FAKTOR PEMBATAS EKOSISTEM PERAIRAN

Transkripsi

1 FAKTOR PEMBATAS EKOSISTEM PERAIRAN A. Pengertian Faktor Pembatas Faktor pembatas adalah suatu yang dapat menurunkan tingkat jumlah dan perkembangan suatu ekosistem. faktor lingkungan menjadi faktor pembatas, baik itu abiotik maupun biotik. Abiotik diantaranya adalah suhu, kecepatan, arus dan ph. Pengertian tentang faktor lingkungan sebagai faktor pembatas kemudian dikenal sebagai Hukum faktor pembatas, yang dikemukakan oleh F.F Blackman, yang menyatakan: jika semua proses kebutuhan tumbuhan tergantung pada sejumlah faktor yang berbeda-beda, maka laju kecepatan suatu proses pada suatu waktu akan ditentukan oleh faktor yang pembatas pada suatu saat. B. Asas faktor pembatas 1. Hukum Minimum 2. Hukum Toleransi 3. Konsep Gabungan Faktor Pembatas 4. Syarat Sebagai Faktor Pengatur 5. Faktor Fisik Sebagai Faktor 6. Pembatas 7. Indikator Ekologi 1. Minimum Liebig: Pada keadaan yang kritis, bahan bahan pendukung kehidupan suatu organisme yang tersedia dalam jumlah minimum bertindak sebagai faktor pembatas. Justus Liebig (1840) menemukan hasil tanaman tidak ditentukan oleh unsur hara N,P, K yang diperlukan dalam jumlah banyak tetapi oleh mineral seperti magnesium yang diperlukan dalam jumlah sedikit oleh tanaman. Temuan ini dikenal sebagai Hukum Minimum Liebig. Bukan hanya unsur hara N,P,K yang dapat bertindak sebagai faktor pembatas, tetapi materi kimiawi lainnya seperti oksigen, fosfor untuk proses pertumbuhan dan reproduksi. Hukum minimum Liebig telah diterapkan pada program pengendalian lingkungan terhadap organisme. 1

2 Namun, hukum minimun Liebig hanya dapat diterapkan pada habitat atau ekosistem dengan arus energi dan materi yang masuk seimbang dengan yang keluar. Fosfor merupakan faktor pembatas bagi organisme perairan. Meningkatnya nutrien seperti nitrogen dan fosfor diperairan disebut proses eutropikasi. 2. Hukum Toleransi Shelford Kegagalan suatu organisme dalam mempertahankan hidupnya dapat ditentukan oleh kekurangan atau kelebihan (kuantitatif dan kualitatif) beberapa faktor yang mendekati batas toleransinya. Bukan hanya dalam jumlah sedikit atau rendah yang bersifat membatasi tetapi juga dalam jumlah yang berlebihan atau tinggi. Kisaran minimum merupakan batas toleransi digambarkan sebagai Hukum Toleransi Shelford (1913). Dengan mengetahui kisaran toleransi suatu organisme dapat diketahui keberadaan dan penyebaran (distribusi) organisme tersebut. Istilah yang digunakan dalam menggambarkan kisaran toleransi : steno : sempit dan eury : lebar stenothermal eurythermal (temperatur) Telur ikan stenothermal trout /salvelinus (0 12 o C), optimum 4% Telur katak eurythermal (0-30 o C). stenohaline euryhaline (salinitas) Ikan salmon euryhaline (tawar laut), ikan mas stenohaline (tawar) stenophagik euryphagik (makanan) Kelinci stenophagik (rumput), kambing euryphagik (rumput, perdu, semak dll). 3. Konsep Gabungan Faktor Pembatas Dengan menggabungkan konsep hukum minimum dan konsep toleransi, maka dapat dipahami konsep faktor pembatas (limiting factor). Faktor pembatas (limiting factor) dapat diartikan sebagai keadaan yang mendekati atau melampaui ambang batas toleransi suatu kondisi. Faktor pembatas suatu organisme mencakup kisaran minimum atau maksimum dari faktor-faktor abiotik suatu ekosistem. Misal : Suhu, cahaya, ph yang terlalu rendah (minimum) atau terlalu tinggi (maksimum). 2

