PRODUKTIVITAS PRIMER DAN STRUKTUR KOMUNITAS PERIFITON PADA BERBAGAI SUBSTRAT BUATAN DI SUNGAI KROMONG PACET MOJOKERTO SKRIPSI

Sebagai Salah Satu Syarat untuk Memperoleh Gelar Sarjana Sains Bidang Biologi

Pada Fakultas Sains dan Teknologi Universitas Airlangga

Disetujui oleh: Pembimbing I, Pembimbing II,

Dr. Sucipto Hariyanto, DEA Drs. Noer Moehammadi, M.Kes NIP. 19560902 198601 1 002 NIP. 19510331 198503 1 001 ii iii

LEMBAR PENGESAHAN NASKAH SKRIPSI

Judul : Produktivitas Primer dan Struktur Komunitas Perifiton pada Berbagai Substrat Buatan di Sungai Kromong Pacet Mojokerto

Penyusun : Imas Masitho NIM : 080810125 Tanggal Ujian : 13 Agustus 2012

Disetujui oleh: Pembimbing I,

Dr. Sucipto Hariyanto, DEA NIP. 19560902 198601 1 002

Pembimbing II, Drs. Noer Moehammadi, M.Kes

NIP. 19510331 198503 1 001 Mengetahui:

Ketua Departemen Biologi Fakultas Sains dan Teknologi

Universitas Airlangga Dr. Alfiah Hayati

NIP. 19640418 198810 2 001

PEDOMAN PENGGUNAAN SKRIPSI

Skripsi ini tidak dipublikasikan, namun tersedia di perpustakaan dalam lingkungan Universitas Airlangga, diperkenankan untuk dipakai sebagai referensi kepustakaan, tetapi pengutipan harus seijin penyusun dan harus menyebutkan sumbernya sesuai kebiasaan ilmiah. Dokumen skripsi ini merupakan hak milik Universitas Airlangga. iv

KATA PENGANTAR

Rasa syukur yang teramat dalam penyusun sampaikan kehadirat Tuhan Yang Maha Esa, karena berkat rahmatNya skripsi yang berjudul “Produktivitas

Primer dan Struktur Komunitas Perifiton pada Berbagai Substrat Buatan di Sungai Kromong Pacet Mojokerto” ini dengan keterbatasan waktu,

pengetahuan, tenaga, dan informasi yang dimiliki penyusun dapat diselesaikan sesuai dengan waktu yang ditentukan.

Skripsi ini dibuat sebagai salah satu prasyarat untuk memperoleh gelar Sarjana Strata (S1) pada Jurusan Biologi Departemen Biologi Fakultas Sains dan Teknologi Universitas Airlangga. Dalam penyusunan skripsi ini, penyusun menyadari sepenuhnya bahwa masih banyak terdapat kekurangan. Oleh karena itu kritik dan saran yang membangun dari semua pihak sangat penyusun harapkan untuk menuju perbaikan dan penyempurnaan di masa mendatang.

Semoga skripsi yang telah disusun ini dapat memberikan tambahan informasi pada masyarakat dan bermanfaat terhadap perkembangan ilmu pengetahuan.

Surabaya, Agustus 2012 Penyusun, Imas Masitho v

UCAPAN TERIMA KASIH

Alhamdulillah, puji syukur kehadirat Allah S.W.T yang telah memberikan ni’mat yang berlimpah dalam kehidupan ini. Sholawat dan salam semoga selalu tercurahkan kepada Nabi Muhammad S.A.W. Keberhasilan penyusunan skripsi ini tentunya tidak lepas dari segenap motivasi, bantuan, bimbingan, kesabaran, dan do’a dari berbagai pihak. Oleh karena itu, dengan segala kerendahan hati, ucapan terima kasih yang tak terhingga wajib saya berikan kepada:

1. Direktorat Pendidikan Diniyah dan Pondok Pesantren Kementrian Agama RI yang dengan keikhlasan dan kebijaksanaannya memberikan segenap dukungan moril dan materiil untuk kelancaran studi penyusun.

2. Dr. Alfiah Hayati, selaku Ketua Departemen Biologi Fakultas Sains dan Teknologi Universitas Airlangga dan penanggung jawab skripsi yang selalu memberi motivasi, masukan dan mengingatkan untuk segera memperoleh gelar sarjana tepat waktu.

3. Dr. Sucipto Hariyanto, DEA., selaku pembimbing I/penguji I yang telah bersedia meluangkan waktu disela kesibukan untuk memberikan ilmu, arahan, bimbingan, dan dorongan psikologis untuk kelancaran dalam penyelesaian skripsi ini.

4. Drs. Noer Moehammadi, M.Kes., selaku pembimbing II/penguji II yang telah memberikan ilmu, bimbingan, saran, dan koreksi kepada penyusun selama penyusunan skripsi.

5. Drs. Trisnadi W.L.C.P, M.Si., selaku penguji III yang telah memberikan kritik dan saran untuk kesempurnaan penulisan skripsi.

6. Drs. H. Saikhu Akhmad Husen M.Kes., selaku penguji IV yang telah memberikan koreksi untuk kesempurnaan penulisan skripsi.

