Study of the dynamic of phytoplankton growth and its relation to variability of solar radiation intensity and dissolved inorganic nutrient in Banten Bay
KAJIAN DINAMIKA PERTUMBUHAN FITOPLANKTON
DAN KETERKAITANNYA DENGAN VARIABILITAS
INTENSITAS CAHAYA MATAHARI DAN
NUTRIEN INORGANIK TERLARUT
DI PERAIRAN TELUK BANTEN
ALIANTO
SEKOLAH PASCASARJANA
INSTITUT PERTANIAN BOGOR
2011
PERNYATAAN MENGENAI DISERTASI DAN
SUMBER INFORMASI
Dengan ini saya menyatakan bahwa disertasi Kajian Dinamika
Pertumbuhan Fitoplankton dan Keterkaitannya Dengan Variabilitas Intensitas
Cahaya Matahari dan Nutrien Inorganik Terlarut di Perairan Teluk Banten adalah
karya saya dengan arahan dari komisi pembimbing dan belum diajukan dalam
bentuk apa pun kepada perguruan tinggi mana pun. Sumber informasi yang
berasal atau dikutip dari karya yang diterbitkan maupun tidak diterbitkan dari
penulis lain telah disebutkan dalam teks dan dicantumkan dalam Daftar Pustaka di
bagian akhir disertasi ini.
Bogor, September 2011
Alianto
NRP C161060031
ABSTRACT
ALIANTO. Study of the Dynamic of Phytoplankton Growth and its Relation
to Variability of Solar Radiation Intensity and Dissolved Inorganic Nutrient in
Banten Bay. Under direction of ENAN M. ADIWILAGA, ARIO DAMAR, and
ENANG HARRIS
The growth of phytoplankton in the waters mostly depends on sunlight
intensity and dissolved inorganic nutrient present in euphotic zone. This research
aimed to count phytoplankton growth including growth rate, doubling time, and
generation time, and to analyze growth rate response of phytoplankton to solar
radiation intensity and dissolved inorganic nutrient. Measurement of
phytoplankton growth was conducted from April to September 2008 at five
stations. Station 1 was situated at the mouth river, station 2 at the middle of the
Bay toward the beach, station 3 at the middle of the bay, station 4 located at the
middle toward outside the bay, and station 5 located outside the bay.
Phytoplankton growth at each station was measured at various water depth. At
station 1, measurement was done at three euphotic depth namely at 10%, 5%, and
1% from surface irradiance. At station 2, 3, and 4, growth measurement was
conducted at 50%, 25%, 10%, and 5% from surface irradiance while at station 5,
phytoplankton growth was measured at five euphotic depth namely 50%, 25%,
10%, 5%, and 1% from surface irradiance. Research result showed that
phytoplankton growth occurred faster at intermediate light intensity and
intermediate concentration of dissolved inorganic nutrient. However, the role of
light intensity and dissolved inorganic nutrient in controlling phytoplankton
growth was not synergic. Temporally, light intensity did not really control the
growth of phytoplankton as compared to dissolved inorganic nutrient in term of
DSi because sunlight intensity from April to September was relatively stable
compared to DSi that tended to be various. Spatially, on the other hand, light
intensity and dissolved inorganic nutrient in term of DIN, DIP, and DSi
simultaneously controlled phytoplankton growth. This occurred due to light
intensity was varied and tended to be homogenous from station 1 to station 4 and
low at station 5. Different phenomena also occurred with DIN, DIP, and DSI
which was varied and tended to be higher at station 1 and homogenous at station 1
to station 4. However, DSi tended to be more varied than DIN and DIP. Based on
this finding, it was stated that DSi was more dominant in controlling
phytoplankton growth in Banten Bay and categorized as fast growth rate ranging
from 0.66-2.44 day-1, doubling time 0.34-2.04.day-1, and generation time ranging
from 0.91-3.53 day-1.
Keywords: solar radiation intensity, dissolved inorganic nutrient, growth rate,
doubling time, generation time
RINGKASAN
ALIANTO. Kajian Dinamika Pertumbuhan Fitoplankton dan Keterkaitannya
Dengan Variabilitas Intensitas Cahaya Matahari dan Nutrien Inorganik Terlarut di
Perairan Teluk Banten. Dibimbing oleh ENAN M. ADIWILAGA, ARIO
DAMAR, dan ENANG HARRIS
Pertumbuhan fitoplankton di perairan sangat tergantung pada ketersediaan
intensitas cahaya matahari dan nutrien inorganik terlarut yang berada di zona
eufotik. Permasalahannya adalah ketersediaan intensitas cahaya matahari dan
nutrien inorganik terlarut ini tidak selalu berada pada kondisi yang serasi untuk
menunjang pertumbuhan fitoplankton. Hal ini tentu akan menyebabkan
pertumbuhan fitoplankton di perairan selalu berada pada kondisi yang tidak
optimal. Berdasarkan hal ini maka penelitian ini dilakukan dengan berbagai
pendekatan dengan melakukan pengukuran pertumbuhan fitoplankton pada
beberapa kedalaman eufotik. Penelitian ini bertujuan untuk menghitung
pertumbuhan fitoplankton yang meliputi laju pertumbuhan, waktu doubling, dan
waktu generasi fitoplankton serta menganalisis respon laju pertumbuhan
fitoplankton pada perubahan intensitas cahaya matahari dan nutrien inorganik
terlarut.
Pengukuran pertumbuhan fitoplankton dilakukan dari bulan April sampai
September pada lima stasiun. Stasiun satu berada pada muara sungai, stasiun dua
berada pada perairan pantai, stasiun tiga berada pada bagian tengah teluk tapi
lebih mengarah ke pantai, stasiun empat berada pada bagian tengah teluk tapi
lebih mengarah ke luar teluk, dan stasiun lima berada pada luar teluk. Pengukuran
pertumbuhan fitoplankton pada setiap stasiun dilakukan pada kedalaman yang
berbeda-beda. Pada stasiun satu dilakukan pada tiga kedalaman eufotik yang
secara berturut-turut terdiri dari kedalaman eufotik 10%, 5%, 1% dari cahaya
permukaan. Pada stasiun dua, tiga, dan empat dilakukan pada empat kedalaman
eufotik yang secara berturut-turut terdiri dari kedalaman eufotik 50%, 25%, 10%,
dan 5% dari cahaya permukaan. Sedangkan pada stasiun lima dilakukan pada lima
kedalaman eufotik yang secara berturut-turut terdiri dari kedalaman eufotik 50%,
25%, 10%, 5%, dan 1% dari cahaya permukaan.
Hasil uji anova menunjukkan bahwa laju pertumbuhan, waktu doubling,
dan waktu generasi fitoplankton berbeda di zona eufotik, baik secara temporal
maupun spasial. Laju pertumbuhan fitoplankton lebih tinggi pada zona eufotik
50% dan 25% dengan rata-rata sebesar 1.66 hari-1 dan 1.64 hari-1. Sedangkan
waktu doubling fitoplankton di kedua zona eufotik ini dengan rata-rata sebesar
0.72 hari dan 0.92 hari serta waktu generasi fitoplankton dengan rata-rata sebesar
1.10 hari-1 dan 1.30 hari-1. Hal ini berarti bahwa pada zona eufotik 50% dan 25%
secara berturut-turut terjadi peningkatan biomassa fitoplankton sebesar 1.66
mg C hari-1 dan 1.64 mg C hari-1 dalam waktu rata-rata sebesar 0.72 hari dan 0.92
hari serta jumlah generasi fitoplankton baru yang dihasilkan dengan rata-rata
sebesar 1.10 hari-1 dan 1.30 hari-1.
Secara temporal, hasil uji anova menunjukkan bahwa laju pertumbuhan
fitoplankton tertinggi dengan rata-rata sebesar 2.44 hari-1 dan waktu doubling
dengan rata-rata sebesar 0.34 hari, serta waktu generasi fitoplankton dengan rata-
rata sebesar 3.53 hari-1 terdapat pada bulan Mei. Hal ini berarti bahwa pada bulan
Mei terjadi peningkatan biomassa fitoplankton sebesar 2.44 mg C hari-1 dengan
waktu rata-rata sebesar 0.34 hari serta jumlah generasi fitoplankton baru yang
dihasilkan dengan rata-rata sebesar 3.53 hari-1. Sedangkan secara spasial, laju
pertumbuhan fitoplankton tertinggi dengan rata-rata berkisar dari 1.32-1.82 hari-1
dan waktu doubling dengan rata-rata berkisar dari 0.68-1.07 hari, serta waktu
generasi fitoplankton dengan rata-rata berkisar dari 1.91-2.63 hari-1 secara
berturut-turut terdapat pada stasiun satu, dua, tiga, dan empat. Hal ini berarti
bahwa pada stasiun satu, dua, tiga, dan empat secara berturut-turut terjadi
peningkatan biomassa fitoplankton dengan rata-rata berkisar dari 1.32-1.82
mg C hari-1 dalam waktu rata-rata berkisar 0.68-1.07 hari serta jumlah generasi
fitoplankton baru yang dihasilkan dengan rata-rata berkisar dari 1.91-2.63 hari-1.
Hasil analisis korelasi pearson’s memperlihatkan adanya korelasi positif
antara laju pertumbuhan fitoplankton dengan perubahan intensitas cahaya
matahari. Hal ini menunjukkan bahwa komunitas fitoplankton dapat beradaptasi
dengan berbagai level intensitas cahaya matahari. Hasil uji anova menunjukkan
bahwa komunitas fitoplankton lebih respon dengan level intensitas cahaya
matahari yang sedang dibandingkan dengan level intensitas cahaya matahari yang
rendah maupun tinggi. Hal ini dapat dilihat dari laju pertumbuhan fitoplankton
yang tinggi dengan rata-rata sebesar 2.44 hari-1 terjadi pada level intensitas cahaya
matahari dengan rata-rata berkisar dari 236.15-301.65 µmol foton m-2 s-1.
Sedangkan pada intensitas cahaya matahari yang rendah dengan rata-rata
sebesar 14.63 µmol foton m-2 s-1 dan tinggi dengan rata-rata sebesar 717.37
µmol foton m-2 s-1 diperoleh laju pertumbuhan fitoplankton secara berturut-turut
hanya sebesar 0.75 hari-1 dan 1.66 hari-1.
Hal yang sama terjadi pula pada nutrien inorganik terlarut terutama dalam
bentuk DSi, dimana hasil analisis korelasi Pearson’s menunjukkan adanya korelasi
positif antara laju pertumbuhan fitoplankton dengan perubahan konsentrasi DSi.
Hal ini menunjukkan bahwa komunitas fitoplankton dapat merespon perubahan
konsentrasi DSi dari konsentrasi yang rendah sampai tinggi atau dengan kata lain
komunitas fitoplankton dapat beradaptasi pada semua level konsentrasi DSi.
Walaupun demikian, komunitas fitoplankton lebih respon dengan konsentrasi DSi
yang relatif sedang dibandingkan dengan konsentrasi DSi yang tinggi maupun
rendah. Hal ini dapat dilihat dari uji anova menunjukkan bahwa komunitas
fitoplankton dengan laju pertumbuhan tertinggi dengan rata-rata sebesar 2.44 hari1
terjadi pada konsentrasi DSi yang sedang dengan rata-rata sebesar 82.64 μM.
Sedangkan pada konsentrasi DSi yang tinggi dengan rata-rata sebesar 148.39 μM,
laju pertumbuhan fitoplankton yang diperoleh dengan rata-rata sebesar 1.82 hari-1.
Pada konsentrasi DSi yang rendah dengan rata-rata sebesar 23.85 μM, laju
pertumbuhan fitoplankton yang diperoleh hanya dengan rata-rata sebesar 0.93
μM.
Sedangkan DIN dan DIP, hasil analisis korelasi Pearson’s menunjukkan
berkorelasi lemah dengan laju pertumbuhan fitoplankton. Hal ini disebabkan
karena konsentrasi DIN dan DIP relatif sedang secara berturut-turut dengan ratarata berkisar dari 3.24-11.27 μM dan 0.05-0.22 μM. Hal ini disebabkan karena
DIN dan DIP merupakan dua bentuk nutrien inorganik terlarut yang sangat
diperlukan fitoplankton untuk menunjang pertumbuhannya. Hal ini dapat dilihat
dari hasil uji anova menunjukkan bahwa secara temporal laju pertumbuhan
fitoplankton tertinggi pada bulan Mei terjadi bersamaan dengan konsentrasi DIN
dengan rata-rata sebesar 7.83 μM dan DIP dengan rata-rata sebesar 0.12 μM.
