Kuliah Limnologi

Oleh : Dr. Ir. Suryanti, MPiJurusan Perikanan FPIK UNDIP2013

LIMNOLOGISejarah Limnologi Rusia Conggress International Socian of LimnologiMempelajari sirkulasi material terutama bhn organik dlm badan air per tawarMempelajari fenomena biotic & abiotic, hubungan & konsep keseimbangan

Cabang ilmu penget yang mempelajari:sifat-sifat per darat/tawarKekuatan & proses yg membentuk serta mempertahankan integritas per tawarHub ant air & dasar serta komonitas yg hidup dlm lingk air tawar

Limnologi mrp bagian dari Ekologi

Limnologi (dari bhs inggris: limnology, dari bhs yunani: lymne, "danau", dan logos, "pengetahuan") merupakan padanan bagi biologi perairan darat, terutama perairan tawar, kadang-kadang mencakup juga perairan payau (estuaria). Limnologi merupakan kajian menyeluruh mengenai kehidupan di perairan darat bagian dr ekologi.Dalam bidang perikanan, limnologi dipelajari sebagai dasar bagi budidaya perairan (akuakultur) darat.(Limnologi Dari Wikipedia bahasa Indonesia, ensiklopedia bebas )

Limnologi (Yunani limnos= genangan, danau / rawa dan logos=ilmu) didefinisikan sebagai ilmu yang mempelajari komponen di perairan darat, terdiri dari komponen biotik, abiotik, serta proses transfer dan interaksi diantaranya.Komponen biotik ialah semua biota akuatik baik makro maupun mikro, yaitu bakteri, plankton, bentos, nekton, serta tumbuhan air lainnya.(*Lembaga Ilmu Pengetahuan Indonesia Puslitbang Limnologi Bogor)

Komponen abiotik terdiri dari: habitat badan air termasuk sedimen; komposisi fisika dan kimia air; dan proses transfer interaksi dengan lingkungan sekelilingnya yaitu kondisi geologi, hidrologi, iklim, dan perubahan antropogen yang masuk ke dalam badan air. Proses transfer interaksi mencakup daur energi, materi, hidrologi, dan daur nutrien. (*Lembaga Ilmu Pengetahuan Indonesia Puslitbang Limnologi Bogor)

RADIASI MATAHARI

Utk menget brp besar radiasi jatuh di permuk pd suatu wkt tttSeberapa jauh radiasi menembus perBagaimana radiasi mthr dpt dimanfaatkan

Cahaya mthr sampai di bumiLangsung % chy yg berhasil sampai di atms & sampai di bumiTidak langsung hasil refleksi dari awanProses perjalanan Cahaya mthr sampai dibumi :AbsorbsiRefleksiScattering

Dg adanya kombinasi dr 3 proses tsb, cahaya akan hilang scr EksponensialDampak proses scattering yg terjadi pd permk air:Kekeruhan (turbidity) jml partikel baik hidup/mati dlm badan air yg dpt mengurangi tranmisi udara (cahaya)Partikel yang terkait dg:1. Jml (kuantitas) transparansi2. Sifat/jns/kualitas dr partikel tsb warna air

MPT (Muatan Padatn Tersuspensi)Dinamika kepadatan dlm sist per ditentukan :Keadaan per material dlm per sendiriPengaruh lingk perPadatan dlm sist per dpt berupa : Padatan terlarut 0,5 2,5 jernihPadatan koloid 10 100 gelapPadatan tersuspensi > 100 gelap3 Padatan tersebut sangat penting dlm sistper Prodv per & kesuburan per nutrien, cahaya, suhu

Pengaruh MPT terhadap organisme :Mempengaruhi kec berenang ikanMenghambat pertumbuhan telur & larva Mempengaruhi migrasi ikanMempengaruhi kepekaan terhadap penyakitMengurangi efektivitas & efisiensi penangkapanMengurangi pelimpahan persediaan biota makanan

Peranan MPT dlm per intensitas, suhu & nutrienKriteria kand MPT utk kesuburan per:0 25 mg/l tdk berbahaya25 80 mg/l per sedang baik80 400 mg/l prodkv turun msh dapat dimanfaatkan> 400 mg/l pi miskin, produktiv rendah

Partikel Kekeruhan Turbidity meterPartikel dlm per berpengaruh pd warna air (kualitatif) & kecerahan (Kuantitatif)

Warna air pada per : 1. Warna Sebenarnya/asli (true colour)2. Warna Semu (appearent colour) mgd phytoplankton (hijau) atau mgd bhn organik (coklat)Apabila per terjadi blooming phytoplankton per kelewat subur (eutrofikasi) siang hari banyak Oksigen shg fotosintesa & respirasi berjalan seimbang, malam hr oksg rendah karbondioksida tinggi respirasi tinggi, fotosintesa tdk berlangsung shg organisme akan terganggu

Eutrofikasi merupakan problem lingkungan hidup yang diakibatkan oleh limbah fosfat (PO3-), khususnya dalam ekosistem air tawar.

