Keanekaragaman Fitolankton Di Perairan Danau Toba Desa Silalahi Kabupaten Dairi
4
BAB 2
TINJAUAN PUSTAKA
2.1. Ekosistem Danau Toba
Danau Toba merupakan danau vulkanik dengan panjang sekitar 100 km dan lebar
30cm km yang terletak pada beberapa kabupaten dalam Propinsi Sumatera Utara.
Pada pemekaran wilayah kabupaten beberapa tahun lalu, Pulau Samosir dan
perairan Danau Toba di sekitarnya adalah termasuk dalam Kabupaten Samosir
yang beribukota di Pangururan. Pulau Samosir, sebagai pulau vulkanik demikian
juga dataran tinggi lainnya yang mengelilingi Danau Toba merupakan daerah
perbukitan yang terjal. Pembentukan Danau Toba diperkirakan terjadi saat
ledakan vulkanis sekitar 73.000 – 75.000 tahun yang lalu dan merupakan letusan
supervulkano (gunung berapi super) yang paling baru (Sagala, 2012)
Penting ditinjau dari fungsi ekologi serta fungsi ekonomis. Pemanfaatan
danau memberikan dampak terhadap penurunan kualitas air akibat berbagai
aktivitas masyarakat di Danau Toba. Danau Toba juga digunakan sebagai tempat
membuang berbagai jenis limbah yang dihasilkan dari kegiatan pertanian di
sekitar Danau Toba. Limbah domestik dari pemukiman dan perhotelan, limbah
nutrisi dari sisa pakan ikan yang tidak habis dikonsumsi oleh ikan yang
dibudidayakan dalam keramba jaring apung, limbah pariwisata dan limbah
transportasi air. Dari berbagai penelitian di Danau Toba memberikan indikasi
telah terjadi penurunan kualitas air dilokasi-lokasi yang terkena dampak kegiatan
masyarakat (Barus, 2001).
Banyaknya aktivitas yang terjadi di sekitar dan dalam badan air wilayah
danau termasuk banyaknya transportasi motor air dan kapal-kapal penumpang
yang beroperasi di wilayah perairan danau, maka tentu kualitas badan air danau
akan mengalami perubahan dengan beban introduksi segala material dan energi
yang diterima oleh lingkungan perairan Danau Toba tersebut. Dengan berbagai
kegiatan yang terjadi di sekitar dan dalam wilayah Danau Toba, maka perairan
danau akan menerima suatu dampak lingkungan yang mempengaruhi kehidupan
manusia di sekitarnya dan kehidupan organisme akuatik yang ada dalam badan air
5
danau. Kehidupan akuatik yang dipengaruhi adalah demikian komplek yaitu
terhadap rantai makanan (food chain) dan jaring makanan (foodweb) dalam
ekosistem perairan. Komunitas biotik yang cukup peka oleh pengaruh gangguangangguan terhadap kualiatas air antara lain plankton (Sagala, 2012).
2.2. Fitoplankton
Fitoplankton adalah sebuah kata yang berasal dari bahasa Yunani yang artinya
mengembara kemudian fitoplankton dipergunakan untuk mendefinisikan semua
organisme air yang geraknya lebih dipengaruhi oleh pergerakan air daripada
kemampuan berenangnya, kemampuan berenang organisme planktonik demikian
lemah sehingga pergerakannya sangat dipengaruhi oleh pergerakan air
fitoplankton yang bersifat toleran akan mengalami peningkatan (blooming)
dikarenakan
sifatnya,
baik
secara anatomis
maupun
fisiologis
mampu
mentoleransi bahan pencemar yang masuk ke habitatnya (Afihandarin, 2011).
