KUALITAS FISIKA-KIMIA SEDIMEN SERTA HUBUNGANNYA TERHADAP STRUKTUR KOMUNITAS MAKROZOOBENTOS DI ESTUARI PERCUT SEI TUAN KABUPATEN DELI SERDANG HANIFAH MUTIA Z. N. AMRUL SEKOLAH PASCA SARJANA INSTITUT PERTANIAN BOGOR BOGOR 2007
ABSTRAK HANIFAH MUTIA Z. N. AMRUL. Kualitas Fisika-Kimia Sedimen Serta Hubungannya Terhadap Struktur Komunitas Makrozoobentos di Estuari Percut Sei Tuan Kabupaten Deli Serdang. Dibimbing oleh Harpasis S. Sanusi dan Fredinan Yulianda Kualitas perairan akan mempengaruhi kualitas sedimen dan struktur komunitas makrozoobentos yang dapat dijadikan sebagai indikator biologis dalam suatu ekosistem perairan. Tujuan dari penelitian ini adalah untuk menentukan kondisi habitat perairan Percut Sei Tuan melalui pengukuran dan analisis faktorfaktor fisika-kimia sedimen dan biologi serta menentukan hubungan antara komunitas makrozoobentos dengan faktor fisika kimia sedimen. Pengukuran terhadap parameter fisika kimia air diperoleh nilai yang sesuai kriteria baku mutu kualitas air untuk biota (KEPMEN No. 51/MNLH/I/2004). Berdasarkan nilai potensial redok, sedimen Percut tergolong kedalam zona oksidasi hingga reduksi yang ditandai dengan sedimen berwarna hitam. Pada pengamatan didapat 29 jenis makrozobentos yang terdiri dari 7 jenis Bivalvia, 21 jenis Gastropoda dan 1 jenis Polychaeta. Tekstur sedimen dengan fraksi pasir dominan, membentuk struktur komunitas dengan kelimpahan yang tinggi, keanekaragaman rendah dan komposisi spesies yang rendah.
ABSTRACT HANIFAH MUTIA ZNA. Physical-Chemical Quality of Sediment and It's Relation to Macrozoobenthos Community Structures in Percut Sei Tuan Estuary, Deli Serdang Regency. Under the supervision of Harpasis S. Sanusi and Fredinan Yulianda Water quality will affect sediment quality and community structure of macrozoobenthos which considered as biological indicators in an aquatic ecosystem. The purpose of the research was to determine the habitate condition especially sediment quality of Percut Sei Tuan Estuarine based on their physical-chemical and biological parameters. The other purpose was to determine the correlation between the community structure of macrozoobenthos and the physical-chemical parameters of sediment. The results show that water quality generally inaccordance with national water quality standard criteria (KEPMEN NO. 51/MNLH/I/2004) for aquatic living purposes. Based on potential redox value, the sediment was grouped into oxidation up to reduction zone whics is marked by black colour. The number of macrozoobenthos species found during research were 29 species which consist of 7 Bivalvia, 21 Gastropods and 1 Polychaeta. Sediment texture is dominated by sand fraction with benthic structure community of low diversity indices, low species composition and high abundance of macrozoobenthos.