Sedangkan secara spasial, laju pertumbuhan fitoplankton yang tertinggi secara
berturut-turut pada stasiun satu, dua, tiga dan empat terjadi bersamaan dengan
konsentrasi DIN dengan rata-rata berkisar dari 5.20-14.61 μM dan DIP dengan
rata-rata berkisar dari 0.06-0.20 μM.
Kata kunci: intensitas cahaya matahari, nutrien inorganik terlarut, laju
pertumbuhan, waktu doubling, dan waktu generasi fitoplankton
© Hak Cipta milik IPB, tahun 2011
Hak Cipta dilindungi Undang-undang
1. Dilarang mengutip sebagian atau seluruh karya tulis ini tanpa mencantumkan
atau menyebutkan sumbernya.
a. Pengutipan hanya untuk kepentingan pendidikan, penelitian, penulisan karya
ilmiah, penyusunan laporan, penulisan kritik atau tinjauan suatu masalah.
b. Pengutipan tidak merugikan kepentingan yang wajar IPB.
2. Dilarang mengumumkan dan memperbanyak sebagian atau seluruh Karya
tulis dalam bentuk apapun tanpa izin IPB.
KAJIAN DINAMIKA PERTUMBUHAN FITOPLANKTON
DAN KETERKAITANNYA DENGAN VARIABILITAS
INTENSITAS CAHAYA MATAHARI DAN
NUTRIEN INORGANIK TERLARUT
DI PERAIRAN TELUK BANTEN
ALIANTO
Disertasi
sebagai salah satu syarat untuk memperoleh gelar
Doktor pada
Program Studi Ilmu Perairan
SEKOLAH PASCASARJANA
INSTITUT PERTANIAN BOGOR
BOGOR
2011
Penguji Luar Komisi pada Ujian Tertutup :
1. Dr. Ir. Hefni Effendi, M.Phil
(Departemen Manajemen Sumberdaya Perairan, Fakultas Perikanan dan Ilmu
Kelautan, Institut Pertanian Bogor)
2. Dr. Ir. Niken T.M. Pratiwi, M.Si
(Departemen Manajemen Sumberdaya Perairan, Fakultas Perikanan dan Ilmu
Kelautan, Institut Pertanian Bogor)
Penguji Luar Komisi pada Ujian Terbuka :
1. Dr. Ir. Zahidah, M.S.
(Jurusan Perikanan, Fakultas Perikanan dan Ilmu Kelautan, Universitas
Padjadjaran
Bandung)
2. Dr. Ir. Yusli Wardiatno, M.Sc
(Departemen Manajemen Sumberdaya Perairan, Fakultas Perikanan dan Ilmu
Kelautan, Institut Pertanian Bogor)
Judul Disertasi
Nama
NIM
: Kajian Dinamika Pertumbuhan Fitoplankton dan
Keterkaitannya Dengan Variabilitas Intensitas Cahaya
Matahari dan Nutrien Inorganik Terlarut di Perairan
Teluk Banten
: Alianto
: C161060031
Disetujui
Komisi Pembimbing
Dr. Ir. Enan M. Adiwilaga
Ketua
Dr. Ir. Ario Damar, M.Si
Anggota
Prof. Dr. Ir. Enang Harris, M.S.
Anggota
Diketahui
Ketua Program Studi
Ilmu Perairan
Prof. Dr. Ir. Enang Harris, M.S.
Tanggal Ujian: 12 September 2011
Dekan Sekolah Pascasarjana
Dr. Ir. Dahrul Syah, M.Sc.Ag.
Tanggal Lulus: 18 Oktober 2011
PRAKATA
Puji dan syukur penulis panjatkan kehadirat Allah SWT atas segala
limpahan rahmat dan karunia-Nya kepada penulis sehingga karya ilmiah ini
berhasil diselesaikan. Tema yang dipilih dalam penelitian yang dilaksanakan sejak
bulan April 2008 ini ialah produktivitas perairan, dengan judul Kajian Dinamika
Pertumbuhan Fitoplankton dan Keterkaitannya Dengan Variabilitas Intensitas
Cahaya Matahari dan Nutrien Inorganik Terlarut di Perairan Teluk Banten.
Pada kesempatan ini penulis menyampaikan ucapan terima kasih yang
sebesar-besarnya kepada komisi pembimbing yang terdiri dari Bapak
Dr. Ir. Enan M. Adiwilaga, selaku ketua komisi pembimbing, Bapak
Dr. Ir. Ario Damar, M.Si., dan Bapak Prof. Dr. Ir. Enang Harris, M.S., selaku
anggota komisi pembimbing yang telah banyak memberi arahan dan bimbingan
kepada penulis. Disamping itu, penulis menyampaikan pula ucapan terima kasih
yang sebesar-besarnya kepada penguji luar komisi pembimbing yang terdiri dari
Bapak Dr. Ir. Hefni Effendi, M.Phil., Ibu Dr. Ir. Niken T.M. Pratiwi, M.Si.,
Ibu Dr. Ir. Zahidah, M.S., dan Bapak Dr. Ir. Yusli Wardiatno, M.Sc., yang telah
berkenan menyumbangkan buah pikirannya untuk memperkaya tulisan ini.
Semoga karya ilmiah ini bermanfaat. Amin.
Bogor, September 2011
Alianto
UCAPAN TERIMA KASIH
Pada kesempatan ini penulis menyampaikan ucapan terima kasih yang
sebesar-besarnya secara berturut-turut kepada :
1. Kementerian Pendidikan Nasional, Direktorat Jenderal Pendidikan Tinggi,
atas bantuan beasiswa BPPS tahun 2006 serta dukungan yang telah
diberikan dengan secara berturut-turut memberikan dana penelitian
melalui Program Hibah Bersaing tahun 2008 dan Hibah Doktor tahun
2011.
2. Kementerian Kelautan dan Perikanan, Direktorat Jenderal Kelautan,
Pesisir, dan Pulau-Pulau Kecil, atas bantuan biaya penelitian dan penulisan
disertasi melalui Program COREMAP tahun 2008.
3. Yayasan Toyota dan Astra, atas bantuan biaya penelitian yang telah
diberikan pada tahun 2009.
4. Yayasan Supersemar, atas bantuan biaya penelitian yang telah diberikan
pada tahun 2009.
5. Rektor universitas Negeri Papua, atas kesempatan yang telah diberikan
kepada penulis untuk melanjutkan pendidikan S3.
6. Bapak Dr. Ir. Kardiyo Praptokardiyo, atas masukan, saran, dan nasehat
yang diberikan kepada penulis dari semenjak menempuh studi pada
program S2 sampai dengan S3.
7. Ayahanda, H. La Hamuna dan Ibunda Hj. Wa Nuru atas kasih sayang dan
doa yang telah diberikan kepada penulis selama menuntut ilmu.
8. Mertua, Drs. Marlis dan Ibu Agustina Hermianti atas kasih sayang dan doa
yang telah diberikan kepada penulis selama menuntut ilmu.
9. Istri, Yudistira Anggraini, Amd.Pi dan ananda Rhizki Solenia Alianto
(7 tahun) dan Chalisa Alianto (2 tahun), atas kasih sayang, dukungan, dan
pengorbanan yang telah diberikan kepada penulis selama menuntut ilmu.
10. Bapak Sawad dan tim Teluk Banten, atas segala pengorbanan saat
membantu penulis selama pengambilan data dan sampel di lapangan.
11. Ibu Ana Mariana dan seluruh staf laboratorium Produktivitas dan
Lingkungan Perairan, atas segala bantuannya kepada penulis saat
melakukan analisis laboratorium.
12. Sahabat-sahabat terbaik selama studi dan seangkatan AIR 2006,
Dr. Ir. Rahmadi Tambaru, M.Si., Ir. Safrudin La Abukena, M.Si., Ir. Sriati,
M.Si., Bahtiar, S.Pi., M.Si., Yuliana, S.Pi., M.Si., Ir. Wellem Muskita,
M.Si., Dr. Ir. Hengky Manopo, M.Sc., Dr. Ir. Muhammad Aris, S.Pi.,
M.Si., Ir. Frederika S. Pello, M.Si, Usman Madubun, S.Pi., M.Si., dan
Kadri Laetje, S.Pi, atas bantuan dan kerjasama yang terjalin selama masa
studi.
13. Berbagai pihak lainnya yang tidak sempat disebutkan namanya satu
persatu yang memiliki andil dalam keberhasilan penulis sampai dengan
menyelesaikan studi S3 di Program Studi Ilmu Perairan, Sekolah
Pascasarjana, Institut Pertanian Bogor.
Akhirnya, penulis hanya mendoakan semoga semua pihak yang telah
membantu penulis dapat diberikan kekuatan, kesehatan lahir dan bathin oleh
Allah SWT serta diberikan kemudahan dalam segala urusannya. Amin.
RIWAYAT HIDUP
Penulis dilahirkan di Wanci pada tanggal 5 Maret 1970 sebagai anak
ketiga dari tujuh bersaudara dari pasangan H. La Hamuna dan Hj. Wa Nuru.
Pendidikan sarjana di tempuh di Program Studi Manajemen Sumberdaya Perairan,
Fakultas Perikanan, Universitas Pattimura, lulus pada tahun 1997. Pada tahun
2003, penulis diterima di Program Studi Ilmu Perairan pada Program Pascasarjana
IPB dan menamatkannya pada tahun 2006. Kesempatan untuk melanjutkan ke
program doktor pada program studi dan perguruan tinggi yang sama di peroleh
pula pada tahun 2006. Beasiswa pendidikan pascasarjana diperoleh dari
Kementerian Pendidikan Nasional.
Penulis bekerja sebagai staf dosen pada Program Studi Manajemen
Sumberdaya Perairan, Jurusan Perikanan, Fakultas Peternakan, Perikanan dan
Ilmu Kelautan, Universitas Negeri Papua.
Selama mengikuti program S3, penulis telah mempublikasikan beberapa
karya ilmiah sebagai berikut :
1. Produktivitas primer fitoplankton dan keterkaitannya dengan unsur hara dan
cahaya di perairan Teluk Banten. Disajikan dalam Konferensi Sains Kelautan
dan Perikanan I Tahun 2007 di Bogor serta dipublikasi tahun 2008 pada
Jurnal Ilmu-Ilmu Perairan dan Perikanan Indonesia 15(1): 21-26.
2. Variasi spasial konsentrasi nutrien terlarut di zona eufotik perairan Teluk
Banten. Disajikan dalam Seminar Nasional Kimia XVIII Tahun 2008.
Yogyakarta.
3. Pengaruh air buangan pada produktivitas primer dan pertumbuhan terumbu
karang. Disajikan dalam Simposium Terumbu Karang Nasional ke-2 Tahun
2008 di Jakarta serta dipublikasi dalam Prosiding Simposium Terumbu
Karang Nasional ke-2.
4. Estimasi potensi ikan pelagis kecil berbasis produktivitas primer fitoplankton
di perairan laut. Disajikan dalam Seminar Nasional Tahunan VI Hasil
Penelitian Perikanan dan Kelautan Tahun 2009 di Yogyakarta serta
dipublikasi dalam Prosiding Seminar Nasional Tahunan VI Hasil Penelitian
Perikanan dan Kelautan..
5. Measurement of dissolved inorganic nutrient in euphotic zone the Banten Bay.
Dipublikasi tahun 2009 pada Indonesian Journal of Chemistry 9(2): 217-225.
6. Kajian tentang pengaruh perbedaan konsentrasi N, P dan Si pada akumulasi
biomassa fitoplankton di perairan Teluk Banten. Disajikan dalam Seminar
Nasional Tahunan VIII Hasil Penelitian Perikanan dan Kelautan Tahun 2011.
Yogyakarta.
7. Implementasi pengukuran rasio zona mixing dan eufotik untuk menentukan
kesuburan perairan. Disajikan dalam Seminar Nasional Perikanan Tangkap
IV Tahun 2011. Bogor.
