TINJAUAN PUSTAKA Ekosistem Mangrove Ekosistem mangrove mempunyai fungsi dan manfaat yang serba guna dan keunikannya sebagai kawasan peralihan antara daratan dan lautan menjadikan kawasan vegetasi mangrove sasaran pembangunan berbagai sektor. Keberadaan kawasan vegetasi mangrove di daerah pasang surut yang lingkungannya mendukung kegiatan perikanan menyebabkan kawasan ini banyak dimanfaatkan untuk usaha pertambakan beberapa jenis ikan dengan mengorbankan vegetasi mangrove (Ukkas dan Zulkifli, 2008). Ekosistem mangrove merupakan mata rantai utama yang berperan sebagai produsen dalam jaring makanan ekosistem pantai. Ekosistem ini memiliki produktivitas yang tinggi dengan menyediakan makanan berlimpah bagi berbagai jenis hewan laut dan menyediakan tempat berkembang biak, memijah, dan membesarkan anak bagi beberapa jenis ikan, kerang, kepiting, dan udang. Berbagai jenis ikan baik yang bersifat herbivora, omnivora maupun karnivora hidup mencari makan di sekitar mangrove terutama pada waktu air pasang (Gunarto, 2004). Keberadaan hutan mangrove sekarang ini cukup mengkhawatirkan karena ulah manusia untuk kepentingan konversi lahan sebagai tambak, permukiman, perhotelan, ataupun tempat wisata. Hilangnya mangrove dari ekosistem perairan pantai telah menyebabkan keseimbangan ekologi lingkungan pantai menjadi terganggu. Konversi kawasan mangrove menjadi lahan tambak ikan/udang 6
7 merupakan penyebab utama rusaknya ekosistem mangrove di Indonesia. Pembuatan tambak di sekitar pesisir pantai menyebabkan ekosistem mangrove hanya tersisa pada tempat-tempat tertentu yang sangat terisolasi atau ditanam di tepi tambak yang berbatasan dengan pantai atau sungai untuk mencegah abrasi (Setyawan dan Winarno, 2006). Struktur ekosistem mangrove, secara garis besar dapat dibedakan menjadi tiga tipe formasi (Odum, 1972) yaitu : 1. Mangrove pantai : Struktur horizontal formasi ini daerah laut ke arah darat adalah dari tumbuhan pionir (Sonneratia alba), di ikuti oleh komunitas campuran Sonneratia alba, Avicennia sp. R. apiculata, selanjutnya komunitas murni Rhizophora sp dan akhirnya komunitas campuran Rhizophora sp. Brugueira. Bila genangan berlanjut akan ditemukan komunitas murni Nypa fructicans di belakang komunitas campuran yang terakhir. 2. Mangrove muara : pada tipe ini pengaruh air laut sama kuat dengan pengaruh air sungai. Mangrove muara dicirikan oleh mintakat tipis Rhizophora sp. Di tepian alur, di ikuti komunitas campuran Rhizophora-Brugueira dan diakhiri komunitas murni Nypa sp. 3. Manrove sungai : pada tipe ini pengaruh air sungai lebih dominan dari pada air laut dan berkembang pada tepian sungai yang relatif jauh dari muara. Mangrove banyak berasosiasi dengan komunitas daratan. Adapun pembagian kawasan mangrove berdasarkan perbedaan penggenangannya (Atmanegara, 2009) adalah : 1. Zona proksimal yaitu kawasan (zona) yang terdekat dengan laut. Pada zona ini biasanya akan ditemukan jenis-jenis R. mucronata, R. apiculata dan S. alba.