KUALITAS FISIKA-KIMIA SEDIMEN SERTA HUBUNGANNYA TERHADAP STRUKTUR KOMUNITAS MAKROZOOBENTOS DI ESTUARI PERCUT SEI TUAN KABUPATEN DELI SERDANG HANIFAH MUTIA Z. N. AMRUL Tesis Sebagai salah satu syarat untuk memperoleh gelar Magister Sains pada Departemen Ilmu dan Teknologi Kelautan SEKOLAH PASCA SARJANA INSTITUT PERTANIAN BOGOR BOGOR 2007
Judul Tesis : Kualitas Fisika-Kimia Sedimen dan Hubungannya Terhadap Struktur Komunitas Makrozoobentos di Estuari Percut Sei Tuan Kabupaten Deli Serdang Nama : Hanifah Mutia Z. N. Amrul NIM : C 651040111 Disetujui Komisi Pembimbing Prof. Dr. Harpasis S. Sanusi, M.Sc. Ketua Dr. Fredinan Yulianda, M.Sc. Anggota Diketahui Ketua Program Studi Ilmu Kelautan Dekan Sekolah Pascasarjana Dr. Ir. Djisman Manurung, M.Sc. Prof. Dr. Ir. Khairil Anwar Natadiputro, M.S. Tanggal Ujian: 14 Mei 2007 Tanggal Lulus:
PERNYATAAN MENGENAI TESIS DAN SUMBER INFORMASI Dengan ini saya menyatakan bahwa tesis Kualitas Fisika-Kimia Sedimen dan Hubungannya Terhadap Struktur Komunitas Makrozoobentos di Estuari Percut Sei Tuan Kabupaten Deli Serdang adalah karya saya sendiri dan belum diajukan dalam bentuk apapun kepada perguruan tinggi manapun. Sumber informasi yang berasal atau dikutip dari karya yang diterbitkan maupun tidak diterbitkan dari penulis lain telah disebutkan dalam teks dan dicantumkan dalam Daftar Pustaka di bagian akhir tesis ini. Bogor, Mei 2007 Hanifah Mutia Z.N.Amrul NIM C 651040111
RIWAYAT HIDUP Penulis dilahirkan di Bukittinggi pada tanggal 29 September 1977 sebagai anak kedua dari Ayah Delyusri Amrul dan Bundo Erma Zaida. Menikah dengan Hasri Abdillah pada tanggal 8 Juli 2006 di Medan. Pendidikan sarjana ditempuh pada Jurusan Biologi, Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam, Universitas Sumatera Utara dan lulus pada tahun 2002. Penulis melanjutkan pendidikan di Program Studi Ilmu Kelautan Sekolah Pascasarjana IPB pada tahun 2004.
PRAKATA Syukur Alhamdulillah hanya kepada Allah SWT karena atas ridho dan karunianya penulis dapat menyelesaikan tesis yang berjudul Kualitas Fisika-Kimia Sedimen Serta Hubungannya Terhadap Struktur Komunitas Makrozoobentos di Estuari Percut Sei Tuan Kabupaten Deli Serdang. Pada kesempatan ini penulis ucapkan terima kasih dan penghargaan yang setinggi-tingginya kepada: 1. Prof. Dr. Harpasis S. Sanusi, M.Sc. dan Dr. Fredinan Yulianda, M.Sc selaku ketua dan anggota komisi pembimbing atas semua pengorbanannya baik waktu, tenaga, pikiran, petunjuk serta pengarahan dan dorongan semangat dari awal hingga berakhirnya penelitian dan penulisan tesis ini. 2. Dr. Isdradjad Setyobudiandi selaku penguji luar komisi, atas segala saran dan petunjuk demi kesempurnaan tesis ini. 2. Kepala Laboratorium Pengelolaan Mutu Lingkungan (Dr. Pina L. Barus M.Si) Kepala Laboratorium Ilmu-ilmu Dasar Biologi USU (Dra. Nunuk Priyani, M.Sc.), Kepala Laboratorium Ekologi Perairan Biologi USU (Dra. Hesti Wahyuningsih, M.Si.) Kepala PUSLIT-SDAL USU (Prof. Dr. Ing. Ternala Alexander Barus, M.Sc.), Analis Laboratorium Ilmu Tanah USU (Bapak Suid), Analis Laboratorium PTKI Medan (Ibu Darni) yang telah banyak membantu dalam penyediaan peralatan dan analisis sampel. 3. Suamiku (Hasri Abdillah), Kedua orang tua (Delyusri Amrul dan Erma Zaida), Ibu dan Bapak (Nurzaimah dan Haryono), Abang (Delkhalifa Amrul) dan Adik-adikku (Dian, Naylus, Emil, Ima, Ami, Siti, Keke dan Koko) dan seluruh keluargan besarku di Medan, atas dorongan dan dukungannya. 4. Tema-temanku Gigi, Aran, Leman, Hendrik, Arief, Mugi, Pipit, Jamrud, dan keluarga besar BIOPALAS yang telah banyak membantu selama pengamatan di lapangan. Dinand, Faizal, Neng dan Vera atas bantuannya dalam penelusuran dan pengolahan data.