Definisi dasarnya adalah pencemaran air yang disebabkan oleh munculnya nutrient yang berlebihan ke dalam ekosistem air. Air dikatakan eutrofik jika konsentrasi total phosphorus (TP) dalam air berada dalam rentang 35-100 g/L.

Eutrofikasi merupakan sebuah proses alamiah di mana danau mengalami penuaan secara bertahap dan menjadi lebih produktif bagi tumbuhnya biomassa. Diperlukan proses ribuan tahun untuk sampai pada kondisi eutrofik.Proses alamiah ini, oleh manusia dengan segala aktivitas modernnya, secara tidak disadari dipercepat menjadi dalam hitungan beberapa dekade atau bahkan beberapa tahun saja.Eutrofikasi menjadi masalah di hampir ribuan danau di muka Bumi, sebagaimana dikenal lewat fenomena algal bloom.

Akibat eutrofikasiKondisi eutrofik sangat memungkinkan alga, tumbuhan air berukuran mikro, untuk tumbuh berkembang biak dengan pesat (blooming) akibat ketersediaan fosfat yang berlebihan serta kondisi lain yang memadai. Hal ini bisa dikenali dengan warna air yang menjadi kehijauan, berbau tak sedap, dan kekeruhannya yang menjadi semakin meningkat.

Banyaknya eceng gondok yang melimpah di rawa-rawa dan danau-danau juga disebabkan fosfat yang sangat berlebihan ini.Kualitas air di banyak ekosistem air menjadi sangat menurun. Rendahnya konsentrasi oksigen terlarut, bahkan sampai batas nol, menyebabkan makhluk hidup air seperti ikan dan spesies lainnya tidak bisa tumbuh dengan baik sehingga akhirnya mati Keseimbangan ekosistem air terganggu

Akibat eutrofikasi yg lainCyanobacteria (blue-green algae) diketahui mengandung toksin sehingga membawa risiko kesehatan bagi manusia dan hewan. Bloom Alga juga menyebabkan hilangnya nilai konservasi, estetika, rekreasi, dan pariwisata sehingga dibutuhkan biaya sosial dan ekonomi yang tidak sedikit untuk mengatasinya

Penanganan eutrofikasiAda beberapa faktor yang menyebabkan penanggulangan terhadap problem ini sulit membuahkan hasil yang memuaskan. Faktor-faktor tersebut adalah aktivitas peternakan yang intensif dan hemat lahan, konsumsi bahan kimiawi yang mengandung unsur fosfat yang berlebihan, pertumbuhan penduduk Bumi yang semakin cepat, urbanisasi yang semakin tinggi, dan lepasnya senyawa kimia fosfat yang telah lama terakumulasi dalam sedimen menuju badan air.

dibutuhkan kebijakan yang kuat untuk mengontrol pertumbuhan penduduk (birth control). Pemerintah juga harus mendorong para pengusaha agar produk detergen tidak lagi mengandung fosfat. Begitu pula produk makanan dan minuman diusahakan juga tidak mengandung bahan aditif fosfat. Peran pemerintah di sektor pertanian agar penggunaan pupuk fosfat tidak berlebihan, serta perannya dalam pengelolaan sektor peternakan yang bisa mencegah lebih banyaknya lagi fosfat lepas ke lingkungan air. Bagi masyarakat dianjurkan untuk tidak berlebihan mengonsumsi makanan dan minuman yang mengandung aditif fosfat.

Proses Hayati Dasar (PHD)suatu proses dimana orgs autotrop menggunakan matahari utk mensintesa senyawa an orgnk mjd orgnk pada proses fotosintesaPHD berjalan sempurna apabila ;Cahaya tinggiZat hara (nitrat, pospat)Suhu normal

Zat haraKematian ikan secara massal sebagai akibat dari budi daya ikan intensif dalam keramba jaring apung (KJA) menghasilkan limbah kotoran dan sisa pakan ikan yang mengandung unsur hara FOSFAT dan nitrogen. Selain itu disebabkan oleh adanya arus balik

Zat hara

Unsur - unsur yang merangsang pertumbuhan fitoplankton {algae) sebagai sumber makanan organisme air dan meningkatkan produktivitas perairan. Sebaliknya, jika kadarnya berlebihan, akan memicu timbulnya blooming algae yang justru merugikan kehidupan organisme perairan, termasuk ikan yang dibudidayakan di dalamnya.

terjadinya arus balik.terbentuknya komunitas biota dengan produksi berlebihan di danau berkedalaman 165 meter itu. Arus balik tersebut membawa sedimen yang kaya nutrien ke permukaan danau. terjadinya kematian ikan - ikan itu adalah terangkatnya senyawa beracun dari dasar danau ke permukaan akibat arus balik.Salah satu senyawa toksik itu, yakni nitrat, berasal dari perombakan senyawa nitrogen. Gas beracun yang muncul juga diperkirakan sebagai faktor penyebab kematian ikan -. Gas beracun itu, salah satunya sulfida, terjadi akibat aktivitas vulkanik-tektonik di dasar danau.