8 2. Zona middle yaitu kawasan (zona) yang terletak di antara laut dan darat. Pada zona ini biasanya akan ditemukan jenis-jenis S. caseolaris, R. alba, B. gymnorhiza, A marina, A. officinalis dan Ceriops tagal. 3. Zona distal, yaitu zona yang terjauh dari laut. Pada zona ini biasanya akan ditemukan jenis-jenis Heritiera litoralis, Pongamia, Pandanus spp., dan Hibiscus tiliaceus. Gambar 2. Zonasi mangrove dari laut ke darat Fungsi hutan mangrove menurut Kusmana dkk, (2008) dapat dibedakan kedalam tiga macam, yaitu fungsi fisik, fungsi ekonomi dan biologi seperti berikut: 1. Fungsi fisik a. Menjaga garis pantai dari erosi agar tetap stabil. b. Mempercepat perluasan lahan. c. Mengendalikan intrusi air laut. d. Melindungi daerah belakang mangrove/pantai dari hempasan dan gelombang angin kencang. e. Menjaga kawasan peyangga terhadap rembesan air laut (intrusi). f. Mengolah bahan limbah organik.
9 2. Fungsi Ekonomi. a. Merupakan penghasil kayu sebagai sumber bahan bakar (arang, kayu bakar) bahan bangunan (balok, atap rumah, tikar). b. Memberikan hasil hutan bukan kayu seperti madu, obat-obatan, minuman serta makanan. c. Merupakan lahan untuk produk pangan dan tujuan lain (pemukiman, pertambangan, industri, infrastruktur, rekreasi dan lain-lain). 3. Fungsi ekologi. a. Merupakan tempat mencari makan (feeding ground), tempat memijah (spawning ground) dan tempat berkembang biak (nursery ground), berbagai jenis ikan, udang, kerang dan biota laut lainnya. b. Merupakan tempat bersarang berbagai jenis satwa liar (burung). c. Merupakan sumber plasma nutfa. Mangrove memiliki berbagai macam manfaat bagi kehidupan manusia dan lingkungan sekitarnya. Bagi masyarakat pesisir, pemanfaatan mangrove untuk berbagai tujuan telah dilakukan sejak lama. Akhir-akhir ini peranan mangrove bagi lingkungan sekitar dirasakan sangat besar setelah berbagai dampak merugikan dirasakan pada berbagai tempat akibat hilangnya mangrove (Prabudi, 2013). Hutan mangrove merupakan sumberdaya alam yang penting di lingkungan pesisir, dan memiliki tiga fungsi utama yaitu fungsi fisik, biologis, dan ekonomis. Fungsi fisik adalah sebagai penahan angin, penyaring bahan pencemar, penahan ombak, pengendali banjir dan pencegah intrusi air laut. Fungsi biologis adalah sebagai daerah pemijahan (spawning ground), daerah asuhan (nursery ground),
10 dan sebagai daerah mencari makan (feeding ground) bagi ikan dan biota laut lainnya. Fungsi ekonomis adalah sebagai penghasil kayu untuk bahan baku dan bahan bangunan, bahan makanan dan obat-obatan. Selain itu, fungsi tersebut adalah strategis sebagai produsen primer yang mampu mendukung dan menstabilkan ekosistem laut (Hiariey, 2009). Avicennia marina A. marina adalah salah satu jenis mangrove yang masuk ke dalam kategori mangrove mayor. Status tersebut menyebabkan A. marina hampir selalu ditemukan pada setiap ekosistem mangrove. Masyarakat mengenal A. marina sebagai api-api putih. Kerabat lain A. marina yang biasa dijumpai hidup bersama adalah Avicennia alba atau api-api hitam, Avicennia officinalis atau api-api daun lebar serta Avicennia rumhiana yang mulai jarang ditemukan. Pohon-pohon apiapi yang tumbang atau rusak dapat segera tumbuh kembali, sehingga mempercepat pemulihan tegakan yang rusak. Akar napas api-api yang padat, rapat