DAFTAR ISI
Halaman
DAFTAR TABEL................................................................................................ xiii
DAFTAR GAMBAR ........................................................................................... xiv
DAFTAR LAMPIRAN....................................................................................... xvii
PENDAHULUAN. ................................................................................................. 1
Latar Belakang. ............................................................................................. 1
Rumusan Masalah. ........................................................................................ 2
Tujuan dan Manfaat . .................................................................................... 5
Kebaruan . ..................................................................................................... 5
Hipotesis. ...................................................................................................... 6
TINJAUAN PUSTAKA. ........................................................................................ 8
Karakteristik Teluk Banten. .......................................................................... 8
Konsep Pertumbuhan Fitoplankton............................................................. 10
Pembatas Pertumbuhan Fitoplankton. ........................................................ 15
METODE PENELITIAN...................................................................................... 25
Lokasi dan Waktu Penelitian. ..................................................................... 25
Menentukan Stasiun dan Titik Pengambilan Contoh.................................. 25
Pengukuran Parameter Kualitas Air............................................................ 27
Analisis Data. .............................................................................................. 34
HASIL DAN PEMBAHASAN............................................................................. 35
Hasil. ........................................................................................................... 35
Kedalaman Secchi disc dan Koefisien Peredupan. ............................. 35
Zona Mixing dan Eufotik.................................................................... 37
Salinitas............................................................................................... 42
Suhu. ................................................................................................... 44
pH........................................................................................................ 47
Intensitas Cahaya Matahari................................................................. 49
Nutrien Inorganik Terlarut. ................................................................. 53
Rasio DIN dan DIP Serta DSi dan DIN.............................................. 69
xiii
Produktivitas Primer Fitoplankton. ..................................................... 74
Klorofil-a............................................................................................. 76
Kelimpahan dan Komposisi Fitoplankton. ......................................... 78
Pertumbuhan Fitoplankton.................................................................. 89
Pembahasan................................................................................................. 95
Status Pengukuran Pertumbuhan Fitoplankton .................................. 95
Pertumbuhan Fitoplankton dan Perbandingannya Dengan
Perairan Temperate dan Tropis Lainnya .......................................... 101
Pembatas Pertumbuhan Fitoplankton ............................................... 105
Respon Fitoplankton Pada Perubahan Intensitas
Cahaya Matahari . ............................................................................. 110
Respon Laju Fitoplankton Pada Perubahan Konsentrasi
Nutrien Inorganik Terlarut. ............................................................... 121
Laju Pertumbuhan dan Biomassa Fitoplankton . .............................. 127
SIMPULAN DAN SARAN. ............................................................................... 131
DAFTAR PUSTAKA. ........................................................................................ 132
LAMPIRAN........................................................................................................ 145
DAFTAR TABEL
Halaman
1
Posisi stasiun untuk pengukuran dan pengambilan sampel. .......................... 26
2
Parameter kualitas air laut yang akan diukur serta metode dan alat
ukur yang digunakan...................................................................................... 29
3
Nilai salinitas (‰) dan suhu (°C) permukaan dan dasar
Teluk Banten. ................................................................................................. 38
4
Komposisi fitoplankton di zona eufotik Teluk Banten. ................................. 81
5
Komposisi kelimpahan genera Bacillariophyceae. ........................................ 85
6
Komposisi kelimpahan genera Dinophyceae................................................. 87
7
Status pengukuran pertumbuhan fitoplankton
di perairan Teluk Banten................................................................................ 96
8
Variasi temporal pertumbuhan fitoplankton di Teluk Banten. .................... 101
9
Variasi spasial pertumbuhan fitoplankton di Teluk Banten......................... 102
10 Kisaran rata-rata laju pertumbuhan fitoplankton pada beberapa lokasi
di perairan temperate dan tropis................................................................... 104
11 Variasi temporal pertumbuhan fitoplankton sebagai fungsi dari
intensitas cahaya matahari dan nutrien inorganik terlarut. .......................... 108
12 Variasi spasial pertumbuhan fitoplankton sebagai fungsi dari
intensitas cahaya matahari dan nutrien inorganik terlarut. .......................... 108
13 Laju pertumbuhan fitoplankton pada enam level intensitas cahaya
Matahari di zona eufotik Teluk Banten........................................................ 116
14 Laju pertumbuhan fitoplankton pada enam level silika inorganik
terlarut di zona eufotik Teluk Banten. ......................................................... 125
DAFTAR GAMBAR
Halaman
1
Diagram alir kerangka teoritis pemecahan masalah. ....................................... 7
2
Arah arus pada musim barat (a) dan timur (b) di Teluk Banten ....................... 9
3
Berkurangnya ukuran sel setelah terjadinya pembelahan sel.......................... 12
4
Pembelahan sel dan pembentukan frustula. .................................................... 12
5
Kurva pertumbuhan fitoplankton.................................................................... 14
6
Distribusi intensitas cahaya PAR di perairan laut........................................... 17
7
Penetrasi intensitas cahaya matahari............................................................... 18
8
Rasio ketersediaan intensitas cahaya matahari dan nutrien
inorganik terlarut di zona eufotik ................................................................... 19
9
Lokasi penelitian di perairan Teluk Banten. ................................................... 25
10 Desain zonasi secara horisontal dan vertikal lokasi penelitian
dilihat dari samping......................................................................................... 27
11 Profil kedalaman Secchi disc dan koefisien peredupan Teluk Banten. ......... 36
12 Profil kedalaman zona mixing dan eufotik Teluk Banten.............................. 39
13 Profil rasio zona mixing dan eufotik Teluk Banten. ...................................... 40
14 Profil salinitas di zona eufotik secara temporal (a) dan spasial (b)
di Teluk Banten............................................................................................... 43
15 Korelasi salinitas dengan kedalaman Secchi disc. .......................................... 44
16 Profil suhu di zona eufotik secara temporal (a) dan spasial (b)
di Teluk Banten............................................................................................... 46
17 Profil pH di zona eufotik secara temporal (a) dan spasial (b)
di Teluk Banten............................................................................................... 48
18 Korelasi pH dengan salinitas. ......................................................................... 49
19 Profil intensitas cahaya matahari permukaan di Teluk Banten....................... 50
20 Profil intensitas cahaya matahari di zona eufotik secara temporal (a)
dan spasial (b) di Teluk Banten....................................................................... 52
21 Profil intensitas cahaya matahari sebagai fungsi salinitas ............................. 53
22 Profil nitrogen inorganik terlarut di zona eufotik secara temporal (a)
dan spasial (b) di Teluk Banten....................................................................... 55
23 Profil nitrogen inorganik terlarut sebagai fungsi salinitas . ............................ 56
xvi
24 Profil amonia nitrogen di zona eufotik secara temporal (a) dan
spasial (b) di Teluk Banten. ............................................................................ 57
25 Profil amonia nitrogen sebagai fungsi salinitas. ............................................. 58
26 Profil nitrat nitrogen di zona eufotik secara temporal (a) dan spasial (a)
di Teluk Banten............................................................................................... 60
27 Profil korelasi nitrat nitrogen sebagai fungsi zona mixing. ............................ 61
28 Profil distribusi nitrat nitrogen sebagai fungsi salinitas.................................. 61
29 Profil nitrit nitrogen di zona eufotik secara temporal (a) dan spasial (a)
di Teluk Banten............................................................................................... 62
30 Profil distribusi nitrit nitrogen sebagai fungsi salinitas. ................................. 62
31 Profil fosfat inorganik terlarut di zona eufotik secara temporal (a)
dan spasial (b) di Teluk Banten....................................................................... 65
32 Profil fosfat inorganik terlarut sebagai fungsi salinitas. ................................. 66
33 Profil silika inorganik terlarut di zona eufotik secara temporal (a)
dan spasial (b) di Teluk Banten....................................................................... 67
34 Profil silika inorganik terlarut sebagai fungsi salinitas................................... 68
35 Profil rasio DIN : DIP di zona eufotik secara temporal (a) dan
spasial (b) di Teluk Banten. ............................................................................ 70
36 Profil rasio DSi dan DIN di zona eufotik Teluk Banten. ................................ 72
37 Profil distribusi total kelimpahan, Bacillariophyceae, dan
Chaetoceros spp. sebagai fungsi rasio DSi:DIN............................................ 73
38 Profil nilai produktivitas primer fitoplankton di zona eufotik
secara temporal (a) dan spasial di Teluk Banten............................................. 75
39 Profil konsentrasi klorofil-a di zona eufotik secara temporal (a)
dan spasial (b) di Teluk Banten....................................................................... 77
40 Profil kelimpahan fitoplankton di zona eufotik secara temporal (a)
dan spasial (b) di Teluk Banten....................................................................... 79
41 Profil kelimpahan Bacillariophyceae di zona eufotik secara temporal (a)
dan spasial (b) di Teluk Banten....................................................................... 82
42 Profil kelimpahan Dinophyceae di zona eufotik secara temporal (a)
dan spasial (b) di Teluk Banten....................................................................... 83
43 Profil kelimpahan Chaetoceros spp. di zona eufotik secara temporal (a)
dan spasial (b) di Teluk Banten....................................................................... 86
44 Profil kelimpahan Noctiluca sp. di zona eufotik secara temporal (a)
dan spasial (b) di Teluk Banten....................................................................... 88
45 Profil laju pertumbuhan fitoplankton di zona eufotik secara temporal (a)
dan spasial di Teluk Banten. .......................................................................... 90
xvii
46 Profil waktu doubling fitoplankton di zona eufotik secara temporal (a)
dan spasial (b) di Teluk Banten....................................................................... 92
47 Profil waktu generasi fitoplankton di zona eufotik secara temporal (a)
dan spasial (b) di Teluk Banten....................................................................... 94
48 Konsentrasi DIN (a) dan DIP (b) di zona eufotik
Teluk Banten. ................................................................................................ 107
49 Laju pertumbuhan fitoplankton pada enam level intensitas cahaya
matahari di zona eufotik 1% stasiun satu (a), zona eufotik 5%
stasiun satu (b), dua (c), tiga (d), dan empat (e)............................................ 111
50 Laju pertumbuhan fitoplankton pada enam level intensitas cahaya
matahari di zona eufotik 10% stasiun satu (a), dua (b), tiga (c),
dan empat (d). ............................................................................................... 114
51 Laju pertumbuhan fitoplankton pada enam level intensitas cahaya
matahari di zona eufotik 25% stasiun dua (a), tiga (b), empat (c),
dan zona eufotik 50% stasiun dua (d), tiga (e), dan empat (f). ..................... 117
52 Laju pertumbuhan fitoplankton pada enam level silika inorganik
terlarut di zona eufotik 50% stasiun dua (a), tiga (b), empat (c),
dan zona eufotik 50% stasiun dua (d), tiga (e), dan empat (f). ..................... 123
DAFTAR LAMPIRAN
Halaman
1
Hasil uji anova distribusi kedalaman Secchi disc secara temporal
di perairan Teluk Banten............................................................................... 145
2
Hasil uji anova distribusi kedalaman Secchi disc secara spasial
di perairan Teluk Banten............................................................................... 145
3
Hasil analisis korelasi Pearson’s parameter fisika dan kimia
serta biologi perairan Teluk Banten. ............................................................. 146
4
Hasil uji anova koefisien peredupan secara temporal
di perairan Teluk Banten............................................................................... 148
5
Hasil uji anova koefisien peredupan secara spasial
di perairan Teluk Banten............................................................................... 148
6
Hasil uji anova rasio zona mixing dan eufotik secara temporal
di perairan Teluk Banten............................................................................... 149
7
Hasil uji anova rasio zona mixing dan eufotik secara spasial
di perairan Teluk Banten............................................................................... 149
8
Hasil uji anova salinitas (‰) di zona eufotik Teluk Banten. ........................ 150
9
Hasil uji anova salinitas (‰) secara temporal Teluk Banten........................ 150
10 Hasil uji anova salinitas (‰) secara spasial Teluk Banten. .......................... 150
11 Hasil uji anova suhu (°C) di zona eufotik Teluk Banten. ............................. 151
12 Hasil uji anova suhu (°C) secara temporal Teluk Banten. ............................ 151