7. Orang tua saya yang terkasih Ayahanda Kasno Hadi dan Ibunda Maslahah, serta Adik-adikku tercinta Nanik, Laili, Dinda yang selalu memberikan kasih sayang, do’a, perhatian, hiburan, semangat, dan bantuan untuk kesuksesan penyusun.

8. Teman-teman seperjuangan yaitu Melia, Risa, Firdaus, Hendika, Nimas, Hesti, Mirfat, Phontas, Ichsan, Astra, Hening, Fita, Jauhar, Liza yang telah berjuang bersama dan berbagi motivasi, informasi, tenaga, usaha, dan waktu selama penyelesaian penelitian skripsi. Tidak lupa pula ucapan terima kasih yang tulus kepada sahabatku Wahyu Widowati, Agus, dan Mawan yang telah membantu dan menemani dalam pengambilan sampel selama penelitian.

9. Teman-teman angkatan 2008 yang telah memberikan motivasi, inspirasi, dan semangat untuk menggapai kelulusan.

10. Mas Yanto, Mas Eko, Pak Warni, Bu Ambar, Mbak Ari, Mbak Yatmina, dan Mas Catur yang telah membantu penyusun untuk melengkapi kebutuhan penelitian seperti peminjaman alat, pemakaian laboratorium, pembelian bahan, dan kelengkapan surat perizinan selama proses penelitian skripsi berlangsung.

11. Semua pihak yang telah terlibat secara langsung maupun tidak langsung, yang tidak bisa penyusun sebutkan satu persatu. vi

Masitho, I., 2012. Produktivitas Primer dan Struktur Komunitas Perifiton pada Berbagai Substrat Buatan di Sungai Kromong Pacet Mojokerto. Skripsi ini di bawah bimbingan Dr. Sucipto Hariyanto, DEA. dan Drs. Noer Moehammadi, M.Kes., Departemen Biologi, Fakultas Sains dan Teknologi, Universitas Airlangga. ABSTRAK

Penelitian ini bertujuan untuk mengetahui nilai produktivitas primer perifiton berdasarkan klorofil-a dan struktur komunitas perifiton dalam berbagai substrat buatan di Sungai Kromong Pacet Mojokerto. Pengambilan sampel dilakukan pada musim hujan di satu stasiun selama 60 hari dalam 6 kali periode pengamatan. Sampel diambil dengan menyikat substrat buatan yang tertanam di stasiun penelitian. Data yang diperoleh dibagi dua perlakuan yaitu diukur absorbansinya dengan spektrofotometer dan dihitung individu yang ditemukan dengan mikroskop cahaya. Data selanjutnya dianalisis, untuk produktivitas primer menggunakan rumus produktivitas primer berdasarkan klorofil-a menurut Riyono (2006) dan untuk struktur komunitas menggunakan indeks keanekaragaman, indeks keseragaman, dan indeks dominansi spesies. Hasil perhitungan produktivitas primer perifiton pada substrat kaca berkisar antara 120,4 mg

3 C/m /hari sampai 722,4 mg C/m /hari pada substrat semen kasar 361,1 mg

3 C/m /hari sampai 963,1 mg C/m /hari dan pada substrat semen berkerikil 722,4

mg C/m /hari sampai 1444,7 mg C/m /hari. Produktivitas primer tertinggi berada pada substrat semen berkerikil, meskipun pada hari ke-40 dan ke-60 mengalami penurunan di ketiga substrat dikarenakan banjir. Hasil perhitungan indeks keanekaragaman, indeks keseragaman, dan indeks dominansi masing-masing berkisar antara 1,5-1,75, 0,56-0,73, dan 0,21-0,24. Dari hasil kisaran tersebut menggambarkan struktur komunitas pada substrat buatan yang ditanam di perairan Sungai Kromong Pacet Mojokerto tidak stabil. Karena tingkat keanekaragaman jenis yang didapat rendah, tingkat keseragaman sedang, dan tidak ada dominansi spesies tertentu. Hal ini terjadi karena kondisi lingkungan dan cuaca pada saat penelitian yang tidak medukung seperti banjir yang menghanyutkan substrat buatan, sehingga tidak semua sampel perifiton dapat teramati. Meskipun demikian kriteria kualitas perairan Sungai Kromong tergolong perairan yang sedang sampai baik.

Kata kunci: Produktivitas Perifiton, Struktur Komunitas, Substrat Buatan

vii

Masitho, I., 2012. Primary Productivity and Community Structure of Periphyton on Various of Artificial Substrates in Kromong River Pacet Mojokerto., This thesis was supervised by Dr. Sucipto Hariyanto, DEA. and Drs. Noer Moehammadi, M. Kes., Department of Biology, Faculty of Science and Technology, University of Airlangga.

