BAB IV HASIL DAN PEMBAHASAN 4.1 Parameter Fisik Kimiawi dan Biologi Perairan Dari hasil penelitian didapatkan data parameter fisik (suhu) kimiawi (salinitas, amonia, nitrat, orthofosfat, dan silikat) dan klorofil a di perairan Kepulauan Morotai. Kisaran suhu dan salinitas dapat dilihat pada Lampiran 1. A. Suhu Suhu permukaan di perairan Kepualauan Morotai berkisar antara 27,8-29,2 0 C. Nilai suhu tersebut masih termasuk dalam kisaran suhu permukaan laut di wilayah tropik yang berkisar 20-30 0 C. Suhu perairan selama pelayaran menuju Pulau Morotai dari Laut Maluku sampai Laut Halmahera relatif sama (Tabel 2), hal ini disebabkan pada waktu pengukuran berlangsung, keadaan cuaca cenderung sama yaitu cerah atau cerah berawan. Tabel 2. Hasil pengukuran suhu pada permukaan laut Kepulauan Morotai Stasiun Rataan( 0 C) Kisaran ( 0 C) 1 27,78 27,75-27,84 2 27,91 27,87-27,95 3 29,08 29,08-29,09 4 29,48 29,42-29,51 5 29,33 29,31-29,35 6 29,22 29,22-29,23 Suhu suatu badan perairan dipengaruhi oleh musim, lintang, ketinggian dari permukaan air laut, lama penyinaran matahari, sirkulasi udara, penutupan awan dan aliran juga kedalaman perairan. Sebaran suhu cenderung meningkat ke arah pantai karena adanya pengaruh dari air sungai. Penelitian yang telah dilakukan oleh Setiawan (2004) menyebutkan bahwa kisaran suhu optimal bagi
kelangsungan hidup plankton yaitu 20-30 0 C. Organisme umumnya memiliki toleransi tetentu terhadap perubahan suhu, apabila suhu telah kurang atau lebih dari batas kisaran suhu optimal maka akan menyebabkan gangguan bahkan kematian terhadap organisme plankton. B. Salinitas Nilai salinitas dari keenam stasiun relatif sama berkisar 34,07-34,12 (Tabel 3). Secara umum nilai tersebut masih dalam kisaran normal dan optimum bagi pertumbuhan plankton. Hal ini sesuai dengan pernyataan Odum (1998) yang menyebutkan bahwa keanekaragaman dan jumlah jenis spesies mencapai nilai maksimum pada perairan dengan kisaran salinitas 30-40. Diluar kisaran ini keanekaragaman dan jumlah spesies akan menurun. Tabel 3. Hasil pengukuran salinitas pada permukaan laut Perairan Kepulauan Morotai Stasiun Rataan( ) Kisaran( ) 1 34,07 34,02-34,11 2 34,07 34,01-34,11 3 34,16 34,15-34,16 4 34,17 34,16-34,17 5 34,10 34,09-34,10 6 34,12 34,11-34,12 C. Nutrien Nilai nutrien yang didapat baik amonia, nitrat, silikat, maupun orthofosfat relatif kecil dan kurang bervariasi (Tabel 4). Bahkan ada beberapa nilai nutrien yang berada di bawah nilai batas deteksi alat pengukur. Tabel 4. Hasil pengukuran nutrien Perairan Kepulauan Morotai Stasiun Nilai (mgl -1 )
1 2 3 4 5 6 Amonia Nitrat Silikat Orthofosfat 0,010 0,063 0,285 <0,010 <0,010 0,099 <0,050 <0,010 0,015 0,099 0,126 <0,010 <0,010 0,028 <0,050 <0,010 <0,010 0,028 <0,050 <0,010 <0,010 0,028 <0,050 <0,010 Menurut Asmara (2005) amonia dapat berasal dari dekomposisi bahan organik melalui proses amonifikasi maupun proses autolisis sel dan ekskresi amonia oleh zooplankton juga dapat berperan sebagai sumber amonia di perairan. Nilai amonia tertinggi didapat pada stasiun 3 sebesar 0,015 (Gambar 9). Stasiun 3 berada di Selat Morotai yang merupakan tempat lalu lintas kapal dan dekat dengan pesisir dengan jarak 5,50 km. MgL -1 0.016 0.014 0.012 0.01 0.008 0.006 0.004 0.002 0 1 2 3 4 5 6 Stasiun Gambar 9 Konsentrasi amonia di Perairan Kepulauan Morotai Pada saat pengambilan dan pengukuran sampel nutrien, nilai konsentrasi nitrat lebih tinggi daripada nila amonia karena dipengaruhi oleh proses
