Transcript FreshWater
FRESH WATER
CUT NANDA DEFIRA, M.Si
I. PENDAHULUAN
Perairan menutupi ¾ bagian dari permukaan bumi yang terdiri dari 3 bagian utama: 1. Ekosistem air tawar 2. Ekosistem air laut 3. Ekosistem estuari
Ekosistem Air Tawar
Air mengalir; sungai Perairan lotik Air tenang ; danau & kolam Perairan lentik Ekosistem air tawar berperan untuk kepentingan domestik, industri dan merupakan sistem pembuangan yang memadai Perairan lotik (sungai) dimulai adanya berbagai mata air membentuk aliran yang lebih besar
Kecepatan arus di hulu tinggi kecuraman topografi yang terbentuk semakin ke hilir lambat dasarnya landai Mulai dari hulu hilir terjadi peningkatan volume aliran air Subtrat dasar di hulu umumnya berbatu batu semakin ke hilir subtrat berupa partikel halus berupa lumpur
Perairan danau (lentik) mengalami stratifikasi menjadi tiga lapisan berdasarkan perbedaan suhu: 1. Lapisan epilimnion = Lapisan permukaan 2. Lapisan metalimnion = Lapisan tengah 3. Lapisan hypolimnion = Lapisan dasar
Ekosistem danau dapat dibedakan menjadi beberapa bagian yaitu: 1. Zona litoral merupakan bagian dasar danau yang masih dapat ditembus cahaya matahari 2. Zona limnetik dan 3. Zona profundal bagian dasar danau di perairan yang dalam dan tidak dapat ditembus oleh cahaya matahari
Ekosistem sungai terdiri dari:
Zona krenal (mata air)
di hulu 1. Rheokrenal : mata air yang terbentuk air terjun 2. Limnokrenal : mata air yang berbentuk genangan air 3. Helokirinal : mata air yang membentuk rawa-rawa
Zona rithral
aliran sungai di pengunungan
Zona potamal
relatif aliran sungai di daerah yang lebih landai
II. KOMUNITAS BIOTA PERAIRAN TAWAR
Berdasarkan posisi pada rantai makanan maka organisme akuatik : produsen (tumbuhan) konsumen (herbivora, predator, parasit) dekomposer (pengurai)
Berdasarkan bentuk kehidupan, habitat dan kebiasaan hidup:
Plankton Organisme yang hidupnya melayang layang dan pergerakannya sangat dipengaruhi oleh arus Benthos Organisme yang hidup pada subtrat dasar perairan Nekton Organisme akuatik yang dapat berenang dan bergerak bebas Peryphiton Organisme akuatik yang melekat pada benda yang hidup di air biasanya pada batang dan daun tumbuhan Neuston Organisme yang hidup di permukaan air
PLANKTON
Fitoplankton ( plankton tumbuhan) hidup di lapisan permukaan yang di sinari oleh cahaya matahari fotosintesis Fitoplankton air tawar di dominasi diatom, alga hijau dan alga biru Zooplankton (plankton hewani) berperan sebagai mata rantai penghubung antara produksen primer (fitoplankton) dengan biota yang berada pada tingkat tropik yang lebih tinggi Zooplankton didominasi: * Protista (protozoa dan flagellata) * Rotifera * Crustacea (Cladocera dan Copepoda)
Pembagian plankton berdasarkan siklus hidupnya
Holoplankton yaitu plankton yang seluruh siklus hidupnya bersifat sebagai plankton; meliputi Asterionella, Fragilaria, Tabelleria (fitoplakton); rotifera dan 2 subkelas crustaceae yaitu cladocera dan copepoda (“ true planktonic animal).
Meroplankton (zooplankton) yaitu plankton yang hanya sebagian dari siklus hidupnya bersifat planktonik. Meliputi “common diatom” melosira, dinoflagellata dan beberapa alga hijau biru (fitoplankton); beberapa coelenterata, larva cacing trematoda, gastrotricha, larva serangga dan larva ikan
Pembagian berdasarkan habitat hidupnya
Haliplankton yaitu plankton yang hidup di habitat laut.
