FITOPLANKTON PENYEBAB HARMFUL ALGAE BLOOMS (HABs) DI PERAIRAN SIDOARJO AUNUROHIM*, DIAN SAPTARINI*, DEVIE YANTHI** *Biologi FMIPA Institut Teknologi Sepuluh Nopember-Surabaya **Alumni Biologi FMIPA Institut Teknologi Sepuluh Nopember-Surabaya
[email protected] [email protected] [email protected]
ABSTRAK Harmful Algae Blooms (HABs) adalah suatu fenomena blooming fitoplankton toksik di suatu perairan yang dapat menyebabkan kematian biota lain. Toksin yang dihasilkan HABs dapat mengkontaminasi manusia melalui perantara kerang dan ikan. Perairan Sidoarjo merupakan muara dari beberapa sungai dan penting sebagai area penangkapan perikanan. Data monitoring Dinas Kelautan dan Perikanan tahun 2006 menunjukkan bahwa di perairan Sidoarjo ditemukan spesies yang berpotensi menyebabkan HABs yaitu Ceratium fucus, Ceratium tripos dan Dinophysis caudata. Penelitian ini bertujuan untuk menginventarisasi dan mengetahui kepadatan serta distribusi fitoplankton yang berpotensi menyebabkan HABs di perairan Sidoarjo. Pengambilan sampel fitoplankton dilakukan pada bulan Mei 2008 di 12 titik pengambilan sampel dengan menggunakan jaring fitoplankton 20µm. Hasil penelitian menunjukkan terdapat 11 spesies penyebab HABs, Nitzschia sp., Chaetoceros sp. Chaetoceros diversus, Chaetoceros pseudocarvisetum dari kelas Bacillariophyceae, Ceratium sp.1, Ceratium sp.2, Ceratium sp.3, Ceratium sp.4, Prorocentrum sp., Dinophysis homunculus dari kelas Dinoflagellata dan Anabaena sp. dari kelas Cyanophyceae. Spesies yang ditemukan di seluruh titik pengambilan sampel yaitu Nitzschia sp., Ceratium sp.1, Chaetoceros sp., Chaetoceros diversus, dan Chaetoceros pseudocarvisetum. Nitzschia sp. merupakan spesies yang mempunyai kepadatan rata-rata tertinggi yaitu sebesar 497 ind/L dan kepadatan tertinggi kedua pada Chaetoceros sp. yaitu 371 ind/L. Kata kunci : Harmful Algae Blooms (HABs), Fitoplankton, Perairan Sidoarjo.
PENDAHULUAN Fitoplankton memiliki klorofil yang berperan dalam fotosintesis untuk menghasilkan bahan organik dan oksigen dalam air yang digunakan sebagai dasar mata rantai pada siklus makanan di laut. Namun fitoplankton tertentu mempunyai peran menurunkan kualitas perairan laut apabila jumlahnya berlebih (blooming) [1]. Tingginya populasi fitoplankton beracun di dalam suatu perairan dapat menyebabkan berbagai akibat negatif bagi ekosistem perairan, seperti berkurangnya oksigen di dalam air yang dapat menyebabkan kematian berbagai makhluk air lainnya [2]. Hal ini diperparah dengan fakta bahwa beberapa jenis fitoplankton yang potensial blooming adalah yang bersifat toksik, seperti dari beberapa kelompok Dinoflagellata, yaitu Alexandrium spp, Gymnodinium spp, dan Dinophysis spp. Dari kelompok Diatom tercatat jenis Pseudonitszchia spp termasuk fitoplankton toksik [3]. Ledakan populasi fitoplankton yang diikuti dengan keberadaan jenis fitoplankton beracun akan menimbulkan Ledakan Populasi Alga Berbahaya (Harmful Algae Blooms – HABs). Faktor