Materi 3

Keanekaragaman Fitoplankton di Waduk Tambak Boyo

       Indikator :  

      - Mendeskripsikan keanekaragaman fitoplankton menggunakan indeks Shannon-Wiener

    - Menjelaskan faktor penyebab keanekaragaman fitoplankton dan peranan fitoplankton dalam kehidupan

A.           Keanekaragaman Fitoplankton

Ekosistem yaitu suatu sistem ekologi yang terbentuk oleh hubungan timbal balik antara mahluk hidup dengan lingkungannya. Ekosistem terbentuk oleh komponen-komponen hidup dan tidak hidup disuatu tempat yang berinteraksi membentuk suatu kesatuan yang teratur. Struktur komunitas fitoplankton memperoleh energi melalui proses yang dinamakan fotosintesis sehingga mereka harus berada pada bagian permukaan air lautan, danau atau kumpulan air yang lain. Kemampuan mereka untuk mensintesis sendiri bahan organiknya menjadikan mereka sebagai dasar dari sebagian besar rantai makanan di ekosistem lautan dan di ekosistem air tawar

Kelimpahan jenis fitoplankton di suatu perairan berbeda-beda. Indeks keanekaragaman dan dominansi digunakan untuk mengetahui pengaruh kualitas lingkungan terhadap komunitas fitoplankton tertentu. Pengaruh kualitas lingkungan terhadap kelimpahan fitoplankton selalu berbeda-beda tergantung pada jenis fitoplankton, karena tiap jenis fitoplankton memiliki adaptasi dan toleransi yang berbeda terhadap habitatnya. Indeks tersebut digunakan untuk memperoleh informasi yang lebih rinci tentang komunitas fitoplankton.

Indeks keanekaragaman dikemukakan oleh Shannon-Wiener diacu dalam Bengen (2000), yang dirumuskan sebagai berikut: Dengan: H’ = Indeks keaneragaman Shannon-Wiener

H’ =  - (å ni/N  log  ni/N)

dengan :

ni = jumlah total individu jenis i

N = jumlah seluruh individu dalam total n

Kriteria yang digunakan untuk menginterpretasikan keanekaragaman Shannon-Wiener yaitu:

H’ < 1 = keanekaragaman rendah

1-3 = keanekaragaman tergolong sedang

3 > = keanekaragaman tergolong tinggi.
 Berdasarkan hasil penelitian yang dilakukan pada bulan Maret, 2013 maka dapat diketahui bahwa keanekaragaman fitoplankton di Tambak Boyo seperti pada tabel berikut:

   Tabel 1. Keanekaragaman fitoplankton di Waduk Tambak Boyo 

Stasiun 1 (Inlet 1)		Stasiun 2 (Inlet 2)		Stasiun 3 (Tepi 1)		Stasiun 4 (Tepi 2)		Stasiun 5 (Outlet)
Spesies	n	Spesies	n	Spesies	n	Spesies	n	Spesies	n
Achantes brevipes	6	Achantes brevipes	3	Navicula sp	2	Achantes brevipes	3	Chlorella sp	3
Britichia phaseolus	1	Achantes linearis	2	Navicula radiosa	1	Amphora sp	1	Chroococcus dispersus	1
Cinedra sp	3	Actinastrum hantzschii	1	Epithemia zebra	3	Apanocapsa elachista var converta	4	Chroococcus limneticus	1
Easillaria paradoxa	1	Chroococcus dispersus	3	Gomphonema olivaceum	2	Astetonolera sp	1	Crucigenia sp	1
Ecoconeis sp	8	Chroococcus minutes	1	Amphora sp	1	Chlorella sp	5	Echinosphaerella limnetica	1
Epithemia zebra	4	Epithemia zebra	5	Cinedra sp	3	Crucigenia rectangularis	1	Heribaudiella fluviatilis	1
Gomphonema olivaceum	3	Mastogonia smithii	1	Nitzschia capitalla	2	Eunotia varida	3	Microctinium pusillum	1
Meridion sirculare	1	Navicula bacillum	6	Pleurotaenium sp	1	Gomphonema sp	4	Nostoc linkcia	5
Neidium affine	2	Navicula laterostrata	2	Tabellaria binalis	2	Neidium affine	2	Nostoc sp	1
Nephrolocytium lunatum	1	Navicula placentula	1			Oscillatoria sp	4	Oscillatoria sancta	1
Oscillatoria lacustris	2	Nelocira italica	3			Pediastrum sp	1	Synedra flugens	2
Oscillatoria kawanmurae	1	Nitzschia capitalla	2			Scinedesmus oblique	2	Tabellaria binalis	6
Scinedesmus sp	2	Nitzschia scalaris	4			Selenastrum grasile	1
Stauroneis acuta	1	Nostoc linckia	8			Synedra acus var radians	1
Clorococcus dispersus	1	Oscillatoria curviceps	4
		Pediastrum biwae	1
		Pinnularia microstauran var diminuta	3
		Pinnularia braunii	2
		Pleurotaenium sp	1
		Scenedesmus ellipsoideus	2
		Synedra flugens	3
Jumlah 37		Jumlah 58		Jumlah 17		Jumlah 33		Jumlah 24
Indeks Keanekaragaman Shanon-Wiener
1,05		1,239		0,905		1,067		0,959

