Animals Vol 2: Vertebrates. Plenum Press. Newyork. Oseana, Volume XLI, Nomor 2, Tahun 2016 ISSN

Walker, W.F,Jr. 1993.  Functional Anatomy of The Vertebrates.  CBS  College  Publishing. United States America....hal

Animals Vol 2: Vertebrates. Plenum Press. Newyork.

Wulandari, P. D., Pujiyati, S., Hestirianoto, T., & Wartzok,  D.  and  D.  R.  Ketten,  1999.Marine Lubis,  M.  Z.  2016.  Bioacoustic mammal  sensory  systems.  Biology of Characteristic  Click  Sound  and marine mammals, 1:117-175. Behaviour of Male Dolphins Bottle Nose (Tursiops aduncus).  Journal of Fisheries Watkins, W, A. and D. Wartzok,.1985 Sensory & Livestock Production, 2016. biophysics  of  marine  mammals. Mar. Mam. Sci. 1(3): 219–260. Urick, R,J. 1975.  Principles of Underwater Sound. Kingsport Press, 384 pp. Winn, H.E. 1991. Acoustic Discrimination By The Road FishWith Comments OnSignal Zimmer,  W.  M.  2011.  Passive acoustic System. P 361 – 381. In Howard E. Winn. monitoring of cetaceans.Cambridge Dan Bori J. Olla. (ed) Behavior of Marine University Press.

Oseana, Volume XLI, Nomor 2, Tahun 2016

   ISSN 0216-1877

KATA PENGANTAR Uji toksisitas dengan menggunakan organisme perairan, telah digunakan selama puluhan tahun  untuk  mengkaji  resiko  bahan  kimia  di  lingkungan  perairan  dan  menjadi  dasar  untuk pengembangan kriteria kualitas air.   Sdr. Triyoni Purbonegoro mengawali  Oseana Volume XLI Nomor  2  Tahun  2016,  dengan  tulisan  berjudul  “  Penggunaan  Toksikan  Rujukan  (Reference Toxicants) dalam Uji Toksisitas Perairan”. Artikel ini memberikan informasi mengenai kriteria dan prosedur penggunaan beberapa toksikan rujukan dalam uji toksisitas perairan secara lebih rinci. Sdri. Rany Dwimayasanti dalam  artikel  kedua,  memaparkan  tentang  “Pemanfaatan Karagenan sebagai Edible Film”. Tulisan ini memberikan gambaran tentang pemanfaatan karagenan menjadi edible film sebagai alternatif kemasan yang baik untuk meningkatkan daya tahan dan kualitas  bahan pangan selama penyimpanan. Dengan penambahan jumlah  karagenan tersebut maka dapat meningkatkan nilai ketebalan, kekuatan tarik, laju transmisi uap air serta nilai kelarutan dari edible film itu sendiri. Archaster typicus,  spesies  bintang  laut  yang  dieksploitasi  secara  masif  untuk  tujuan perdagangan  ornamen.  Pada  artikel  ketiga,  Sdri.Ana Setyastuti menulis  “Archaster typicus (Asteroidea, Echinodermata) : Sistematika, Pergeseran Habitat, Perilaku Membenamkan Diri dan Perkawinan”. Artikel ini memberikan penjelasan secara detil tentang hasil-hasil penelitian mengenai Archaster typicus, baik biologi maupun ekologinya. Artikel keempat ditulis oleh Sdr. Hanif Budi Prayitno dengan judul”An Introduction to Four Common Techniques of  Pore Water Sampling”. Air poros sedimen menyimpan informasi penting  tentang  status  geokimia  dan  ekologi  sedimen,  sehingga  analisis  ini  sering  dilibatkan dalam studi lingkungan. Tulisan ini mengulas lebih mendalam tentang keempat teknik pengambilan sampel  air  poros  sedimen  yang  umum  digunakan  beserta  kelebihan  dan  kekurangan  masingmasing teknik. Hingga kini di antara para ahli karang masih memperdebatkan  mengenai peran terumbu karang  pada  konteks  blue carbon.  Pada  artikel  kelima,Sdri. Ni Wayan Purnama Sari mengetengahkan “ Coral Reef, Penyerap atau Penghasil Karbon”.Tulisan ini memberikan informasi mengenai terumbu karang yang merupakan komunitas yang memiliki konektivitas yang erat dengan ekosistem mangrove  dan padang  lamun  sebagai carbon sink atau  komunitas  penyimpan blue carbon  yang  sebenarnya. Akustik kelautan merupakan suatu bidang ilmu kelautan yang berfungsi untuk mendeteksi target di kolom perairan dan dasar perairan menggunakan gelombang suara. Pada artikel keenam, Sdr. Muhammad Zainuddin Lubis, Sri Pujiyati, dan Pratiwi Dwi Wulandari menulis tentang “Akustik Pasif untuk Penerapan di Bidang Perikanan dan Ilmu Kelautan”. Tulisan ini bertujuan memberikan informasi akustik pasif  dengan metode bioakustik yang sering dilakukan pada mamalia dan biota lainnya dapat digunakan sebagai acuan yang akurat, tidak berbahaya dan tidak merusak biota target.

Selamat membaca !!! Redaksi 50

Lubis, M. Z. 2014. Bioakustik Stridulatory Gerak Au, W, W. and D.W.  Martin. 1989. Insights into Ikan  Guppy  (Poecilia reticulata)  Saat dolphin sonar discrimination capabilities Proses  Aklimatisasi  Kadar  Garam. [ from human listening experiments.  The Skripsi ] Bogor (ID): Institut Pertanian Journal of the Acoustical Society of Bogor. America, 86(5) :1662-1670. Lubis, M. Z.,  P. D. Wulandari, M. S. Harahap, Borowski, B., A. Sutin, H. S. Roh, and B. Bunin, M.  Tauhid,  and  J.  R.  Moron,  2016a. (2008, April).Passive  acoustic  threat Bioacoustic:  Percentage  Click  Sound detection  in  estuarine  environments. of  Indo-Pacific  Bottlenose In SPIE Defense and Security Dolphins  (Tursiops Aduncus)  in Symposium (pp.  694513-694513). Captivity,  Indonesia.  J Biosens International  Society  for  Optics  and Bioelectron, (207),2. Photonics. Lubis, M. Z., P. D.Wulandari,  T. Hestirianoto, Branstetter, B. K., C. M. DeLong,  B. Dziedzic, and  S.  Pujiyati,  2016b.  Bioacoustic A.  Black,    &  K.  Bakhtiari,    2016. spectral whistle sound and behaviour of Recognition  of  Frequency  Modulated male  dolphin  bottle  nose  (Tursiops Whistle-Like  Sounds  by  a  Bottlenose aduncus)  at  Safari  Park  Indonesia, Dolphin  (Tursiops truncatus)  and Cisarua  Bogor.  Journal of Marine Humans  with  Transformations  in Science: Research & Development. Amplitude,  Duration  and  Frequency. PloS one, 11(2). Simmonds,  J.,  and  D.  N.  MacLennan, Fisheries acoustics: theory and Brook,D.  and  R.J.  Wynne.  1991.  Signal 2008.  practice. John Wiley & Sons. Processing:  Principples  and Applications. Edward Arnold, a division Pitcher,  T.  J.  1986.  Functions  of  shoaling of Hodder and Stoughton Limited, Mill behaviour  in  teleosts.In  The behaviour Road, Dunton Green. Great Britain. of teleost fishes. Springer US : 294-337. Evans, W. E. 1966 Vocalizations among marine Popper,  A.  N.  1980.  Sound  emission  and mammals. Marine Bioacoustics 2 : 159– detection  by  delphinids.  Cetacean 185. behavior: Mechanisms and functions, 152. Herman,  L.  M.  and  W,  N.  W.Tavolga,  1980 Communication  systems  of  Cetaceans. Simmonds J. and D. MacLennan  2005.  Fisheries Cetacean Behavior: Mechanisms and Acoustics: Theory and Practice, second Function (ed. L. M. Herman) pp. 149– edition.  Blackwell.doi  :  SH344.2.S56 197. 639.2–dc22 2005005881. Krauss,T.P. L. Shure and J.N.Little 1995. Signal Simmonds,  J.,  and  D.  N.  MacLennan, Processing  Toolbox:  For  Use  with 2008.  Fisheries acoustics: theory and Matlab. The Mathworks, Inc. practice. John Wiley & Sons.

49

air  yang  dilambangkan  dengan  (C),  sehingga diperoleh persamaan (5) (Halliday & Resnick, 1978).



C f

Oseana, Volume XLI, Nomor 2, Tahun 2016 : 1- 7 PSD =  

………….

            (6)

PENGGUNAAN TOKSIKAN RUJUKAN (REFERENCE TOXICANTS) DALAM UJI TOKSISITAS PERAIRAN

Perhitungan  PSD  pada  Matlab menggunakan  metode  Welch  (Krauss  et al.,1995),  yakni  mencari  DFT  (berdasarkan perhitungan dengan algoritma FFT), kemudian mengkuadratkan  nilai  magnitude  tersebut. Contoh hasil figure PSD dihasilkan oleh Matlab software  dapat dilihat pada  Gambar 9.

                (5)

Power Spectral Density  (PSD) didefenisikan  sebagai  besarnya  power  per interval  frekuensi,  dalam  bentuk  matematik (Brook & Wynne, 1991) pada persamaan (6) :

   ISSN 0216-1877

Oleh Triyoni Purbonegoro1) ABSTRACT THE USE OF REFERENCE TOXICANTS IN AQUATIC TOXICITY TESTING. The use of reference toxicant in aquatic toxicity testing is a part of efforts to obtain good quality data and it can be justified scientifically. It is used to determine the health and sensitivity of the test on organisms; to compare relative toxicities of substances by using control as an internal standard; to perform interlaboratory calibrations; and to evaluate the reproductive ability on tested data with time. Numbers of substances, such as some metals and salts, can be used as reference toxicants, but basically we must consider certain criterias in using a chemical as a reference toxicant. An ideal reference toxicant is that has a toxic at low concentrations, rapidly lethal, non-selective, and detectable by known analytical techniques.  The use of each reference toxicant in toxicity tests should be repeated using the same test organism to produce a data set of sensitivity. Endpoint values are then plotted on a control chart with tolerance range ± 2 SD. The value outside the tolerance range requires the evaluation of all test procedures and conditions of the test organisms.

Gambar 9.Power Spectral Density (PSD) suara lumba-lumba jantan hidung botol (Tursiops aduncus) (Lubis et al., 2016b).

PENUTUP Tulisan  ini  menunjukkan  bahwa studi tentang  akustik pasif diterapkan dengan metode bioakustik yang sering dilakukan pada mamalia dan biota/ hewan laut lainnya, dapat sebagai  acuan  atau  referensi  yang  sangat akurat,  tidak  berbahaya  dan  merusak  biota/ hewan  yang  akan  dijadikan  sebagai  target. Metode  ini  sangat  berguna  untuk  dunia kelautan  d alam  menghasilkan  kisar an frekuensi  dan  nilai  intensitas  suara,  dari

48

sumber  suara  dengan  melakukan  analisa spektrum  menggunakan  metode  bioakustik, contohnya pada mamalia laut. DAFTAR PUSTAKA Anonim.  2015.  The  Physics  of  sound.  http:// www.podcomplex.com/guide/physics. html. Diakses pada tanggal 15 Juli 2015. Anonim. 2015. Hydrophones. www. sensortech. ca.  Diakses pada tanggal 26 Juli 2015.

PENDAHULUAN

meliputi pemilihan metode penelitian yang tepat, pengambilan dan penanganan sampel, kualitas Uji  toksisitas  dengan  menggunakan data, evaluasi data, pengendalian kualitas, dan organisme  perairan  telah  digunakan  selama kualifikasi  personil.  Quality Control  (QC) puluhan tahun yang lalu untuk mengkaji resiko meliputi kegiatan spesifik untuk menghasilkan bahan kimia di lingkungan perairan,  dan menjadi kinerja standar sebagai bagian dari program QA. dasar dalam pengembangan kriteria kualitas air Kegiatan  ini  meliputi  penggunaan  kontrol (Struewing  et al.,  2015).  Untuk  memperoleh (kontrol  negatif  dan  positif),  standarisasi, kualitas  data  yang  baik,  dan  yang  dapat kalibrasi, dan replikasi (Burton et al., 2003). dipertanggungjawabkan secara ilmiah, jaminan Selain  menggunakan  kontrol  negatif kualitas  dan  pengendalian  kualitas  (Quality berupa air pelarut yang bebas pencemar, semua Assurance  -  Quality Control  /  QA-QC)  harus uji  toksisitas  harus  melibatkan  penggunaan diterapkan  pada  setiap  uji  toksisitas  perairan. kontrol  positif  yang  dilakukan  dengan Quality Assurance  (QA)  merupakan  program menggunakan  toksikan  rujukan  (reference terintegrasi yang dirancang untuk menyediakan toxicant).  Toksikan  rujukan  digunakan  untuk hasil  data  yang  akurat  dan  tepat.  Program  ini memperoleh  informasi  mengenai  perubahan 1)

Laboratorium Oseanografi Kimia, Pusat Penelitian Oseanografi-LIPI

1

(SDS), kromium (Cr6+) dalam bentuk potassium dichromate, amonia (NH3), fenol (C6H6O) dan zink (Zn) sebagai toksikan rujukan. Selain logam, beberapa jenis garam dapat digunakan sebagai toksikan rujukan, antara lain potasium klorida (KCl) dan sodium klorida (NaCl) (Struewing et al., 2015).   Penggunaan  masing-masing  toksikan rujukan  dalam  uji  toksisitas  harus  dilakukan berulangkali,  dengan  menggunakan  biota  uji yang sama untuk menghasilkan kumpulan data sensitivitas biota uji. Uji toksisitas yang dapat dilakukan adalah uji toksisitas akut (96 jam) atau kronis  (>96  jam,  sesuai  siklus  hidup  masingmasing  biota  uji),  dengan  menggunakan  seri konsentrasi  yang  terdiri  dari  kontrol  dan beberapa konsentrasi. Salah satu contoh kondisi dan prosedur yang direkomendasikan adalah uji KRITERIA DAN PROSEDUR toksikan  rujukan  dengan  menggunakan  larva PENGGUNAAN TOKSIKAN RUJUKAN serangga air Chironomus sp. (Tabel 1). Hasil  dari  setiap  uji  toksikan  rujukan Menurut Rand & Petrocelli (1985), kriteria adalah berupa nilai akhir (endpoints), atau nilai toksikan  rujukan  yang  ideal  adalah  bersifat konsentrasi  toksikan  yang  berpengaruh toksik  pada  konsentrasi  yang  rendah, terhadap 50% populasi biota uji (Median Lethal mematikan  dengan  cepat,  non-selektif,  dan Concentration, LC 50 ;  Median Effective dapat  dideteksi  atau  dianalisis  dengan  teknik Concentration, EC50;  atau  Median Inhibition yang  umum  diketahui.  Environment  Canada Concentration,  IC 50)  untuk  setiap  spesies (1992)  dan  Environment  Canada  (1997) kemudian diplotkan pada grafik kontrol. Gambar merekomendasikan  logam  kadmium  dalam 1 merupakan contoh serangkaian nilai akhir yang bentuk kadmium klorida (CdCl2), dan tembaga diperoleh dari sejumlah uji toksisitas toksikan dalam bentuk tembaga sulfat (CuSO4) sebagai rujukan  NaCl,  yang  diujikan  pada  larva toksikan  rujukan.  Badan  Perlindungan Ceriodaphnia dubia  selama  tujuh  hari. Lingkungan Amerika  Serikat  (US  EPA)  juga Ceriodaphnia dubia  merupakan  serangga  air merekomendasikan CuSO4 sebagai salah satu kecil dari Filum Krustasea, Kelas Branchiopoda, toksikan  rujukan  (Struewing  et al.,  2015). biasa hidup di danau dan kolam air tawar (https:/ Achiorno et al., (2010) dan Myers  et al., (2006) /en.wikipedia.org/wiki/Ceriodaphnia_dubia). menggunakan  detergen sodium dodecyl sulfate pada  sensitivitas  biota  uji  yang  dapat  terjadi disebabkan  oleh  proses  aklimasi,  penyakit, jumlah  kepadatan  biota  dalam  wadah pemeliharaan  (loading density),  atau  stress dalam  penanganan  pemeliharaan  (handling stress) (Burton et al., 2003). Toksikan rujukan juga  berguna  untuk  ;  (1)  membandingkan toksisitas  relatif  suatu  bahan  kimia  dengan menggunakan kontrol sebagai standar internal, (2) melakukan kalibrasi antar laboratorium, dan (3)  mengevaluasi  metode  penelitian  untuk menghasilkan  data  yang  konsisten  (data reproducibility)  (Rand  &  Petrocelli,  1985). Tulisan  ini  bertujuan  untuk  memberikan informasi  singkat  dan  pemahaman  mengenai kriteria  dan  prosedur  penggunaan  beberapa toksikan rujukan dalam uji toksisitas perairan.

2

FOURIER TRANSFORMATION Dasar dari karakteristik frekuensi pada sinyal adalah fourier transformation (Brook & Wynne, 1991).  Fast Fourier Transform (FFT) merupakan suatu algoritma  untuk menghitung Discrette Fourier Transform  (DFT).  Fungsi umum dari fourier transformation adalah mencari komponen frekuensi sinyal yang terpendam oleh  suatu  sinyal  domain  waktu  yang  penuh

dengan  noise  (Krauss  et.al 1995)  dengan persamaan sebagai berikut : S=fft (y)                   (2) S=fft(y,n)    (3) Bentuk  perintah  (1)  dan  (2)  hampir sama,  yakni  menghitung  DFT  dari  vektor  x, hanya  pada  perintah  (2)  ditambah  dengan penggunaan parameter panjang FFT (n). Contoh hasil data yang dihasilkan oleh Wavepad software dengan FFT dapat dilihat pada  Gambar 8.

Gambar 8.Fast Fourier Transform suara ikan lumba-lumba jantan hidung botol (Tursiops aduncus) (data pribadi).

