View
149
Download
8
Category
Preview:
DESCRIPTION
produksi primer perairan
Citation preview
SUMBANGAN OKSIGEN DARI HASIL FOTOSINTESIS (PERIFITON DAN FITOPLANKTON) SERTA DIFUSI UDARA
KE PERAIRAN MENGALIR DI BAGIAN HULU SUNGAI CIAMPEA, BOGOR
RIFKI TAJUDIN
SKRIPSI
DEPARTEMEN MANAJEMEN SUMBERDAYA PERAIRAN FAKULTAS PERIKANAN DAN ILMU KELAUTAN
INSTITUT PERTANIAN BOGOR BOGOR
2010
PERNYATAAN MENGENAI SKRIPSI
DAN SUMBER INFORMASI
Dengan ini saya menyatakan bahwa skripsi yang berjudul :
Sumbangan Oksigen dari Hasil Fotosintesis (Perifiton dan Fitoplankton) serta
Difusi Udara ke Perairan Mengalir di Bagian Hulu Sungai Ciampea, Bogor
adalah benar merupakan hasil karya saya sendiri dan belum diajukan dalam bentuk
apapun ke perguruan tinggi manapun. Semua sumber data dan informasi yang
berasal atau dikutip dari karya yang diterbitkan maupun tidak dterbitkan dari penulis
lain telah disebutkan dalam teks dan dicantumkan dalam Daftar Pustaka di bagian
akhir skripsi ini.
Bogor, November 2010
Rifki Tajudin
C24062941
RINGKASAN
Rifki Tajudin. C24062941. Sumbangan Oksigen dari Hasil Fotosintesis (Perifiton dan Fitoplankton) serta Difusi Udara ke Perairan Mengalir di Bagian Hulu Sungai Ciampea, Bogor. Dibawah bimbingan Niken Tunjung Murti Pratiwi dan Sigid Hariyadi.
Keberadaan oksigen menjadi kunci keberhasilan bagi organisme untuk bertahan hidup, demikian halnya dengan organisme akuatik. Sumber oksigen terlarut di badan perairan yang mengalir berasal dari aktivitas fotosintesis organisme autotrof dan difusi udara. Oksigen dalam perairan memiliki peran yang sangat penting dalam proses-proses yang terjadi di perairan, seperti proses dekomposisi bahan organik oleh bakteri serta proses respirasi organisme akuatik. Kadar oksigen terlarut (DO) di dalam perairan alami bervariasi, tergantung pada suhu, salinitas, turbulensi air, percampuran (mixing), pergerakan massa air (turbulensi), aktivitas fotosintesis, respirasi, dan limbah yang masuk ke badan air, serta tekanan atmosfer. Semakin besar suhu pada tekanan udara yang sama maka ketersediaan oksigen terlarut di perairan akan semakin sedikit. Perifiton dan fitoplankton merupakan kelompok organisme autotrof yang melakukan aktivitas fotosintesis Sungai Ciampea.
Penelitian ini bertujuan untuk menentukan sumbangan DO dari hasil fotosintesis (perifiton dan fitoplankton) dan difusi udara ke perairan mengalir, serta membandingkan proporsi kandungan DO yang berasal dari fotosintesis dengan difusi udara. Penelitian ini dilaksanakan dalam dua tahap pada bulan April-Agustus 2010 di bagian hulu Sungai Ciampea, Bogor. Penelitian pendahuluan dilaksanakan untuk mendapatkan substrat buatan yang digunakan dalam penelitian utama. Penelitian utama dilakukan untuk mengukur DO hasil fotosintesis dan difusi udara. Metode modifikasi Winkler dilakukan setelah inkubasi terhadap perifiton pada substrat buatan dan fitoplankton pada air contoh. Penghitungan DO hasil difusi udara diperoleh berdasarkan rumus dari Owen (1964) in Gang Ji (2007) dan Churchill (1962) in Nemerow (1991). Pembagian stasiun didasarkan pada keberadaan cahaya di lapang yang kemudian dilakukan uji statistik dengan Rancangan acak Lengkap (RAL).
Hasil pengukuran DO bersih (NPP) pada volume 430L dari aktivitas fotosintesis perifiton pada stasiun 1 adalah sebesar 2760,06 mgO2/430L/hari dan pada stasiun 2 sebesar 2223,70 mgO2/430L/hari. Sementara, hasil pengukuran DO dari hasil fotosintesis fitoplankton pada stasiun 1 dan 2 berurut-turut adalah sebesar 833,40 mgO2/430L/hari dan 809,22 mgO2/430L/hari. Berdasarkan analisis statistik dengan menggunakan RAL dari hasil yang diperoleh untuk perlakuan perbedaan cahaya pada stasiun 1 dan 2 tidak berbeda nyata. Nilai DO dari hasil fotosintesis perifiton berkorelasi dengan kelimpahan dari perifiton dengan nilai R2 sebesar 0,768. Semakin tinggi kelimpahan perifiton makin tinggi pula hasil produksi DO bersih (NPP) ke perairan. Hasil pengukuran DO dari difusi udara diperoleh pada stasiun 1 dan 2 sebesar 9106,75 mgO2/430L/hari dan 12050,46 mgO2/430L/hari. Nilai DO dari difusi udara dipengaruhi oleh kecepatan arus dan kedalaman yang terdapat di sungai. Semakin cepat arus, semakin tinggi DO yang dihasilkan dari difusi udara; terlihat berdasarkan rumus yang dikemukakan oleh Owen (1964). Secara keseluruhan bahwa di bagian hulu Sungai Ciampea, sumbangan DO dari difusi udara lebih tinggi daripada sumbangan dari hasil fotosintesis.
SUMBANGAN OKSIGEN DARI HASIL FOTOSINTESIS (PERIFITON DAN FITOPLANKTON) SERTA DIFUSI UDARA
KE PERAIRAN MENGALIR DI BAGIAN HULU SUNGAI CIAMPEA, BOGOR
RIFKI TAJUDIN C24062941
Skripsi sebagai salah satu syarat untuk memperoleh
gelar Sarjana Perikanan pada Fakultas Perikanan dan Ilmu Kelautan
DEPARTEMEN MANAJEMEN SUMBERDAYA PERAIRAN FAKULTAS PERIKANAN DAN ILMU KELAUTAN
INSTITUT PERTANIAN BOGOR BOGOR
2010
PENGESAHAN SKRIPSI
Judul Skripsi : Sumbangan Oksigen dari Hasil Fotosintesis (Perifiton dan
Fitoplankton) serta Difusi Udara ke Perairan Mengalir di
Bagian Hulu Sungai Ciampea, Bogor
Nama : Rifki Tajudin
NIM : C24062941
Program Studi : Manajemen Sumberdaya Perairan
Menyetujui :
Mengetahui, Ketua Departemen Manajemen Sumberdaya Perairan,
Dr. Ir. Yusli Wardiatno, M.Sc.
NIP 19660728 199103 1 002
Tanggal Ujian : 12 Oktober 2010
Pembimbing I,
Dr. Ir. Niken T.M. Pratiwi, M.Si.
NIP. 19680111 199203 2 002
Pembimbing II,
Ir. Sigid Hariyadi, M.Sc.
NIP. 19591118 198503 1 005
PRAKATA
Syukur Alhamdulillah dipanjatkan ke hadirat Allah SWT atas rahmat dan
karunia-Nya penulis dapat menyusun skripsi yang berjudul “Sumbangan Oksigen
dari Hasil Fotosintesis (Perifiton dan Fitoplankton) serta Difusi Udara ke
Perairan Mengalir di Bagian Hulu Sungai Ciampea, Bogor”. Skripsi ini disusun
sebagai salah satu syarat untuk memperoleh gelar sarjana perikanan pada Fakultas
Perikanan dan Ilmu Kelautan, Institut Pertanian Bogor.
Dalam kesempatan ini penulis mengucapkan terima kasih kepada Dr. Ir.
Niken Tunjung Murti Pratiwi, M.Si. dan Ir. Sigid Hariyadi, M.Sc, serta kepada
seluruh pihak yang telah memberikan bimbingan, arahan, dan kontribusi kepada
penulis dalam penyusunan skripsi ini.
Penulis menyadari penulisan skripsi ini masih jauh dari sempurna sehingga
penulis mengharapkan adanya saran dan kritik yang membangun untuk
memperbaiki dalam hasil penelitian dari usulan penulisan ini.
Bogor, November 2010
Penulis
UCAPAN TERIMA KASIH
Pada kesempatan ini penulis mengucapkan terima kasih yang sebesar-besarnya
kepada :
1. Dr.Ir. Niken T.M. Pratiwi, M.Si. dan Ir. Sigid Hariyadi, M.Sc., masing-masing
selaku ketua dan anggota komisi pembimbing skripsi yang telah banyak
memberikan bimbingan, masukan, arahan dan nasehat, serta saran untuk
penulis.
2. Dr.Ir. Hefni Effendi, M.Phil. selaku dosen penguji dan Ir. Agustinus M. Samosir,
M.Phil selaku wakil komisi pendidikan program S1 atas masukan, saran,
nasehat, dan perbaikan yang sangat berarti untuk penulis.
3. Ir. Nurlisa A. Butet, M.Sc selaku pembimbing akademik yang telah memberikan
nasehat yang sangat berarti hingga dapat menyelesaikan setiap bidang studi dan
skripsi ini.
4. Ayahanda Sarna Saderi (Alm), Ibunda Nur Rahma, Mas Rano Sumarna, dan
Mas Haryansyah, serta keluarga besar Jatibening (H. Agusalim) yang telah
memberikan doa, semangat, dukungan baik materi dan moril, serta kasih sayang
sehingga penulis mampu menyelesaikan studi perkuliahan.
5. Ibu Majariana Krisanti, S.Pi, M.Si, Inna Puspita Ayu S.Pi, M.Si, Aliyati, S.Pi,
atas masukan, saran, bantuan, dan dukungan yang telah diberikan kepada
penulis.
6. Staf Tata Usaha MSP serta Staf Laboratorium Produktivitas dan Lingkungan
Perairan (Ibu Siti, Ibu Ana, Mbak Widar, Mbak Farilah, Kak Budi, Kak Aan,
Kang Heri, Pak Toni, dan Mas Adon) atas bantuan dan kerja sama kepada
penulis selama perkuliahan dan penelitian.
7. Teman-teman Dewan yang terhormat (Dewan Pemersatu, Dewan Perisai
Samudera, dan Dewan Kencana Bahari) serta Sekjend periode 2008/2009 dan
2009/2010,
8. Teman-teman INOVA dan Perpuskar S serta yang telah mendampingi penulis
dari awal hingga akhir masa studi sebagai motivasi bagi diri (Mas Yudha, Mas
Ade, Abdul, Khoerul, Mba Dini, dan Neng Widya-Ghidut).
9. Algae Team (Rini, Gapay,dan Endah) atas kerjasama dan dukungan satu sama
lain.
10. Teman-teman P-House (Ajib-loyo, Ageriyanto, Mas Firman, Adik Zahid, Fuad,
Fahir) dan teman-teman Palem 8 (Dwi Wahluyo, Age, Misbahuddin, Mas Tulus,
Darmawan, Faris IPTP).
11. Teman-teman MSP 43 atas kesetiaannya dalam membantu penulis dalam
menyelesaikan perkuliahan (tim telur, tim ikan, timkonservasi, tim ekobiologi,
dan semua tim yang mendukung penelitian ini), dan seluruh MSP 43 yang tidak
bisa disebutkan satu persatu, serta angkatan 39, 40, 41, 42, 44, 45 dan 46.
RIWAYAT HIDUP
Penulis dilahirkan di Jakarta, pada tanggal 25 Oktober 1988,
merupakan anak bungsu dari 3 orang bersaudara dengan
orangtua dari Sarna Saderi (Alm.) dan Nur Rahma. Penulis
menempuh pendidikan formal di SDN BJI II Bekasi Timur
(2000), SLTP Negeri 1 Bekasi (2003), SMA PGRI 1 Bekasi
(2006). Pada tahun 2006 penulis diterima di IPB melalui jalur
USMI (Undangan Seleksi Masuk IPB).
Selama perkuliahan penulis aktif dalam kegiatan organisasi kampus.
Diantaranya kegiatan yang pernah diikuti yaitu kelembagaan tingkat persiapan
bersama, aktif dalam anggota dewan perwakilan mahasiswa (DPM-TPB) dipercaya
sebagai ketua kesekretariatan dan administrasi. Pada tahun kedua penulis dipercaya
sebagai sekretaris 1 komisi internal (DPM-FPIK) tahun 2007-2008. Dilanjutkan
pada tahun ketiga penulis masih dipercaya di DPM –FPIK sebagai ketua komisi 1
Internal.
Selama mengikuti perkuliahan penulis juga aktif dalam bidang akademik,
menjadi Asisten Luar Biasa Mata Kuliah Limnologi Perairan selama 2 periode
berturut-turut (2007-2009), Asisten Luar Biasa Mata Kuliah Planktonologi
(2007/2008), Asisten Luar Biasa Mata Kuliah Penerapan Komputer selama 2
periode berturut-turut (2008/2010), Asisten Luar Biasa Mata Kuliah Manajemen
Sumberdaya Perairan (2009/2010), Penulis juga pernah mengikuti kegiatan kerja
praktek di Perusahaan Daerah Pengolahan Air Limbah Jakarta Raya (PD PAL JAYA)
Jakarta. Penulis juga menjadi Tim Pengawas Himpunan Mahasiswa Manajemen
Sumberdaya Perairan (HIMASPER) periode 2008/2009.
Sebagai salah satu syarat untuk memperoleh gelar sarjana pada Fakultas
Perikanan dan Ilmu Kelautan, Institut Pertanian Bogor, penulis menyusun skripsi
dengan judul “Sumbangan Oksigen Hasil Fotosintesis (Perifiton dan
Fitoplankton) serta Difusi Udara ke Perairan Mengalir di Bagian Hulu Sungai
Ciampea, Bogor”.
