PLANKTONOLOGI /planktologi

PERTEMUAN 2 :

FITOPLANKTON SEBAGAI PRODUSEN PRIMER

OLEH : MUZAHAR (MZ)

FAKULTAS ILMU KELAUTAN DAN PERIKANANUNIVERSITAS MARITIM RAJA ALI HAJI

TANJUNGPINANG 2010

FITOPLANKTON SEBAGAI PRODUSEN PRIMER

Fitoplankton hidup terdahulu di dunia, sehingga

secara historis ia adalah produsen primer.

Produsen (producers) berarti “pembuat”, dalam hal ini membuat bahan-bahan organik dari bahan-bahan anorganik (garam-garam dalam perairan) melalui proses Fotosintesis, suatu proses fisika-kimia dalam sel hidup, dengan bantuan klorofil dan menggunakan air (H2O), CO2 dan sinar matahari dalam bentuk energi-kinetik bergelombang 0,4 – 0,8 mikron.

Produktivitas Primer adalah laju produksi bahan organik (dinyatakan dalam C=karbon) melalui reaksi fotosintesis per satuan volume atau luas suatu perairan tertentu, yang dapat dinyatakan dengan satuan seperti mg C/m3/hari atau g C/m2/tahun.

Fotosintesis, yang merupakan dasar dari produktifitas primer, pada hakikatnya adalah reaksi foto-kimia (photo-chemical reaction) yang sangat rumit, tetapi secara keseluruhan dapat disederhanakan sbb :

klorofil6CO2 + 12H2O ------------- C6H12O6 + 6H2O + 6O2

cahaya

Dari reaksi kimia tsb dihasilkan senyawa organik (misalnya karbohidrat) yang mempunyai potensi kimiawi yang tinggi yang disimpan di dalam sel. Klorofil sendiri tidak ikut dalam reaksi namun sebagai katalisator yang menyadap energi cahaya yang diperlukan dalam reaksi tersebut.

Potensi energi kimiawi berupa bahan organik yang terbentuk dalam sel fitoplankton kelak akan digunakan untuk respirasi, yang akan menghasilkan energi untuk berbagai proses metabolisme lainnya. Reaksi Respirasi itu sendiri adalah kebalikan dari proses fotosintesis

Dalam konsep produktivitas dikenal istilah Produktivitas Primer Kotor dan Produktivitas Primer Bersih, yang didefenisikan msg2 :

1) Produktifitas primer kotor (PPK) adalah produktifitas primer zat organik dalam jaringan tumbuhan, termasuk yang digunakan untuk respirasi. Atau boleh pula didefenisikan sbg : Jumlah total bahan organik yang diproduksi di perairan melalui proses fotosintesis tersebut dikenal dengan istilah “produksi primer kotor” dalam ekosistem perairan.

Porsi material organik yang diproduksi melalui fotosintesistersebut antara lain digunakan oleh fitoplankton itu sendiriuntuk :

1) Respirasi2) Pertumbuhan3) Reproduksi4) Hilang karena ada yang mati.

Dan sisanya dikenal sebagai “produksi primer bersih (PPB)” yang didefenisikan sbg : PPK dikurangi dengan yang digunakan untuk respirasi (R) atau dapat dinyatakan :

PPB = PPK - R

Produksi primer yang terbentuk merupakan material organik yangberguna untuk menunjang kehidupan hewan dan dekomposer.

Baik tumbuhan air makro di air tawar dan di laut yang tumbuh didasar perairan ( makro algae/rumput laut/ sea weed) umumnyahanya menempati area yang relatif sempit di dasar perairandangkal, namun sebaliknya Fitoplankton, ia menempati seluruhperairan yang mendapat sinar (zona fotik). Karenanya, produksiprimer perairan umumnya didominasi oleh Fitoplankton (98%)dari total di laut).

Untuk mendapatkan data kuantitatif dari “standing stock” (produksi primer) fitoplankton dapat dilakukan melalui 3 pendekatan yaitu :

1) Menurut Strickland dan Parsons (1972).Untuk melihat keberadaan fitoplankton, zooplankton dandetritus dalam perairan dapat dilakukan melalui pengukuranpartikel karbon, nitrogen, fosfor, klorofil dsb.Namun, dengan metode ini kita tidak akan dapat mendapatinformasi komposisi spesies dan kelimpahan masing-masing.

2) Menurut Parsons dan Seki (1969)Pengukuran partikel-partikel diatas dapat memperlihatkan ukuranspectrum partikel yang tersuspensi.Namun, dengan metode ini kita tidak dapat mengetahui antara

partikelyang masih hidup dan yang sudah mati, apalagi untuk identifikasispesiesnya.

3) Metode Mikroskopis

Untuk menentukan dan menghitung fitoplankter sampai tingkatspesies.Perhitungan ini berguna untuk menentukan komunitasfitoplankton serta bentuk-bentuk distribusinya pada ruang danwaktu tertentu.Perhitungan ini dapat pula menentukan jumlah fitoplankteryang kemudian di transfer ke dalam biomassa atau energi,misalnya ke dalam jumlah karbon organik atau kalori.

Menurut Koblentz-Mishke et.al. (1970) :

Total produksi primer bersih fitoplankton di laut secara globalberkisar 15–18 x 109 ton C/tahun, dengan variasi produksisebagai berikut :

1) Laut terbuka (90% total luas laut) rata-rata 50 gC/m2/th2) Area continental shelf (9% total luas laut) rata-rata 100-150

gC/m2/th 3) Daerah Upwelling (1% total luas laut) 300-500 gC/m2/th.

Beberapa faktor yang mempengaruhi produksi primer adalah Cahaya, Nutrien dan Grazing.

