ISSN: 1411-8297 Agronomika Vol. 13, No. 1, Januari 2013 MODEL EUTROFIKASI SEBAGAI PENGARUH KEGIATAN DI DAERAH ATAS DAN PERAIRAN WADUK PANGLIMA BESAR SOEDIRMAN BANJARNEGARA, JAWA TENGAH Oleh : Suwardi 1) , Endang Widiastuti 2), Dwi Nugroho Wibowo 2) 1) Fakultas Pertanian Universitas Jenderal Soedirman Purwokerto 2) Fakultas Biologi Universitas Jenderal Soedirman Purwokerto ABSTRAK Tingkat kesuburan suatu waduk dapat diklasifikasikan berdasarkan kandungan unsur fosfor, nitrogen, produktivitas primer dan penetrasi cahaya. Penelitian ini bertujuan untuk mengetahui tingkat kesuburan perairan waduk PB. Soedirman, menyusun struktur model kesuburan yang diakibatkan oleh kegiatan di atas dan perairan waduk dengan unsur fosfor sebagai indikatornya, serta melakukan simulasi dari model yang dihasilkan dengan komputer pada tiga skenario. Penelitian dilakukan dengan metode survei, pengambilan contoh pada air permukaan dan air kedalaman, tiga kali ulangan setiap minggu untuk empat stasiun. Data yang diperoleh dianalisis secara deskriptif untuk mengetahui tingkat kesuburan. Struktur model yang disusun adalah model kesuburan yang menunjukkan perilaku unsur hara P, dan perilaku manusia dalam melakukan budidaya perikanan karamba jaring apung (KJA). Simulasi model dilakukan terhadap tiga skenario pengelolaan, yaitu 1) Tanpa adanya kegiatan budidaya, 2) Ada kegiatan budidaya ikan, 3) Jumlah KJA dan fraksi pakan yang optimal. Hasil pengukuran terhadap faktor yang berperan dalam tingkat kesuburan yaitu : produktivitas primer, N total, P total dan penetrasi cahaya diperoleh sebesar 309,96 mgC/m2/hari; 3,997 ppm; 4,406 ppm dan 0,49 m. Berarti tingkat kesuburan perairan waduk PB Soedirman termasuk eutrofik. Hasil simulasi menunjukkan bahwa fraksi pakan merupakan parameter yang sangat sensitif terhadap terjadinya perubahan atau perilaku unsur hara P di waduk, sehingga efisiensi dalam pemberian pakan menjadi penting. Dari hasil tersebut dapat disimpulkan fraksi pakan yang optimal sebesar 1,75% - 2,25% dari total berat perhari Kata kunci: kesuburan perairan, fosfor, model dan simulasi
ABSTRACT Eutrophication level in a dam may be classified that is based on elements of phosphor, nitrogen, primary productivity and light penetration. This research was aimed to know the level of eutrophication at Dam PB. Soedirman, to arrange model structure for the eutrophication resulted from activities at upper area the dam water with phosphor element as the indicator, and the conduct simulation of the model produced by computer on three scenarios. It was conducted by a survey method , samples taken were on water surface and depth, using three replications in each week for four stations. Data obtained were analyzed descriptively to detect the level of eutrophication. The model structures arranged were the model of eutrophication performing behavior of P element and human behavior in carrying out fishery Karamba Jaring Apung. Model simulation was done on three management scenarios, consisting of 1). Without fish raising activity, 2). With fish raising activity, 3). Number of KJA and optimal food fraction. Measurement on factors having roles in the level of eutrophication namely : primary productivity, total N, total P, and light penetration, which were counted for 309.96 mgC/m2/day; 3.997 ppm; 4.406 ppm and 0.49 m. It implies that the eutrophication level for the dam PB. Soedirman is eutrophic. Result of the simulation shows that the food fraction is highly sensitive parameter on occurrence of change or behavior of P element in the dam, so efficiency in food provision becoming important. It can be concluded that the optimal food fraction reaches 1.75% - 2.25% of the weight total per day. Key words: Eutrophication, phosphor, model and simulation
Kegiatan penduduk di daerah atas dan
PENDAHULUAN Waduk merupakan badan air yang
perairan waduk akan berpengaruh terhadap
terbentuk karena pembendungan beberapa
kualitas air waduk.
aliran
dengan
pengkayaan nutrien dapat dialami suatu
karakteristik fisika, kimia dan biologi
waduk, dengan terjadinya peningkatan
berbeda dari sungai yang dikandungnya.
kesuburan maka waduk akan mengalami
sungai
oleh
manusia,
Secara bertahap
ISSN: 1411-8297 Agronomika Vol. 13, No. 1, Januari 2013 suksesi kesuburan perairan yang disebut
dengan membuat model dari keadaan
eutrofikasi.
