MAKALAHMT KULIAH : EKOLOGI PERAIRAN LANJUTAN

SIKLUS MATERI DAN ALIRAN NUTRIEN PADA EKOSISTEM ESTUARIA

KELOMPOK IV :

IQBAL CAHYADI S M (P33002 08 0011)IRMAWAN SYAFITRIANTO (P33002 08 004)

SITTI FARIDA (P33002 08 006)FATTIMA (P33002 08 00 )

PROGRAM STUDI ILMU PERIKANANPROGRAM PASCASARJANA (MAGISTER)

UNIVERSITAS HASANUDDINMAKASSAR

2008

I. PENDAHULUAN

1.1 Latar Belakang

Ekologis pertama kali diperkenalkan oleh seorang bangsa Jerman bernama

Ernst Haeckel pada tahun 1870, dimana dalam tulisannya dikemukakan bahwa

ekologi berasal dari bahasa Yunani yaitu “Oikos” berarti lingkungan tempat hidup

dan “Logos” yang berarti ilmu. Sehingga ekologi dapat didefinisikan sebagai ilmu

yang mempelajari hubungan timbal balik antara organisme hidup dengan

lingkungannya (Dirjen Perikanan Deptan 1984).

Lingkungan mempunyai arti luas, antara lain menyangkut sifat fisika dan

sifat kimia tempat tinggal organisme tersebut. Sedang orgnisme adalah sesuatu

yang hidup atau mahkluk hidup yang pada umumnya terdiri dari individu. Individu

sejenis akan membentuk populasi. Berbagai populasi organisme yang

menempati daerah tertentu membentuk suatu komunitas. Bila mana komunitas

tersebut dengan lingkungannya (abiotik) berfungsi bersama-sama terbentuk

ekosistem. Jadi ekosistem terbatas pada suatu daerah tertentu dari alam, terdiri

dari mahkluk hidup dan benda mati yang berhubungan erat dan saling

mempengaruhi (berintegrasi) untuk membentuk suatu keadaan tertentu yang

lebih kompleks antara bagian yang hidup dan bagian yang mati.

Ekosistem atau kawasasan pesisir pantai merupakan daerah terjadinya

interaksi antara tiga unsur alam utama yaitu daratan, perairan dan udara. Bentuk

ekosistem pesisir pantai yang dijumpai sekarang merupakan keseimbangan

dinamik dari proses penghancuran dan pembentukan dari ketiga unsur alam

tersebut. Sebagai tempat peralihan antara daratan dan laut, dimana kawasan ini

ditandai oleh kelandaian (gradient) perubahan ekologi yang tajam. Ekosistem

pantai ini juga sebagai zona penyangga (buffer zone) bagi banyak hewan yang

berimigrasi (ikan, udang, dan burung) untuk mencari makan, berkembang biak

dan membesarkan anaknya (Pariwono, 1996, dalam Fachrul. M.F, 2007).

Estuaria adalah ekosistem yang kompleks sebab merupakan tempat

pertemuan antara limpasan air sungai yang bersifat tawar dan air laut yang asin.

Keadaan ini menyebabkan estuaria umumnya memiliki kisaran variasi salinitas

yang tinggi sehingga didiami organisme yang bervariasi dari waktu ke waktu.

Estuaria juga menerima pasokan nutrien yang besar dari daratan yang terbawa

oleh arus sungai. Oleh sebab itu estuaria merupakan wilayah yang subur dan

disukai oleh terutama pada periode larva hingga juvenil. Disamping membawa

pasokan nutrien, masukan air tawar ikut pula membawa pencemar dari darat

yang menyebabkan estuaria menjadi tempat yang tidak layak untuk didiami oleh

organisme.

Posisi penting estuaria tersebut tidak lantas menyebabkan estuaria

mendapatkan perhatian khusus dari masyarakat, pemerintah maupun akademisi

di Indonesia. Hal ini terlihat dari minimnya kajian-kajian mengenai estuaria

termasuk siklus materi dan aliran nutrient. Mengingat pentingnya pemahaman

tentang hal tersebut, maka dianggap perlu untuk menyusun makalah dan

melakukan presentase tentang siklus materi dan aliran nutrient pada estuaria.

1.2 Tujuan Penulisan

Tujuan penulisan makalah dengan judul “Siklus Materi Dan Aliran

Nutrient Ekosistem Estuaria” adalah untuk meningkatkan pengetahuan dan

wawasan dalam hal kondisi dan pengelolaan ekosistem estuaria.

