TINJAUAN PUSTAKA Ekosistem Danau Perairan disebut danau apabila perairan itu dalam dengan tepi yang umumnya curam.air danau biasanya bersifat jernih dan keberadaan tumbuhan air terbatas hanya pada daerah pinggir saja. Berdasarkan pada proses terjadinya danau dikenal danau tektonik yang terjadi akibat gempa dan danau vulkanik yang terjadi akibat aktivitas gunung berapi (Barus, 2004). Pada dasarnya proses terjadinya danau dapat dikelompokkan menjadi dua yaitu: danau alami dan danau buatan. Danau alami merupakan danau yang terbentuk sebagai akibat dari kegiatan alamiah, misalnya bencana alam, kegiatan vulkanik dan kegiatan tektonik. Sedangkan danau buatan adalah danau yang dibentuk dengan sengaja oleh kegiatan manusia dengan tujuan tertentu dan dengan membuat jalan bendungan pada daerah dataran rendah (Odum, 1994). Danau Siombak adalah danau buatan yang terbentuk sebagai dampak dari aktivitas pengerukan pasir di suatu areal yang dahulu dikenal sebagai Paya Pasir. Hasil pengerukan pasir di areal tersebut dimanfaatkan sebagai material timbunan jalan tol yang menghubungkan Belawan-Medan-Tanjung Morawa, yang dibangun pada tahun 1980-an. Danau Siombak yang jika dikelola dengan baik dapat menjadi destinasi kegiatan wisata di kawasan Kota Medan bagian Utara, seperti halnya kawasan Ancol di DKI Jakarta. Potensi wisata air di perairan Danau Siombak sangat mungkin untuk dikembangkan, demikian juga daerah tepian danau yang dapat dijadikan tempat CampingGround, Taman Margasatwa, maupun Play Ground ( Restu dkk, 2013).
Plankton Plankton merupakan organisme perairan pada tingkat trofik pertama yang berfungsi sebagai penyedia energi. Plankton dibagi menjadi fitoplankton, yaitu organisme plankton yang bersifat tumbuhan dan zooplanktonyaitu plankton yang bersifat hewan (Barus, 2004). Sebagai produsen utama, plankton memegang peranan penting dalam jaringan makanan di semua perairan baik perairan pantai maupun lepas pantai. Plankton yang umumnya dikenal terbagi atas fitoplankton dan zooplankton yang merupakan dasar awal dari semua jaringan makanan, dapat langsung dimanfaatkan oleh biota-biota yang hidup di perairan.fitoplankton berperan sebagai pembuat makanan, dimanfaatkan oleh zooplankton dan selanjutnya zooplankton dimakan oleh ikan-ikan kecil sebagai konsumen berikutnya. Fitoplankton diatom adalah komponen kunci dari ekosistem akuatik yang sangat berperan dalam jaring makanan (Lamberti,1996). Fitoplankton Fitoplankton merupakan tumbuh-tumbuhan air dengan ukuran yang sangat kecil dan hidup melayang di dalam air. Fitoplankton mempunyai peranan yang sangat penting dalam ekosistem perairan, sama pentingnya dengan peranan tumbuh-tumbuhan hijau yang lebih tingkatannya di ekosistem daratan. Fitoplankton juga merupakan produsen utama (Primary producer) zat-zat organik dalam ekosistem perairan, seperti tumbuh-tumbuhan hijau yang lain. Fitoplankton membuat ikatan-ikatan organik sederhana melalui fotosintesa (Hutabarat dan Evans, 1986).