ABSTRACT This research aims at investigating the value of periphyton primary productivity based on chlorophyll-a and periphyton community structure in a variety of artificial substrates in Kromong River, Pacet, Mojokerto. Sampling was conducted during the rainy season in one station for 60 days within 6 times period of observation. Samples were obtained by brushing the artificial substrates which were embedded in the research station. The data obtained were divided into two treatments. First the data’s absorbance was measured with a spectrophotometer. Second, individual found by the means of light microscope was counted. Then, the data were analyzed by using the formula for primary productivity based on chlorophyll-a according Riyono (2006) and by using diversity index, uniformity index, and species dominance index for community structure. The primary

3 productivity of periphyton in glass substrates ranged between 120,4 mg C/m /days

3 and 722,4 mg C/m /days, in the rough cement substrates in between 361,1 mg

3 C/m /days and 963,1 mg C/m /days, and the gravel cement substrates in between

3 722,4 mg C/m /days and 1444,7 mg C/m /days. The highest primary productivity occurred in gravel cement substrates. However, the decline occurred in the three th th artificial substrates due to flood on the 40 and 60 day of observation. The diversity index, uniformity index, and dominance index of each data ranged from 1,5-1,75, 0,56-0,73, and 0,21-0,24. Those range of values illustrated the community structure on artificial substrates which were grown in Kromong River, was unstable. It occurred due to the low level of species diversity, the moderate level of uniformity, and no dominance in particular species. Also, it happened because of the bad environment and weather condition at the time of the research observed, for instance: flood that washed away the artificial substrates so that not all periphyton samples could be observed. Nevertheless, Kromong River water quality criteria could be classified from moderate to good condition.

Key words: Artificial Substrate, Community Structure, Periphyton Productivity

viii

DAFTAR ISI Halaman

LEMBAR JUDUL …………………………………………………………. i LEMBAR PERNYATAAN ……………………………………………….. ii LEMBAR PENGESAHAN ………………………………………………... iii LEMBAR PEDOMAN PENGGUNAAN SKRIPSI ……………………… iv KATA PENGANTAR …………………………………………………….. v UCAPAN TERIMA KASIH ………………………………………………… vi ABSTRAK …………………………………………………………………. vii ABSTRACT ……………………………………………………………….... viii DAFTAR ISI ………………………………………………………………. ix DAFTAR TABEL ………………………………………………………….. xi DAFTAR GAMBAR ……………………………………………………… xii DAFTAR LAMPIRAN ……………………………………………………. xiii BAB I PENDAHULUAN …………………………………………………..

1 1.1 Latar Belakang Permasalahan …………………………………………..

1.2 Rumusan Masalah ………………………………………………………

1.3 Asumsi Penelitian ………………………………………………………

4 1.4 Hipotesis ………………………………………………………………...

4 1.4.1 Hipotesis penelitian ………………….…………………………..

4 1.4.2 Hipotesis statistik …..…………………………………………….

5 1.5 Tujuan penelitian ……………………………………………………….

1.6 Manfaat penelitian ………………………………………………………

5 BAB II TINJAUAN PUSTAKA …………………………………………..

2.1 Tinjauan tentang Sungai …………………………………………………

6 2.1.1 Pengertian sungai dan peran sungai ……….……………………..

6 2.1.2 Tinjauan tentang Sungai Kromong ………………………...……..

7 2.2 Tinjauan tentang Perifiton ……………………………………………...

8 2.2.1 Definisi perifiton ………………………………………….……...

8 2.3 Tinjauan tentang Produktivitas Primer ………………………………….

9 2.4 Tinjauan tentang Struktur Komunitas Perifiton ……………….………..

2.5 Tinjauan tentang Substrat ………………………………………………

13 BAB III METODE PENELITIAN ………………………………………..

15 3.1 Tempat dan Waktu Penelitian …………………………………………..

3.2 Bahan dan Alat Penelitian ………………………………………………

15 3.2.1 Bahan penelitian ………………………..………………………..

15 3.2.2 Alat penelitian ……………………………………………………..

15 3.3 Prosedur Penelitian ……………………………………………………..

3.3.1 Rancangan penelitian ……………………………….……………

3.3.2 Variabel penelitian ………………………………………………

17 3.3.3 Cara kerja ……………………………….………………………..

3.4 Parameter Fisika-Kimia …………………………………………………

19 ix

x 3.5 Analisis Data ………………………..…………………………………….

20 3.5.1 Penentuan produktivitas primer …………………………………..

20 3.5.2 Analisis struktur komunitas ……………………………………….

3.5.3 Pengujian hipotesis ………………………………………………

24 BAB IV HASIL DAN PEMBAHASAN …………………………………….

25 4.1 Produktivitas Primer Berdasarkan Klorofil-a …………………………….

25 4.2 Struktur Komunitas ……………………………………………………..

4.3 Parameter Fisika-Kimia …………………………………………………

30 4.4 Analisis Statistik ………………………………………………………..

32 BAB V KESIMPULAN DAN SARAN …………………………………….

33 5.1 Kesimpulan …………………………………………………………….

33 5.2 Saran …………………………………………………………………….

34 DAFTAR PUSTAKA ………………………………………………………

35 LAMPIRAN

DAFTAR GAMBAR No. Judul Halaman 1.

Foto satelit stasiun penelitian di Sungai Kromong Pacet Mojokerto …… 8

2. Skema peletakan substrat buatan untuk pengamatan perifiton ………….. 18

3. Grafik batang nilai produktivitas primer selama pengamatan ………….. 26

4. Grafik kepadatan perifiton dalam berbagai substrat buatan …………… 28 xii

DAFTAR TABEL Nomor Judul Halaman 3.1 Kriteria kualitas perairan menurut indeks keanekaragaman fitoplankton .

23 4.1 Kadar klorofil-a dan produktivitas primer pada berbagai substrat buatan.

25 4.2 Data nilai indeks keanekaragaman, keseragaman, dan dominansi ……..