13 Hasil uji anova suhu (°C) secara spasial Teluk Banten. ............................... 151
14 Hasil uji anova pH di zona eufotik Teluk Banten......................................... 152
15 Hasil uji anova pH secara temporal Teluk Banten........................................ 152
16 Hasil uji anova pH secara spasial Teluk Banten. .......................................... 153
17 Hasil uji anova intensitas cahaya matahari permukaan (umol foton m-2 s-1)
Permukaan di perairan Teluk Banten............................................................ 153
18 Intensitas cahaya matahari permukaan (umol foton m-2 s-1)
di perairan Teluk Banten............................................................................... 155
19 Intensitas cahaya matahari (umol foton m-2 s-1) di zona eufotik
perairan Teluk Banten................................................................................... 156
20 Hasil uji anova intensitas cahaya matahari (umol foton m-2 s-1)
di zona eufotik perairan Teluk Banten.......................................................... 157
21 Hasil uji anova intensitas cahaya matahari (umol foton m-2 s-1)
secara temporal di perairan Teluk Banten..................................................... 157
xix
22 Hasil uji anova intensitas cahaya matahari secara spasial
di perairan Teluk Banten............................................................................... 157
23 Konsentrasi nitrogen inorganik terlarut (μM) di perairan
Teluk Banten. ................................................................................................ 158
24 Hasil uji anova nitrogen inorganik terlarut (μM)
di zona eufotik perairan Teluk Banten ......................................................... 161
25 Hasil uji anova nitrogen inorganik terlarut (μM) secara
temporal di perairan Teluk Banten. .............................................................. 161
26 Hasil uji anova nitrogen inorganik terlarut (μM) secara
spasial di perairan Teluk Banten................................................................... 161
27 Hasil uji anova amonia nitrogen (μM) di zona eufotik
perairan Teluk Banten................................................................................... 162
28 Hasil uji anova amonia nitrogen (μM) secara temporal
di perairan Teluk Banten............................................................................... 162
29 Hasil uji anova amonia nitrogen (μM) secara
spasial di perairan Teluk Banten................................................................... 163
30 Hasil uji anova nitrat nitrogen (μM) di zona eufotik
perairan Teluk Banten................................................................................... 163
31 Hasil uji Anova distribusi nitrat nitrogen secara temporal
di perairan Teluk Banten............................................................................... 163
32 Hasil uji anova nitrat nitrogen (μM) secara spasial
di perairan Teluk Banten............................................................................... 164
33 Hasil uji anova nitrit nitrogen (μM) di zona eufotik
perairan Teluk Banten................................................................................... 164
34 Hasil uji anova nitrit nitrogen (μM) secara temporal
di perairan Teluk Banten............................................................................... 164
35 Hasil uji anova nitrit nitrogen (μM) secara spasial
di perairan Teluk Banten............................................................................... 164
36 Hasil uji anova fosfat inorganik terlarut (μM) di zona eufotik
perairan Teluk Banten................................................................................... 165
37 Hasil uji anova fosfat inorganik terlarut (μM) secara temporal
di perairan Teluk Banten............................................................................... 165
38 Hasil uji anova fosfat inorganik terlarut (μM) secara spasial
di perairan Teluk Banten............................................................................... 166
39 Hasil uji anova silika inorganik terlarut (μM) di zona eufotik
perairan Teluk Banten................................................................................... 166
40 Hasil uji anova silika inorganik terlarut (μM) secara temporal
di perairan Teluk Banten............................................................................... 166
41 Hasil uji anova silika inorganik terlarut (μM) secara spasial
xx
di perairan Teluk Banten............................................................................... 167
42 Rasio nutrien inorganik terlarut. ................................................................... 168
43 Hasil uji anova rasio DIN dan DIP di zona eufotik
perairan Teluk Banten................................................................................... 171
44 Hasil uji anova Rasio DIN dan DIP secara temporal
di perairan Teluk Banten............................................................................... 171
45 Hasil uji anova rasio DIN dan DIP secara spasial
di perairan Teluk Banten............................................................................... 171
46 Hasil uji anova rasio DSi dan DIN di zona eufotik
perairan Teluk Banten................................................................................... 172
47 Hasil uji anova Rasio DSi dan DIN secara temporal
di perairan Teluk Banten............................................................................... 172
48 Hasil uji anova rasio DSi dan DIN secara spasial
di perairan Teluk Banten............................................................................... 172
49 Nilai produktivitas primer fitoplankton di perairan
(mg C m-3 jam-1) Teluk Banten. .................................................................... 173
50 Hasil uji anova produktivitas primer fitoplankton (mg C m-3 jam-1)
di zona eufotik perairan Teluk Banten.......................................................... 174
51 Hasil uji anova produktivitas primer fitoplankton (mg C m-3 jam-1)
secara temporal di perairan Teluk Banten..................................................... 174
52 Hasil uji anova produktivitas primer fitoplankton (mg C m-3 jam-1)
secara spasial di perairan Teluk Banten........................................................ 174
53 Nilai klorofil-a (mg chl-a m-3) dan karbon fitoplankton
(mg C m-3) di perairan Teluk Banten. ........................................................... 175
54 Hasil uji anova klorofil-a (mg chl-a m-3) di zona eufotik
perairan Teluk Banten................................................................................... 176
55 Hasil uji anova klorofil-a (mg chl-a m-3) secara temporal
di perairan Teluk Banten............................................................................... 176
56 Hasil uji anova klorofil-a (mg chl-a m-3) secara spasial
di perairan Teluk Banten............................................................................... 176
57 Hasil analisis kelimpahan fitoplankton (sel l-1) pada bulan April di zona
eufotik perairan Teluk Banten....................................................................... 177
58 Hasil analisis kelimpahan fitoplankton (sel l-1) pada bulan Mei di zona
eufotik perairan Teluk Banten....................................................................... 178
59 Hasil analisis kelimpahan fitoplankton (sel l-1) pada bulan Juni di zona
eufotik perairan Teluk Banten....................................................................... 180
60 Hasil analisis kelimpahan fitoplankton (sel l-1) pada bulan Juli di zona
eufotik perairan Teluk Banten....................................................................... 181
xxi
61 Hasil analisis kelimpahan fitoplankton (sel l-1) pada bulan Agustus
di zona eufotik perairan Teluk Banten.......................................................... 183
62 Hasil analisis kelimpahan fitoplankton (sel l-1) pada bulan September
di zona eufotik perairan Teluk Banten.......................................................... 184
63 Hasil uji anova kelimpahan fitoplankton (sel l-1) di zona eufotik
perairan Teluk Banten................................................................................... 186
64 Hasil uji anova distribusi kelimpahan fitoplankton (sel l-1)
secara temporal di perairan Teluk Banten..................................................... 186
65 Hasil uji anova kelimpahan fitoplankton (sel l-1) secara spasial
di perairan Teluk Banten............................................................................... 186
66 Hasil uji anova kelimpahan Bacillariophyceae (sel l-1) di zona eufotik
perairan Teluk Banten................................................................................... 187
67 Hasil uji anova kelimpahan Bacillariophyceae (sel l-1) secara temporal
di perairan Teluk Banten............................................................................... 187
68 Hasil uji anova kelimpahan Bacillariophyceae (sel l-1) secara spasial
di perairan Teluk Banten............................................................................... 188
69 Hasil uji anova kelimpahan Dinophyceae (sel l-1) di zona eufotik
perairan Teluk Banten................................................................................... 188
70 Hasil uji anova kelimpahan Dinophyceae (sel l-1) secara temporal
di perairan Teluk Banten............................................................................... 188
71 Hasil uji anova kelimpahan Dinophyceae (sel l-1) secara spasial
di perairan Teluk Banten............................................................................... 189
72 Hasil uji anova kelimpahan Chaetoceros spp. (sel l-1) di zona eufotik
perairan Teluk Banten................................................................................... 189
73 Hasil uji anova kelimpahan Chaetoceros spp. (sel l-1) secara temporal
di perairan Teluk Banten............................................................................... 189
74 Hasil uji anova distribusi kelimpahan Chaetoceros spp. (sel l-1)
secara spasial di perairan Teluk Banten........................................................ 190
75 Hasil uji anova kelimpahan Noctiluca spp. (sel l-1) di zona eufotik
perairan Teluk Banten................................................................................... 190
76 Hasil uji anova kelimpahan Noctiluca spp. (sel l-1) secara temporal
di perairan Teluk Banten............................................................................... 190
77 Hasil uji anova kelimpahan Noctiluca sp. (sel l-1) secara spasial
di perairan Teluk Banten............................................................................... 191
78 Laju pertumbuhan, waktu doubling dan pembelahan sel fitoplankton
(hari-1) di perairan Teluk Banten................................................................... 192
79 Hasil uji anova laju pertumbuhan fitoplankton (hari l-1) di zona eufotik
perairan Teluk Banten................................................................................... 194
80 Hasil uji anova laju pertumbuhan fitoplankton (hari l-1) secara temporal
xxii
di perairan Teluk Banten............................................................................... 194
81 Hasil uji anova laju pertumbuhan fitoplankton (hari l-1) secara spasial
di perairan Teluk Banten............................................................................... 195
82 Hasil uji anova waktu doubling fitoplankton (hari l-1) di zona eufotik
di perairan Teluk Banten............................................................................... 195
83 Hasil uji anova waktu doubling fitoplankton (hari l-1) secara temporal
di perairan Teluk Banten............................................................................... 196
84 Hasil uji anova waktu doubling fitoplankton (hari l-1) secara spasial
di perairan Teluk Banten............................................................................... 196
85 Hasil uji anova pembelahan sel fitoplankton (hari l-1) di zona eufotik
di perairan Teluk Banten............................................................................... 197
86 Hasil uji anova pembelahan sel fitoplankton (hari l-1) secara temporal
di perairan Teluk Banten............................................................................... 197
87 Hasil uji anova pembelahan sel fitoplankton (hari l-1) secara spasial
di perairan Teluk Banten............................................................................... 198
PENDAHULUAN
Latar Belakang
Pada dasarnya, dinamika pertumbuhan fitoplankton terjadi sebagai
pengaruh dari variabilitas intensitas cahaya matahari dan nutrien di perairan.
Pertumbuhan fitoplankton akan berlangsung cepat bila ditunjang oleh ketersediaan
intensitas cahaya matahari dan nutrien inorganik terlarut terutama dalam bentuk
nitrogen (N), fosfat (P) dan silika (Si) yang cukup untuk pertumbuhannya. Namun
pada kenyataannya interaksi antara kedua komponen penting ini selalu bervariasi
di zona eufotik. Hal ini tentu akan menyebabkan fitoplankton memberikan respon
yang bervariasi karena tidak semua fitoplankton dapat beradaptasi dengan level
intensitas cahaya yang tinggi maupun rendah (Jager et al. 2008). Selain itu,
diperkirakan dari 20 000 jenis fitoplankton hanya sebagian kecil yang berperan
penting dalam siklus nutrien (Falkowski dan Raven 1997), seperti N (Dore et al.
2002), P (Benitez-Nelson dan Karl 2002) dan Si (Brown et al. 2003). Sebagai
konsekuensi dari variasi level intensitas cahaya dan konsentrasi N, P dan Si
menyebabkan pertumbuhan fitoplankton di perairan alami menjadi lambat
(Ornolfsdottir et al. 2004).
Pertumbuhan fitoplankton yang lambat seperti yang telah disebutkan di
atas terutama disebabkan karena variasi intensitas cahaya dan konsentrasi N, P
dan Si tidak cukup untuk menunjang pertumbuhan fitoplankton. Kondisi seperti
ini biasanya
terjadi pada salah satu bagian perairan dan tidak mencakup
keseluruhan perairan. Hal ini disebabkan karena setiap bagian perairan memiliki
karakteristik dengan level intensitas cahaya dan konsentrasi N, P dan Si yang
berbeda antara satu dengan lainnya dan umumnya ditentukan oleh kedalaman
kolom air (Birrien et al. 1991) dan intensitas percampuran atau mixing (Huismann
1999). Pada perairan pantai yang dangkal dan keruh intensitas percampuran lebih
kuat sehingga intensitas cahaya rendah dan konsentrasi N, P dan Si tinggi serta
distribusinya homogen di kolom air. Sedangkan pada perairan dalam yang jernih
intensitas percampuran rendah sehingga level cahaya tinggi dan konsentrasi N, P
dan Si rendah dan biasanya terjadi stratifikasi kolom air. Kemampuan fitoplankton
2
untuk tumbuh pada dua kondisi yang berbeda ini sangat ditentukan oleh
kemampuannya untuk beradaptasi dengan kondisi cahaya yang bervariasi serta
memanfaatka
DAN KETERKAITANNYA DENGAN VARIABILITAS
INTENSITAS CAHAYA MATAHARI DAN
NUTRIEN INORGANIK TERLARUT
DI PERAIRAN TELUK BANTEN
ALIANTO
SEKOLAH PASCASARJANA
INSTITUT PERTANIAN BOGOR
2011
PERNYATAAN MENGENAI DISERTASI DAN
SUMBER INFORMASI
Dengan ini saya menyatakan bahwa disertasi Kajian Dinamika
Pertumbuhan Fitoplankton dan Keterkaitannya Dengan Variabilitas Intensitas
Cahaya Matahari dan Nutrien Inorganik Terlarut di Perairan Teluk Banten adalah
karya saya dengan arahan dari komisi pembimbing dan belum diajukan dalam
bentuk apa pun kepada perguruan tinggi mana pun. Sumber informasi yang
berasal atau dikutip dari karya yang diterbitkan maupun tidak diterbitkan dari
penulis lain telah disebutkan dalam teks dan dicantumkan dalam Daftar Pustaka di
bagian akhir disertasi ini.