Limnoplankton yaitu plankton yang hidup di habitat air tawar.
Pembagian plankton berdasarkan ukuran tubuh Makroplankton yaitu plankton yang berukuran > 500µm (untuk haliplankton > 2 mm) Mikroplankton yaitu plankton yang berukuran 20 – 200 µm (haliplankton 50 – 500 µm Nanoplankton yaitu plankton yang berukuran 2 – 20 µm (haliplankton 10 – 50 µm) Ultraplankton yaitu plankton yang berukuran < 2 µm (haliplankton > 10 µm) Kelompok megaloplankton yaitu plankton yang mempunyai ukuran tubuh yang sangat besar cth: klp medusa (Cyanea arctica) dengan diameter tubuh 2 m dan panjang tentakel > 30 m
Fitoplankton
Fitoplankton adalah kelompok yang memegang peranan penting dalam ekosistem akuatik kandungan klorofil sehingga mampu berfotosintesis.
Proses fotosintesis oleh fitoplankton (produsen) sumber nutrisi utama bagi organisme akuatik lainnya (konsumen).
Faktor-faktor yang mempengaruhi distribusi fitoplankton adalah: 1.
2.
3.
Cahaya: fitoplankton hidup terutama di lapisan perairan yang mendapat cahaya proses fotosintesis Kecepatan arus air : faktor yang mempengaruhi kepadatan fitoplankton. Secara umum kepadatan fitoplanton akan berkurang drastis pada kecepatan arus > 1 m/ dtk.
Kekeruhan:kekeruhan sangat mempengaruhi keberadaan fitoplankton
Hasil penelitian Singh(1983) kepadatan fitoplankton di sungai gangga (India) pada tingkat kekeruhan 45 – 55 ppm mencapai 2500 ind/L. Pada musim hujan kekeruhaatn meningkat 600 – 900 ppm kepadatan fitoplankton menurun drastis 100 ind /L.
Kelompok fitoplankton yang mendominasi perairan tawar adalah
: 1.
Diatom (Bacillariophyceae) dengan ciri-ciri: sel diatom terdiri dari 2 bagian yaitu epitheca (tutup) dan hypotheca sebagai wadahnya; bentuk sel seperti batang (basil); berdasarkan struktur dinding sel terbagi dua golongan yaitu pennatae dan Centricae. Pennatae hidup di air tawar sebagai plankton, peryphyton dan bentos. Centricae hidup di laut sebagai plankton. Contoh diatom air tawar yang cosmopolit yaitu Navicula, Gomphonema, Cymbella, Cocconeus, Pinnularia, Asterionella, Gyrosigma dan Pleurosygma. Contoh diatom air laut
Chaetoceros, Skeletonema, Gyrosygma, Rhizosolenia, Melosira, Biddulphia dan Bakteriastrum.
Perkembangbiakan melalui pembelahan diri dan konjugasi. Pembelahan diri setelah inti menjadi 2 tutup dan wadah mulai berpisah masing-masing membawa spora dari protoplasma masing masing belahan membuat dinding baru dibuat menjadi wadahnya..
2. Algae : a. Divisi Chlorophyta (alga hijau) terbagi 2 kelas yaitu chlorophyceae dan charophycea, mengandung chromatophor (pigmen) chlorophyl a dan b, karoten, xantophyl untuk fotosintesis dan menghasilkan zat pati. Terdapat 90% di air tawar dan 10% di laut.
b. Divisi Cyanophyta (blue green algae)
Mengandung chlorophyl a, karoten, xantophyl dan pigmen biru Yaitu phykosianin dan pigmen merah phicoerythrin. Contoh ordo Chroococcales, O. Oscillatoriales dll.
ZOOPLANKTON
Hewan-hewan planktonik (zooplankton) didominasi oleh 4 Kelompok umum yaitu : 1.
2.
Protista meliputi protozoa dan flagellata
Rotifera 3.
4.