30 4.3 Parameter fisika-kimia yang diukur selama periode penelitian ……….

31 xi xiii

DAFTAR LAMPIRAN Nomor Judul Lampiran

1 Ringkasan

2 Lokasi stasiun pengamatan di Sungai Kromong Pacet

3 Bagan kerja pengukuran kandungan klorofil-a perifiton

4 Bagan Kerja Metode Titrasi Winkler

5 Nilai absorbansi klorofil perifiton sampel pada berbagai substrat

6 Nilai pengukuran absorbansi klorofil-a dan contoh perhitungannya

7 Perhitungan assimilasi number

8 Perhitungan nilai produktivitas primer berdasarkan kadar klorofil-a

9 Jenis perifiton yang ditemukan selama pengamatan

10 Perhitungan kepadatan, indeks keanekaragaman, keseragaman dan dominansi

11 Gambar berbagai jenis perifiton yang ditemukan

12 Gambar berbagai hewan lain yang ditemukan pada substrat buatan

13 Hasil uji hipotesis dengan SPSS 16.0 for windows

14 Gambar alat dan proses penelitian

BAB I PENDAHULUAN

1.1 Latar Belakang Permasalahan

Sungai merupakan salah satu bagian dari siklus hidrologi. Sungai umumnya dimanfaatkan untuk irigasi pertanian, bahan baku air minum, berakhirnya saluran pembuangan air hujan dan air limbah, dan potensial untuk

dijadikan objek wisata sungai (Anonimus , 2011). Selain itu sungai juga memiliki fungsi-fungsi ekologis penting, antara lain sebagai penyedia nutrien, tempat berkembang biak, dan tempat mencari makan organisme yang hidup di dalam perairan sungai. Semakin tinggi fungsi ekologisnya maka semakin subur perairannya dan akan semakin tinggi tingkat produktivitas primernya (Putri et. al., 2008). Besarnya produktivitas primer suatu ekosistem perairan juga tergantung pada besarnya kemampuan tumbuhan akuatik dalam melakukan aktivitas fotosintesis (Nybakken, 1988).

Sungai Kromong berada di kawasan wisata Pacet Mojokerto. Berdasarkan observasi Sungai Kromong merupakan sungai dangkal yang alirannya berkelok- kelok dengan arus yang deras sehingga substratnya terdiri atas batu dan pasir. Sungai Kromong dimanfaatkan penduduk untuk keperluan mandi, mencuci, irigasi pertanian, obyek wisata rafting, penambangan pasir, dan rencana pembangunan PLTMH (Pembangkit Listrik Tenaga Mikro Hydro).

Hampir semua kegiatan penduduk pembuangan limbahnya dialirkan ke badan sungai. Beban badan air sungai semakin lama akan semakin berat, bahkan dapat melampaui kemampuan sungai untuk menetralkan kembali secara alami

2 (purifikasi) limbah yang masuk sehingga kualitar air akan berubah. Dengan berubahnya kualitas air, kondisi kehidupan akuatik menjadi tidak stabil, dan jumlah dan jenis biota akuatik berkurang sehingga mengakibatkan terputus atau terganggunya siklus rantai makanan (Hidayati, 1995 dalam Sukisno, 1998).

Kualitas air pada suatu perairan dapat diketahui dari nilai produktivitas primer pada perairan tersebut yang tergantung pada besarnya populasi dan kemampuan tumbuhan akuatik dalam melakukan aktivitas fotosintesis (Michael, 1995). Kualitas perairan yang berubah akan mempengaruhi keberadaan perifiton baik biomassa maupun struktur komunitasnya (Watanabe et. al., 2000).

Secara limnologis, untuk menggambarkan sifat dan potensi produktivitas primer organisme mikroskopis di perairan mengalir lebih tepat bila melalui pengamatan terhadap komunitas perifiton dan bukan komunitas planktonnya. Hal tersebut disebabkan perifiton yang ditemukan disuatu tempat atau stasiun lebih dapat mewakili keadaan perairan mengalir tersebut karena relatif tidak berpindah- pindah, dibandingkan dengan plankton. Suatu sampel plankton yang diambil di suatu stasiun dalam perairan mengalir mungkin saja dari tempat yang jauh di hulu sungai, tetapi hanyut oleh arus dan tertangkap di badan air yang diplot sebagai stasiun (Hartoto et. al., 1995). Oleh karena itu dalam penelitian ini dilakukan pengambilan sampel perifiton.

Menurut Hill dan Webster (1982) perifiton adalah mikroalga penempel yang umumnya merupakan sumber energi utama diperairan, keberadaannya sangat melimpah dan memiliki peranan yang lebih besar dalam menentukan produktivitas primer dibanding fitoplankton. Perifiton yang berada di sungai dapat

3 bertahan tidak terbawa arus karena mengalami adaptasi evolusioner yaitu dapat

b melekat pada substrat (Anonimus , 2000).