Perubahan iklim mengganggu produksi di danau. Suhu yang lebih tinggi, serta perubahan hujan, dapat mengakibatkan perubahan yg relatif cepat dalam transportasi bahan organik ke danau. Dalam jangka panjang suhu tinggi juga memerlukan vegetasi yg akan naik lebih tinggi di atas lereng gunung. Hal ini akan menyebabkan produksi dan pengiriman bahan organik ke danau yang lebih besar.

Jika danau keruh / berwarna kecoklatan sinar matahari tidak dapat menembus lebih dari sekitar dua meter. Sementara jika danau jernih, sinar dapat mencapai kedalaman 15 - 20 meter dan membuat produksi alga tinggi di dasar danau, Menurut Jan Karlsson, associate profesor di Pusat Penelitian Dampak Iklim (CIRC).

Sebagian besar danau di dunia adalah danau kecil dan kekurangan nutrient, dan lebih mengandung bahan organik. Bahan organik inilah yang membuat danau berwarna coklat, dan membuat sinar matahari mencapai dasar.

WARNA DANAUWARNA DANAU PADA PERMUKAAN AIR TENANG ADALAH :WARNA SEBENRNAYA/ASLI (TRUE COLOUR)WARNA SEMU (APPEARENT COLOUR) MENGANDUNG PHYTOPLANKTON DAN BAHAN ORGANIK

RAGAM DAN SUMBER WARNA AIR DANAUBERWARNA BIRU LAUTWarna ini diakibatkan oleh tekanan gas dalam air tinggi. Misalnya gas oksigen. Jika warna semakin biru kehitaman berarti kandungan gas oksigennya banyak.2. BERWARNA HITAMTerbentuk secara alami dari lahan gambut.BERWARNA MERAHKarena memiliki kandungan besi yang tinggi.BERWARNA KUNING KEPUTIHAN, ORANGE, PUTIH.Akibat jumlah belerang yang banyak.

5. BERWARNA PUTIH KEHIJAUANDiakibatkan oleh jumlah lumpur yang banyak dalam danau tersebut.BERWARNA HIJAU TUA KEHITAM-HITAMANKarena refleksi warna tumbuh-tumbuhan yang berada di sekitar bibir kawah.BERWARNA COKLAT KEMERAHANKarena daun kering yang mengapung di permukaan air.BERWARNA HIJAUBanyak mengandung phytoplankton.

HABITAT AIR TAWARAIR TENANG (LENTIC) EX : Danau, Kolam, Rawa dan WadukAIR MENGALIR (LOTIC) EX : Sungai dan Sumber Mata Air (Spring)FUNGSI : Sumber air tawar u/ rmh tangga & industriTempat pembuanganTransportasiPLTAPerikanan

FAKTOR PEMBATAS AIR TAWAR:1. SUHU Kec laju metabolisme ekosistem per Tk Produktivitas Sifat Fisik & Chemis Fisiologis Ikan Termometer2. Transparansi (Kecerahan) Seechi disk Material Tersuspensi dan Kekeruhan (Dasar perairan & Plankton) Proses F.SPengendapan & Pembusukan yg berlebihan :me(-) nilai guna per kec renang merusak lingk hidup hwn dasar (bentos)mengganggu pemijahan ikan (Spowning Ground)menghambat kerja & merusak organ pernafasan serta pencernaan ikan pertumbuh

3. ARUS Bola Arus & Current Meter Kecepatan & Arah4. KONSENTRASI GAS TERLARUT :Oksigen Terlarut DO Meter Titrasi dg metode Winkler Carbon Dioksida Bebas Titrasi PP 5. KONSENTRASI GARAM/ION TERLARUTPospat , Nitrat dan Carbonat Dlm orgs per perlu nutrien yg bersifat makro elemen (C,O,N,H,P) & mikro elemen Unsur N & P mrp elemen makro yg sangat Menentukan dlm siklus kehidupan orgs yg sering disebut faktor pembatas per

POSPORBersumber dr batuan meteor & proses geologi tanahKegunaan P dlm per :Pembentukan proteinMetabolisme sel orgnkSistem genetikKriteria P utk kesuburan per ;0,0 0,002 kesuburan rendah0,021 - 0,05 kesuburan sedang0,051 0,1 kesuburan baik0,101 0,2 kesuburan baik sekali> 0,201 kesuburan sangat baik