POWER SPECTRAL DENSITY ProgramWavelab 6.0 digunakan untuk memasukan  dan  memproses  data  dari  suara yang  dihasilkan  dari  perekaman,  yaitu Power Spectral Density (PSD) dan  Fast Fourier Transform (FFT).Power Spectral Density diproses  dengan  memasukan  data  suara  yang berbentuk *.WAV dan memproses data melalui perintah Analysis dan memasukan perintah 3D Frequency Analysis  sehingga    akan  tampak suatu  grafik  yang  memperlihatkan  hubungan intensitas dengan frekuensi.  Pada grafik akan muncul  bentuk  seperti  gunung,  bagian  yang tertinggi  akan  ditentukan  sebagai  frekuensi optimum dan dilakukan perhitungan.  Frekuensi sebuah gelombang secara alami ditentukan oleh

47

frekuensi  sumber.    Laju  gelombang  melalui sebuah  medium  ditentukan  oleh  sifat-sifat medium.  Sekali frekuensi (f) dan laju suara (v), dari gelombang sudah ditentukan, maka panjang gelombang  (l)  dapat  ditetapkan.    Dengan hubungan f = 1/T (Halliday & Resnick, 1978), maka dapat diperoleh persamaan (4).



 f

(4)

Oleh karena pada penelitian laju suara yang digunakan pada medium zat cair, yaitu air laut,maka laju suara di udara yang dilambangkan dengan (v), dapat dirubah dengan laju suara di

Kemudian  dari  data  yang  diperoleh dapat ditampilkan kedalam bentuk grafik yang diinginkan,  yaitu  grafik  diagram  batang  dan grafik diagram stock untuk bagian kiri dan kanan data suara. Gambar contoh spektrum suara yang

dihasilkan  dari  Raven lite 1.0 software  dapat dilihat  pada  Gambar  6,  sedangkan  Gambar  7 menunjukkan spektogram hasil perekaman suara yang  berasal  dari  spektrum  lumba-lumba  dan diolah dengan menggunakan SIG View 2.7.1

Tabel 1. Kondisi  dan  prosedur  yang  direkomendasikan  oleh  Environment  Canada,  (1997)  untuk melakukan uji toksikan rujukan dengan menggunakan larva Chironomus sp. Jenis uji  Toksikan rujukan  Frekuensi uji  Larutan uji  Pergantian larutan  Kontrol/air pelarut  Biota uji 

Gambar 6. Spektrum suara ikan lumba-lumba jantan hidung botol ( Tursiops aduncus) (Lubis et al., 2016a).

Substrat untuk biota uji  Wadah uji  Volume larutan uji  Jumlah ulangan  Suhu  Pencahayaan  Aerasi  Pemberian pakan  Pengamatan  Pengukuran kualitas air  Nilai akhir (endpoints)  Validitas uji 

Gambar 7. Pseudogram spektrum ikan lumba-lumba jantan hidung botol ( Tursiops aduncus) (Lubis et al., 2016b).

Gambar 6  merupakan hasil spektrum suara   lumba-lumba  jantan  hidung botol  yang diperoleh dengan melakukan proses menggunakan  perangkat  lunak  Raven  Pro  1.0,  dengan panjang  waktu  perekaman  yaitu  700  ms,  dan dengan sumbu y adalah besarnya frekuensi yang dihasilkan  dari  data  spektrum  yang  diolah. Gambar 7 merupakan spektrum hasil perekaman suara yang dihasilkan dari  lumba-lumba, dengan

46

:  statis, 96 jam,  uji toksisitas dengan hanya menggunakan air  :  tembaga sulfat (CuSO4), kadmium klorida (CdCl 2), potasium  klorida (KCl), atau sodium klorida (NaCl)  :  sebulan sekali, atau bersamaan dengan uji definitif  :  kontrol dan sedikitnya 5 konsentrasi uji  :  tidak dilakukan  :  air  yang  digunakan  untuk  kultur/pemeliharaan  biota  uji,  kelarutan oksigen mencapai 90 % saturasi  :  larva Chironomus tentans  atau  Chironomus riparius, tahap  instar kedua, 10 ekor per wadah  :  pasir silika  :  300 ml gelas Beaker, diameter 7 cm, dilengkapi tutup   :  200 ml  :  idealnya >2 per konsentrasi  :  rata-rata harian, 23±1 oC  :  fluoresent atau yang  setara, 500-1000 lux,  16 jam terang : 8  jam gelap  :  tidak dilakukan  TM TM :  makanan ikan (misal, Tetrafin  atau Nutrafin ),   :  setiap  hari,  setiap  wadah,  catat  jumlah  kematian  biota  pada  tiap wadah  :  setiap  hari,  setiap  perlakuan,  catat  konsentrasi  oksigen  terlarut, suhu, pH, alkalinitas, konduktivitas  :  persentase  rata-rata  kelulushidupan  (survival)  pada  tiap  perlakuan, 96 jam LC50  :  rata-rata  kelulushidupan  (survival)  pada  kontrol  setelah  96  jam >90% 

sumbu x adalah waktu dengan maksimal waktu adalah 600 ms, dan sumbu y merupakan frekuensi dengan frekuensi maksimum adalah 22.000 Hz. Proses analisa data spektrum dan karakteristik dari  suatu  objek  atau  target  dalam  penerapan ilmu bioakustik, biasanya tidak lepas dari aspek fourier transformation dan  power spectral density  yang  biasa  digunakan  untuk  melihat hubungan berikut :

3

Bioakustik  menggunakan  instrumen pasif  yang  biasa  disebut  dengan  hydrophone, yang  berfungsi  untuk  mendengarkan  suara bawah  air. Alat  ini  mengkonversi  suara  yang datang dari dalam air yang menjadi sinyal eletrik, dan  kemudian  dapat  diamplifikasi,  dianalisis, atau diperdengarkan di udara (Urick, 1983 dalam Pitcher,  1986).Hydrophone biasanya  berupa suatu  lempengan  piezo-electric ceramic (Simmonds & McLennan, 2008). Dolphin EAR

Hydrophone mampu mendeteksi frekuensi suara pada  1-2  Hz.  Ambang  batas  terendah pendengaran  manusia  hanya  mampu mendengarkan suara hingga frekuensi 18-20 Hz. Suara-suara di luar ambang batas pendengaran normal manusia, dapat didengar menggunakan Dolphin  EAR  Hydrophone yang  dilengkapi dengan  Raven lite 1.0 software.  Gambar  5, merupakan  contoh  satu  set  alat  perekaman dalam bioacoustics hydrophone .

Gambar 5.Set alat perekam suara, (a) Hidrofon, (b) Headphone, (c) catu daya/baterai, dan (d) laptop untuk data logging dan data processing (Lubis, 2014).

Gambar 1.Contoh grafik kontrol uji toksikan rujukan  (http://www.etsnclab.com/quality-assurancequality-control/reference-toxicant-testing)

Grafik  kontrol  dibuat  sedemikian  rupa agar axis x merupakan identitas tanggal uji atau urutan  uji  toksisitas,  dan  axis  y  merupakan identitas konsentrasi nilai akhir (LC50, EC50, atau IC50). Nilai rata-rata dan deviasi standar (SD) digunakan  sebagai  kisaran  dari  variasi  ‘nilai normal’ atau ‘nilai yang dapat diterima’. Kisaran ± 2  SD merupakan batas atas dan bawah dari nilai  rata-rata,  menggambarkan  95%  batas kepercayaan (Confidence Limits) (Environment Canada, 1992). Hasil  uji  toksikan  rujukan  dianggap dapat  diterima  apabila  berada  dalam  kisaran batas kepercayaan 95%. Pada kisaran tersebut, data  pencilan  (outliers)  diharapkan  hanya

muncul sebanyak 5% saja. Nilai hasil uji toksikan rujukan di luar toleransi tersebut tidak berarti presisi data yang dihasilkan meragukan, namun lebih  pada  perlu  adanya  evaluasi  terhadap semua prosedur uji dan kondisi organisme uji. Bergantung  pada  hasil  temuan,  kemungkinan diperlukan  adanya  upaya  untuk  mengkoleksi dan  mengkultur  populasi  baru  biota  uji  yang sama (Environment Canada, 1992). Uji menggunakan toksikan rujukan dapat dilakukan  melalui  pemaparan  dengan  air  saja selama  48-96  jam  atau  dengan  sedimen  yang telah ditambahkan toksikan ke dalamnya (spiked sediments) selama 7-10 hari. Pemaparan dengan menggunakan air saja dipilih, karena lebih sedikit

4

PENGOLAHAN DATA SUARA

dari gangguan (noise), kemudian diolah dengan menggunakan  program Wavelab  6.0.    Data Data  suara  yang  telah  terekam  oleh dilakukan perubahan bentuk dari bentuk suara digital voice recorder  dalam  bentuk  file ke bentuk angka dengan menggunakan analisa ekstensi  *.VY4,  direkam  ulang  dengan data  FFT  pada  program Wavelab  6.0  yang menggunakan  program Advanced Sound kemudian  dilakukan  pemindahan  data  dari Recorder 6.0  yang  akan  menghasilkan  data bentuk ekstensi *.WAV menjadi *.txt. Setelah suara dalam bentuk ekstensi *.mp3.  Selanjutnya menjadi  bentuk  *.txt,  data  diolah  dengan data  suara  yang  sudah  dalam bentuk  ekstensi menggunakan  program Microsoft Excel *.mp3  disimpan  kedalam  bentuk  ekstensi melakukan rataan terhadap angka per 1000 Hz, *.WAV dengan menggunakan program  Wavelab dan didapat data yang memiliki rentang angka 6.0.    Proses  analisa  data  dapat  dilihat  pada antara 0 - 22000 Hz.  Rataan tersebut kemudian Gambar 5. dirubah  kedalam  bentuk  desibel  dengan Setelah  data  suara  berada  dalam menggunakan persamaan : bentuk  ekstensi *.WAV,  suara  selanjutnya dB  =  10  Log n                (1) dilakukan  proses  menghilangkan  gangguan (noise)  dengan  menggunakan  program Cool dimana : n = jumlah rataan per 1000 Hz Edit Pro 2.0.  Data suara yang telah dibersihkan                      (Au & Martin, 1989)

45

variabel  yang  terlibat,  sehingga  hasil  yang diperoleh lebih konsisten dibandingkan dengan penggunaan spiked sediments. Prosedur standar untuk melakukan uji spiked sediments saat ini belum ada, dan toksisitas sampel sedimen akan dipengaruhi  oleh  karakteristik  sedimen  dan perbedaan prosedur yang dilakukan (Burton et al., 2003).

dipengaruhi oleh kondisi organisme, larutan uji, dan kondisi uji. Krustase  Ceriodaphnia rigaudi merupakan  organisme  yang  paling  sensitif khususnya terhadap Cr6+ dengan LC50 sebesar 0,002  mg-1.  Sementara  itu,  krustase  Daphnia magna  menunjukkan  resistensi  yang  paling besar  dibandingkan  organisme  uji  lainnya dengan LC50 sebesar 4868,7 mg l-1.

PENGGUNAAN BEBERAPA TOKSIKAN RUJUKAN DALAM UJI TOKSISITAS Gambar 3 Eko-lokasi  paus dalam penerapan bioakustik (Branstetter et al.,2016).

Pada  Gambar  3  menunjukkan  waktu enam  detik  di  antara  bunyi  click  yang  sudah keluar dengan echo yang kembali.  Branstetter et al.,(2016)  menyatakan  bahwa  diperlukan setengah  waktu  untuk  suara  click  hingga mencapai obyek, artinya obyek ditempuh dalam waktu  tiga  detik. Apabila  kecepatan  suara  di dalam air adalah 1500 m/s, maka obyek tersebut berada  pada  jarak  4500  meter  dari    paus    (3 seconds times 1500 metres/second = 4500m). Eko-lokasi  ini  menunjukkan  bahwa paus  mempunyai  produksi  suara  yang  sangat baik, termasuk sistem penerimaan suara.  Sistem penerimaan suara pada cetaceans sudah sangat maju,  karena  dari  arah  dan  waktu  echo  yang kembali, binatang ini dapat mengetahui bentuk obyek  dan  bahannya.  Cetaceans  dapat  mengetahui derajat suara,  seperti manusia, bahkan hingga  sepersepuluh  milliseconds,  suatu  nilai yang lebih tinggi dari kemampuan manusia.

SISTEM PEREKAMAN SUARA BAWAH AIR Seluruh  pengindraan  akustik menggunakan  mikrofon  dan  transduser  untuk mendeteksi  energi  akustik,  dan  kemudian mengkonversinya menjadi sinyal listrik (Greene, 1997), sedangkan untuk perekaman suara bawah air menggunakan hidrofon (Gambar 4). Hidrofon adalah  mikrofon  bawah  air  yang  menangkap sinyal  akustik,  kemudian  mengubah  energi tersebut  menjadi  energi  listrik  dan  digunakan dalam sistem akustik pasif. Pengukuran sinyal suara  yang  ingin  diketahui  adalah  dengan mengukur Signal to Noise Ratio (SNR), yaitu rasio  antara  level  sinyal  suara  yang  diterima (received level of a sound signal) terhadap level kebisingan  latar  (background noise level) (Greene, 1997).

PENUTUP

Penggunaan  toksikan  rujukan  juga diperlukan untuk menentukan jenis organisme apa saja yang layak dijadikan sebagai biota uji. Hal  tersebut  membutuhkan  perbandingan sensitivitas dan respon biologis biota uji yang dapat  terukur  (endpoints).  Sensitivitas bermacam organisme dapat dirankingkan, dan spesies  yang  paling  cocok  sebagai  biota  uji dapat  diidentifikasi  (Achiorno  et al.,  2010). Achiorno  et al.,  (2010)  dan  Struewing  et al., (2015)  merangkum  penggunaan  beberapa toksikan rujukan dalam uji toksisitas terhadap berbagai  organisme  perairan  tawar  (Tabel  2). Beberapa  toksikan  yang  diujikan  memiliki pengaruh buruk terhadap lingkungan perairan. Sodium  Dodecyl  Sulfate  (SDS) merupakan  surfaktan  sintetis  yang  digunakan di  seluruh  dunia,  biasa  terdapat  dalam pembersih,  kosmetik,  sabun  cair,  sampo,  dan pasta  gigi.  Sementara  itu,  kadmium  (Cd)  dan kromium (Cr) merupakan logam berat beracun yang persisten di lingkungan perairan. Variasi sensitivitas  organisme  uji  terhadap  toksikan rujukan berbeda-beda meskipun jenis organisme dan tahap pertumbuhannya sama. Hal tersebut

Gambar 4. Hidrofon jenis SQ3 ( Anonim, 2015). 44

5

Penggunaan toksikan rujukan merupakan salah  satu  cara  penerapan  jaminan  kualitas  dan pengendalian  kualitas  (Quality Assurance  Quality Control  /  QA-QC)  untuk  memperoleh kualitas  data  yang  baik,  dan  dapat dipertanggungjawabkan  secara  ilmiah.  Selain logam,  beberapa  jenis  garam  dapat  digunakan sebagai toksikan rujukan, namun pada dasarnya harus  memperhatikan  kriteria  tertentu  dalam menggunakan suatu bahan kimia sebagai toksikan rujukan. Kriteria toksikan rujukan yang ideal adalah bersifat  toksik  pada  konsentrasi  yang  rendah, mematikan dengan cepat, non-selektif, dan dapat dideteksi atau dianalisis dengan teknik yang umum diketahui. Penggunaan  masing-masing  toksikan rujukan  dalam  uji  toksisitas  harus  dilakukan berulangkali dengan menggunakan biota uji yang sama  untuk  menghasilkan  kumpulan  data sensitivitas, yang kemudian diplotkan pada grafik kontrol dengan nilai toleransi berkisar ±2 SD. Hasil uji toksisitas toksikan rujukan di luar toleransi tidak berarti  presisi  data  yang  dihasilkan  meragukan, namun menuntut adanya evaluasi terhadap semua prosedur uji dan kondisi kesehatan organisme uji.

Tabel 2.Penggunaan beberapa toksikan rujukan dalam uji toksisitas terhadap berbagai organisme perairan. Nilai Akhir (Endpoint)     LC50  LC50  LC50  LC50  LC50  LC50  LC50  LC50      LC50  LC50  LC50  LC50  LC50  LC50 

Organisme uji Sodium Dodecyl Sulfate (SDS) (Achiorno et al. , 2010)  Ceriodaphnia dubia Ceriodaphnia dubia Daphnia magna Daphnia magna Utterbackia ibecillis Utterbackia imbecillis Actinonaias pectorosa Actinonaias pectorosa   Kadmium (Cd2+) (Achiorno et al. , 2010) Tubifex tubifex Tubifex tubifex Daphnia ambigua Daphnia magna Ceriodaphnia dubia Actinonaias pectorosa   Kromium (Cr6+) (Achiorno et al. , 2010) Ceriodaphnia rigaudi Daphnia magna Diplodon chilensis   Sodium klorida (NaCl) (Struewing et al. , 2015)  Centroptilum triangulifer  Centroptilum triangulifer  Ceriodaphnia dubia Ceriodaphnia dubia Daphnia magna Daphnia magna

 

Potasium klorida (KCl) (Struewing et al. , 2015)  Centroptilum triangulifer  Centroptilum triangulifer  Ceriodaphnia dubia Ceriodaphnia dubia Daphnia magna Daphnia magna

   

  LC50  LC50  LC50 

  0.002   0.78   20.40  

  LC50  LC50  LC50  LC50  LC50  LC50 

    658.7   833.1   2504.3   1571.3   4868.7   4312.0      

LC50  LC50  LC50  LC50  LC50  LC50 

6

Konsentrasi (mg l-1)     1.26   48.40   1.80   9.60   40.36   30.78   33.56   34.38       0.06   1.46   0.00009   0.003   0.100   0.057  

Waktu pemaparan     48 jam  48 jam  48 jam  48 jam  96 jam  96 jam  96 jam  96 jam      48 jam  48 jam  48 jam  48 jam  48 jam  96 jam    48 jam  48 jam  96 jam        48 jam  14 hari  48 jam  7 hari  48 jam  96 jam     

1956.7   >2000  579.3   638.3   699.8   673.7  

48 jam  14 hari  48 jam  7 hari  48 jam  96 jam 

Gambar 2.  Passive Sonar Equation (Urick, 1975)

suara stridulatory lainnya memiliki amplitudo besar,  yang tersebar  secara seragam diseluruh frekuensi.  Winn  (1991)  menyatakan  bahwa frekuensi  yang  dicapai  dapat  berkisar  hingga lebih  dari  6000  Hz.  Lubis  &  Pujiyati  (2015) menyatakan  bahwa  kondisi  lingkungan  dan parameter  (salinitas  dan  suhu)    sangat mempengaruhi  nilai  intensitas  dan  frekuensi yang  dihasilkan  dari  target,  semakin  ekstrim suatu  lingkungan,  maka    akan  menyebabkan rendahnya  nilai  intensitas  dan  frekuensi  yang dihasilkan. Penerapan  ilmu  bioakustik  dalam perikanan  biasanya  diterapkan  dengan menggunakan  mamalia  laut,  contohnya  pada paus yang biasa disebut dengan ekolokasi pada paus.  Eko-lokasi    adalah  bagaimana  paus menggunakan  suara  untuk  mengetahui  lokasi obyek  (misalnya  mangsa),  dan  menentukan posisi paus di  laut yang luas dalam tiga dimensi. Apabila  waktu  suara  dipantulkan  setelah membentur  target,  maka  terjadi  echo.  Paus mengeluarkan suara pendek yang disebut clicks, dan  dapat  menentukan  lokasi  obyek  melalui echo yang terbentuk. Jarak dari obyek tersebut dapat  diketahui  dengan  memperhitungkan lamanya  echo  kembali  ke  paus.  Skematis ekolokasi  paus dapat dilihat pada Gambar 3 .

