Faktor-faktor Pembatas Ekosistem Perairan | Pintar Biologi

Blog Pembelajaran Biologi Terlengkap

Faktor-faktor Pembatas Ekosistem Perairan

|

PENGANTAR EKOSISTEM PERAIRAN

Bumi kita yang terdiri sebagian besar dari lingkungan aquatik, mempunyai pengaruh sangat besar terhadap lingkungan daratan terutama yang berbatasan langsung. Di samping itu, lingkungan aquatik diketahui pula mempunyai peranan penting dalam siklus materi kimia. Kehidupan dan pola-pola peri kehidupan yang ada di dalamnya pun berbeda sangat mendasar dengan keunikan tersendiri dibanding dengan lingkungan daratan. Oleh karena alasan mendasar itulah kita harus mencoba memahami lingkungan aquatik dan organisme yang ada di dalamnya, yaitu ekosistem aquatik.

Setelah melaksanakan praktikum ini Anda diharapkan dapat menjelaskan prinsip dan konsep ekologi serta menerapkannya dalam pengelolaan lingkungan. Sedangkan secara khusus setelah melaksanakan praktikum ini Anda diharapkan dapat:

  1. mengukur faktor-faktor pembatas air tawar;
  2. mengukur produktivitas primer perairan.

Dalam bagian ini akan diuraikan secara mendasar bagaimana suatu keadaan atau kondisi, baik secara minimum maupun maksimum yang bertindak sebagai faktor pembatas bagi kehidupan suatu organisme aquatik, baik untuk lingkungan aquatik tawar maupun aquatik laut. Dijelaskan pula hal yang mendasar dari perbedaan keduanya. Dengan demikian, dapat dikatakan setiap lingkungan mempunyai karakteristik tersendiri.

A. EKOSISTEM PERAIRAN TAWAR

Yang dimaksud dengan ekosistem perairan tawar adalah lingkungan perairan yang terdapat di daratan. Perairan darat adalah perairan yang terdapat di permukaan daratan dan umumnya letaknya lebih tinggi dari permukaan laut. Perairan darat ini pula mengalir dari tempat yang tinggi ke tempat yang lebih rendah, sampai setinggi air di permukaan taut. Di samping itu perairan darat biasanya hanya sedikit mengandung larutan mineral dibanding perairan laut meskipun pada ulasan kali ini tidak secara khusus akan dibahas.

Secara umum perairan darat dengan berbagai cara akan dipengaruhi oleh sifat daratan yang ada di sekelilingnya sehingga pada perairan darat tertentu dapat mempunyai ciri-ciri khusus yang khas. Oleh karena keberadaannya di daratan, ekosistem ini masih terpengaruh oleh iklim daratan, seperti halnya musim hujan, kemarau, angin, dan lain-lain. Keadaan-keadaan inilah yang bertindak sebagai salah satu pendorong terjadinya perbedaan mendasar dari kehidupan dan peri kehidupan yang ada di dalamnya.

Perairan darat dibagi menjadi 2 kelompok, yaitu perairan tergenang (lotik) dan perairan mengalir (lentik). Perbedaan mendasar dari keduanya adalah adanya aliran air yang terdapat di dalamnya. Kolam, danau, waduk adalah sebagian contoh dari perairan tergenang meskipun masih ada aliran masuk dan aliran ke uar, tetapi karena relatif kecil dibanding kapasitasnya masih dikategorikan tergenang. Sedangkan sungai, parit merupakan contoh dari perairan mengalir. Walaupun demikian, antara keduanya tidak mempunyai batas yang jelas.

Faktor-faktor pembatas yang cukup penting pada ekosistem air tawar akan dibicarakan cukup mendalam pada tiap pembahasan.

Faktor-faktor pembatas tersebut adalah berikut ini.

1. Suhu

Air mempunyai sifat sebagai stabilisator karena sifatnya yang secara bersama-sama mengurangi perubahan suhu sampai tingkat minimal sehingga perbedaan suhu dalam air lebih kecil dan perubahan yang terjadi lebih lambat dibandingkan di udara. Dengan adanya keadaan inilah jarang sekali kita mendapatkan adanya perbedaan fluktuasi suhu yang mencolok pada perairan. 