dan banyak sangat efektif untuk menangkap dan menahan lumpur serta berbagai sampah yang terhanyut di perairan. Jalinan perakaran ini juga menjadi tempat mencari makanan bagi jenis kepiting bakau, siput dan teritip (Halidah, 2014). Morfologi A. marina A. marina juga di kenal dengan nama api-api. Api-api juga memiliki nama daerah seperti kayu kendeka, kayu ting (Manado), kibalanak (Sunda), api-api brayu, api-api kacang, bogem (Jatim), peape (Madura). Di Indonesia, api-api memiliki sejumlah nama, di antaranya mangi-mangi, sia-sia, boak, koak, merana
11 pejapi, papi, atau nyapi. Pohon api-api memiliki beberapa ciri, antara lain memiliki akar napas yakni akar percabangan yang tumbuh dengan jarak teratur secara vertikal dari akar horizontal yang terbenam di dalam tanah. Reproduksinya bersifat kryptovivipary, yaitu biji tumbuh keluar dari kulit biji saat masih menggantung pada tanaman induk, tetapi tidak tumbuh keluar menembus buah sebelum biji jatuh ke tanah. Buah berbentuk bulir seperti mangga, ujung buah tumpul dan panjang 1 cm, daun berbentuk elips dengan ujung tumpul dan panjang daun sekitar 7 cm, lebar daun 3-4 cm, permukaan atas daun berwarna hijau mengkilat dan permukaan bawah berwarna hijau abu-abu dan suram. Bentuknya semak atau pohon dengan tinggi 12 m dan kadang-kadang mencapai 20 m, memiliki akar napas yang berbentuk seperti pensil, bunga bertipe majemuk dengan 8-14 bunga setiap tangkai. Dalam Gambar 3 terlihat rumpun, perakaran daun dan buah dari tanaman A. marina. Gambar 3. Hutan mangrove yang di dominasi oleh jenis A. marina Gambar 4. Akar napas A. marina yang tumbuh pada tanah lumpur
12 (A) (B) Gambar 5. Daun dan bunga (A) dan buah (B) A. marina Habitat A. marina A. marina tumbuh tersebar di sepanjang pantai Afrika Timur dan Madagaskar hingga ke India, Indo-Cina, Cina Selatan, Taiwan, Thailand, seluruh kawasan Malesia, Kepulauan Solomon, New Caledonia, Australia dan bagian utara New Zealand. Sebagai bagian dari komunitas hutan mangrove, pohon apiapi biasanya tumbuh di tepi atau dekat laut. Pohon ditemukan pula tumbuh di rawa-rawa air tawar, tepi pantai berlumpur daerah mangrove, hingga di substrat yang berkadar garam sangat tinggi. Hal ini disebabkan karena Jenis tanaman A. marina toleran terhadap salinitas sangat tinggi. Memiliki kemampuan menempati dan tumbuh pada berbagai habitat pasang-surut. Dari beberapa hasil penelitian diketahui bahwa A. marina dapat tumbuh pada substrat yang berpasir kasar, halus maupun lumpur yang dalam (Halidah, 2013 dan Kusmana dkk., 2003). Faktor Fisika dan Kimia Perairan a. Suhu Suhu air sangat dipengaruhi oleh jumlah cahaya matahari yang jatuh ke permukaan air yang sebagian dipantulkan kembali ke atmosfer dan sebagian lagi
13 diserap dalam bentuk energi panas. Pengukuran suhu sangat perlu untuk mengetahui karakteristik perairan. Suhu air merupakan faktor abiotik yang memegang peranan penting bagi hidup dan kehidupan organisme perairan. Penurunan biomassa dan keanekaragaman organisme ketika suhu air meningkat lebih dari 28 o C (Barus, 2004). b. Oksigen Terlarut (O 2 ) Oksigen terlarut dalam perairan dapat berasal dari udara dan dari pergerakan air, sumber oksigen terlarut terbesar dalam perairan berasal dari proses fotosintesa tumbuh-tumbuhan air. Kepekatan oksigen terlarut dalam