1) Cahaya/sinarSinar merupakan faktor pembatas utama terhadap distribusitumbuhan termasuk fitoplankton di perairan.Untuk hidup, mereka harus berada di daerah bagian atasperairan (zona fotik), dimana energi sinar masih menjangkaumereka dan serasi untuk proses fotosintesa.Kedalaman zona fotik ditentukan oleh kapasitas sinar yangmenembus ke dalam air, yang sangat dipengaruhi oleh berbagaikondisi yaitu absorpsi sinar oleh atmosfer (35%), sudut sinarantara matahari dan permukaan air dan transparansi air (Sumich,1976).

2) NUTRIEN/unsur hara

Untuk pertumbuhan dan pemeliharaan sel-sel, tumbuhan ataufitoplankton memerlukan nutrient seperti CO2, Silika (SiO2),kalsium karbonat (CaCO3), Fosfor dalam bentuk fosfat (PO4

-),Nitrogen.Kebutuhan fosfat untuk plankton relative sedikit. Rasio N dan Puntuk plankton dan tumbuhan adalah sama yaitu 16 : 1.

3) GRAZINGGrazing oleh herbivore renik (zooplankton dan ikan kecil) dapatmenurunkan (mengurangi) standing crop dan hal ini tentu akanberpengaruh terhadap produktivitas populasi fitoplankton.

4). Suhu

Di laut !, suhu dapat mempengaruhi fotosintesis, baik lgs atau tdk. Pengaruh langsung karena reaksi kimia enzimatik yang berperan dalam proses fotosintesis dikendalikan suhu. Peningkatan suhu sampai batas tertentu akan menaikkan laju fotosintesis.

Pengaruh tak langsung adalah karena suhu akan menetukan struktur hidrologis suatu perairan tempat fitoplankton itu berada. Suhu akan sangat menetukan berat jenis air. Makin rendah suhu air akan semakin tinggi berat jenisnya.

Sebaran vertikal suhu di laut, terutama di perairan tropis, umumnya menunjukkan adanya lapisan termoklin (thermocline layer) dimana suhu menurun dengan cepat terhadap kedalaman.

Suhu yang menurun menyebabkan densitas air meningkat pula. Dengan demikian akan terbentuk lapisan pegat (discontinuity layer) yang memisahkan lapisan atas yang hangat dan di lapisan di bawahnya yang dingin. Dengan kata lain lapisan air di atas termoklin tdk dapat bercampur dengan lapisan di bawahnya, sgh menghambat penenggelaman fitoplankton.

Produktivitas Perairan Pantai dan Pesisir

Pada lautan terbuka yang bebas dari pengaruh massa daratan, produktivitas fitoplankton bervariasi secara geografik. Keadaan di dalam massa air yang berdekatan dengan daratan, sedikit berbeda dengan keadaan di laut terbuka.

• Ada beberapa faktor yang mengakibatkan perbedaan ini diantaranya adalah :

1) Perairan pantai menerima sejumlah besar unsur-unsur kritis yaitu ; P dan N dalam bentuk Phospat (PO4) dan Nitrat (NO3) melalui run-off dari daratan (dimana kandungan zat hara jauh lebih banyak), sehingga perairan pantai tidak kekurangan zat hara.

2) Kedalaman air, kebanyakan perairan pantai kedalaman airnya dangkal dengan demikian pada cuaca apapun fitoplankton tidak mungkin terseret ke bawah kedalaman kritis. Bila intensitas cahaya cukup, produktivitas dapat terus berlangsung, bahkan juga dalam musim dingin.

3) Banyaknya bahan reruntuhan dan serasah yang berasal dari daratan yang dapat membatasi kedalaman zona fotik, dengan demikian menyebabkan tingginya kadar zat hara, serta dangkalnya perairan.

4) Dalam perairan pantai jarang terdapat thermoklin permanent, sehingga tidak ada zat hara yang terperangkap di dasar perairan.

EFISIENSI FOTOSINTESIS DARI FITOPLANKTON

Efisiensi fotosintesa dari satu gram plankton lebih besar dari pada satu gram daun flora tingkat tinggi. Hal ini telah dibuktikan dalam berbagai riset laboratorium.

Ada beberapa factor yang menyebabkan efisiensi fotosintesa dari plankton lebih besar dari flora tingkat tinggi, diantaranya adalah :

1) Tiap sel dari satu gram plankton besarnya kira-kira sama dengan sel yang ada pada daun, tetapi jumlahnya lebih banyak, mudah langsung disinari dari segala jurusan, mudah sekali berkembangbiak karena uniselluler dan hidup bebas dalam air.

Contoh :1 sel Chlorella (dengan diameter 2 sampai 3 mikron) dalam 24 jam dapat berkembangbiak sampai 10.000 sel dengan syarat-syarat yang maksimum.

2) Tiap sel pada daun, tidak langsung mendapat sinar karena terkurung dalam “nervatur” dan susah berkembangbiak karena nervatur harus membesar, demikian pula pada tangkai-tangkai daun dan sebagainya.

Berbagai percobaan telah lama dijalankan dalam laboratorium secara missal dengan menggunakan Chlorella yang dapat lebih cepat membuat bahan makanan atas efisiensi fotosintesis dari fitoplankton ini.

Maksimum produksi yang telah dicapai ialah 70 gram alga kering tiap hari per m2, dan apabila kita konversi ke Ha/tahun menjadi 2580 kwintal.

Sedangkan produksi beras PB 5 hanya mencapai 100 kwintal tiap Ha per tahun, dengan perbandingan kedua angka tersebut memperjelas tingkat efisiensi dari fitoplankton.

TUGAS : BUAT BAHAN PRESENTASI (POWER POINT) TENTANG CARA/TEKNIK PENGUKURAN FOTOSINTESA DAN GROSS- PRODUCTION, JELASKAN PER kelompok