Diketahui pula daerah perairan yang lebih luas biasanya lebih dapat mempengaruhi kecilnya fluktuasi suhu. Walaupun temperatur/suhu air kurang bervariasi, tetap saja suhu merupakan faktor pembatas karena organisme air yang ada umumnya bersifat stenothermal (toleransinya sempit).

Cara mengukur suhu perairan

Adanya perubahan berupa kenaikan suhu dapat menyebabkan kenaikan tingkat metabolisme organisme yang ada di dalamnya sehingga diperlukan adaptasi lebih lanjut, di samping juga akan mendorong terjadinya perubahan pola sirkulasi stratifikasi dan gas terlarut. Selanjutnya, akan mempengaruhi kehidupan di dalam air. Suhu air paling baik dan efisien diukur dengan menggunakan sensor elektronis, seperti thermistor. Pembacaan dan pencatatan langsung dari thermistor akan lebih memudahkan mahasiswa pemula untuk mengambil profil suhu dari habitat aquatik.

Secara umum suhu/temperatur sangat berpengaruh terhadap organisme yang berada dalam perairan, terlebih lagi organisme air baik hewan maupun tumbuhan yang tergolong dalam kelompok stenothermal (kisaran suhu yang sempit). Adanya perbedaan suhu meskipun tidak terlalu besar sudah cukup mengganggu metabolisme organisme air.

Untuk daerah perairan yang tidak terlalu besar dan tidak terlalu dalam, suhu perairan lebih mudah dipengaruhi oleh sinar matahari maupun angin yang berhembus. Tetapi untuk perairan dalam dan luas, secara umum tidak begitu terpengaruh. Kalaupun ada hanya pada tingkat lebih ke arah permukaan saja. Untuk itu, pada perairan dengan tipe seperti ini wajar bila kita temukan jenis-jenis organisme tertentu sesuai dengan kedalaman tertentu pula.

2. Turbiditas/Kekeruhan

Penetrasi cahaya sering sekali dipengaruhi oleh zat terlarut dalam air. Akibat penetrasi yang terbatas, akan ikut pula membatasi habitat aquatik tertentu yang masih merupakan zona fotosintesis. Kekeruhan, terutama bila disebabkan oleh lumpur dan partikel yang dapat mengendap, sangat mungkin dianggap sebagai faktor pembatas. 

Dengan tingkat penetrasi yang terbatas menjadikan semakin terbatas pula organisme untuk melakukan fotosintesis sehingga kurangnya fotosintesis ini akan mengakibatkan berkurangnya jumlah oksigen terlarut. Di samping itu, kekeruhan yang terlalu tinggi menyebabkan metabolisme organisme menjadi terganggu. Sebaliknya, apabila kekeruhan disebabkan oleh organisme (terutama yang dimaksudkan adalah plankton maupun jenis alga tertentu), ukuran kekeruhan merupakan indikasi produktivitas yang cukup tinggi.

Cara mengukur kekeruhan

Kekeruhan dapat diukur dengan alat yang amat sederhana yang disebut Cakram Secchi (diambil dari nama seorang penemunya yang berbangsa Italia), berupa lempeng cakram putih dengan garis tengah ± 20 cm dengan dua bagian berwarna putih dan dua bagian lagi berwarna hitam, yang digantungkan, kemudian dimasukkan ke dalam air sampai tidak terlihat dari permukaan. 

Kejernihan air dapat diukur antara beberapa cm pada air yang keruh sampai kedalaman puluhan meter pada perairan yang sangat jernih. Batasan kedalaman antara 0 meter sampai dengan Cakram Secchi tidak terlihat lagi disebut Kejernihan Cakram Secchi. Secara umum batas kejernihan ini menandai bahwa pada kedalaman tersebut masih merupakan zona fotosintesis meskipun dalam tingkat yang paling minimum. Lebih dalam dari batas kejernihan cakram Secchi, tumbuhan tidak akan, ditemui karena tidak dapat melakukan fotosintesis, yang berakibat kurangnya kandungan oksigen terlarut.

Cakram Secchi untuk Penentuan Kejernihan Air

Cakram Secchi dan Thermistor adalah 2 alat yang sederhana dan murah yang dapat digunakan oleh mahasiswa pemula untuk mendapatkan gambaran kasar dari hubungan suhu dan cahaya yang amat penting di perairan.