3 Bagi organisme dengan kisaran toleransi yang lebar (eury) terhadap faktor abiotik X yang relatif konstant bukan merupakan faktor pembatas, sehingga organisme tersebut dapat hadir dalam jumlah banyak. Sebaliknya, bagi organisme dengan toleransi yang sempit (steno) terhadap faktor abiotik (Y) yang selalu berubah akan menjadi faktor pembatas sehingga akan hadir dalam jumlah sedikit. Contoh : oksigen Contohnya Kandungan O2 di udara dalam jumlah banyak dan konstan bukan merupakan faktor pembatas organisme darat. Sebaliknya, kandungan O2 terlarut di perairan, terdapat dalam jumlah sedikit dan jumlahnya selalu berubah-ubah, menjadi faktor pembatas bagi organisme yang hidup di perairan. 4. Syarat sebagai Faktor Pengatur Faktor lingkungan yang penting dalam setiap ekosistem berbeda beda seperti di darat: sinar, suhu dan air; di laut: sinar, suhu dan salinitas; di perairan tawar: kandungan oksigen. Faktor lingkungan tidak hanya sebagai faktor pembatas (negatif) tetapi juga menjadi faktor menguntungkan (positif) bagi organisme yang mampu menyesuaikan diri. 5. Faktor Fisik Sebagai Faktor Pembatas a. Suhu Air mempunyai beberapa sifat unik yang berhubungan dengan panas yang secara bersama-sama mengurani perubahan suhu sampai tingkat minimal, sehina perbedaan suhu dalam air lebih kecil dan perubahan yang terjadi lebih lambat dari pada udara. Sifat yang terpenting adalah : Panas jenis yang tinggi, relatif sejumlah besar panas dinutuhkan untuk merubah suhu air. 1 gram kalori (gkal) panas dibutuhkan untuk menaikkan suhu 1 ml (=1 gram) air 1 0 C lebih tinggi (antara ) hanya amonia dan beberapa senyawa lain mempunyai nilai lebih dari satu. Panas fusi yang tinggi. 80 kalori dibutuh kan untuk mengubah 1 gram es menjadi air tanpa mengubah suhunya (dan sebaliknya). 3

4 Panas evaporasi yang tingi. 536 kalori diserap sewaktu evaporasi yang dapat dikatakan berlangsun terus menerus dari permukaan vegetasi, air dan es, sebagian besar sinar matahari digunakan untuk evaporasi air dari ekosistem didunia, dan alur energi ini mengubah iklim dan memungkinkan perkembangan kehidupan dalam semua keanekaragaman yang menakjubkan. Kerapatan air tertinggi terjadi pada suhu 4 0 C ; diatas dan dibawah titik tersebut air akan berkembang dan menjadi lebih ringan. Sifat unik ini menyebabkan aira danau tidak membeku seluruhnya pada musim dingin. Walaupun variasi suhu dalam air tidak sebesar di udara, hal ini merupakan faktor pembatas utama, karena organisme akuatik seringkali mempunyai toleransi yang sempit ( stenotermal ). Maka, walaupun terjadi populasi panas yang sedang oleh manusia, akibatnya dapat amat luas. Perubahan suhu menyebabkan pola sirkulasi yang khas dan stratifikasi, yang amat mempengaruhi kehidupan akuatik. Daerah perairan yang cukup luas dapat mempengaruhi iklim daerah daratan di sekitarnya. Suhu air paling baik dan efisien diukur menggunakan sensor elektronis seperti termistor. Pembacaan dan pencatatan langsung dari termistor memudahkan para pemula untuk mengambil profil suhu dari habitat akuatik. b. Radiasi cahaya matahari Penetrasi cahaya seringkali dihalangi oleh zat yang terlarut dalam air, membatasi zona fotosintesa, dimana habitat akuatik dibatasi oleh kedalaman. Kekeruhan, terutama bila disebabkan oleh lumpur dan partikel yangdapat mengendap, seringkali penting sebagai faktor pembatas. Sebaliknya, bila kekeruhan disebabkan oleh organisme, ukuran kekeruhan merupakan indikasi produktivitas. Kejernihan dapat diukur dengan alat yang amat sederhana yang disebut cakram secchi (dinamakan menurut penemuannya, A.Secchi, seorang Itali yang memperkenalkannya pada tahun 1865) berupa cakram putih dengan garis tengah kira-kira 20 cm dan dimasukkan kedalam air sampai tidak terlihat dari permukaan. Kedalaman itu disebut kejernihan cakram secchi, yang dapat mencapai 40 m pada air yang amat keruh dan berkisar antara beberapa cm pada air yang amat jernih, tidak produktif didanau yang tinggi letaknya seperti Danau Crater di Taman Nasional Crater Lake, Oregon. Danau-danau di Wiesconsin yang telah dipelajari dengan intensif 4