DAFTAR ISI
Halaman
DAFTAR TABEL ....................................................................................... v
DAFTAR GAMBAR .................................................................................. vi
DAFTAR LAMPIRAN ............................................................................. vi
1. PENDAHULUAN 1.1 Latar Belakang ................................................................................ 1 1.2 Pendekatan Masalah ........................................................................ 2 1.3 Tujuan dan Manfaat ......................................................................... 3
2. TINJAUAN PUSTAKA 2.1 Ekosistem Sungai Ciampea ............................................................ 4 2.2 Organisme Autotrof ........................................................................ 4
2.2.1 Perifiton ............................................................................. 4 2.2.2 Fitoplankton ...................................................................... 5
2.3 Oksigen Terlarut ................................................................................ 6 2.3.1 Koefisien Reaerasi ............................................................. 8
2.4 Parameter Fisika dan Kimia Perairan ............................................. 9 2.4.1 Suhu ................................................................................... 9 2.4.2 Cahaya ............................................................................... 10
2.4.3 Kecepatan Arus ................................................................. 10 2.4.4 Tipe Substrat ..................................................................... 11 2.4.5 Tekanan ............................................................................. 12 2.4.6 Unsur Hara ......................................................................... 12
3. METODE PENELITIAN 3.1 Rancangan Penelitian ...................................................................... 14 3.2 Waktu dan Lokasi Penelitian ........................................................... 14 3.3 Pelaksanaan Penelitian .................................................................... 15
3.3.1 Penentuan stasiun .................................................................. 15 3.3.2 Penelitian pendahuluan ......................................................... 15 3.3.3 Penelitian utama .................................................................... 17 3.3.4 Pengumpulan data ................................................................. 18
3.3.4.1 Penentuan kandungan oksigen terlarut .................... 18 3.3.4.2 Keberadaan perifiton dan fitoplankton .................... 20 3.3.4.3 Kualitas air .............................................................. 22
3.3.5 Analisis data .......................................................................... 23 3.3.5.1 Statistik ..................................................................... 23 3.3.5.2 Perhitungan proporsi sumbangan oksigen ................ 23
4. HASIL DAN PEMBAHASAN 4.1 Hasil ................................................................................................ 26
4.1.1 Pengukuran parameter fisika-kimia perairan ........................ 26 4.1.2 Oksigen terlarut .................................................................... 27
4.2 Pembahasan .................................................................................... 30
4.2.1 Oksigen terlarut hasil fotosintesis ...................................... 30
4.2.2 Oksigen terlarut hasil difusi udara .................................... 33
5. KESIMPULAN ................................................................................... 36
DAFTAR PUSTAKA .................................................................................. 37
LAMPIRAN ................................................................................................ 40
DAFTAR TABEL
Halaman
1. Hubungan antara kadar oksigen terlarut jenuh dan suhu pada
tekanan udara 760 mmHg .................................................................. 7
2. Respon perifiton di air tawar dengan perbedaan temperatur pada setiap tingkat level ekologi ................................................................ 10
3. Distribusi algae kaitannya dengan arus .............................................. 11
4. Komparasi konsentrasi saturasi antara gas-gas penting di atmosfer
dan di air ............................................................................................. 12
5. Pembagian lokasi pengambilan contoh perifiton di sungai ................ 15
6. Parameter, metode, alat, dan bahan penelitian ................................... 24
7. ANOVA .............................................................................................. 24
8. Tabel sidik ragam (TSR) ......................................................................... 25
9. Hasil pengukuran parameter fisika-kimia perairan ................................. 26
10. Hasil Pengukuran Oksigen Terlarut dari Fotosintesis dan difusi udara .. 28
DAFTAR GAMBAR
Halaman
1. Skema rumusan sumbangan oksigen oleh organisme autotrof dan difusi udara di perairan mengalir ......................................................... 3
2. a. Tipe-tipe substrat buatan; b. posisi penempatan substrat buatan pada penyangga di stasiun pengamatan ................................... 16
3. Rancangan media inkubasi di sungai pada waktu empat jam dengan ulangan tiga kali ....................................................................... 19
4. Perbandingan sumbangan oksigen terlarut yang berasal dari perifiton, fitoplankton, dan difusi udara pada stasiun 1 (a) dan 2 (b) .............................................................................................. 29
5. Hubungan intensitas cahaya dengan oksigen terlarut yang dihasilkan organisme autotrof ............................................................................... 32
6. Hubungan kelimpahan perifiton dengan oksigen terlarut bersih yang berasal dari fotosintesis ....................................................................... 32
7. Hubungan kecepatan arus terhadap oksigen yang dihasilkan berdasarkan difusi udara ..................................................................... 34
DAFTAR LAMPIRAN Halaman
1. Hasil pengukuran oksigen terlarut dari fotosintesis perifiton pada periode 4 jam dan contoh perhitungan Oksigen hasil fotosintesis ............ 41 2. Hasil pengukuran oksigen terlarut dari fotosintesis fitoplankton pada
periode 4 jam dan contoh perhitungan Oksigen hasil fotosintesis ............ 45
3. Hasil pengamatan suhu, DO, dan contoh perhitungan DO saturasi dan DO dari difusi udara ........................................................................... 47
4. Hasil pengukuran oksigen terlarut dan contoh perhitungan proporsi sumbangan oksigen terlarut ....................................................................... 49
5. Kelimpahan, indeks keaneragaman H’, keseragaman E, dan dominansi C organisme perifiton .............................................................. 50 6. Contoh gambar organisme yang ditemukan .............................................. 52 7. Peta lokasi penelitian ................................................................................. 53 8. ANOVA ..................................................................................................... 54 9. Foto Alat dan Pengamatan di Lapang ....................................................... 55
DAFTAR LAMPIRAN Halaman
1. Hasil pengukuran oksigen terlarut dari fotosintesis perifiton pada periode 4 jam dan contoh perhitungan Oksigen hasil fotosintesis ............ 37 2. Hasil pengamatan suhu, DO, dan contoh perhitungan DO saturasi dan DO dari difusi udara .................................................................................. 43 3. Gambar perubahan oksigen terlarut hasil difusi udara secara teoritis dengan adanya perbedaan kecepatan arus dengan oksigen terlarut yang dihasilkan .............................................................................................. 45 4. Hasil pengukuran oksigen terlarut dan contoh perhitungan proporsi sumbangan oksigen terlarut ....................................................................... 46 5. Kelimpahan, indeks keaneragaman H’, keseragaman E, dan dominansi C organisme perifiton .............................................................. 47 6. Contoh gambar organisme yang ditemukan .............................................. 49 7. Peta lokasi penelitian ................................................................................. 50 8. ANOVA ..................................................................................................... 51 9. Foto Alat dan Pengamatan di Lapang ....................................................... 52
1. PENDAHULUAN
1.1 Latar Belakang
Keberadaan oksigen menjadi kunci keberhasilan bagi kehidupan organisme
dalam bertahan hidup, sama halnya dengan organisme akuatik. Oksigen dalam
perairan, memiliki peran yang sangat penting dalam proses-proses yang terjadi di
perairan, seperti proses dekomposisi bahan organik oleh bakteri serta proses
respirasi organisme akuatik.
Kadar oksigen terlarut di dalam perairan alami bervariasi, tergantung pada
suhu, salinitas, turbulensi air, dan tekanan atmosfer. Semakin besar suhu dan
ketinggian (altitude) serta makin kecil tekanan atmosfer, kadar oksigen terlarut
semakin kecil (Jeffries dan Mills 1995). Kadar oksigen terlarut di perairan juga
tergantung dari percampuran (mixing), pergerakan massa air (turbulensi), aktivitas
fotosintesis, respirasi, dan limbah yang masuk ke badan air.
Percampuran (mixing) dan pergerakan masa air (turbulensi) biasanya terjadi
pada perairan yang mengalir, seperti sungai. Sumber oksigen terlarut di badan
perairan yang mengalir berasal dari difusi udara dan aktivitas fotosintesis organisme
autotrof. Menurut Welch 1980, pada perairan mengalir, fitoplankton tidak banyak
dijumpai, sehingga produksi primer hampir seluruhnya berasal dari perifiton.
Sungai sebagai salah satu habitat dari perifiton, merupakan bentuk perairan umum
yang terbuka. Sungai digambarkan dengan ciri memiliki arus, memiliki perbedaan
gradien, satu arah, substratnya terdiri dari batuan, pasir, dan berlumpur (pada bagian
hilir), dan tidak terdapat stratifikasi suhu.
Sungai Ciampea merupakan salah satu perairan mengalir yang di dalamnya
terdapat organisme autotrof yang melakukan aktivitas fotosintesis. Organisme
autotrof yang berperan sebagai sumber oksigen terlarut di perairan mengalir, di
antaranya adalah perifiton. Perifiton merupakan organisme yang bersifat sesil,
menempel pada substrat kayu, tanaman, batu, ataupun akar di alam. Perifiton
umumnya tidak bersifat parasit, karena hanya menempel pada substrat yang di
tempatinya (Odum 1993).
16
Jenis-jenis organisme yang dapat digunakan sebagai indikator di sungai
adalah jenis organisme yang bersifat menetap (sesil). Perifiton merupakan salah
satu komunitas yang dapat digunakan untuk menilai karakteristik di ekosistem
perairan mengalir (Odum 1993).
Di samping sebagai produsen primer yang terlibat langsung dengan rantai
makanan, perifiton dan fitoplankton dapat pula berfungsi sebagai penghasil oksigen
(Thornton, Kimmel, dan Payne 1990 et al. 1990). Komunitas perifiton yang
dijumpai di perairan tawar meliputi kelas Cyanophyta, Cholorophyta,
Bacillariophyta, atau Rhodophyta (Jan Stevensen, Bothwell, Max , Lowe, Rex
1996).
1.2 Rumusan Masalah
Sumber oksigen di perairan mengalir (lotik) dipengaruhi oleh difusi udara
dan keberadaan perifiton dan fitoplankton yang menyumbangkan oksigen melalui
fotosintesis. Difusi oksigen dari atmosfer ke dalam air dapat terjadi karena agitasi
atau pergolakan massa air akibat adanya arus dan air terjun. Namun, pada
kenyataannya difusi oksigen dari atmosfer ke perairan berlangsung lambat,
meskipun terjadi pergolakan massa air, akibatnya, keberadaan oksigen di perairan
mengalir lebih banyak berasal dari hasil fotosintesis (Wetzel 2001).
Menurut Welch (1980), pada kondisi perairan mengalir/berarus, yang
berperan sebagai produsen primer, antara lain, adalah perifiton yang juga berfungsi
sebagai penghasil oksigen. Keadaan tersebut memungkinkan adanya peranan
perifiton dalam menyumbang oksigen hasil fotosintesis ke perairan mengalir. Di
samping itu tidak tertutup kemungkinan bagi fitoplankton dan difusi udara untuk
menyumbang oksigen ke perairan mengalir (Gambar 1).
Pada penelitian kali ini akan dikaji sumbangan oksigen hasil fotosintesis
serta difusi ke perairan di Sungai Ciampea, Bogor. Perifiton yang diamati adalah
perifiton yang menempel pada substrat buatan yang diletakkan pada kondisi paparan
cahaya berbeda.
17
1.3 Tujuan dan Manfaat
Penelitian ini bertujuan untuk mengetahui sumbangan oksigen dari hasil
fotosintesis (perifiton dan fitoplankton) serta difusi udara ke perairan mengalir dan
membandingkan proporsi kandungan oksigen yang berasal dari fotosintesis dengan
difusi udara. Penelitian ini diharapkan dapat memberikan informasi mengenai
seberapa besar peranan perifiton dalam menyumbang oksigen ke perairan mengalir
(sungai) yang merupakan kebutuhan dasar dari suatu organisme untuk hidup di suatu
perairan.
Gambar 1. Skema rumusan sumbangan oksigen oleh organisme autotrof dan difusi udara di perairan mengalir.
Kualitas air
Perifiton Difusi Udara
Oksigen yang dihasilkan dari fotosintesis dan
difusi udara
Sumbangan Oksigen dari hasil Fotosintesis dan Difusi Udara ke Perairan Mengalir
Fitoplankton
2. TINJAUAN PUSTAKA
2.1 Ekosistem Sungai Ciampea
Sungai Ciampea yang terletak pada titik koordinat
6°32'59"LS 106°41'23"BT di desa Ciampea Udik, Kecamatan Tenjolaya, Bogor
Barat ini merupakan salah satu bentuk ekosistem perairan mengalir. Sebagai salah
satu ekosistem perairan mengalir, sungai Ciampea ini memiliki ciri-ciri, di antaranya
adalah berupa perairan yang berarus, dengan kemiringan tertentu, dan memiliki
substrat bebatuan hingga pasir serta lumpur halus.
Sungai yang memiliki arus deras, menyebabkan hanya organisme tertentu
saja yang dapat bertahan hidup didalamnya, seperti perifiton. Perifiton merupakan
salah satu komunitas yang dominan pada ekosistem perairan mengalir, dan
merupakan parameter kunci bagi keberadaan organisme lain yang ada di dalam
perairan mengalir. Perifiton melakukan fotosintesis dan menghasilkan oksigen yang
diperlukan bagi organisme akuatik, seperti ikan. Selain digunakan untuk proses
respirasi oleh organisme yang hidup di perairan tersebut, oksigen juga diperlukan
dalam proses dekomposisi bahan organik.
Sistem perairan mengalir umumnya mempunyai kandungan oksigen terlarut
yang relatif homogen. Hal ini disebabkan oleh peran arus yang dapat
mendistribusikan oksigen secara merata ke perairan sungai (Hynes 1972).
2.2 Organisme Autotrof
2.2.1 Perifiton
Perifiton merupakan kelompok organisme yang berukuran mikroskopis dan
hidupnya menempel pada benda atau pada permukaan tumbuhan dan hewan yang
terendam atau berada di dalam air, tidak menembus substrat, serta diam atau
bergerak di permukaan substrat tersebut (Weitzel 1916). Perifiton merupakan
organisme yang dapat bertahan hidup pada kondisi yang ekstrim.