sesungguhnya, atau alat untuk menganalisis
Waduk PB. Soedirman terletak di
dan merancang suatu sistem, dengan
Kabupaten Banjarnegara. Meningkatnya
metode
jumlah
eksperimentasi suatu sistem tanpa harus
penduduk
pertanian
di
dan
daerah
intensifikasi atas
waduk,
simulasi,
dapat
dilakukan
mengadakan perlakuan terhadap sistem
mengakibatkan kesuburan perairan waduk
yang diteliti.
meningkat. Waduk dapat menerima zat hara
Tujuan penelitian adalah menyusun
yang berlebih dari luar akibat berbagai
struktur model yang diakibatkan
macam kegiatan yang terdapat di sepanjang
kegiatan di atas dan perairan waduk
daerah aliran sungainya. Jenis kegiatan
khususnya kegiatan Karamba Jaring Apung
yang potensial menimbulkan pencemaran
(KJA),
air waduk adalah pemukiman dan kegiatan
indikatornya, serta melakukan simulasi dari
pertanian. Kegiatan tersebut mengalami
model yang dihasilkan dengan komputer
peningkatan dari waktu ke waktu, sehingga
pada tiga skenario.
dapat menimbulkan masalah pencemaran
unsur
fosfor
sebagai
Hasil penelitian diharapkan dapat
yang terus meningkat. Eutrofikasi
dengan
oleh
memberi masukan bagi pengelola waduk karena
atau instansi terkait dalam menentukan
pertanian,
suatu kebijakan pengelolaan sumberdaya
penggunaan deterjen dan proses erosi di
perairan waduk PB. Soedirman secara
daerah hulu, serta jika beban bahan
optimal dan berkelanjutan.
penggunaan
dapat
pupuk
terjadi untuk
pencemar khususnya fosfat dan nitrogen di sungai sudah cukup tinggi, sehingga sungai
METODE PENELITIAN
tidak dapat melakukan pembersihan diri
Lokasi penelitian adalah perairan
sebelum masuk ke waduk, hal ini akan
waduk PB. Soedirman, Banjarnegara, Jawa
menyebabkan
tengah. Pengukuran parameter kimia dan
waduk
mengalami
penyuburan yang cepat.
biologi dilakukan di Laboratorium Tanah
Model merupakan penyajian struktur dan
fungsi
sistem-sistem
Fakultas Pertanian Universitas Jenderal
atau
Soedirman dan Laboratorium Lingkungan
penyederhanaan dari suatu sistem yang
Fakultas Biologi Unsoed, dan pengukuran
sebenarnya.
parameter fisika dilakukan di lapangan.
Pemodelan dilakukan untuk
tujuan pembuatan konsep dan pengukuran
Penelitian
dilakukan
dengan
suatu sistem yang kompleks. Simulasi
menggunakan metode survai. Pengambilan
adalah suatu metode pendekatan masalah
contoh air dilakukan di empat lokasi pada
2
ISSN: 1411-8297 Agronomika Vol. 13, No. 1, Januari 2013 daerah permukaan dan air kedalaman.
melihat respon kesuburan perairan yang
Stasiun penelitian ditentukan berdasarkan
diindikasikan oleh konsentrasi unsur P.
situasi badan waduk, yaitu stasiun I pada daerah pusat genangan, stasiun II pada daerah keluarnya air waduk, stasiun III pada
HASIL DAN PEMBAHASAN 1.
Faktor-faktor yang berpengaruh terhadap tingkat kesuburan.
daerah perikanan, dan stasiun IV pada
Hasil pengukuran faktor-faktor yang
daerah masuknya air waduk. Pengambilan
berperan dalam tingkat kesuburan yaitui
contoh air dilakukan sebanyak tiga kali
produktivitas primer, kandungan P total, N
dengan interval waktu satu minggu.
total
Data
digunakan
penetrasi
cahaya
matahari
dalam
ditunjukan pada Tabel 1. Berdasarkan
penelitian ini adalah data primer yang
kriteria tingkat tropik dari Welch waduk
diambil secara langsung dilokasi, dan data
PB. Soedirman termasuk perairan eutropik.
sekunder yang dikumpukan dari berbagai
Hasil pengukuran produktifitas primer
hasil penelitian. Pengukuran
selama penelitian diperoleh
terhadap
yang
dan
parameter
utama
dilakukan
rata-rata
tingkat
309,96 mgC/m3/hari. Produktivitas primer
kesuburan yang meliputi produktivitas
yang cukup tinggi diperairan waduk PB.
primer, N total, P total, dan penetrasi
Soedirman berkaitan dengan kelimpahan
cahaya.
fitoplankton yang tinggi.