Cladocera Copepoda
Ada kelompok hewan lain yang hanya sebagian siklus hidupnya Sebagai zooplankton yaitu beberapa coelenterata, larva cacing Pipih trematoda, larva serangga dan larva ikan.
Zooplankton memegang peranan penting pada ekosistem Perairan kerena berfungsi sebagai mata rantai penghubung Antara produsen primer (fitoplankton) dengan biota yang berada Pada tingkat tropik yang lebih tinggi yaitu hewan-hewan karnivo Ra besar dan kecil.
Keberadaan dan kelimpahan zooplankton tergantung dari adanya fitoplaunkton selain itu dipengaruhi faktor-faktor angin, proses pembalikan air, migrasi vertikal terhadap kedalaman air dan aktivitas pemangsaan.
Sebagian zooplankton menggantungkan sumber nutrisinya pada materi organik berupa fitoplankton maupun detritus. Ber hubung bentuk dan ukuran tubuh zooplanton bervariasi maka terdapat berbagai tipe makan zooplankton dalam memanfatkan materi organik tersebut. Cladocera merupakan kelompok
Penyaring (filter feeder) dengan dilengkapi bulu pada rongga Mulut Untuk menyaring air yang masuk.
Protozoa
Sejumlah cilliata merupakan zooplankton yang umum, dan ka Dang-kadang mendominasi pada situasi tertentu, dan sejumlah flagellata,.
Rotifera
Terutama kelas pseudocoelomata philum aschelmintes tersebar di air tawar dan hanya 2 genus dengan beberapa spesies yang tersebar di laut. Rotifera mempunyai kisaran variasi morfologi dan Adaptasi yang besar. Bentuk tubuh cenderung oval dengan kaki dan kepala dapat dibedakan. Kutikula umumnya tipis dan flefksibel. Pergerakan cillia berfungsi sebagai lokomosi khususnya untuk yang bersifat plankton.
Crustaceae
Crustaceae (Arthropoda) hampir seluruhya akuatik, sebagian besar di habitat laut. Di air tawar “ truly planktonic crustacea” didomi nasi hampir seluruhnya oleh Cladocera dan Copepoda.
Cladocera
termasuk mikrozooplankton dengan ukuran berkisar 0,2 – 3,0 mm.Mempunyai bentuk kepala berbeda-beda dan tubuh ditutupi oleh karapak, terdiri dari organ sensitif, organ cahaya, ma ta, ocellus kecil dan mulut terdiri dari mandibula untuk menggiling partikel makanan dan maxilla untuk mendorong makananian dan labrum yang menutupi bagian mulut lainnya.
Copepoda
terbagi menjadi 3 kelompok yang berbeda-beda yaitu Subordo calanoid, cyclopoid dan herpaticoid. Ke 3 kelompok dibe dakan oleh antena pertama dan kaki ke lima.
Metode Sampling
Sampling plankton dilakukan dengan alat Plankton Net. Posisi Plankton Net dapat dilakukan secara vertikal maupun horizontal.
Cara Kerja:
Pengambilan sampel dilakukan dengan menggunakan plankton net yang dilengkapi dengan botol penampung dan pemberat. Plankton net ditarik secara vertikal selanjutnya plankton net diangkat kemudian hasil saringan ditampung dalam botol film, lalu diberikan larutan formalin 4 %. Masing-masing botol film diberi label berdasarkan lokasi pengambilan sampel
Moina maerocopa Acanthocyclop robustus Trichocercis pusilla Keratella quadrata
Nitzschia dissipata Staurastrum furcigerum.
Spirogyra ionia Spyrogyra at badensis
Synedra superba Triceratium morlandii Triceratium links Chaetoceros decipiens
BENTHOS
Benthos: organisme yang hidup pada subtrat dasar perairan Melekat (sessil) dan bergerak bebas (vagil) Berdasarkan sifat hidup 1. Fitobenthos :benthos tumbuhan 2. Zoobenthos 3. Epifauna 4. Infauna :benthos hewan :benthos yang hidup di atas subtrat dasar :benthos yang hidup terbenam dalam subtrat
Berdasarkan siklus hidupnya Holobenthos adalah kelompok benthos yang seluruh siklus hidupnya bersifat benthos Merobenthos adalah kelompok benthos yang hanya bersifat benthos pada fase-fase tertentu dari siklus hidupnya.