Adapun kegunaanya adalah akan menjadi bahan referensi bagi yang

memerlukannya. Selain itu, merupakan salah satu persyaratan dalam

menyelesaikan mata kuliah Ekologi Perairan Lanjutan pada program studi Ilmu

Perikanan Program Pascasarjana Universitas Hasanuddin.

II. URAIAN

II.1 Siklus materi

2.1.1. Siklus Karbon

Di atmosfer terdapat kandungan COZ sebanyak 0.03%. Sumber-sumber

COZ di udara berasal dari respirasi manusia dan hewan, erupsi vulkanik,

pembakaran batubara, dan asap pabrik. Karbon dioksida di udara dimanfaatkan

oleh tumbuhan untuk berfotosintesis dan menghasilkan oksigen yang nantinya

akan digunakan oleh manusia dan hewan untuk berespirasi.

Hewan dan tumbuhan yang mati, dalam waktu yang lama akan

membentuk batubara di dalam tanah. Batubara akan dimanfaatkan lagi sebagai

bahan bakar yang juga menambah kadar C02 di udara. Di ekosistem air,

pertukaran C02 dengan atmosfer berjalan secara tidak langsung. Karbon

dioksida berikatan dengan air membentuk asam karbonat yang akan terurai

menjadi ion bikarbonat. Bikarbonat adalah sumber karbon bagi alga yang

memproduksi makanan untuk diri mereka sendiri dan organisme heterotrof lain.

Sebaliknya, saat organisme air berespirasi, COz yang mereka keluarkan menjadi

bikarbonat. Jumlah bikarbonat dalam air adalah seimbang dengan jumlah C02 di

air.

Gambar 1. Siklus Karbon di alam, angka dengan warna hitam menyatakan berapa banyak karbon tersimpan dalam berbagai reservoir, dalam milyar ton ("GtC" berarti Giga Ton Karbon). Angka dengan warna biru menyatakan berapa banyak karbon berpindah antar reservoir setiap tahun. Sedimen, sebagaimana yang diberikan dalam diagram, tidak termasuk ~70 juta GtC batuan karbonat dan kerogen. (Sumber: http://id.wikipedia.org/wiki/siklus_karbon)

Diagram dari siklus karbon. Angka dengan warna hitam menyatakan

berapa banyak karbon tersimpan dalam berbagai reservoir, dalam milyar ton

("GtC" berarti Giga Ton Karbon). Angka dengan warna biru menyatakan berapa

banyak karbon berpindah antar reservoir setiap tahun. Sedimen, sebagaimana

yang diberikan dalam diagram, tidak termasuk ~70 juta GtC batuan karbonat dan

kerogen.

Keberadaan karbon di pantai sumbernya oleh (Valiela, 1984)

menggambarkan datang dari adanya diffusi (dissolved), organisme laut yang

sudah mati (particulate), dan sampah-sampah di wilayah estuari serta berasal

dari daratan. Kontribusi aliran karbon dari daratan adalah C/N > 10, sedangkan

dari perairan sendiri sebesar C/N < 6, penyebabnya tingginya variasi tersebut

diakibatkan oleh tingginya pasokan air tawar dari sungai dan sumber karbon itu

sendiri (Gattusso et al, 1998). Selanjutnya, sumber di dalam (internal sources)

akibat adanya proses dissolved dan particulate (gambar 6) dari karbon itu sendiri

termasuk daur ulang partikel, exudation from producers, terlepas sel yang patah

dan kotoran-kotoran konsumer (Valiela, 1984).

2.1.2 Siklus Nitrogen

Gas nitrogen banyak terdapat di atmosfer, yaitu 80% dari udara. Nitrogen

bebas dapat ditambat/difiksasi terutama oleh tumbuhan yang berbintil akar

(misalnya jenis polongan) dan beberapa jenis ganggang. Nitrogen bebas juga

dapat bereaksi dengan hidrogen atau oksigen dengan bantuan kilat/ petir.

Tumbuhan memperoleh nitrogen dari dalam tanah berupa amonia (NH3), ion

nitrit (N02- ), dan ion nitrat (N03- ).

Gas nitrogen tidak dapat digunakan secara langsung oleh sebagian besar

organisme sebelum ditransformasi yang melibatkan menjadi senyawa NH3, NH4,

dan NO3 sebelum digunakan dalam siklus. Pada tumbuhan dan hewan, senyawa

nitrogen ditemukan sebagai penyusun protein dan klorofil. Dalam ekosistem

terdapat suatu daur antara organisme dan lingkungan fisiknya.