yang dapat memicu ledakan populasi fitoplankton berbahaya antara lain karena adanya eutrofikasi adanya upwelling yang mengangkat massa air kaya unsur-unsur hara; adanya hujan lebat dan masuknya air ke laut dalam jumlah yang besar [4]. Beberapa kejadian fatal yang disebabkan oleh fitoplankton beracun tercatat di perairan Lewotobi dan Lewouran (Nusa Tenggara Timur), Pulau Sebatik (Kalimantan Timur), perairan Makassar dan Teluk Ambon. Di beberapa negara maju, ledakan fitoplankton juga mendapat prioritas penanganan mengingat dampak kerugiannya yang tinggi. Beberapa penyakit akut yang disebabkan oleh racun dari kelompok fitoplankton berbahaya adalah Paralytic Shellfish Poisoning (PSP), Amnesic Shellfish Poisoning (ASP), dan Diarrhetic Shellfish Poisoning (DSP). Racunracun tersebut sangat berbahaya karena di antaranya menyerang sistem saraf manusia, pernapasan, dan pencernaan. Semua penyakit di atas berkaitan dengan konsumsi kerang oleh manusia. Dan
1
faktanya, semua jenis fitoplankton yang beracun di atas dijumpai di beberapa perairan pesisir Indonesia [5]. Berdasarkan data monitoring dari Dinas Kelautan dan Perikanan (2006) di perairan Sidoarjo ditemukan spesies yang berpotensi menyebabkan HABs yaitu Ceratium fucus, Ceratium tripos dan Dinophysis caudata. Sedangkan Perairan Sidoarjo merupakan daerah penting bagi nelayan sekitar karena telah lama dijadikan sebagai area penangkapan perikanan. Sehingga pemanfaatan tersebut harus didukung dengan adanya informasi mengenai potensi dan ancaman di perairan Sidoarjo agar dapat digunakan se-optimal mungkin dan untuk mempermudah dalam pengelolaan. Penelitian ini bertujuan untuk menginventarisasi serta mengetahui kepadatan dan distribusi fitoplankton yang berpotensi menyebabkan HABs di perairan Sidoarjo. CARA KERJA Lokasi dan waktu penelitian Pengambilan sampel dilakukan pada bulan Mei 2008 di perairan Sidoarjo, dan dilanjutkan analisis sampel di Laboratorium Ekologi Program Studi Biologi FMIPA ITS.
U
Pesisir Sidoarjo
Gambar 1. Lokasi Pengambilan Sampel di Pesisir Sidoarjo, Jawa Timur (modifikasi Citra LANDSAT 2003; Skala 1:217458) Keterangan : : titik sampling : titik sampling DKP tahun 2005 : titik sampling DKP tahun 2006
Pengambilan dan pengamatan sampel fitoplankton Pengambilan sampel fitoplankton dengan menggunakan jaring plankton ukuran mesh 20µm hingga diperoleh sebanyak 30 ml dari 30 liter air, kemudian diawetkan dengan lugol 4%. Identifikasi fitoplankton hingga tingkat genus menggunakan mikroskop binokuler dan bilik Sedgwick Rafter counting cell. Acuan identifikasi dengan menggunakan buku [6] ”Ilustrations of the Marine Plankton in Japan” dan [7] ”Identifying Marine Phytoplankton” . Pengukuran faktor fisik-kimia perairan Sidoarjo Untuk mendukung deskripsi tempat pengambilan sampel, maka faktor-faktor lingkungan yang mempengaruhi seperti faktor fisika-kimia air (temperatur, pH, salinitas, kandungan oksigen terlarut dan kandungan nitrat dan fosfat) diambil datanya.