5 menggunakan cakram secchi sampai kedalaman dimana penetrasi cahaya kira-kira 5% dari radiasi yang mencapai permukaan. Sementara fotosintesa masih terjadi pada intensitas rendah, tingkatan 5% menandai batas bawah kebanyakan zona fotosintesa. Walaupun elas bahwa alat-alat sintesa modern akan memberikan data yang akurat tentang penetrasi cahaya, cakram secchi masih dianggap alat yang berguna oleh ahli limnologi yangseringkali mengunakan teknik ini untuk mengatur tingkat fertilisasi untuk menghasilkan pertumbuhan fitoplankton yang baik tapi tidak terlalu tinggi. Cahaya matahari mempunyai dua fungsi yang saling berlawanan, di satu pihak radiasi cahaya matahari menguntungkan karena sebagai sumber energi bagi proses fotosintesa. Dilain pihak, radiasi cahaya matahari merugikan karena cahaya matahari langsung akan merusak atau membunuh protoplasma. Dari segi ekologi, bagi kehidupan organisme yang penting radiasi adalah kualitas sinar (panjang gelombang dan warna) dan intensitas cahaya (lama penyinaran), karena laju fotosintesa akan bervariasi sesuai dengan perbedaan panjang gelombang yang ada. c. Arus dan tekanan air. Arus air tidak hanya mempengaruhi konsentrasi gas dalam air, tetapi juga secara langsung sebagai faktor pembatas. Misal perbedaan organisme sungai dan danau sering disebabkan oleh arus yang deras pada sungai. Tumbuhan dan binatang di sungai harus mampu menyesuaikan diri terhadap arus baik secara morfologis dan fisiologis. d. ph Yaitu log negt dan kepekaan ion H yang terlepas dalam larutan mempunyai pengaruh besar terhadap kehidupan tumbuh2an dan hewan air. ph 5-8 hidup normal. e. Konsentrasi gas pernapasan Berbeda dengan lingkungan laut konsentrasi oksigen dan karbon dioksida sering kali terbatas pada lingkungan perairan. Pada zaman polusi ini konsentrasi oksigen terlarut dan kebutuhan oksigen biologis sering kali diukur dan merupakan faktor fisik yang paling intensif dipelajari. Sebagai suatu gambaran dari kantong oksigen yang disebabkan polusi dan konsekuensinya dalam hal biota biasanya berlaku berlawanan, ahli ekologi tentang populasi makin lama makin memperhatikan penyuburan dibandingkan dengan pengaruh yang membatasi dari karbon dioksida dalam perairan. 5