Data yang diperoleh dianalisis secara
Hasil pengukuran N total dan P total
deskriptif, dan untuk menentukan tingkat
rata-rata 3,997 mg/l dan 4,406 mg/l. Kadar
kesuburan perairan
waduk ditentukan
kedua parameter ini termasuk kedalam
kriteria dari Welch (1992). Selanjutnya
perairan eutropik. Cukup tingginya N total
dilakukan pembuatan model eutrofikasi
dan P total ini akibat adanya pengaruh
menggunakan program Powersim Versi
kegiatan di atas dan perairan waduk.
1.03 tahun 1993. Berdasarkan hasil dari
Pemanfatan perairan waduk PB.
model tersebut dilakukan simulasi untuk
Soedirman untuk usaha perikanan karamba
Tabel 1. Hasil pengukuran faktor-faktor yang berperan dalam tingkat kesuburan perairan waduk PB. Soedirman Kabupaten Banjarnegara selama penelitian Parameter Satuan Stasiun Rataan I II III IV Klorofil-a MgC/m3/hari 317.48 303.51 335.09 279.98 309.96 P-total Mg/l 3.373 3.897 4.353 6.002 4.406 N-total Mg/l 3.578 4.377 4.156 3.878 3.997 Penetrasi Cahaya M 0.39 0.52 0.58 0.47 0.49
ISSN: 1411-8297 Agronomika Vol. 13, No. 1, Januari 2013 yang akhir-akhir ini semakin meningkat,
Pada umumnya dalam perairan alami,
sedikit
mempengaruhi
kandungan fosfat terlarut tidak lebih dari
kesuburan waduk. Sisa-sisa pemberian
0,1 ppm, di perairan waduk PB. Soedirman
pakan tambahan yang merupakan bahan
didapatkan ortofosfat sekitar 0,129 mg/l,
organik jika terdekomposisi akan menjadi
hal ini menunjukkan perairan yang subur.
banyak
akan
bahan anorganik yang dapat dimanfaatkan kembali oleh fitoplankton.
Penetrasi
cahaya
matahari
yang
masuk ke dalam perairan waduk PB.
Komponen terbesar dari pakan ikan
Soedirman diperoleh nilai rata-rata sekitar
merupakan protein yang diperlukan untuk
0,49 m, sehingga menurut kriteria tingkat
pertumbuhan
tubuh,
trofik dari Welch (1992) dimana nilai
pembentukan enzim dan beberapa hormon
penetrasi di bawah 1,90 m menunjukkan
tertentu,
perairan yang eutrofik, berarti waduk ini
protein
ikan,
serta akan
jaringan
antibodi.
Dekomposisi
menghasilkan
senyawa-
senyawa N, dan hasil eksresi ikan dalam jumlah
yang
cukup
tinggi
dapat
termasuk eutrofik. 2. Model hubungan kegiatan di dalam waduk dengan eutrofikasi. Model eutrofikasi yang diakibatkan
meningkatkan persenyawaan N. Faktor-faktor
lain yang cukup
berperan dalam meningkatkan kandungan N dan P di perairan waduk PB. Soedirman adalah adanya aliran air dari sungai-sungai di atas waduk. Aliran sungai tersebut sebelum
masuk
ke
perairan
waduk,
melewati daerah pertanian dan pemukiman penduduk.
Aktivitas pertanian di sawah
pada umumnya menggunakan berbagai macam pupuk, seperti urea, NPK dan TSP, yang mengandung unsur N maupun P dan banyak digunakan oleh petani. Kegiatan penduduk juga berpotensi meningkatkan limbah domestik yang umumnya berupa limbah organik termasuk detergen yang mengandung senyawa P. Unsur fosfor dalam perairan terdapat pada senyawaan anorganik dan organik
oleh kegiatan di dalam waduk PB. Soedirman mengadopsi model eutrofikasi yang dikembangkan oleh Jorgensen (1994). Dari model ini dilakukan modifikasi guna disesuaikan dengan kondisi yang ada di daerah penelitian. Model yang dimodifikasi ini dinotasikan sebagai Model 1 yang akan digunakan
untuk melihat perilaku unsur
hara P di perairan akibat adanya kegiatan di dalam waduk. Model II menggambarkan sistem pengelolaan budidaya ikan dalam karamba jaring apung (KJA). Output model II merupakan input bagi model I. Perilaku yang
terjadi
pada
model
II
akan
mempengaruhi perilaku dari model I yang ditunjukan dengan perilaku unsur hara P di ketiga komponen yaitu P terlarut, P pada fitoplankton dan P di sedimen.
ISSN: 1411-8297 Agronomika Vol. 13, No. 1, Januari 2013 Tabel 2. Pola Inflow (m3/det) Bulanan Waduk PB Sudirman Bulan 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 Inflow 167.3 337.9 324.7 356.6 231.3 249.3 182.7 113.7 100.6 224.5 60.2 181.9 Sumber : PT. Indo Power Unit Pembangkitan Mrica, 2000. 3. Diagram umpan balik peredaran unsur hara P di perairan waduk.
dalam sedimen yang direlease sebagai P terlarut melalui proses mineralisasi.