Bogor, September 2011
Alianto
NRP C161060031
ABSTRACT
ALIANTO. Study of the Dynamic of Phytoplankton Growth and its Relation
to Variability of Solar Radiation Intensity and Dissolved Inorganic Nutrient in
Banten Bay. Under direction of ENAN M. ADIWILAGA, ARIO DAMAR, and
ENANG HARRIS
The growth of phytoplankton in the waters mostly depends on sunlight
intensity and dissolved inorganic nutrient present in euphotic zone. This research
aimed to count phytoplankton growth including growth rate, doubling time, and
generation time, and to analyze growth rate response of phytoplankton to solar
radiation intensity and dissolved inorganic nutrient. Measurement of
phytoplankton growth was conducted from April to September 2008 at five
stations. Station 1 was situated at the mouth river, station 2 at the middle of the
Bay toward the beach, station 3 at the middle of the bay, station 4 located at the
middle toward outside the bay, and station 5 located outside the bay.
Phytoplankton growth at each station was measured at various water depth. At
station 1, measurement was done at three euphotic depth namely at 10%, 5%, and
1% from surface irradiance. At station 2, 3, and 4, growth measurement was
conducted at 50%, 25%, 10%, and 5% from surface irradiance while at station 5,
phytoplankton growth was measured at five euphotic depth namely 50%, 25%,
10%, 5%, and 1% from surface irradiance. Research result showed that
phytoplankton growth occurred faster at intermediate light intensity and
intermediate concentration of dissolved inorganic nutrient. However, the role of
light intensity and dissolved inorganic nutrient in controlling phytoplankton
growth was not synergic. Temporally, light intensity did not really control the
growth of phytoplankton as compared to dissolved inorganic nutrient in term of
DSi because sunlight intensity from April to September was relatively stable
compared to DSi that tended to be various. Spatially, on the other hand, light
intensity and dissolved inorganic nutrient in term of DIN, DIP, and DSi
simultaneously controlled phytoplankton growth. This occurred due to light
intensity was varied and tended to be homogenous from station 1 to station 4 and
low at station 5. Different phenomena also occurred with DIN, DIP, and DSI
which was varied and tended to be higher at station 1 and homogenous at station 1
to station 4. However, DSi tended to be more varied than DIN and DIP. Based on
this finding, it was stated that DSi was more dominant in controlling
phytoplankton growth in Banten Bay and categorized as fast growth rate ranging
from 0.66-2.44 day-1, doubling time 0.34-2.04.day-1, and generation time ranging
from 0.91-3.53 day-1.
Keywords: solar radiation intensity, dissolved inorganic nutrient, growth rate,
doubling time, generation time
RINGKASAN
ALIANTO. Kajian Dinamika Pertumbuhan Fitoplankton dan Keterkaitannya
Dengan Variabilitas Intensitas Cahaya Matahari dan Nutrien Inorganik Terlarut di
Perairan Teluk Banten. Dibimbing oleh ENAN M. ADIWILAGA, ARIO
DAMAR, dan ENANG HARRIS
Pertumbuhan fitoplankton di perairan sangat tergantung pada ketersediaan
intensitas cahaya matahari dan nutrien inorganik terlarut yang berada di zona
eufotik. Permasalahannya adalah ketersediaan intensitas cahaya matahari dan
nutrien inorganik terlarut ini tidak selalu berada pada kondisi yang serasi untuk
menunjang pertumbuhan fitoplankton. Hal ini tentu akan menyebabkan
pertumbuhan fitoplankton di perairan selalu berada pada kondisi yang tidak
optimal. Berdasarkan hal ini maka penelitian ini dilakukan dengan berbagai
pendekatan dengan melakukan pengukuran pertumbuhan fitoplankton pada
beberapa kedalaman eufotik. Penelitian ini bertujuan untuk menghitung
pertumbuhan fitoplankton yang meliputi laju pertumbuhan, waktu doubling, dan
waktu generasi fitoplankton serta menganalisis respon laju pertumbuhan
fitoplankton pada perubahan intensitas cahaya matahari dan nutrien inorganik
terlarut.
Pengukuran pertumbuhan fitoplankton dilakukan dari bulan April sampai
September pada lima stasiun. Stasiun satu berada pada muara sungai, stasiun dua
berada pada perairan pantai, stasiun tiga berada pada bagian tengah teluk tapi
lebih mengarah ke pantai, stasiun empat berada pada bagian tengah teluk tapi
lebih mengarah ke luar teluk, dan stasiun lima berada pada luar teluk. Pengukuran
pertumbuhan fitoplankton pada setiap stasiun dilakukan pada kedalaman yang
berbeda-beda. Pada stasiun satu dilakukan pada tiga kedalaman eufotik yang
secara berturut-turut terdiri dari kedalaman eufotik 10%, 5%, 1% dari cahaya
permukaan. Pada stasiun dua, tiga, dan empat dilakukan pada empat kedalaman
eufotik yang secara berturut-turut terdiri dari kedalaman eufotik 50%, 25%, 10%,
dan 5% dari cahaya permukaan. Sedangkan pada stasiun lima dilakukan pada lima
kedalaman eufotik yang secara berturut-turut terdiri dari kedalaman eufotik 50%,
25%, 10%, 5%, dan 1% dari cahaya permukaan.
Hasil uji anova menunjukkan bahwa laju pertumbuhan, waktu doubling,
dan waktu generasi fitoplankton berbeda di zona eufotik, baik secara temporal
maupun spasial. Laju pertumbuhan fitoplankton lebih tinggi pada zona eufotik
50% dan 25% dengan rata-rata sebesar 1.66 hari-1 dan 1.64 hari-1. Sedangkan
waktu doubling fitoplankton di kedua zona eufotik ini dengan rata-rata sebesar
0.72 hari dan 0.92 hari serta waktu generasi fitoplankton dengan rata-rata sebesar
1.10 hari-1 dan 1.30 hari-1. Hal ini berarti bahwa pada zona eufotik 50% dan 25%
secara berturut-turut terjadi peningkatan biomassa fitoplankton sebesar 1.66
mg C hari-1 dan 1.64 mg C hari-1 dalam waktu rata-rata sebesar 0.72 hari dan 0.92
hari serta jumlah generasi fitoplankton baru yang dihasilkan dengan rata-rata
sebesar 1.10 hari-1 dan 1.30 hari-1.
Secara temporal, hasil uji anova menunjukkan bahwa laju pertumbuhan
fitoplankton tertinggi dengan rata-rata sebesar 2.44 hari-1 dan waktu doubling
dengan rata-rata sebesar 0.34 hari, serta waktu generasi fitoplankton dengan rata-
rata sebesar 3.53 hari-1 terdapat pada bulan Mei. Hal ini berarti bahwa pada bulan
Mei terjadi peningkatan biomassa fitoplankton sebesar 2.44 mg C hari-1 dengan
waktu rata-rata sebesar 0.34 hari serta jumlah generasi fitoplankton baru yang
dihasilkan dengan rata-rata sebesar 3.53 hari-1. Sedangkan secara spasial, laju
pertumbuhan fitoplankton tertinggi dengan rata-rata berkisar dari 1.32-1.82 hari-1
dan waktu doubling dengan rata-rata berkisar dari 0.68-1.07 hari, serta waktu
generasi fitoplankton dengan rata-rata berkisar dari 1.91-2.63 hari-1 secara
berturut-turut terdapat pada stasiun satu, dua, tiga, dan empat. Hal ini berarti
bahwa pada stasiun satu, dua, tiga, dan empat secara berturut-turut terjadi
peningkatan biomassa fitoplankton dengan rata-rata berkisar dari 1.32-1.82
mg C hari-1 dalam waktu rata-rata berkisar 0.68-1.07 hari serta jumlah generasi
fitoplankton baru yang dihasilkan dengan rata-rata berkisar dari 1.91-2.63 hari-1.
Hasil analisis korelasi pearson’s memperlihatkan adanya korelasi positif
antara laju pertumbuhan fitoplankton dengan perubahan intensitas cahaya
matahari. Hal ini menunjukkan bahwa komunitas fitoplankton dapat beradaptasi
dengan berbagai level intensitas cahaya matahari. Hasil uji anova menunjukkan
bahwa komunitas fitoplankton lebih respon dengan level intensitas cahaya
matahari yang sedang dibandingkan dengan level intensitas cahaya matahari yang
rendah maupun tinggi. Hal ini dapat dilihat dari laju pertumbuhan fitoplankton
yang tinggi dengan rata-rata sebesar 2.44 hari-1 terjadi pada level intensitas cahaya
matahari dengan rata-rata berkisar dari 236.15-301.65 µmol foton m-2 s-1.
Sedangkan pada intensitas cahaya matahari yang rendah dengan rata-rata
sebesar 14.63 µmol foton m-2 s-1 dan tinggi dengan rata-rata sebesar 717.37
µmol foton m-2 s-1 diperoleh laju pertumbuhan fitoplankton secara berturut-turut
hanya sebesar 0.75 hari-1 dan 1.66 hari-1.
Hal yang sama terjadi pula pada nutrien inorganik terlarut terutama dalam
bentuk DSi, dimana hasil analisis korelasi Pearson’s menunjukkan adanya korelasi
positif antara laju pertumbuhan fitoplankton dengan perubahan konsentrasi DSi.
Hal ini menunjukkan bahwa komunitas fitoplankton dapat merespon perubahan
konsentrasi DSi dari konsentrasi yang rendah sampai tinggi atau dengan kata lain
komunitas fitoplankton dapat beradaptasi pada semua level konsentrasi DSi.
Walaupun demikian, komunitas fitoplankton lebih respon dengan konsentrasi DSi
yang relatif sedang dibandingkan dengan konsentrasi DSi yang tinggi maupun
rendah. Hal ini dapat dilihat dari uji anova menunjukkan bahwa komunitas
fitoplankton dengan laju pertumbuhan tertinggi dengan rata-rata sebesar 2.44 hari1
terjadi pada konsentrasi DSi yang sedang dengan rata-rata sebesar 82.64 μM.
Sedangkan pada konsentrasi DSi yang tinggi dengan rata-rata sebesar 148.39 μM,
laju pertumbuhan fitoplankton yang diperoleh dengan rata-rata sebesar 1.82 hari-1.
Pada konsentrasi DSi yang rendah dengan rata-rata sebesar 23.85 μM, laju
pertumbuhan fitoplankton yang diperoleh hanya dengan rata-rata sebesar 0.93
μM.
Sedangkan DIN dan DIP, hasil analisis korelasi Pearson’s menunjukkan
berkorelasi lemah dengan laju pertumbuhan fitoplankton. Hal ini disebabkan
karena konsentrasi DIN dan DIP relatif sedang secara berturut-turut dengan ratarata berkisar dari 3.24-11.27 μM dan 0.05-0.22 μM. Hal ini disebabkan karena
DIN dan DIP merupakan dua bentuk nutrien inorganik terlarut yang sangat
diperlukan fitoplankton untuk menunjang pertumbuhannya. Hal ini dapat dilihat
dari hasil uji anova menunjukkan bahwa secara temporal laju pertumbuhan
fitoplankton tertinggi pada bulan Mei terjadi bersamaan dengan konsentrasi DIN
dengan rata-rata sebesar 7.83 μM dan DIP dengan rata-rata sebesar 0.12 μM.