Kelimpahan fitoplankton dalam suatu ekosistem apabila didominasi oleh satu atau sejumlah kecil jenis saja maka dapat mempengaruhi keanekaragaman jenis fitoplanktonnya. Hal ini dapat terjadi jika individu dari jenis tertentu digantikan oleh jenis yang mampu berkembang biak dengan cepat. Fitoplankton (plankton tumbuhan atau nabati) adalah organisme plankton yang berukuran kecil, berklorofil dan mampu melakukan fotosintesis. Sifat lain fitoplankton adalah mampu tumbuh dan berkembang dengan pesat dalam densitas tinggi dan tersebar dalam area yang luas. Fitoplankton sebagai organisme autotrof memperoleh energi melalui proses yang bagian permukaan-permukaan yang biasa disebut sebagai zona euphotik. Dalam ekosistem air, hasil dari fotosintesis yang dilakukan oleh fitoplankton bersama dengan tumbuhan air lainnya disebut sebagai produktifitas primer. Melalui proses fotosintesis, fitoplankton menghasilkan banyak oksigen yang memenuhi atmosfer bumi. Kemampuan mereka untuk mensintesis sendiri bahan organiknya menjadikan mereka sebagai dasar dari sebagian besar rantai makanan di ekosistem lautan dan di ekosistem air tawar (Barus, 2002) Perkembangan fitoplankton sangat dipengaruhi oleh zooplankton dengan mengemukakan teori grazing, yang menyatakan jika di suatu perairan terdapat populasi zooplankton yang tinggi maka populasi fitoplankton akan menurun karena dimangsa oleh zooplankton. Pertumbuhan fitoplankton adalah mengikuti laju pertumbuhan yang differensial, zooplankton mempunyai siklus reproduksi lebih lambat maka untuk mencapai populasi maksimum akan membutuhkan waktu yang lebih lama dibandingkan fitoplankton (Nybakken, 1992).
Beberapa faktor yang mempengaruhi distribusi kelimpahan fitoplankton dalam suatu perairan adalah arus, kandungan unsur hara, predator, suhu, kecerahan, kekeruhan, ph, gas-gas terlarut, maupun kompetitor. Kelimpahan fitoplankton di suatu perairan berkaitan dengan pemanfaatan unsur hara dan radiasi sinar matahari. Selain itu, kelimpahan fitoplankton juga dipengaruhi suhu, lingkungan, dan pemangsaan oleh zooplankton (Basmi,1988). Selanjutnya penelitian-penelitian sebelumnya mengenai komunitas fitoplankton menyatakan bahwa perubahan kualitas perairan erat kaitannya dengan potensi perairan dan dapat ditinjau dari kelimpahan dan komposisi fitoplankton.kualitas perairan tersebut dapat ditentukan dengan melihat gambaran tentang banyak atau sedikitnya jenis fitoplankton yang hidup disuatu perairan dan jenis fitoplankton yang mendominasi yang dapat memberikan informasi bahwa ada zat-zat tertentu yang sedang berlebih yang dapat memberikan gambaran keadaan perairan yang sesungguhnya (Fachrul, 2005). Zooplankton Salah satu organisme yang dapat berperan sebagai bioindikator perairan tercemar adalah plankton.plankton adalah organisme mikroskopik yang hidup mengapung atau melayang di dalam air dan memiliki kemampuan gerak terbatas (Nontji, 2008). Zooplankton di alam cukup banyak jenisnya, baik yang bersifat holoplankton (benar-benar sebagai plankton sepanjang hidupnya) maupun yang termasuk meroplankton (sebagian dari siklus hidupnya termasuk golongan plankton, tetapi bentuk dewasanya bukan sebagai plankton). Yang termasuk