Berdasarkan substrat menempelnya, perifiton dapat dibedakan atas (a)
epilitik, yang hidup dan tumbuh pada permukaan batu; (b) epipelik, yang hidup dan
5
tumbuh pada lumpur atau sedimen; (c) epifitik, yang tumbuh dan hidup pada
tumbuhan; (d) epizoik, yang hidup maupun tumbuh pada hewan; (e) epidendrik,
yang hidup dan tumbuh pada permukaan batang atau pohon yang terendam air; dan
(f) episamik, yang hidup dan tumbuh pada permukaan pasir (Weitzel 1916).
Tipe substrat sangat menentukan proses kolonisasi dan komposisi perifiton.
Hal ini berkaitan erat dengan kemampuan dan alat penempelnya. Kemampuan
perifiton dalam menempel pada substrat menentukan tingkat pencucian oleh arus
atau oleh gelombang yang dapat memusnahkannya (Ruttner 1974 in Muharram
2006). Organisme perifiton yang dijumpai di perairan tawar terdiri dari kelas
Cyanophyta, Cholorophyta, Bacillariophyta, atau Rhodhophyta (Jan Steven,
Bothwell, Max, Lowe, Rex L 1996). Di sungai, perifiton memiliki kemampuan
berfotosintesis. Dari fotosintesis tersebut, perifiton berperan sebagai salah salah satu
penyumbang oksigen ke perairan mengalir.
Produktivitas perifiton di sungai sebagian besar dipengaruhi oleh keberadaan
cahaya. Adanya faktor pembatas seperti nutrien juga akan mempengaruhi produksi
perifiton. Oksigen yang dihasilkan dalam proses fotosintesis paling banyak
dipengaruhi oleh faktor tersebut. Sehingga, keberadaan dan besarnya oksigen yang
dihasilkan dipengaruhi oleh kondisi di alam (Larned & Santos 2000).
2.2.2 Fitoplankton
Fitoplankton adalah tumbuhan mikroskopis yang melayang-layang di dalam
air, mempunyai klorofil sehingga mampu berfotosintesis. Banyak bentuk
fitoplankton nemiliki perbedaan kebutuhan fisiologi dan berbagai respon terhadap
parameter fisika kimia seperti cahaya, temperatur, dan sejumlah besar nutrien
(Wetzel 2001).
Perkembangan komunitas fitoplankton sungai dipengaruhi oleh turbulensi
aliran dan turbiditas yang berkaitan dengan partikel tersuspensi (Belcher dan Swale
1979 in Reynolds 1984). Welch (1952) mengungkapkan bahwa 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.
6
2.3 Oksigen Terlarut Oksigen merupakan salah satu gas yang dapat larut di dalam air.
Ketersediaan oksigen di perairan adalah mutlak ada untuk kebutuhan organisme
perairan didalamnya. Oksigen dapat berasal dari reakasi fisika maupun biologi yang
terjadi di perairan diperuntukkan bagi berbagai proses dalam lingkungan perairan.
Kadar oksigen terlarut di dalam perairan alami bervariasi, tergantung pada suhu,
salinitas, turbulensi air, dan tekanan atmosfer. Semakin besar suhu dan ketinggian
(altitude) serta makin kecil tekanan atmosfer, kadar oksigen terlarut semakin kecil
(Jeffries dan Mills 1995).
Suhu yang rendah dapat mengurangi 5% oksigen terlarut volume dalam air
(Goldman dan Horne 1983). Kelarutan kadar oksigen di perairan juga dipengaruhi
oleh tekanan yang ada di perairan, yaitu bahwa pada tekanan 1 atm, oksigen yang
berasal dari difusi udara akan berjalan lambat, baik pada proses-proses yang terjadi
di sungai.
Sumber oksigen terlarut di dalam perairan mengalir berasal dari hasil
fotosintesis organisme autotrof dan difusi udara. Kegiatan fotosintesis organisme
autotrof di sungai dipengaruhi oleh ketersediaan cahaya yang masuk ke perairan.
Hal ini dikarenakan kubutuhan akan cahaya untuk melakukan kegiatan fotosintesis
di perairan dapat berlangsung. Pada kenyataannya, difusi oksigen dari atmosfer ke
perairan berlangsung lambat, meskipun terjadi pergolakan massa air. Akibatnya,
keberadaan oksigen di perairan mengalir lebih banyak berasal dari hasil fotosintesis
(Wetzel 2001). Kadar oksigen jenuh diperairan berada dalam kesetimbangan dengan
kadar oksigen di atmosfer. Pada kondisi jenuh tersebut tidak ada oksigen yang
mengalami difusi dari udara kedalam air dn sebaliknya (Mackereth et al. in Effendi
2003).
Oksigen yang terdapat di air sekitar 21% dari volume air yang ada atau 300
mg oksigen/liter udara (Goldman dan Horne 1983). Sifat kelarutan gas oksigen lebh
rendah daripada sifat kelarutan gas nitrogen (Effendi 2003). Pada siang hari, ketika
matahari bersinar terang, pelepasan oksigen oleh proses fotosintesis yang
berlangsung intensif pada lapisan eufotik lebih besar dari pada oksigen yang
dikonsumsi oleh proses respirasi. Kadar oksigen terlarut dapat melebihi kadar
oksigen jenuh (saturasi) sehingga perairan mengalami supersaturasi (Jeffries dan
Mills 1995). Hal itu juga menunjukkan adanya hubungan antara suhu dengan proses
7
kelarutan gas oksigen diperairan (Tabel 1).
Selain itu dekomposisi bahan organik dan oksidasi bahan anorganik dapat
mengurangi kadar oksigen terlarut hingga mencapai nol (anaerob) (Nybakken
1992). Semakin tinggi suhu, kelarutan oksigen akan semakin berkurang. Pada
perairan tawar, kadar oksigen terlarut berkisar antara 15 mg/liter pada suhu 0 oC dan
8 mg/liter pada suhu 25 oC (Effendi 2003). Tabel 1 menyajikan hubungan kelarutan
kadar oksigen diperairan dengan suhu di perairan pada tekanan udara 760 mmHg.
Tabel 1. Hubungan antara kadar oksigen terlarut jenuh dan suhu pada tekanan udara 760 mmHg
Suhu (oC)
Kadar Oksigen Terlarut (mg/liter)
Suhu (oC)
Kadar Oksigen Terlarut (mg/liter)
Suhu (oC)
Kadar Oksigen Terlarut (mg/liter)
0 14,62 14 10,31 28 7,83
1 14,22 15 10,08 29 7,69
2 13,83 16 9,87 30 7,56
3 13,46 17 9,66 31 7,43
4 13,11 18 9,47 32 7,30
5 12,77 19 9,28 33 7,18
6 12,45 20 9,09 34 7,06
7 12,14 21 8,91 35 6,95
8 11,84 22 8,74 36 6,84
9 11,56 23 8,58 37 6,73
10 11,29 24 8,42 38 6,62
11 11,03 25 8,26 39 6,51
12 10,78 26 8,11 40 6,41
13 10,54 27 7,97
Sumber : Cole 1983.
Sumber oksigen yang ada di sungai dapat berasal dari fotosintesis organisme
dan difusi udara. Pengukuran oksigen terlarut yang berasal dari difusi menggunakan
rumus D: k2 (DO saturasi – DO aktual), dimana D adalah oksigen terlarut berasal
dari difusi , k2 merupakan koefisien reaerasi, DO saturasi adalah kadar oksigen
jenuh di sungai pada suhu dan tekanan tertentu, dan DO aktual merupakan hasil
pengukuran oksigen pada saat pengambilan contoh.
2.3.1 Koefisien Reaerasi
Koefisien reaaerasi atau nilai k2 merupakan nilai yang spesifik. Faktor yang
8
mempengaruhi k2 meliputi turbulensi aliran, merupakan fungsi dari kecepatan dan
karakteristik saluran atau sungai, luas permukaan, kedalaman air, dan suhu (Metcalf
dan Eddy, 1991). Suatu rumus yang diajukan oleh Owens (1964) in Gang Ji (2007)
dan Churchill (1962) in Nemerow (1991) :
1,85
67,0
2H
34,520kU
(Owens et al. 1964 in Gang Ji 2007)
(Churchill 1962 in Nemerow 1991)
Keterangan:
C)(t2 ok = Koefisien reaerasi pada suhu tertentu, per hari
t-20 = Selisih pada suhu 20oC dengan yang terukur (oC) U = kecepatan sungai rata-rata (m/s) H = kedalaman sungai rata-rata (m)
Rumus koefisien reaerasi tersebut menunjukkan adanya perbedaan antara
koefisien yang digunakan pada kondisi sungai dengan kedalaman dan kecepatan
arus relatif lebih cepat serta adanya pebedaan masukan oksigen ke perairan akibat
perbedaan suhu. Perbedaan suhu yang terjadi akan mempengaruhi reaksi yang
terjadi suatu perairan, seperti organisme yang berada ditempat tersebut, proses
osmoregulasi, dan kemampuan air menerima oksigen terlarut di perairan.
Masuknya udara ke dalam aliran turbulen merupakan ciri khas gambaran dari
suatu awal proses perubahan jumlah konsentrasi gas di dalam air (Guliver, Hibbs
David, McDonald 1997). Selanjutnya disampaikan bahwa masuknya udara ke
dalam air terjadi ketika energi kinetik turbulensi cukup besar untuk menanggulangi
tegangan permukaan dan pengaruh gravitasi. Pemasukan udara terjadi untuk aliran
turbulen dengan kecepatan U = 0,1 – 0,3 m/det (Chanson 1993). Transfer oksigen
dari udara ke permukaan air sungai bertubulensi tinggi menjadi sumber tandon dari
DO (Guliver, Hibbs David, McDonald 1997).
Nilai koefisien reaerasi (k2) menunjukkan suatu proses perpindahan oksigen
yang berasal dari udara ke badan perairan (Raid, Mackinnon, Elliot 2007).
Perpindahan yang dipengaruhi oleh kejadian-kejadian dialam ini, mempengaruhi
besar kecilnya nilai oksigen terlarut yang berasal dari udara. Faktor yang
mempengaruhi hal tersebut di antaranya adalah kecepatan arus, turbulensi,
kecepatan angin, kedalaman, dan stratifikasi (Raid, Mackinnon, Elliot 2007).
9
2.4 Parameter Fisika dan Kimia Perairan
2.4.1 Suhu
Suhu suatu badan air dipengaruhi oleh musim, lintang (latitude), Ketinggian
dari permukaan laut (altitude), waktu dalam hari, sirkulasi udara, penutupan awan,
dan aliran air serta kedalaman badan air (Effendi 2003). Suhu berpengaruh terhadap
ekosistem didalamnya dan akan mempengaruhi tingkah laku dari organisme yang
ada di dalamnya. Di sungai, suhu bervasriasi rata-rata sebesar 20 oC (Goldman dan
Horne 1983). Bagi pertumbuhan perifiton, pada suhu lebih tinggi dari 30 oC
perairan akan lebih di dominasi oleh alga biru ( Welch 1980).
Organisme perairan mempunyai kisaran suhu yang disukai untuk
pertumbuhannya. Suhu dapat memberikan efek pada komunitas pertumbuhan
perifiton di sungai (Jan Steven, Bothwell, Max, Lowe, Rex L 1996). Seperti, algae
dari filum Chlorophyta dan diatom akan tumbuh dengan baik pada kisaran suhu
berturut-turut 30-35 oC dan 20-30 oC (Effendi 2003), sedangkan Filum Cyanophyta
lebih dapat bertoleransi terhadap kisaran suhu yang lebih tinggi dibandingkan
dengan Chlorophyta dan diatom (Haslam in Effendi 2003). Kisaran suhu optimum
untuk pertumbuhan fitoplankton di perairan adalah 20-30 oC (Effendi 2003).
Besar kecilnya suhu diperairan akan mempengaruhi struktur komunitas
organisme yang ada diperairan. Semakin tinggi suhu maka hanya akan ada
organisme yang memiliki adaptasi dengan kisaran tinggi yang dapat hidup ditempat
itu, dan sebaliknya (Leinstrom, Stein, Tuomo 2004). Beragamnya suhu disuatu
perairan maka akan mempengaruhi respon dan tingkah lakuk perifiton pada setiap
tingkat level trofik, seperti yang disajikan pada Tabel 2.
10
Tabel 2. Respon perifiton di air tawar dengan perbedaan temperatur pada setiap tingkat level ekologi
Level Ekologi
Respon Perifiton
Autekologi Konsentrasi dari Fotosintesis dan enzim respirasi
Populasi Potensi pertumbuhan maksimum rata-rata; minimum, maksimum, pilihan suhu optimum untuk pertumbuhan.
Komunitas Dominansi dari kelompok utama kelas algae; komposisi spesies dan kepadatan; suksesi; distribusi geografi; persaingan dan interaksi level trofik
Ekosistem Produktivitass primer maksimum di suatu areal; biomass
Global komposisi spesies pada tingkatan suhu
2.4.2 Cahaya
Cahaya merupakan suatu syarat penting bagi organisme perifiton di sungai
untuk melakukan fotosintesis. Perifiton di sungai merupakan komunitas mikro yang
tumbuh dan hidup pada zona yang cukup cahaya atau daerah eufotik. Cahaya yang
masuk ke badan air sungai akan semakin menurun dengan bertambahnya kedalaman
(Weitzel 1916).
Radiasi dengan panjang gelombang antara 400-700 nm digunakan pada
proses fotosintesis (Effendi 2003). Efek dari keberadaan cahaya yang masuk
keperairan bermacam-macam seperti pada green-algae menyerap cahaya dengan
panjang gelombang 440-680 nm, sementara pada cyanobackteria membutuhkan
panjang gelombnag dari radiasi cahaya sebesar 570 nm (Jan Steven, Bothwell, Max,
Lowe, Rex L 1996), dan hal tersebut pula yang menyebabkan pola distribusi
komunitas perifiton dalam melakukan fotosintesis di perairan pada kedalaman
tertentu.