perairan antara lain disebabkan oleh suhu, tingkat penetrasi cahaya yang tergantung pada kedalaman dan kekeruhan air dan kehadiran tanaman untuk proses fotosintesis menambahkan kadar oksigen terlarut diperairan yang masih dapat ditolerir oleh organisme akuatik terutama fitoplankton adalah tidak kurang dari 5 mg/l. Organisme perairan dapat hidup dengan layak dan kegiatan perikanan dapat berhasil kandungan oksigen terlarut tidak kurang dari 4 mg/l. PP No. 82 Tahun 2001, nilai kandungan oksigen terlarut untuk katagori kelas III batas minimal adalah 4 mg/l (Johan dan Ediwarman, 2011). c. Salinitas Salinitas merupakan nilai yang menunjukkan jumlah garam-garam terlarut dalam satuan volum air yang biasanay dinyatakan dengan satuan promil. Kandungan utama dari air laut dibentuk oleh ion Na + dan Cl - ditambah berbagai jenis unsur lain yang jumlahnya relatif sedikit. Salinitas merupakan cerminan dari jumlah garam yang terlarut dalam air. Secara alami salinitas laut lepas rata-rata sebesar 35 ppt. Menurut Fuad dkk (1988) bahwa sebagai hewan yang melewatkan
14 hampir seluruh masa, pada masa awal hidupnya di laut, udang windu memerlukan air berkadar garam antara 29-32 ppt. d. Derajad keasaman (ph) Derajad keasaman (ph) atau kadar ion H dalam air merupakan salah satu faktor kimia yang sangat berpengaruh terhadap kehidupan organisme yang hidup di suatu lingkungan perairan. Tinggi atau rendahnya nilai ph air tergantung dalam beberapa faktor yaitu : kondisi gas-gas dalam air seperti CO 2, konsentrasi garamgaram karbonat dan bikarbonat, proses dekomposisi bahan organik di dasar perairan. Derajat keasaman merupakan faktor lingkungan kimia air yang berperan dalam pertumbuhan dan perkembangan rumput laut. Pengaruh bagi organisme sangat besar dan penting, kisaran ph yang kurang dari 6,5, akan menekan laju pertumbuhan bahkan tingkat keasamannya dapat mematikan dan tidak ada laju reproduksi sedangkan ph 6,5-9 merupakan kisaran optimal dalam suatu perairan (Armita, 2011). Laju Dekomposisi Serasah Produksi serasah adalah guguran struktur vegetatif dan reproduktif yang disebabkan oleh faktor ketuaan, stress oleh faktor mekanik (misalnya angin), ataupun kombinasi dari keduanya dan kematian serta kerusakan dari keseluruhan tumbuhan oleh iklim (hujan dan angin) (Brown, 1984 di acu Soenardjo, 1999). Serasah adalah tumpukan dedaunan kering, rerantingan, dan berbagai sisa vegetasi lainnya diatas lantai hutan atau kebun. Tanaman memberikan masukkan bahan organik melalui daun-daun, cabang dan ranting yang gugur, dan juga melalui akar-akarnya yang telah mati. Serasah yang jatuh di permukaan tanah dapat
15 melindungi permukaan tanah dari pukulan air hujan dan mengurangi penguapan. Tinggi rendahnya peranan serasah ini ditentukan oleh kualitas bahan organik tersebut. Semakin rendah kualitas bahan, semakin lama bahan tersebut dilapuk sehingga terjadi akumulasi serasah yang cukup tebal pada permukaan tanah hutan. Produksi serasah yang tinggi maka akan memberikan keuntungan bagi vegetasi untuk meningkatkan produktivitas karena tersedianya sumber hara yang cukup. Dekomposisi memiliki dimensi kecepatan yang mungkin berbeda dari waktu ke waktu tergantung faktor-faktor yang mempengaruhinya. Proses dekomposisi bahan organik secara alami akan berhenti bila faktor-faktor