu seri Trophic level
dalam rantai makanan (jiood chuin). Hubungan antar tingkat trofik dapat lebih rumit
sebab beberapa komponen trofik memanfaatkan makanan dari berbagai tingkat trofik
dalam lingkaran rantai makanan yang saling berhubungan ~nembentuksuatu jaringan
n:zl:alian
Wood web). Antar setiap tingkat tro5k terdapat bahan organik yang hilang
disebabkan oleh beberapa ha!. sebagai contoh adalah.sebagian organisme yang berada
pada tingkat trofik tidak dimangsa oleh hewan tetapi mati dan diuraikan oleh proses
autolisis dan aktivitas bakteri. Akhirnya. hasil dari respirasi dan ekskresi organisme,
organisme yang mati dan dekomposisi. dan bahan-bahan organik diproses kembali
menjadi substansi sederhana yang dapat dimanfaatkan kembali oleh tumbuhan dalam
psoduksi primern>.a (Tait. 198 1 ).
Energy Caha).a
Gambar 2. Suatu skemd utanla siklus bahan organik di laut (Tait, 1981)
Produktivitas P r i m e r
Istilah produktivitas dan pernyataan laju produksi dapat digunakan secara
bergantian, bahkan bila istilah produksi digunakan untuk menyatakan jumlah bahan
organik yang dikumpulkan sehingga unsur waktu selalu sudah diperhitungkan
misalnya setahun (Odum. 197 1).
Berbagai nilai produktivitas primer fitoplankton yang diukur pada berbagai
lokasi disajikan pada Tabel 1.
Tabel 1. Nilai produkti~~itas
primer fitoplankton di berbagai tempat
Produktivitas Primer
Lokasi
Estuari Tropis di India Selatan
British Columbia Fjord
Perairar? Delta Upang, Sum-Sel.
Perairan Pantai Bekasi :
428 (gC in" thn.")
* Muara Sungai
* 2 -3 km dari muara ke arah laut 333 (gC m-' thn.-I)
* 4 -5 km dari lnuara ke arah laut 344 (gC m" thn.")
140 (gC m-'thn.-I)
Teluk Hurun (Lampung)
305 (gC m-' thn.-I)
Telirk Huri~n(Lampung)
Teluk Jakarta: dari dekat pantai ke
arah laut (Okt. 1982 - Sep. 1983).
2 16 (gC m" thn.-'1
* Teluk Jakarta Stasiun A
175 (gC m-' thn.-I)
* Teluk Jakarta Stasiun B
* Teluk Jakarta Stasiun C
1 73 (gC 111-"tiin.-I)
72 (gC rn-' tlin.-I)
* Teluk Jakarta Stasiun D
Busum \\'adden Sea (1995-1996)
Oostersclielde ( 1980-1990)
German Bight (1994- 1996)
Bay of Morlais (1979- 1980)
Ems Dollard ( 1976-!980)
*
*
*
Irlrle;.
A,lidtr'le
Oufer-
Ketera~igan:
No. 1 - 7
No. 8 - 12
152 (gC 111-' thn.-I)
176 - 550 (gC m"
thn.")
420 (gC 111'' thn.-I)
3 14 (gC rn-' tiin.-')
I Sumber
Kas\vadji et al. (1993)
Tambaru (2000)
Sunarto (200 1 )
Nontji. 1984
Tillmann el ul., 2000
Wersteyn and Krolnef ul., 2000
Wafar et ul., 1983
Colijn, 1983
70 (gC m-' tlin.-I)
9 1 (gC ~ n "thn.-I)
283 (sC m-' thn.-I)
: menggunakan metode oksigen
: mengunakan metode isotop karbor~14 (
'"c)
Beberapa Faktor Yang ~MempengaruhiProduksi Primer
Sintesa materi organik oleh fitoplankton laut bergantung pada interaksi biotik
(biologis) dan kondisi abiotiknya. Jika nutrien. cahaya matahari. udara. dan parameter
- diperlukan untuk pertumbuhan tidak dibatasi. maka pertumbuhan populasi
lain vanrr.
fitoplankton meningkat secara eksponensial.
Di alam. populasi fitoplankton tidak
tumbuh berlanjut seperti itu karena mereka dikontrol oleh faktor lingkungan yang
terbatas (termasuk predator) atau ketersediaan bahan-bahan baku dalam jumlah yang
terbatas.
Berbagai kondisi yang nenyebabkan terbatasnya tolsransi atau tidak
dipenuhinya bahan dasar yang diperlukan oleh organisme untuk pertumbuhan
populasinya disebut limiting .fictor.