Sedangkan secara spasial, laju pertumbuhan fitoplankton yang tertinggi secara
berturut-turut pada stasiun satu, dua, tiga dan empat terjadi bersamaan dengan
konsentrasi DIN dengan rata-rata berkisar dari 5.20-14.61 μM dan DIP dengan
rata-rata berkisar dari 0.06-0.20 μM.
Kata kunci: intensitas cahaya matahari, nutrien inorganik terlarut, laju
pertumbuhan, waktu doubling, dan waktu generasi fitoplankton
© Hak Cipta milik IPB, tahun 2011
Hak Cipta dilindungi Undang-undang
1. Dilarang mengutip sebagian atau seluruh karya tulis ini tanpa mencantumkan
atau menyebutkan sumbernya.
a. Pengutipan hanya untuk kepentingan pendidikan, penelitian, penulisan karya
ilmiah, penyusunan laporan, penulisan kritik atau tinjauan suatu masalah.
b. Pengutipan tidak merugikan kepentingan yang wajar IPB.
2. Dilarang mengumumkan dan memperbanyak sebagian atau seluruh Karya
tulis dalam bentuk apapun tanpa izin IPB.
KAJIAN DINAMIKA PERTUMBUHAN FITOPLANKTON
DAN KETERKAITANNYA DENGAN VARIABILITAS
INTENSITAS CAHAYA MATAHARI DAN
NUTRIEN INORGANIK TERLARUT
DI PERAIRAN TELUK BANTEN
ALIANTO
Disertasi
sebagai salah satu syarat untuk memperoleh gelar
Doktor pada
Program Studi Ilmu Perairan
SEKOLAH PASCASARJANA
INSTITUT PERTANIAN BOGOR
BOGOR
2011
Penguji Luar Komisi pada Ujian Tertutup :
1. Dr. Ir. Hefni Effendi, M.Phil
(Departemen Manajemen Sumberdaya Perairan, Fakultas Perikanan dan Ilmu
Kelautan, Institut Pertanian Bogor)
2. Dr. Ir. Niken T.M. Pratiwi, M.Si
(Departemen Manajemen Sumberdaya Perairan, Fakultas Perikanan dan Ilmu
Kelautan, Institut Pertanian Bogor)
Penguji Luar Komisi pada Ujian Terbuka :
1. Dr. Ir. Zahidah, M.S.
(Jurusan Perikanan, Fakultas Perikanan dan Ilmu Kelautan, Universitas
Padjadjaran
Bandung)
2. Dr. Ir. Yusli Wardiatno, M.Sc
(Departemen Manajemen Sumberdaya Perairan, Fakultas Perikanan dan Ilmu
Kelautan, Institut Pertanian Bogor)
Judul Disertasi
Nama
NIM
: Kajian Dinamika Pertumbuhan Fitoplankton dan
Keterkaitannya Dengan Variabilitas Intensitas Cahaya
Matahari dan Nutrien Inorganik Terlarut di Perairan
Teluk Banten
: Alianto
: C161060031
Disetujui
Komisi Pembimbing
Dr. Ir. Enan M. Adiwilaga
Ketua
Dr. Ir. Ario Damar, M.Si
Anggota
Prof. Dr. Ir. Enang Harris, M.S.
Anggota
Diketahui
Ketua Program Studi
Ilmu Perairan
Prof. Dr. Ir. Enang Harris, M.S.
Tanggal Ujian: 12 September 2011
Dekan Sekolah Pascasarjana
Dr. Ir. Dahrul Syah, M.Sc.Ag.
Tanggal Lulus: 18 Oktober 2011
PRAKATA
Puji dan syukur penulis panjatkan kehadirat Allah SWT atas segala
limpahan rahmat dan karunia-Nya kepada penulis sehingga karya ilmiah ini
berhasil diselesaikan. Tema yang dipilih dalam penelitian yang dilaksanakan sejak
bulan April 2008 ini ialah produktivitas perairan, dengan judul Kajian Dinamika
Pertumbuhan Fitoplankton dan Keterkaitannya Dengan Variabilitas Intensitas
Cahaya Matahari dan Nutrien Inorganik Terlarut di Perairan Teluk Banten.
Pada kesempatan ini penulis menyampaikan ucapan terima kasih yang
sebesar-besarnya kepada komisi pembimbing yang terdiri dari Bapak
Dr. Ir. Enan M. Adiwilaga, selaku ketua komisi pembimbing, Bapak
Dr. Ir. Ario Damar, M.Si., dan Bapak Prof. Dr. Ir. Enang Harris, M.S., selaku
anggota komisi pembimbing yang telah banyak memberi arahan dan bimbingan
kepada penulis. Disamping itu, penulis menyampaikan pula ucapan terima kasih
yang sebesar-besarnya kepada penguji luar komisi pembimbing yang terdiri dari
Bapak Dr. Ir. Hefni Effendi, M.Phil., Ibu Dr. Ir. Niken T.M. Pratiwi, M.Si.,
Ibu Dr. Ir. Zahidah, M.S., dan Bapak Dr. Ir. Yusli Wardiatno, M.Sc., yang telah
berkenan menyumbangkan buah pikirannya untuk memperkaya tulisan ini.
Semoga karya ilmiah ini bermanfaat. Amin.
Bogor, September 2011
Alianto
UCAPAN TERIMA KASIH
Pada kesempatan ini penulis menyampaikan ucapan terima kasih yang
sebesar-besarnya secara berturut-turut kepada :
1. Kementerian Pendidikan Nasional, Direktorat Jenderal Pendidikan Tinggi,
atas bantuan beasiswa BPPS tahun 2006 serta dukungan yang telah
diberikan dengan secara berturut-turut memberikan dana penelitian
melalui Program Hibah Bersaing tahun 2008 dan Hibah Doktor tahun
2011.
2. Kementerian Kelautan dan Perikanan, Direktorat Jenderal Kelautan,
Pesisir, dan Pulau-Pulau Kecil, atas bantuan biaya penelitian dan penulisan
disertasi melalui Program COREMAP tahun 2008.
3. Yayasan Toyota dan Astra, atas bantuan biaya penelitian yang telah
diberikan pada tahun 2009.
4. Yayasan Supersemar, atas bantuan biaya penelitian yang telah diberikan
pada tahun 2009.
5. Rektor universitas Negeri Papua, atas kesempatan yang telah diberikan
kepada penulis untuk melanjutkan pendidikan S3.
6. Bapak Dr. Ir. Kardiyo Praptokardiyo, atas masukan, saran, dan nasehat
yang diberikan kepada penulis dari semenjak menempuh studi pada
program S2 sampai dengan S3.
7. Ayahanda, H. La Hamuna dan Ibunda Hj. Wa Nuru atas kasih sayang dan
doa yang telah diberikan kepada penulis selama menuntut ilmu.
8. Mertua, Drs. Marlis dan Ibu Agustina Hermianti atas kasih sayang dan doa
yang telah diberikan kepada penulis selama menuntut ilmu.
9. Istri, Yudistira Anggraini, Amd.Pi dan ananda Rhizki Solenia Alianto
(7 tahun) dan Chalisa Alianto (2 tahun), atas kasih sayang, dukungan, dan
pengorbanan yang telah diberikan kepada penulis selama menuntut ilmu.
10. Bapak Sawad dan tim Teluk Banten, atas segala pengorbanan saat
membantu penulis selama pengambilan data dan sampel di lapangan.
11. Ibu Ana Mariana dan seluruh staf laboratorium Produktivitas dan
Lingkungan Perairan, atas segala bantuannya kepada penulis saat
melakukan analisis laboratorium.
12. Sahabat-sahabat terbaik selama studi dan seangkatan AIR 2006,
Dr. Ir. Rahmadi Tambaru, M.Si., Ir. Safrudin La Abukena, M.Si., Ir. Sriati,
M.Si., Bahtiar, S.Pi., M.Si., Yuliana, S.Pi., M.Si., Ir. Wellem Muskita,
M.Si., Dr. Ir. Hengky Manopo, M.Sc., Dr. Ir. Muhammad Aris, S.Pi.,
M.Si., Ir. Frederika S. Pello, M.Si, Usman Madubun, S.Pi., M.Si., dan
Kadri Laetje, S.Pi, atas bantuan dan kerjasama yang terjalin selama masa
studi.
13. Berbagai pihak lainnya yang tidak sempat disebutkan namanya satu
persatu yang memiliki andil dalam keberhasilan penulis sampai dengan
menyelesaikan studi S3 di Program Studi Ilmu Perairan, Sekolah
Pascasarjana, Institut Pertanian Bogor.
Akhirnya, penulis hanya mendoakan semoga semua pihak yang telah
membantu penulis dapat diberikan kekuatan, kesehatan lahir dan bathin oleh
Allah SWT serta diberikan kemudahan dalam segala urusannya. Amin.
RIWAYAT HIDUP
Penulis dilahirkan di Wanci pada tanggal 5 Maret 1970 sebagai anak
ketiga dari tujuh bersaudara dari pasangan H. La Hamuna dan Hj. Wa Nuru.
Pendidikan sarjana di tempuh di Program Studi Manajemen Sumberdaya Perairan,
Fakultas Perikanan, Universitas Pattimura, lulus pada tahun 1997. Pada tahun
2003, penulis diterima di Program Studi Ilmu Perairan pada Program Pascasarjana
IPB dan menamatkannya pada tahun 2006. Kesempatan untuk melanjutkan ke
program doktor pada program studi dan perguruan tinggi yang sama di peroleh
pula pada tahun 2006. Beasiswa pendidikan pascasarjana diperoleh dari
Kementerian Pendidikan Nasional.
Penulis bekerja sebagai staf dosen pada Program Studi Manajemen
Sumberdaya Perairan, Jurusan Perikanan, Fakultas Peternakan, Perikanan dan
Ilmu Kelautan, Universitas Negeri Papua.
Selama mengikuti program S3, penulis telah mempublikasikan beberapa
karya ilmiah sebagai berikut :
1. Produktivitas primer fitoplankton dan keterkaitannya dengan unsur hara dan
cahaya di perairan Teluk Banten. Disajikan dalam Konferensi Sains Kelautan
dan Perikanan I Tahun 2007 di Bogor serta dipublikasi tahun 2008 pada
Jurnal Ilmu-Ilmu Perairan dan Perikanan Indonesia 15(1): 21-26.
2. Variasi spasial konsentrasi nutrien terlarut di zona eufotik perairan Teluk
Banten. Disajikan dalam Seminar Nasional Kimia XVIII Tahun 2008.
Yogyakarta.
3. Pengaruh air buangan pada produktivitas primer dan pertumbuhan terumbu
karang. Disajikan dalam Simposium Terumbu Karang Nasional ke-2 Tahun
2008 di Jakarta serta dipublikasi dalam Prosiding Simposium Terumbu
Karang Nasional ke-2.
4. Estimasi potensi ikan pelagis kecil berbasis produktivitas primer fitoplankton
di perairan laut. Disajikan dalam Seminar Nasional Tahunan VI Hasil
Penelitian Perikanan dan Kelautan Tahun 2009 di Yogyakarta serta
dipublikasi dalam Prosiding Seminar Nasional Tahunan VI Hasil Penelitian
Perikanan dan Kelautan..
5. Measurement of dissolved inorganic nutrient in euphotic zone the Banten Bay.
Dipublikasi tahun 2009 pada Indonesian Journal of Chemistry 9(2): 217-225.
6. Kajian tentang pengaruh perbedaan konsentrasi N, P dan Si pada akumulasi
biomassa fitoplankton di perairan Teluk Banten. Disajikan dalam Seminar
Nasional Tahunan VIII Hasil Penelitian Perikanan dan Kelautan Tahun 2011.
Yogyakarta.
7. Implementasi pengukuran rasio zona mixing dan eufotik untuk menentukan
kesuburan perairan. Disajikan dalam Seminar Nasional Perikanan Tangkap
IV Tahun 2011. Bogor.