Source level (SL) adalah jumlah suara yang  dipancarkan  oleh  sebuah  transducer. Transmission Loss (TL) adalah intensitas energi suara  yang  berkurang  saat  merambat  pada medium. DT (Detection Threshold) adalah rasio sinyal-noise yang diperlukan sinyal target dan merupakan fungsi dari receiver (penerima). Ilmu akustik  sangat  berkembang  pada  penelitian lumba-lumba,  peneliti  sebelumnya  telah menekankan  rekaman  dan  analisis  vokalisasi (Evans, 1966; Herman & Tavolga, 1980; Norris, 1969; Popper, 1980; Watkins & Wartzok, 1985). Penelitian bioakustik ini dibutuhkan untuk dapat mengetahui  bahasa  komunikasi  (acoustic communication) pada mamalia. Bioakustik tidak lepas dari penggunaan hydrophone sebagai alat perekam suara, dengan tekanan akustik direkam pada hidrofon adalah sumber waktu  gangguan tekanan  pada  laut  (ÄP)    yang  relatif  sangat sensitif terhadap tekanan latar belakang laut di kedalaman perekaman pada medium air. Ilmu  bioakustik  juga  mempelajari tentang  stridulatory,  yaitu  suara  yang dihasilkan  dengan  cara  menggerakkan  atau menggemeretakkan  bagian-bagian  tubuh, misalnya: sirip, gigi, dan bagian tubuh lainnya yang keras (Walker, 1997; Pitcher, 1986). Ikan bertulang  keras  (teleost)  memiliki  suara  yang dihasilkan dari kepakan sirip, dan beberapa jenis

43

echo  dari  ikan  tunggal  dapat  dengan  mudah dipisahkan dan dihitung satu persatu. Metode echo counting jarang digunakan dalam menduga kelimpahan  ikan  yang    bergerombol.  Hal  ini disebabkan karena densitas ikan tidak homogen dan  pada  umumnya  tinggi,  sehingga  akan menyebabkan terjadinya overlap dari echo ikan. Echo dari ikan yang berada di dasar perairan, memiliki sinyal yang lebih kuat dibandingkan dengan  ikan  yang  berada  di  dasar  perairan (Simmonds & McLennan, 2008). Zimmer  (2011)  menyatakan  bahwa metode  akustik  pasif  digunakan  untuk memonitor mamalia laut. Pada umumnya, sinyal yang didapatkan dari perekaman suara hewan bernilai  sangat  lemah,  sehingga  memerlukan amplifikasi/penguatan dan sulit menentukan dari mana datangnya arah suara. Konsep dasar dari akustik  pasif  pada  mamalia  adalah  dengan mendeteksi suara, ketika mamalia tersebut berada

pada  area  pengukuran.  Pengukuran  tersebut dilakukan  dengan  mengunakan  perangkat lunak,  dan  juga  dengan  mendengarkannya. Metode akustik pasif juga digunakan oleh militer dalam mengembangkan sistem keamanan dari penyerang  bawah  air  pada  daerah  estuari, dengan  melakukan  perekaman  suara  yang ditimbulkan  oleh  penyelam  bawah  air  laut (Borowski et al., 2008). Akustik pasif  tidak lepas dengan  adanya  suara  (Sound).  Suara  adalah gelombang mekanik dari energi yang mengubah tekanan pada medium (udara atau air) pada saat gelombang  tersebut  bergerak.Perubahanperubahan  tekanan  ini  dideteksi  oleh pendengaran  kita,  dan  dipancarkan  ke  otak untuk  diinterpretasi.  Gelombang  suara  yang diinterpratasikan  oleh  Rarefaction, Condensation, Air pressure, time dapat dilihat pada gambar 1.

DAFTAR PUSTAKA

and Chironomus  riparius)  (p.  131). Ottawa, Ontario.

Achiorno, C. L., C. De Villalobos,  and  L. Ferrari, 2010. Validation test with embryonic and Myers,  J.  H.,  S.  Duda,    L.  Gunthorpe,  and larval  stages  of  Chordodes nobilii G.  Allinson,  2006.  Assessing  the (Gordiida, Nematomorpha): sensitivity to performance  of  Hormosira  banksii three reference toxicants.  Chemosphere, (Turner)  Desicaine  germination  and 81(2), 133–140. growth  assay  using  four  reference toxicants.  Ecotoxicology and Burton, G. A. J., D. L. Denton  Ho, K.,  and D. S. Environmental Safety, 64(3), 304–11. Ireland, 2003. Sediment Toxicity Testing: Issues and Methods.  In : D. J. Hoffman, Rand,  G.  M.,  and  S.  R.  Petrocelli,    1985. B. . Rattner, G. A. J. Burton, and J. J. CairnsIntroduction.  In  G.  M.  Rand  &  S.  R. (Eds.), Handbook of Ecotoxicology (2nd Petrocelli  (Eds.),  Fundamentals of ed., pp. 111–150). Boca Raton, Florida: Aquatic Toxicology (1st ed., pp. 1–28). CRC Press. Taylor & Francis. Environment  Canada.  1992.  Biological Test Method/ : Acute Test for Sediment Toxicity Using Marine or Estuarine Amphipods. Ottawa, Ontario. p. 83. Environment  Canada.  1997.  Biological Test Method/ : Test for Survival and Growth in Sediment Using the Larvae of Freshwater Midges (Chironomus tentans

Gambar 1.Gelombang suara (Anonim, 2015) Penerapan ilmu pasif akustik biasanya disebut dengan passive sonar, yang penerapannya  biasanya  disebut  dengan  ilmu  Bioakustik (Bioacoustic) . Bioakustik ( Bioacoustics) adalah suatu disiplin ilmu yang menggabungkan biologi dan  akustik,  yang  biasanya  merujuk  pada penelitian  mengenai  produksi  suara,  dispersi melalui  media  elastis,  dan  penerimaan  pada hewan,  termasuk  manusia. Hal  ini  melibatkan 42

neurofisiologi dan anatomi untuk produksi dan deteksi  suara,  serta  hubungan  sinyal  akustik dengan  medium  dispersinya.  Temuan  pada bidang ini memberikan bukti bagi kita tentang evolusi  mekanisme  akustik,  dan  dari  sana, evolusi  hewan  yang  menggunakannya (Simmonds  & MacLennan, 2005). Sistem  passive sonar dapat dilihat pada Gambar 2, yakni tentang mekanisme terjadinya persamaan passive sonar 7

Struewing, K., J. M. Lazorchak, P. C. Weaver, B.  R.  Johnson,  D.  H.  Funk,    and Buchwalter, D. B. 2015. Part 2: Sensitivity comparisons of the mayfly Centroptilum triangulifer  to  Ceriodaphnia  dubia  and Daphnia magna using standard reference toxicants;  NaCl,  KCl  and  CuSO4. Chemosphere, 139, 597–603.

Oseana, Volume XLI, Nomor 2, Tahun 2016 : 8- 13

   ISSN 0216-1877

Oseana, Volume XLI, Nomor 2, Tahun 2016 :  41 - 50

   ISSN 0216-1877

AKUSTIK PASIF UNTUK PENERAPAN DI BIDANG PERIKANAN DAN ILMU KELAUTAN

PEMANFAATAN KARAGENAN SEBAGAI EDIBLE FILM Oleh Rany Dwimayasanti

Oleh Muhammad Zainuddin Lubis , Sri Pujiyati 2 , Pratiwi Dwi Wulandari3,

1)

1

ABSTRACT

ABSTRACT

THE USE OF CARRAGEENAN AS EDIBLE FILM.Carrageenan is a polysaccharide sulfate extracted from red seaweed (Rhodophyceae). Carrageenan constituent, which are in the hydrocolloid form, are capable to produce composites, has the potential to be used as a biodegradable packaging material. The use of carrageenan-based edible film packaging is a good alternative to improve endurance and quality of food products during the storage. The success in the making of edible film can be seen from the characteristics of the edible film products. Characteristics of edible film that are used as parameters including the thickness, tensile strength, water vapor transmission rate and the solubility of the film.

APPLICATION OF PASSIVE ACOUSTIC FILED FOR FISHERIES AND MARINE SCIENCE. Detects the sound frequency range of fish, the intensity of the sound amplitude, sound fluctuations, and shape the sound patterns of the fish. Passive acoustic methods used to monitor marine mammals expressed. In general, the signal obtained from the ranimal record sounds is poor and difficult to determine from which directions it is produced, therefore it requires that require amplification / strengthening. Bioacoustic research is needed to identify the communication language (Acoustic communication) in mammals. Bioacoustic detectmammal-produced frequency ranges of sound, amplitude intensity of sound, voice fluctuation, and form sound patterns of mammals. Studying bioacoustic is inseparable from the science of underwater acoustics, biology of mammals, and the study of mammalian behavior. Generally bioacoustic include physiology of mamals organ that produce sound, earnings voice mechanism, sound characteristics of mammals, mammals soundapproaching mechanism, the hearing capacity of fish, and the evolution of the auditory system, and to obtain the frequency range of each sound produced by the dolphins (mammals). Environmental conditions and parameters (salinity and temperature) will greatly affect the value of the intensity and frequency generated from the target, the more extreme the environmental conditions, the lower value of the intensity and frequency generated.

pangan. Pembuatan karagenan menjadi  edible film merupakan  salah  satu  upaya  untuk meningkatkan  pemanfaatan  karagenan. Pemanfaatan  rumput  laut  menjadi  karagenan adalah sebagai salah satu bahan dasar pembuat edible film, yang  dapat  mendorong  industri untuk menghasilkan karagenan (Amin, 2008). Pengemasan suatu produk merupakan sesuatu yang sangat penting untuk memberikan perlindungan  bagi  bahan  pangan  yang  akan dikemasnya. Selama ini, kemasan suatu produk yang  paling  populer  adalah  kemasan  plastik. Penggunaan  polimer  sintetik  seperti  plastik akhir-akhir  ini  menimbulkan  dampak  negatif terhadap lingkungan, karena polimer sintetik sulit didegredasi secara alami baik oleh komponen biotik, seperti mikroorganisme pengurai maupun komponen abiotik misalnya sinar matahari. Hal ini  menimbulkan  masalah  yang  sangat  besar

PENDAHULUAN Wilayah  Indonesia  sebagian  besar merupakan wilayah yang memiliki potensi hasil kelautan yang besar dan melimpah. Salah satu potensi  yang  dimiliki  oleh  Indonesia  yaitu rumput laut. Rumput laut memiliki nilai ekonomi yang  tinggi,  khususnya  bagi  yang  dapat menghasilkan  karagenan.  Karagenan merupakan rumput laut merah (Rhodophyceae) yang berupa polisakarida sulfat, yang memiliki sifat-sifat  penting  dalam  produk  pangan, misalnya  sebagai  pencegah  kristalisasi, pengemulsi, pembentuk gel, pengental, koloid pelindung  dan  penggumpal  (Winarno,  1990). Industri yang ada di Indonesia saat ini mampu menghasilkan  karaginan  murni  (refined carageenan)  atau  formula  produk  karagenan siap pakai, yang dapat digunakan untuk industri

PENDAHULUAN Akustik  adalah ilmu  yang  membahas tentang gelombang suara dan  perambatannya dalam  suatu  medium.  Akustik  kelautan merupakan  suatu  bidang  ilmu  kelautan  yang berfungsi  untuk  mendeteksi  target  di  kolom perairan  dan  dasar  peairan,  dengan menggunakan gelombang suara. Aplikasi ilmu akustik  kelautan  akan  mempermudah  seorang 1)

Dosen Teknik Geomatika, Politeknik Negeri Batam ([email protected]) Dosen Departemen Ilmu dan Teknologi Kelautan IPB 3) Mahasiswa Sarjana Departemen Ilmu dan Teknologi Kelautan 2)

1)

peneliti  untuk  mengetahui  objek  yang  ada  di kolom perairan dan dasar perairan,  baik berupa plankton, ikan, kandungan substrat dan bahkan adanya kapal kandas (Simmonds & McLennan, 2008).  Metode  akustik  yang  digunakan  untuk memperoleh  data  kelimpahan  ikan,  dapat menggunakan  metode  dasar  berupa  echo counting dan echo integration.Echo counting dapat  menghitung  densitas  ikan  pada  saat volume yang disampling rendah, dimana nilai

UPT Loka Konservasi Biota Laut Tual

8

41

Lafoley D. d’A., and Grimsditch G (Eds). 2009. Communities in The Carribean.  Letters to The Management of Natural Coastal Nature Vol 427: 533-536. Carbon Sinks.  IUCN.,  Gland, Nellemann C., E.Corcoran, C.M. Duarte, Valdes Switzerland.64 hlm. L., De Young C., Fonseca L., Grimsditch Lalli, C.M. and T.R. Parsons. 1995.  Biological G (Eds). 2009.  Blue Carbon; The Role of Oceanography: An Introduction. Healthy Oceans in Binding Carbon. A Oxford,  UK:  Butterworth-Heinemann Rapid  Response Assessment.  United Ltd.220-233. Nations Environment Program. 35-44. Langdon C. 2000. Overview Of Experimental Nybakken,  J.W.  1988.  Biologi Laut: Suatu Evidence  For  Effects  Of  CO 2   On Pendekatan Ekologi. Gramedia. Jakarta. Calcification Of Reef Builders.Proc.9th 459 hlm. International Coral Reef Symposium, Pranowo, W.S., S. A. Novi,  R. Agustin,   L. Terry Oct 23-27, 2000, Bali,Indonesia.9 hlm. K., Berny A. S., and Tukul R. A., Sugiarta Lipp,  J.S.,  Y.  Morono,  H.  Inagaki,  and  K.U. W.,  2010.  Rencana Strategis Riset Hinrichs. 2008. Significant Contribution Karbon Laut di Indonesia. Pusat of Archaea to Extant Biomass in Marine Penelitian dan Pengembangan Sumber Subsurface Sediments.  Nature. Vol 454 : Daya Laut dan Pesisir. Edisi II. 77 hlm. 991-994. Sunarto. 2008. Penyediaan Energi Karbon Dalam Lutz M.J., N. Christian and  B. Allison (Eds). Simbiosis Coral-Alga. Skripsi. Fakultas 2014.  The Abu Dhabi Blue Carbon Perikanan dan Ilmu Kelautan. Universitas Demonstration Project; An Introductory Padjajaran. Guide. Abu Dhabi Global Environment Supriharyono.  2000.  Pengelolaan Ekosistem Data Initiative (AGEDI).1-16. Terumbu Karang.  Djambatan.  Jakarta. McCloskey  LR,  DS  Wethey  and  JW  Porter 129 hlm. (1978) Measurement and interpretation Ware, J.E., K.K. Snow, M. Kosinski, and Gandek, of photosynthesis andrespiration in reef B. 1993.  SF-36  Health Survey Manual corals.  In:  Stoddart  OR,  Johannes  RE and Interpretation Guide.  The  Health (eds)  Coral  reefs:  research  methods. Institute. Boston, MA.23 hlm. UNESCO, UK: 379-396. The Science of Climate McCook L.J. 1999. Macroalgae, Nutrients andWigley  T.M.L.  1999.  Change: Global  and  U.S.  Perspectives Phase Shifts on Coral Reefs: Scientific Prepared for the PEW Center on Global Issues  and  Management  Consequences Climate Change: 48 hlm. For The Great Barrier Reef.  Coral Reef. Vol. 18 : 357-367. Wilkinson, C. (ed). 2000. Status Of Coral Reefs Of The World.  Global  Coral  Reef Mumby P., A. Edwards,  G. E. Arias, Lindeman Monitoring Network and Austr Inst Mar K., P. Blackwell, A. Gall, Gorczynska M., Sci, Townsville , Australia :363 hlm. Harborne A.,  Pescod  C.,  Renken  H., Wabnitz C., Llewellyn G. 2004. Mangroves www.nature.com Enhance and Biomass of Coral Reef Fish www.wikipedia.com

40

bagi lingkungan (Nugroho et al., 2013).  Oleh karena  itu,  saat  ini  dengan  diberlakukannya persyaratan  bahwa  kemasan  yang  digunakan adalah  kemasan  yang  ramah  lingkungan  dan biodegradable,  maka  salah  satu  penggunaan kemasan yang baik adalah dengan menggunakan edible film  berbasis  karagenan.  Pembuatan karagenan menjadi edible film merupakan salah satu  upaya  untuk  meningkatkan  pemanfaatan dari karagenan, dimana sifat dari karagenan itu sendiri  mampu  membentuk  gel  yang  baik (Handito, 2011).

sangat  baik  sebagai  penghambat  perpindahan gas, sehingga efektif untuk mencegah oksidasi lemak. Komponen volatil yang hilang atau yang diserap  oleh  produk  dapat  diatur  dengan melakukan pelapisan edible film (Hui, 2006). Menurut  (Donhowe  &  Fennema, dalam  Handito,  2011),  berdasarkan  bahan penyusunnya, edible film dapat diklasifikasikan menjadi tiga kategori yaitu: 1. Hidrokoloid  misalnya  protein,  turunan selulosa,  alginat,  karagenan,  pektin,  pati, gum Arabic; 2. Lipida misalnya lilin (wax), asam lemak (asam palmitat, asam stearat); dan 3. Kombinasi  (komposit),  yang  mengandung lipida dan hidrokoloid. Karagenan  merupakan  polimer hidrofilik berupa polisakarida sulfat yang dapat diekstrak  dari  rumput  laut  merah (Rhodophyceae)  (Milani  &  Maleki,  2012). Berdasarkan  kandungan  sulfatnya,  karagenan diklasifikasikan menjadi kappa, iota, dan lamda dengan  jumlah  sulfatnya  berturut-turut  20%, 33%, dan 42% (Yuguchi et al., 2002). Menurut Syamsuar  dalam  Santoso  et al.  (2013), pembentukan  gel  yang  ada  pada  karagenan merupakan  suatu  penggabungan  atau pengikatan silang rantai-rantai polimer sehingga terbentuk suatu jala tiga dimensi bersambungan. Jala  tiga  dimensi  yang  bersambungan  ini merupakan matriks utama edible film. Matriks ini bersifat kuat dan kaku, namun terdapat ruang kosong. Sedangkan yang mengisi ruang kosong tersebut adalah bahan pembentuk film yang lain, misalnya plasticizer. Plasticizer  berperan  untuk meningkatkan fleksibilitas dan plastisitas film. Plasticizer didefinisikan sebagai substansi yang tidak menguap, memiliki titik didih tinggi, dan apabila ditambahkan ke dalam material lain dapat mengubah sifat fisik dan sifat mekanik material tersebut (Lee & Wan, 2005). Mindarwati (2006) menambahkan  bahwa  Plasticizer yang  umum diguakan  yaitu  gilserol.  Gliserol  merupakan