5. Iwan, Mutia, Ninit, Teman-teman IKL 2004 dan Keluarga besar SA (Ratih, Siti, Misri, Diah, Zikra, Wita, Nunung) atas dorongan dan bantuannya serta teman setia dalam penulisan tesis ini. Semoga tesis ini bermanfaat. Bogor, Mei 2007 Hanifah Mutia Z. N. Amrul.
DAFTAR ISI DAFTAR TABEL... DAFTAR GAMBAR... DAFTAR LAMPIRAN... PENDAHULUAN halaman Latar Belakang... Tujuan dan Manfaat Penelitian... Kerangka Pendekatan Masalah... TINJAUAN PUSTAKA Ekosistem Estuari... Faktor Fisika dan Kimia Perairan... Faktor Fisika dan Kimia Sedimen... Makrozoobentos... METODE PENELITIAN Deskripsi Lokasi dan Waktu Penelitian... Bahan dan Alat... Pengukuran Parameter Fisika, Kimia dan Biologi... Metode Pengambilan Sedimen/Makrozoobentos... Analisis Data... Sebaran Karakteristik Fisika-Kimia Air dan Sedimen... Sebaran Spasial Makrozoobentos serta Hubungannya dengan Karakteristik Sedimen... Hubungan Parameter Fisika-Kimia Sedimen Terhadap Struktur Komunitas Makrozoobentos... HASIL DAN PEMBAHASAN Karakteristik Fisika-Kimia Air... Karakteristik Fisika-Kimia Sedimen... Faktor Biologis... vii viii ix 1 2 2 5 7 10 13 16 18 18 19 20 22 22 23 24 36 42 SIMPULAN... DAFTAR PUSTAKA... LAMPIRAN... 60 61 65
DAFTAR TABEL Tabel 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 halaman 6 10 11 14 Pembagian zonasi pada estuari berdasarkan nilai salinitas.. Klasifikasi dan ukuran sedimen berdasarkan Skala Wentworth... Kecepatan endapan sedimen... Contoh spesies makrozoobentos menurut tingkat kepekaannya... Titik koordinat masing-masing stasiun dan tipe habitat di lokasi penelitian... Parameter fisika-kimia dan biologi air dan sedimen serta alat dan metode yang digunakan... Hasil pengukuran kedalaman pada saat surut di lokasi penelitian... Indeks dispersi dan pola distribusi makrozoobentos pada tiap-tiap stasiun pengamatan... Persamaan regresi masing-masing jenis makrozoobentos... Analisis regresi parameter fisika-kimia sedimen terhadap struktur makrozoobentos Analisis korelasi makrozoobentos Kelompok I dan Kelompok II terhadap parameter sedimen... Analisis korelasi makrozoobentos Kelompok III terhadap parameter sedimen... 18 19 26 50 55 56 57 57 vii
DAFTAR GAMBAR Gambar 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 halaman 4 Kerangka pendekatan masalah... Peta lokasi penelitian di Estuari Percut Sei Tuan (Google Earth 2007)... Nilai rata-rata suhu di lokasi penelitian... Nilai rata-rata kecepatan arus di lokasi penelitian... Arah arus di lokasi penelitian... Nilai rata-rata TSS di lokasi penelitian... Nilai rata-rata kecerahan di lokasi penelitian... Nilai rata-rata salinitas di lokasi penelitian... Nilai rata-rata ph di lokasi penelitian... Nilai rata-rata DO di lokasi penelitian... Nilai rata-rata BOD 5 di lokasi penelitian... Nilai rata-rata TOM di lokasi penelitian... Persentase rata-rata fraksi sedimen di lokasi penelitian Lpr = lumpur ( = 0.0625-0.0039 mm), Phl = pasir halus ( = 0.25-0.125 mm), Psd = pasir sedang ( =0.50-0.25 mm) dan Pks = pasir kasar ( =1-0.5 mm)... Nilai rata-rata potensial redok di lokasi penelitian... Nilai rata-rata C-organik di lokasi penelitian... Nilai rata-rata N-total di lokasi penelitian... Nilai rata-rata C-N ratio di lokasi penelitian... Persentase kelimpahan (a) dan jumlah jenis (b) Gastropoda ( ), Bivalvia ( ) dan Polychaeta ( ) di masing-masing stasiun penelitian.. Rata-rata kelimpahan makrozoobentos dan jumlah jenis di masing-masing