DAFTAR ISI
Halaman
DAFTAR TABEL................................................................................................ xiii
DAFTAR GAMBAR ........................................................................................... xiv
DAFTAR LAMPIRAN....................................................................................... xvii
PENDAHULUAN. ................................................................................................. 1
Latar Belakang. ............................................................................................. 1
Rumusan Masalah. ........................................................................................ 2
Tujuan dan Manfaat . .................................................................................... 5
Kebaruan . ..................................................................................................... 5
Hipotesis. ...................................................................................................... 6
TINJAUAN PUSTAKA. ........................................................................................ 8
Karakteristik Teluk Banten. .......................................................................... 8
Konsep Pertumbuhan Fitoplankton............................................................. 10
Pembatas Pertumbuhan Fitoplankton. ........................................................ 15
METODE PENELITIAN...................................................................................... 25
Lokasi dan Waktu Penelitian. ..................................................................... 25
Menentukan Stasiun dan Titik Pengambilan Contoh.................................. 25
Pengukuran Parameter Kualitas Air............................................................ 27
Analisis Data. .............................................................................................. 34
HASIL DAN PEMBAHASAN............................................................................. 35
Hasil. ........................................................................................................... 35
Kedalaman Secchi disc dan Koefisien Peredupan. ............................. 35
Zona Mixing dan Eufotik.................................................................... 37
Salinitas............................................................................................... 42
Suhu. ................................................................................................... 44
pH........................................................................................................ 47
Intensitas Cahaya Matahari................................................................. 49
Nutrien Inorganik Terlarut. ................................................................. 53
Rasio DIN dan DIP Serta DSi dan DIN.............................................. 69
xiii
Produktivitas Primer Fitoplankton. ..................................................... 74
Klorofil-a............................................................................................. 76
Kelimpahan dan Komposisi Fitoplankton. ......................................... 78
Pertumbuhan Fitoplankton.................................................................. 89
Pembahasan................................................................................................. 95
Status Pengukuran Pertumbuhan Fitoplankton .................................. 95
Pertumbuhan Fitoplankton dan Perbandingannya Dengan
Perairan Temperate dan Tropis Lainnya .......................................... 101
Pembatas Pertumbuhan Fitoplankton ............................................... 105
Respon Fitoplankton Pada Perubahan Intensitas
Cahaya Matahari . ............................................................................. 110
Respon Laju Fitoplankton Pada Perubahan Konsentrasi
Nutrien Inorganik Terlarut. ............................................................... 121
Laju Pertumbuhan dan Biomassa Fitoplankton . .............................. 127
SIMPULAN DAN SARAN. ............................................................................... 131
DAFTAR PUSTAKA. ........................................................................................ 132
LAMPIRAN........................................................................................................ 145
DAFTAR TABEL
Halaman
1
Posisi stasiun untuk pengukuran dan pengambilan sampel. .......................... 26
2
Parameter kualitas air laut yang akan diukur serta metode dan alat
ukur yang digunakan...................................................................................... 29
3
Nilai salinitas (‰) dan suhu (°C) permukaan dan dasar
Teluk Banten. ................................................................................................. 38
4
Komposisi fitoplankton di zona eufotik Teluk Banten. ................................. 81
5
Komposisi kelimpahan genera Bacillariophyceae. ........................................ 85
6
Komposisi kelimpahan genera Dinophyceae................................................. 87
7
Status pengukuran pertumbuhan fitoplankton
di perairan Teluk Banten................................................................................ 96
8
Variasi temporal pertumbuhan fitoplankton di Teluk Banten. .................... 101
9
Variasi spasial pertumbuhan fitoplankton di Teluk Banten......................... 102
10 Kisaran rata-rata laju pertumbuhan fitoplankton pada beberapa lokasi
di perairan temperate dan tropis................................................................... 104
11 Variasi temporal pertumbuhan fitoplankton sebagai fungsi dari
intensitas cahaya matahari dan nutrien inorganik terlarut. .......................... 108
12 Variasi spasial pertumbuhan fitoplankton sebagai fungsi dari
intensitas cahaya matahari dan nutrien inorganik terlarut. .......................... 108
13 Laju pertumbuhan fitoplankton pada enam level intensitas cahaya
Matahari di zona eufotik Teluk Banten........................................................ 116
14 Laju pertumbuhan fitoplankton pada enam level silika inorganik
terlarut di zona eufotik Teluk Banten. ......................................................... 125
DAFTAR GAMBAR
Halaman
1
Diagram alir kerangka teoritis pemecahan masalah. ....................................... 7
2
Arah arus pada musim barat (a) dan timur (b) di Teluk Banten ....................... 9
3
Berkurangnya ukuran sel setelah terjadinya pembelahan sel.......................... 12
4
Pembelahan sel dan pembentukan frustula. .................................................... 12
5
Kurva pertumbuhan fitoplankton.................................................................... 14
6
Distribusi intensitas cahaya PAR di perairan laut........................................... 17
7
Penetrasi intensitas cahaya matahari............................................................... 18
8
Rasio ketersediaan intensitas cahaya matahari dan nutrien
inorganik terlarut di zona eufotik ................................................................... 19
9
Lokasi penelitian di perairan Teluk Banten. ................................................... 25
10 Desain zonasi secara horisontal dan vertikal lokasi penelitian
dilihat dari samping......................................................................................... 27
11 Profil kedalaman Secchi disc dan koefisien peredupan Teluk Banten. ......... 36
12 Profil kedalaman zona mixing dan eufotik Teluk Banten.............................. 39
13 Profil rasio zona mixing dan eufotik Teluk Banten. ...................................... 40
14 Profil salinitas di zona eufotik secara temporal (a) dan spasial (b)
di Teluk Banten............................................................................................... 43
15 Korelasi salinitas dengan kedalaman Secchi disc. .......................................... 44
16 Profil suhu di zona eufotik secara temporal (a) dan spasial (b)
di Teluk Banten............................................................................................... 46
17 Profil pH di zona eufotik secara temporal (a) dan spasial (b)
di Teluk Banten............................................................................................... 48
18 Korelasi pH dengan salinitas. ......................................................................... 49
19 Profil intensitas cahaya matahari permukaan di Teluk Banten....................... 50
20 Profil intensitas cahaya matahari di zona eufotik secara temporal (a)
dan spasial (b) di Teluk Banten....................................................................... 52
21 Profil intensitas cahaya matahari sebagai fungsi salinitas ............................. 53
22 Profil nitrogen inorganik terlarut di zona eufotik secara temporal (a)
dan spasial (b) di Teluk Banten....................................................................... 55
23 Profil nitrogen inorganik terlarut sebagai fungsi salinitas . ............................ 56
xvi
24 Profil amonia nitrogen di zona eufotik secara temporal (a) dan
spasial (b) di Teluk Banten. ............................................................................ 57
25 Profil amonia nitrogen sebagai fungsi salinitas. ............................................. 58
26 Profil nitrat nitrogen di zona eufotik secara temporal (a) dan spasial (a)
di Teluk Banten............................................................................................... 60
27 Profil korelasi nitrat nitrogen sebagai fungsi zona mixing. ............................ 61
28 Profil distribusi nitrat nitrogen sebagai fungsi salinitas.................................. 61
29 Profil nitrit nitrogen di zona eufotik secara temporal (a) dan spasial (a)
di Teluk Banten............................................................................................... 62
30 Profil distribusi nitrit nitrogen sebagai fungsi salinitas. ................................. 62
31 Profil fosfat inorganik terlarut di zona eufotik secara temporal (a)
dan spasial (b) di Teluk Banten....................................................................... 65
32 Profil fosfat inorganik terlarut sebagai fungsi salinitas. ................................. 66
33 Profil silika inorganik terlarut di zona eufotik secara temporal (a)
dan spasial (b) di Teluk Banten....................................................................... 67
34 Profil silika inorganik terlarut sebagai fungsi salinitas................................... 68
35 Profil rasio DIN : DIP di zona eufotik secara temporal (a) dan
spasial (b) di Teluk Banten. ............................................................................ 70
36 Profil rasio DSi dan DIN di zona eufotik Teluk Banten. ................................ 72
37 Profil distribusi total kelimpahan, Bacillariophyceae, dan
Chaetoceros spp. sebagai fungsi rasio DSi:DIN............................................ 73
38 Profil nilai produktivitas primer fitoplankton di zona eufotik
secara temporal (a) dan spasial di Teluk Banten............................................. 75
39 Profil konsentrasi klorofil-a di zona eufotik secara temporal (a)
dan spasial (b) di Teluk Banten....................................................................... 77
40 Profil kelimpahan fitoplankton di zona eufotik secara temporal (a)
dan spasial (b) di Teluk Banten....................................................................... 79
41 Profil kelimpahan Bacillariophyceae di zona eufotik secara temporal (a)
dan spasial (b) di Teluk Banten....................................................................... 82
42 Profil kelimpahan Dinophyceae di zona eufotik secara temporal (a)
dan spasial (b) di Teluk Banten....................................................................... 83
43 Profil kelimpahan Chaetoceros spp. di zona eufotik secara temporal (a)
dan spasial (b) di Teluk Banten....................................................................... 86
44 Profil kelimpahan Noctiluca sp. di zona eufotik secara temporal (a)
dan spasial (b) di Teluk Banten....................................................................... 88
45 Profil laju pertumbuhan fitoplankton di zona eufotik secara temporal (a)
dan spasial di Teluk Banten. .......................................................................... 90
xvii
46 Profil waktu doubling fitoplankton di zona eufotik secara temporal (a)
dan spasial (b) di Teluk Banten....................................................................... 92
47 Profil waktu generasi fitoplankton di zona eufotik secara temporal (a)
dan spasial (b) di Teluk Banten....................................................................... 94
48 Konsentrasi DIN (a) dan DIP (b) di zona eufotik
Teluk Banten. ................................................................................................ 107
49 Laju pertumbuhan fitoplankton pada enam level intensitas cahaya
matahari di zona eufotik 1% stasiun satu (a), zona eufotik 5%
stasiun satu (b), dua (c), tiga (d), dan empat (e)............................................ 111
50 Laju pertumbuhan fitoplankton pada enam level intensitas cahaya
matahari di zona eufotik 10% stasiun satu (a), dua (b), tiga (c),
dan empat (d). ............................................................................................... 114
51 Laju pertumbuhan fitoplankton pada enam level intensitas cahaya
matahari di zona eufotik 25% stasiun dua (a), tiga (b), empat (c),
dan zona eufotik 50% stasiun dua (d), tiga (e), dan empat (f). ..................... 117
52 Laju pertumbuhan fitoplankton pada enam level silika inorganik
terlarut di zona eufotik 50% stasiun dua (a), tiga (b), empat (c),
dan zona eufotik 50% stasiun dua (d), tiga (e), dan empat (f). ..................... 123
DAFTAR LAMPIRAN
Halaman
1
Hasil uji anova distribusi kedalaman Secchi disc secara temporal
di perairan Teluk Banten............................................................................... 145
2
Hasil uji anova distribusi kedalaman Secchi disc secara spasial
di perairan Teluk Banten............................................................................... 145
3
Hasil analisis korelasi Pearson’s parameter fisika dan kimia
serta biologi perairan Teluk Banten. ............................................................. 146
4
Hasil uji anova koefisien peredupan secara temporal
di perairan Teluk Banten............................................................................... 148
5
Hasil uji anova koefisien peredupan secara spasial
di perairan Teluk Banten............................................................................... 148
6
Hasil uji anova rasio zona mixing dan eufotik secara temporal
di perairan Teluk Banten............................................................................... 149
7
Hasil uji anova rasio zona mixing dan eufotik secara spasial
di perairan Teluk Banten............................................................................... 149
8
Hasil uji anova salinitas (‰) di zona eufotik Teluk Banten. ........................ 150