APA ITU EDIBLE FILM ? Edible film  merupakan  lapisan  tipis yang dapat dikonsumsi, dan digunakan sebagai kemasan bahan makanan (McHugh & Krochta, 1994). Menurut Skurtys  et al. (2010), edible film merupakan  salah  satu  alternatif  kemasan makanan yang bersifat ramah lingkungan, dan dapat mempertahankan kualitas produk.  Edible film didefinisikan sebagai lapisan tipis dengan ketebalan  <  0,25  mm,  dapat  dimakan,  yang berfungsi  sebagai  barrier  terhadap  transfer massa  (kelembaban,  oksigen,  lipid  dan  zat terlarut). Hal yang membedakan antara  edible coating  dan  edible film  adalah  cara pengaplikasiannya.  Edible coating  langsung dibentuk  pada  produk,  sedangkan  edible film pembentukannya  tidak  secara  langsung  pada produk yang akan dikemas (Hui, 2006). Edible film berfungsi  sebagai penghambat perpindahan uap air, menghambat pertukaran  gas,  mencegah  kehilangan  aroma, mencegah  perpindahan  lemak,  meningkatkan karakteristik fisik, dan sebagai pembawa zat aditif (Krochta  &  Johnston,  1997).  Jumlah karbondioksida  dan  oksigen  yang  kontak dengan  produk  merupakan  salah  satu  yang harus  diperhatikan  untuk  mempertahankan kualitas  produk,  dan  akan  berakibat  pula terhadap umur simpan produk.  Film yang terbuat dari  protein  dan  polisakarida  pada  umumnya

9

suatu trihidroksi alkohol yang terdiri atas tiga atom  karbon.  Jadi  setiap  atom  karbonnya mempunyai gugus “–OH”. Satu molekul gliserol dapat mengikat satu, dua, atau tiga molekul asam lemak  dalam  bentuk  ester  yang  disebut monogliserida, digliserida dan trigliserida. Peran gliserol sebagai plasticizer dan konsentrasinya meningkatkan fleksibilitas film (Bertuzzi et al., 2007). Winarti  et al. (2012) juga menambahkan bahwa penambahan gliserol dalam pembuatan edible film akan meningkatkan fleksibilitas dan permeabilitas film terhadap gas, uap air, dan gas terlarut.  Penambahan  plasticizer  gliserol  juga berpengaruh terhadap kehalusan film. KELEBIHAN DAN KELEMAHAN EDIBLE FILM Kelebihan  karagenan  sebagai  edible film yaitu  dapat  membentuk  gel  yang  baik, elastis, dapat dimakan, dan dapat diperbaharui. Meskipun demikian, edible film dari karagenan mempunyai  kelemahan  yaitu  kemampuannya yang rendah sebagai barrier terhadap transfer uap  air,  sehingga  membatasi  pemanfaatannya sebagai  bahan  kemasan  (Handito,  2011). Santoso  et al. (2005)  menambahkan  bahwa secara umum ada beberapa keunggulan edible film,  terkait  penggunaannya  sebagai  bahan pengemas makanan, antara lain: 1. Dapat menurunkan “aw” permukaan produk, sehingga kerusakan yang disebabkan oleh mikroorganisme dapat dihindari; 2. Dapat  memperbaiki  struktur  permukaan bahan  sehingga  permukaan  menjadi mengkilat; 3. Dapat  mengurangi  terjadinya  dehidrasi, sehingga  susut  bobot  dapat  dicegah; 4. Dapat  mengurangi  kontak  oksigen, sehingga proses oksidasi dapat dihindari; 5. Sifat  asli  produk  seperti  flavor  tidak mengalami perubahan; serta 6. Dapat memperbaiki penampilan produk.

10

KARAKTERISASI EDIBLE FILM Keberhasilan dalam pembuatan edible film dapat ditentukan dari karakterisasi film yang dihasilkannya. Sifat fisik dari  edible film dapat menentukan fleksibilitas dari kemasan, semakin kecil nilai ketahanan tarik dan semakin besar nilai elongasi edible film  akan lebih aplikatif. Sifat mekanik  menentukan  kualitas  dari  kemasan, semakin kecil nilai laju transmisi oksigen (O2TR), dan  laju  transmisi  uap  air  (WVTR)  yang dihasilkan oleh suatu edible film, maka kualitas edible film tersebut akan semakin baik (Irawan, 2010). Beberapa uji telah dikembangkan untuk menentukan  sifat  permeabilitas,  karakteristik fisik, dan karakteristik mekanik edible film yang didasarkan pada metode uji standar untuk nonedible films. Uji-uji tersebut antara lain adalah sebagai berikut (Donwhowe & Fennema, 1994) : 1. Sifat permeabilitas uap air, 2. Sifat permeabilitas zat terlarut, 3. Sifat permeabilitas lemak, kuat tarik dan persen  elongasi,  berat  dasar,  serta ketebalan film. KEKUATAN TARIK Kekuatan tarik merupakan gaya tarik maksimum yang dapat ditahan oleh sebuah film hingga  terputus.  Kekuatan  tarik  yang  terlalu kecil mengindikasikan bahwa edible film  yang bersangkutan  tidak  dapat  dijadikan  kemasan, karena karakter fisiknya kurang kuat dan mudah patah. Menurut  Irianto  et al. (2005),  semakin banyak  karagenan  yang  digunakan  dapat menyebabkan kemampuan dalam mengikat air mejadi lebih baik, sehingga dapat menghasilkan matriks gel yang dapat meningkatkan persentase kekuatan tarik yang baik. Krochta & Johnston (1997) menambahkan  bahwa  dengan semakin banyaknya penambahan karagenan, maka akan meningkatkan nilai kuat tarik edible film, karena karagenan mampu membentuk matriks polimer

Aset  Pembangunan  Berkelanjutan. Indonesia. PT Gramedia Pustaka Utama. Jakarta. 189 hlm.

Hubungan antara ekosistem terestrial yang  berbatasan  dengan  ekosistem  blue carbonyaitu  padang  lamun  dan  mangrove, dengan  terumbu  karang  digambarkan  pada Gambar 4. Terumbu karang, mangrove dan lamun memiliki  hubungan  ekologis  yang  sangat  erat untuk  keberlanjutan  ekosistem  pesisir  secara luas.  Pendekatan  terumbu  karang  pada  blue carbon mengikuti pendekatan ekosistem yang dapat  menunjukkan  dampak  pada  daratan, melindungi koridor yang menghubungkan ketiga habitat  tersebut  dan  menjaga  kemampuan resiliensi  (daya  pulih)  dan  produktivitas ekosistem terumbu karang (Lutz et al., 2014).

Donato  C.,  J.  Kauffman,      D.  Murdiyarso,  S. Kurnianto, M. Stidham and  M. Kanninen 2011.  Mangroves  Among  The  Most Carbon-Rich  Forests  In  The  Tropic. Nature Geoscience Vol 4 :293-297. Elfwing,T  and  M.Tedengren.  2000.  A Comparison  Of  Production  Effects Between  Corals  And  Macroalgae  At Increased  Sea  Water  Temperature. Proc9th Coral Reef Symposium,  Bali, Indonesia  23-27  October  2000,  Vol2 :1139-11467.

PENUTUP Hingga  saat  ini  para  ahli  masih memperdebatkan  mengenai  peran  terumbu karang  pada  konteks  blue carbon.  Terumbu karang  merupakan  komunitas  yang  memiliki konektivitas  yang  erat  dengan  ekosistem mangrove, dan  padang  lamun  sebagai carbon sink  atau  komunitas  penyimpan  blue carbon yang  sebenarnya.  Bagaimanapun,  terumbu karang  yang  sehat  akan  bertindak  sebagai produsen  produktivitas  primer  di  lingkungan pesisir,  sehingga  pada  saat  itu  karang  akan mampu menyerap karbon secara efektif.

Field C.B., J.B. Michael,  T.R. James  and  F. Paul 1998. Primary Production of the Biosphere :  Integrating  Terrestrial  and  Oceanic Components.  Science. Vol 281 : 237-240. Fourqurean J.,  C. Duarte,  H. Kennedy,  N. Marba, M. Holmer, and  M. Mateo and Serrano. 2012. Seagrass Ecosystem As A Globally Significant  Carbon  Stock.  Nature Geoscience Vol 5 : 505-509.

Gatusso, J-P, M. Frankignoulle and S.V. Smith. 1999.  Measurement  of  Community Metabolism And  Significance  in  The DAFTAR PUSTAKA Coral  Reef  CO2  Source  Sink  Debate. Proceeding  National  Academy  of Anonimus, 2003. Coral Reef  Productivity.  http:/ Sciences (96): 13017-13022. /www.com.univ-mrs.fr/IRD/Atoll/ ecorecat/ecorec.htm .   Diakses  pada Hutahaean, A.  2013.  Litbang  Karbon  Biru, tanggal 12 Februari 2016. Gunakan Ekosistem Laut Turunkan Emisi. www.kompasiana.com . Diakses tanggal Anonimus,  2010.  Peran  Ekosistem  Terumbu 20 Maret 2016. Karang  dan  Pemanasan  Global.  www. coremap.or.id . Diakses pada tanggal 15 Koropitan, A.F. 2008.  Are The Indonesia Seas Maret 2016. Carbon Sources or Sink.Dalam:  V.P.H Nikijuluw, L. Adrianto dan N. Januarini Anonimus, 2016.  Karbon Biru.  www.hkti.org . (eds).  MST Seminar Series 28 Mei 2008. Diakses pada tanggal 22 Februari 2016. Departemen Ilmu Kelautan dan Teknologi Dahuri, R. 2003.  Keanekaragaman Hayati Laut. Institut Pertanian Bogor.227-251. 39

darat.  Perakaran  tumbuhan  mangrove  seperti Rhizopora  sp.,  Avicennia  sp.,  dan  Sonneratia sp. menyediakan tempat memijah, bertelur dan Terumbu karang merupakan ekosistem makan  bagi  banyak  biota  yang  ditemukan  di yang  berhubungan  erat  dengan  blue carbon, karang.  Mangrove  diketahui  sangat walaupun terumbu karang walaupun beberapa berpengaruh pada struktur komunitas ikan yang ahli mengatakan bahwa terumbu karang justru tinggal di lingkungan terumbu karang, termasuk merupakan sumber pelepas karbon (Gatusso et spesies  biota  yang  memiliki  nilai  ekonomis al.,  1999).  Secara  ekologis,  mangrove  dan sebagai komoditas perdagangan dan pariwisata, padang lamun memiliki hubungan yang sangat terutama  jika  habitatnya berhubungan  dengan penting  di  dalam  ekosistem  pesisir,  sehingga mangrove seperti ikan Napoleon (Mumby et al., kedua  ekosistem  ini  disebut  sebagai  bagian 2004)  .  Di  sisi  lain,  padang  lamun  seringkali penting yang tidak terpisahkan dari ekosistem membentuk  laguna  di  antara  mangrove  dan terumbu  karang  yang  lebih  luas.  Kesehatan, terumbu karang. Padang lamun berperan sebagai kelimpahan  dan  keragaman  organisme  yang dasar jaring makanan dan sebagai tempat tinggal membuat  ekosistem  terumbu  karang untuk  biota  yang  berasosiasi  dengan  terumbu berhubungan  secara  langsung  ke  lingkungan karang. Sebagai tambahan, terumbu karang juga darat  dan  laut  di  sekitarnya.  Ekosistem berperan  dalam  melindungi  habitat  mangrove mangrove  membantu  menyeimbangkan  garis dan padang lamun dari arus dan ombak keras pantai dan juga menyaring runoff dan nutrien, (Lutz et al., 2014) serta dapat memperlambat laju melindungi karang dari polusi yang berasal dari ombak yang datang ke pantai atau pesisir. PENDEKATAN TERUMBU KARANG PADA PROSES BLUE CARBON

Gambar 4 . Hubungan antara habitat terestrial dan ekosistem blue carbon (lamun dan mangrove) serta terumbu karang (sumber : Lutz et al, 2014) 38

unit tekanan uap antara dua permukaan tertentu, pada kondisi dan suhu tertentu (Korchta et al., 1997). Menurut Garcia  et al (2000), migrasi uap air  umumnya  terjadi  pada  bagian  film  yang hidrofilik. Dengan demikian rasio antara bagian yang hidrofilik dan hidrofobik komponen film akan mempengaruhi nilai laju transmisi uap air KETEBALAN film tersebut. Semakin besar hidrofobisitas  film, maka nilai laju transmisi uap air film tersebut akan Ketebalan merupakan parameter yang semakin menurun, sehingga dapat disimpulkan berpengaruh  terhadap  penggunaan film dalam bahwa semakin besar hidrofilisitas film, maka pembentukan  produk  yang  dikemas nilai  laju  transmisi  uap  air  film  tersebut  akan (Suryaningrum  et al., 2005).  Ketebalan  film semakin naik. Semakin kecil migrasi uap air yang mempengaruhi permeabilitas terhadap  uap air tejadi  pada  produk  yang  dikemas  oleh  edible dan  gas.  Semakin  tinggi  nilai  ketebalannya, film, maka semakin baik sifat edible film dalam maka sifat dari edible film yang dihasilkan akan menjaga umur simpan produk yang dikemasnya. semakin kaku dan keras,  serta dengan produk Batas standar maksimal laju transmisi uap air yang dikemas akan semakin aman dari pengaruh luar  (Jacoeb  et al.,  2014).  Semakin  banyak yang  ditetapkan  oleh  Japanese Industrial Standart dalam  Krochta  et al (1994)  yaitu karagenan yang digunakan, maka nilai ketebalan maksimal 10 g/m2. edible film semakin  tebal.  Hal  ini disebabkan karena semakin tinggi jumlah karagenan yang KELARUTAN FILM digunakan pada matriks film, maka total padatan semakin  tinggi.  Total  padatan  diperoleh    dari Kelarutan film merupakan faktor yang proses gaya tolakan (repulsion) antar muatanmenentukan biodegradibilitas film, ketika akan muatan negatif sepanjang rantai polimer yaitu digunakan  sebagai  pengemas. Ada  film yang gugus  sulfat,  mengakibatkan  rantai  molekul dikehendaki  tingkat  kelarutannya  tinggi  atau yang  kaku,  karena  sifat  hidrofiliknya  polimer justru sebaliknya, tergantung jenis produk yang tersebut dikelilingi oleh molekul-molekul air yang akan dikemasnya  (Nurjannah dalam Nugroho termobilisasi,  sehingga  menyebabkan  larutan et al., 2013).  Menurut  Garcia  et al.  (2000), karagenan bersifat kental (Santoso et al., 2013). penambahan  konsentrasi  karagenan  pada  film Menurut  Mc  Haugh  et al (1994),  apabila akan  mempengaruhi  padatan  terlarut  dalam ketebalan semakin meningkat, maka kemampuan edible film.  Karagenan akan larut  dalam tiappenahannya akan semakin baik, sehingga umur tiap rantai polimer  dan mengisi semua  ruang, simpan  produk  semakin  panjang.  Standar sehingga mengurangi gerakan molekul polimer, ketebalan  edible film  menurut  Japanese dan  akan  menaikkan  suhu  transisi  gelas. Industrial Standart dalam Krochta et al (1994) Semakin  meningkat suhu  transisi gelas,  maka yaitu maksimal 0,25 mm. polimer yang terbentuk akan semakin keras dan kekuatan  tarik  pada  film  yang  terbentuk  akan LAJU TRANSMISI UAP AIR semakin tinggi. Pada penelitian Manuhara  dalam Nugroho et al. (2013), edible film dari karagenan Laju transmisi uap air merupakan laju 0,15% secara signifikan memiliki kelarutan yang transmisi uap air melalui suatu unit luasan bahan lebih  besar  dari  pada  pada  edible film  yang yang  permukaannya  rata  dengan  ketebalan menggunakan karagenan 0,05%. Sehingga dapat tertentu,  sebagai  akibat  dari  suatu  perbedaan yang  kuat  dan  menjadikan  kekuatan  tarik intermolekul  semakin  kuat  pada  edible film. Standar minimal kuat tarik yang ditetapkan oleh Japanese Industrial Standard  dalam  Korchta et al (1994) yaitu minimal 40 Kgf/cm2.

11

disimpulkan  bahwa  dengan  penambahan komponen yang bersifat hidrofilik pada edible film  akan menyebabkan peningkatan persentase kelarutan film.

Properties of Edible Starch-Based Films and Coatings.Journal of Food Science 65(2):941–947.

PENUTUP Pemanfaatan karagenan menjadi edible film  merupakan  salah  satu  upaya  untuk meningkatkan  pemanfaatan  dari  karagenan. Selain itu, juga merupakan alternatif kemasan yang baik untuk meningkatkan daya tahan dan kualitas  bahan  pangan  selama  penyimpanan. Karakteristik  dari  edible film akan  berubah seiring  dengan  penambahan  jumlah  dari karagenannya.  Dengan  penambahan  jumlah karagenan  tersebut  maka  dapat  meningkatkan nilai ketebalan, kekuatan tarik, laju transmisi uap air serta nilai kelarutan dari edible film itu sendiri.

Handito,  D.  2011.  Pengaruh  Konsentrasi Karagenan  Terhadap  Sifat  Fisik  dan Mekanik Edible Film. Agroteksos 21: 23. Hui,  Y.H.  2006. Handbook of Food Science, Technology  and  Engineering  Volume 3.CRC Press. USA 1:171-180. Irawan, S. 2010. Pengaruh Gliserol Terhadap Sifat Fisik atau Mekanik dan Barrier Edible Film dari Kitosan. Jurnal Kimia dan Kemasan 32(1):6-12.