fitoplankton merupakan kumpulan organisme baik hewan maupun
tumbuhan berukuran mikroskopis yang tidak mempunyai kemampuan untuk
menahan diri terhadap aliran arus air. Fitoplankton dapat dibagi menjadi 2
golongan yaitu fitoplankton dan zooplankton. Fitoplankton adalah plankton yang
berasal dari golongan tumbuhan sedangkan zooplankton adalah plankton yang
berasal dari golongan hewan, sedangkan berdasarkan daur hidupnya dibagi 2
kelompok yaitu holoplankton yaitu organisme akuatik yang seluruh daur hidupnya
bersifat planktonik dan meroplankton yaitu organisme akuatik yang sebagian dari
daur hidupnya bersifat planktonik, yang termasuk meroplankton adalah larva
hewan laut yang pada saat dewasa menjadi benthos atau nekton, sedangkan
pembagian plankton berdasarkan ukurannya dibagi menjadi 6 kelompok yaitu :
a. Megaplankton, yaitu plankton yang berukuran 10 mm.
b. Makroplankton, yaitu plankton yang berukuran antara 1 mm-10 mm.
c. Mesoplankton, yaitu plankton yang berukuran antara 0,5 mm-1 mm.
d. Mikroplankton, yaitu plankton yang berukuran 60 μm-0,5 mm.
e. Nanoplankton. yaitu plankton yang berukuran 5 μm- 60 μm.
f. Ultraplankton, yaitu plankton yang berukuran kurang dari 5 μm (Faiqoh, 2009).
6
Fitoplankton adalah mikroorganisme yang ditemui hidup melayang dan
hidup bebas di perairan dengan kemampuan pergerakan yang rendah. Organisme
ini merupakan salah satu parameter biologi yang memberikan informasi mengenai
kondisi perairan baik kualitas perairan maupun tingkat kesuburannya. Plankton
terdiri atas fitoplankton dan zooplankton. Zooplankton merupakan plankton
kelompok fauna yang umumnya mampu bergerak aktif sedangkan fitoplankton
adalah kelompok flora yang mampu berfotosintesis karena sel tubuhnya
mengandung klorofil. Fitoplankton berperan penting di perairan yaitu sebagai
pemasok oksigen. Selain dari tumbuhan air dan atmosfir, sumber oksigen terbesar
(90 – 95%) di perairan adalah dari hasil fotosintesis fitoplankton ( Astuti, 2009).
Fitoplakton sebagai produsen anorganik primer menduduki tempat utama
dalam pembentukan makanan di perairan, maka informasi tentang kepadatan
fitoplankton dapat dijadikan indikator kesuburan suatu perairan maupun
hubungannya dengan fosfat dan nitrat sebagai pendukung kehidupan fitoplankton
penting untuk diteliti dan diketahui (Rahman, 2008).
2.5. Faktor Fisik Kimia Air
2.5.1. Suhu
Perubahan suhu akan mengubah pola sirkulasi, stratifikasi dari gas terlarut
sehingga akan memengaruhi kehidupan organisme air. Naiknya suhu perairan dari
yang biasa, karena pembuangan sisa pabrik, misalnya, dapat menyebabkan
organisme
aquatik
terganggu,
sehingga
dapat
mengakibatkan
struktur
komunitasnya berubah (Suin, 2002).
2.5.2. pH
Kondisi perairan yang bersifat sangat asam maupun sangat basa akan
membahayakan kelangsungan hidup organisme karena akan menyebabkan
terjadinya gangguan metabolisme dan respirasi. Disamping itu pH yang sangat
rendah akan menyebabkan mobilitas berbagai senyawa logam berat terutama ion
aluminium yang bersifat toksik. Nilai pH suatu ekosistem air dapat berfluktuasi
terutama dipengaruhi oleh aktivitas fotosintesis (Barus, 2004).
7
2.5.3. Penetrasi Cahaya
Zat terlarut dalam air sering mempengaruhi penetrasi cahaya matahari,
yang berakibat penetrasi terbatas akan membatasi organisme air untuk
berfotosintesis. Dengan terbatasnya fotosintesis akan menyebabkan kandungan
oksigen terlarut rendah. Tetapi jika kekeruhan disebabkan oleh organisme hidup
(plankton atau jenis alga tertentu) dapat dipakai sebagai indikasi produktivitas
perairan tersebut cukup tinggi (Haryanto, 2008)
Penetrasi cahaya dapat terhalang oleh turbiditas air yang disebabkan
melimpahnya populasi fitoplankton dan partikel-partikel padatan terlarut. Apabila
penetrasi cahaya tidak dapat mencapai dasar kolam atau tambak, akan
menghambat tumbuhnya algae berfilamen dan tumbuhan air pengganggu pada
pada dasar kolam. Sampai batas tertentu melimpahnya fitoplankton tertentu sangat
menguntungkan karena kebutuhan pakan alami tercukupi. Jika perairan benarbenar bersih sering pula menjadi indikasi bahwa lingkungan kolam tersebut
miskin fitoplankton sehingga perlu dilakukan pemupukan (Irianto et al., 2005).