Perifiton yang berada di sungai berperan sebagai penghasil oksigen terlarut bagi
kebutuhan organism lain yang membutuhkan oksigen dalam siklus hidupnya.
Perifiton juga dapat mengetahui kualitas perairan.
2.4.3 Kecepatan Arus
Kecepatan Arus merupakan faktor penting di perairan mengalir (Whitton
1975 in Muharram 2006). Menurut Welch (1980) arus dibagai ke dalam 5 kategori
yaitu arus yang sangat lambat (< 0,10 m/detik), lambat (0,10-0,25 m/detik), sedang (
0,25-0,50 m/detik), cepat (0,50-1 m/detik), dan sangat cepat (> 1 m/detik). Jenis-
11
jenis alga yang melekat pada umumnya yang mendominasi perairan yang berarus
seperti alga bercabang (encrusting) dan berfilamen contohnya Chamaesiphon dan
Ullothrix (Weitzel 1916).
Arus merupakan faktor pembatas di aliran air, kecepatan arus ditentukan oleh
kemiringan, kedalaman, dan kelebaran dasarnya (Odum 1993). Pengukuran
kecepatan arus biasanya menggunakan transek kuadrat dan objek yang dapat
mengapung terbawa arus seperti bola pimpong.
Arus juga mempenngaruhi pola distribusi dari alga yang ada di perairan menngalir
(Tabel 3). Berikut distribusi alga dalam kaitannya dengan arus berdasarkan Basmi
(1999).
Karakteristik alam seperti kecepatan arus akan mempengaruhi keberadaan
organismen yang ada di alam. Menurut Meyer (2003) dan Higley (2001). Bahwa
adanya pengaruh alam seperti kecepatan arus yang akan mempengaruhi keberadaan
organisme yang ada dialam.
Tabel 3. Distribusi alga kaitannya dengan arus
Arus (m/det) Tipe Komunitas
Jenis yang mendominasi
<0,2-1 Alga Bentik Alga epipelik & epifitik: seperti Nitzschia, Navicula, Calonies, Eunotia, Tabellaria, Synedra, Oscillatoria, Oedogonium, Bulbochaete
>1 Alga Bentik alga epilitik : seperti Achnanthes, Meridion, Diatoma, Ceratonies
>0,5-1 Fitoplankton Diatom bersel tunggal, alga biru
2.4.4 Tipe Substrat
Tipe substrat meupakan suatu hal yang sangat penting bagi pertumbuhan
perifiton (Weitzel 1916). Sebagai media hidup bagi pertumbuhan perifiton, substrat
juga penting peranannya komposisi pakan alami bagi organisme herbivor dalam
mandapatkan makanannya.
Suatu material tenggelam akan segera menjadi substrat atau media tumbuh
bagi berbagai kelompok mikroorganisme. Perbedaan jenis substrat mengindikasikan
akan memberikan komposisi dan kelimpahan perifiton yang berbeda (Hynes 1972).
Perkembangan perifiton menuju kemantapan komunitasnnya sangat ditentukan oleh
12
kemantapan substratnya. Substrat dari benda hidup sering bersifat sementara,
karena adanya proses pertumbuhan dan kematian. Setelah tumbuh cepat kemudian
mantap, selanjutnya mengalami kematian dan pembusukan, sedangkan pada substrat
benda mati akan lebih bersifat mantap (Ruttner 1974 in Muharram 2006).
2.4.5 Tekanan
Semakin tinggi suatu tempat dari permukaan laut, tekanan atmosfer semakin
rendah. Setiap peningkatan ketinggian suatu tempat sebesar 100 meter diikuti
dengan penurunan tekanan hingga 8-9 mmHg. Pada kolom air, setiap peningkatan
kedalaman sebesar 10 m disertai dengan peningkatan tekanan sekitar 1 atmosfer
(Cole 1983). Tingginya tekanan yang ada di suatu tempat akan mempengaruhi
kelarutan oksigen didalamnya. Begitu pula dengan konsentrasi pada masing-masing
gas yang terlarut di dalam air, akan berpengaruh sesuai dengan tekanan yang ada
(Tabel 4).
Tabel 4. Komparasi konsentrasi saturasi antara gas-gas penting di atmosfer dan di air
Gas Konsentrasi di Atmosfer Konsentrasi Saturasi di Air
Oksigen 200 cc/l (21%) 7 cc/l (32,9%)
Nitrogen 780 cc/l (78%) 14 cc/l (65,7%)
Karbon dioksida 0.3 cc/l (0,03%) 0,3 cc/l (1,4%)
Sumber:Cole 1983
2.4.6 Unsur Hara
Unsur hara yang terpenting terdapat di perairan adalah nitrogen dan fosfor.
Nitrogen di perairan berada dalam bentuk nitrogen organik (protein, asam amino,
dan urea) dan nitrogen anorganik (NH3, NH4, NO2, NO3, dan N2), sementara
senyawa fosfor di perairan dalam bentuk senyawa organik yang berupa partikulat
dan anorganik yang terlaruut (ortofosfat dan polifosfat) (Carey dan Richard 2007).
13
Senyawa nitrogen pada tumbuhan dan hewan ditemukan sebagai penyusun protein
dan klorofil.
Nitrat (NO3) merupakan nutrien utama bagi pertumbuhan tanaman dan algae.
Nitrat nitrogen sangat mudah larut dalam air dan bersifat stabil. Senyawa ini
dibentuk sebagai proses oksidasi dari senyawa nitrogen ammonia dalam proses
Nitrifikasi dengan bantuan bakteri Nitrosomonas (ammonia-nitrit) dan bakteri
Nitrobacter (nitrit-nitrat). Kadar nitrat nitrogen di peraiaran alami biasanya tidak
lebih dari 0,1 mg/liter. Nitrat juga merupakan zat hara penting bagi organisme
autotrof dan diketahui sebagai faktor pembatas pertumbuhan (Eaton et al. 1995).
Nitrit (NO2) merupakan senyawaa nitrogen dengan jumlah sedikit diperairan
dalam bentuk bebas. Kadar nitrit di perairan alami tidak lebih dari 0,001 mg/liter.
Keberadaan nitrit menggambarkan berlangsungnya proses bilogis perombakan
bahan organik yang memiliki kadar oksigen terlarut sangat rendah (Effendi 2003).
Amonia (NH3) merupakan senyawa nitrogen anorganik yang menunjukkan kondisi
perairan dalam keadaan anoksik, dimana dihasilkan dari proses Denitrifikasi (NO3-
NH3), dalam prosesnya melibatkan bakteri dan jamur. Amonia juga berasal dari
proses amonifikasi oleh bakteri yang berasal dari senyawa nitrogen organik.
Kandungan nitrogen amonia di perairan berkisar 0,005-10,000 mg/liter (Goldman
dan Horne 1983).
Ortofosfat merupakan bentuk fosfor yang dapat dimanfaatkan secara
langsung oleh tumbuhan akuatik. Sumber alami fosfor diperairan adalah pelapukan
batuan mineral, seperti fluorapatite [Ca5(PO4)3F], strengite [Fe(PO4)2H2O],
hydroxylapatite [Ca5(PO4)3OH], whitlockite [Ca5(PO4]2], dan berlinite (AlPO4).
Selain itu fosfor juga berasal dari dekomposisi bahan organik. Fosfor banyak
digunakan sebagai pupuk, sabun atau detergen, bahan industri keramik, minyak
pelumas, produk minuman daan makanan, dan sebaginya. Kadar fosfor diperairan
alami berkisar antara 0,005-0,020 mg/liter (Effendi 2003).
3. METODE PENELITIAN
3.1 Rancangan Penelitian Penelitian ini dirancang berupa kegiatan untuk mendapatkan informasi
kandungan oksigen terlarut yang berasal dari fotosintesis autotrof dan difusi udara.
Kegiatan ini menggunakan perifiton yang tumbuh pada substrat buatan (artificial
substrates) yang dipaparkan pada kondisi sinar matahari yang berbeda. Untuk
mendapatkan oksigen yang berasal dari fitoplankton dengan menginkubasi langsung
air contoh dilapang dengan perlakuan yang sama. Selanjutnya dilakukan penentuan
produksi oksigen dengan masa inkubasi empat jam. Sementara untuk difusi udara
ditentukan berdasarkan kecepatan arus serta kedalaman rata-rata di lapang dan
kemudian dikalikan dengan selisih oksigen saturasi dan oksigen aktual dengan
adanya faktor reaerasi (k2) yang didasarkan oleh rumus Owens (1964) in Gang Ji
(2007).
Penelitian ini bersifat percobaan lapang dengan menggunakan rancangan
acak lengkap (RAL). Faktor yang dianggap sebagai perlakuan adalah perbedaan
pemaparan sinar matahari. Data pendukung yang diperlukan meliputi data
parameter-parameter fisika, kimia, dan biologi perairan.
3.2 Waktu dan Lokasi Penelitian
Penelitian akan dilaksanakan pada bulan April-Agustus 2010. Kegiatan
penelitian dibagi dalam dua tahap, yaitu penelitian pendahuluan dan penelitian
utama dengan kegiatan pengamatan dilakukan di lapangan dan di laboratorium.
Penelitian lapang dilakukan di Sungai Ciampea yang berada pada koordinat
6°32'59"LS dan 106°41'23"BT, Desa Ciampea Udik, Kacamatan Tejolaya, Bogor
Barat, Jawa Barat.
Kegiatan di laboratorium meliputi pengamatan perifiton dan analisis kualitas
air. Kegiatan tersebut dilakukan di Laboratorium Biologi mikro I dan Laboratorium
Produktivitas Lingkungan Perairan, Departemen Manajemen Sumberdaya Perairan,
Fakultas Perikanan dan Ilmu Kelautan, Institut Pertanian Bogor.
15
3.3 Pelaksanaan Penelitian
3.3.1 Penentuan Stasiun
Penentuan stasiun pengamatan dilakukan berdasarkan kondisi keberadaan
cahaya yang mempengaruhi fotosintesis oleh organisme autotrof di sungai Ciampea.
Stasiun pengamatan terletak pada bagian hulu sungai Ciampea, dengan kondisi arus
sungai yang relatif sama, dan substrat dasar berupa bebatuan. Pembagian stasiun
amatan disajikan pada Tabel 5, yaitu stasiun pertama dengan kondisi terkena sinar
matahari langsung dan stasiun kedua dengan kondisi tidak terkena sinar matahari
secara langsung.
Tabel 5. Pembagian lokasi pengambilan contoh perifiton di sungai
Stasiun Lokasi Lintang Selatan
Bujur Timur Keterangan
1 Bagian Hulu Sungai Ciampea
06o39'44,6" 106o41'39,2" Kondisi :Terkena sinar matahari langsung
2 Bagian Hulu Sungai Ciampea
06o39'43,8" 106o41'39,4" Kondisi :Tidak Terkena sinar matahari langsung
Pembagian stasiun dilapang juga didasarkan pada kedalaman peletakan
substrat buatan dengan kondisi arus yang tidak terlalu kuat. Pada kondisi lapang di
Sungai Ciampea stasiun yang dipergunakan pada stasiun pertama dengan kedalaman
mencapai lebih kurang 30 cm pada sisi sungai yang terkena sinar matahari langsung
dengan kecepatan arus sedang, kemudian pada kondisi stasiun kedua di tentukan
pada kedalaman relatif sama lebih kurang 30 cm pada sisi sungai yang tidak terkena
sinar matahari secara langsung dengan kecepatan arus sedang. Kondisi ini
disesuaikan dengan keberadaan perifiton dan kecepatan arus yang mewakili di
sungai tersebut.
3.3.2 Penelitian Pendahuluan
Penelitian pendahuluan bertujuan untuk mendapatkan komposisi perifiton
yang mendekati keadaan di alam. Media tumbuh yang digunakan berupa beberapa
substrat buatan (artificial substrates), yaitu pipa PVC, tali rafia, kaca, dan lempeng
serat kaca (fiber glass) dengan ukuran tertentu, sebagai media hidup perifiton di
16
alam.
Substrat buatan yang digunakan sebagai media tumbuh perifiton disusun dan
ditempatkan pada penyangga substrat sebagaimana yang disajikan pada Gambar 2a
dan 2b. Luas substrat yang digunakan adalah 5x1 cm2 dengan kedua permukaannya
(10 cm2). Penyangga substrat terdiri dari empat tiang pancang pipa paralon dengan
ketinggian 20 cm di masing-masing sudut. Dasar penyangga substrat terbuat dari
semen dan batu bata dengan ukuran 50x22,5x10 cm3 dan memiliki pengait di bagian
bawah. Rancangan tersebut juga dimaksudkan sebagai media untuk menginkubasi
substrat dengan menggunakan botol BOD selama empat jam waktu inkubasi.
Penempatan substrat
Gambar 2. a. Tipe-tipe substrat buatan; b. posisi penempatan substrat buatan pada penyangga di stasiun pengamatan.
Pengamatan dilakukan untuk menentukan tipe substrat yang mendekati
kondisi perifiton yang ada di alam. Pengamatan terhadap komposisi perifiton
tersebut dilakukan setelah substrat buatan diletakkan selama 10-14 hari di sungai.
Media tumbuh tersebut akan digunakan dalam penumbuhan perifiton pada
penelitian utama. Hal ini dilakukan agar komposisi perfiton yang digunakan dalam
penentuan sumbangan oksigen fotosintesis memiliki komposisi yang serupa atau
mendekati kondisi di alam.
Peletakan media tumbuh selama 14 hari tersebut didasarkan pada siklus
hidup perifiton. Peletakan substrat pada stasiun didasarkan pada keberadaan cahaya
yang mempengaruhi proses fotosintesis di alam oleh perifiton. Selain cahaya,
kedalaman dan arus juga menentukan posisi peletakan substrat atau stasiun yang
dipilih.