Unsur hara P pada pemodelan ini terkonsentrasi pada tiga komponen utama yaitu, sebagai P terlarut dalam kolom air yang dinotasikan dengan PT, P yang terkandung
dalam
fitoplankton
yang
dinotasikan dengan PF dan P yang mengendap
dalam
sedimen
dinotasikan
dengan
PSED.
yang Secara
keseluruhan, konsentrasi P pada ke tiga state dipengaruhi oleh masukan dari luar sistem yang dinotasikan dengan P_input yang masuk melalui inflow atau run off dan P yang keluar sistem yaitu P dalam fitoplankton (PF) yang keluar melalui outflow
yang
dinotasikan
dengan
PF_output dan P terlarut (PT) yang keluar sistem melalui outflow yang dinotasikan dengan
PT_output.
PT_output
dan
PF_output dipengaruhi oleh inflow waduk yang besarnya bervariasi terhadap waktu. Waduk PB. Sudirman mempunyai pola air masuk bulanan disajikan pada Tabel 2. Dalam sistem perairan, konsentrasi P terlarut dalam kolom air (PT) dipengaruhi oleh uptake P oleh fitoplankton yang dinotasikan
dengan
P_UPTAKE
yang
dipengaruhi oleh radiasi matahari, dan P
Konsentrasi P dalam fitoplankton dipengaruhi oleh laju sedimentasinya. Dari P fitoplankton yang mengendap sebagian tidak tersedimentasi yang akan direlease kembali sebagai P terlarut. P dalam sedimen (PSED) mendapat masukan dari P dalam fitoplankton yang mengendap dan P dari pakan ikan yang tidak termanfaatkan oleh ikan dan mengalami pengendapan. 4.
Diagram umpan balik kegiatan budidaya ikan dalam karamba jaring apung. Peningkatan P di kolom air yang
diakibatkan oleh adanya kegiatan perikanan dengan sistem KJA dipengaruhi oleh laju kenaikan
P
dari
pakan
buatan
dan
kebutuhan normal P pada ikan serta laju pengendapan pakan ke sedimen. Laju kenaikan P oleh pakan sangat tergantung dari pola dan efisiensi pemberian pakan. Total P dari pakan yang dimasukan ke perairan perhari tergantung dari berat total ikan perhari. Berat ikan perhari ditentukan oleh laju pertumbuhan ikan dan laju kematian ikan. Laju kematian ikan akan dipengaruhi
oleh
kelayakan
dari
lingkungannya yang diindikasikan dengan konsentrasi P terlarut di kolom air tersebut.
ISSN: 1411-8297 Agronomika Vol. 13, No. 1, Januari 2013 Total P dari pakan akan dimanfaatkan
perairan dinyatakan dengan QV_I*psi yaitu
oleh ikan untuk pertumbuhan sesuai dengan
besarnya masukan P dari inflow berbanding
kebutuhan normalnya yang tergantung dari
lurus dengan rasio antara inflow dan
berat total ikan. Sebagian dari Total P dari
volume yang initialkan dengan QV_I.
pakan
mengalami
Selain itu Peningkatan P terlarut juga
pengendapan ke sedimen yang tergantung
tergantung dari RELEASE yaitu besarnya P
dari laju settlingnya.
pada sedimen (PSED) yang direlease
tersebut
Pemodelan
akan
yang
dilakukan
menjadi
P
terlarut.
Nilai
variabel
menggunakan Powersim, variabel pada
RELEASE tergantung dari laju release dari
diagram alir dibedakan tiga macam, yaitu
P di sedimen yang dinyatakan dengan kx.
level (variabel yang nilainya akan berubah-
Laju penurunan P terlarut dipengaruhi oleh
ubah tergantung dari nilai input dan output
PS_OUTPUT yaitu P terlarut yang keluar
dari level bersangkutan); auxillary (variabel
melalui aliran outflow yang dalam model
yang nilainya dihitung berdasarkan ekspresi
ini diasumsikan sama dengan inflow. Selain
matematik dan tergantung pada variabel
itu laju penurunan juga dipengaruhi oleh
lainnya); dan konstanta (variabel yang
P_UPTAKE yaitu besarnya P terlarut yang
nilainya tertentu dan tetap selama simulasi
diuptake oleh fitoplankton untuk sintesa
berjalan).
protein.
5.
RADIASI. Perubahan P terlarut pada kolom
Diagram Alir untuk Model I atau Model Eutrofikasi di perairan Waduk .
P_UPTAKE
tergantung
dari
air (PT) setiap satuan waktu dinyatakan oleh persamaan 1.