pembatasnya tidak tersedia atau telah dihabiskan dalam proses dekomposisi itu sendiri. Oksigen dan bahan organik, menjadi faktor kendali dalam proses dekomposisi. Kedua faktor ini terutama oksigen merupakan faktor kritis bagi dekomposisi aerobik. Ketersediaan bahan organik yang berlimpah mungkin tidak berarti banyak dalam mendukung dekomposisi bila faktor lain seperti oksigen tersedia dalam kondisi terbatas (Prabudi, 2013). Pengambilan serasah daun mangrove A. marina dilakukan pada setiap stasiun. Serasah yang dikumpulkan merupakan serasah yang sudah gugur dan juga serasah yang sudah menua pada pohon mangrove. Serasah daun A. marina kemudian ditimbang seberat 50 g lalu dimasukkan kedalam litter bag. Kantong yang sudah diisi serasah ditempatkan 21 kantongan setiap stasiun, diikatkan pada batang mangrove agar tidak terbawa arus. Laju dekomposisi serasah daun A. marina dilakukan dengan menginkubasi serasah daun A. marina yang ditempatkan dalam kantong serasah di lantai hutan mangrove selama 75 hari. Pengambilan kantong dengan jangka waktu 15 hari sekali. Serasah daun
16 mangrove tersebut dibilas dengan air tawar lalu ditiriskan/dikeringkan kemudian ditimbang bobot basahnya, lalu dimasukkan kedalam amplop sampel. Dimasukkan kedalam oven pada suhu 80 o C selama 24 jam, kemudian ditimbang bobot keringnya (Murni dkk, 2015). Dekomposisi dapat didefinisikan sebagai penghancuran bahan organik mati secara bertahap yang dilakukan oleh agen biologi maupun fisika (Sunarto, 2003). Menurut Hardjowigeno (2003) faktor-faktor yang mempengaruhi penghancuran (dekomposisi) bahan organik adalah : 1. Suhu: suhu tinggi, dekomposisi cepat. Menurut Soenardjo (1999) batasan temperatur optimum untuk bakteri berkisar 27-36 C, yang sangat berpengaruh bagi penguraian serasah mangrove dengan asumsi daun mangrove sebagai dasar metabolisme. 2. Kelembaban: selalu basah, dekomposisi lambat 3. Tata udara tanah: tata udara baik, dekomposisi cepat 4. Pengolahan: tanah yang diolah, tata udara menjadi baik, penghancuran bahan organik cepat 5. ph: tanah dengan ph masam, penghancuran bahan organik lambat. Proses dekomposisi dimulai dari penghancuran atau pemecahan struktur fisik yang mungkin dilakukan oleh hewan pemakan bangkai terhadap hewan-hewan mati atau hewan-hewan herbivor terhadap tumbuhan dan menyisakannya sebagai bahan organik mati yang selanjutnya menjadi serasah, detritus dengan ukuran kecil. Menurut Indriani (2008), menyatakan selama terjadinya dekomposisi juga terjadi mineralisasi unsur hara N, P, S dan unsur hara mikro serta dibentuk pula
17 senyawa humus. Perubahan-perubahan bentuk nitrogen dalam tanah dari bahan organik melalui beberapa macam proses yaitu: 1. Aminisasi: Pembentukan senyawa amino dari bahan organik (protein) oleh bermacam-macam (heterogenous) mikroorganisme. Protein R-OH + CO + 2 Energi 2. Amonifikasi: Pembentukan amonium dari senyawa-senyawa amino oleh mikroorganisme. R-NH + HOH ROH + NH3 + E 2 + -2 2NH + H CO (NH ) CO 2NH + CO3 3 2 3 4 2 3 4 3. Nitrifikasi: Perubahan dari amonium (NH 4 + ) menjadi nitrit (oleh bakteri Nitrosomonas), kemudian menjadi nitrat (oleh Nitrobakter). 