Beberapa bakteri yang dapat menambat nitrogen terdapat pada akar

Legum dan akar tumbuhan lain, misalnya Marsiella crenata. Selain itu, terdapat

bakteri dalam tanah yang dapat mengikat nitrogen secara langsung, yakni

Azotobacter sp. yang bersifat aerob dan Clostridium sp. yang bersifat anaerob.

Nostoc sp. dan Anabaena sp. (ganggang biru) juga mampu menambat nitrogen.

Di dalam setiap daur, terdapat gudang cadangan utama unsur yang

secara terus menerus bergerak masuk dan keluar melewati organisme. Selain

itu, terdapat pula tempat pembuangan sejumlah unsur kimia tertentu yang tidak

dapat didaur ulang melalui proses biasa. Dalam waktu yang lama, kehilangan

bahan kimia tersebut menjadi faktor pembatas, kecuali apabila tempat

pembuangan itu dimanfaatkan kembali. Pada akhirnya, daur bolak balik ini

cenderung mempunyai mekanisme umpan balik yang dapat mengatur dirinya

sendiri (self regulating) yang menjaga siklus tersebut agar tetap seimbang.

Diantara beberapa siklus biogeokimia lainnya seperti siklus fosfor dan

sulfur, siklus nitrogenadalah siklus biokimia yang sangat kompleks. Gambar

berikut memperlihatkan tiga diagram siklus nitrogen yang sangat kompleks

tersebut. Nitrogen di perairan sebagai molekul N2 terlarut, amonium (NH 4 ), Nitrit

(NO2−

), Nitrat (NO3 ) dan sebagai bentuk organik seperti urea, asam amino, serta

range berbeda.

Gambar 2. Siklus Nitrogen di Alam

1. Amonia (NH 3 )

Amonia (NH 3 ) dan garam-garamnya bersifat mudah larut dalam air. Sumber

amonia di perairan adalah pemecahan nitrogen organik (protein dan urea) dan

nitrogen anorganik yang terdapat di dalam tanah dan air, yang berasal dari

dekomposisi bahan organic oleh mikroba dan jamur (amonifikasi).

Sumber amonia adalah reduksi gas nitrogen yang berasal dari proses

difusi udara atmosfer, limbah industri dan domestik. Amonia yang terdapat dalam

mineral masuk ke badan air melalui erosi tanah. Selain terdapat dalam bentuk

gas, amonia membentuk senyawa kompleks dengan beberapa ion logam.

Amonia juga dapat terserap kedalam bahan-bahan tersuspensi dan koloid

sehingga mengendap di dasar perairan. Amonia di perairan dapat menghilang

melalui proses volatilisasi karena tekanan parsial amonia dalam larutan

meningkat dengan semakin meningkatnya pH.

Ikan tidak bisa bertoleransi terhadap kadar amonia bebas yang terlalu

tinggi karena dapat mengganggu proses pengikatan oksigen oleh darah dan

pada akhirnya dapat meningkatkan sifokasi. Pada budidaya intensif, yang padat

penebaran tinggi dan pemberian pakan sangat intensif, penimbunan limbah

kotoran terjadi sangat cepat.

2. Nitrit (NO2−

)

Sumber nitrit dapat berupa limbah industri dan limbah domestik. Kadar

nitrit pada perairan relatif karena segera dioksidasi menjadi nitrat. Perairan alami

mengandung nitrit sekitar 0,001 mg/liter.

Di perairan, nitrit ditemukan dalam jumlah yang sangat sedikit, lebih

sedikit daripada nitrat, karena bersifat tidak stabil dengan keberadaan oksigen.

Nitrit merupakan bentuk peralihan antara amonia dan nitrat (nitrifikasi) dan antara

nitrat dan gas nitrogen (denitrifikasi) yang terbentuk dalam kondisi anaerob.

3. Nitrat (NO3 )

Nitrat adalah sumber utama nitrogen di perairan, namun amonium lebih

disukai oleh tumbuhan. Kadar nitrat di perairan yang tidak tercemar biasanya

lebih tinggi daripada kadar amonium. Kadar nitrat lebih dari 5 mg/liter

menggambarkan terjadinya pencemaran antropogenik yang berasal dari aktivitas

manusia dan tinja hewan. Kadar nitrogen yang lebih dari 0,2 mg/liter

menggambarkan terjadinya eutrofikasi perairan.