golongan meroplankton misalnya larva-larva ikan, larva crustacea dan larva molusca (Wibisono, 2005). Zooplankton ditemukan pada semua kedalaman air, karena mereka memiliki kekuatan untuk bergerak, yang meskipun lemah, membantunya naik ke atas dan ke bawah. Dalam banyak spesies zooplankton, suatu pergerakan tegak adalah biasa serta banyak berirama, dan terjadi setiap hari. Bentuk yang berpindah ini hidup pada kedalaman tertentu selama siang hari, dan naik ke permukaan menjelang malam, serta tenggelam kembali ke kedalaman normal pada pagi hari (Michael, 1994). Keberadaan zooplakton dipengaruhi adanya fitoplankton yang terdapat di suatu perairan. Di dalam penelitian perairan, plankton (fito dan zooplankton) dapat menentukan kualitas suatu perairan tersebut. pengumpulan sampel dapat dilakukan dengan metode yang terdiri atas pengumpulan sampel, pengawetan, pencacahan, dan analisis statistik (Fachrul, 2007). Penggunaan organisme indikator dalam penentuan kualitas air sangat bermanfaat karena organisme tersebut akan memberikan reaksi terhadap keadaan kualitas perairan, sehingga dapat melengkapi nilai kualitas perairan berdasarkan parameter fisika dan kimia. Biota perairan diklasifikasikan menurut ukuran, sifat hidup, dan habitatnya menjadi tiga kelompok besar diantaranya yaitu plankton, bentos dan nekton (ikan) (Fachrul, 2007). Keberadaan plankton sangat mempengaruhi kehidupan di perairan karena memegang peranan penting sebagai makanan bagi organisme perairan. Berubahnya fungsi perairan sering diakibatkan oleh adanya perubahan struktur
dan nilai kuantitatif plankton. Perubahan tersebut disebabkan oleh faktor-faktor yang berasal dari alam dan maupun aktivitas manusia (Fachrul, 2007). Parameter Fisika dan Kimia Perairan Suhu Pola temperatur air dipengaruhi oleh berbagai faktor seperti intensitas cahaya matahari, pertukaran panas antara air dengan udara sekelilingnya, ketinggian geografis dan juga oleh faktor kanopi (penutupan oleh vegetasi) dari pepohonan yang tumbuh di tepi (Brehm dan Meijering, 1990). Secara umum, laju fotosintesa plankton meningkat dengan meningkatnya suhu perairan, tetapi akan menurun drastis setelah mencapai titik suhu tertentu. Hal ini disebabkan karena setiap spesies plankton selalu beradaptasi terhadap suatu kisaran suhu tertentu (Aryawaty, 2007). Menurut Fardiaz (1992) kenaikan temperatur akan menimbulkan beberapa akibat sebagai berikut: a. Jumlah oksigen terlarut di dalam air menurun. b. Kecepatan reaksi kimia meningkat. c. Kehidupan ikan dan hewan air lainnya terganggu. d. Jika batas suhu yang mematikan terlampaui, ikan dan hewan air lainnya mungkin akan mati. Kecerahan Kecerahan merupakan ukuran transparansi perairan yang ditentukan secara visual dengan menggunakan secchi disk, yang nilai kecerahannya diungkapkan dalam satuan meter. Nilai kecerarahan sangat dipengaruhi oleh padatan
tersuspensi, kekeruhan, partikel koloid, kepadatan plankton, waktu pengukuran, dan ketelitian orang yang melakukan penelitian (Goldman and Home, 1983). Kecerahan dalam perairan sungai biasanya 3-4 meter atau lebih, relatif dengan kedalaman sungai. Pengaruh ekologis dari kecerahan akan menyebabkan penurunan penetrasi cahaya ke dalam perairan yang selanjutnya akan menurunkan fotosintesis dan produktivitas primer (Nybakken, 1992). Kecepatan Arus Kecepatan arus dapat berpengaruh pada beberapa hal, antara lain oksigen terlarut (DO), ph, dan juga kadar bahan yang terlarut pada air. Kecepatan arus dapat bervariasi sangat besar di tempat yang berbeda dari suatu aliran air yang sama (membujur ataupun melintang dari poros arah aliran) dan dari waktu ke waktu. Di dalam aliran yang besar atau sungai, arus dapat berkurang sedemikian rupa sehingga menyerupai kondisi air yang tergenang (Odum, 1994). Derajat Keasaman (ph) Nilai ph menyatakan nilai konsentrasi ion hidrogen dalam suatu larutan. Organisme air dapat hidup dalam suatu perairan yang mempunyai nilai ph netral dengan kisaran toleransi antara asam lemah sampai basa lemah. Nilai ph yang ideal bagi kehidupan organisme air pada umumnya terdapat antara 7 sampai 8,5. Kondisi perairan dengan ph tertentu mempengaruhi metabolisme dan respirasi bagi kelangsungan hidup organisme (Barus, 2004). Fluktuasi nilai ph pada air dipengaruhi oleh berbagai hal antara lain bahan organik atau limbah organik. Meningkatnya keasaman dipengaruhi oleh bahan organik yang membebaskan CO2 jika mangalami proses penguraian, dan bahan anorganik atau limbah anorganik. Air limbah industri bahan anorganik umumnya