2.5.4. Kandungan N dan P
Unsur hara (nutrien) adalah semua unsur dan senyawa yang dibutuhkan oleh
organisme produsen (fitoplankton) dan berada dalam bentuk material anorganik.
Elemen-elemen nutrien (unsur hara) yang utama dibutuhkan dalam jumlah besar
adalah karbon, nitrogen, fosfor, oksigen, silikon, magnesium, potassium, dan
kalsium. Sedangkan elemen nutrien yang dibutuhkan dalam jumlah yang sangat
sedikit adalah vanadium. Diantara unsur hara tersebut, keberadaan nitrogen dan
fosfor merupakan nutrien yang sangat penting dalam mendukung kehidupan
organisme suatu perairan seperti fitoplankton, sehingga keberadaanya sering
menjadi faktor pembatas dan akan menjadi penentu terjadinya blooming apabila
konsentrasinya dalam air berlebihan. Fitoplankton dapat menghasilkan energi dan
molekul-molekul yang kompleks jika di dalam air tersedia nutrien dengan jumlah
yang cukup, terutama nutrien dari senyawa nitrat dan fosfat (Nybakken, 1992).
Fosfor dan nitrogen sangat berperan dalam proses terjadinya eutrofikasi di
suatu ekosistem air. Seperti diketahui bahwa fitoplankton dan tumbuhan air
lainnya membutuhkan nitrogen dan fosfor sebagai sumber nutrisi utama bagi
8
pertumbuhannya. Nitrat merupakan zat nutrisi yang dibutuhkan oleh tumbuhan
untuk dapat tumbuh dan berkembang, sementara nilai nitrit merupakan senyawa
toksik yang dapat mematikan organisma air. Dengan demikian maka peningkatan
unsur fosfor dalam air akan dapat meningkatkan populasi algae secara massal
yang dapat menimbulkan eutrofikasi dalam ekosistem air (Barus, 2004).
2.5.5. Kekeruhan / Turbiditas
Zat terlarut dalam air sering memengaruhi penetrasi cahaya matahari, yang
berakibat penetrasi terbatas akan membatasi organisme air untuk berfotosintesis.
Dengan terbatasnya fotosintesis akan menyebabkan kandungan oksigen terlarut
rendah. Tetapi jika kekeruhan disebabkan oleh organisme hidup (plankton atau
jenis alga tertentu) dapat dipakai sebagai indikasi produktivitas perairan tersebut
cukup tinggi (Haryanto et al., 2008).
2.5.6. Oksigen Terlarut (Disolved Oxygen)
Sumber oksigen terlarut dalam air adalah udara melalui difusi dan agitasi
air, fotosintesis dari makhluk hidup yang terdapat dalam air tersebut (Haryanto,
2008). Oksigen terlarut merupakan suatu faktor yang sangat penting di dalam
ekosistem air, terutama sekali dibutuhkan untukproses respirasi bagi sebagian
besar organisme air (Barus, 2004).
2.5.7. BOD (Biochemical Oxygen Demand)
Nilai BOD menyatakan jumlah oksigen yang dibutuhkan mikroorganisme
aerobi dalam proses penguraian senyawa organik, yang diukur pada temperatur
20 º C (Forstner, 1990 dalam Barus, 2004). Pengukuran BOD didasarkan pada
kemampuan mikroorganisme untuk menguraikan senyawa organik, artinya hanya
terdapat senyawa yang mudah diuraikan secara biologis seperti senyawa yang
umumnya terdapat dalam limbah rumah tangga (Barus, 2004).