P terlarut pada kolom air akan dipengaruhi oleh laju masukan P terlarut
Konsentrasi P pada phytoplnkton
dari aliran limpasan yang diinitialkan
dipengaruhi oleh P_UPTAKE dan laju
dengan psi dan tambahan P terlarut dari
penurunan yang tergantung dari laju
kegiatan KJA yang diinitialkan dengan
sedimentasi dan aliran outflow. Dari P_phyt
tambahan_p_kja.
yang
Masukan
P
terlarut
tersedimentasi
sebagian
akan
melalui limpasan tergantung dari air masuk
direlease pada sedimen (SEDIMENTASI)
(inflow) waduk (m3/hari) dan volume
dan sebagian tidak (SED_NON_EXCH).
waduk (m3). Besarnya inflow waduk
Nilai SEDIMENTASI tergatung dari laju
berbeda menurut bulan basah dan bulan
settling
kering. Pola historis bulanan di waduk PB.
sebagai S dan fraksi PF yang mengendap
Soedirman dapat dilihat pada Tabel 2.
dan
akan
direlease
Pengaruh inflow terhadap konsentrasi P di
dinyatakan
sebagai
2
fitoplankton
yang
di F.
dinyatakan
PSED
yang
Perubahan
ISSN: 1411-8297 Agronomika Vol. 13, No. 1, Januari 2013 konsentrasi P fitoplankton setiap waktu
kebutuhan P oleh ikan yang dibudidayakan.
dinyatakan dalam persamaan 2.
Terjadinya selisih antara total P yang
Konsentrasi P disedimen dipengaruhi
diberikan melalui pakan dan kebutuhan P
oleh laju sedimentasi dari P fitoplankton
oleh ikan inilah yang mengakibatkan
(PF) dan P dalam pakan yang mengendap
adanya akumulasi P pada perairan.
di sedimen (sed_p_kja) serta laju P di
Laju peningkatan P akibat KJA yang
sedimen (PSED) yang direlease sebagai P
dinyatakan dengan laju_naik merupakan
terlarut (RELEASE). Perubahan konsentrasi
total P dari pakan yang dinyatakan dengan
P di sedimen setiap waktu dinyatakan oleh
tot_p_pakan. tot_p_pakan ditentukan oleh
persamaan 3.
rasio_p_pakan yaitu prosentase P yang
6. Diagram Alir untuk Model II.
terdapat pada jumlah pakan yang diberikan
Model peningkatan P oleh kegiatan perikanan sistem KJA ini merupakan sub sistem dari model eutrofikasi yang akan
dalam satu hari (p_pakan_perhari). Secara matematik tot_p_pakan dinyatakan dengan persamaan 4. Jumlah pakan yang diberikan tiap hari
dikembangkan. Hasil keluaran dari model KJA merupakan masukan dari model eutrofikasi. Pada pembahasan sebelumnya telah dijelaskan bahwa dalam model KJA terjadinya peningkatan P di perairan dipengaruhi oleh dua hal yaitu laju total P yang diakibatkan oleh ketidak-efisienan pakan
dan
tingkat
tergantung dari berat ikan seluruhnya yang dinyatakan dengan berat_total_ikan yang nilainya ditentukan oleh
berat_ikan,
jumlah KJA (jml_kja) dan jumlah ikan per KJA
(jml_ikan).
berat_total_
ikan
Secara
matematik
dinyatakan
oleh
persamaan 5.
dalam
pemberian
dPT dt
= (p_input + RELEASE) - (PS_OUTPUT + P_UPTAKE) ................... persamaan 1
dPF dt
= P_UPTAKE-(SEDIMENTASI+SED_NON_EXCH+ PF_OUT) ...... persamaan 2
dPSED = (SEDIMENTASI + sed_p_kja) – RELEASE .................................... persamaan 3 dt tot_p_pakan = p_pakan_perhari * rasio_p_pakan ............................................ persamaan 4 berat_total_ ikan = berat_ikan * jml_ikan * jml_kja ......................................... persamaan 5 sed_p_kja = fraksi_sed_p_kja * P_KJA ............................................................ persamaan 6 kumsumsi_p_i_kja = berat_total_ikan * beban_p_per_ikan ............................. persamaan 7
ISSN: 1411-8297 Agronomika Vol. 13, No. 1, Januari 2013 Penurunan P_KJA dipengaruhi oleh
melihat respon kesuburan perairan yang
laju pengendapan P_KJA yang dinyatakan
diindikasikan oleh konsentrasi unsur P
dengan sed_p_kja. Fraksi P_KJA
terhadap
perlakuan
perikanan
KJA.
mengendap
dinyatakan
fraksi_sed_p_kja.
yang dengan
Sehingga
laju
pada
Implikasi
budidaya dari
hasil
simulasi pada 3 skenario, digunakan untuk
pengendapan P_KJA dapat ditentukan
menentukan
dengan persamaan 6. Penurunan P_KJA
dilakukan dalam pengelolaan budidaya ikan
dipengaruhi oleh laju sed_p_kja, dan
KJA,
kumsumsi P oleh ikan yang dinyatakan
mengurangi daya dukung dari perairan.
dengan
Skenario dipilih berdasarkan parameter-
kumsumsi_p_i_kja.