KOMONITAS PER TENANG :K. dlm Zona Litoral mrp rumah bagi bermacam hwn air Produser & KonsumerK. dlm Zona Limnetik Fitoplankton, Zooplankton & NektonK. dlm Zona Profundal t ada sinar mth mk orgs tgt pd zona Litoral & Limnetik menyedikan nutrien melimpah yg terbawa o/ arus & organisme berenang ke z. lainKom. Utama : bakteri & jamur terut pd d. pertemuan antr air & subtrat dsr

SIFAT KOM DLM ZONA LITORALA. PRODUSER ada 2 jenis ut- Tumb berakar/yg menempel di dsr mrp divisi Spermatofita- Fitoplankton/ tumb hijau yg terapung sebag bsr alga

Distribusi tumb air pd Z litoral :Z. tumb yg muncul di permukaan (emergant plant) tumb berakar yg organ reproduksi & f.s berada di permk air. Z. tumb berakar dg daun mengambang : tumb lili air misal teratai scr ekologis hampir = 1, tp permk fs horizontal dpt me penetrasi ke dlm air. Bag bawah mrp t4 u/ istirahat & meletakkan telur hwn airZ. tumb tenggelam daunnya tipis & kecil2 yg dignk u/ pertukaran nutrien dg air pond weed /rumput kolam/Potamogetonaceae dominan dg 65 sp.

Tumb produsen lain dr jns alga yang dominan :1. Diatom (Bacilariaceae), yg memp selubung silika btk kotak & pigmen kuning/coklat dlm kromatofor yg menutupi klorofil hijau. Diatom mrp indikator yg baik u/ kualt air2. Alga hijau (Chlorophyta) termasuk alga bersel 1 biasanya mengapung, menempel & berbtk koloni yg mengambang. Populasinya berwarna hijau cerah krn tdk tertutup o/ pigmen lain.3.Alga biru-hijau (Cyanophyta), mrp alga bersel 1 & btk koloni dg klorofil menyebar (tdk terkumpul pd kromatoplas) tertutup o/ pigmen

B. Konsumer Z. litoral mrp rumah bagi bermacam2 hwn air. Zonasi scr vertikal > nampak d,.p horisontal* Nekton : jns & jml >. Ex. Kumbang air, serangga hemiptera dewasa & larva diptera* Jns perifiton : keong, larva capung, rotifera, cacing pipih, hydra & larva serangga lain yg menempel pd batang /daun tumb air

* Kel zoop : cladocera , ostracoda & rotifera * Neuston t.d 3 serangga yg hdp dipermk :- kumbang air dr fam Cyrimidaeserangga water strider (pejalan di air) besar dr fam Gerridae- serangga water strider lbh kecil dr fam Vellidae* Orgs lain spt protozoa

Komunitas tumbuhan dan hewan tersebar di danau sesuai dengan kedalaman dan jaraknya dari tepi. Berdasarkan hal tersebut danau dibagi menjadi 4 daerah sebagai berikut. a) Daerah litoral Daerah ini merupakan daerah dangkal. Cahaya matahari menembus dengan optimal. Air yang hangat berdekatan dengan tepi. Tumbuhannya merupakan tumbuhan air yang berakar dan daunnya ada yang mencuat ke atas permukaan air.

Komunitas organisme sangat beragam termasuk jenis-jenis ganggang yang melekat (khususnya diatom), berbagai siput dan remis, serangga, krustacea, ikan, amfibi, reptilia air dan semi air seperti kura-kura dan ular, itik dan angsa, dan beberapa mamalia yang sering mencari makan di danau. b. Daerah limnetik Daerah ini merupakan daerah air bebas yang jauh dari tepi dan masih rapat ditembus sinar matahari. Daerah ini dihuni oleh berbagai fitoplankton, termasuk ganggang dan bakteri.

Ganggang berfotosintesis dan bereproduksi dengan kecepatan tinggi selama musim panas Zooplankton yang sebagian besar termasuk Rotifera dan udang- udangan kecil memangsa fitoplankton. Zooplankton dimakan oleh ikan- ikan kecil. Ikan kecil dimangsa oleh ikan yang lebih besar, kemudian ikan besar dimangsa ular, kura-kura, dan burung pemakan ikan.

c. Daerah profundal Daerah ini merupakan daerah yg dalam, yaitu daerah afotik danau. Mikroba dan organisme lain menggunakan oksigen untuk respirasi setelah mendekomposisi detritus yang jatuh dari daerah limnetik. Daerah ini dihuni oleh cacing dan mikroba. d. Daerah bentik Daerah ini merupakan daerah dasar danau tempat terdapatnya bentos dan sisa-sisa organisme mati.

SEKIAN

***********************************