 

Berdasarkan perhitungan diatas, diketahui nilai Indeks Keanekaragaman Shanon-Wiener pada stasiun 1 : 1,05,  stasiun 2 : 1,239, stasiun 3 : 0,905, stasiun 4 : 1,067, dan stasiun 5 : 0,959. Hal menunjukkan bahwa tingkat keanekaragaman fitoplankton di stasiun 1,2, dan 4 adalah sedang sedangkan keanekaragaman fitoplankton di stasiun 3 dan 5 adalah rendah.

 

B.           Faktor-faktor yang mempengaruhi keanekaragaman fitoplankton

Perubahan terhadap kualitas perairan erat hubungannya dengan potensi perairan ditinjau dari komposisi fitoplankton. Salah satu ciri khas organisme fitoplankton yaitu merupakan dasar dari mata rantai pakan di perairan Effendi (2003) . Oleh karena itu, kehadirannya di suatu perairan dapat menggambarkan karakteristik suatu perairan apakah berada dalam keadaan subur atau tidak. Fitoplankton juga merupakan penyumbang oksigen terbesar di dalam perairan. Dengan adanya fitoplankton yang dapat hidup karena zat-zat tertentu yang dapat memberikan gambaran mengenai keadaan perairan yang sesungguhnya.

Faktor-faktor yang mempengaruhi keanekaragaman fitoplankton adalah:

1.    Cahaya

Fitoplankton menggunakan cahaya untuk fotosintesis.  Laju fotosintesis akan tinggi bila intensitas cahaya tinggi dan menurun bila intensitas cahaya berkurang. Kelimpahan fitoplankton dipengaruhi oleh intensitas cahaya dan suhu.  Intensitas cahaya yang terlalu kuat dan suhu yang terlalu tinggi akan merusak enzim fito-oksidatif fitoplankton akibatnya fitoplankton yang tidak tahan akan mati. 

2.    Kelimpahan Zooplankton

Fitoplankton adalah sumber pakan alami bagi zooplankton.  Dalam suatu ekosistem yang stabil biasanya fitoplankton tersedia dalam jumlah yang melimpah dibandingkan  zooplankton sehingga apabila terjadi booming oleh zooplankton maka keseimbangan ekosistem tetap terkendali. Penurunan kelimpahan fitoplankton akan sangat drastis apabila kelimpahan zooplankton tinggi.