Besarnya
perlakuan
agar
hasilnya
yang
yang
maksimal
merupakan
harus
tanpa
kumsumsi P oleh ikan berbanding lurus
parameter
perlakuan
dengan berat ikan. Diketahuinya kebutuhan
terhadap budidaya ikan dalam KJA. Pada
P per satuan berat ikan yang dinyatakan
penelitian ini dilakukan tiga skenario yang
dengan beban_p_per_ikan, maka total P
disimulasikan, yaitu: a. Tanpa ada kegiatan
yang dikumsumsi ikan dinyatakan dengan
budidaya ikan dalam KJA, b. Menetapkan
persamaan 7.
nilai parameter berdasarkan literature, dan
Populasi ikan dalam KJA dipengaruhi
hasil penelitian yang telah dilakukan dan
oleh penaburan benih yang dinyatakan
yang telah dilakukan oleh petani, yaitu
dengan in_ikan, pemanenan dinyatakan
jumlah KJA: 800 unit; jumlah benih per
dengan
kematian
KJA : 3500 ekor; fraksi pakan: 3% dari
dinyatakan dengan death_rate. Penaburan
berat total perhari; pemanenan dilakukan
benih dan pemanenan dilakukan setiap
setelah 4 bulan penanaman, c. Menetapkan
beberapa bulan
tergantung dari
jumlah KJA dan fraksi pakan yang optimal.
pemeliharaan.
Lama
panen,
dan
laju
pola
pemeliharaan
Simulasi
model
terhadap
tiga
umumnya selama 3 atau 4 bulan, sehingga
skenario tersebut dilakukan dalam jangka
dalam satu tahun para petani dapat
waktu 1 tahun (360 hari). Seperti telah
melakukan pemeliharaan ikan 3 - 4 kali.
dijelaskan pada bab terdahulu, bahwa nilai
Pada pemodelan ini pola pemanenan yang
dari hasil simulasi tidak mencerminkan
digunakan adalah dengan panen habis,
nilai yang sesungguhnya, namun lebih
artinya dalam satu periode seluruh ikan
mencerminkan
dipanen habis
parameter penting yang ingin dilihat
7. Simulasi Model
pengaruhnya
Berdasarkan
model
yang
dikembangkan, dilakukan simulasi untuk
eutrofikasi
sebagai
terhadap yang
perilaku
dari
terjadinya
diindikasikan
oleh
meningkatnya konsentrasi unsur hara P.
ISSN: 1411-8297 Agronomika Vol. 13, No. 1, Januari 2013 perikanan sistem KJA tanpa menimbulkan
a. Skenario 1: Tanpa adanya kegiatan budidaya ikan dalam KJA
dampak terhadap peruntukan yang lain
Hasil simulasi model untuk skenario
adalah kurang lebih 1% nya. Untuk waduk
1 disajikan pada Gambar 1. Fluktuasi
PB. Soedirman dengan luas waduk sekitar
konsentrasi unsur hara P yang terjadi pada
841,5875 ha, maka fraksi luas waduk yang
kolom air (PT), fytoplankton (PF) maupun
diperkenankan untuk kegiatan KJA adalah
di sedimen (PSED) apabila tidak ada
sekitar 8,42 ha.
kegiatan budidaya perikanan dengan sistem
Umumnya
KJA tidak menunjukan adanya perubahan status
tropik
perairan.
Dilihat
ukuran
konstruksi
karamba 7 x 7 m2 dengan kedalaman 2,5 - 3
dari
m, ditebari benih dengan kepadatan 30 - 35
konsentrasi unsur hara P, hampir sepanjang
ekor/m3. Dari sekitar 800 unit KJA yang
tahun keadaan perairan berada dalam status
tersebar di perairan waduk, untuk setiap
tropik mesotrofik. Hal ini ditunjukan
unit KJA ditebar benih sekitar 3500 - 4000
dengan konsentrasi unsur hara P yang tidak
ekor untuk ukuran berat benih rata-rata 15
melebihi 0,1 mg/l (Yoshimura dalam
gram/ekor,
Liaw,1969). Indikasi yang menunjukan
dan
diberikan adalah
adanya perubahan status tropik yaitu
jumlah
pakan
yang
3% dari berat total
perhari.
adanya peningkatan konsentrasi P, terjadi
Hasil simulasi model yang dilakukan
menjelang berakhirnya simulasi.
selama 1 tahun dengan lama pemeliharaan
b. Skenario 2 : pola budidaya yang telah dilakukan oleh petani saat ini
4 bulan ternyata menunjukan respon yang
Fraksi luas permukaan air waduk
signifikan pada ketiga state terutama pada
yang dapat digunakan untuk kegiatan
sedimen dan fitoplankton. Sampai pada pemanenan pertama tidak menunjukan
Gambar 1. Perilaku Konsentrasi P Terlarut (PT), P pada Fitoplakton (PF) dan P di sedimen (PSED) terhadap perairan tanpa adanya kegiatan KJA.