Populasi fitoplankton dibatasi oleh satu atau
kombinasi beberapa faktor yang menyebabkan tidak terpenuhinya pertumbuhan
eksponensia! itu. Faktor-faktor kendala yang utama bagi fitoplankton adalah cahaya,
keberadaan nutrien dan grazing herbivora. Beberapa kelompok fitoplankton di lautan
merespon secara berbeda berbagai kombinasi faktor-faktor tersebut. Pada umumnya.
Diatom dan Silikoflagellata dapat tumbuh pada intensitas cahaya rendah dan pada
perairan yang lebih dingin daripada jenis Dinoflagellata dan Coccolithophore. Akibat
kondisi ini. pertumbuhan berbagai kelompok itu cenderung melebihi dari yang lain.
Berikut ini aka11diuraikan beberapa faktor pembatas tersebut.
Cahaya
Kebutuhan cahaya rnerupakan suatu batas fundamental distribusi seluruh
organisme fotosintesis. Untuk hidup, organism2 ini harus berada pada daerah lapisan
permukaan (zona fotis) sehingga energi matahari diperoleh lebih banyak untuk
berfotcsifitesis.
Kedalaman zona fotik ditentukan oleh kapasitas cahaya matahari
menembus air laut, ha1 ini dipengaruhi oleh kondisi yang beragam yaitu penyerapan
cahaya di atmosfir, sudut datang sinar dengan permukaan laut, dan transparansi air.
Peningkatan jumlah energi di permukaan laut bergantung pada kondisi atmosfir seperti
debu, awan, waktu dan gas-gas yang mengabsorbsi. memantulkan. dan meneruskan
(transmisi) radiasi matahari yang datang.
Sebagian cahaya yang mele~vatiatmosfir diretleksikan kembali ke angkasa oleh
pernlukaan laut.
Di bawah permukaan laut' lebih banyak lagi energi cahaya yang
hilang melalui absorbsi. substansi yang terlarut. sedimen-sedimen Fang tersuspensi,
dan populasi plankton selanjutnya dapat mengurangi jumlah caha1.a untuk aktivitas
fotosintesis dan menyebabkan kedalaman penetrasi cahaya berbeda secara menyolok
antara perairan pantai dan oseanik.
Cahaya matahari. dalam lintasannya melewati atmosfir dan masuk ke laut juga
benibah secara kualitatif. Sinar matahari
yang memiliki gelombang radiasi
etektromagnetik menembus atmosfir tiba di permukaan laut termasuk semua spektrum
warna yang tampak dari violet sampai merah.
Setiap \varna dicirikan oleh suatu
kisaran panjang gelombang yang diukur dalan nanometer (nm). Dalam spektrum
radisi elektromagnetik itu muiai dari sinar gamma (kurang dari 1 nm) sampai
gelombang radio (1 km) terdapat sebagian kecil spektrum yang dikenal sebagai sinar
b
tampak (visible lighl). Berkas sinar tersebui jika mele~vatisebuah prisma zkan terurai
komponen wamanya yang mempunyai panjang gelombang 380
-
760 nrn. Pigmen
fotosintesis dari autotrof juga merespan radiasi tan~paktersebut untuk menyerap energi
dalam sistzm foiosir,tesis (Surnich. 1992). Air laut seczra cepat merubah karakteristik
Lvarna cahaya oleh penyerapan yang berbeda dari spektrum tampak. Umumnya
spektrum panjang gelombang violet dan merah-orange yang pertama diserap. Pada
perairan tropis yang jernih, kebanyakan cahaya merah diserap pada lapisan di atas
10 m. Air laut yang jernih kebanyakan lebih transparan ke lapisan spektrum biru dan
hijau (450 sampai 550 nm), 10 % dari penetrasi cahaya biru menembus sampai pada
kedalaman 100 m. meskipun cahaya ini akhirnya diserap juga atau dihamburkan.
Penetrasi yang lebih besar dan pada akhimya penghamburan kembali cahaya
biru terhadap karakteristik Lvarna biru pada air laut tropis yang jernih. Perairan pantai
umumnya dijunlpai lebih keruh (turbid) yang menerima lebih besar masukan sedimen
tfrsuspensi dan substansi pigmen terlarut ?an? diperoleh dari aliran darat ( l m ~ rdz ~ n o f j .
Disini terdapat suatu penetrasi energi cahaya yang rclatif dalam bagi penetrasi warna
cahaya hijau. Di berbagai daerah pantai. cahaya hijau menurun sampai mencapai 1 %
dari intensitas permukaan pada kedalaman kurang dari 30 m. Efek kumulatif
perbedaan absorbsi dan penghamburan cahaya niatahari oleh air laut menurunkan
intensitas dan lebar spektrum cahaya di bauah permukaan laut.
