PENDAHULUAN Latar Belakang Perairan pesisir merupakan wilayah perairan yang banyak menerima beban masukan bahan organik maupun anorganik (Jassby and Cloern 2000; Andersen et al. 2006). Bahan ini berasal dari berbagai sumber seperti kegiatan pertambakan dan pertanian selanjutnya memasuki perairan melalui aliran sungai dan run-off dari daratan. Sumber itu merupakan salah satu sumber nutrien dalam perairan pesisir (Cloern 2001; Barron et al. 2002; Lagus et al. 2003; Ornolfsdottir et al. 2004; Andersen et al. 2006) seperti perairan pantai Indonesia (Dahuri 1994). Distribusi bahan ini akan berbeda baik secara spasial maupun temporal. Masukan kedua bahan di atas menciptakan dua kondisi atau sistem yang sering terjadi dalam perairan pesisir. Kedua sistem itu adalah sistem produksi dan sistem pencemaran. Sistem produksi berlangsung jika perairan masih dapat mengasimilasi beban dan masih dalam batas toleransi organisme. Sebaliknya, menjadi sistem pencemaran jika beban masukan sudah melampaui batas asimilasi dan sudah melampaui kemampuan organisme dalam mengakumulasi beban ini. Hal itu merupakan konsekuensi logis dari akumulasi masukan yang terus menerus ke dalam perairan. Bahan organik yang masuk ke dalam perairan pesisir selanjutnya mengalami proses penguraian akhirnya memberikan suplai bahan anorganik dalam hal ini nutrien, seperti nitrogen (N), fosfor (P), dan silika (Si). Ketersediaan nutrien akibat proses itu memacu pertumbuhan fitoplankton (Rousseau et al. 2002; Murrel dan Lores 2004; Ornolfsdottir et al. 2004; Andersen et al. 2006). Nutriennutrien ini merupakan faktor penting sehubungan dengan aktivitas fitoplankton. Di samping ketersediaan nutrien, bahan masukan juga memberikan pengaruh pada ketersediaan cahaya dalam perairan pesisir (Hood et al. 1991 dan Cloern 2001). Parameter ini merupakan faktor penting lainnya mempengaruhi pertumbuhan fitoplankton. Penetrasi cahaya yang menembus ke kolom perairan menjadi terhalang dan hanya dapat menjangkau sampai ke kedalaman yang rendah di lapisan permukaan akibat beban masukan yang tinggi. Akibatnya,
2 lapisan di mana proses fotosintesis fitoplankton dapat berlangsung menjadi tipis. Hal ini menyebabkan produksi primer menjadi rendah. Nutrien dan cahaya memberikan rangsangan yang sangat kuat terhadap fitoplankton. Keduanya saling bersinergi dalam menunjang pertumbuhan. Menurut Cloern (1999), respon pertumbuhan fitoplankton bergantung pada besarnya kedua parameter itu di perairan. Pertumbuhan organisme ini akan memperlihatkan dinamika tersendiri bergantung pada fluktuasi nutrien dan cahaya baik secara spasial maupun temporal dalam perairan pesisir. Berbagai fenomena menarik dapat dicermati sehubungan dengan respon fitoplankton terhadap ketersediaan nutrien dan cahaya dalam perairan. Sebagai contoh, pertumbuhan fitoplankton akan berlangsung cepat disertai dengan kelimpahan yang tinggi ketika suplai nutrien dalam konsentrasi yang besar dan ketersediaan cahaya mencukupi. Akibatnya, berbagai permasalahan dapat muncul seperti terjadinya deplesi oksigen, proses fotosintesis fitoplankton terganggu, dan dominasi jenis fitoplankton tertentu. Konsentrasi oksigen mengalami deplesi karena proses fotosintesis fitoplankton di lapisan bawah permukaan tidak berjalan sempurna. Hal ini terjadi sebab penetrasi cahaya matahari sebagian besar terhalang akibat padatnya fitoplankton di lapisan atas perairan. Sementara itu, fitoplankton pada lapisan atas perairan tidak mampu lagi berfotosintesis karena berada dalam kondisi jenuh bahkan banyak diantaranya mengalami kematian. Hal ini diperparah dengan pemanfaatan oksigen oleh bakteri dan organisme pengurai lainnya dalam beraktivitas di bawah permukaan perairan. Kondisi ini menyebabkan biota perairan lainnya