Berdasarkan ukuran tubuh benthos dibedakan atas: Makrobenthos (ukuran > 2 mm) Meiobenthos (ukuran 0.2 – 2 mm) Mikrobenthos ( ukuran < 2 mm) Fungsi dan peranan benthos dalam ekosistem perairan: 1. Benthos sebagai sumber makanan bagi berbagai jenis ikan dan menempati urutan kedua dan ketiga dalam rantai makanan.
2. Sebagai bioindikator dalam menilai kualitas perairan.
Beberapa faktor yang menyebabkan benthos dijadikan sebagai bioindikator: 1. Pergerakan benthos terbatas sehingga memudahkan dalam pengambilan sampel 2. Ukuran tubuh relatif besar sehingga mudah diidentifikasi 3. Hidup di dasar perairan serta relatif diam sehingga secara terus menerus terdedah oleh kondisi air di sekitarnya.
Contoh spesies benthos yang menjadi indikator perairan yang Berkualitas baik adalah larva Ephemeroptera yaitu
Hydropsyche
Sp dan spesies yang menjadi indikator yang tercemar berat Yaitu cacing Tubifex.
ZooBenthos perairan didominasi oleh: - Crustacea - Molusca - larva Insekta dan cacing Distribusi dan kelimpahan zoobenthos terutama ditentukan oleh ketersediaan O 2 bebas dan tipe substrat dasar perairan. Kepadatan zoobenthos tertinggi pada danau ditemukan di Zona litoral dan di atas termocline karena kaya dengan unsur Hara dan Oksigen. Zoobenthos Zona Litoral Keragaman dan kepadatan benthos cukup tinggi pada zona ini Sebagian besar terdiri dari serangga, Keong, cacing, Crustaceae Dan ikan.
Zoobenthos Zona Profundal Struktur komunitas benthos pada zona profundal sangat se derhana, hanya terdapat beberapa kelompok makroinverte brata yaitu cacing oligochaeta, amphipoda, larva insekta ( Chironomus dan Chaeborus) serta kepiting.
Zoobenthos Feeding Zoobenthos pada zona litoral terdiri dari berbagai hewan Dengan berbagai cara makan yaitu carnifora, pemakan tumbu Han, dengan memakan tumbuhan akuatik yang setengah teng Gelam, pemakan zooplankton seperti rotifera dan makan proto zoa. Pada daerah profundal, benthos mempunyai 2 sumber Makanan yaitu alga dari photik zona dan detritus pada sedimen.
METODE SAMPLING
Sampling benthos dapat dilakukan dengan alat yang dinamakan Surber Net (jala surber) untuk perairan dangkal Eidman grade perairan dalam Metode hand sortir (sortir tangan)
Cara kerja
Pengambilan sampel pada perairan yang dangkal bersubstrat batu dengan menggunakan
Surber net
sedangkan pada perairan yang dalam bersubstrat lumpur dengan menggunakan
Eckman grabb
. Sampel yang di peroleh disaring dengan saringan bertingkat, kemudian dimasukkan ke dalam kantong plastik, lalu diberi formalin 4%. Masing-masing kantong plastik di beri label berdasarkan lokasi pengambilan sampel. Kemudian sampel diidentifikasi di laboratorium.
Pomacea canaliculata Pyramedella sp Hirudo medicinalis Penaeus sp
Peryfiton •
Peryfiton
atau yang disebut aufwuchs adalah nama yang diberikan pada kelompok berbagai organisme yang tumbuh atau hidup pada permukaan bebas dari benda yang melayang dalam air seperti tanaman, kayu, batu dan sebagainya.