Irianto, H.E., A. Susianti, M. Darmawan,  dan Syamdidi. 2005. Pembuatan Edible Film DAFTAR PUSTAKA dari  Komposit  Karaginan,  Tepung Tapioka  dan  Lilin  Lebah. Jurnal Amin, H. 2008. Kajian Pembuatan Edible Film Penelitian Perikanan Indonesia. 11(2): Komposit  dari  Karagenan  Sebagai 93-101. Pengemas  Bumbu  Mie  Instant  Rebus. Jurnal Agriplus 18(1):77-84. Jacoeb, A.M., N. Roni, dan P.S.D.U. Siluh, 2014. Pembuatan Edible Film dari Pati Buah Bertuzzi, M.A., E.F.C. Vidaurre, M. Armada and Lindur dengan Penambahan Gliserol dan J.O  Gottifredi.  2007.  Wate  Vapour Karaginan.Jurnal Pengolahan Hasil Permeability  Of  Edible  Starch  Based Perikanan Indonesia. 17(1):14-21. Films.  Journal Food Enggineering 80:972-978. Krochta, J.M., Baldwin and N. Carriedo,  1994. Edible Coating and Film to Improve Donhowe, G and O. Fennema, 1994. Edible Film Food Quality. Technomic Publishing Co. and Coating: Characteristic, formation, Inc., Pennsylvania:139-187 pp. definitions and testing methods.  In J.M. Krochta,  E.A.  Baldwin,  and  M.O. Krochta, J.M. and C.D.M.  Johnston, 1997. Edible Nisperos-Carriedo, (eds) Edible Coating an Biodegradable Films: Challenges and and Film to Improve Food Quality. Opportunities.  Food Technology 51:61Technomic  Publ.  Co.  Inc.  Lancaster, 74. Pennsylvania: 378 pp. Lee, S. Y., and V.C.H Wan , 2005. Edible Films Garcia, M.A., M.N. Martino,  and N.E. Zaritzky, and Coatings.  In  Handbook  of  Food 2000. Lipid Addition to Improve Barrier

12

sebanyak 0,02 – 0,08 miliar metrik ton karbon dioksida  per  tahun  ke  atmosfer  (Ware  et al., 1993).  Konsekuensinya,  walaupun  karang Terumbu karang  membentuk struktur merupakan sumber yang menyumbang karbon masif kalsium karbonat di perairan laut tropis ke  atmosfer,  tapi  jumlahnya  sangat  kecil  jika dangkal. Walaupun ekosistem terumbu karang dibandingkan dengan pembakaran bahan bakar menutupi  kurang  dari  0,1  persen  wilayah fosil. Penelitian lain juga menyebutkan bahwa permukaan  bumi  (Lutz  et al.,  2014),  tetapi laut berfungsi sebagai sumber karbon. Koropitan terumbu  karang  bertanggungjawab  pada (2008), telah melakukan riset siklus karbon di deposit kalsium karbonat di dalam laut. Terumbu Laut  Jawa  dengan  mempertimbangkan  sistem karang  memproduksi  sejumlah  besar  kalsium karbonat laut, arus laut, dan suplai dari daratan. karbonat  yang  seringkali  diartikan  bahwa Berdasarkan data yang ada, telah dikembangkan ekosistem ini merupakan tempat penyimpanan model  matematika  untuk  mencoba  meniru karbon yang berasal dari atmosfer. Bagaimana mekanisme di Laut Jawa.  Penelitian ini menyimpun, bukan itu yang terjadi, karena ketika kalsium pulkan bahwa Laut Jawa berpotensi melepaskan mengalami proses presipitasi oleh karang selama karbon ke atmosfer dalam kisaran 0,001 – 0,003 proses kalsifikasiyaitu proses dimana organisme mol C/m2 per tahun. Angka ini termasuk kecil yang mendeposit karbon inorganik dalam bentuk (kurang dari 0,1%) dibanding dengan peluang padat untuk membentuk skeleton atau cangkang pelepasan  karbon  pada  lokasi  up welling kalsium  karbonat  maka  karbon  dioksida ekuator  di  Lautan  Pasifik,  yang  merupakan sebenarnya terbentuk. Proses biologis lainnya, carbon source terbesar dari perairan global. sebagai  tambahan  proses  kalsifikasi,  juga Lokasi  upwelling,  yang  memiliki berakibat  pada  jumlah  karbon  dioksida  yang temperatur permukaan laut yang rendah karena dihasilkan  atau  dikonsumsi  oleh  ekosistem naiknya massa  air dari lapisan  bawah,  namun terumbu karang. Proses metabolik ini termasuk memiliki kandungan Dissolve Inorganic Carbon respirasi  yang  menghasilkan  karbon  dioksida (DIC), atau kandungan karbon anorganik terlarut dan  proses  fotosintesis  yang  menggunakan yang  tinggi.  Beberapa  publikasi  di  jurnal karbon dioksida. internasional  menunjukkan  bahwa  daerah  up Pada beberapa area terumbu yaitu pada welling umumnya  bersifat  sebagai  carbon rataan  terumbu  karang,  umumnya  didominasi source. Penelitian yang dilakukan di lepas pantai oleh organisme laut yang berfotosintesis seperti Barat  Sumatra  (lokasi  up welling)  oleh  suatu rumput laut dan padang lamun yang merupakan lembaga ke lautan Jepang pada bulan Agustus penyerap  karbon-dioksida.  Bagaimanapun, 2005  menunjukkan  bahwa  nilai  perbedaan sebagian besar area terumbu lainnya dihuni oleh tekanan parsial CO2 antara laut dan udara pada organisme  non  fotosintesis  yang  aktivitas kisaran +16 sampai +27 µatm (Pranowo et al., respirasinya  merupakan  sumber  dari  karbon 2010). Nilai positif menunjukkan bahwa perairan dioksida. Akibatnya, pada sebagian besar sistem ini  bersifat  sebagai  carbon source. Ada  pula terumbu  karang,  hasil  karbon  dari  proses hasil riset lainnya pada bulan Februari 1984 yang fotosintesis  dan  respirasi  cenderung  berada dilakukan  oleh  lembaga  meteorologi  Jepang. dalam kondisi yang seimbang, dan produk bersih Mereka mengukur perbedaan tekanan parsial ini hanya memberi sedikit kontribusi pada keselurupada sepanjang jalur yang memotong perairan han  karbon  dioksida  yang  diperlukan  untuk selatan memasuki Selat Lombok, Selat Makassar karang  yang  didominasi  oleh  hasil  kalsifikasi (Lutz et al., 2014). Sebagai hasil dari keseluruhan sampai ke arah Laut Sulawesi. Hasilnya tetap menunjukkan nilai positif  yang berkisar pada proses,  karang  merupakan  sumber  karbon +4 sampai +20 µatm (Pranowo et al., 2010). dioksida  yang  secara  global  menyumbang KONTRADIKSI TERUMBU KARANG BUKAN PENYERAP BLUE KARBON

37

(Hutahaean, 2013). Secara keseluruhan potensi laut Indonesia  mampu  menyerap  CO2  sebesar 219,8  juta  ton  per  tahun.  Jumlah  ini  sebesar 10,99% dari total karbon yang diserap oleh laut Indonesia tiap tahun (Hutahaean, 2013). Untuk

penyerapan karbon, maka mangrove yang diikuti padang lamun dan terumbu karang menempati posisi teratas. Estimasi serapan karbon per tahun disajikan pada Gambar 3.

Gambar 3.  Estimasi perbandingan penyerapan karbon oleh terumbu karang, mangrove, lamun dan rawa-rawa air laut (sumber : Nellemann et al., 2009) Penelitian  COREMAP  Fase  II  tahun 2008  menyebutkan  bahwa  kondisi  terumbu karang  di  14  kabupaten  di  Indonesia  berada dalam  kondisi  baik,  dengan  rata-rata  tutupan karang batu hidup sebesar 33,50% dan tutupan algae  sebesar  44,67%  (Anonim,  2010). Persentase  tutupan  alga  yang  lebih  besar menunjukkan bahwa di dalam ekosistem terumbu karang  peran  alga  lebih  besar  daripada  peran karang  batu  sebagai  penyerap  CO 2   dan penghasil  O2.  Indonesia  yang  memiliki  iklim tropis sangat sesuai untuk pertumbuhan algae. Adanya perubahan iklim dan aktivitas manusia juga berdampak positif terhadap pertumbuhan algae di terumbu karang, karena bertambahnya nutrisi yang terus mengalir dari darat ke laut atau 36

yang disebut juga dengan eutrofikasi (Mc Cook, 1999). Terkait dengan pertumbuhan algae yang akan  terus  berkembang  mengikuti  perubahan ikim, kenaikan CO2 di udara diharapkan tidak terus terjadi seperti yang diramalkan bahwa akan terjadi kenaikan CO2 sebanyak dua kali lipat pada tahun 2065 (Wigley, 1999). Pemanasan global di daerah  tropis  tidak  saja  menyebabkan  coral bleaching (Wilkinson, 2000) dan berkurangnya rasio  GP/R  pada  karang  hidup,  tetapi  juga meningkatkan rasio GP/R pada algae (Elfwing &Tendergren,  2000).  GP/R  adalah  rasio perbandingan antara selisih produktivitas bersih dan kotor dengan hasil respirasi (mg O2/h) (Mc Closkey et al., 1978).

Penyimpanan  Lempok  Durian.Jurnal Agria 1(2): 95-98.

Science,  Technology,  and  Engineering, Y.H. Hui, (Ed)., Crc Pr I Lic. 135.

McHaugh,  T.  H.,  J.  F.  Aujard  and  J. Santoso, B., Herpandi, A.P. Puspa, dan P.  Rindit, M. Krochta.1994. Plasticized Whey Protein 2013. Pemanfaatan Karagenan dan Gum Edible Film: Water Vapor Permeability Arabic  Sebagai  Edible  Film  Berbasis Properties.  Journal of Food Science, 59: Hidrokolid. Jurnal Agritech 33(2): 140416-419,423. 145. Milani, J., and G. Maleki,  2012. Hidrocolloids inSkurtys, O., C. Acevedo, F. Pedreschi, J. Enronoe, Food Industry. In: Valdez, B. (ED) Food F. Osorro,and  J.M. Aguilera, 2010. Food Industrial  Processes-Methods  and Hydrocolloid Edible Films and equipment; InTech: Croatia, 17-38. Coating. Department Food Science and Technology, Universidad de Santiago de Mindarwati, E., 2006, Kajian Pembuatan Edible Chile.Nova  Science  Publisher,  Inc., Film Komposit dari Karagenan Sebagai Santiago: 66 pp. Pengemas  Bumbu  Mie  Instant  Rebus. [Tesis]. Program Studi teknologi Pasca Suryaningrum,  D.T.H.,  B.  Jamal,  dan Panen, Institut Pertanian Bogor, Bogor: Nurochmawati. 2005. Stydi Pembuatan 83 hal. Edible  Film  dari  Karagenan.  Jurnal Penelitian Perikanan Indonesia 2(4):1Nugroho, A.A.,  Basito, dan  R. K.A.  Baskara, 13. 2013.  Kajian  Pembuatan  Edible  Film Tapioka Dengan Pengaruh Penambahan Winarno,  F.G.  1990.  Pengantar Teknologi Pektin  Beberapa  Jenis  Kulit  Pisang Pangan. PT Gramedia. Jakarta: 89 hal. Terhadap  Karakteristik  Fisik  dan Mekanik.Jurnal Teknosains Pangan Winarti, C., Miskiyah, dan Widaningrum. 2012. 2(1):73-79. Teknologi  Produksi  dan  Aplikasi Pengemas Edible Antimikroba Berbasis Rachmawati,  A.  K.  2009,  Ekstraksi  dan Pati. Jurnal Litbang Pertanian 31(3):85Karakterisasi  Pektin  Cincau  Hijau 93. (Premna oblongifolia.  Merr)  untuk Pembuatan  Edible  Film.[Skripsi]. Yuguchi,  Y.,  T.T.  Thuy,  H.  Urakawa,  and  K. Fakultas Pertanian, Universitas Sebelas Kajiwara  2002. Structural Characteristics Maret, Surakarta: 61 hal. of Carrageenan Gels: Temperature and Concentration  Dependence. Food Santoso,B.,  F. Pratama, dan R. Pambayun,  2005. Hydrocolloids 16: 515-522. Aplikasi Edible Coating Komposit pada

13

Oseana, Volume XLI, Nomor 2, Tahun 2016 : 14- 20

   ISSN 0216-1877

Archaster typicus (ASTEROIDEA, ECHINODERMATA): SISTEMATIKA, PERGESERAN HABITAT, PERILAKU MEMBENAMKAN DIRI DAN PERKAWINAN Oleh Ana Setyastuti1) ABSTRACT Archaster typicus (ASTEROIDEA, ECHINODERMATA): SYSTEMATICS, HABITAT SHIFTING, BURROWING BEHAVIOR AND MATING BEHAVIOR. Archaster typicusis is one of the target sea star for the ornamental trade in many locations in Indonesia. The trading of this sea star is not only traditionally in the gift shop at tourism area but also in the online shop. The ecological impact related to the high exploitation of this species in Indonesia has not much been examined.This review informs about the biological and ecological aspect of Archaster typicus, including systematics, habitat shifting, burrowing behavior and mating behavior. Thus information expected to deliver a basic knowledge to the society, academicians, researchers who intend to examine the ecological role of this species and also as basic information for the future conservation management.

PENDAHULUAN Archaster typicus, spesies bintang laut yang umum dijumpai di kawasan Indo-Pasifik di wilayah  perairan  dangkal termasuk  salah  satu dari  beberapa  spesies  bintang  laut  misal (Linckia laevigata dan Protoreaster nodosus) yang  dieksploitasi  secara  masif,  untuk  tujuan perdagangan  ornamen  (Clark  &  Rowe,  1971, Purwati  &  Lane,  2004).  Archaster typicus umumnya  dikeringkan  untuk  dijual  sebagai suvenir atau cinderamata turis di tempat wisata kelautan dan juga dimanfaatkan untuk dekorasi ruangan. Toko suvenir di beberapa daerah wisata pesisir  di  Indonesia,  hampir  selalu  menjual bintang  laut  jenis  ini.  Selain  itu,  toko  online, ternyata  banyak  yang  memperjualbelikan

1)

Pusat Penelitian Oseanografi LIPI, Jakarta

14

bintang laut jenis tersebut (Gambar 2). Di sisi lain,  pengetahuan mengenai efek ekologi terkait dengan eksploitasi berlebih terhadap jenis-jenis tersebut,  masih  belum  banyak  diteliti (Anonimus,  2015).  Makalah  ini  bermaksud menelusuri dan merangkum hasil-hasil penelitian mengenai  Archaster typicus,  baik  biologi maupun ekologinya. Sistematika Archaster typicus adalah sebagai berikut (Clark & Rowe, 1971): Filum : Echinodermata Kelas : Asteroidea Ordo : Valvatida Famili : Archasteridae Genus : Archaster Spesies : Archaster typicus Muller & Troschel,   1840

Produktivitas  primer  pada  terumbu karang  berkaitan dengan  sistem respirasi  atau fotosintesis. Pertukaran CO  di laut terjadi secara 2 biologis  melalui  organisme  laut  yang berfotosintesis,  seperti  fitoplankton  atau  alga yang  berfotosintesis  dengan  karang  yang memanfaatkan  nutrien  dan  menyerap  CO2di atmosfer  untuk  proses  fotosintesis.  Proses fotosintesis memerlukan CO2 dan sinar matahari, yang  selanjutnya  akan  menghasilkan  oksigen (O2)  serta  air  dan  gula.  Karbon  yang  diserap tersebut akan terdistribusi kembali melalui jaringjaring makanan (foodweb) di laut dalam bentuk bahan organik, dan sebagian besar terkubur di dalam sedimen di dasar laut. Sama halnya seperti di daratan, karbon yang tersimpan di dasar laut akan  membentuk  bahan  bakar  fosil  seperti

minyak bumi dan gas alam. Proses tenggelamnya CO2 melalui biota laut tersebut, umumnya disebut dengan pompa biologis (biological pump). Reaksi  fisis  juga  memiliki  berperan dalam penyerapan CO2  , baik dari atmosfer ke dalam laut hingga pendistribusian CO2 ke dalam laut salah satunya melalui massa air yang lebih dingin  atau  pengadukan  massa  air  yang  lebih dikenal  dengan  nama  upwelling  atau downwelling. Faktor yang mempengaruhi antara lain kecepatan angin, tekanan parsial antara muka air laut, temperatur dan salinitas air laut. Semakin rendah  suhu  air  laut,  maka  semakin  tinggi kemampuannya dalam menyerap karbon. Proses ini yang disebut dengan physical pump. Proses biological pump dan physical pump disajikan pada Gambar 2 berikut.

Gambar 2.  Proses penyerapan karbon melalui proses biological pump dan physical pump (sumber : www.nature.com)

Indonesia  yang  memiliki  terumbu 2  karang dengan luas mencapai 75.000 km atau 7.500.000 hektar atau seperdelapan luas terumbu karang  dunia,  sehingga  keberadaan  terumbu karang  di  perairan Indonesia  dianggap  sangat berpotensi  dalam  menyerap  karbon  dunia (Hutahaean,  2013).  Jika  masalah  pemanasan global  yang  sebagian  besar  disebabkan  oleh naiknya  kadar  CO2  di  atmosfer,  maka  fungsi ekosistem  terumbu  karang  sebagai  penyerap 35

karbondioksida  dari  udara  sangat  signifikan (Langdon, 2000). Belum lagi ditambah dengan penyerapan karbon oleh mangrove dan padang lamun. Penelitian Dinas Kelautan dan Perikanan tahun 2007 menyatakan bahwa terumbu karang di perairan Indonesia mampu menyerap karbon sebesar 65,7 juta ton per tahun, diikuti padang lamun  sebanyak  50,3  juta  ton  per  tahun, mangrove sebesar 67,7 juta ton per tahun dan fitoplankton  sebesar  36,1  juta  ton  per  tahun

Karakteristik Archaster typicus adalah tubuhnya  berwarna  putih  abu-abu  sampai kecoklatan.  Memiliki  podia/kaki  tabung  yang ujungnya  berbentuk  sucker  (Gambar  1). Marginal plate terlihat jelas dan terdapat duri

utama  (primary spine).  Abactinal plate dipenuhi dengan ornamen paxillae dan paxillae di bagian tengah/medioradial, berukuran lebih besar  dari  sekitarnya  (Clark  &  Rowe,  1971; Vandenspiegel et al., 1998; Ramadhan, 2008).