2
Analisis data Data yang diperoleh dianalisis untuk mengetahui kepadatan, diversitas dan dominansi dengan menggunakan rumus sebagai berikut: 1. Kepadatan Plankton N =
n x vol sampel vol diamati x vol disaring
x 1000 x pengenceran*
Dimana : N = Kepadatan (sel/liter) n = Jumlah organisme yang didapat * = jika dilakukan
2. Indeks diversitas dari Shannon Weaver [8] H=-
ni
N
ln
ni N
Dimana : H’ = indeks diversitas ni = jumlah individu tiap jenis N = jumlah total individu semua jenis
3. Indeks dominansi formula Simpson [9] Di = ni x 100% N
Dimana : Di = indeks dominansi (%) ni = jumlah individu tiap jenis N = jumlah total individu tiap jenis
HASIL Fitoplankton di Perairan Sidoarjo Setelah dilakukan pengamatan pada sampel dari perairan Sidoarjo, maka data hasil pengamatan dan penghitungan dapat dilihat pada Tabel 1. Fitoplankton yang ditemukan pada 12 titik sampling di perairan Sidoarjo berkisar antara 18-27 spesies yang terdiri dari tiga kelas yaitu Bacillariophyceae, Dinophyceae dan Cyanophyceae. Skeletonema costatum merupakan spesies yang hampir dominan di semua titik, dengan jumlah tertinggi pada titik-4. Kepadatan fitoplankton berkisar antara 405 – 46967 ind/L dengan kepadatan fitoplankton tertinggi di titik-4 dan kepadatan terendah di titik-10. Berdasarkan Tabel 1, diketahui indeks diversitas fitoplankton pada perairan Sidoarjo, memiliki kisaran indeks diversitas dari 0,27 hingga 2,37. Indeks tertinggi didapat pada titik 4 sedangkan indeks terendah pada titik 6. Ditinjau dari data kondisi lingkungan, faktor suhu, salinitas, pH dan oksigen terlarut tidak menunjukkan perbedaan yang signifikan pada ke-dua belas titik lokasi sampling sehingga dianggap tidak memberikan pengaruh.
3
Tabel 1. Data kepadatan fitoplankton di setiap titik pengambilan sampel No 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26
27 28 29
Species
1
Kelas BACILLARIOPHYCEAE Skeletonema costatum 5050 Nitzschia sp. 513 Chaetocheros diversus 115 Chaetocheros 23 pseudocarvisetum Chaetocheros sp. 316 Coscinodiscus sp. 26 Asterionella japonica 4 Rhizosolenia sp. 22 Bacteriastrum sp. 1 Thalassionema nitzschioides 47 Thalassiothrix sp. 2 Biddulphia sp. 28 Biddulphia mobiliensis 5 Dithylium sp. 52 Pleurosigma sp. 1 Navicula sp. 1 Thalassiosira sp. 0 Kelas DINOPHYCEAE Ceratium sp1 6 Ceratium sp2 1 Ceratium sp3 4 Ceratium sp4 7 Peridinium sp 4 Dinophysis homunculus 0 Prorocentrum sp 0 Ornithocercus sp 0 Pryrophacus horologicum 2 Kelas CYANOPHYCEAE Anabaena sp 6 Chroococcus sp 4 Oscillatoria sp 0 Species unknown 1 0 Species unknown 2 2