Ada banyak metode yang sering digunakan untuk mengetahui nilai produktivitas primer di perairan sungai, diantaranya adalah mengukur biomassa baik secara langsung maupun tidak langsung (Sukisno, 1998). Pengukuran biomassa dapat dilakukan dengan mengukur berat kering atau berat basah, karbon, nitrogen, ATP (adenosin triphosfat) atau klorofil-a nya. Pada prakteknya pengukuran kadar klorofil-a lebih mudah dilakukan karena tidak perlu memisahkan perifiton dengan detritus atau bahan lain yang terkandung dalam substrat yang diukur (Soegianto, 2004). Pengukuran produktivitas perifiton lebih sulit daripada fitoplankton yang relatif homogen. Perifiton sangat merekat erat dengan substrat mereka sehingga pemisahkan perifiton yang menempel di batuan topografi yang permukaannya tidak teratur atau daun yang rapuh akan sulit dilakukan. Oleh karena itu penggunakan substrat buatan seringkali dilakukan untuk pengamatan kolonisasi perifiton (Azim et al., 2005).

Berdasarkan uraian di atas maka pada penelitian skripsi ini dilakukan pengukuran produktivitas primer perifiton di perairan sungai berdasarkan kandungan klorofil-a dan struktur komunitas perifiton yang diambil dari berbagai substrat buatan, yaitu substrat kaca, substrat semen dengan permukaan kasar, dan substrat semen dengan permukaan berkerikil. Diharapkan melalui penelitian ini didapatkan nilai produktivitas primer perifiton dan struktur komunitas dalam substrat buatan yang sesuai untuk menggambarkan kondisi lingkungan di dalam perairan mengalir.

1.2 Rumusan Masalah

Berdasarkan dengan latar belakang masalah di atas, maka dapat diajukan rumusan masalah sebagai berikut:

1. Berapa nilai produktivitas primer perifiton berdasarkan kandungan klorofil-a dalam subtrat kaca, semen permukaan kasar, dan semen berkerikil di Sungai Kromong?

2. Apakah ada perbedaan nilai produktivitas primer perifiton berdasarkan kandungan klorofil-a dalam substrat kaca, semen permukaan kasar, dan semen berkerikil di Sungai Kromong?

3. Bagaimana struktur komunitas perifiton dalam substrat kaca, semen permukaan kasar, dan semen berkerikil di Sungai Kromong?

1.3 Asumsi Penelitian

Perifiton merupakan organisme yang memiliki cara hidup melekat pada substrat yang terletak di dalam atau muncul keluar dari permukaan dasar perairan.

Keberadaan substrat sebagai tempat hidupnya merupakan faktor penentu komunitas perifiton tersebut dapat bertahan hidup. Dengan demikian variasi substrat buatan yang akan ditanam sebagai substrat tempat hidup perifiton dapat berpengaruh terhadap struktur komunitas perifiton dan produktivitas primer berdasarkan klorofil-a.

1.4 Hipotesis

1.4.1 Hipotesis penelitian

Jika substrat buatan yang digunakan sebagai media pertumbuhan perifiton berbeda maka nilai produktivitas primer dan struktur komunitas perifiton berbeda.

1.4.2 Hipotesis statistik

H = Tidak ada perbedaan nilai produktivitas primer pada substrat kaca, substrat semen kasar, dan substrat semen berkerikil.

H = Ada perbedaan nilai produktivitas primer pada substrat kaca, substrat

a semen kasar, dan substrat semen berkerikil.

1.5 Tujuan Penelitian

1. Mengetahui nilai produktivitas primer perifiton berdasarkan kandungan klorofil-a dalam subtrat kaca, semen permukaan kasar, dan semen berkerikil di Sungai Kromong.

2. Mengetahui perbedaan nilai produktivitas primer berdasarkan kandungan klorofil-a dalam subtrat kaca, semen permukaan kasar, dan semen berkerikil di Sungai Kromong.

3. Mengetahui struktur komunitas perifiton dalam substrat kaca, substrat semen permukaan kasar, dan semen berkerikil di Sungai Kromong.

1.6 Manfaat Penelitian

Penelitian ini diharapkan dapat digunakan untuk menambah referensi ilmiah tentang pengukuran nilai produktivitas primer dan struktur komunitas perifiton pada berbagai substrat buatan di perairan sungai.

BAB II TINJAUAN PUSTAKA

3.1 Tinjauan tentang Sungai

3.1.1 Pengertian sungai dan peran sungai

Sungai merupakan ekosistem perairan tawar yang mengalir (lotik). Dalam badan air sungai terjadi pencampuran massa air secara menyeluruh dan tidak terbentuk stratifikasi vertikal kolom air. Secara spesifik ekosistem sungai terbagi menjadi dua, yaitu perairan berarus deras dan perairan berarus lambat (Clapham, 1983 dalam Pratiwi dan Noerdjito, 2004).

Kedalaman air serta luas penampang melintang sungai yang relatif rendah dibandingkan dengan perairan tenang menyebabkan tingginya intensitas hubungan antara substrat dengan air. Dengan kata lain sungai memiliki hubungan yang sangat erat dengan kondisi daratan sekitarnya (Pratiwi dan Noerdjito, 2004).