Kondisi cahaya yang digunakan pada peletakan substrat buatan pada stasiun
a) b)
17
pertama yang terpapar sinar matahari secara langsung berkisar antara 24.630-
104.240 Lux dan stasiun kedua yang terlindung dari sinar matahari berkisar antara
11.120-65.300 Lux. Kondisi kedalaman dan arus yang terdapat pada stasiun
pertama dan kedua didasarkan kondisi dari sungai tersebut dan relatif sama untuk
masing-masing stasiun. Kisaran kedalaman pada lokasi amatan berkisar antara 0,07-
0,69 m dengan arus berkisar antara 0,30-0,60 m/s. Substrat pada stasiun pertama
dan kedua ditempatkan pada kedalaman yang sama, yaitu pada kedalaman 0,43 m,
sedangkan pada arus pada kondisi stasiun pertama dan kedua berkisar antara 0,44-
0,46 m/s dengan kategori sedang berdasarkan Welch (1980).
Berdasarkan hasil penelitian pendahuluan yang dilakukan selama dua
minggu didapat bahwa substrat yang ditumbuhi perifiton dengan komposisi jenis
yang menyerupai di alam adalah substrat tali rafia. Jenis perifiton yang tumbuh
adalah Thallasiothrix, Melosira, Staurioneis, dan Navicula dengan kelimpahan total
2160 ind/cm2 pada stasiun pertama dan 1560 ind/cm2 pada stasiun kedua (Lampiran
5). Sementara pada kondisi di alam terdapat jenis Thallasiothrix, Melosira,
Staurioneis, Navicula, dan Chlorella, dengan kelimpahan pada stasiun pertama dan
kedua secara berurut sebesar 12480 ind/cm2 dan 11160 ind/cm2. Jenis perifiton yang
tumbuh pada substrat buatan atau pun substrat alami didominasi oleh Thallasiothrix.
Dengan demikian tali raffia dipilih sebagai substrat buatan pada penelitian utama.
Adapun substrat buatan yang lain, seperti pipa pvc, kaca, dan fiberglass tidak
digunakan dalam penelitian utama dikarenakan, jika dilihat dari komposisi jenis
dengan kondisi yang berada di alam tidak sama. Hal ini diduga, berasal dari
kemampuan perifiton dalam tumbuh dan menempel di suatu substrat.
3.3.3 Penellitian Utama
Penelitian utama dilakukan untuk mengukur sumbangan oksigen dari hasil
fotosintesis (perifiton dan fitoplankton) dan difusi udara ke perairan mengalir
dengan menggunakan metode modifikasi Winkler (Eaton, Clesceri, grenberg, 2005)
untuk fotosinitesis dan pendekatan kecepatan arus serta kedalaman rata-rata sungai
dengan faktor reaerasi untuk difusi udara. Di samping itu juga dimaksudkan untuk
membandingkan antara proporsi kandungan oksigen yang berasal dari fotosintesis
dan difusi udara. Penentuan proporsi kandungan oksigen dari ketiga sumber
18
tersebut didasarkan oleh beban yang terdapat pada luasan dengan asumsi 1 m2
dengan kedalaman yang terukur pada kedua stasiun sebesar 0,43m. Setelah di dapat
hasil fotosintesis dari inkubasi substrat, dilakukan pengamatan terhadap jenis dan
kelimpahan perifiton. Pengamatan tersebut dilakukan dengan cara pengerikan pada
substrat tersebut.
3.3.4 Pengumpulan Data
3.3.4.1 Penentuan kandungan oksigen terlarut
Kandungan oksigen terlarut di perairan dapat berasal dari hasil fotosintesis
dan difusi udara. Penentuan hasil fotosintesis dilakukan terhadap perifiton yang
tumbuh pada substrat buatan terpilih dan fitoplankton berasal dari contoh air dari
pengamatan dilapang. Oksigen terlarut hasil fotosintesis perifiton dan fitoplankton
dihitung berdasarkan hasil nilai produksi bersih (Net Primary Production/NPP)
inkubasi dalam botol BOD selama empat jam. Inkubasi dilakukan pada dua stasiun
pengamatan, yaitu stasiun yang mendapatkan sinar matahari secara langsung
(stasiun 1) dan yang tidak terkena sinar matahari secara langsung (stasiun 2).
Pengukuran oksigen terlarut hasil fotosintesis perifiton dilakukan inkubasi
substrat buatan hasil penelitian pendahuluan selama periode waktu empat jam
(fotosintesis optimum). Begitu juga pengukuran oksigen terlarut hasil fotosintesis
fitoplankton dilakukan inkubasi air contoh selama periode waktu dan media inkubasi
yang sama seperti pengukuran hasil fotosintesis perifiton. Inkubasi dilakukan
dilapang dengan menggunakan penyangga (Gambar 3). Rancangan penyangga
tersebut sama dengan yang digunakan pada peletakan substrat media tumbuh
perifiton dalam penelitian pendahuluan.
Prinsip yang digunakan dalam menginkubasi substrat buatan yakni,
berdasarkan oksigen terlarut yang terdapat di dalam air botol BOD. Oksigen yang
terdapat di botol BOD berasal dari oksigen yang tersedia di dalam air untuk
menginkubasi dan oksigen terlarut yang berasal dari hasil fotosintesis perifiton
selama periode inkubasi substrat dengan ukuran 5x1 cm2 dengan asumsi bahwa
kedua permukaan substrat tersebut ditumbuhi dengan perifiton (10 cm2). Air yang
digunakan pada saat menginkubasi yakni, air yang berasal dari perairan sungai
tersebut dengan dilakukan penyaringan terlebih dahulu dengan menggunakan
19
planktonet berukuran 25µm (untuk menyaring fitoplankton) dan 60µm (untuk
menyaring zooplankton). Hal ini bertujuan agar pada saat inkubasi, oksigen terlarut
yang terukur dalam botol BOD berasal hasil fotosintesis perifiton. Dengan
demikian, kandungan oksigen hasil fotosintesis perifiton yang terukur adalah nilai
oksigen hasil fotosintesis dari perifiton yang ditumbuhkan selama 14 hari pada
substrat seluas 5x2 cm2.
Gambar 3. Rancangan media inkubasi di sungai pada waktu empat jam dengan ulangan tiga kali
Fotosintesis di perairan mengalir tidak hanya terjadi pada komunitas
perifiton, melainkan juga pada fitoplankton. Hasil fotosintesis perifiton dan
fitoplankton didasarkan dari nilai produksi bersih oksigen (NPP) ditetapkan
berdasarkan formulasi sebagai berikut.
Keterangan: NPP : Net Primary Production (Produksi bersih hasil fotosintesis) L : Ligth Bottle (Botol BOD Terang) I : Initial Bottle (Botol BOD Inisial)
Penentuan kandungan oksigen terlarut dari difusi udara didapat dari hasil
penghitungan koefisien reaerasi (k) dikalikan dengan hasil selisih dari DO saturasi
dengan DO aktual. Nilai k memperlihatkan masuknya udara ke dalam aliran air
yang dipengaruhi oleh kecepatan aliran dan kedalaman sungai. Penghitungan nilai k
didahului dengan perhitungan pada suhu 20oC, kemudian dilakukan perhitungan
20
pada suhu aktual pada saat pengamatan. Nilai DO saturasi merupakan gambaran
nilai oksigen maksimum yang dapat larut dalam air pada kondisi tekanan parsial
udara dan suhu air sebagaimana disajikan pada Tabel 4. Nilai DO aktual merupakan
nilai oksigen pada saat pengukuran. Rumus yang digunakan untuk mendapatkan
nilai difusi udara (O’ Connor dan Dobbins 1958 in Marsevaniah 2009, dan Churchill
1962 in Nemerow 1991) adalah sebagai berikut.
D = k2(to
C) (DO saturasi – DO inisial) (O’ Connor dan Dobbins 1958 in Marsevaniah
2009)
1,85
67,0
2H
34,520kU
(Owens et al. 1964 in Gang Ji 2007)
(Churchill 1962 in Nemerow 1991)
Keterangan:
D = Difusi udara (mgO2/L/Hari)
C)(t2 ok = Koefisien reaerasi pada suhu tertentu, per hari
t-20 = Selisih pada suhu 20oC dengan yang terukur (oC) U = kecepatan sungai rata-rata (m/s) H = kedalaman sungai rata-rata (m)
Penentuan nilai difusi udara didapat dari perhitungan nilai koefisien reaerasi
pada suhu 20oC dan suhu aktual pada saat pengamatan. Suhu pada 20oC merupakan
suhu standar koreksi bagi penentuan oksigen hasil difusi di sungai (Mc Bride 2002).
Penentuan ini didasarkan hasil pengaruh dari kejadian-kejadian di alam seperti
perubahan suhu, iklim, turbulensi, dan mixing. Penggunaan rumus k2(20) didasarkan
pada kondisi sungai di bagian hulu Sungai Ciampea dengan adanya koefisien yang
mempengaruhidari kedalaman yang dangkal dan arus yang cepat (Owens et al.
1964).
3.3.4.2 Keberadaan perifiton dan fitoplankton
Contoh perifiton didapatkan dari hasil pengerikan pada substrat buatan
(artificial substrate) seluas 5x1 cm2 dan contoh fitoplankton didapat dari contoh air
yang disaring menggunakan planktonet. Contoh perifiton dan fitoplankton
dimasukkan ke dalam botol contoh yang berisi akuades. Selanjutnya, contoh
diawetkan dengan larutan Lugol 1% secukupnya. Kemudian dilakukan
21
pengamatan menggunakan mikroskop tipe mikroskop elektrik untuk menentukan
jenis dan kelimpahan perifiton serta fitoplankton yang dianalisis di laboratorium.
Untuk mendapatkan kelimpahan perifiton dan fitoplankton dihitung dengan
menggunakan rumus modifikasi Eaton et al. (1995) sebagai berikut.
Keterangan : K = Kelimpahan perifiton (ind/cm2), fitoplankton (ind/L) N = Jumlah perifiton dan fitoplankton yang diamati (ind) As = Luas substrat yang dikerik untuk perhitungan perifiton (cm2) At = Luas penampang cover glass (mm2) Ac = Luas amatan (mm2) Vt = Volume botol sampel (30 ml) Vs = Volume sampel (0,05) (ml)
Setelah di dapatkan nilai kelimpahan dan jenis dari perifiton dilakukan
penghitungan indeks keanekaragaman. Indeks keanekaragaman digunakan untuk
melihat tingkat stabilitas suatu komunitas atau menunjukkan kondisi struktur
komunitas dari keanekaragaman jumlah jenis organisme yang teerdapat dalam suatu
area. Nilai keanekaragaman jenis yang dalam substrat buatan perifiton dan
fitoplankton didapat dari hasil perhitungan modifikasi indeks Shannon-Wiener
(Odum 1993).
Keterangan : H’ = Indeks Keanekaragaman pi = ni/N (proporsi jenis ke-i) ni = Jumlah individu jenis ke-i N = Jumlah total individu
Indeks Keseragaman adalah suatu komposisi individu tiap genus yang
terdapat dalam suatu komunitas. Hal ini didapat dengan cara membandingkan nilai
indeks keanekaragaman dengan nilai maksimumnya. Indeks keseragaman
digunakan untuk mengetahui berapa besar kesamaan penyebaran jumlah individu
dalam suatu komunitas. Nilai keseragaman jenis yang dalam substrat buatan
perifiton dan fitoplankton didapat dari hasil perhitungan menggunakan modifikasi
rumus indeks keseragaman Brower dan Zar (1990).
22
Keterangan : E = Indeks keseragaman H’ = Indeks keanekaragaman Hmaks = ln S S = Jumlah spesies
Nilai indeks dominansi di ketahui untuk mengetahui genus yang
mendominansi di suatu komunitas. Nilai indeks dominansi didapat dari kuadrat
hasil bagi dari kelimpahan suatu genus dengan kelimpahan total perifiton yang ada
pada suatu luasan tertentu dan fitoplankton (Odum 1993).
Keterangan : C = Indeks Dominansi Simpson ni = kelimpahan individu jenis ke-i N = kelimpahan total perifiton atau fitoplankton
3.3.4.3 Kualitas air
Kualitas air yang diukur meliputi suhu, cahaya, kecepatan arus, kekeruhan,
dan unsur hara (N-NH3, N-NO2, N-NO3 dan P-PO4). Parameter suhu, cahaya,
kecepatan arus, dan kekeruhan diukur di lapang (in situ). Pengumpulan data
parameter biologi yang diamati adalah komposisi dan kelimpahan perifiton hasil
pengerikan substrat buatan pada luasan 5x1 cm2 pada keduapermukaannya.
Pengamatan parameter, metode, alat, dan bahan penelitian yang digunakan disajikan
pada Tabel 6.
23
3.3.5 Analisis Data
3.3.5.1 Statistik
Analisis statistik dilakukan untuk menguji perbedaan sumbangan oksigen
hasil fotosintesis pada kondisi cahaya yang berbeda, dan perbedaan sumbangan
oksigen hasil difusi terhadap kecepatan arus air. Metode analisis data yang
digunakan adalah analisis ragam (Tabel 7) dari rancangan acak lengkap (RAL) yang
digunakan dalam penelitian. Bentuk umum model linear aditif yang digunakan
adalah sebagai berikut.
Yij = µ + ti + eij
Keterangan : Yij = nilai oksigen yang dihasilkan oleh perifiton (mg O2/L.hari) atau oksigen
hasil difusi (mg/L.hari) µ = rataan umum nilai oksigen ti = pengaruh perlakuan pemaparan sinar matahari ke-I (Lux) atau kecepatan
arus (m/s) eij = galat percobaan perlakuan pemaparan sinar matahari ke-i dengan ulangan
ke-j atau kecepatan arus i = jumlah perlakuan pemaparan sinar matahari atau kecepatan arus j = jumlah ulangan data rancangan penelitian akan dianalisis dengan tabel
sidik ragam.
Hipotesis yang digunakan yaitu : H0 : t 1 = t 2 = t t = 0 atau tidak ada perbedaan pengaruh perlakuan cahaya
terhadap respons perifiton dalam menghasilkan oksigen. H1 : t i 0, untuk i = 1, 2 atau minimal ada satu perlakuan yang memberikan
pengaruh berbeda terhadap respon perifiton dalam menghasilkan oksigen.