2
ISSN: 1411-8297 Agronomika Vol. 13, No. 1, Januari 2013 respon yang signifikan. Status trofik
dari PT, PF, PSED, produksi, hasil total dan
perairan
jumlah ikan yang mati terhadap pola
masih
mesotrofik
berada
walaupun
pada ada
status indikasi
perlakuan KJA disajikan pada Gambar 2.
perubahan status menuju ke eutrofik yang ditunjukan dengan adanya peningkatan konsentrasi
P
terlarut
namun
masih
dibawah 0.1 mg/l. Pada awal periode penanaman
ke
dua,
terjadi
sedikit
penurunan pada konsentrasi P. Hal ini diikuti
dengan
fitoplankton.
peningkatan
Namun
pada
dengan
P
adanya
tambahan P dari sisa makanan (pelet) mengakibatkan konsentrasi P kembali meningkat bahkan melewati 0.1 mg/l, sehingga status trofik perairan berubah menjadi eutrofik. Terjadinya eutrofikasi ini mengakibatkan mutu kualitas air menjadi turun
Gambar 2. Perilaku Konsentrasi P Terlarut (PT), P pada Fitoplakton (PF) dan P di sedimen (PSED) terhadap perairan dengan adanya kegiatan KJA.
dan tidak mendukung untuk
kelangsungan
hidup
ikan.
Hal
ini
mengakibatkan sebagian ikan mati yang kemudian
akan
mempengaruhi
Hasil
dalam
simulasi
model
apabila
dilakukan penambahan jumlah KJA dan
produksi ikan. Pada periode ke tiga, sisa pakan yang tidak termanfaatkan pada periode ke dua dan pertama akan terus terakumulasi sebagai P sedimen. Meningkatnya P sedimen yang direlease sebagai P terlarut, mengakibatkan
c. Skenario 3 : jumlah KJA dan fraksi pakan yang optimal.
P
terlarut
semakin
meningkat sampai melewati batas status eutrofik bahkan pada status hipertrofik. Hal ini jelas sangat tidak mendukung untuk hidup ikan, akibatnya jumlah ikan yang mati sangat tinggi. Pada kondisi seperti ini sering terjadi kematian masal ikan. Respon
ikan tebaran menunjukkan perilaku yang sama dengan hasil simulasi model apabila dilakukan penambahan jumlah KJA atau jumlah ikan tebaran. pada P terlarut (PT), P fitoplankton (PF) maupun P sedimen (PSED) menunjukkan perilaku yang sama. Hasil
simulasi
menunjukan
bahwa
ketidakefisienan dalam pemberian pakan memberikan kontribusi yang besar terhadap peningkatan konsentrasi P terutama di sedimen dan fitoplankton.
ISSN: 1411-8297 Agronomika Vol. 13, No. 1, Januari 2013 Sebaliknya justru terjadi pada kolom
aliran inflow dan volume waduk yang
air dimana konsentrasi P terlarut menurun
diasumsikan
bahkan
pertama
memperhitungkan kontribusi dari air hujan.
penanaman, konsentrasi P terlarut berada di
Hasil simulasi model masih terdapat
bawah ambang batas kelayakan. Hal ini
kelemahan, seperti dalam perhitungan berat
mengakibatkan terjadinya kematian ikan
biomassa
secara besar-besaran, sehingga pada dua
dilakukan pemanenan untuk kurun waktu
periode terakhir produksinya sangat kecil,
melebihi umur ikan alami, maka berat
simulasi pada skenario 3 disajikan pada
biomassa ikan seakan-akan tidak memiliki
Gambar 3.
batas, hal ini menunjukan ketidakwajaran.
setelah
periode
ikan,
konstan,
yaitu
apabila
tanpa
tidak
Model ini masih jauh dari sempurna, namun secara keseluruhan model ini dapat digunakan untuk melihat respon perairan waduk PB. Soedirman, dengan kegiatan di atas dan di dalam waduk yaitu budidaya ikan sistem KJA
terhadap perilaku
pengelolaan. Gambar 3. Perilaku Konsentrasi P Terlarut (PT), P pada Fitoplakton (PF) dan P di sedimen (PSED) terhadap perairan dengan kegiatan KJA dengan jumlah KJA dan fraksi pakan yang optimal.