Faktor fisika-kimia sungai juga berhubungan erat dengan kecepatan arus. Pada sungai yang berarus deras mempunyai potensi lebih besar untuk berdifusi dengan oksigen atmosfir bila dibandingkan dengan sungai yang berarus lambat. Disamping itu kadar oksigen terlarut juga dipengaruhi oleh aktivitas fotosintesis dan respirasi organisme perairan. Kestabilan kadar oksigen ini secara ekologis mempunyai arti penting bagi organisme oleh karena itu komunitas sungai sangat peka dan mudah mengalami modifikasi bila terjadi penurunan kadar oksigen terlarut (Odum, 1971). Pada ekosistem sungai sedikit sekali atau bahkan tidak dijumpai adanya stratifikasi suhu. Keadaan ini berkaitan dengan adanya arus dan

7 tipe substrat dasar sungai yang memungkinkan lapisan sungai selalu teraduk secara vertikal dan horisontal. (Soegianto, 2010).

Di bumi, proporsi air sungai terhadap volume air secara keseluruhan sangat kecil yaitu kurang dari 1% (Pratiwi dan Noerdjito, 2004). Meskipun demikian sungai memiliki peran yang sangat besar, secara ekologis sungai berperan dalam siklus hidrologis, sumber plasma nutfah, habitat biota, siklus materi, dan aliran energi. Secara ekonomis sungai dapat dimanfaatkan sebagai sarana transportasi yang murah dan efisien. Secara sosial dan budaya sungai dimanfaatkan untuk berbagai kepentingan adat, seperti Sungai Gangga di India. Secara politis sungai digunakan sebagai pembatas wilayah antar kabupaten, propinsi, bahkan negara. Sungai juga dapat dimanfaatkan untuk keperluan sehari- hari seperti mandi, sumber air bersih, mencuci (Barus, 2002), irigasi pertanian, berakhirnya saluran pembuangan air hujan dan air limbah, dan potensial untuk

dijadikan objek wisata sungai (Anonimus , 2011). Banyaknya limbah dari aktivitas manusia yang bermuara di sungai tersebut dapat mengakibatkan turunnya kualitas perairan sungai (Soegianto, 2010).

3.1.2 Tinjauan tentang Sungai Kromong

Sungai Kromong berada di kawasan wisata Pacet Mojokerto. Berdasarkan observasi Sungai Kromong merupakan sungai dangkal yang alirannya berkelok- kelok dengan arus yang deras sehingga substratnya terdiri dari batu dan pasir. Sungai Kromong dimanfaatkan penduduk untuk keperluan mandi, mencuci, irigasi pertanian, obyek wisata, penambangan pasir, dan rencana pembangunan PLTMH (Pembangkit Listrik Tenaga Mikro Hydro).

8 Sungai Kromong yang digunakan sebagai stasiun dalam penelitian ini berada di Desa Kemiri Kecamatan Pacet Kabupaten Mojokerto yang terletak pada

o o o o

S 7 39’30.03” E 112 31’14.07” sampai S 7 39’32.15” E 112 31’15.31” dengan ketinggian 405 m di atas permukaan laut.

Stasiun pengamatan Foto: Google earth Gambar 1. Foto satelit stasiun penelitian di Sungai Kromong Pacet Mojokerto.

3.2 Tinjauan tentang Perifiton

3.2.1 Definisi perifiton

Perifiton atau aufwuch menurut Van Dam et al. (2002) adalah kompleks biota akuatik sesil (imobil) terasosiasi dengan detritus yang menempel pada substrat terendam, kompleks biota tersebut berupa campuran mikroalga, cyanobacteria, heterotrophic mikroba, protozoa, dan detritus. Sedangkan menurut Hill dan Webster (1982) perifiton adalah mikroalga penempel yang umumnya merupakan sumber energi utama diperairan, keberadaannya sangat melimpah dan

9 memiliki peranan yang lebih besar dalam menentukan produktivitas primer dibanding fitoplankton. Pada penelitian ini perifiton yang diamati merupakan biota akuatik sesil yang merupakan sumber energi utama perairan.

Berdasarkan substrat penempelannya, perifiton dapat dibedakan atas: (1) epipelik, yaitu perifiton yang menempel pada permukaan sedimen; (2) epifitik, yaitu perifiton yang menempel pada permukaan tumbuhan; (3) epilitik, yaitu perifiton yang menempel pada permukaan batuan; (4) epizoik, yaitu perifiton yang menempel pada permukaan hewan (Wetzel, 1982).

3.3 Tinjauan tentang Produktivitas Primer

Dalam sebuah ekosistem, pada tiap tingkat tropik terdapat produksi dan pada tingkat tropik terbawah dimana terjadi proses fotosintesis oleh organisme autotrop dihasilkan produktivitas primer (Odum, 1983). Produktivitas primer menunjukkan simpanan energi kimia yang tersedia bagi konsumen (Mahmuddin, 2009).

Hasil tetap (Standing crop) yang diterapkan pada tumbuhan ialah jumlah biomassa tumbuhan yang terdapat dalam suatu volume air tertentu pada suatu saat tertentu. Produktivitas primer merupakan jumlah karbon yang terdapat di dalam kehidupan dan secara umum dinyatakan sebagai jumlah gram karbon yang

dihasilkan dalam satu meter kuadrat kolom air per hari (g C/m /hari) atau jumlah

gram karbon yang dihasilkan dalam satu meter kubik per hari (g C/m /hari) (Levinton, 1982). Selain jumlah karbon yang dihasilkan tinggi rendahnya produktivitas primer perairan dapat diketahui dengan melakukan pengukuran terhadap biomassa fitoplankton dan konsentrasi klorofil-a (Darmadi, 2010). Dan

10 (Soegianto, 2004) mengatakan bahwa pengukuran biomassa dapat dilakukan dengan mengukur berat kering atau berat basah, karbon, nitrogen, ATP (adenosin

triphosfat ) atau klorofil-a nya. Pada prakteknya pengukuran kadar klorofil-a lebih

mudah dilakukan karena tidak perlu memisahkan perifiton dengan detritus atau bahan lain yang terkandung dalam substrat yang diukur.