nitrifikasi. Pada lapisan permukaan laut, oksigen yang tersedia cukup melimpah. Dengan ada nya bantuan bakteri, oksigen tersebut akan mengoksidasi amonia menjadi nitrit dan nitrat, sehingga konsentrasi amonia dipermukaan menjadi kecil. Konsentrasi nilai nitrat tertinggi terdapat di stasiun 2 dan 3 sebesar 0,099 mgl -1 (Gambar 10). Tinggi rendahnya konsentrasi nitrat di suatu perairan disebabkan oleh adanya pengaruh dari daratan melalui aliran sungai. Nilai nitrat juga dihasilkan dari metabolisme organik bakteri dan hasil pembusukkan serta dipengaruhi oleh aktifitas fitoplankton dalam penggunaan nitrat (Hakim 2008). 0.12 0.1 0.08 mgl -1 0.06 0.04 0.02 0 1 2 3 4 5 6 Stasiun Gambar 10 Konsentrasi nitrat di Perairan Kepulauan Morotai Merujuk pada baku mutu yang telah ditetapkan KepMen LH No. 51 Tahun 2004 konsentrasi nitrat untuk biota laut adalah sebesar 0,008 mgl -1. Seluruh stasiun memiliki nilai konsentrasi nitrat yang lebih tinggi dari nilai baku mutu terutama stasiun satu sampai tiga dengan konsentrasi hampir mencapai 1 mgl -1. Konsentrasi nitrat yang tinggi menunjukkan ketersediaan sumber nitrogen yang cukup melimpah bagi pertumbuhan fitoplankton. Nutrient anorganik utama
yang diperlukan fitoplankton untuk tumbuh dan berkembang biak adalah nitrogen dalam bentuk nitrat. Abida (2008) dalam penelitiannya mengenai produktivitas fitoplankton menyebutkan bahwa pertumbuhan fitoplankton dari kelas Bacillariophyceae bergantung pada konsentrasi silikat karena silikat merupakan bagian terpenting yang menyusun lebih dari 95% dari dinding sel Bacillariophyceae dan juga pada Bacillariophyceae tidak ada mekanisme Luxury Consumption bila ketersediaan silikat berlebih. Dari siklus silikat tidak terjadi proses recycling dari zooplankton di kolom air karena zooplankton hanya memakan bagian protoplasma dari fitoplankton namun dinding sel fitoplankton yang terbuat dari silikat tidak dimanfaatkan oleh zooplankton. Pemanfaatan dan deposisi silikat oleh Bacillariophyceae diimplikasikan pada dua faktor lingkungan yaitu kinetik dari pemanfaatan silikat yang berhubungan dengan pertumbuhan sel yang dideterminasi oleh kemampuan berbeda pada spesies Bacillariophyceae untuk memperbutkan ketersediaan silikat dan pemanfaatan silikat tersedia dan pemasukan terbesar dari deposisi silikat yang tidak tersedia dari proses geokimia di perairan. Keberadaan populasi Bacillariophyceae ini akan berpengaruh pada skala konversi dalam kemampuan menyokong dari silikat tersedia menjadi tidak tersedia. Nilai silikat disemua stasiun tidak menjadi faktor pembatas bagi pertumbuhan fitoplankton karena menurut penelitian yang telah dilakukan oleh Wulandari (2004) pertumbuhan Bacillariophyceae akan optimum pada kisaran silikat sebesar 0,13-6,0 mgl -1 (Gambar 11).