Nitrat adalah bentuk nitrogen sebagai nutrien utama bagi pertumbuhan

tanaman dan alga. Nitrat nitrogen sangat mudah larut dalam air dan bersifat

stabil. Senyawa ini dihasilkan dari proses oksidasi sempurna di perairan. Secara

umum siklus nitrogen dilaut dapat dilihat pada Gambar 2.

2.1.3 Siklus Fosfor

Di alam, fosfor terdapat dalam dua bentuk, yaitu senyawa fosfat organik

(pada tumbuhan dan hewan) dan senyawa fosfat anorganik (pada air dan tanah).

Fosfat organik dari hewan dan tumbuhan yang mati diuraikan oleh decomposer

(pengurai) menjadi fosfat anorganik. Fosfat anorganik yang terlarut di air tanah

atau air laut akan terkikis dan mengendap di sedimen laut. Oleh karena itu, fosfat

banyak terdapat di batu karang dan fosil. Fosfat dari batu dan fosil terkikis dan

membentuk fosfat anorganik terlarut di air tanah dan laut. Fosfat anorganik ini

kemudian akan diserap oleh akar tumbuhan lagi. Siklus ini berulang terus

menerus.

Gambar 3. Siklus Fosfor di alam

Gambar.4. Siklus Fosfor pada ekosistem estuaria

III. PENUTUP

Estuaria diartikan sebagai perairan yang semi tertutup yang berhubungan

bebas dengan laut, sehingga air laut dengan salinitas tinggi dapat bercampur

dengan air tawar . Kondisi ini secara umum menyebabkan keragaman organisme

yang lebih sedikit di wilayah ini tetapi dengan populasi yang tinggi. Kombinasi

pengaruh air laut dan air tawar tersebut akan menghasilkan suatu komunitas

yang khas, dengan kondisi lingkungan yang bervariasi.

Estuaria merupakan salah satu wilayah yang berada di pesisir memiliki

cadangan niutrient yang melimpah. Walaupun demikian, estuaria belum banyak

di manfaatkan secara berkelanjutan, dimana fungsi estuaria hanya merupakan

bagian kecil yang ada di sub-sub ekosistem wilayah pesisir. Cadangan karbon

yang tersedia di pantai berlumpur belum banyak terungkap, terbukti dari hasil

penelusuran pustaka sangat sedikit informasi yang diberikan oleh para peneliti.

Akan tetapi ini bukan merupakan suatu hambatan untuk di telaah lebih lanjut

untuk di kaji berkenaan dengan issue global saat ini. Yang menarik ditelusuri

adalah proses sink dan source carbon di pantai berlumpur itu sendiri, yang

penulis ketahui bahawa untuk dilautan lepas atau samudera sudah banyak

ditelaah dan diinformasikan mengenai dua kasus tersebut.

Dalam usaha mengatasi tingkat kerusakan wilayah estuaria akibat

pemanfaatannya, maka senantiasa harus dikelola secara seimbang untuk

menjamin keberlanjutan pembangunan dengan menerapkan prinsip-prinsip

pembangunan yang berkelanjutan (sustainable development) di seluruh sektor

dan wilayah ke dalam kebijakan dan peraturan perundangan. Pengelolaan

wilayah estuaria tersebut harus terencana terencana, terarah dan terpadu.

Sehingga keberlanjutan suatu wilayah pesisir khususnya eustuaria dapat

tercapai.

Di Indonesia sendiri, informasi-informasi mengenai diamika fisik pantai

berlumpur, siklus karbon dan rantai makanan masih sangat kurang. Walaupun

demikian makalah ini mencoba melengkapi kekurangan informasi tersebut,

akantetapi bukan bertujuan dijadikan sebagai bahan referensi ilmiah. Makalah ini

di harapkan bisa menambah wawasan sesama peneliti untuk didiskusikan lebih

lanjut dengan melakukan berbagai kajian dan pendekatan untuk menjawab

semua pernyataan-pernyataan di atas yang adalah merupakan hasil penelusuran

waktu yang terbatas.

Gas nitrogen tidak dapat digunakan secara langsung oleh sebagian besar

organisme sebelum ditransformasi yang melibatkan menjadi senyawa NH3, NH4,

dan NO3 sebelum digunakan dalam siklus. Pada tumbuhan dan hewan, senyawa

nitrogen ditemukan sebagai penyusun protein dan klorofil. Dalam ekosistem

terdapat suatu daur antara organisme dan lingkungan fisiknya.