3.3.5.2 Perhitungan proporsi sumbangan oksigen
Perhitungan proporsi sumbangan oksigen didasarkan oleh perhitungan beban
yang terdapat pada luasan 1 m2 dengan kedalaman berdasarkan hasil pengamatan
sebesar 0,43 m. Besarnya proporsi sumbangan oksigen yang dihasilkan oleh
perifiton didapat dari hasil oksigen bersih yang dihasilkan oleh fotosintesis perifiton
selama satu hari (12 jam) pada luasan 5 cm2 dengan asumsi bahwa kedua permukaan
substrat tersebut ditumbuhi oleh perifiton, sehingga luasan yang diperoleh sebesar
10 cm2 pada botol BOD 300 ml. Kemudian dilakukan perhitungan beban yang
terdapat pada luasan 1 m2 yang ditumbuhi perifiton dengan kedalaman berdasarkan
hasil pengamatan sebesar 0,43 m (Lampiran 1).
24
Besarnya proporsi sumbangan dari fotosintesis fitoplankton diperoleh dari
hasil pengukuran oksigen selama satu hari (12 jam) sebesar mgO2/L/hari, yang
kemudian dirubah menjadi beban (mg O2) pada volume 430 L per hari. Besarnya
beban tersebut didasarkan dari asumsi pertama menyebutkan bahwa pada luasan 1
m2 dengan kedalaman 0,43 m, maka diperoleh volume sebesar 430 L (lampiran 2).
Hal ini juga berlaku untuk perhitungan proporsi sumbangan oksigen hasil difusi
udara yakni, sumbangan oksigen sebesar mgO2/L/hari pada difusi udara menjadi
beban oksigen yang terukur pada volume 430 L, dengan asumsi bahwa sumbangan
oksigen tersebut terukur pada luasan 1 m2 dengan kedalaman 0,43 m selama
seharian (24 jam) (Lampiran 3).
Tabel 6. Parameter, metode, alat, dan bahan penelitian Parameter Satuan Alat/Bahan/Metode Analisis
Biologi Perifiton
Fitoplankton
Sel/cm2
Sel/cm2
Kuas, botol contoh (30 ml), substrat artificial/Lugol 1 %, aquades/sapuan, Planktonet, botol contoh (30 ml), lugol 1%
Sampel segar dan diawetkan
Fisika
Suhu oC Termometer/pemuaian In situ
Kecepatan arus m/detik Benda terapung/visual In situ
Tekanan Kecerahan
mmHg %
GPS/sensor Secchi disc
In situ In situ
Kimia Oksigen terlarut
Nitrat (N-NO3) Nitrit (N-NO2) Amonia (N -NH3) Orthofosfat (P-PO4
2)
mgO2/liter
mg/l mg/l mg/l
Botol BOD, sirine, erlenmayer, labu takar, artificial substrates, DO-meter/MnSo4+H2O, NaOH+KI, H2SO4, Indikator amylum, Na-Tiosulfat/modifikasi Winkler Spektrofotometer/Brucine Spektrofotometer/Colorimetrik Spektrofotometer/Phenate Spektrofotometer/Ascorbic acid
In situ
Ex Situ Ex Situ Ex Situ Ex Situ
Tabel 7. ANOVA
Perlakuan Ulangan
I II III
P1 A11 A12 A13
P2 A21 A22 A23
25
Tabel 8. Tabel Sidik Ragam (TSR)
SK Db JK KT Fhit Ftab
Perlakuan p-1 JKP KTP KTP/KTG
Galat p(n-1) JKG KTG
Total np-1 JKT
4. HASIL DAN PEMBAHASAN
4.1 Hasil
4.1.1 Pengukuran parameter fisika-kimia perairan
Diperoleh hasil pengukuran parameter fisika-kimia perairan pada Tabel 9.
Parameter fisika yang terukur di antaranya suhu, kecepatan arus, kedalaman,
tekanan atmosfer, cahaya, lebar sungai, lebar badan sungai dari pengamatan di
lapang. Adapun parameter kimia meliputi oksigen terlarut, orthofosfat, nitrat
nitrogen, nitrit nitrogen, dan ammonia nitrogen.
Tabel 9. Hasil pengukuran parameter fisika-kimia perairan (n=3 kali pengamatan)
Parameter Satuan Stasiun 1 Stasiun 2
Fisika
Kisaran Rata-rata Kisaran Rata-rata
Suhu oC 23,20-27,20 22,40 22,00-24,50 23,20
Kecepatan Arus m/s 0,44-0,46 0,45 0,44-0,46 0,45
Kedalaman m 0,43
Tekanan mmHg 760,00
Cahaya (Permukaan) Lux 24.630-104.240 87.315 11.120-65.300 48.406
Lebar Sungai m 8,70
Lebar badan sungai m 11,30
Kimia
Oksigen Terlarut mg O2/L 6,500-7,300 7,000 6,000-7,000 6,800
Orthofosfat mg/l PO4-P 0,015-0,05 0,001 0,001-0,010 0,005
Nitrat mg/l NO3-N 2,000-2,000 2,000 2,000-2,000 2,000
Nitrit mg/l NO2-N 0,001-0,001 0,001 0,001-0,001 0,001
Ammonia mg/l NH3-N 0,025-0,010 0,020 0,005-0,015 0,010
Hasil kisaran suhu pada periode pengamatan diperoleh sebesar 23,20-27,2 oC
pada stasiun 1 dan sebesar 22,00-24,50 oC pada stasiun 2. Hasil pengukuran suhu
dipengaruhi juga dari hasil pengukuran intensitas cahaya pada saat pengamatan di
kedua stasiun, diperoleh berkisar antara 24.630-104.240 Lux pada satasiun 1 dan
27
berkisar antara 11.120-65.300 Lux pada stasiun 2 dengan melakukan pengukuran
pada permukaan perairan. Pengukuran tersebut akan mengalami perbedaan apabila
pengukuran cahaya tersebut dilakukan pada kolom air atau pada kedalaman tertentu.
Hal ini diduga akan berpengaruh terhadap kisaran nilai cahaya yang digunakan
untuk proses fotosintesis perifiton maupun fitoplankton. Pada kedua stasiun,
diketahui untuk pengukuran parameter fisika seperti kedalaman sungai, kecepatan
arus sungai, dan tekanan atmosfer didapat nilai yang relatif sama pada setiap stasiun
yaitu 0,44-0,46 m/s, 0,43m, dan 760 mmHg.
Hasil pengukuran dimensi sungai seperti lebar sungai dan badan sungai baik
pada stasiun 1 dan stasiun 2 diperoleh nilai yang sama yakni 8,70 m dan 11,30 m.
Hasil tersebut juga mempengaruhi nilai dari parameter kimia yang diukur. Hasil
pengukuran parameter kimia yang diperoleh pada stasiun amatan disajikan pada
Tabel 9. Besarnya nilai amatan paremeter kimia masih dalam kisaran yang
dibutuhkan oleh organisme perifiton tumbuh. Untuk nilai parameter kimia oksigen
terlarut pada setiap pengamatan mengalami perubahan berkisar antara 6,5-7,3 mg
O2/L pada stasiun 1 dan berkisar antara 6,0-7,0 mg O2/L pada stasiun 2. Hal ini
menunjukan perbedaan jumlah oksigen yang tersedia pada setiap kali pengamatan
dan stasiun.
4.1.2 Oksigen terlarut
Diperoleh hasil perhitungan sumbangan oksigen terlarut terbesar yang
terdapat di perairan mengalir bagian hulu Sungai Ciampea berasal dari difusi udara.
Besarnya hasil oksigen terlarut yang terdapat di perairan tersebut dipengaruhi oleh
keadaan dan kondisi di alam, seperti kecepatan arus dan kedalaman yang relatif
cepat dan dangkal.
Adapun sumbangan oksigen terlarut di perairan mengalir dapat berasal dari
fotosintesis perifiton dan fitoplankton. Besarnya sumbangan oksigen terlarut yang
berasal dari fotosintesis dipengaruhi oleh besarnya intensitas cahaya yang
dibutuhkan dalam proses fotosintesis. Selain itu, banyaknya kelimpahan jenis juga
mempengaruhi besarnya oksigen terlarut yang dihasilkan dalam proses fotosintesis.
Besarnya hasil perhitungan tersebut disajikan pada Tabel 10, yang
menunjukan bahwa adanya perbedaan sumbangan oksigen yang diberikan oleh
28
sumber oksigen ke perairan mengalir di suatu volume atau luasan dengan kedalaman
yang terukur pada saat pengamatan. Besarnya sumbangan oksigen yang berasal dari
difusi udara dan hasil fotosintesis diperoleh dari nilai produksi bersih pada volume
yang terukur sebesar 430L selama 1 hari dengan contoh perhitungan tersaji pada
Lampiran 1.
Tabel 10. Hasil pengukuran oksigen terlarut dari fotosintesis dan difusi udara
Sumber Oksigen Beban Oksigen (mg O2/430L/hari)
Stasiun 1 Stasiun 2
Perifiton 2760,06 2322,70
Fitoplankton 833,40 809,22
Difusi Udara 9106,75 12050,46
Oksigen yang dihasilkan dari perifiton, fitoplankton, dan difusi udara
tersebut memberikan sumbangan oksigen terlarut berbeda ke perairan. Besarnya
sumbangan oksigen terlarut tersebut dipengaruhi oleh berbagai faktor, diantaranya
kecepatan arus, kedalaman, sinar matahari, suhu, dan nutrien yang menentukan
kelangsungan hidup bagi organisme autotrof yang tinggal disana. Sumbangan
oksigen terlarut tersebut juga memberikan proporsi yang berbeda dari masing-
masing penyumbang oksigen tersebut pada volume 430L. Hal ini disajikan pada
Gambar 4.
Proporsi sumbangan oksigen terlarut (DO) yang berasal dari difusi udara
memiliki nilai yang lebih tinggi yaitu sebesar 71,71% dan 79,37% baik kondisi
stasiun 1 dan 2. Besarnya proporsi sumbangan DO hasil fotosintesis perifiton dan
fitoplankton sebesar 21,73% dan 15,30% pada perifiton dan sebesar 6,56% dan
5,33% pada fitoplankton pada kondisi stasiun 1 dan 2, dapat dilihat perhitungannya
pada Lampiran 4.
29
Gambar 4. Perbandingan sumbangan oksigen terlarut yang berasal dari perifiton, fitoplankton, dan difusi udara pada stasiun 1 (a) dan 2 (b)
Besarnya proporsi sumbangan oksigen terlarut tersebut menunjukan beban
oksigen yang terukur pada luasan 1m2 dengan kedalaman 0,43 m atau setara dengan
430 L. Banyaknya oksigen yang terlarut pada volume terukur pada saat
pengamatan, menunjukan bahwa dalam volume 430 L terdapat oksigen terlarut yang
berasal dari sumbangan oksigen terlarut yang berasal dari difusi udara dan
fotosintesis.
Terhadap fotosintesis perifiton dan difusi udara dilakukan uji statistik dengan
a
b
30
menguji nilai oksigen yang dihasilkan oleh perifiton terhadap perlakuan paparan
sinar matahari pada stasiun pengamatan yang dilakukan pengulangan sebanyak tiga
kali. Dilakukan dengan rancangan acak lengkap dengan hipotesis nol (H0) tidak ada
perbedaan pengaruh perlakuan cahaya terhadap respons perifiton dalam
menghasilkan oksigen dan hipotesis satu (H1) minimal ada satu perlakuan yang
memberikan pengaruh berbeda terhadap respon perifiton dalam menghasilkan
oksigen.
Didapat bahwa nilai oksigen yang dihasilkan oleh fotosintesis dan difusi
memiliki nilai Fhitung<Ftabel, maka perlakuan perbedaan paparan cahaya tidak
memberikan pengaruh berbeda terhadap respon perifiton dalam menghasilkan
oksigen. Hal ini juga terlihat dari hasil perhitungan oksigen terlarut yang terdapat
diperairan, baik pada fotosintesis dan difusi udara pada stasiun 1 dan 2 tidak terlalu
berbeda jauh terlihat pada Tabel 10.
4.2 Pembahasan
4.2.1 Oksigen terlarut hasil fotosintesis
Sediaan oksigen terlarut di sungai dapat berasal dari fotsintesis organisme
autotrof dan difusi udara. Fotosintesis organisme autotrof yang diamati berasal dari
perifiton yang ditumbuhkan pada substrat buatan dengan luasan 5 cm2 pada kedua
sisinya (10 cm2) selama lebih kurang 2 minggu di alam. Selanjutnya, setelah 2
minggu masa penumbuhan perifiton pada substrat tersebut dilakukan inkubasi.
Inkubasi dilakukan untuk mendapatkan oksigen hasil fotosintesis perifiton pada
luasan 10 cm2 dengan volume 300 ml atau 250 ml ( tergantung botol BOD yang
digunakan) dengan periode inkubasi 4 jam. Begitu juga pengukuran oksigen terlarut
yang berasal dari fotosintesis fitoplankton, dengan menginkubasi air contoh yang
berisi fitoplankton selama periode 4 jam.
Meskipun secara statistik tidak terdapat perbedaan yang nyata antara stasiun
1 dengan stasiun 2, namun terdapat kecenderungan adanya keterkaitan antara
keberadaan oksigen dengan cahaya. Perbedaan nilai DO hasil fotosintesis pada
stasiun 1 dan stasiun 2 terjadi karena proses fotosintesis yang berlangsung
dipengaruhi langsung oleh besarnya instensitas cahaya yang terpapar selama
pengamatan. Terlihat dari perbedaan hasil pemaparan sinar matahari yang
31
membantu dalam proses fotosintesis di kedua stasiun. Besarnya intesitas matahari
yang masuk ke stasiun 1 dan stasiun 2 sebesar 24.630-104.240 Lux dan 11.120-
65.300 Lux. Hal tersebut tentunya akan mempengaruhi banyaknya DO yang
dihasilkan oleh organisme autotrof dalam menghasilkan DO terlarut ke perairan.