terganggu bahkan dapat mengalami kematian. Suksesi fitoplankton dapat berlangsung sebagai konsekuensi lainnya. Suksesi itu dapat memunculkan jenis-jenis fitoplankton yang tidak diinginkan. Jika perairan mengalami kondisi seperti di atas, berarti perairan sudah berada dalam stadium yang memerlukan perhatian intensif. Agar perairan tidak mengalami penurunan kualitas yang semakin rendah, penyuluhan perlu dilakukan secara berkelanjutan dan terpadu pada masyarakat petani dan petambak agar tidak berlebihan dalam menggunakan pupuk organik maupun anorganik. Hal ini diharapkan agar beban masukan nutrien dapat mengalami penuruan ke dalam perairan pesisir (Barron at al. 2003). Di samping itu, pengukuran beban nutrien
3 dari sungai menuju laut perlu dilakukan secara periodik agar peningkatan beban dapat diketahui dari waktu ke waktu. Selain berfungsi sebagai sistem peringatan dini, pengetahuan tentang besarnya beban nutrien dari waktu ke waktu menjadi dasar dalam pengambilan kebijakan oleh pemerintah daerah untuk mengatur kegiatan pertambakan dan pertanian yang berlangsung di daratan. Pengkajian secara komprehensif melalui suatu penelitian menyangkut berbagai fenomena menarik sehubungan dengan aktivitas fitoplankton dalam perairan pesisir, dapat dilakukan pada suatu perairan yang menerima masukan nutrien secara terus menerus. Salah satu perairan yang mengalami kondisi seperti itu adalah perairan pesisir Kabupaten Maros. Perairan pesisir Kabupaten Maros ditengarai banyak menerima beban nutrien akibat aktivitas masyarakat di daratan (Bapedalda Kab. Maros 2003). Beban nutrien ini dihasilkan dari kegiatan pertanian dan perikanan yang berlangsung cukup tinggi di daratan. Hal ini terjadi karena Kabupaten Maros merupakan salah satu kabupaten sentra perikanan dan pertanian di Sulawesi Selatan. Penelusuran informasi tentang penelitian sehubungan dengan hal di atas masih sangat minim untuk perairan pesisir Maros. Data dasar parameter lingkungan sangat jarang didapatkan (Kadis Peternakan, Perikanan dan Kelautan Kabupaten Maros, komunikasi pribadi 2005). Untuk itu, penelitian dilaksanakan untuk mengkaji secara seksama tentang kondisi dan fenomena lingkungan pada perairan ini. Penelitian tersebut meliputi dinamika komunitas fitoplankton berkaitan dengan produktivitas perairan di perairan pesisir Maros. Penelitian di atas memberikan kejelasan tentang akibat yang ditimbulkan oleh beban masukan nutrien terhadap fluktuasi berbagai parameter substansial, sebagai contoh perubahan ketersediaan cahaya dan nutrien. Variabilitas kedua parameter ini sangat penting diketahui karena sangat mempengaruhi dinamika komunitas fitoplankton dalam perairan. Informasi yang dihasilkan dari fluktuasi berbagai parameter substansial menjadi informasi menarik dan terbaru, khususnya perairan pesisir Maros. Penelitian ini menjadi sangat penting, karena memperbandingan beban nutrien dengan konsentrasi nutrien dalam perairan laut serta pengaruhnya terhadap dinamika komunitas fitoplankton baik spasial maupun temporal. Dinamika komunitas fitoplankton yang dimaksudkan dalam hal ini
4 adalah perubahan kelimpahan komunitas, biomassa dalam hal ini klorofil-a dan produktivitas primer fitoplankton. Peranan ketiga parameter ini sangat penting karena sangat menentukan keberlangsungan kehidupan organisme lainnya dalam perairan laut. Hasil dari perbandingan itu dapat menentukan parameter paling dominan dalam mempengaruhi aktivitas fitoplankton, apakah cahaya atau nutrien. Dalam kasus tertentu, ketersediaan cahaya mempunyai hubungan yang kuat dengan pertumbuhan fitoplankton, sebaliknya dengan nutrien pada kondisi yang lain. Namun, sampai saat ini belum ada kejelasan data dan informasi tentang seberapa kuatnya pengaruh kedua parameter itu dan