3. Cahaya

Cahaya yang dimaksud di sini adalah cahaya yang dapat digunakan untuk proses fotosintesis. Seperti sudah diketahui sebelumnya bahwa daya tembus cahaya ke dalam air dipengaruhi oleh partikel terlarut dan yang tersuspensi. Semakin ke dalam cahaya yang menembus air akan makin berkurang intensitasnya dan berubah komposisi spetrumnya. Misalkan, spektrum cahaya merah hanya dapat menembus sampai kedalaman 4 m, sedangkan spektrum cahaya biru dapat menembus sampai 70 m.

Dengan semakin terbatasnya cahaya matahari yang mampu menembus kedalaman air, semakin terbatas pula kemampuan tumbuhan sejalan dengan kedalaman tersebut. Berarti semakin terbatas pula kandungan oksigen terlarut. Secara otomatis organisme yang berada di kedalaman tersebut harus menyesuaikan diri terhadap keterbatasan oksigen terlarut. Inilah yang mendasari cahaya juga bertindak sebagai faktor pembatas perairan, khususnya pada perairan dalam.

Cara mengukur penetrasi cahaya di dalam perairan

Pengukuran cahaya dapat dilakukan dengan Light Meter, namun karena penggunaannya tidak praktis dan merepotkan; biasanya cukup dilakukan dengan pengujian tingkat kekeruhan dan digunakan pula perhitungan tertentu tentang kemampuan spektrum cahaya dan bias air untuk dapat mewakili pengukuran cahaya.

4. Arus

Arus dapat merupakan faktor pembatas yang penting terutama pada perairan yang arusnya cukup tinggi, seperti sungai. Keberadaan arus yang cukup tinggi akan memaksa organisme yang ada di dalamnya menggunakan gerakan-gerakan tubuh tertentu untuk dapat bertahan ataupun melawan arus. Keadaan inilah yang menjadikan tubuh organisme tertentu yang biasa ditemui di air berarus, mempunyai karakteristik tersendiri, dengan bentuk yang dikenal streamline guna memudahkan bergerak dalam air, dibanding bentuk organisme yang biasa berada di air yang tergenang.

Begitu pula dengan tumbuhannya, pada tempat berarus, keanekaragamannya lebih sedikit, yang umumnya apabila berdaun agak lebar, tidak mempunyai batang, dan tidak menancap di dasar (terbawa oleh arus) ataupun apabila mempunyai batang yang menancap di dasar, berdaun kecil, dengan tubuh yang menjulur mengikuti arus. Sebaliknya, pada tumbuhan di air tergenang, berdaun lebar dengan batang panjang yang bahkan dapat sepanjang batas antara dasar dengan permukaan air.

Dengan adanya gerakan-gerakan air, arus juga dapat mempengaruhi distribusi gas terlarut, garam, suhu makanan, serta organisme dalam air. Dengan kondisi seperti ini, semakin jelas bahwa adanya arus dapat mempengaruhi keberadaan organisme perairan. Penelitian mengenai populasi tidaklah lengkap jika tidak menentukan faktor kecepatan aliran.

5. Gas Terlarut dalam Air

Keadaan umum yang mempengaruhi kelarutan gas dalam air adalah berikut ini.

  • Temperatur/suhu.
  • Konsentrasi garam terlarut (dapat mengurangi kelarutan gas dalam air).
  • Kelembaban udara (kelarutan gas besar pada udara kering).
  • Derajat kejenuhan.
  • Gerakan air (makin cepat gerakan air, larutan gas makin besar).

Dengan kondisi seperti di atas, memperlihatkan adanya pengaruh tidak langsung antara kandungan gas-gas terlarut terhadap keberadaan organisme perairan.

a. Konsentrasi gas pernapasan

Konsentrasi oksigen terlarut dan kebutuhan oksigen biologis merupakan faktor fisik yang paling penting dalam wilayah perairan karena konsekuensi keberadaannya berhubungan erat dengan keberadaan biota sehingga dapat dianggap sebagai indeks produktivitas perairan. Seperti telah dijelaskan sebelumnya bahwa konsentrasi gas pernapasan berhubungan erat dengan arus, cahaya, dan kekeruhan. Konsentrasi gas pernapasan, antara lain berikut ini.