2NH 4 + + 3O2 2NO 2 - + 2H2 O + 4H + + E 2NO 2 - + O2 2NO 3 - + E Unsur Hara yang Terkandung dalam Serasah Daun A. marina Salah satu fungsi ekosistem mangrove dapat mempertahankan kesuburan tanah hutan mangrove yang berasal dari guguran serasah daun yang berada di lantai daun yang akan melepaskan unsur hara. Unsur hara yang diurai oleh bekteri dan fungsi berasal dari serasah daun A. marina. Serasah daun A. marina yang terdapat dilantai hutan akan mengalami dekomposisi sehingga menghasilkan unsur hara yang berperan dalam mempertahankan kesuburan tanah serta menjadi sumber pakan bagi berbagai jenis ikan dan invertebrata melalui rantai makanan
18 fitoplankton dan zooplankton sehingga keberlangsungan populasi ikan, kerang, udang dan lainnya dapat tetap terjaga. Kandungan unsur hara yang terdapat dalam daun-daun berbagai jenis mangrove terdiri atas karbon, nitrogen, fosfat, kalium, kalsium dan magnesium. Data selengkapnya dapat dilihat dalam Tabel 1. Tabel 1. Kandungan unsur hara di dalam daun-daun berbagai jenis mangrove No Jenis Daun Karbon Nitrogen Fosfat Kalium Kalsium Magnesium 1. Rhizophora 50.83 0.83 0.025 0.35 0.75 0.86 2. Ceriops 49.78 0.38 0.006 0.42 0.74 1.07 3. Avicennia 47.93 0.35 0.086 0.81 0.30 0.49 4. Sonneratia 1.42 0.12 1.30 0.98 0.27 0.45 Sumber : Thaher, (2013) Karbon (C) Karbon dan oksigen yang terdapat di atmosfer berasal dari pelepasan CO 2 dan H 2 O. Oksigen secara berangsur terbentuk karena renata reproduksi biomassa yang menghasilkan oksigen melampaui sedikit respirasi yang mengkonsumsi oksigen, maka CO 2 berperan dalam pembentukan iklim. Karbondioksida berperan besar dalam proses pelapukan secara kimia buatan dan mineral (Gultom, 2009). Nitrogen (N) Nitrat (NO 3 ) adalah bentuk senyawa nitrogen yang merupakan senyawa stabil. Nitrat termasuk salah satu unsur penting dalam sintesis protein tumbuhtumbuhan dan hewan. Namun nitrat pada konsentrasi yang tinggi dapat menstimulasi pertumbuhan ganggang yang tidak terbatas, sehingga dapat mematikan organisme perairan lain. Rukhoyah, (2005) mengatakan bahwa
19 sumber-sumber nitrat dalam perairan dapat bermacam-macam yang meliputi bahan organik, limbah industri, limbah rumah tangga, limbah peternakan dan pupuk. Pembusukan bahan organik akan menghasilkan amoniak (NH 3 ) dan dari amoniak akan menjadi amonium (NH 4 ) selanjutkan oleh bakteri nitrit dirubah menjadi nitrit (NO 2 ) selanjutnya dari nitrit dirubah menjadi nitrat (NO 3 ) oleh bakteri nitrat. Perairan yang memiliki kandungan nitrat 0,0-1,0 mg/l dikategorikan pada perairan yang kurang subur (Johan, 2011). Unsur N dalam tanah berasal dari hasil dekomposisi bahan organik sisasisa tanaman maupun binatang. Pemupukan (terutama urea dan ammonium nitrat) dan air hujan. Pengaruh bahan organik terhadap tanah dan terhadap tanaman tergantung pada laju proses dekomposisi (Prabudi, 2013). Fosfor (P) Fosfat merupakan unsur penting lainnya dalam suatu ekosistem air. Zat-zat organik terutama protein mengandung gugus fosfor, misalnya ATP yang terdapat didalam sel makhluk hidup dan berperan penting dalam penyedian energi. Dalam ekosistem air fosfat terdapat dalam tiga bentuk yaitu senyawa fosfat anorganik seperti ortofosfat, senyawa organik dalam protoplasma dan sebagai senyawa organik terlarut yang terbentuk dari proses penguraian tubuh organisme. Dalam ekosistem fosfat akan membentuk suatu rangkain interaksi yang kompleks seperti terlihat pada siklus fosfat (Barus, 2004).