mgl -1 0.3 0.25 0.2 0.15 0.1 0.05 0 1 2 3 4 5 6 Stasiun Gambar 11 Kandungan silikat di Perairan Kepulauan Morotai Stasiun 1 sampai 6 memiliki nilai kandungan orthofosfat yang seragam yaitu kurang dari 0,01 mgl -1 (Gambar 12). Nilai tersebut merupakan nilai pada batas deteksi alat pengukur. Dalam penelitian Hakim (2008) menyebutkan bahwa fosfat akan menjadi faktor pembatas dalam pertumbuhan fitoplankton apabila nilainya kurang dari 0,01 mgl -1 dan apabila kandunga fosfat cukup tinggi akan meningkatkan perkembangan fitoplankton. KepMen LH No. 51 Tahun 2004 menetapkan baku mutu nilai fosfat untuk biota laut sebesar 0,015 mgl -1 0.012 0.01 0.008 mgl -1 0.006 0.004 0.002 0 1 2 3 4 5 6 Stasiun Gambar 12 Konsentrasi orthofosfat di Perairan Kepulauan Morotai
Dalam penelitian ini konsentrasi fosfat dalam setiap stasiun tidak optimum bagi petumbuhan fitoplankton. Adapun pernyataan dari penelitian Riksawati (2008) mengenai rendahnya kandungan fosfat dalam perairan bisa jadi diakibatkan oleh faktor fisika dan biologi perairan seperti arus, gelombang, angin, dan kelimpahan fitoplankton. Dengan rendahnya nilai kandungan fosfat, maka dapat dikatakan bahwa banyak fitoplankton yang menggunakan fosfat sebagai sumber nutrien untuk konsumsi yang diperlukan hidupnya. Selain itu hal ini diakibatkan oleh sifat partikel fosfat yang cenderung mengendap di dasar perairan seiring dengan meningkatnya kedalaman karena berat partikel fosfat yang lebih besar dari massa air. D. Klorofil a Konsentrasi klorofil a yang mewakili musim barat di perairan Morotai berkisar antara 0,03 mg(m 3 ) -1-2,42 mg(m 3 ) -1 pada tanggal 9 Septembet 2012 dengan rata-rata 0,17 mg(m 3 ) -1 (Gambar 13). Dan pada tangaal 17 September 2012 memiliki kisaran konsentrasi klorofil antara 0,05 mg(m 3 ) -1-2,00 mg(m 3 ) -1 dengan rata-rata 0,18 mg(m 3 ) -1 (Gambar 14). Gambar 13 Sebaran klorofil a pada tanggal 9 September 2012
Gambar 14 Sebaran klorofil a pada tanggal 17 September 2012 Konsentrasi rata-rata klorofil a di perairan Indonesia adalah 0,19 mg(m 3 ) -1 Di laut, sebaran klorofil lebih tinggi konsentrasinya pada perairan pantai dan pesisir serta rendah di perairan lepas pantai. Tingginya sebaran klorofil a di perairan pantai dan pesisir disebabkan adanya suplai nutrien dari daratan, sedangkan rendahnya konsentrasi klorofil di perairan lepas pantai karena tidak adanya suplai nutrien dari daratan secara langsung (Rasyid 2009). Pugesehan (2010) juga menyatakan bahwa konsentrasi klorofil a suatu perairan sangat bergantung pada ketersediaan nutrien. Perairan oseanis di daerah tropis umumnya memiliki konsentrasi klorofil a yang rendah karena keterbatasan nutrien dan kuatnya stratifikasi kolom perairan yang terjadi hampir sepanjang tahun. Berdasarkan pola persebaran klorofil a secara temporal maupun secara spasial di beberapa bagian perairan dijumpai konsentrasi klorofil a yang cukup tinggi. Tingginya konsentrasi klorofil a disebabkan terjadinya pengkayaan nutrien pada lapisan permukaan perairan melalui berbagai proses dinamika massa air, diantaranya upwelling, pencampuran massa air, serta pola pergerakkan massa air yang membawa massa air kaya nutrien dari perairan sekitarnya.