Fitoplankton, perifiton, dan makrofita merupakan biota utama dalam menentukan produktivitas primer perairan. Komunitas perifiton berperan dalam menentukan produktivitas primer baik di perairan mengalir maupun tergenang. (Barnes dan Mann, 1982 dalam Supriyanti, 2001). Secara limnologis, untuk menggambarkan sifat dan potensi produktivitas primer organisme mikroskopis di perairan mengalir lebih tepat bila melalui pengamatan terhadap komunitas perifiton dan bukan komunitas planktonnya. Hal tersebut disebabkan perifiton yang ditemukan disuatu tempat atau stasiun lebih dapat mewakili keadaan perairan tersebut karena relatif tidak berpindah-pindah, dibandingkan plankton.

Suatu sampel plankton yang diambil di suatu stasiun dalam perairan mengalir mungkin saja dari tempat yang jauh di hulu sungai, tetapi hanyut oleh arus dan tertangkap di badan air yang diplot sebagai stasiun (Hartoto et. al., 1995).

Klorofil yang terdapat di dalam perifiton (terutama klorofil-a) merupakan katalisator yang esensial dalam berlangsungnya proses fotosintesis. Selain sebagai katalisator klorofil juga berperan sebagai penyerap energi cahaya yang dapat digunakan dalam proses fotosintesis. Oleh karena itu para peneliti menentukan produktivitas primer dengan menggunakan data klorofil dan intensitas cahaya. Untuk menentukan produktivitas suatu perairan berdasarkan klorofil perlu

11 ditentukan lebih dahulu assimilation number-nya yaitu angka yang menunjukkan laju asimilasi per satuan berat klorofil (Riyono, 2006).

Menurt Riyono (2006) penggunaan nilai tetapan assimilation number ini berubah-ubah karena aktivitas klorofil berubah sesuai dengan berubahnya kondisi lingkungan terutama suhu, intesitas cahaya, nutrien, dan lain-lain. Dalam beberapa tulisan Saijo dan Ichimura (1960) dalam Riyono (2006) telah mengemukakan bahwa nilai assimilasi number relatif konstan hanya untuk suatu perairan pada waktu tertentu saja, sehingga dapat berubah dengan berubahnya musim dan tempat.

3.4 Tinjauan tentang Struktur Komunitas Perifiton

Komunitas menurut Odum (1993), dapat dikaji berdasarkan sifat-sifat struktural (struktur komunitas). Struktur komunitas dapat dipelajari berdasarkan komposisi, ukuran, dan keragaman spesies. Struktur komunitas juga terkait erat dengan kondisi habitat. Perubahan pada habitat akan berpengaruh terhadap tingkat spesies sebagai komponen terkecil penyusun populasi yang membentuk komunitas. Perubahan tersebut terjadi akibat adanya interaksi dua komponen prinsip ekologi yaitu: prinsip toleransi dan prinsip kompetisi.

Struktur suatu komunitas tidak hanya dipengaruhi oleh hubungan antar spesies, tetapi juga oleh jumlah relatif organisme dari spesies-spesies itu.

Sehingga kelimpahan relatif suatu spesies dapat mempengaruhi fungsi suatu komunitas, distribusi individu antar spesies dalam komunitas, bahkan dapat memberikan pengaruh pada keseimbangan komunitas dan akhirnya berpengaruh pada stabilitas komunitas (Soegianto, 1994).

12 Komunitas perifiton umumnya terdiri atas alga mikroskopis yang menempel, baik satu sel maupun alga benang terutama dari jenis diatom, jenis alga Conjugales, Cyanophyceae, Euglenophyceae, dan Chrysophyceae (Wetzel, 1982). Dan Krisanti (1993) menambahkan dalam pernyataannya bahwa komunitas perifiton pada substrat di perairan mengalir terdiri atas alga dan mikroorganisme heterotrof.

Rutner (1974) dalam Supriyanti (2001) menjelaskan mengenai zonasi dalam struktur komunitas perifiton, yaitu:

1. Zona eulitoral, adalah daerah pinggiran yang masih mendapat percikan air.

Daerah ini ditumbuhi perifiton yang dapat bertahan terhadap perubahan lingkungan yang cukup ekstrim.

2. Zona sublitoral atas, yaitu zona perairan yang masih dapat ditembus sinar matahari, perubahan suhu kecil dan tidak berarti. Zona ini memiliki komposisi perifiton yang paling kaya.

3. Zona sublitoral bawah, yaitu zona air yang kurang mendapat sinar matahari.

Intensitas cahaya dan suhu menurun menurut wilayah termoklin. Dengan kondisi demikian, jenis alga hijau secara kuantitatif menurun, namun masih layak bagi alga coklat, alga biru, dan alga merah.

4. Zona air gelap, pada zona ini komunitas perifiton jenis alga autotrof semakin menghilang dan digantikan oleh jenis-jenis heterotrof.