1) Oksigen terlarut (Dissolved Oxygen/DO)

Sumber oksigen terlarut adalah udara melalui difusi dan agitasi air, dan juga fotosintesis yang dipengaruhi oleh densitas (kerapatan) tanaman, banyak cahaya, dan lama penyinaran. Dalam air terdapat oxygen pulse (perbedaan kandungan oksigen) karena adanya perbedaan kecepatan fotosintesis siang dan malam. Sedangkan pengurangan oksigen terlarut dapat dipengaruhi oleh respirasi organisme, penguraian zat organik oleh mikroorganisme, banyaknya oksigen yang dipakai mikroorganisme untuk oksidasi senyawa organik dalam air yang dapat diketahui dengan melakukan uji BOD (Biochemical Oxygen Demand), reduksi oleh gas lain, pelepasan oksigen terlarut secara otomatis yang dipengaruhi temperatur dan derajat kejenuhan, dan adanya zat besi maka oksigen akan dipakai untuk oksidasi.

2) Karbondioksida (CO2) terlarut

Karbondioksida terlarut dalam air berasal dari udara (meskipun sangat sedikit), air tanah, dekomposisi zat organik, dan respirasi organisme air. Sedangkan reduksi (berkurangnya) kandungan karbondioksida dalam air dapat disebabkan oleh adanya fotosintesis tanaman air, agitasi air, adanya penguapan ataupun hilang bersama dengan gelembung gas dalam air.

Pengukuran konsentrasi DO, BOD, dan COD jarang sekali dilakukan di lapangan, tetapi dengan membawa sampel air yang akan dianalisis di laboratorium.

Catatan:

Jika diperlukan dan memungkinkan untuk dilakukan pengukuran DO, BOD dan COD dapat Anda lakukan dengan kesepakatan antara kelompok dan Instruktur tempat Anda praktikum.

b. Konsentrasi garam biogenik dalam air

Hampir pada semua ekosistem air tawar, senyawa nitrat dan fosfat merupakan faktor pembatas. Na dan K biasanya terdapat dalam konsentrasi kecil. Sedangkan kalsium (Ca) yang banyak dalam bentuk karbonat, dan magnesium (Mg) yang penting dalam pembentukan klorofil, merupakan ion-ion terbanyak dalam air tawar. 

Kadar garam yang rendah merupakan ciri dari perairan darat, yang menjadikan fisiologis tersendiri karena konsentrasi garam dalam cairan tubuh atau sel lebih besar daripada lingkungan air tawar (yaitu yang disebut cairan hipertonik) maka air cenderung untuk masuk ke dalam tubuh secara osmosis bila selaputnya (membran) dapat ditembus air/permeable atau kadar garam akan tinggi bila membran relatif tidak permeable seperti terlihat pada gambar berikut ini.

Adaptasi Sel terhadap Kadar Garam di Perairan Tawar

B. EKOSISTEM PERAIRAN LAUT

Yang dimaksud dengan ekosistem perairan laut adalah lingkungan perairan yang memisahkan daratan. Hampir 70% dari permukaan bumi ini terdiri dari perairan laut sehingga ciri utama dari perairan laut ini adalah habitatnya yang tidak terisolasi dan berhubungan satu sama lain. Dengan keadaan ini penyebaran organisme yang ada di dalamnya menjadi tidak terbatas. Walaupun demikian, pada wilayah-wilayah tertentu mempunyai karakteristik tersendiri sebagai faktor pembatas organisme yang ada.

Faktor-faktor pembatas pada perairan laut umumnya masih sama dengan faktor pembatas yang ada pada perairan darat, tetapi yang terpenting adalah adanya kadar garam yang lebih tinggi dibanding dengan perairan darat. Kadar garam yang berbeda inilah yang menyebabkan terjadinya osmoregulasi (pengaturan tekanan osmosis) pada biota yang ada di dalamnya, seperti terlihat pada gambar berikut ini.

Adaptasi Organisme Air
Sumber: Modul Kuliah Biologi UT

Related Posts