Gambar 1. Karakter morfologi Archaster typicus (Foto : W. Purbiantoro & A. Setyastuti)

Gambar 1.  Penyimpanan karbon pada sistem bluecarbon, pada biomassa tumbuhan dan di bawah permukaan sedimen (sumber : Lutz et al, 2014) Salah satu yang menyebabkan terumbu karang disebut sebagai penyerap karbon yang sangat efektif adalah produktivitas primer yang tinggi. Fiksasi karbon (produktivitas primer) pada terumbu  karang  menempatkan  ekosistem  ini sebagai  ekosistem  paling  produktif.  Reef flat atau  rataan  terumbu menghasilkan  sekitar  3,5 kgC/m2th-1, dibandingkan dengan padang lamun dan  hutan  hujan  tropis  yang  hanya  sebesar  2 kgC/m2th-1,  dan  hutan  gugur  di  daerah  empat musim  yang  sebesar  1  kgC/m2th-1(Anonimus, 2003).  Menurut  Dahuri  (2003),  produktivitas primer bersih terumbu karang adalah berkisar antara  300  –  5000  g  C/cm2th-1,  sedangkan menurut  Gordon  &  Kelly  (1962)  dalam Supriharyono (2000), di perairan pesisir Hawai 34

pernah diteliti produktivitas ekosistem terumbu karang yang mencapai 11,68 kgC/cm2th-1. Selama  fotosintesis  berlangsung, zooxanthellae  memfiksasi  sejumlah  besar karbon  yang dilewatkan pada polip  inangnya. Karbon  tersebut sebagian besar  berada  dalam bentuk  gliserol  termasuk  glukosa  dan  alanin. Produk kimia ini digunakan oleh polip karang untuk melaksanakan fungsi metaboliknya, atau sebagai  pembangun  rangkaian  protein,  lemak dan  karbohidrat.  Kandungan  zooxanthellae yang  tinggi  dalam  polip  karang  diketahui berbanding  lurus  dengan  meningkatnya kemampuan coral dalam menghasilkan kalsium karbonat (Lalli & Parsons, 1995).

Gambar 2. Contoh pemanfaatan bintang laut A. typicus, baik diperjualbelikan secara langsung maupun secara  online  (Sumber  :  https://science.naturalis.nl/en/people/scientists/arthur-bos/ ; www.aliexpress.com; www.tokopedia.com; google.co.id)

15

PERGESERAN HABITAT Mukai  et al.  (1986)  melakukan pengamatan mengenai pola distribusi A. typicus secara  vertikal/berdasarkan  kedalaman,  dan hasilnya menunjukkan bahwa individu-individu di pesisir memiliki ukuran tubuh yang lebih besar daripada  individu-individu  yang  dijumpai  di perairan  yang  lebih  dalam.  Hal  tersebut kemungkinan karena, individu berukuran besar memiliki  toleransi  yang  lebih  kuat  terhadap salinitas tinggi di wilayah pesisir, arus pasang surut yang sangat fluktuatif, tekanan panas dan dingin, sedangkan individu-individu berukuran kecil/juvenil akan lebih aman berada di perairan yang lebih dalam karena faktor fisika air laut lebih stabil. Bos et al. (2011) mengamati distribusi horisontal  A. typicus di  wilayah  pesisir  dan menghasilkan pemetaan pola distribusi sebagai berikut (penyederhanaan dalam bentuk skema dapat dilihat pada Gambar 3) : (a) Area  akar  mangrove:  A. typicus   paling banyak dijumpai dalam ukuran (R) yang kecil atau  individu-individu  “post settlement survival”=juvenil.  Area  ini  dianggap penting  sebagai  habitat  perlindungan (nursery)  bagi  juvenil,  karena  jumlah nutriennya melimpah, merupakan sheltering area atau area perlindungan dari predasi ikan dan minim ekspos ombak sehingga juvenil mendapat  banyak  keuntungan  dengan tinggal diantara perakaran mangrove. (b) Area  padang  lamun  atau  pantai  berpasir: seiring dengan tumbuh dan berkembangnya juvenil A. typicus, terjadilah migrasi ke area ini. Di area ini dijumpai individu  “medium size” atau “berukuran sedang” yang sangat

16

melimpah  bahkan  densitasnya  tertinggi dibandingkan area lainnya. Kondisi tersebut dapat  menyebabkan  terjadinya  kompetisi intra-spesifik terhadap makanan, oleh karena itu  individu-individu  ukuran  besar  atau dewasa tidak dijumpai, karena diperkirakan bergerak pindah ke area offshore atau beting pantai. (c) Area  beting  (area  pantai  dimana  secara topografi  terdapat  timbunan  pasir/lumpur dan  saat  surut  terendah  tetap  terdapat  air laut). Jumlah individu  A. typicus di area ini tidak  terlalu  banyak,  hal  tersebut  dapat dikaitkan dengan ukuran tubuh individunya yang besar/dewasa, sehingga untuk menjaga keseimbangan  kompetisi  mikrohabitat  dan makanan  dalam  satu  koloni  area  hanya sedikit individu. Menurut hasil pengamatan Mueler  et al.  dalam  Boss  et al. (2011) individu A. typicus dengan R=40 mm dapat bergerak dengan kecepatan rata-rata 0.5 m/ menit,  yang  artinya  secara  teori memungkinkan  individu-individu  tersebut untuk  migrasi/berpindah  habitat  dari  area padang lamun ke area  beting dalam kurun waktu 24 jam. Terjadinya migrasi/pergeseran habitat seiring  dengan  pertumbuhan  ukuran  tubuh masih merupakan hipotesis-hipotesis yang terus berkembang,  dan  masih  sangat  terbuka  untuk didiskusikan  dan  diteliti  lebih  lanjut. Bagaimanapun,  pola  distribusi  A. typicus dipengaruhi  oleh  banyak  faktor,  diantaranya adalah  topografi,  arus  dan  ukuran  partikel sedimen, sedangkan yang kemungkinan menjadi faktor utama adalah paparan angin dan karakter geomorfologi pantai (Mukai et al., 1986).

sumber  blue carbon  (Nybakken,  1998). Produktivitas  primer  tersebut  berasal  dari simbiosis  antara  hewan  karang  dan zooxanthellae  yang  melakukan  fotosintesis. Selain itu, alga yang menempel pada terumbu karang juga menyerap karbon dan menghasilkan oksigen  dalam  proses  hidupnya  yang  juga melakukan fotosintesis. Karbon yang disimpan sebagai blue carbon ini tidak disimpan dalam jangka  waktu  dekade  atau  abad  (seperti  pada hutan hujan tropis), tetapi  lebih dalam jangka waktu milenia atau ribuan tahun. Blue carbon  atau  karbon  biru  dalam vegetasi  pesisir  menyerap  karbon  jauh  lebih efektif hingga 100 kali lebih efektif, dan lebih permanen dibandingkan dengan hutan tropis di darat  (Anonimus,  2016).  Substrat  sedimen menyimpan lapisan karbon dalam lapisan vertikal yang menebal. Sedimen ini umumnya bersifat anoksik atau minim oksigen atau bahkan tidak memiliki  kandungan  oksigen.  Dalam  kondisi tersebut,  kandungan  karbon  organik  tidak terurai  dan  hanya  dilepas  oleh  mikroba  yang berada di dalam sedimen itu sendiri. Keadaan ini sangat berbeda dengan kondisi hutan tropis di  darat  yang  mana  karbon  hanya  terpusat  di suatu pohon. Dalam kondisi pesisir yang sehat, maka karbon dapat tertahan di dalam sedimen hingga  ratusan  bahkan  ribuan  tahun  (Lipp  et al.,  2008).  Diketahui  terdapat  kehidupan  di biosfer  yang  sangat  jauh  di  permukaan  bumi, bahkan  800  meter  di  bawah  dasar  laut. Diperkirakan sebanyak 90 gigaton massa karbon yang berasal dari organisme mikrobial hidup di dalamnya dengan dominasi bakteri satu sel yang disebut  dengan Archaea  yang  berada  pada10 cm lapisan permukaan (87%), dan terdiri dari bakteri (Lipp et al., 2008).

33

TERUMBU KARANG SEBAGAI PENYERAP KARBON Karbon  disebut  sebagai    penyebab utama  perusak  lapisan  ozon  dapat  merusak lapisan ozon yang dampaknya dapat berakibat pada  terjadinya  pemanasan  global  (global warming), dan perubahan iklim global (global climate change).  Luas  terumbu  karang  dunia 2 mencapai  600.000  km   sangat  berpotensi  dan berperan  penting  dalam  penurunan  jumlah karbon (Field et al., 1998). Ekosistem pesisir diketahui merupakan penyerap dan penyimpan karbon  yang  sangat  efektif.  Peran  ekologis terumbu  karang  sebagai  carbon sink  atau penyerap karbon dapat mengurangi dampak gas rumah kaca (Green House Gas) (Sunarto, 2008). Peranan alga zooxanthellae dalam tubuh karang dapat  memanfaatkan  atau  menyerap  karbon sebagai  sumber  energi  dalam  proses fotosintesis.  Proses  fotosintesis  ini,  nantinya yang memicu terjadinya kalsifikasi hingga karang dapat  membentuk  dan  memperbesar  kalsium karbonat  yang  disebut  sebagai  terumbu. Terumbu karang merupakan habitat bagi banyak biota laut di lingkungan pesisir (Sunarto, 2008). Hubungan antara habitat blue carbon dengan tanah yang kaya karbon menggambarkan akumulasi karbon yang signifikan, bahkan lima  kali  lebih  banyak  dibandingkan  dengan karbon  yang  disimpan  pada  daratan  tanah  di hutan tropis (Donato et al., 2011, Fourqurean  et al., 2012). Gambaran mengenai penyimpanan karbon pada sistem blue karbon, pada biomassa tumbuhan  dan  di  bawah  permukaan  sedimen disajikan pada Gambar 1.

Oseana, Volume XLI, Nomor 2, Tahun 2016 : 32- 40

   ISSN 0216-1877

Coral Reef, Penyerap atau Penghasil Karbon ? Oleh Ni Wayan Purnama Sari1) ABSTRACT CORAL REEFS ROLE AS BLUE CARBON. Oceans cover 70 percent of the Earth’s surface. Coastal and shallow water areas contain the most productive and diverse ecosystem, including coral reefs, mangroves and seagrass beds. Coral reefs, as referred to the tropical rain forest of the ocean, is a marine system whose valued about 30 million USD per year. Coral protects shores and islands from the strong waves and surges. Along with seagrass beds and mangroves, coral reefs acts as the biggest carbon sink from atmospher in the earth. The tropical coral reefs worldwide cover an area of 284.000 km2 can absorb carbon as much as 4 milion tons carbondioxide every year. It is five times higher than tropical rain forests can absorb. It is why people called it as “blue carbon”.On the other hand, some people say that coral reef is also acts as the carbon source.

PENDAHULUAN Ekosistem  terumbu  karang  memiliki peran  yang  besar  bagi  kehidupan  dan keberlanjutan pesisir pantai dan pulau-pulau di seluruh  dunia.  Terumbu  karang  yang  sehat memiliki banyak efek positif bagi ekonomi lokal penduduk yang tinggal di pesisir, salah satunya adalah  berupa  penambahan  stok  ikan  karang, aktivitas  pariwisata  menyelam  yang  terus meningkat dan perlindungan ekosistem pesisir. Pariwisata dan perikanan merupakan dua pilar ekonomi  utama  yang  langsung  berpengaruh dengan kesehatan terumbu karang (Lutz et al., 2014). Secara umum, blue carbon merupakan konsep yang menggambarkan antara hubungan karbon dengan  biosfer  laut melalui  ekosistem laut dan pesisir (Lutz et al., 2014). Konsep ini 1)

Pusat Penelitian Oseanografi LIPI, Jakarta

32

dicetuskan  setelah  banyak  penelitian menemukan  bahwa  lebih  dari  separuh  (55%) karbon biologis disimpan oleh organisme atau ekosistem  pesisir  dan  laut  (Nellemann  et al., 2009). Ekosistem pesisir dan laut yang terdiri dari  terumbu  karang,  mangrove  dan  lamun membantu  dalam  mitigasi  perubahan  iklim dengan  menyerap  karbon  secara  aktif  dari atmosfer. Selain itu, ekosistem ini menyediakan tempat  penyimpanan  karbon  alami  di  dalam biomassa dan sedimen. Konsep Blue Carbon difokuskan pada tiga  ekosistem  pesisir  kunci  yaitu  terumbu karang, mangrove dan padang lamun (Lafoley & Grimsditch, 2009; Nellemann et al., 2009) tetapi karena  terumbu  karang  menghasilkan produktivitas primer yang sangat tinggi, maka terumbu  karang  juga  dimasukkan  sebagai

Gambar 3. Skema pola distribusi A. typicus (pergerakan pergeseran habitat menyesuaikan ukuran tubuh). (a) Area akar mangrove, (b) Area padang lamun dan pantai berpasir dan (c) Area beting (Sumber: modifikasi dari Bos et al., 2011).

PERILAKU MEMBENAMKAN DIRI Aktifitas A. typicus sangat tergantung dengan  pasang  surut  air  laut.  Hal  ini  sesuai dengan hasil penelitian Bos et al. (2011) yang mengamati  kepadatan  A. typicus pada  saat pasang dan surut di Pulau Samal (Filipina). Hasil penelitian tersebut, menunjukkan bahwa  pada saat air  surut, jumlah A. typicus lebih  banyak dijumpai  dibandingkan  pada  saat  air  pasang (Gambar  4).  Hal  ini  kemungkinan  berkaitan dengan perilaku membenamkan diri pada saat

air  laut  pasang,  dengan  tujuan  untuk menghindari predator seperti ikan. Pemangsaan dapat  mengakibatkan  efek  negatif  terhadap pertumbuhan individu berukuran kecil di area pasang  surut,  karena  dengan  adanya pemangsaan  akan  menyebabkan  luka  pada bagian  tubuh.  Menurut  Barrios  et al.  (2008) bahwa  bintang  laut  yang  mengalami  luka menghabiskan sebagian besar energinya untuk melakukan  autotomi,  akibatnya  akan mengurangi  energi  untuk  pertumbuhan  tubuh dan reproduksi.

Gambar 4. Rata-rata kepadatan (individu per m2) bintang laut (A.typicus) di area padang lamun dan pasir terbuka di Pulau Samal. Pengamatan dilakukan setiap jam pada 15-16 September 2008 (Sumber : Modifikasi dari Bos et al., 2011) . 17

PERILAKU PERKAWINAN Masa  kawin  pada  echinodermata diperkirakan bersifat musiman. Penelitian pada A. typicus penelitian mengenai masa kawin telah banyak dilakukan, dan hasil penelitian tersebut menunjukkan bahwa pada lokasi yang berbeda, memiliki  masa  kawin    yang  berbeda  pula (Tabel 1). Ukuran tubuh individu yang melakukan perkawinan  juga  bervariasi,  dan  dipengaruhi oleh lokasi (Tabel 2). Pada saat musim kawin tiba, agregasi A. typicus sangat mudah dijumpai di  area  intertidal,  hal  ini  merupakan  respon feromon untuk menemukan pasangan. Perilaku

perkawinan  pada  A. typicus  merupakan  salah satu hal yang menarik perhatian, karena perilaku perkawinannya  yang  biasa  disebut  “mating (berpasangan)”  atau  “pseudo-copulation (kopulasi semu)” yaitu pasangan individu saling bertumpukan dimana individu jantan berada di atas individu betina. Perilaku perkawinan ini tidak umum dilakukan oleh kebanyakan bintang laut (Komatsu, 1983 dalam Darsono, 1998; Mukai et al.,  1986;  Run  et al.,  1988).  Secara  skematis proses pergerakan untuk menemukan pasangan dan perkawinan dapat dilihat dari ilustrasi yang dibuat oleh Run et al., 1988 (Gambar 5).

Gambar 5. Ilustrasi pergerakan A. typicus (sumber: Run et al., 1988). Gerak pengenalan jenis kelamin : 1. Posisi terpisah 2. Posisi ujung lengan bersentuhan 3. Posisi lengan saling bersampingan 4. Posisi lengan diatas lengan 5. Posisi bertumpukan (ind. jantan diatas ind. betina) Tabel 1.Penelitian terkait musim kawin A. typicus. Lokasi Wilayah subtropis Perairan Jepang  Perairan Taiwan  Wilayah Tropis Perairan  Indonesia  (Pulau  Jawa)   Perairan Indonesia (Pulau Pari,  Kep.  Seribu)  Perairan Filipina   Perairan Filipina  Perairan Filipina 

Musim Kawin A. typicus

Mukai et al. (1986)   Run et al. (1988)  

Februari & Mei 

Boschma  dalam  Bos  et al.  (2012)  Darsono et al. (1978)  

April  &  Mei;  April  November  Juni & Oktober   September & Oktober 

18

Seeberg-Everfeldt, J., M. Schlüter, T. Feseker and Torres, N.T., P.C. Hauser, G. Furrer, H. Brandl and B.  Müller.  2013.  Sediment  porewater M. Kölling. 2005.  Rhizon  sampling  of extraction and analysis combining filter porewaters  near  the  sediment-water tube  samplers  and  capillary interface of aquatic systems.  Limnology electrophoresis.  Environmental and Oceanograpgy: Methods 3(8): 361Science: Processes & Impacts 15(4): 715371. 720. Shotbolt, L. 2010. Pore water sampling from lake Ugo, P., A. Bertolin and L.M. Moretto. 1999. and  estuary  sediments  using  rhizon Monitoring  sulphur  species  and  metal samplers.  Journal of Paleolimnology ions in salt-marsh pore-waters by using 44(2): 695-700. an in-situ sampler.  International Journal Teasdale, P.R., G.E. Batley, S.C. Apte and I.T. of Environmental Analytical Chemistry Webster. 1995. Pore water sampling with 73(2): 129-143. sediment peepers.  Trends in Analytical Watson, P.G. and T.E. Frickers. 1990. A multilevel, Chemistry 14(6): 250-256. in  situ  pore-water  sampler  for  use  in Thomas, B. and M.A. Arthur. 2010. Correcting intertidal  sediments  and  laboratory porewater concentration measurements microcosms.  Limnology and from  peepers:  application  of  a  reverse Oceanography 35(6): 1381-1389. tracer.  Limnology and Oceanography: Xu, D., W. Wu, S. Ding, Q. Sun and C. Zhang. Methods 8: 403-413. 2012.  A  high-resolution  dialysis Tong, C., J. Huang and Y. Jia. 2015. Small-scale technique  for  rapid  determination  of spatial  variability  of  soil  methane dissolved  reactive  phosphate  and production  potential  and  porewater ferrous iron in pore water of sediments. characteristics  in  an  estuarine Science of the Total Environment 421Phragmites australis marsh.  Journal of 422: 245-252. Coastal Research 31(4): 994-1004.