BAB 2
TINJAUAN PUSTAKA
2.1. Ekosistem Danau Toba
Danau Toba merupakan danau vulkanik dengan panjang sekitar 100 km dan lebar
30cm km yang terletak pada beberapa kabupaten dalam Propinsi Sumatera Utara.
Pada pemekaran wilayah kabupaten beberapa tahun lalu, Pulau Samosir dan
perairan Danau Toba di sekitarnya adalah termasuk dalam Kabupaten Samosir
yang beribukota di Pangururan. Pulau Samosir, sebagai pulau vulkanik demikian
juga dataran tinggi lainnya yang mengelilingi Danau Toba merupakan daerah
perbukitan yang terjal. Pembentukan Danau Toba diperkirakan terjadi saat
ledakan vulkanis sekitar 73.000 – 75.000 tahun yang lalu dan merupakan letusan
supervulkano (gunung berapi super) yang paling baru (Sagala, 2012)
Penting ditinjau dari fungsi ekologi serta fungsi ekonomis. Pemanfaatan
danau memberikan dampak terhadap penurunan kualitas air akibat berbagai
aktivitas masyarakat di Danau Toba. Danau Toba juga digunakan sebagai tempat
membuang berbagai jenis limbah yang dihasilkan dari kegiatan pertanian di
sekitar Danau Toba. Limbah domestik dari pemukiman dan perhotelan, limbah
nutrisi dari sisa pakan ikan yang tidak habis dikonsumsi oleh ikan yang
dibudidayakan dalam keramba jaring apung, limbah pariwisata dan limbah
transportasi air. Dari berbagai penelitian di Danau Toba memberikan indikasi
telah terjadi penurunan kualitas air dilokasi-lokasi yang terkena dampak kegiatan
masyarakat (Barus, 2001).
Banyaknya aktivitas yang terjadi di sekitar dan dalam badan air wilayah
danau termasuk banyaknya transportasi motor air dan kapal-kapal penumpang
yang beroperasi di wilayah perairan danau, maka tentu kualitas badan air danau
akan mengalami perubahan dengan beban introduksi segala material dan energi
yang diterima oleh lingkungan perairan Danau Toba tersebut. Dengan berbagai
kegiatan yang terjadi di sekitar dan dalam wilayah Danau Toba, maka perairan
danau akan menerima suatu dampak lingkungan yang mempengaruhi kehidupan
manusia di sekitarnya dan kehidupan organisme akuatik yang ada dalam badan air
5
danau. Kehidupan akuatik yang dipengaruhi adalah demikian komplek yaitu
terhadap rantai makanan (food chain) dan jaring makanan (foodweb) dalam
ekosistem perairan. Komunitas biotik yang cukup peka oleh pengaruh gangguangangguan terhadap kualiatas air antara lain plankton (Sagala, 2012).
2.2. Fitoplankton
Fitoplankton adalah sebuah kata yang berasal dari bahasa Yunani yang artinya
mengembara kemudian fitoplankton dipergunakan untuk mendefinisikan semua
organisme air yang geraknya lebih dipengaruhi oleh pergerakan air daripada
kemampuan berenangnya, kemampuan berenang organisme planktonik demikian
lemah sehingga pergerakannya sangat dipengaruhi oleh pergerakan air
fitoplankton yang bersifat toleran akan mengalami peningkatan (blooming)
dikarenakan
sifatnya,
baik
secara anatomis
maupun
fisiologis
mampu
mentoleransi bahan pencemar yang masuk ke habitatnya (Afihandarin, 2011).