Dalam penelitian ini hanya terdapat dua kelas fitoplankton yang ditemukan yaitu Bacillariophyceae dan Dinophyceae yang ditemukan di setiap stasiun selalu didominasi oleh kelas Bacillariophyceae sehingga nilai konsentrasi yang terukur akan berbanding lurus dengan kelimpahan fitoplankton. Hasil penelitian menunjukkan bahwa semakin melimpah fitoplankton maka nilai konsentrasi klorofil juga akan semakin tinggi. Menurut penelitian yang telah dilakukan oleh Aryawati dan Thoha (2011) mengenai hubungan klorofil a dan kelimpahan fitoplankton di Perairan Berau menyatakan bahwa fitoplankton dikenal sebagai tumbuhan yang mengandung pigmen klorofil sehingga mampu melaksanakan reaksi fotosintesis. Keberadaan fitoplankton di suatu daerah biasanya berkaitan erat dengan besar kecilnya kandungan klorofil yang berada di daerah tersebut. 4.2 Struktur Komunitas Plankton A. Kelimpahan dan Komposisi Plankton Fitoplankton dan zooplankton memiliki nilai kelimpahan yang cukup beragam di setiap stasiun sebagaimana terlihat pada Tabel 5. Tabel 5. Nilai kelimpahan fitoplankton dan zooplankton Stasiun Kelimpahan Fitoplankton Sel(m 3 ) -1 Zooplankton Ind(m 3 ) -1 1 77.333 8.667 2 35.333 6.667 3 54.667 3.333 4 239.333 29.333 5 36.000 13.333 6 43.333 13.333
Kelimpahan (ribu sel (m 3 ) -1 & ind(m 3 ) -1 ) Kelimpahan fitoplankton yang telah diidentifikasi memiliki nilai yang bervariasi setiap stasiun. Nilai kelimpahan tertinggi terdapat pada stasiun 4 yaitu sebesar 239.333 sel(m 3 ) -1. Hal ini disebabkan oleh adanya aktivitas pelabuhan di Stasiun 4. Stasiun 4 juga merupakan stasiun yang paling dekat dengan pantai dengan jarak 1,22 km. Nilai kelimpahan terkecil fitoplankton berada di stasiun 2 yang merupakan daerah lepas pantai yaitu Laut Maluku sebesar 35.333 sel(m 3 ) -1. Nilai kelimpahan tertinggi terdapat di stasiun 4 yang memiliki kelimpahan lebih dari 200.000 sel(m 3 ) -1. Sama halnya dengan nilai kelimpahan fitoplankton, kelimpahan zooplankton tertinggi berada di stasiun 4 yaitu sebesar 29.333 ind(m 3 ) -1 (Gambar 15). Besarnya kelimpahan zooplankton selalu mengikuti besar kelimpahan fitoplankton. Semakin tinggi nilai fitoplankton maka kelimpahan zooplankton akan semakin tinggi juga. Keadaan tersebut menunujukkan bahwa kelimpahan zooplankton sangat ditentukan oleh adanya fitoplankton sebagai makanannya sehingga populasi yang tinggi dari zooplankton hanya mungkin dicapai bila jumlah fitoplankton mencukupi (Asriyana dan Yuliana 2012). 300 250 200 150 100 Fitoplankton Zooplankton 50 0 1 2 3 4 5 6 Stasiun Gambar 15 Nilai kelimpahan fitoplankton dan zooplankton antar stasiun