Kepadatan total (N) Indeks keanekaragaman (H’)
6242 0.825
Kepadatan fitoplankton pada tiap titik sampling (ind/liter) 3 4 5 6 7 8 9 10
2
11
12
16840 243 260
38700 1480 147
44973 600 120
13 141 5
269 398 32
648 833 63
3332 592 155
2006 475 6
48 92 3
1004 122 4
6351 476 35
20 307 46 0 3 2
97 437 287 40 33 60
53 353 170 0 27 0
7 50 39 0 1 0
144 297 84 0 1 0
28 453 6 2 0 1
32 957 3 14 0 1
185 654 23 3 10 1
15 78 16 1 0 1
2 19 3 0 1 0
25 535 1 1 8 0
89 5 47 8 37 11 0 58
130 40 523 110 607 760 0 93
47 0 127 23 153 150 0 17
6 1 7 0 3 0 0 1
23 10 24 1 3 0 0 96
148 5 18 0 7 0 0 57
95 6 8 0 16 0 0 18
22 26 26 3 13 2 1 53
9 1 1 0 1 0 0 4
5 2 0 0 0 0 0 0
12 2 1 0 2 0 0 14
240 195 40 9 368 42 1 0
13 0 0 7 0 0 0 0
57 13 17 0 3 0 0 0
29 4 167 0 1 30 1 5
26 24 28 151 18 43 2 0
40 64 35 5 23 16 4 0
13 47 3 1 3 1 5 0
19 9 4 5 5 1 0 0
11 54 1 0 50 0 5 0
1 6 12 2 6 0 2 0
7 11 9 7 8 1 3 0
0
160
13
39
60
14
6
0
10
1
3
12 0 12 0 4
40 0 0 0 0
0 0 40 0 10
25 1 38 0 1
14 0 0 0 1
17 3 11 3 2
19 0 16 7 0
4 2 0 4 1
7 0 0 0 0
1 0 2 0 0
13 0 2 4 0
18899 0.61
43764 0.621
46966 0.272
615 2.278
1749 2.378
2506 1.934
5350 1.254
3563 1.417
408 2.243
1195 0.679
7531 0.65
Fitoplankton Penyebab Harmful Algae Blooms (HABs) Jenis fitoplankton yang berpotensi menyebabkan Harmful Algae Blooms (HABs) yang ditemukan di perairan Sidoarjo adalah Nitzschia sp., Chaetoceros sp., Chaetoceros diversus, Chaetoceros pseudocarvisetum dari kelas Bacillariophyceae, Ceratium sp.1, Ceratium sp.2, Ceratium sp.3, Ceratium sp.4, Prorocentrum sp., Dinophysis homunculus dari kelas Dinophyceae dan Anabaena sp. dari kelas Cyanophyceae Lima spesies yang ditemukan di seluruh titik pengambilan sampel, yaitu Nitzschia sp. dengan kepadatan 92-1480 ind/L, Ceratium sp.1 1-240 ind/L, Chaetoceros sp. 19-957 ind/L, Chaetoceros diversus 3-260 ind/L, Chaetoceros pseudocarvisetum dengan kepadatan 2-185 ind/L. Kepadatan rata-rata dari ke-11 spesies HABs yang ditemukan pada ke-12 titik pengambilan sampel dapat dilihat pada gambar di bawah ini. Nitzschia sp. merupakan spesies yang mempunyai kepadatan rata-rata tertinggi yaitu sebesar 497 ind/L dan kepadatan tertinggi kedua pada Chaetoceros sp. yaitu 371 ind/L.
4
Kepadatan Rata-Rata Spesies HABs
Kepadatan (ind/L)
600
497
500 371
400 300 200 100
39
36
79
27
16
11
2
13
53
cu lu ro s ce nt ru m sp An . ab ae na C sp ha . et oc C e h C r a o et ha s oc sp et er oc . os er os di ve ps rs eu us do ca rv ise tu m Pr o
in op hy si s
ho m un
tiu m
sp .4
sp .3 er a D
C
sp .2
er at iu m C
sp .1
er at iu m C
er at iu m C
N
itz sc hi a
sp .