Pembagian zona diatas umumnya digunakan dalam perairan tergenang sedangkan pada perairan mengalir zona yang ada hanya zona 1 dan zona 2.

13 Fitoplankton, perifiton, dan makrofita merupakan biota utama yang menentukan produtivitas primer perairan. Komunitas perifiton berperan dalam menetukan produktivitas primer perairan baik pada perairan mengalir maupun perairan tergenang. Di perairan tergenang peranan komunitas perifiton lebih rendah dari pada komunitas fitoplankton, sedangkan untuk perairan mengalir peranan komunitas perifiton lebih besar kecuali di perairan mengalir yang keruh (Barnes dan Mann, 1992 dalam Supriyanti, 2001).

3.5 Tinjauan tentang Substrat

Syam (1994) menyatakan bahwa perkembangan perifiton dipandang sebagai proses akumulasi. Yaitu proses peningkatan biomassa dengan bertambahnya waktu. Menurut Osborne (1983) proses akumulasi perifiton berupa pembentukan kolonisasi pada substrat yang berlangsung segera ketika pengkoloni menempel pada substrat, dan Atmadja (1986) menambahkan kolonisasi tersebut diikuti oleh proses suksesi hingga keadaan stabil. Kolonisasi adalah proses penempatan suatu daerah oleh organisme, sedangkan suksesi merupakan proses pergantian sekelompok organisme oleh organisme lain dengan komposisi dan struktur komunitas yang berbeda.

Perkembangan perifiton menuju kemantapan komunitasnya sangat ditentukan oleh kemantapan keberadaan substrat. Substrat dari benda hidup sering bersifat sementara karena adanya proses pertumbuhan dan kematian. Pada substrat hidup, setiap saat akan terjadi perubahan lingkungan sebagai akibat dari respirasi dan asimilasi, sehingga mempengaruhi komunitas perifiton. Sedangkan pada substrat benda mati akan lebih bersifat permanen, meskipun pembentukan

14 komunitas berjalan lambat, namun lebih mantap, tidak mengalami perubahan, rusak, atau bahkan mati (Supriyanti, 2001).

Welch (1980) menyatakan bahwa perifiton dapat tumbuh pada substrat buatan seperti plesiglass, gelas obyek, kayu, dan balok-balok beton. Disebutkan pula keuntungan dari penggunaan substrat buatan mudah standarisasinya, karena substrat buatan dapat disamakan di tiap stasiun pada waktu yang sama, sehingga perifiton di setiap lokasi mempunyai kesempatan yang sama. Di samping itu disebutkan pula kerugian penggunaan substrat buatan yaitu spesies yang hidup secara alami mungkin tidak ikut terambil.

Menurut Riefani (2008), peletakan substrat buatan sebaiknya pada kedalaman tertentu yang tidak terlihat dari permukaan badan air sungai, untuk menghindari gangguan dari luar perairan (manusia dan hewan darat) dan tidak terkubur oleh endapan lumpur atau pasir di dasar perairan mengalir. Biggs (1988) menyebutkan bahwa dalam menggunakan substrat buatan ada tiga faktor yang perlu diperhatikan, yaitu: waktu pemaparan, yang akan mempengaruhi perluasan pertumbuhan; kecepatan arus, yang dapat menguntungkan beberapa taksa; dan musim.

BAB III METODE PENELITIAN

3.1 Tempat dan Waktu

Penelitian ini dilakukan di Sungai Kromong, Pacet, Mojokerto pada saat musim hujan. Untuk analisis kadar klorofil-a perifiton dilakukan di Laboratorium Mikrobiologi dan untuk analisis sampel perifiton dilakukan di Laboratorium Ekologi Departemen Biologi, Fakultas Sains dan Teknologi, Universitas Airlangga. Kegiatan penelitian ini dimulai pada bulan Februari sampai dengan bulan Juni tahun 2012.

3.2 Bahan dan Alat

3.2.1 Bahan penelitian

Bahan-bahan yang digunakan dalam penelitian ini (1) Sampel perifiton yang diambil dari substrat buatan pada periode waktu yang ditentukan; (2) Es, untuk mengawetkan sampel perifiton yang akan diukur kadar klorofilnya; (3) Formalin 1,5%, untuk mengawetkan sampel perifiton yang akan diamati (Soegianto,2004); (4) Aseton 90%, untuk membantu proses pengeluaran klorofil dari jaringan perifiton; (5) Larutan HCl 4 N; (6) Akuades.

3.2.2 Alat penelitian

Alat-alat yang digunakan dalam penelitian ini adalah: (1) Substrat buatan, berupa substrat kaca, substrat semen kasar, dan substrat semen berkerikil yang berukuran 10 cm x 10 cm; (2) Sling pengikat substrat; (3) Termos es, untuk wadah penyimpanan sampel perifiton; (4) Botol koleksi; (5) Plastik, untuk tempat koleksi sampel air; (6) Tissue; (7) Kertas saring; (8) Tabung kuvet; (9) Spectrofotometer,

PRODUKTIVITAS PRIMER DAN STRUKTUR KOMUNITAS PERIFITON PADA BERBAGAI SUBSTRAT BUATAN DI SUNGAI KROMONG PACET MOJOKERTO SKRIPSI