fitoplankton merupakan kumpulan organisme baik hewan maupun
tumbuhan berukuran mikroskopis yang tidak mempunyai kemampuan untuk
menahan diri terhadap aliran arus air. Fitoplankton dapat dibagi menjadi 2
golongan yaitu fitoplankton dan zooplankton. Fitoplankton adalah plankton yang
berasal dari golongan tumbuhan sedangkan zooplankton adalah plankton yang
berasal dari golongan hewan, sedangkan berdasarkan daur hidupnya dibagi 2
kelompok yaitu holoplankton yaitu organisme akuatik yang seluruh daur hidupnya
bersifat planktonik dan meroplankton yaitu organisme akuatik yang sebagian dari
daur hidupnya bersifat planktonik, yang termasuk meroplankton adalah larva
hewan laut yang pada saat dewasa menjadi benthos atau nekton, sedangkan
pembagian plankton berdasarkan ukurannya dibagi menjadi 6 kelompok yaitu :
a. Megaplankton, yaitu plankton yang berukuran 10 mm.
b. Makroplankton, yaitu plankton yang berukuran antara 1 mm-10 mm.
c. Mesoplankton, yaitu plankton yang berukuran antara 0,5 mm-1 mm.
d. Mikroplankton, yaitu plankton yang berukuran 60 μm-0,5 mm.
e. Nanoplankton. yaitu plankton yang berukuran 5 μm- 60 μm.
f. Ultraplankton, yaitu plankton yang berukuran kurang dari 5 μm (Faiqoh, 2009).
6
Fitoplankton adalah mikroorganisme yang ditemui hidup melayang dan
hidup bebas di perairan dengan kemampuan pergerakan yang rendah. Organisme
ini merupakan salah satu parameter biologi yang memberikan informasi mengenai
kondisi perairan baik kualitas perairan maupun tingkat kesuburannya. Plankton
terdiri atas fitoplankton dan zooplankton. Zooplankton merupakan plankton
kelompok fauna yang umumnya mampu bergerak aktif sedangkan fitoplankton
adalah kelompok flora yang mampu berfotosintesis karena sel tubuhnya
mengandung klorofil. Fitoplankton berperan penting di perairan yaitu sebagai
pemasok oksigen. Selain dari tumbuhan air dan atmosfir, sumber oksigen terbesar
(90 – 95%) di perairan adalah dari hasil fotosintesis fitoplankton ( Astuti, 2009).
Fitoplakton sebagai produsen anorganik primer menduduki tempat utama
dalam pembentukan makanan di perairan, maka informasi tentang kepadatan
fitoplankton dapat dijadikan indikator kesuburan suatu perairan maupun
hubungannya dengan fosfat dan nitrat sebagai pendukung kehidupan fitoplankton
penting untuk diteliti dan diketahui (Rahman, 2008).
2.5. Faktor Fisik Kimia Air
2.5.1. Suhu
Perubahan suhu akan mengubah pola sirkulasi, stratifikasi dari gas terlarut
sehingga akan memengaruhi kehidupan organisme air. Naiknya suhu perairan dari
yang biasa, karena pembuangan sisa pabrik, misalnya, dapat menyebabkan
organisme
aquatik
terganggu,
sehingga
dapat
mengakibatkan
struktur
komunitasnya berubah (Suin, 2002).
2.5.2. pH
Kondisi perairan yang bersifat sangat asam maupun sangat basa akan
membahayakan kelangsungan hidup organisme karena akan menyebabkan
terjadinya gangguan metabolisme dan respirasi. Disamping itu pH yang sangat
rendah akan menyebabkan mobilitas berbagai senyawa logam berat terutama ion
aluminium yang bersifat toksik. Nilai pH suatu ekosistem air dapat berfluktuasi
terutama dipengaruhi oleh aktivitas fotosintesis (Barus, 2004).
7
2.5.3. Penetrasi Cahaya
Zat terlarut dalam air sering mempengaruhi penetrasi cahaya matahari,
yang berakibat penetrasi terbatas akan membatasi organisme air untuk
berfotosintesis. Dengan terbatasnya fotosintesis akan menyebabkan kandungan
oksigen terlarut rendah. Tetapi jika kekeruhan disebabkan oleh organisme hidup
(plankton atau jenis alga tertentu) dapat dipakai sebagai indikasi produktivitas
perairan tersebut cukup tinggi (Haryanto, 2008)
Penetrasi cahaya dapat terhalang oleh turbiditas air yang disebabkan
melimpahnya populasi fitoplankton dan partikel-partikel padatan terlarut. Apabila
penetrasi cahaya tidak dapat mencapai dasar kolam atau tambak, akan
menghambat tumbuhnya algae berfilamen dan tumbuhan air pengganggu pada
pada dasar kolam. Sampai batas tertentu melimpahnya fitoplankton tertentu sangat
menguntungkan karena kebutuhan pakan alami tercukupi. Jika perairan benarbenar bersih sering pula menjadi indikasi bahwa lingkungan kolam tersebut
miskin fitoplankton sehingga perlu dilakukan pemupukan (Irianto et al., 2005).