9
Hasil uji anova salinitas (‰) secara temporal Teluk Banten........................ 150
10 Hasil uji anova salinitas (‰) secara spasial Teluk Banten. .......................... 150
11 Hasil uji anova suhu (°C) di zona eufotik Teluk Banten. ............................. 151
12 Hasil uji anova suhu (°C) secara temporal Teluk Banten. ............................ 151
13 Hasil uji anova suhu (°C) secara spasial Teluk Banten. ............................... 151
14 Hasil uji anova pH di zona eufotik Teluk Banten......................................... 152
15 Hasil uji anova pH secara temporal Teluk Banten........................................ 152
16 Hasil uji anova pH secara spasial Teluk Banten. .......................................... 153
17 Hasil uji anova intensitas cahaya matahari permukaan (umol foton m-2 s-1)
Permukaan di perairan Teluk Banten............................................................ 153
18 Intensitas cahaya matahari permukaan (umol foton m-2 s-1)
di perairan Teluk Banten............................................................................... 155
19 Intensitas cahaya matahari (umol foton m-2 s-1) di zona eufotik
perairan Teluk Banten................................................................................... 156
20 Hasil uji anova intensitas cahaya matahari (umol foton m-2 s-1)
di zona eufotik perairan Teluk Banten.......................................................... 157
21 Hasil uji anova intensitas cahaya matahari (umol foton m-2 s-1)
secara temporal di perairan Teluk Banten..................................................... 157
xix
22 Hasil uji anova intensitas cahaya matahari secara spasial
di perairan Teluk Banten............................................................................... 157
23 Konsentrasi nitrogen inorganik terlarut (μM) di perairan
Teluk Banten. ................................................................................................ 158
24 Hasil uji anova nitrogen inorganik terlarut (μM)
di zona eufotik perairan Teluk Banten ......................................................... 161
25 Hasil uji anova nitrogen inorganik terlarut (μM) secara
temporal di perairan Teluk Banten. .............................................................. 161
26 Hasil uji anova nitrogen inorganik terlarut (μM) secara
spasial di perairan Teluk Banten................................................................... 161
27 Hasil uji anova amonia nitrogen (μM) di zona eufotik
perairan Teluk Banten................................................................................... 162
28 Hasil uji anova amonia nitrogen (μM) secara temporal
di perairan Teluk Banten............................................................................... 162
29 Hasil uji anova amonia nitrogen (μM) secara
spasial di perairan Teluk Banten................................................................... 163
30 Hasil uji anova nitrat nitrogen (μM) di zona eufotik
perairan Teluk Banten................................................................................... 163
31 Hasil uji Anova distribusi nitrat nitrogen secara temporal
di perairan Teluk Banten............................................................................... 163
32 Hasil uji anova nitrat nitrogen (μM) secara spasial
di perairan Teluk Banten............................................................................... 164
33 Hasil uji anova nitrit nitrogen (μM) di zona eufotik
perairan Teluk Banten................................................................................... 164
34 Hasil uji anova nitrit nitrogen (μM) secara temporal
di perairan Teluk Banten............................................................................... 164
35 Hasil uji anova nitrit nitrogen (μM) secara spasial
di perairan Teluk Banten............................................................................... 164
36 Hasil uji anova fosfat inorganik terlarut (μM) di zona eufotik
perairan Teluk Banten................................................................................... 165
37 Hasil uji anova fosfat inorganik terlarut (μM) secara temporal
di perairan Teluk Banten............................................................................... 165
38 Hasil uji anova fosfat inorganik terlarut (μM) secara spasial
di perairan Teluk Banten............................................................................... 166
39 Hasil uji anova silika inorganik terlarut (μM) di zona eufotik
perairan Teluk Banten................................................................................... 166
40 Hasil uji anova silika inorganik terlarut (μM) secara temporal
di perairan Teluk Banten............................................................................... 166
41 Hasil uji anova silika inorganik terlarut (μM) secara spasial
xx
di perairan Teluk Banten............................................................................... 167
42 Rasio nutrien inorganik terlarut. ................................................................... 168
43 Hasil uji anova rasio DIN dan DIP di zona eufotik
perairan Teluk Banten................................................................................... 171
44 Hasil uji anova Rasio DIN dan DIP secara temporal
di perairan Teluk Banten............................................................................... 171
45 Hasil uji anova rasio DIN dan DIP secara spasial
di perairan Teluk Banten............................................................................... 171
46 Hasil uji anova rasio DSi dan DIN di zona eufotik
perairan Teluk Banten................................................................................... 172
47 Hasil uji anova Rasio DSi dan DIN secara temporal
di perairan Teluk Banten............................................................................... 172
48 Hasil uji anova rasio DSi dan DIN secara spasial
di perairan Teluk Banten............................................................................... 172
49 Nilai produktivitas primer fitoplankton di perairan
(mg C m-3 jam-1) Teluk Banten. .................................................................... 173
50 Hasil uji anova produktivitas primer fitoplankton (mg C m-3 jam-1)
di zona eufotik perairan Teluk Banten.......................................................... 174
51 Hasil uji anova produktivitas primer fitoplankton (mg C m-3 jam-1)
secara temporal di perairan Teluk Banten..................................................... 174
52 Hasil uji anova produktivitas primer fitoplankton (mg C m-3 jam-1)
secara spasial di perairan Teluk Banten........................................................ 174
53 Nilai klorofil-a (mg chl-a m-3) dan karbon fitoplankton
(mg C m-3) di perairan Teluk Banten. ........................................................... 175
54 Hasil uji anova klorofil-a (mg chl-a m-3) di zona eufotik
perairan Teluk Banten................................................................................... 176
55 Hasil uji anova klorofil-a (mg chl-a m-3) secara temporal
di perairan Teluk Banten............................................................................... 176
56 Hasil uji anova klorofil-a (mg chl-a m-3) secara spasial
di perairan Teluk Banten............................................................................... 176
57 Hasil analisis kelimpahan fitoplankton (sel l-1) pada bulan April di zona
eufotik perairan Teluk Banten....................................................................... 177
58 Hasil analisis kelimpahan fitoplankton (sel l-1) pada bulan Mei di zona
eufotik perairan Teluk Banten....................................................................... 178
59 Hasil analisis kelimpahan fitoplankton (sel l-1) pada bulan Juni di zona
eufotik perairan Teluk Banten....................................................................... 180
60 Hasil analisis kelimpahan fitoplankton (sel l-1) pada bulan Juli di zona
eufotik perairan Teluk Banten....................................................................... 181
xxi
61 Hasil analisis kelimpahan fitoplankton (sel l-1) pada bulan Agustus
di zona eufotik perairan Teluk Banten.......................................................... 183
62 Hasil analisis kelimpahan fitoplankton (sel l-1) pada bulan September
di zona eufotik perairan Teluk Banten.......................................................... 184
63 Hasil uji anova kelimpahan fitoplankton (sel l-1) di zona eufotik
perairan Teluk Banten................................................................................... 186
64 Hasil uji anova distribusi kelimpahan fitoplankton (sel l-1)
secara temporal di perairan Teluk Banten..................................................... 186
65 Hasil uji anova kelimpahan fitoplankton (sel l-1) secara spasial
di perairan Teluk Banten............................................................................... 186
66 Hasil uji anova kelimpahan Bacillariophyceae (sel l-1) di zona eufotik
perairan Teluk Banten................................................................................... 187
67 Hasil uji anova kelimpahan Bacillariophyceae (sel l-1) secara temporal
di perairan Teluk Banten............................................................................... 187
68 Hasil uji anova kelimpahan Bacillariophyceae (sel l-1) secara spasial
di perairan Teluk Banten............................................................................... 188
69 Hasil uji anova kelimpahan Dinophyceae (sel l-1) di zona eufotik
perairan Teluk Banten................................................................................... 188
70 Hasil uji anova kelimpahan Dinophyceae (sel l-1) secara temporal
di perairan Teluk Banten............................................................................... 188
71 Hasil uji anova kelimpahan Dinophyceae (sel l-1) secara spasial
di perairan Teluk Banten............................................................................... 189
72 Hasil uji anova kelimpahan Chaetoceros spp. (sel l-1) di zona eufotik
perairan Teluk Banten................................................................................... 189
73 Hasil uji anova kelimpahan Chaetoceros spp. (sel l-1) secara temporal
di perairan Teluk Banten............................................................................... 189
74 Hasil uji anova distribusi kelimpahan Chaetoceros spp. (sel l-1)
secara spasial di perairan Teluk Banten........................................................ 190
75 Hasil uji anova kelimpahan Noctiluca spp. (sel l-1) di zona eufotik
perairan Teluk Banten................................................................................... 190
76 Hasil uji anova kelimpahan Noctiluca spp. (sel l-1) secara temporal
di perairan Teluk Banten............................................................................... 190
77 Hasil uji anova kelimpahan Noctiluca sp. (sel l-1) secara spasial
di perairan Teluk Banten............................................................................... 191
78 Laju pertumbuhan, waktu doubling dan pembelahan sel fitoplankton
(hari-1) di perairan Teluk Banten................................................................... 192
79 Hasil uji anova laju pertumbuhan fitoplankton (hari l-1) di zona eufotik
perairan Teluk Banten................................................................................... 194
80 Hasil uji anova laju pertumbuhan fitoplankton (hari l-1) secara temporal
xxii
di perairan Teluk Banten............................................................................... 194
81 Hasil uji anova laju pertumbuhan fitoplankton (hari l-1) secara spasial
di perairan Teluk Banten............................................................................... 195
82 Hasil uji anova waktu doubling fitoplankton (hari l-1) di zona eufotik
di perairan Teluk Banten............................................................................... 195
83 Hasil uji anova waktu doubling fitoplankton (hari l-1) secara temporal
di perairan Teluk Banten............................................................................... 196
84 Hasil uji anova waktu doubling fitoplankton (hari l-1) secara spasial
di perairan Teluk Banten............................................................................... 196
85 Hasil uji anova pembelahan sel fitoplankton (hari l-1) di zona eufotik
di perairan Teluk Banten............................................................................... 197
86 Hasil uji anova pembelahan sel fitoplankton (hari l-1) secara temporal
di perairan Teluk Banten............................................................................... 197
87 Hasil uji anova pembelahan sel fitoplankton (hari l-1) secara spasial
di perairan Teluk Banten............................................................................... 198
PENDAHULUAN
Latar Belakang
Pada dasarnya, dinamika pertumbuhan fitoplankton terjadi sebagai
pengaruh dari variabilitas intensitas cahaya matahari dan nutrien di perairan.
Pertumbuhan fitoplankton akan berlangsung cepat bila ditunjang oleh ketersediaan
intensitas cahaya matahari dan nutrien inorganik terlarut terutama dalam bentuk
nitrogen (N), fosfat (P) dan silika (Si) yang cukup untuk pertumbuhannya. Namun
pada kenyataannya interaksi antara kedua komponen penting ini selalu bervariasi
di zona eufotik. Hal ini tentu akan menyebabkan fitoplankton memberikan respon
yang bervariasi karena tidak semua fitoplankton dapat beradaptasi dengan level
intensitas cahaya yang tinggi maupun rendah (Jager et al. 2008). Selain itu,
diperkirakan dari 20 000 jenis fitoplankton hanya sebagian kecil yang berperan
penting dalam siklus nutrien (Falkowski dan Raven 1997), seperti N (Dore et al.
2002), P (Benitez-Nelson dan Karl 2002) dan Si (Brown et al. 2003). Sebagai
konsekuensi dari variasi level intensitas cahaya dan konsentrasi N, P dan Si
menyebabkan pertumbuhan fitoplankton di perairan alami menjadi lambat
(Ornolfsdottir et al. 2004).
Pertumbuhan fitoplankton yang lambat seperti yang telah disebutkan di
atas terutama disebabkan karena variasi intensitas cahaya dan konsentrasi N, P
dan Si tidak cukup untuk menunjang pertumbuhan fitoplankton. Kondisi seperti
ini biasanya
terjadi pada salah satu bagian perairan dan tidak mencakup
keseluruhan perairan. Hal ini disebabkan karena setiap bagian perairan memiliki
karakteristik dengan level intensitas cahaya dan konsentrasi N, P dan Si yang
berbeda antara satu dengan lainnya dan umumnya ditentukan oleh kedalaman
kolom air (Birrien et al. 1991) dan intensitas percampuran atau mixing (Huismann
1999). Pada perairan pantai yang dangkal dan keruh intensitas percampuran lebih
kuat sehingga intensitas cahaya rendah dan konsentrasi N, P dan Si tinggi serta
distribusinya homogen di kolom air. Sedangkan pada perairan dalam yang jernih
intensitas percampuran rendah sehingga level cahaya tinggi dan konsentrasi N, P
dan Si rendah dan biasanya terjadi stratifikasi kolom air. Kemampuan fitoplankton
2
untuk tumbuh pada dua kondisi yang berbeda ini sangat ditentukan oleh
kemampuannya untuk beradaptasi dengan kondisi cahaya yang bervariasi serta
memanfaatka