parameter yang mana dari kedua parameter ini yang paling mempengaruhi dinamika komunitas fitoplankton baik secara spasial maupun temporal dalam perairan laut. Peranan paling dominan antara cahaya dan nutrien sehubungan dengan dinamika komunitas fitoplankton sampai saat ini belum terjawab secara tuntas untuk perairan tropis, khususnya perairan Indonesia. Sebaliknya di perairan subtropis, pengaruh cahaya dan nutrien telah diketahui memiliki waktu yang berbeda dalam mempengaruhi dinamika komunitas fitoplankton, cahaya lebih dominan pada musim semi sementara itu nutrien lebih berperan pada musim gugur. Untuk perairan kutub, cahaya menjadi parameter paling berpengaruh terhadap dinamika komunitas fitoplankton jika dibandingkan dengan nutrien (Nybakken 1988; Lalli dan Parsons 1995). Akhirnya, hasil penelitian ini dapat dijadikan sebagai informasi kunci untuk pengelolaan pesisir laut saat ini dan masa yang akan datang. Di samping itu, dapat memberikan solusi tentang perlu tidaknya aktivitas masyarakat di daratan dikontrol atau dikurangi. Perumusan Masalah Secara spasial, suplai nutrien yang masuk ke perairan pesisir menciptakan perbedaan konsentrasi ke arah laut. Terjadinya perbedaan itu disebabkan oleh adanya pengaruh faktor oseanografi, dalam hal ini arus pasang surut dan arus yang ditimbulkan dari aliran sungai masuk ke laut. Kemudian secara temporal, variabilitas nutrien berbeda antar musim akibat adanya perbedaan beban nutrien
5 yang memasuki perairan pesisir. Hal ini menyebabkan pula variabilitas cahaya, baik secara spasial maupun temporal. Terjadinya variabilitas cahaya dan nutrien akan mempengaruhi komunitas fitoplankton dalam perairan pesisir. Akibatnya, dinamika komunitas organisme ini dapat berbeda baik spasial maupun temporal. Dalam kondisi cahaya dan nutrien sangat tinggi, pertumbuhan jenis-jenis fitoplankton dapat berlangsung dengan sangat cepat. Mungkin saja jenis-jenis yang berkembang justru didominasi oleh jenis yang berbahaya bagi sumberdaya perikanan. Berlangsungnya suksesi komunitas fitoplankton yang didominasi oleh jenis fitoplankton yang tidak diinginkan akan mempengaruhi produksi fitoplankton (biomassa dan tingkat produktivitas primer fitoplankton) dalam perairan. Pada perairan seperti ini, biomassa dapat saja rendah dengan tingkat produktivitas primer fitoplankton yang rendah pula. Kondisi yang ada menciptakan ketidaksesuaian dengan keberlangsungan kehidupan dan pertumbuhan organisme pada tingkatan trofik lebih tinggi (misalnya larva ikan) yang menjadi penentu potensi sumberdaya perikanan di perairan pesisir. Distribusi komunitas fitoplankton yang cenderung didominasi oleh jenis fitoplankton tertentu berlangsung karena terjadi perubahan ketersediaan cahaya dan nutrien (jenis N, P dan Si) dalam perairan pesisir. Pada waktu menjelang musim kemarau, konsentrasi semua jenis nutrien diperkirakan mengalami pengurangan karena beban masukan dari sungai mengalami penurunan. Namun, nutrien jenis P dan Si dapat mengalami penambahan karena mendapat suplai dari dalam perairan yang berasal dari pelapukan batuan (Savenkoff et al. 1996 dan Cebrian 2002). Hal ini menyebabkan konsentrasi kedua jenis ini tetap mencukupi dibanding dengan jenis N. Dengan demikian, nilai rasio N : P (16:1) dan N : Si (16:15) (Chester 1990; Cloern 2001; Lagus et al. 2003) mengalami perubahan menuju pada nilai rasio yang lebih kecil. Kemudian, akibat pengurangan beban masukan dari sungai ke perairan pesisir pada musim kemarau, intensitas cahaya menjadi semakin besar tersedia dan jauh menembus ke dalam kolom air. Hal ini terjadi karena bahan-bahan partikel tersuspensi atau terlarut yang dapat menghalangi penetrasi cahaya menjadi berkurang karena beban masukan yang mengalami penurunan pada musim ini.