mengandung asam mineral dalam jumlah tinggi sehingga keasamannya juga tinggi (Siradz dkk, 2008). Oksigen Terlarut (Dissolved Oxygen) Oksigen terlarut merupakan suatu faktor yang sangat penting dalam ekosistem air terutama sekali dibutuhkan untuk proses respirasi dalam air bagi sebagian besar organisme air. Sumber utama oksigen terlarut adalah penyerapan oksigen dari udara melalui kontak antara permukaan air dengan udara dan dari fotosintesis. Nilai oksigen terlarut di perairan sebaiknya berkisar antara 6-8 mg/l (Barus, 2004). Kadar oksigen terlarut juga berfluktuasi secara harian (diurnal) dan musiman, tergantung pada pencampuran (mixing) dan pergerakan (turbulence) massa air, aktivitas fotosintesis, respirasi, dan limbah (effluent) yang masuk ke badan air (Effendi, 2003). Biological Oxygen Demand (BOD) Nilai BOD (Biochemical Oxygen Demand) menyatakan jumlah oksigen yang dibutuhkan oleh mikroorganisme aerobi dalam proses penguraian senyawa organik, yang diukur pada temperatur 20 C. Untuk menguraikan senyawa organik yang terdapat di dalam limbah rumah tangga secara sempurna, mikroorganisme membutuhkan waktu sekitar 20 hari lamanya. Mengingat bahwa waktu selama 20 hari dianggap terlalu lama dalam proses pengukuran, sementara dari beberapa hasil penelitian diketahui bahwa pengukuran 5 hari jumlah senyawa organik yang diuraikan sudah mencapai kurang lebih 70%, maka pengukuran yang umum dilakukan adalah setelah 5 hari (BOD5). Faktor-faktor yang dapat mempengaruhi pengukuran BOD adalah jumlah senyawa organik yang akan diuraikan,
tersedianya mikroorganisme anaerob yang mampu menguraikan senyawa organik tersebut dan tersedianya jumlah oksigen yang dibutuhkan dalam proses penguraian itu (Barus, 2004). Fosfat Fosfat terdapat dalam air alam atau air limbah sebagai senyawa ortofosfat, polifosfat dan fosfat organis.setiap senyawa fosfat tersebut terdapat dalam bentuk terlarut, tersuspensi atau terikat di dalam sel organisme dalam air.di daerah pertanian ortofosfat berasal dari bahan pupuk yang masuk ke dalam sungai melalui drainase dan aliran air hujan.polifosfat dapat memasuki sungai melaui air buangan penduduk dan industri yang menggunakan bahan detergen yang mengandung fosfat, seperti industri pencucian, industri logam dan sebagainya.fosfat organis terdapat dalam air buangan penduduk (tinja) dan sisa makanan. Fosfat organis dapat pula terjadi dari ortofosfat yang terlarut melalui proses biologis karena baik bakteri maupun tanaman menyerap fosfat untuk pertumbuhannya (Winata dkk, 2000). Fosfor merupakan unsur penting dalam air, Fosfor terutama berasal dari sedimen yang selanjutnya akan terfiltrasi dalam air tanah dan akhirnya masuk ke dalam sistem perairan terbuka. Selain itu juga dapat berasal dari atmosfer bersama air hujan masuk ke sistem perairan (Barus, 2004). Nitrat (NH 3 ) Nitrat merupakan produk akhir dari proses penguraian protein dan diketahui sebagai senyawa yang kurang berbahaya, dibandingkan dengan amonium/amoniak atau nitrit. Nitrat adalah zat nutrisi yang dibutuhkan oleh mahluk hidup untuk dapat tumbuh dan berkembang (Barus, 2004).
Bila kadar nitrit dan fosfat terlalu tinggi dapat menyebabkan perairan bersangkutan eutrof sehingga terjadi blooming dari salah satu jenis fitoplankton yang mengeluarkan toksin. Kondisi seperti ini bias merugikan hasil kegiatan perikanan pada daerah perairan tersebut (Wibisono, 2005).