Terlihat pada Gambar 5 dari hubungan antara intensitas cahaya dengan hasil oksigen
bersih (NPP) oleh perifiton selama pengamatan.
Kecilnya perbedaan nilai oksigen terlarut pada kedua stasiun (Tabel 10)
menyebabkan pengujian nilai berdasarkan statistik tidak dapat dipercaya dapat
dilihat pada Lampiran 8. Hal ini terlihat dari hubungan antara nilai oksigen terlarut
hasil fotosintesis dengan intensitas cahaya selama pemaparan di kedua stasiun
disajikan pada Gambar 5. Selain itu, ditunjukan pula berdasarkan kelimpahan jenis
pada stasiun 1 dan 2 terdapat perbedaan kelimpahan yang disajikan pada Lampiran
5.
Besarnya nilai determinasi (R2) dari hubungan antara intensitas cahaya
dengan nilai produksi bersih (NPP) dari perifiton sebesar 0,891 menunjukkan
eratnya hubungan antara cahaya yang masuk dengan kandungan oksigen hasil
fotosintesis. Tingginya intesitas cahaya yang masuk ke perairan akan diimbangi
oleh tingginya hasil oksigen dari proses fotosintesis organisme perifiton. Hasil
fotosintesis tersebut akan semakin meningkat hingga batas optimum perifiton
melakukan fotosintesis.
Gambar 5. Hubungan Intensitas cahaya di permukaan dengan oksigen terlarut yang dihasilkan organisme autotrof
32
Besarnya nilai DO yang dihasilkan dari proses fotosintesis juga dipengaruhi
dari hasil kelimpahan perifiton. Diperoleh kelimpahan perifiton pada stasiun 1 lebih
besar dari pada stasiun 2, kelimpahan tersebut mempengaruhi nilai produksi bersih
(NPP) dari perifiton (Gambar 6). Semakin tinggi nilai kelimpahan perifiton,
semakin tinggi nilai produksi bersih (NPP) dari fotosintesis. Diperoleh nilai
determinasi (R2) dari hubungan tersebut sebesar 0,768 menunjukkan bahwa adanya
keeratan hubungan antara kedua parameter tersebut.
Gambar 6. Hubungan Kelimpahan perifiton dengan oksigen terlarut bersih yang berasal dari fotosintesis
Nilai oksigen yang berasal dari fotosintesis fitoplankton didapat dari hasil
inkubasi air contoh. Besarnya oksigen yang dihasilkan oleh kegiatan fotosintesis
fitoplankton sebesar 833,40 mgO2 dan 809,22 mgO2 yang terukur pada volume
430L/hari baik pada stasiun 1 dan 2, dengan besarnya persentase yakni 6,56% pada
stasiun 1 dan 5,33% pada stasiun 2. Dari hasil tersebut menunjukkan bahwa
sumbangan oksigen yang berasal dari fotosintesis fitoplankton tidak lebih besar dari
hasil fotosintesis perifiton. Hal ini disebabkan karena minimnya kelimpahan yang
dihasilkan oleh komunitas fitoplankton di sungai ini serta memperlihatkan bahwa
perlunya adaptasi khusus yang dilakukan organisme pada tempat ini.
4.2.2 Oksigen terlarut hasil difusi udara
Difusi udara merupakan salah satu sumber oksigen yang terdapat di sungai.
Hal ini ditentukan berdasarkan kecepatan arus rata-rata dengan kedalaman sungai
33
rata-rata, lalu dihitung dengan rumus yang dikemukakan oleh Owens (1964). Hal
ini dapat disajikan pada Tabel 10 bahwa adanya perbedaan oksigen terlarut yang
dihasilkan ke dalam perairan dengan volume sebesar 430L.
Oksigen terlarut yang berasal dari proses difusi udara didapat dengan
memperhitungkan koefisien reaerasi dengan kondisi oksigen aktual dan saturasi.
Pengukuran nilai oksigen terlarut yang berasal dari difusi udara diperoleh dari rumus
yang diajukan oleh Owens (1964), perhitungan tersebut didasarkan oleh kondisi
sungai yang memiliki kecepatan arus seperti di bagian hulu Sungai Ciampea.
Nilai koefisien reaerasi (k) merupakan faktor koreksi yang mempengaruhi
nilai dari difusi udara selain dari oksigen terlarut jenuh dan aktual. Besarnya nilai k
diperoleh dari hasil pembagian antara kecepatan arus (m/s) dengan kedalaman rata-
rata (m) pada stasiun tersebut dengan adanya koefisien yang berbeda di setiap
kondisi sungai. Besarnya pengaruh yang dihasilkan oleh kecepatan arus terhadap
oksigen yang dihasilkan oleh difusi udara berkorelasi erat, hal ini terlihat dari
hubungan yang erat antar kecepatan arus terhadap oksigen yang dihasilkan
(Lampiran 2).
Berdasarkan hasil perhitungan (Lampiran 2), diperoleh nilai oksigen terlarut
yang dihasilkan oleh difusi udara selama satu hari (24 jam) sebesar 9106,75 mgO2
pada kondisi stasiun 1 dan sebesar 12050,46 mgO2 pada kondisi stasiun 2 yang
terukur pada volume 430L/hari. Hal ini menunjukkan bahwa hasil produksi oksigen
pada beban sebesar 430L perhari yang berasal dari difusi udara lebih besar dari
produksi fotosintesis, baik pada perifiton dan fitoplankton pada stasiun 1 dan 2. Hal
ini juga terlihat dari besar proporsi yang diperoleh difusi udara lebih besar daripada
oksigen yang dihasilkan oleh proses fotosintesis perifiton. Hal ini diduga karena
proses difusi berlangsung salama seharian (24 jam) sementara fotosintesis
berlangsung selama 12 jam (lama penyinaran satu hari).
Pada Gambar 7, terlihat bahwa terdapat perbedaan oksigen terlarut pada
setiap pengamatan dari kecepatan arus terukur. Hal ini menunjukan bahwa adanya
perbedaan oksigen terlarut yang dihasilkan dari difusi udara berdasarkan kecepatan
arus yang terjadi di sungai.
Besarannya nilai oksigen terlarut difusi udara dipengaruhi oleh volume,
percampuran, pengadukan, suhu, dan kecepatan arus yang ada diperairan, sementara
34
untuk proses fotosintesis hanya berlangsung selama terdapatnya cahaya (12 jam)
sebagai media dalam melakukan fotosintesis. Besarnya proporsi sumbangan
oksigen terlarut yang berasal dari difusi udara adalah sebsesar 71,71% pada stasiun
1 dan 79,37% pada stasiun 2.
Gambar 7. Hubungan kecepatan arus pada setiap pengamatan terhadap oksigen aktual di lapang.
Selain itu dengan kondisi kesetimbangan gas yang berada di udara dan di air
menurut hukum Henry dan Dalton (1998) bahwa suatu ekosistem akan menuju
kesetimbangan ekuilibrium antara komposisi gas yang ada di udara dengan yang ada
di air. Semakin tingginya turbulensi yang terjadi menyebabkan gas yang melalui
difusi akan semakin banyak yang lepas ke udara kembali.
Dilihat dari perbandingan kedua sumber oksigen yang dihasilkan oleh
fotosintesis perifiton dengan difusi udara dapat diketahui bahwa sumbangan oksigen
yang berasal dari fotosintesis perifiton tidak lebih besar dari pada difusi udara,
terutama pada kondisi kecepatan arus yang deras, seperti yang terjadi di bagian hulu
Sungai Ciampea. Hal ini tidak sesuai menurut pernyataan Wetzel (2001) meskipun
terjadi pergolakan massa air di sungai, pada kenyataannya difusi oksigen dari
atmosfer ke perairan berlangsung lambat. Keberadaan oksigen di perairan mengalir
dengan kondisi kecepatan arus yang lebih mendominansi seperti kondisi yang
terdapat di bagian hulu Sungai Ciampea akan lebih besar sumbangan dari difusi
35
udara dari pada oksigen yang dihasilkan oleh proses fotosintesis baik pada perifiton
dan fitoplankton.
5. KESIMPULAN
Di bagian hulu Sungai Ciampea, sumbangan oksigen terlarut terbesar
diperoleh dari hasil difusi udara, sementara hasil sumbangan oksigen terlarut hasil
fotosintesis perifiton dan fitoplankton tidak lebih besar dari difusi udara. Adanya
pengaruh dari kecepatan arus, mixing, turbulensi, dan suhu mempengaruhi
sumbangan oksigen terlarut yang berasal dari difusi udara, sedangkan fotosintesis
lebih dipengaruhi oleh intensitas cahaya dan kelimpahan jenis di bagian hulu Sungai
Ciampea.
DAFTAR PUSTAKA
Basmi, H. J. 1999. Ekosistem Perairan : Habitat dan Biota. Tidak dipublikasi. Fakulltas Perikanan dan Ilmu Kelautan, IPB. Bogor.
Brower, J. E. dan J. H. Zar. 1990. Field and Laboratory Method from General Ecology. 3rd ed. Wm. C. Brown Publishers. Dubuque. Lowa.
Carey, Richard O., George Vellidis, Richard Lowrance, and Catherine M. Pringle 2007. DO Nutrients Limit Algal Periphyton In Small Blackwater Coastal Plain Streams. Journals. Journal Of The American Water Resources Association (JAWRA). Vol. 43,No.5. American Water Resources Association.
Chanson, H. 1993. Self Aerated Flows on Chute and Spillwas. Journal of Hydraulic Engineering.
Cole, Gerald.1983. Text Book of Limnology. Illinois. Waveland press inc.
Droste, R. R. 1997. Theory and Practice of Water and Waste Water Treatment. John Willey & Sons, INC
Eaton, A.D, L.S. Clesceri, E.W. Rice, A.E. Greenberg. APHA. 1989. Standard Methods for The Examination of Water and Waste Water. 14th ed. American Public Health Association (APHA), American Water Works Association (AWWA), Water Enviroment Federation. Washington D.C.
Eaton, A.D, L.S. Clesceri, E.W. Rice, A.E. Greenberg. APHA. 2005. Standard Methods for The Examination of Water and Waste Water. 21st ed. American Public Health Association (APHA), American Water Works Association (AWWA), Water Enviroment Federation. Washington D.C. 4-97p.
Effendi, Hefni 2003. Telaah Kualitas Air. Kanisius : Jogjakarta
Goldman, C. R. dan A. J. Horne. 1983. Limnology. McGraw Hill International Book Company. New York.
Gulliver, J. S.; Hibbs David E; J.P. McDonald. 1997. Measurement of Effective Saturation Concentration for Gas Tranfer. Journal of Hydraulic Engineering.
Higley B., H.J. Carrick, M.T. Brett, C. Luecke, and C.R. Goldman dan Horne. 2001. The Effect of Ultraviolet Radiation and Nutrien Additions on Periphytn Biomass and Composition in a Sub-Alpine Lake (Castle Lake, USA). Journal. Internat. Rev. Hydrobiol. 86:147-163.
Hynes, H. B. N. 1972. The Ecology of Runing Water. University of Toronto Press. Toronto.
Jeffries MJ, DH Mills. 1995. Freshwater Ecology: Principles and Application. John Wiley & Sons Ltd. New York.
Ji, Zhen-Gang. 2007. Hydrodynamics And Water Quality “Modeling Rivers, Lakes, Estuaries”. Wiley-Interscience A John Wiley & Sons, Inc. 334p.
Larned Scott T. & Scott R Santos. 2000. Ligth-and Nutrient- Limited Periphyton in Low Order Streams of Ohau, Hawaii. Journal.Kluwer Academic Publishers.
35
Hydrobiologia 432:101-111
Lindstrom Eli A, Stein W. Johansen, & Tuomo Saloranta.2004. Periphyton in Running Waters-Long-term. Studies ofNatural Variation. Juornal. Kluwer Academic Publishers. Hydrobiologia 521: 63-86p.
Masrevaniah A. 2009.Model Aliran Polutan Sungai Brantas. Jurnal. Agritek Vol. 17 No. 3 MEI 2009 ISSN. 0852-5426. [Terhubung Berkala]. www.bio-diversity.com. [3 Juli 2010]
Mayer A., Elisabeth I. Mayer,& Christina Meyer.2003. Lotic Communities of Two Small Temporary Karstik Stream System (East Westphalia, Germany) a long Logitudinal gradient of hydrological Intermitency.Limnologica 33, 271-279p.
McBride Graham B. 2002. Calculating Stream ReaerationCoefficients from Oxygen Profiles. Journal Environmental Engineering.10.1061/(ASCE)0733-93722002 128:4(384).
Muharram N. 2006. Struktur Komunitas Perifiton dan Fitoplankton di Bagian Hulu Sungai Ciliwung, Jawa Barat. Skripsi. Fakultas Perikanan dan Ilmu Kelautan. Institut Pertanian Bogor.
Nemerow N. L. 1991. Stream, Lake, Estuaty, Ocean Pollution.Van Nostrand Reinhold: New York.
Odum, E.P. 1993. Fundamental of Ecology. WB Saunders Co Publishing. New York.
Raid S E, Mackinnon P A, & Elliot T, 2007. Direct measurements of reaerations rates using noble gastracers in River Lagan, Northern Ireland. Water and Environtment Journal. Print ISSN1747-6585.
Reynolds, C. S. 1984. The Ecology of Freshwater Phytoplankton. Cambridge University Press. Cambridge.
Stevenson R. Jan, Bothwell, Max L, Lowe, Rex L. 1996. Algal Ecology. Academic Press: San Diego, New York, Boston, London, Sydney, Tokyo, Toronto.
Thornton, K. W., B. L. Kimmel dan F. E. Payne. 1990. Reservoir Limnology. Ecological Perspective. John Willey & Sons Inc. New York.
Weitzel R. L. 1916. Methods And Measurements of Periphyton Communities: a Review. American Society for Testing And Materials : Philadelphia.
Wetzel, Robert G. 2001. Limnology Lake and River Ecosistem. Academic Press. California.
Welch, P. S. 1952. Limnology. Second edition. McGraw Hill International Book Company. New York.