6 f. Konsentrasi garam biogenik Nitrat dan fosfor sampai batas tertentu tampaknya terbatas jumlahnya hampir pada semua ekosistem air awar. Dalam air danau dan aliran air dengan kesadahan rendah, kalsium dan garam-garam lain juga tampaknya terbatas. Kecuali pada beberapa mata air mineral, bahkan pada air dengan kesadahan tertinggi hanya mempunyai kadar garam atau salinitas kurang dari 0,5%, dibandingkan dengan 30-37% dalam air laut. Dua ciri lain dari air tawar dapat mempengaruhi umlah dan distribusi dari jenis yan ada (atau kekayaan kualitas biota). Karena habitat air tawar seringkali terisolasi satu dari yang lain oleh daratan dan lautan, organisme dengan penyebaran rendah melewati halangan ini mungkin telah gagal untuk mapan ditempat-tempatyang tidak sesuai. Ikan terutama menadi subek dari pembatasan ini ; aliran air, misalnya walaupun hanya beberapa kilometer jaraknya didaratan tetapi karena terisolasi oleh air, mungkin daerahnya (niche) ditempati oleh jenis yang berbeda. Sebaliknya, kebanyakan organisme kecil seperti panggang, udang, protozoa dan bakteri mempunyai kemampuan penyebaran yang tinggi. Maka seseorang mungkin akan menemukan Daphnia dalam kolam di Amerika Serikat dan di Inggris. Buku pegangan untuk invertebrata air tawar yang ditulis untuk pulau-pulau di Inggris, misalnya dapat digunakan di Amerika Serikat paling tidak sampai tingkat family atau genus, tanaman rendah dan invertebrata air tawar menunjukkan tingkat kosmopolitan yang tinggi. Oranisme air tawar mempunyai persoalan tertentu untuk dipecahkan dalam hubungan dengan pengaturan tekanan osmose (osmoregulasi). Karena konsentrasi garam dalam cairan tubuh atau sel lebih besar daripada lingkungan air tawar (yaitu disebut cairan hipertonik), maka air cenderung masuk ke dalam tubuh secara osmosis bila selaputnya (membran) dapat ditembus air (permeabel), atau kadar aram akan menjadi tinggi bila membran relatif tidak permeabel. Binatang air tawar, seperti protozoa dengan selaput sel yang tipis dan ikan dengan insangnya harus mempunyai cara efisien untuk mengeluarkan air (terlaksana dengan vakuola kontraktil pada protozoa dan ginjal pada ikan) atau badannya akan membesar dan meletus. Kesukaran dalam osmoregulasi dapat diterangkan, paling tidak sebagian, mengapa sejumlah besar hewan laut dari seluruh filum, kenyataanya belum pernah berhasil memasuki lingkungan air tawar. Sebaliknya ikan bertulang (juga burung laut dan mamalia) yang cairan tubuhnya berkadar garam lebih rendah dari air laut (yaitu hipotonik) berhasil masuk kembali ke laut dengan merubah 6

7 osmoregulasi metabolis secara perlahan-lahan yang meliputi pembuangan garam dan penanganan air. 6. Indikator Ekologi Seringkali faktor-faktor tertentu dapat dengan tepat menentukan organisme yang ditemukan di suatu daerah. Atau sebaliknya kita dapat menentukan keadaan lingkungan fisik dengan menggunakan organisme yang ditemukan pada suatu daerah. Hal ini disebut dengan indikator ekologi/ indikator biologi. SUMBER: Tjakrawidjaja dkk.keanekaragaman ikan air tawar dan tipe habitatnya dikawasan hutan taman wisata alam,ruteng,florest-ntt.publitbang biologi-lipi.juanda:bogor (Prosiding seminar biology XIV dan kongres nasional biologi XI 1: ) Sriharti.1992.Budidaya ikan.publitbang fisika terapan-lipi Kimball.1983.Biologi jilid 3,edisi 5.Erlangga:Jakarta 7