Lainnya halnya dengan keberadaan fisik pantai berlumpur, proses

dinamika yang dimodelkan oleh Towned adalah merupakan jawaban bahwa

wilayah pantai berlumpur adalah artopogenik, dimana menunjukkan kekhasan

alamiah di lihat adanya pengaruh aktif antara laut dan darat itu sendiri.

Pelumpuran yang terjadi adalah merupakan proses panjang, sehinga wilayah

estuaria sendiri mengalami banyak tekanan baik secara natural maupun human

impact terhadap sistem tersebut.

Selanjutnya, food chain di pantai berlumpur sudah banyak di eksplorasi

dari beberapa literatur terbaca bahwa di pantai-pantai Eropa dan Amerika sudah

banyak dilakukan penelitian, seperti yang dilakukan oleh Webster dan kawan-

kawan pada tahun 2003, dimana mereka mengkaji pengaruh kolom air tawar dan

air laut terhadap rantai makanan juga dengan mengklasifikasikan setiap zona-

zona pantai berlumpur itu sendiri. Kemudian oleh Johannessen pada tahun 2005

mendefinisikan siklus Krebs yang berkembang sejak tahun 1972 dan

disempurnakan walaupun dilakukan dala skala kecil untuk wilayah pantai

berlumpur dan pantai secara keseluruhan.

DAFTAR PUSTAKA

Anthony E.J. and Orford J.D., 2002. Between wave- and tide-dominated coasts: the middle ground revisited. Journal of Coastal Research, SI 36, 8–15. (ICS 2002 Proceedings).

Bengen, D.G. 2001. Ekosistem dan Sumberdaya Pesisir dan Laut serta Pengelolaan Secara Terpadu dan Berkelanjutan. Prosiding Pelatihan Pengelolaan Wilayah Pesisir Terpadu, Pusat Kajian Sumberdaya Pesisir dan Lautan IPB, (http://www.malang.ac.id, diakses 18 Oktober 2008).

Dirjen Perikanan, 1984. Pedoman Budidaya Tambak. Departemen Pertanian. Jakarta.

Dahuri et al., 2001. Pengelolaan Sumber Daya Wilayah Pesisir dan Lautan Seacara Terpadu. PT. Pradnya Paramita. Jakarta.

Fachrul. M. F, 2007. Metode Sampling Bioteknologi. Bumi Aksara. Jakarta.

Finlayson D.P., 2005. Combined bathymetry and topography of the Puget Lowland. Digital Elevation Model (DEM) January 2005, School of Oceanography, University of Washington, Seattle, WA. Available.

I.T. Webster, P.W. Ford, B. Robson, N. Margvelashvili, J. Parslow. 2003. Conceptual models of the hydrodynamics, fine sediment dynamics, biogeochemistry and primary production in the Fitzroy Estuary. Draft Final Report For Coastal CRC Project CM-2 October 2003. CSIRO Land and Water GPO Box 1666, Canberra 2601. 53 p.

Johannessen, J.W., MacLennan, A., and McBride, A, 2005. Inventory and Assessment of Current and Historic Beach Feeding Sources/Erosion and Accretion Areas for the Marine Shorelines of Water Resource Inventory Areas 8 & 9, Prepared by Coastal Geologic Services, Prepared for King County Department of Natural Resources and Parks, Seattle, WA.

Long A.J, Scaife, R.G, Edwards, R.J. 2000. Stratigraphic architecture, relative sea level, and model estuaria developmentin southern England: new data from Southampton Water. Special Publication 175. Geology Society. London. 253 -280 p.

Nybakken, James W. 1988. Biologi Laut Suatu Pendekatan Ekologis. PT. Gramedia. Jakarta.

-----------------------------. 1992. Biologi Laut Suatu Pendekatan Ekologis. PT. Gramedia. Jakarta.

Towned, I. 2004. Coast and Estuary Behaviour Systems. ABP Marine Environmental Research Ltd. 19p.

Strimbling, J.M and J.C. Cornwel. 1997. Identification of Important Primary Producers in a Chesapeake Bay Tidal Creek System Using Stable Isotopes of Carbon and Sulfur. Estuaries Vol. 20, No. 1, p. 77-95.

Supriharyono, 2004. Pelestarian dan Pengelolaan Sumberdaya Alam Di Wilayah Pesisir, Gramedia Pustaka Utama, Jakarta.

Zedler, J. B. 1980. Algal mat productivity: Comparisons in a salt marsh. Estuaries 3:122-131.

Zaitunah, Anita, 2002. Kajian Keberadaan Hutan Mangrove: Peran, Dampak Kerusakan Dan Usaha Konservasi. digitized by USU digital library