Pustaka

Juni s.d. Agustus   Juni s.d. Agustus  

Agustus & November 

Toole, J., J. Thomson, T.R.S. Wilson and M.S. Sasseville, D.R., A.P. Takacs and S.A. Norton. Baxter. 1984. A sampling artifact affecting 1974. A  large-volume  interstitial  water the  uranium  content  of  deep-sea  pore sediment  squeezer  for  lake  sediments. waters  obtained  from  cores.  Nature Limnology and Oceanography  19(6): 308(5956): 263-266. 1001-1004.

&  Jansen  et al.  dalam Bos  et al.  (2012)  Bos et al. (2011)   Bos et al. (201 2) 

31

Jahnke, R., M. Richards, J. Nelson, C. Robertson, Moncur, M.C., D.W. Blowes and C.J. Ptacek. A.  Rao  and  D.  Jahnke.  2005.  Organic 2013.  Pore-water  extraction  from  the matter  remineralization  and  porewater unsaturated  and  saturated  zones. exchange  rates  in  permeable  South Canadian Journal of Earth Scinces Atlantic  Bight  continental  shelf 50(10): 1051-1058. sediments.  Continental Shelf Research Ramírez-Pérez, A.M., E. De Blas and S. García25(12): 1433-1452. Gil. 2015. Redox processes in pore water Jahnke,  R.A.  1988. A  simple,  reliable,  and of  anoxic  sediments  with  shallow  gas. inexpensive  pore-water  sampler. Science of the Total Environment  538: Limnology and Oceanography  33(3): 317–326. 483-487. Reeburg,  W.S.  1967. An  improved  interstitial Koehler, G., L.I. Wassenaar  and M.J. Hendry. water  sampler. Limnology and 2000.  An  automated  technique  for Oceanography 12(1): 163-165. measuring  äD  and  ä 18 O  values  of Rigaud, S., O. Radakovitch, R-M. Couture, B. porewater  by  direct  CO 2  and Deflandre, D. Cossa, C. Garnier and J.M. H2 equilibration.  Analytical Chemistry Garnier. 2013. Mobility and fluxes of trace 72(22): 5659-5664. elements and nutrients at the sedimentKrom,  M.D.,  P.  Davison,  H.  Zhang  and  W. water  interface  of  a  lagoon  under Davison.  1994.  High-resolution  porecontrasting  water  column  oxygenation water  sampling  with  a  gel  sampler. conditions.  Applied Geochemistry 31: 35Limnology and Oceanography  39(8): 51. 1967-1972. Robbins, J.A. and J. Gustinis. 1976. A squeezer Lopes, I. and R. Ribeiro. 2005. Optimization of a for efficient extraction of pore water from pressurization  methodology  for small  volumes  of  anoxic  sediment. extracting  pore-water.  Chemosphere Limnology and Oceanography  21(6): 61(10): 1505-1511. 905-909. Losso, C., A.A. Novelli, M. Picone, P.F. Ghetti Ronday, R. 1997. Centrifugation method for soil and A.V. Ghirardini. 2009. Porewater as a pore  water  assessment  of  the matrix  in  toxicity  bioassays  with  sea bioavailability  of  organic  chemicals  in urchins  and  bivalves:  Evaluationof soil.  Communications in Soil Science applicability to the Venice lagoon (Italy). and Plant Analysis 28(9): 777-785. Environment International 35(1):  118Saager, P.M., J-P. Sweerts and H.J. Ellermeijer. 126. 1990. A simple pore-water sampler for Martin,  J.B.,  K.M.  Hartl,  D.R.  Corbett,  P.W. coarse, sandy sediments of low porosity. Swarzenski and J.E. Cable. 2003. A multiLimnology and Oceanography  35(3): level pore-water sampler for permeable 747-751. sediments.  Journal of Sedimentary Research 73(1): 128-132.

30

Tabel 2.Ukuran tubuh individu A. typicus (panjang lengan) yang melakukan perkawinan Lokasi

Perairan Taiwan  Perairan Filipina  Perairan Filipina Perairan Filipina

Ukuran Tubuh ind. yang matang gonad/melakukan perkawinan (diameter tubuh/R) >50 mm  >70 mm  ≥35 mm  ≥29 mm 

Hasil  penelitian  Bos  et al.  (2012) terhadap  percobaan  lokomosi/pergerakan  A. typicus menunjukan bahwa  saat musim kawin tiba,  individu-individu  jenis ini menjadi lebih aktif  bergerak  dengan  kecepatan  yang berbanding lurus dengan panjang lengan, baik pada  individu  jantan  maupun  pada  individu betina.  Hasil  penelitian  tersebut  juga menunjukkan bahwa musim kawin A typicus di perairan Filipina terjadi pada bulan SeptemberOktober, dimana pada bulan September individu jantan  yang  melakukan  perkawinan  secara signifikan berukuran lebih besar dibandingkan individu betina, sedangkan pada bulan Oktober justru sebaliknya. Perbedaan  ukuran  tubuh  individu jantan  pada  kedua  masa  kawin  tersebut, kemungkinan  dipengaruhi  oleh  indeks kematangan  gonad  (GSI).  Pada  umumnya, individu  jantan memiliki nilai GSI yang rendah dibandingkan dengan individu betina, sehingga individu jantan memiliki waktu memijah yang lebih pendek, karena hanya akan memijah sekali selama masa kawin, yakni pada bulan September atau Oktober saja. Sedangkan  individu betina yang memiliki nilai GSI lebih tinggi, kemungkinan akan memiliki waktu memijah yang lebih panjang, yaitu  selama  masa  kawin  (September  sampai Oktober). Hal ini berarti bahwa individu betina dapat memijah selama masa kawin, sedangkan pada masa kawin pertama (September) individu jantan  yang  memijah  adalah  yang  berukuran dewasa (sudah matang gonad),  dan pada masa kawin  kedua  (Oktober)  individu  jantan  yang memijah adalah yang berukuran lebih kecil (yang 19

Pustaka

Jansen et al.  dalam Bos et al. (201 2)  Run et al. (1988)   Bos et al. (2011)   Bos et al. (201 2) 

baru matang gonad pertama kali).  Keberhasilan perkawinan  pada  organisme  yang  melakukan pemijahan di kolom air akan semakin meningkat, ketika  sel  telur  dibuahi  oleh  lebih  dari  satu individu jantan (Bos et al., 2012; Haesler et al., 2011; Serrao & Havenhand, 2009). DAFTAR PUSTAKA Anonimus. 2015. Website: Science.naturalis.nl/ en/people/scientist/arthur-bos/.  Disitir pada: 2 Maret 2015. Barrios, J.V., C.F. Gaymer, J.A. Vasques,  and K. B. Brokordt, 2008. Effect of the degree of autotomy  on  feeding,  growth,  and reproductive capacity in the multi-armed sea  star  Heliaster helianthus.  Journal of Environmental Marine Biology and Ecology (361): 21-27. Bos, A. R., G.S. Gumanao,  M.M. Van Katwijk,  B. Mueller,  M.M. Saceda, and R. Tejada, 2011.  Ontogenetic  habitat  shift, population  growth  and  burrowing behavior of the Indo Pacific beach star Archastertypicus  (Echinodermata: Asteroidea).  Marine Biology 158: 639– 648. Bos, A.R., G. S. Gumanao,   B. Mueller, and M.M. Saceda,  2012.  Size  at  maturation,  sex differences and pair  density during the mating season of the Indo-Pacific beach star Archaster typicus (Echinodermata:

Asteroidea)  in  the  Philippines. Invertebrate Reproduction & Development: 1-7.

Ramadhan, M.F., 2008. Sebaran lokal asteroidea (echinodermata) di Pulau Tikus, gugusan Pulau  Pari,  Kepulauan  Seribu.  Skripsi. Dep. Biologi-Institut Pertanian Bogor: 24 pp.

Clark, A.M and F.W.E. Rowe. 1971.  Monograph of shallow water Indo-Pacific Echinoderm. Trust. Br.  Mus.  Nat.  Hst. Run, J. Q., C. P. Chen, K. H. Chang,  and F.S. London: 238 pp. Chia,  1988.  Mating  behaviour  and reproductive cycle  of Archastertypicus Darsono, P. 1998. Perilaku perkawinan bintang (Echinodermata: Asteroidea).  Marine laut  Archastertypicus  (Echinodermata: Biology 99: 247-253. Asteroidea).  OSEANA Vol XXIII No. 3 & 4: 11-17. Serrao, E.A and J.  Havenhand, 2009. Chapter 10 Fertilization Strategies dalam  M. Wahl Haesler, M.P., C.M. Lindever, O. Otti, D. Heg, (ed.), Marine Hard Bottom Communities, and  M.  Toborsky,  2011.  Female Ecological Studies  206,  149  DOI: mouthbrooders  in  control  of  pre-  and 10.1007/978-3-540-92704-4_10,  © postmating sexual selection.  Behavioral Springer-Verlag Berlin Heidelberg 2009 Ecology. doi:10.1093/beheco/arr087. Vandenspiegel, D., D.J.W. Lane,  S. Stampanato, Mukai H, Nishihira M, Kamisato H, Fujimoto Y. and  M.  Jangoux,  1998.  The  asteroid 1986. Distribution and abundance of the fauna (Echinodermata) of Singapore with sea  star  Archastertypicus  in  Kabira a  distribution  table  and  illustrated Cove, Ishigaki Island, Okinawa.  Bulletin identification  to  the  species.  Raffles of Marine Science. 38:366–383. Bulletin of Zoology: 46 (2): 431-470. Purwati, P. and Lane, D.J.W. 2004. Asteroidea of the Anambas  Expedition.  The Raffles Bulletin of Zoology (Supplement No. 11): 89-102.

20

De Lange, G.J., R.E. Cranston, D.H. Hydes and D. Boust. 1992. Extraction of pore water Batley,  G.E.  and  M.S.  Giles.  1979.  Solvent from  marine  sediments:  a  review  of displacement  of  sediment  interstitial possible  artifacts  with  pertinent waters before trace metal analysis.  Water examples from the North Atlantic.  Marine Research 13(9): 879-886. Geology 109(1): 53-76. REFERENCES

Beck, M., O. Dellwig, K. Kolditz, H. Freund, G. Doyle, C.J., F. Pablo, R.P. Lim and R.V. Hyne. Liebezeit,  B.  Schnetger  and  H-J. 2003. Assessment  of  metal  toxicity  in Brumsack.  2007.  In  situ  pore  water sediment  pore  water  from  Lake sampling  in  deep  intertidal  flat Macquarie,  Australia.  Archives of sediments.  Limnology and Environmental Contamination and Oceanography: Methods 5:136-144. Toxicology 44(3): 343-350. Berg,  P.  and  K.J.  McGlatery.  2001. A  highFares, A., S.K. Deb and S. Fares. 2009. Review resolution pore water sampler for sandy of  vadose  zone  soil  solution  sampling sediments.  Limnology and techniques.  Environmental Reviews 17: Oceanography 46(1): 203-210. 215-234. Bertolin, A., D. Rudello and P. Ugo. 1995. A new Gao, F., J. Deng, Q. Li, L. Hu, J. Zhu, H. Hang device for in-situ pore-water sampling. and W. Hu. 2012. A new collector for in Marine Chemistry 49(2): 233-239. situ  pore  water  sampling  in  wetland sediment.  Environmental Technology Bufflap, S.E. and H.E. Allen. 1995a. Sediment 33(3): 257-264. pore water collection methods for trace metal analysis: a review.  Water Research Gruca-Rokosz,  R.  and  J.A.  Tomaszek.  2015. 29(1): 165-177. Methane  and  carbon  dioxide  in  the sediment  of  a  eutrophic  reservoir: Bufflap, S.E. and H.E. Allen. 1995b. Comparison production  pathways  and  diffusion of  pore  water  sampling  techniques  for fluxes  at  the  sediment-water  interface. trace metals.  Water Research 29(9): 2051Water, Air, & Soil Pollution 226(2): 1-16. 2054. Hesslein, R.H. 1976. An in situ sampler for close Carignan, R. 1984. Interstitial water sampling by interval  pore  water  studies.  Limnology dialysis:  methodological  notes. and Oceanography 21(6): 912-914. Limnology and Oceanography  29(3): 667-670. Ho,  C.L.  and  J.  Lane. 1973. Interstitial water composition in Barataria Bay (Louisiana) Chen, M., J-H. Lee and J. Hur. 2015. Effects of sediments.  Estuarine and Coastal sampling  methods  on  the  quantity  and Marine Science 1(2): 25-135. quality  of  dissolved  organic  matter  in sediment  pore  waters  as  revealed  by Jacobs, P.H. 2002. A new rechargeable dialysis absorption  and  fluorescence pore water sampler for monitoring subspectroscopy.  Environmental Science aqueous  in-situ  sediment  caps.  Water and Pollution Research 22(19): 14841Research 36(12): 3121-3129. 14851. 29

et al., 2012; Bertolin  et al., 1995). The bigger the chamber size, the larger the volume of pore water extracted. However, increasing the chamber size can result in decreasing the spatial resolution. Centrifuging and squeezing provide a moderate volume of pore water, depending on the size of the  centrifuge  tube  and  the  squeezer compartment. Additionally,  the  volume  also depends  on  the  amount  and  moisture  content of the sediment being used. For instance, 6 to 10 ml of pore water was obtained from 120 g of sediment  using  a  200  ml  centrifuge  tube (Ronday,  1997),  while  49  ml  pore  water  was obtained from 660 g of sediment using a 250 ml

centrifuge tube (Lopes & Ribeiro, 2005). With the same amount of sediment, Lopes and Ribeiro (2005) extracted the same volume of pore water within  18  minutes,  using  a  squeezer  that  was 22.5 cm in length and 9 cm in diameter. Larger  volumes  of  pore  water  were extracted  by  Sasseville  et al.  (1974)  using  a squeezer  with a  10 cm internal diameter. The squeezer could extract 75 ml of pore water from 200  ml  of  lake  sediment  within  15  minutes. Interestingly, it could  extract up to  800  ml of pore water. Table 2 shows the typical volume of pore water that can be extracted using various types of sampling technique.

Table 2. Typical Volume of Pore Water Obtained Through Various Types of Sampling Technique. Obtained pore water (ml) Lake  75  Squeezing  Lake  20  Acid mine  49  Marine  5–10  Centrifuging  Grassland  6–10  Acid mine  49  Bog  5  Salt marsh  20  Dialysis  Lake  0.014   Mud flat  30  Lake  5–10  Lake  0.01 –0.05   Suction  filtration  Sand  Unlimited  Sand  Unlimited  Technique

Substrate type

Time required 15 minutes (mins)  10–20mins  18mins  60mins  50mins  45mins  7 days  2 weeks  24–72 hours  2 weeks  30mins  < 0.5   Not informed  Not informed 

Source Sasseville et al.  (1974)   Robbins & Gustinis (1976)  Lopes & Ribeiro (2005)  De Lange et al. (1992)   Ronday (1997)  Lopes & Ribeiro (2005)  Thomas & Arthur (2010)  Ugo et al. (1999)   Xu et al. (2012)   Bertolin et al. (1995)   Shotbolt (2010)  Torres et al. (2013)   Beck et al. (2007)   Martin et al. (2003)  

 

CONCLUSION There  are  at  least  four  common techniques used to extract pore water.  Each pore water  sampling  technique  has  benefits  and limitations. None of these techniques is widely accepted  or  is  the  most  recommended  for sampling  pore  water.  Therefore,  selecting  a suitable technique for pore water sampling can 28

be  problematic.  Selecting  a  technique  should be based on the purpose of pore water sampling. For  instance,  a  sampling  technique  that  can collect a large volume of pore water should be chosen if a multi-parameter analysis is required. However, a multi-parameter analysis does not always  require  a  great  sample  volume.  It depends on the methods and instruments used, and the number of measurement replication.

Oseana, Volume XLI, Nomor 2, Tahun 2016 : 21- 31

   ISSN 0216-1877

AN INTRODUCTION TO FOUR COMMON TECHNIQUES OF THE PORE WATER SAMPLING Oleh Hanif Budi Prayitno1) ABSTRAK PENGENALAN EMPAT TEKNIK PENGAMBILAN SAMPEL AIR POROS SEDIMEN YANG UMUM DIGUNAKAN.  Air poros sedimen menyimpan informasi penting tentang status geokimia dan ekologi sedimen sehingga analisis air poros sedimen sering dilibatkan dalam studi ilmu lingkungan. Secara umum pengambilan air poros sedimen dapat dilakukan dengan dua metode yaitu ex-situ dan in-situ. Metode ex-situ dilakukan dengan mengambil sedimen dari lapangan kemudian air poros diekstraksi di laboratorium menggunakan teknik peras (squeeze) dan juga teknik sentrifugasi. Sedangkan metode in-situ dilakukan dengan mengambil air poros langsung dilokasi menggunakan teknik hisap (suction) dan juga teknik dialysis. Artikel ini akan mengulas tentang ke empat teknik pengambilan sampel air poros sedimen yang umum digunakan beserta kelebihan dan kekurangan masing-masing teknik. Dari keempat teknik tersebut, tidak terdapat teknik yang paling unggul dan paling dianjurkan penggunaannya dibandingkan dengan teknik yang lainnya. Pemilihan teknik yang tepat harus disesuaikan dengan tujuan dari pengambilan sampel itu sendiri.

INTRODUCTION Pore water or interstitial water is defined as water  that fills the spaces between mineral grains  in  sediments.  Chemical  composition contained in pore water can be used to assess the  geochemical  and  ecological  status  of sediment (Ramírez-Pérez et al., 2015). Therefore, chemical  analysis  of pore  water  is  commonly involved in many environmental science studies (Seeberg-Everfeldt et al., 2005). For instance, Gruca-Rokosz & Tomaszek (2015) and Rigaud

1)

Pusat Penelitian Oseanografi - LIPI

21

et al. (2013) estimated the sediment-water flux of  gasses,  nutrients  and  trace  elements  by analyzing pore water. Pore water was also used to  quantify  the  rates  of  organic  matter remineralization  and  soil  methane  production (Jahnke et al., 2005; Tong  et al.,  2015).  Moreover, Doyle et al.  (2003) used pore water  to  assess sediment contamination and its toxicity.