3.    Nutrien

Keberadaan fitoplankton berkaitan erat dengan nutrien yang tersedia, terutama karbon, nitrogen, phosfor, dan kalium, serta silica untuk kelompok diatom. 

a. Karbon

Sumber karbon yang dapat dimanfaatkan fitoplankton sebagian besar  adalah karbon anorganik  dalam bentuk CO₂ dan bicarbonat. CO₂ di perairan tambak berasal dari difusi dari udara dan proses respirasi organisme heterotrof dan dekomposer  (bakteri pengurai) maka biasanya CO₂ tersedia dalam konsentrasi yang mencukupi dan bukan sebagai faktor pembatas bagi pertumbuhan fitoplankton. Karbon anorganik tersebut akan diubah menjadi karbohidrat dalam proses fotosintesis.

b. Nitrogen dan Phosphor

Nitrogen dan Phosphor merupakan faktor pembatas bagi pertumbuhan fitoplankton. Jenis nitrogen yang dapat dimanfaatkan secara langsung adalah ammonia bebas (NH₃) dan nitrat (NO₃^-) sedangkan bentuk phosphor adalah ortophosphate (HPO₄^-).

c. Kalium dan Silica

Kalium dan Silica merupakan nutrien yang banyak dimanfaatkan oleh fitoplankton jenis Bacillariophyceae (diatom) sebagai salah satu sumber elemen untuk membentuk komposisi frustula pada lapisan sel Bacillariophyceae dalam proses assimilasi.

C Peranan fitoplankton

1. Secara ekologis

Di perairan alami mikroalgae dominan memberikan konstribusi untuk memproduksi biomassa dalam sistem perairan baik laut, estuarin dan sungai. Fitoplankton berkontribusi dalam aliran energi, karena fitoplankton berperan sebagai produsen yang menyediakan nutrisi bagi konsumen yang lain. Di dalam proses metabolisme perairan fitoplankton juga mempunyai peran sebagai pendaur ulang nutrien. Sel mikroalgae mengabsorbsi nutrien-nutrien primer seperti ; amoniak , urea, nitrat, phospat, potassium dan metal seperti Fe, Cu, Mg, Zn, Mo, dan Fanadium. Selain itu beberapa vitamin seperti vitamin B12, vitamin B6 dan vitamin B1 merupakan unsur esensial yang mendukung pertumbuhan beberapa species atau kebanyakan species mikroalgae. Selain itu juga menghasilkan oksigen yang berfungsi dalam respirasi makhluk hidup.

2. Secara Ekonomis

a.    Di bidang farmasi dan suplemen

·         Spirulina

Ganggang ini berisi semua 8 asam amino esensial dan kadar protein tinggi sekitar 70%. Selain protein, tumbuhan ini sangat kaya akan vitamin E, beta-karoten (prekursor vitamin A), vitamin C, vitamin B kompleks, khususnya vitamin B12. Mineral penting seperti, seng, mangan, besi, tembaga, selenium, kromium dan asam lemak esensial seperti, asam linoleat. Menjadi seperti sumber yang kaya nutrisi penting begitu banyak, dapat meningkatkan kesehatan tubuh seperti meningkatkan kekebalan tubuh dan obat antioksidan.

·         Chlorella

Jepang merupakan negara pertama yang memanfaatkan ganggang ini sebagai makanan sehari-hari. Dengan keunikan dirinya, chlorella mengandung banyak manfaat. Dan ini menarik banyak penenlitian untukmengembangkan manfaaat Chlorella, salah satunya Prof. Randal E. Merchant, Ph.D, seorang profesor anatomi dan bedah syaraf dari Virginia Commonwealth University, USA. Chlorella mengandung 60 persen protein, karbohidrat, asam lemak esensial, fikosianin, klorofil, RNA, DNA, beragam vitamin, dan mineral. Sel Chlorella sangat stabil dan tidak akan berubah bentuk. Fitoplankton yang mempunyai kandungan nutrisi yang tinggi digunakan sebagai makanan suplemen bagi penderita gangguan pencernaan dan yang membutuhkan energi tinggi. Contoh produk yang beredar dari jenis Chlorella.

b.    Bidang perikanan

Sebagai makanan larva ikan, dilakukan melalui isolasi untuk mendapatkan satu spesis tertentu, misalnya Skeletonema. Kemudian dibudidayakan pada bak-bak terkontrol pada usaha pembibitan ikan untuk keperluan makanan larva ikan.

c.    Pengolahan limbah logam berat

         Dalam pengolahan limbah logam berat fitoplankton dapat digunakan untuk mengikat logam dari badan air dan mengendapkannya pada dasar kolam, sehingga logam dalam air menjadi berkurang.  

                          Mari, lanjut ke latihan 3 :