SIMPULAN DAN SARAN Simpulan 1. Nilai
produktivitas
primer
309,96
mgC/m3/hari, N-total 3,997 ppm, Ptotal 4,406 ppm, dan penetrasi cahaya
8. Kelemahan Model pada
49 cm, berarti waduk PB. Soedirman
penelitian ini mengakibatkan beberapa
termasuk ke dalam golongan perairan
hubungan parameter yang digunakan dalam
eutrofik atau cukup subur.
Terbatasnya
data
primer
simulasi menggunakan rumusan hipotetik
2. Hasil simulasi model menunjukkan
dan asumsi yang masih memerlukan
bahwa kegiatan perikanan sistem KJA
pengujian lebih lanjut. Sebagai contoh
memberikan pengaruh terhadap tingkat
dalam menentukan laju kematian ikan
kesuburan perairan yang diindikasikan
diasumsikan mengikuti fungsi linier yang
dengan meningkatnya konsentrasi unsur
seharusnya mengikuti fungsi hiperbolik.
hara P terutama di kolom air, P dalam
Selain itu pengaruh masukan P dari luar
fitoplankton dan P di sedimen.
sistem diasumsikan hanya dipengaruhi oleh
2
ISSN: 1411-8297 Agronomika Vol. 13, No. 1, Januari 2013 3. Akibat adanya akumulasi P pakan dari kegiatan budidaya ikan dalam KJA di sedimen, akan meningkatkan P terlarut dalam kolom air, akibat meningkatnya P di sedimen yang direlease sebagai P terlarut, hal
ini menjadikan perairan
jauh lebih subur.
1. Sehubungan dengan kondisi Waduk PB. Soedirman
tersebut,
penanganan
maka
hati-hati
perlu dalam
pemanfaatannya agar jangan sampai menjadi suatu perairan distrofik, yang produktivitasnya justru akan menurun, sedangkan fungsi utama waduk sebagai pembangkit tenaga listrik harus tetap terjaga. 2. Untuk kegiatan di dalam waduk, yaitu pengelolaan
budidaya
ikan
dalam
karamba jaring apung (KJA) perlu diperhatikan efisiensi dalam pemberian pakan. Selain itu pembatasan jumlah untuk
disesuaikan
dengan
kemampuan daya dukung waduk juga penting.
Day and Hall., 1977. Ecosystem Modelling in Theory and Practice. John Wiley & Son, Canada. Harper, D. 1992. Eutrophication of Fresh Water. Chapman Hall, Madras.
Saran
KJA
Cullen, P. 1986. Managing Nutrient in Aquatic System the Eutrophication Problem. In Deckker, P. DE. and W. D. Williams (Ed.): Limnology in Australia. Dr. W. Junk. Publ. Derdrecht, Boston, Lanchaster.
Disarankan
untuk
tidak
melakukan kegiatan budidaya ikan dalam KJA secara terus menerus dalam waktu yang lama. DAFTAR PUSTAKA Beghelli. S, R.P Guidorzi, F. Terragni. 1988. Identification Techniques in Modelling Euthrophication Phenomena of the Adriatic Sea, University of Bologna, Italy.
Ismail, A. dan A. B. Mohammad. 1992. Ekologi Air Tawar. Rina Sdn. Bhd., Malaysia. Jorgensen, S.E. 1988. Fundamental of Ecological Modelling. Elsevier, Amsterdam. Jorgensen, S.E. 1994. Fundamentals of Ecological Modelling (2 nd edition). Elseiver Science B.V. Amsterdam, Nederland. Jorgensen, S.E., 1976. An Eutrophication Model for a Lake. J. Ecological Model, 2. Liaw, M.K., 1969. Chemical and Biological Studies of Fish Pond and Resevoir in Taiwan. Chine-American join Comission on rural reconstruction fish series. Odum, H.P., 1992. Ecological Systems : An Introduction. John Wiley & Son. Power Sim, 1993. User’s Guide and Reference. Modell Data USA. Ryding, S.O. and W. Rast., 1989. The Control of Eutrophicatoin of Lake and Reservoir. UNESCO. Saether, O.A., 1980. Influence of Euthrophication on the Deep Lakes Benthic Invertebrate Communities. Pergomon Oxford. Susilo. SB., 1995. Model-Model Penting Dalam Populasi dan Pengelolaan Stok Ikan. Laboratorium Manajemen Sumberdaya Perikanan, Jurusan Manajemen Sumberdaya Perairan,
ISSN: 1411-8297 Agronomika Vol. 13, No. 1, Januari 2013 Fakultas Perikanan, Institut Pertanian Bogor.
Welch, E.B. 1992. Ecological Effects of Waste Water : Applied Limnology and Pollution Effects. E and FN Spon. London.
4