Perhitungan persentase komposisi plankton dapat digunakan untuk melihat kelas fitoplankton dan zooplankton yang mendominasi perairan Kepulauan Morotai bagian. Hasil identifikasi jenis plankton dapat dilihat pada Lampiran 2. Terdapat dua kelas fitoplankton yang teridentifikasi dari hasil penelitian yaitu kelas Bacillariophyceae dan Dinophyceae (Gambar 16). Gambar 16 Komposisi fitolankton di Perairan Sekitar Kepulauan Morotai Jenis fitoplankton yang ditemukan di sekitar perairan Morotai didominasi oleh kelas Bacillariophyceae sebesar 93% yang terdiri dari genus Biddulphia, Chaetoceros, Coscinodiscus, Guinardia, Leptocylindrus, Rhizosolenia, Streptotheca, Hemialus, Thalassiora, Nitzschia, dan Pleurosigma. Sebanyak 7% berasal dari kelas Dinophyceae yang terdiri dari genus Gonyaulax, Gymnodinium, Ceratium, Podolompas, Protoperidinium, dan Pyrocystis. Kelimpahan fitoplankton dipengaruhi oleh beberapa faktor seperti suhu, salinitas, dan nutrien. Suhu dan salinitas di keenam stasiun sudah optimum bagi pertumbuhan fitoplankton. Fitoplankton cenderung melimpah pada stasiun 4 yang merupakan daerah teluk dan wilayah yang paling dekat dengan pesisir. Kelimpahan fitoplankton juga berkaitan dengan nutrien. Semakin melimpah
fitoplankton semakin kecil konsentrasi nutrien yang terukur. Hal ini disebabkan pemanfaatan nutrien oleh fitoplankton. Terdapat empat kelas zooplankton yang teridentifikasi diperairan sekitar Morotai yaitu Copepoda, Ciliata, Gastropoda, dan Cladocera (Gambar 17). Copepoda mendominasi jenis zooplankton dengan persentase sebesar 65% dan terdiri dari genus Calanus, Eucalanus, Euchaeta, dan Undinula. Genus Tintinnopsis dari kelas Ciliata ditemukan 22% sedangkan kelas Gastropoda dengan genus Limacina ditemukan 11%. Penilia dari kelas Cladocera ditemukan paling sedikit yaitu hanya sebesar 2% saja. Gambar 17 Komposisi zooplankton di Perairan Sekitar Kepulauan Morotai Kelimpahan zooplankton dipengaruhi oleh faktor fisik kimiawi perairan seperti suhu dan salinitas. Suhu yang berkisar antara 27-29 0 C dan nilai salinitas sebesar 34 sudah optimum bagi pertumbuhan zooplankton. Kelimpahan zooplankton juga dipengaruhi oleh kelimpahan fitoplankton. Semakin besar kelimpahan fitoplankton maka kelimpahan zooplankton akan semakin besar juga. Hal ini disebabkan zooplankton tidak dapat memproduksi zat-zat organik seperti fitoplankton. zooplankton yang bersifat herbivora akan memakan fitoplankton secara langsung sedangkan zooplankton karnivora memakan zooplankton herbivora atau karnivora lainnya.