Penelitian Tambaru (2000) mendapatkan hubungan nilai Produktivitas Primer
Fitoplankton (mgC m" jam-') dan Intensiias Matahari (lux) terhadap kedalan~andi
perairan Teluk Hurun. Lampung: yang menunjukkan inhibitor dengan nilai rata-rata
Produktivitas Primer Fitoplankton yang optimal 36.97 s/d 38.81 (mgC m-' jam-')
dengan Intensitas 3067 1 s/d 552 13 (lux) pada kedalaman 5 s/d 10 rr! (Gambar 3).
Pada beberapa keclalamzn intensitds caha:,.a h3mpir tidak ada sehingga tidak
terjadi fotosintesis. Icedalaman ini disebut batas dasar dari zona fotik dan bervariasi
dari kedalaman beberapa meter dari perairan pantai sampai lebih dari 200 m di laut
tropis . a n g jernih.
Pada kedalaman dekat batas banah daerah (zona) fotik laju
fotosintesis seinibang dengan fotorespirasi sehingga tidak terdapat produksi primer
bersih dan kedalaman in: disebut sebagai Kedalaman Kritis (Gambar 4).
- -- -.
---- .
+
Hubungan Produktivitas P r i m e r Fitoplankton dan Intensitas
Cahaya 1blatahat-i terhadap Kedalaman Perairan
!
I5
10
3
8
Kedalaman (rn)
--
--
--
Ganlbar 3 . Hubungan nilai rata-rata Produktivitas Primer Fitoplankton dan Intensitas
Cahaya Matahari berdasarkan kedalaman di Perairan Teluk Hurun,
Lampung (modifikasi dari Tambaru. 2000).
Ijaljm botol y b p
:,.
Fotosintesis
(in arbitrary ur~its)
Dalim botol t w a (fotosintasis bexsih)
LB - DB
1
(fotosintesls 0
2
3
4
6
5
,
hspirasi
tumhuhan
-
-1,9
= Produksi primer
- 1,7
hersih
kotor
8111 -
-0,7
+0,3
1,6
-0,2
CI,~
kritis
I
F
/
--
;
{
"Bottom ofphotic
zone"
~ k f i s i t .J
resplrasl
Gambar 4. K u ~ penurunan
a
prduksi primer kotor dan produksi primer bersih sampai
pada kedalaman kritis (Sumich, 1992)
Kedalaman kritis diperkirakan sama dengan intensitas cahaya pada kedalaman yang
terjadi penurunan sampai pada tingkat 1 % dari intensitas cahaya pada lapisan
permukaan perairan. Pada perairan tropis yang jernih. kedalaman kritis sering terdapat
di ba\vah 100 meter sepanjang tahun. sedangkan
di daerah lintang tinggi hanya
mencapai 30-50 m terutama pada saat pertengahan musin1 panas.
Fitoplankton dari. berbagai lingkungan yang berbeda terdapat pergeseran
derajad fotosintesis terhadap berbagai intensitas cahaya. Lagi pula. intensitas cahaya
yang jenuh bagi beberapa populasi fitoplankton berubah dengan berubahnya kondisi
lingkungan.
Variasi kejenuhan intensitas cahaya yang dijumpai pada berbagai
kelompok fitoplankton seperti pada Gambar 5 menunjukkan bah\va Dinoflagellata
terlihat lebih mampu beradaptasi dengan intensitas cahaya dari pada Diatom, sehingga
kontribusi mereka terhadap total produksi primer lebih besar di daerah tropis maupun
di daerah subtropis.
-0
1
2
3
Cahaya terlebihan
Cahaya jenuh
4
!Mensitas cahaya
Gambar 5.
Respon fotosintesis terhadap intensitas cahaya dari dua species
fitoplanktcirl yaitu Plcrnktonielh sebagai Diatom (kurva a) dan
Dinophysis sebagai Dinoflagellata pada kurva b (Sumich. 1992).
Pigmen Fotosintesis
Organel fotosintesis semua produser primer (kecuali Cyanobacteria) terletak
~ s r s mengaktifkan fotosintesis.
pada suatu c h l ~ ~ . ~ p l yang
Dalam kloroplast (atau
dinding sel dari bakteria dan cyanobakteria) yang sistem pigmennya mengandung
klorofil dan beragam jumlah pigmen fotosintesis lainnya menyerap energi cahaya dan
merubahnya ke dalam bentuk energi kimia j.ang dapat digunakan oleh tumbuhan dan
organisme lain.
Respon yang e\~olusionerdari kelompok tumbuhan laut umumnya memberikan
potensi penyerapan cahaya dari klorofil dengan bantuan pigmen asesoris (tambahan).
Pigmen-pigmen ini menyerap energi cahaj~amelebihi kisaran panjang gelombang dan
kemudian memindahkan energi ke klorofil untuk awal reaksi cahaya. Pigmen asesoris
ini menyerap cahaya dari daerah spectral dinlana klorofil tidak terdapat. Gambar 6
mengilustrasikan efek komplementari
klorofil-a dan pigmen asesoris s