6 Perubahan itu akan memicu pertumbuhan fitoplankton yang dapat memfiksasi N, atau jenis fitoplankton tertentu lainnya yang dapat berasosiasi dengan perubahan tersebut. Dengan dipacu oleh keberadaan cahaya dan nutrien P yang mencukupi, jenis-jenis ini berpotensi berkembang secara cepat (blooming) pada pertengahan musim kemarau atau awal musim penghujan. Dapat saja jenis yang berkembang justru jenis-jenis yang tidak diinginkan, sebagai contoh jenisjenis yang berbahaya dari kelas Dynophyceae. Untuk memahami dan mengatasi permasalahan tersebut, maka telah dilaksanakan penelitian menyangkut kausalitas variabilitas cahaya dan nutrien berkaitan dengan kelimpahan komunitas dan biomassa serta produktivitas primer fitoplankton secara spasial dan temporal pada perairan yang mengalami kondisi seperti itu (Gambar 1). Perairan pesisir Kabupaten Maros merupakan salah satu contoh kasus dalam hal ini. Akhirnya, kausalitas tersebut dapat menentukan parameter paling dominan mempengaruhi dinamika komunitas fitoplankton dalam perairan pesisir. Hal ini merupakan pembuktian tentang parameter paling berperan di antara keduanya. Seperti yang dijelaskan di bagian pendahuluan bahwa sampai saat ini belum diketahui secara pasti parameter paling dominan berpengaruh dalam perairan tropis khususnya perairan pesisir Indonesia. Tujuan dan Manfaat Penelitian Tujuan penelitian ini adalah : a. Menganalisis dan menentukan variabilitas nutrien, kelimpahan komunitas dan produksi fitoplankton serta parameter fisik dan kimia perairan pesisir. b. Menganalisis dan menentukan hubungan antara beban nutrien dari sungai dan konsentrasi nutrien dalam perairan pesisir. c. Menganalisis dan menentukan parameter paling berpengaruh antara cahaya dan nutrien sehubungan dengan kelimpahan komunitas dan produksi fitoplankton. d. Menganalisis dan mengevaluasi berbagai parameter fisik dan kimia sehubungan dengan penciri lingkungan perairan pesisir. Diharapkan hasil penelitian ini dapat memberikan kejelasan tentang peranan cahaya dan nutrien dalam mempengaruhi aktivitas fitoplankton. Pengaruh
7 dominan di antara keduanya sampai saat ini belum terjawab secara tuntas untuk perairan tropis khususnya perairan Indonesia, baik secara spasial maupun temporal. Di samping itu, hasil penelitian ini diharapkan menjadi bahan masukan dan pertimbangan ekologis dalam pemanfaatan wilayah pesisir, serta menjadi bahan informasi untuk penelitian tentang tingkatan trofik dengan faktor-faktor lingkungan yang mempengaruhinya dalam tinjauan yang lebih luas, khususnya di perairan pesisir Maros. Hipotesis a. Secara spasial, kelimpahan komunitas dan produksi fitoplankton pada perairan dekat pantai sangat dipengaruhi oleh nutrien, sementara itu kelimpahan komunitas dan produksi fitoplankton pada perairan yang jauh dari pantai sangat dipengaruhi oleh ketersediaan cahaya. b. Secara temporal, cahaya menjadi parameter paling berperan terhadap kelimpahan komunitas dan produksi fitoplankton pada musim kemarau, sebaliknya nutrien merupakan parameter paling dominan berpengaruh terhadap kelimpahan komunitas dan produksi fitoplankton pada musim hujan.
8 Beban Nutrien dari sungai Hidrooseanografi Kualitas Air termasuk Nutrien Konsentrasi Beban Nutrien Hidrodinamika Nutrien hasil masukan dari sungai Nutrien yang ada sebelumnya dalam perairan laut Intensitas Sinar Matahari N P Si Intensitas Cahaya + Kebutuhan Mutlak N, P dan Si Kebutuhan Relatif N/P dan N/Si + + + Produktivitas Primer Kelimpahan Biomassa INPUT PROSES OUTPUT Gambar 1. Diagram alir perumusan masalah