C. Indeks Shannon Wiener Untuk melihat nilai keanekaragaman dan keseragaman struktur spesies dalam suatu komunitas dapat dihitung menggunakan indeks Shannon Wiener (Tabel 6). Tabel 6 Nilai keanekaragaman dan keseragaman plankton FItoplankton Zooplankton Stasiu Keanekaragaman Keseragama Keanekaragaman Keseragaman n (H ) n (E) (H ) (E) 1 2,41 0,21 1,52 0,17 2 2,05 0,20 0,67 0,08 3 2,48 0,23 0,67 0,08 4 1,98 0,16 1,62 0,16 5 2,37 0,23 1,64 0,17 6 1,85 0,17 1,29 0,14 Angka ini menunjukkan bahwa komunitas dan keanekaragaman jenis biota memiliki stabilitas biota sedang, sedangkan untuk zooplankton nilai keanekaragaman pada stasiun 1, 4, 5, 6 termasuk dalam kriteria stabilitas komunitas biota sedang dan stasiun 3 dan 4 memiliki kriteria stabilitas komunitas biota tidak stabil, komunitas mudah berubah apabila terjadi perubahan lingkungan yang relatif kecil. Indeks keanekaragaman ini menunjukkan kekayaan jenis dalam komunitas juga memeperlihatkan keseimbangan dalam pembagian jumlah individu tiap jenis. Nilai keanekaragaman ini meningkat bila jumlah jenisnya bertambah. Nilai keseragaman fitoplankton berkisar antara 0,17 sampai 0,23 sedangkan nilai keseragaman zooplankton berkisar antara 0,008 sampai 0,17. Semakin kecil nilai keseragaman maka semakin kecil juga keseragaman suatu populasi, artinya penyebaran jumlah tiap genus tidak sama dan ada
kecenderungan bahwa suatu genera mendominasi populasi tersebut. Sebaliknya semakin nilai keseragaman mendekati angka 1, maka populasi menunjukkan keseragaman yaitu jumlah individu setiap genus dapat dikatakan relatif sama atau tidak jauh berbeda. 4.3 Korelasi Kelimpahan Plankton Dengan Faktor Fisik Kimiawi Perairan Nilai korelasi dan regresi linear berganda didapat dengan menggunakan perangkat lunak Microsoft excel (Lampiran 3). Kelimpahan plankton dengan suhu dan salinitas memiliki nilai koefisien korelasi sebesar 0,60 dengan persamaan regresi Y = -6.2x10-14 0,24X 1 + 0,77X 2. Dari persaamaan regresi tersebut dapat diketahui bahwa pada setiap kenaikan suhu 1 0 C pada rentang suhu yang optimal bagi hidup plankton, maka plankton akan menurun sebesar 0,24 sel(m) -3 dan ind(m) -3. Setiap kenaikan salinitas 1 pada kisaran optimal, maka jumalah kelimpahan plankton akan meningkat sebesar 0,77 sel(m) -3 dan ind(m) -3. Nilai koefisien korelasi antara kelimpahan fitoplankton dengan nutrien (amonia, nitrat, silikat) adalah 0,38 dengan persamaan regresi Y = -5.5x10-17 + 0,08X 1-0.44021X 2 + 0.030857X 3. Pada persamaan regresi tersebut dapat diketahui bahwa nitrat merupakan parameter nutrien yang paling mempengaruhi kelimpahan fitoplankton. Persamaan regresi menunjukkan bahwa pada setiap kenaikan mgl -1 amonia dan silikat, kelimpahan fitoplankton akan meningkat masing-masing sebesar 0,08 sel(m) -3 dan 0.03 sel(m) -3. Apabila konsentrasi nitrat meningkat 1 mgl -1 akan mengakibatkan penurunan kelimpahan fitoplankton sebesar 0.44 sel(m) -3. Hal ini didukung oleh Nybaken (1992) yang menyatakan bahwa nutrien anorganik utama yang diperlukan fitoplankton untuk tumbuh dan berkembang biak ialah nitrogen sebagai nitrat. Klorofil a dengan kelimpahan fitoplankton memiliki nilai koefisien korelasi sebesar 0,97 dengan persamaan regresi Y = -1.44x10-16 + 0,94X. Konsentrasi klorofil a pada umumnya selalu mengikuti nilai kelimpahan fitoplankton karena klorofil a
merupakan pigmen yang terkandung dalam fitoplankton. Semakin tinggi nilai kelimpahan fitoplankton maka nilai konsentrasi klorofil a pada suatu perairan pun akan semakin tuinggi. Hal ini sesuai dengan analisis persamaan regresi yang menunjukkan bahwa pada setiap kenaikan kelimpahan 1 sel(m) -3 fitoplankton, maka konsentrasi klorofil a akan meningkat sebesar 0,94 mg(m) -3.