There are two methods commonly used when  collecting  pore  water.  The  first  one involves sediment coring from the field followed by core sample sectioning in the laboratory and subsequently isolating the pore water either by high-pressure  squeezing  or  centrifugation technique. This method is well-known as an exsitu method as it requires sediment removal from the environment. The other method—which is called in-situ—is conducted by extracting pore water from particular depths of sediment directly in the field. This method is usually performed using  either  suction  filtration  or  dialysis technique.

EX-SITU PORE WATER SAMPLING As ex-situ method involves sediment removal  from  the  environment  and  sample manipulation in the laboratory. Some literature refers  this  method  as  the  destructive  or  the laboratory method (Fares et al., 2009). Pore water sampling using ex-situ method is cost efficient and easily handled so that it is the most widelyused  method  at  present  (Losso  et al.,  2009; Torres et al., 2013). However, it gives a poor spatial resolution (Xu et al., 2012). In addition, chemical composition of the pore water sample obtained  by  this  method  is  susceptible  to change  due  to  oxygen  exposure,  temperature variation  and  pressure  change  during transportation and extraction process (Delange et al. in Xu  et al., 2012; Beck  et al., 2007).

Dialysis technique has great potential to  avoid  temperature,  pressure  and  oxidation artefacts  (Jahnke,  1988)  and  provide  a  good resolution in the depth profile (Gao et al., 2012). However,  Gao  et al.  (2012)  listed  some disadvantages  of  the  dialysis  technique including  the  long  equilibration  times,  the inability to observe temporal variations at high frequencies,  the  sediment  disturbance  for multiple  deployments  and  the  high  cost, especially compared to other techniques. Some improvement has been conducted to deal with the limitation of dialyis technique. For instance, Jacobs (2002) developed a rechargeable dialysis pore water sampler that can be used for repeated sampling,  enabling  spatial  and  temporal resolution  without  destroying  sediment-cap

stratification. In addition, Krom  et al. (1994) and Torres  et al.  (2013)  have  also  developed  gel samplers that they claim are faster than a ‘peeper’ in achieving equilibration, taking hours rather than  days. Every sampling technique has its own advantages  and  disadvantages  as  shown  in Table 1. Preference to a particular technique is usually based on the purpose of the sampling. Sometimes additional handling is applied to a certain  technique  in  order  to  deal  with  the disadvantages.  For  instance,  a  large  nitrogen (N2) gas filled-glove box is used when sampling and manipulating samples (Shotbolt, 2010; Chen et al., 2015) through ex-situ method in order to minimize oxidation.

Table 1. Comparison of Common Pore Water Sampling Techniques (Bufflap & Allen, 1995a). Technique

Advantages

Squeezing 

Simple, inexpensive,  immediate filtration 

Centrifugation 

Simple, rapid 

Suction filtration 

Limited potential for artefacts,  continuous monitoring 

Expensive, depth limitations 

Dialysis 

Limited potential for artefacts 

Equilibration time, placement  and retrieval 

EXTRACTION CAPACITY OF VARIOUS PORE WATER SAMPLERS

Figure 1. Nylon Squeezer Schematic (Reeburg, 1967). Key: 1. nylon gas inlet tube, 2. O-ring seal male plug, 3. Delrin cap, 4. dental dam rubber diaphragm, 5. nylon sample retainer with Orings, 6. Filter, 7. nylon screens, 8. Delrin base, 9. nylon male plug, 10. nylon sample drain tube, 11. rubber or cork pad, and 12. modified c-clamp.

22

Disadvantages Potential for oxidation and  temperature artefacts  Potential for oxidation and  temperature artefacts 

that 10 to 50 ml of pore water could be extracted from the sediment in less than 30 seconds each time. Conversely, Martin  et al. (2003) used 3 m Among  the  pore  water  sampling of a sampler tube with a 3.8 cm internal diameter. techniques mentioned above, suction filtration A peristaltic pump with a suction speed of 1 ml technique may collect the largest volume of pore per second was used as a suction tool instead water. Suction filtration samplers can extract pore of a syringe. As a result, unlimited pore water water from as little as 10 ml (Torres et al., 2013) can be extracted from sediments as long as the to an unlimited volume (Martin et al., 2003; Beck water is available. et al., 2007). The volume depends on the size of In comparison,  the  dialysis sampling the sampler and the tool used for suction. For technique may provide the lowest volume pore instance, Torres et al. (2013) used a 2 cm micro water  samples.  Typically,  a  dialysis  sampler rhizon sampler tube with 1 mm internal diameter. collects pore water in a range of 14 ml to 30 ml As a suction tool, a 1 ml syringe was used so per chamber, depending on the chamber size (Xu 27

Frickers  (1990)  also  reported  that  the suction sampler  had  some  weaknesses,  including  low depth  resolution  (>  1  cm)  and  poor  particle separation. Therefore, they developed a multi-level sampler designed to extract pore water at five successive intervals, with 1 cm depth resolution. Improvement to the suction sampler in term of sampling resolution was also conducted by Berg & McGlathery (2001) by developing a suction sampler  that  can  be  applied  to  various sediments,  ranging  from  coarse-grained carbonate to fine-grained sandy sediment with a depth resolution as fine as 1 cm. The sampler is relatively small so that it can minimise sediment disturbance,  ensuring  that  the  acquired  pore water is truly representative.

B. Dialysis The  dialysis  technique  of pore water extraction is based on the diffusive equilibration of dissolved  compounds between  two  aquatic environments,  separated  by a  semi-permeable membrane (Teasdale et al., 1995; Jacobs, 2002). The dialysis sampler was initially developed by Hesslein  (1976)  to  observe  methane  and phosphate  depth  profiles  in  Hudson  Estuary sediments. The sampler’s (which is also known as  a  ‘peeper’)  main  body  is  made  from  clear acrylic  plastic  with  a  vertical  array  of compartments  filled  with  distilled  water  and covered by a dialysis membrane. As the sampler is  deployed  into  the  sediment,  solutes  in  the pore  water  will  diffuse  into  compartments through  the  membrane  until  equilibrium  is reached. Subsequently, the sampler is retrieved and the water in the compartments is sampled for chemical analysis.

Figure 5. Common Peeper Designs (Teasdale et al., 1995). Key: (a) the bottle-insert peeper; (b) the original Hessleinpeeper; (c) the double-sided peeper; (d) plan view of peepers (b) and (c).

A. Squeezing The  basic  principle  of  squeezing technique  is  expelling  pore  water  from  a sediment core by introducing high pressure to the core (Beck et al., 2007). Therefore, pressurerelated artefacts1 are the main weakness of highpressure  squeezing  techniques  (Toole  et al., 1984). For instance, Fares  et al. (2009) mentioned that high pressure  can have a profound effect on mineral solubility. Additionally,  Bufflap & Allen (1995b) claimed that this technique is not very precise, as it may allow unfiltered particles or colloids to enter the collection vials due to poor seals around filters in the squeezer. Two types of  squeezing technique  are core  section squeezing and whole core squeezing (Beck et al., 2007). In core section squeezing, a sediment

Figure 2. Modified Whole Core Squeezer Schematic (Jahnke, 1988). Key: A. unistrut, B. angle braces, C. threaded rod, D. bottom piston, E. nut, F. acrylic core barrel, G. sediment core, H. overlying water, I. nylon screw with small O-ring, J. top piston, K. nut, L. threaded rod, M. threaded end of the fitting, N. female luer fitting, O. filter, and P. plastic syringe.

1

26

sample  is  sectioned  and  then  compressed  to obtain the pore water.  In contrast, whole core squeezing  is  conducted  by  pressurizing  a sediment core and expelling the resulting pore water through several ports along the core liner, which indicate a specific sampling depth (Beck et al., 2007). Jahnke (1988) reported some benefits from  using  a  modified  whole  core  squeezing technique.  He  argued  that  the  device  is  very simple  and  easy  to  operate.  It  does  not  need core sectioning; neither does it need to work in an  inert  atmosphere. Additionally,  it  can  be performed  quickly. An  early  simple  squeezer used to extract pore water is the nylon squeezer designed by Reeburg (1967).

 Undesired alteration to an observed object in a scientific investigation or experiment introduced during preparative or investigative procedure. 23

B. Centrifugation Centrifugation  is  the  process  where pore water is separated from sediment through spinning by a  centrifuge. Isolating pore water from  a  sediment  core  using  centrifugation technique  is  a  laborious  procedure.  The  core must  be  sectioned  properly  according  to  the intended  interval  before  extraction,  and  this should be conducted under in-situ temperatures and an inert atmosphere, to avoid altering pore water composition (Jahnke, 1988). Additionally, centrifugation requires filtration after the pore water has been completely extracted, to remove remaining  suspended  particles  (Saager  et al., 1990). The remaining particles may come from undisturbed precipitation during decantation of the  extracted  water,  or  they  may  still  be suspended in pore water due to an insufficient centrifugation speed.Pore water acquired from centrifugation is susceptible to oxidation during the filtration process. Therefore, modification of the centrifugation technique is necessary to deal  with  filtration  issues.  The  most  common measure  taken  is  to  use  centrifuge  tubes  that have  a  built-in  filter,  known  as  basal  cups (Saager  et al.,  1990). As  an  alternative,  inert solvents  that  are  denser  than  water—such  as

fluorocarbon (FC-78)—can be used to replace the filter function (Batley & Giles, 1979). The notion behind this technique is that less dense fluid will always overlay more dense fluid. As pore  water  is  extracted  from  sediment  during centrifugation, a solvent that is denser than pore water  will  force  water  to  the  top  and  take  a position between the sediment precipitation and pore water. Thus, pore water can be separated easily from sediment by decantation. However, it  must be  noted  that  the selected  solvent  not only  must be  inert  to  water,  but  also  must  be inert to the target compounds to be quantified. Centrifugation  is  not  only  laborious but may be expensive, as it involves the use of an  anoxic  chamber  when  placing  sediment samples  into  bottles  or  tubes  to  prevent oxidation  (Moncur  et al.,  2013).  Basically, centrifugation is a rapid technique that can be undertaken  completely  in  30  minutes  or  less, depending  on  the  sediment  characteristics (Bufflap & Allen, 1995a). However, sometimes centrifugation  requires  a  more  extensive processing time, as it must be undertaken more than once to obtain a sufficient volume of pore water if the sediment sample is not moist enough (Koehler et al., 2000).

then be withdrawn if negative pressure is applied to  the  tube  (Gao  et al.,  2012).  The  suction The in-situ pore water sampling, using sampler  was  initially  developed  based  on  the either suction filtration or dialysis technique, is principle  of  the  porous  cup  lysimeter  used  in believed to have less potential for artefacts than soil chemistry, and was believed to offer more the ex-situ method (Beck et al., 2007). This is benefits  than  its  predecessors  (Watson  & the  recommended  method  for  pore  water Fricker, 1990).Gao  et al. (2012) mentioned that collection,  as  it  can  minimize  temperature suction sampler can evaluate temporal variation changes,  diffusion,  mixing,  outgassing  and of chemical composition, as it can be applied to redox changes (Torres et al., 2013), as well as extract  pore  water  repeatedly  from  the  same storage effects (Ho & Lane, 1973). In addition place. This is corroborated by Fares  et al. (2009), to  its  potential  for  fewer  artefacts,  the  in-situ who  argue  that  porous  suction  is  the  best method is very valuable and is used mostly if a technique  for  long-term  monitoring. high  spatial  resolution  is  required  when Additionally,  current  improvements  and extracting  pore  water  from  the  top  several advanced  technology  have  produced  suction centimetres (cm) of sediment (Beck et al., 2007). samplers  with  better  and  more  reliable performance,  such  as  the  rhizon  sampler A. Suction Filtration (Seeberg-Elverfeldt et al., 2005; Shotbolt, 2010; Currently,  various  types  of  suction Torres et al., 2013). samplers  are  available,  but  they  all  operate Interestingly, Bufflap & Allen (1995b) through a similar procedure. In the experimental do  not  recommend  suction  filtration,  as  it  is site,  a  porous  tube  connected  to  a  pressure imprecise,  with  poor  accuracy  and  physical regulator is driven into the sediment. Pore water difficulties. Similar to the squeezing technique, in the sediment will get into a sample chamber the low precision from suction filtration results inside the tube through the pore. The water will from  poor  seals  around  the  filters. Watson  & IN-SITU PORE WATER SAMPLING

Figure 4. Suction Filtration Sampler (Berg & McGlathery, 2001). Figure 3. Basal Cup (Saager et al., 1990). 24

25

Oseana Majalah Volume XLI

Ilmiah

Semi

Nomor 2

Populer Tahun 2016

CATATAN BAGI PENULIS 1. Bidang: Oseanologi (ekologi, biologi, kimia, fisika, geologi, dan budidaya). 2. Isi: Hasil kajian yang bersifat ilmiah, ilmiah populer, berasal dari penelitian, penelusuran pustaka (review/ saduran) dan terjemahan. 3. Bahasa: Bahasa Indonesia yang baik dan benar sesuai dengan Ejaan Yang Disempurnakan. 4. Penulisan: a.

Pemimpin Redaksi Pramudji Redaksi Pelaksana Fahmi Anggota Rachma Puspitasari Tri Handayani Tri Aryono Hadi Sekretariat Kasih Anggraini Eka Sepriana Alamat Redaksi Pusat Penelitian Oseanografi – LIPI Kompleks Bina Samudera Jl. Pasir Putih I, Ancol Timur Jakarta 14430 Telepon 64713850 (5 saluran) Fax 64711948 E-mail : redaksi [email protected]

b. c. d. e.

f. g.

h.

Naskah: Ringkas dan jelas, tanpa perlu banyak menggunakan istilah teknis, tetapi bernilai ilmiah. Tulisan minimal terdiri dari 10 halaman dan maksimal 15 halaman (tidak termasuk gambar). Naskah diketik rapi dengan huruf Times New Romans (font 12) dengan spasi ganda (dua), untuk tabel dengan spasi single (satu), ukuran kertas A4 dikirim dalam bentuk soft copy dengan format .doc dan dikirimkan ke email : [email protected] Susunan: Penulis dapat membagi naskah atas beberapa anak judul, naskah mencerminkan sistematika penulisan: abstrak, pendahuluan, isi tulisan, penutup dan daftar pustaka. Judul: Pendek, menarik dan informatif. Abstrak: Merupakan intisari dari artikel yang dibuat. Abstrak dibuat dalam Bahasa Inggris dan Bahasa Indonesia. Tidak perlu mencantumkan kata kunci. Nama daerah/istilah: Jika mencantumkan nama daerah suatu jenis hewan/tumbuhan agar mencantumkan nama ilmiah dan sebaliknya. Kutipan atau istilah dalam bahasa asing diketik dengan huruf miring (italic) atau tanda kutip (‘ ‘) dan hendaknya disertai dengan terjemahan atau keterangan dalam Bahasa Indonesia. Gambar/Foto: Gambar dan foto harus jelas dan memiliki resolusi yang cukup tinggi, serta diberi keterangan dengan sumber yang jelas. Foto/gambar dalam artikel akan di cetak hitam putih. Sitasi: Setiap pernyataan ilmiah harus disertai dengan sumber yang jelas, seperti jurnal ilmiah, buku, dan prosiding. Artikel yang sumbernya tidak jelas, seperti blog, artikel koran dan majalah populer tidak dapat digunakan sebagai acuan. Skripsi mahasiswa tidak dapat dijadikan acuan literatur kecuali yang berkaitan langsung dengan hasil penelitiannya. Sitasi hendaknya ditulis sebagai berikut: (Pramudji & Purnomo, 2003); Rositasari (2006); (Fahmi et al., 2007) atau Thayib (dalam Ruyitno, 1999). Daftar Pustaka: Pencantuman daftar pustaka dalam naskah hendaknya disusun menurut abjad pengarang dan dituliskan misalnya: · ·

Tujuan

Keterangan

Memberikan informasi kepada masyarakat yang

Redaksi menerima sumbangan karangan yang

berminat terhadap oseanologi yang meliputi

berhubungan dengan ilmu kelautan (oseanografi

kegiatan, perkembangan serta hasil-hasil yang

fisika dan kimia, geologi laut, biologi laut, dan

telah dicapai oleh Pemerintah Indonesia

lain-lain) dan bersifat ilmiah semi populer.

khususnya di bidang kelautan. Di samping itu

Redaksi juga menerima tulisan-tulisan dari ahli/

juga merupakan salah satu usaha menggalakkan

penulis di luar Pusat Penelitian Oseanografi-

staf peneliti untuk menulis karangan ilmiah semi

LIPI.

populer.

·

·

· i.

Pramudji dan L.H. Purnomo. 2003. Mangrove sebagai tanaman penghijauan pantai. Pusat Penelitian Oseanografi-LIPI, Jakarta: 30 hlm. (Contoh buku). Rositasari, R. 2006. Komunitas foraminifera di perairan Laut Arafura. Oseanologi dan Limnologi di Indonesia 40: 15-27. (Contoh jurnal/majalah). Ward, R. D., T. S. Zemlak, B. H. Innes, P. R. Last and P. D. Hebert. 2005. DNA barcoding Australia’s fish species. Philosophical Transactions of the Royal Society B:Biological Sciences 360(1462) : 1847-1857. (Contoh penulisan jurnal untuk author yang lebih dari satu). Aziz, A. dan H. Sugiarto. 2007. Status ekhinodermata di Teluk Gilimanuk, Taman Nasional Bali Barat. Dalam: Ruyitno, A. Syahailatua, M. Muchtar, Pramudji, Sulistijo dan T. Susana (eds.). Status Sumberdaya Laut Teluk Gilimanuk, Taman Nasional Bali Barat. LIPI Press, Jakarta: 46-55. (Contoh artikel dalam buku). Froese, R. and D. Pauly. 2015. FishBase [online]. http://www.fishbase.org. Diakses pada tanggal 13 Mei 2015. (Contoh artikel dari website).

Komposisi referensi yang digunakan dalam terbitan Oseana: Referensi sepuluh tahun terakhir minimal 25 %, referensi online yang berasal dari artikel yang jelas sumbernya maksimal 10%, dan untuk artikel tanpa autor (anonim) maksimal 10% dari total pustaka yang disitir.

5. Cetak lepas: Untuk tulisan yang diterbitkan, penulis akan menerima 5 (lima) buah cetak lepas.

Gambar sampul depan : Pengambilan Sampel Air Di Perairan Indonesia Timur oleh Dewi Surinati - P2O LIPI

6. Lain-lain: Majalah OSEANA terbit 4 (empat) kali dalam setahun.