• Peryfiton ini akan membentuk lapisan penutup yang berbulu, licin atau kasar.
• Peryfiton dapat digolongkan menjadi 4 golongan yaitu: 1. epifiton, hidup pada tanaman 2. epizoon, hidup pada binatang 3. epiliton, hidup pada batu-batu 4. epixylon, hidup pada daun yang mati.
Peryfiton merupakan produsen primer yang terdiri dari diatom Diatom dan alga hijau biru.
PERIPHYTON METODE SAMPLING Sampling peripyton dengan menggunakan subtrat buatan buatan berupa plat kaca 15 cm x 5 cm x 0.5 cm yang tersusun secara vertikal. Rak terbuat dari aluminium CARA KERJA 1. Subtrat buatan diletakkan pada stasiun yang sudah ditentukan pada kedalaman 0.5 – 1 m dibiarkan selama 2.4 dan 6 minggu
Lanjutan
2. Subtrat diambil peripyton yang menempel dilepas dengan pisau sambil disemprot aquades masukkan dalam botol sampel + formalin 4% dibawa ke Laboratorium 3. Sampel dicuci dituang dalam penguap + beberapa butir kristal KMnSO4 warna ungu + 10 ml H2SO4 pekat bening kembali disentrifuse selama 15 menit dengan kecepatan 2000 rpm supernatan dibuang + aquades diaduk disentrifuse diawetkan dengan formalin 4 % 4. Preparat permanen teteskan sampel pada kaca objek tetesi entellan New tutup dengan kaca diidentifikasi
Nekton Nekton adalah organisme yang dapat berenang dan bergerak secara aktif Terdiri dari kelompok ikan, amphibi dan serangga air besar.
Komposisi nekton di danau pada setiap zonasi adalah sebagai berikut: Zona litoral terdiri dari larva dan kumbang penyelam (coleoptera) dewasa serta beberapa hemiptera dewasa, larva dan pupa beberapa Diptera yang tinggal dalam air dekat permukaan; amphibi seperti katak, salamander, kura-kura dan ular air; sebagian besar ikan menghabiskan waktunya di zona litoral walaupun bergerak bebas di antara zona litoral dan zona limnetik.
Zona limnetik ; nekton di zona limnetik hampir seluruhnya terdiri dari ikan. Umumnya ikan di zona limnetik sama dengan di zona litoral tapi pada perairan yang luas beberapa jenis hanya ditemukan pada zona limnetik.
Kualitas Fisika dan Kimia Perairan
Dissolved Oksigen (Oksigen terlarut) Faktor yang sangat penting dalam ekosistem air proses respirasi organisme air Kelarutan O2 dalam air terbatas dan dipengaruhi oleh faktor suhu Metode pengukuran O2 bebas menggunakan alat DO digital atau secara manual dengan metode mikrowinkler
Cara kerja
Air diambil dengan botol sampel pada kedalaman 10 cm. Posisi secara horizontal Air sampel 40 cc erlenmenyer 125 cc + 8 tetes MnSO4 dan 8 tetes KOH-KI Erlenmenyer digoyang terbentuk endapan kuning coklat + 0.5 cc H2SO4 pekat endapan larut + air sampel sampai volume 50 cc Erlenmenyer digoyang-goyang larutan homogen
Lanjutan Diamkan 15 menit Titrasi 15 menit Titrasi Na2S2O3 kuning pucat + 8 tetes amilum warna biru Lanjutkan titrasi warna biru hilang
Suhu Suhu air bervariasi secara harian /tahunan Sesuai dengan suhu udara lingkungannya.
Suhu air dipengaruhi oleh: Intensitas cahaya matahari pertukaran panas antara air dengan udara disekelilingnya Ketinggian geografis Faktor kanopi (penetupan oleh vegetasi)
Cara kerja pengukuran suhu dilakukan dengan mencelupkan alat thermometer ke dalam air di biarkan ± 10 menit thermometer diangkat segera dilakukan pembacaan skala Kecerahan / transparansi cahaya Cara Kerja Alat yang digunakan adalah
Secchi disc /
Plat besi Celupkan
secchi disc
ke dalam air hingga tidak terlihat catat kedalaman (angka tertera pada tali pemberat) Lalu tenggelamkan lebih dalam lagi naikkan perlahan-lahan hingga terlihat catat kedalamannya.