Welch, P. S. 1980. Ecological Effects of Waste Water. Cambridge University Press. Cambridge.
41
Lampiran 1. Hasil pengukuran oksigen terlarut dari fotosintesis perifiton pada periode 4 jam dan contoh perhitungan Oksigen hasil fotosintesis
Keterangan
Volume Titran (ml) DO (mg O2/10cm2/300ml/4jam) DO Rata-Rata
Stasiun 1 Stasiun 2 Stasiun 1 Stasiun 2 (mg O2/10cm2/300ml/4jam)
Ul. 1 Ul. 2 Ul. 3 Ul. 1 Ul. 2 Ul. 3 Ul. 1 Ul. 2 Ul. 3 Ul.1 Ul. 2 Ul. 3 Stasiun 1 Stasiun 2
Pengamatan I 1,50 1,50 1,50 1,30 1,35 1,37 1,52 1,52 1,52 1,32 1,37 1,39 1,52 1,36
Inisial 0,90 0,95 0,90 1,00 1,00 1,00 0,91 0,96 0,91 1,01 1,01 1,01 0,93 1,01
Pengamatan II 1,50 1,50 1,50 1,40 1,30 1,35 3,63 3,63 3,63 3,39 3,15 3,27 3,63 3,27
Inisial 1,00 0,80 0,90 0,90 0,80 0,90 2,42 1,94 2,18 2,18 1,94 2,18 2,18 2,10
Pengamatan III 2,00 1,90 1,90 1,80 1,80 1,80 4,84 4,60 4,60 4,36 4,36 4,36 4,68 4,36
Inisial 1,10 0,90 1,00 1,00 0,90 1,00 2,66 2,18 2,42 2,42 2,18 2,42 2,42 2,34
Ket. Pengamatan I dilakukan pada Botol 125 ml (DO=mgO2/10cm2/125ml/hari) Ul. = ulangan
42
Lampiran 1. (lanjutan) Hasil perhitungan produksi bersih fotosintesis
Keterangan
NPP NPP NPP NPP NPP
mgO2/10cm2/300ml/4jam mgO2/10cm2/300ml/4jam mgO2/10cm2/300ml/hari mgO2/m2/300L/hari mgO2/m
2/430L/hari
Stasiun 1 Stasiun 2 Stasiun 1 Stasiun 2 Stasiun 1 Stasiun 2 Stasiun 1 Stasiun 2 Stasiun 1 Stasiun 2
Pengamatan I 0,59* 0,34* 0,25** 0,14** 0,74 0,43 738,13 430,23 514,98 300,16
Pengamatan II 1,45 1,17 1,45 1,17 4,36 3,51 4355,27 3508,41 3038,56 2447,73
Pengamatan III 2,26 2,02 2,26 2,02 6,77 6,05 6774,86 6048,98 4726,64 4220,22
Rata-rata 2760,06 2322,70
Keterangan: * NPP = hasil pengukuran pada botol 125 ml masih dalam satuan mgO2/10cm2/125ml/4jam **NPP = hasil pengukuran pada botol 125 ml sudah dalam satuan mgO2/10cm2/300ml/4jam
Keterangan Diketahui perhitungan oksigen dari perifiton Normalitas Na-Tiosulfat 0,0247 Volume Reagen DO 6 ml Volume Contoh 25 ml Volume botol 300 ml Volume titran 1,50 ml (pada pengamatan ke-II)
43
Lampiran 1 (lanjutan)
Untuk mendapatkan hasil oksigen bersih (NPP) selama periode 4 jam di dapatkan
dari perhitungan nilai NPP;
Untuk mendapatkan hasil oksigen per 10cm2 per hari fotosintesis maka, dikalikan
dengan lamanya pencahayaan matahari selama 1 hari (12jam).
Setelah didapat pengukuran produksi bersih fotosintesis perifiton dengan volume
300ml seluas 10 cm2 per hari, maka ditentukan proporsi sumbangan oksigen hasil
fotosintesis perifiton ke perairan. Untuk mendapatkan proporsi sumbangan oksigen
hasil fotosintesis perifiton ke perairan dilakukan perhitungan beban oksigen yang
diterima oleh permukaan yang ditumbuhi perifiton seluas 1m2 dengan kedalaman
0,43m dari volume yang didapat.
Konversi dari cm2 ke m2 untuk mendapatkan beban oksigen pada luasan 1m2
Lampiran 1 (lanjutan)
44
Jika diketahui beban pada volume aktual saat pengamatan pada kedalaman 0,43m
dengan luasan 1m2 atau setara dengan 0,43m3 (430L) maka,
Maka diketahui bahwa beban sumbangan oksigen yang dihasilkan oleh fotosintesis
perifiton pada luasan 1m2 dengan kedalaman 0,43 m atau setara dengan 0,43m3
(430L) sebesar 3.038,56 mg oksigen per 430L per hari.
45
Lampiran 2 Hasil pengukuran oksigen terlarut dari fotosintesis fitoplankton pada periode 4 jam dan contoh perhitungan Oksigen hasil fotosintesis
ml. Titran (ml) DO mgO2/L/4 jam DO inisial (mgO2/L) NPP (mgO2/L/4jam) DO (mgO2/L/hari) DO Fitoplankton (mg /430L/hari)
Stasiun 1 Stasiun 2 Stasiun 1 Stasiun 2 Stasiun 1 Stasiun 2 Stasiun 1 Stasiun 2 Stasiun 1 Stasiun 2 Stasiun 1 Stasiun 2
0,90* 0,95* 7,69 7,29 7,66 7,29 0,06 0,00 0,19 0,00 72,55 0,00
0,95 0,85 8,24 6,96 7,26 6,86 1,08 0,10 3,23 2,42 1387,23 10040,42
0,97 1,03 8,47 8,00 8,07 7,80 0,40 0,20 2,42 4,03 1040,42 1734,04
Rata 0,46 0,26 1,94 2,15 833,42 809,22
Diketahui perhitungan oksigen dari perifiton Normalitas Na-Tiosulfat 0,0247 Volume Reagen DO 6 ml Volume Contoh 25 ml Volume botol 300 ml Volume titran 1,40 ml (pada pengamatan ke II)
46
Lampiran 2 (lanjutan)
Untuk mendapatkan hasil oksigen bersih selama periode 4 jam di dapatkan dari
perhitungan nilai NPP:
Untuk mendapatkan hasil oksigen per hari fotosintesis maka, dikalikan dengan
lamanya pencahayaan matahari selama 1 hari (12jam).
Intepretasi: Sumbangan oksigen yang berasal dari proses fotosintesis fitoplankton akan
menghailkan lebih rendah daripada perifiton di sungai. Hal ini diduga karena
kelimpahan jenis yang masih kurang cukup memadai. Perhitungan oksigen terlarut
menggunakan metode modifikasi Winkler.
Untuk mendapatkan beban oksigen hasil fotosintesis fitoplankton pada volume
0,43m3 maka,
Maka diperoleh untuk beban sumbangan oksigen terlarut yang dihasilkan dalam
proses fotosintesis fitoplankton pada volume 430L sebesar 894,4 mg oksigen per
430L per hari.
47
48
Lampiran 3. Hasil pengamatan suhu, DO, dan contoh perhitungan DO saturasi dan DO dari difusi udara.
Suhu aktual (oC) DO aktual (mg O2/L) DO saturasi (mg O2/L) k (20) k2(toC)
Difusi udara (mg O2/L/Hari)
Difusi udara (mg /430L/hari)
Stasiun 1 Stasiun 2 Stasiun 2 Stasiun2 Stasiun 1 Stasiun 2 Owens Stasiun 1 Stasiun 2 Stasiun 1 Stasiun 2 Stasiun 1 Stasiun 2
22,4 23,2 7,3 7,0 8,7 8,6 15,44 16,34 16,64 22,54 26,63 9692,50 11451,15
24,5 27,2 7,0 6,8 8,3 7,9 15,44 17,16 18,29 23,00 20,11 9888,11 8649,32
21,0 20,0 6,8 6,2 8,9 9,1 15,44 15,81 15,44 33,35 44,61 14339,64 19183,97
21,5 22,5 7,3 6,9 8,8 8,7 15,44 15,99 16,37 25,11 30,13 10796,00 12953,77
22,0 21,2 7,6 6,8 8,7 8,9 15,44 16,18 15,88 18,45 33,35 7931,87 14338,97
24,5 23,2 8,1 7,8 8,3 8,6 15,44 17,16 16,64 4,63 13,32 1992,38 5725,57
Rata
7,3 6,9
16,44 16,54 21,18 28,02 9106,75 12050,46
Contoh perhitungan oksigen terlarut yang berasal dari Difusi udara
Dik.
Nilai kecepatan sungai rata-rata (U) = 0,46 m/s
Nilai kedalaman sungai rata-rata (H) =0,43 m
Suhu sungai (oC) = 22,4oC
DO saturasi pada suhu (22,4oC) (Cole, 1983) =8,7 mg O2/L
DO aktual pengamatan = 7,3 mg O2/L
Menentukan k2 pada suhu 20oC:
49
Lampiran 3 (lanjutan)
44,5120k
43,0
46,034,520k
H34,520k
2
1,85
67,0
2
1,85
67,0
2U
Menentukan k2 pada suhu yang terukur pada saat pengamatan:
Menentukan nilai oksigen terlarut hasil difusi udara:
Untuk mendapatkan beban oksigen hasil difusi udara pada volume 0,43m3, maka
Maka diperoleh untuk beban sumbangan oksigen terlarut yang berasal dari difusi
udara pada volume 430L sebesar 9692,50 mg oksigen per 430L per hari.
50
Lampiran 4. Hasil pengukuran oksigen terlarut dan contoh perhitungan proporsi sumbangan oksigen terlarut
Sumber Oksigen Beban Oksigen (mg O 2/430L/hari) Persentase (%) Stasiun 1 Stasiun 2 Stasiun 1 Stasiun 2
Perifiton 2760,06 2322,70 21,73 15,30 Fitoplankton 924,82 833,40 6,56 6,05 Difusi Udara 9106,75 12050,46 71,71 79,37
Keterangan: * pada luasan cm2
Contoh perhitungan proporsi pada stasiun 1
51
Lampiran 5. Kelimpahan, indeks keaneragaman H’, keseragaman E, dan dominansi C organisme perifiton Jenis
substrat buatan
Stasiun 1 Stasiun 2
Spesies Jumlah
Kelimpahan (ind/cm2)
H' E C Spesies Jumlah Kelimpahan (ind/cm2)
H' E C
Tali Rafia
Thallasiotrhix sp
7 840 1,2283 0,8860 0,3148 Thallasiotrhix
sp 5 600 1,2659 0,9131 0,3018
Melosira sp 6 720 Melosira sp 4 480
Stauroneis sp 4 480 Stauroneis sp 3 360
Navicula sp 1 120 Navicula sp 1 120
Total 18 2160 Total 13 1560
Pipa PVC
Netron sp 1 120 1,1622 0,8384 0,3554 Netron sp 1 120 1,2770 0,9212 0,3061
Thallasiotrhix sp
1 120 Thallasiotrhix
sp 1 120
Melosira sp 5 600 Melosira sp 3 360
Chlorella sp 4 480 Chlorella sp 2 240
Total 11 1320 Total 7 840
Fiber glass
Thallasiotrhix sp
4 480 1,2149 0,8764 0,3333 Thallasiotrhix
sp 2 240 1,3297 0,9591 0,2778
Protococcus sp 3 360 Protococcus sp 2 240
Melosira sp 1 120 Melosira sp 1 120
Chlorella sp 1 120 Chlorella sp 1 120
Total 9 1080 Total 6 720
Batu Thallasiotrhix sp
30 3600 1,1063 0,6874 0,2424 Thallasiotrhix
sp 25 3000 1,1249 0,6990 0,2381
Melosira sp 23 2760 Melosira sp 20 2400
Lampiran 5 (lanjutan)
52
Stauroneis sp 28 3360 Stauroneis sp 25 3000
Navicula sp 3 360 Navicula sp 3 360
Chlorella sp 20 2400 Chlorella sp 20 2400
Total 104 12480 Total 93 11160
Tabel Kelimpahan, indeks keaneragaman H’, keseragaman E, dan dominansi C organisme fitoplankton
Fitoplankton
Stasiun 1 Stasiun
2
Spesies Jumlah Kelimpahan
(ind/L) H' E C Spesies Jumlah
Kelimpahan (sel/L)
H' E C
Navicula 2 6 0.9557
0.8699
0.4286
Navicula
3 9 0.6730
0.6126
0.5200
Nitzschia
4 12 Diatoma 2 6
Diatoma 1 3 Total 5 15
Total 7 21
53
Lampiran 6.Contoh gambar organisme yang ditemukan
Melosira sp. Stauroneis sp. Navicula sp. Chlorella sp.
54
Lampiran 7. Peta lokasi penelitian
Gambar Peta lokasi pengamatan bagian hulu Sungai Ciampea, Bogor Jawa Barat
55
Lampiran 8. ANOVA Anova: Perlakuan terhadap pemaparan cahaya
SUMMARY
Groups Count Sum Average Variance
Row 1 3
15,1672
5,0557
1,0243
Row 2 3
12,7269
4,2423
1,4575
ANOVA Source of Variation
SS
df
MS
F
P-value
F crit
Between Groups 0,9924
1
0,9924
0,7998
0,4217
7,7086
Within Groups 4,9637
4
1,2409
Total 5,9562
5
56
Lampiran 9. Foto Alat dan Pengamatan di Lapang
Gambar Lux Meter Gambar DO meter
Gambar GPS map 60 CSx Gambar Penempatan rancangan di alam
Gambar Botol BOD pasca diinkubasi Gambar Kondisi arus di lokasi penelitian
Gambar Lokasi pengamatan pada stasiun 1 Gambar Lokasi pengamatan pada stasiun 2
This document was created with Win2PDF available at http://www.win2pdf.com.The unregistered version of Win2PDF is for evaluation or non-commercial use only.This page will not be added after purchasing Win2PDF.
Recommended