2.5.4. Kandungan N dan P
Unsur hara (nutrien) adalah semua unsur dan senyawa yang dibutuhkan oleh
organisme produsen (fitoplankton) dan berada dalam bentuk material anorganik.
Elemen-elemen nutrien (unsur hara) yang utama dibutuhkan dalam jumlah besar
adalah karbon, nitrogen, fosfor, oksigen, silikon, magnesium, potassium, dan
kalsium. Sedangkan elemen nutrien yang dibutuhkan dalam jumlah yang sangat
sedikit adalah vanadium. Diantara unsur hara tersebut, keberadaan nitrogen dan
fosfor merupakan nutrien yang sangat penting dalam mendukung kehidupan
organisme suatu perairan seperti fitoplankton, sehingga keberadaanya sering
menjadi faktor pembatas dan akan menjadi penentu terjadinya blooming apabila
konsentrasinya dalam air berlebihan. Fitoplankton dapat menghasilkan energi dan
molekul-molekul yang kompleks jika di dalam air tersedia nutrien dengan jumlah
yang cukup, terutama nutrien dari senyawa nitrat dan fosfat (Nybakken, 1992).
Fosfor dan nitrogen sangat berperan dalam proses terjadinya eutrofikasi di
suatu ekosistem air. Seperti diketahui bahwa fitoplankton dan tumbuhan air
lainnya membutuhkan nitrogen dan fosfor sebagai sumber nutrisi utama bagi
8
pertumbuhannya. Nitrat merupakan zat nutrisi yang dibutuhkan oleh tumbuhan
untuk dapat tumbuh dan berkembang, sementara nilai nitrit merupakan senyawa
toksik yang dapat mematikan organisma air. Dengan demikian maka peningkatan
unsur fosfor dalam air akan dapat meningkatkan populasi algae secara massal
yang dapat menimbulkan eutrofikasi dalam ekosistem air (Barus, 2004).
2.5.5. Kekeruhan / Turbiditas
Zat terlarut dalam air sering memengaruhi penetrasi cahaya matahari, yang
berakibat penetrasi terbatas akan membatasi organisme air untuk berfotosintesis.
Dengan terbatasnya fotosintesis akan menyebabkan kandungan oksigen terlarut
rendah. Tetapi jika kekeruhan disebabkan oleh organisme hidup (plankton atau
jenis alga tertentu) dapat dipakai sebagai indikasi produktivitas perairan tersebut
cukup tinggi (Haryanto et al., 2008).
2.5.6. Oksigen Terlarut (Disolved Oxygen)
Sumber oksigen terlarut dalam air adalah udara melalui difusi dan agitasi
air, fotosintesis dari makhluk hidup yang terdapat dalam air tersebut (Haryanto,
2008). Oksigen terlarut merupakan suatu faktor yang sangat penting di dalam
ekosistem air, terutama sekali dibutuhkan untukproses respirasi bagi sebagian
besar organisme air (Barus, 2004).
2.5.7. BOD (Biochemical Oxygen Demand)
Nilai BOD menyatakan jumlah oksigen yang dibutuhkan mikroorganisme
aerobi dalam proses penguraian senyawa organik, yang diukur pada temperatur
20 º C (Forstner, 1990 dalam Barus, 2004). Pengukuran BOD didasarkan pada
kemampuan mikroorganisme untuk menguraikan senyawa organik, artinya hanya
terdapat senyawa yang mudah diuraikan secara biologis seperti senyawa yang
umumnya terdapat dalam limbah rumah tangga (Barus, 2004).