stasiun penelitian... Indeks Keanekaragaman, Keseragaman dan Dominansi makrozoobentos di masing-masing stasiun pada Bulan Maret ( ), April ( ) dan Mei ( )... Analisis Komponen Utama (PCA) terhadap parameter fisika-kimia air dan sedimen di lokasi penelitian pada sumbu 1 dan 2 (a), pengelompokan stasiun berdasarkan karakteristik fisika-kimia sedimen (b)... Analisis Koresponden (CA) terhadap parameter fisika-kimia sedimen dan kelimpahan makrozoobentos pada sumbu faktorial 1 dan 2 (a); sumbu faktorial 1 dan 3 (b)... Peta skematis sebaran makrozoobentos dominan berdasarkan parameter fisika-kimia sedimen di Estuari Percut Sei Tuan... 17 25 27 28 30 31 32 33 34 35 36 37 39 40 40 42 43 46 48 52 54 59 viii
Lampiran 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 DAFTAR LAMPIRAN Nilai rata-rata suhu di masing-masing stasiun pengamatan pada Bulan Maret (1), April (2) dan Mei (3)... Nilai rata-rata kecepatan arus di masing-masing stasiun pengamatan pada Bulan Maret (1), April (2) dan Mei (3)... Nilai rata-rata TSS di masing-masing stasiun pengamatan pada Bulan Maret (1), April (2) dan Mei (3)... Nilai rata-rata kecerahan di masing-masing stasiun pengamatan pada Bulan Maret (1), April (2) dan Mei (3)... Nilai rata-rata salinitas di masing-masing stasiun pengamatan pada Bulan Maret Maret (1), April (2) dan Mei (3)... Nilai rata-rata ph di masing-masing stasiun pengamatan pada Bulan Maret (1), April (2) dan Mei (3)... Nilai rata-rata DO di masing-masing stasiun pengamatan pada Bulan Maret (1), April (2) dan Mei (3)... Nilai rata-rata BOD 5 di masing-masing stasiun pengamatan pada Bulan Maret (1), April (2) dan Mei (3)... Nilai rata-rata TOM di masing-masing stasiun pengamatan pada Bulan Maret (1), April (2) dan Mei (3)... Nilai rata-rata C-organik di masing-masing stasiun pengamatan pada Bulan Maret (1), April (2) dan Mei (3)... Nilai rata-rata N-total di masing-masing stasiun pengamatan pada Bulan Maret (1), April (2) dan Mei (3)... Nilai rata-rata kelimpahan makrozoobentos di masing-masing stasiun pengamatan pada Bulan Maret (1), April (2) dan Mei (3)... Gambar profil menegak lapisan sedimen...... Klasifikasi jenis-jenis makrozoobentos yang ditemukan pada lokasi penelitian... Beberapa Jenis makrozoobentos yang didapat pada lokasi penelitian... Analisa TOM dengan Metode Permanganat... Penentuan Kadar N-total dengan Metode Kjeldahl... Penentuan kadar C-organik sedimen dengan Metode Walkley dan Black... Nilai kisaran parameter fisika-kimia air dan sedimen di lokasi penelitian... a Jumlah individu dan jumlah jenis makrozoobentos pada pengamatan Bulan Maret... b Jumlah individu dan jumlah jenis makrozoobentos pada pengamatan Bulan April... c Jumlah individu dan jumlah jenis makrozoobentos pada pengamatan Bulan Mei... a Nilai Kelimpahan, Keanekaragaman, Keseragaman dan Dominansi Makrozoobentos pada Bulan Maret... halaman 65 66 67 68 69 70 71 72 73 74 75 76 77 78 79 82 83 84 85 86 87 88 89 ix
22 23 24 b Nilai Kelimpahan, Keanekaragaman, Keseragaman dan Dominansi Makrozoobentos pada Bulan April... c Nilai Kelimpahan, Keanekaragaman, Keseragaman dan Dominansi Makrozoobentos pada Bulan Mei... Hasil Analisis Komponen Utama (PCA) karakteristik fisika-kimia air dan sedimen di lokasi penelitian... Hasil analisis korespondes (CA; Correspondence Analysis) antara makrozoobentos dan parameter fisika-kimia sedimen... Grafik hasil analisis regresi linear... 90 91 92 93 95 x