Rata-ratakan ke-2 nilai tersebut Derajat keasaman (pH) Menyatakan konsentrasi ion hidrogen dalam suatu larutan Kemampuan air untuk melepaskan ion hidrogen larutan asam/basa Nilai pH ideal untuk organisme 7-8,5
Cara Kerja
pH air diukur dengan menggunakan pH meter, yaitu dengan cara elektroda dikalibrasikan terlebih dahulu. Setelah angka pada pH meter tersebut normal maka elektroda pH baru dimasukkan kedalam air yang diukur, selanjutnya setelah angka yang tertera pada display stabil, langsung dibaca dan angka tersebut menunjukkan nilai pH yang diukur
-
Arus
Faktor penting di perairan berhubungan dengan penyebaran organisme, gas-gas terlarut dan mineral dalam air Arus di pengaruhi oleh faktor angin, debit air dan tipe substrat dasar perairan Arus mempengaruhi distribusi vertikal plankton Substrat dasar yang berbeda mempengaruhi kecepatan arus Arus akan mempengaruhi pergerakan organisme butuh adaptasi khusus Cara kerja Kecepatan arus dengan menggunakan bola apung, Stopwatch dan meteran Lepaskan bola apung dalam jarak tertentu yang telah ditentukan catat waktu tempuh bola terhadap jarak tersebut Masukkan dalam rumus: V = S / T Keterangan: V = kecepatan arus (m/detik) S = Jarak (m) T = waktu tempuh (detik)
PRODUKTIFITAS PRIMER
Laju pembentukan senyawa-senyawa karbon organik melalui proses fotosintesis O2 dan CO2 Indikator produktifitas
Cara Kerja
Metode yang digunakan adalah botol gelap dan terang mengacu pada perubahan konsentrasi kandungan oksigen dalam botol gelap dan terang sebagai hasil fotosintesis dan respirasi Ukur kedalaman stasiun dan bagi kedalaman tersebut atas 5 titik sampling secara vertikal Siapkan rangkaian botol terang-gelap Cuplik air dengan alat pencuplik pada masing-masing kedalaman
Lanjutan
Ukur langsung kandungan O2 awal, pada saat yang sama masukkan air sampel ke dalam botol gelap dan terang. Untuk botol gelap bungkus dengan aluminium foil Ikat erat botol tersebut dan tenggelamkan di tempat kedalaman air dicuplik, gunakan pelampung botol tidak tenggelam Waktu inkubasi satu kali dengan periode selama 3 jam
Rumus
Aktifitas fotosintesis bersih = (LB – IB) / dT Aktifitas respirasi = (IB – DB) / dT Aktifitas fotosintesis kotor = [(LB-IB) + (IB-DB)] / dT = (LB – DB) / Dt Keterangan: LB = Konsentrasi O2 terlarut dalam botol IB DB DT terang = Konsentrasi O2 terlarut awal = Konsentrasi O2 terlarut dalam botol gelap setelah inkubasi = Lamanya inkubasi
EUTROFIKASI
Gejala peningkatan unsur hara, terutama Fosfor dan Nitrogen di suatu ekosistem Akuatik dari limbah cair yang dibuang terus-menerus dalam jumlah yang banyak Peningkatan unsur hara meningkatnya Proses pertumbuhan berbagai jenis tumbuhan air dengan sangat cepat
blooming
Zat nutrisi (fosfor, Nitrogen) Ekosistem akuatik Blooming Dekomposisi oleh mikroorganisme Aerob Konsentrasi O2 terlarut menurun tajam Kondisi aerob Amoniak, Methan dll Danau berwarna kehitaman dan berbau busuk Gambar: Proses eutrofikasi di suatu ekosistem ekuatik