0
Spe sies
Gambar 2. Grafik rerata kepadatan sebelas spesies HABS pada 12 titik lokasi pengambilan sampel di perairan Sidoarjo, Jawa Timur
PEMBAHASAN Spesies dari kelas Bacillariophyceae merupakan spesies yang umum ditemukan di perairan laut. Kelompok Bacillariophyceae atau lebih dikenal diatom merupakan kelompok terbesar dari algae. Ledakan populasi dari diatom di suatu perairan umumnya menandakan meningkatnya produktivitas perairan tersebut, namun blooming diatom kadang-kadang dapat menyebabkan berkurangnya kandungan oksigen di dalam air laut [5]. Dominansi Skeletonema costatum disebabkan oleh sifatnya yang euryhaline dan eurythermal (mampu tumbuh pada kisaran suhu 3° - 30° C), sehingga lebih toleran terhadap perubahan kondisi lingkungan [10]. Salinitas yang berbeda berpengaruh terhadap komposisi jenis fitoplankton yang ada di perairan [11]. Salinitas pada lokasi pengambilan sampel berkisar antara 5 ‰– 30‰. Dimana titik-1 merupakan estuarin bersalinitas 5‰, sedangkan pada titik lain merupakan perairan laut dengan salinitas ≥ 25‰. Bacillariophyceae merupakan kelompok yang dominan dan selalu ada pada tiap titik pengambilan sampel, hal ini menunjukkan bahwa Bacillariophyceae merupakan organisme euryhaline, dimana Bacillariophyceae dapat hidup pada kisaran salinitas 5‰-30‰ [11]. Suhu pada masing-masing titik pengambilan sampel masih berada dalam kisaran yang memungkinkan untuk kehidupan plankton, yaitu 27 – 32.1°C. Suhu optimum untuk kehidupan fitoplankton adalah 25-30°C. Suhu berpengaruh langsung terhadap laju fotosintesis tumbuhan khususnya reaksi enzimatis. Perubahan temperatur merupakan indikator terjadinya proses perubahan kondisi kimia dan biologi perairan [12]. Faktor pembatas bagi kehidupan fitoplankton ialah nitrat dan fosfat. Pada pengamatan dari ke-12 titik didapatkan kandungan nitrat dan fosfat berturut-turut berada pada kisaran 0.02-0.517 mg/L dan 0.04-0.224 mg/L. Pada semua titik nilai nitrat dan fosfat melebihi dari ambang batas yang ditetapkan untuk baku mutu air laut untuk biota laut, berdasarkan KepMen LH no 51 thn 2004 lampiran III kadar nitrat sebesar 0,008 mg/l dan fosfat sebesar 0,015 mg/l. Titik 1 mempunyai kadar nitrat dan fosfat yang paling tinggi, karena daerah muara merupakan perairan yang banyak mendapat masukan zat haradari daratan. Kadar nitrat yang lebih dari 0,2 mg/l dapat mengakibatkan terjadinya eutrofikasi, selanjutnya menstimulir pertumbuhan algae secara pesat (blooming) [13]. Indeks keanekaragaman (H’) berkisar antara 0,272-2,378 sehingga dapat diasumsikan bahwa struktur komunitas perairan Sidoarjo antara tidak stabil sampai lebih stabil, dengan struktur komunitas tidak stabil untuk titik-4 dan struktur komuntas lebih stabil pada titik-6 (tabel 1). Struktur komunitas dikatakan stabil jika tidak ada suatu spesies yang mendominasi di dalam komunitas tersebut. Sedangkan struktur komunitas dianggap labil atau tidak stabil bisa jadi dikarenakan terjadi tekanan ekologis (stress lingkungan) [14].
5
Spesies HABs yang paling banyak ditemukan berasal dari kelas Dinophyceae. Hal ini dikarenakan Dinophyceae dapat membentuk sista (cyst) sebagai tahap istirahat, sista ini mengendap di dasar laut dan istirahat sampai kondisi lingkungan mendukung kembali untuk tumbuh [15]. Anggota dari kelompok ini diketahui paling banyak mempunyai jenis-jenis toksik [5]. Nitzschia sp. merupakan spesies penyebab Amnesic Shellfish Poisoning (ASP) yang mengeluarkan toksin asam domoic. Toksin yang diproduksi dapat memasuki rantai makanan hingga ke tubuh manusia melalui perantara kerang. Kerang merupakan organisme bentik suspension feeder yang menyaring plankton yang melimpah di kolom air [11]. Ambang batas akumulasi asam domoic pada kerang ialah 20 µg (asam domoic)/ g (berat jaringan kerang) [3]. Menurut [16] jenis kerang yang ditemukan di perairan Sidoarjo adalah kerang batik (Paphia undulata) yang mencapai 70 % dari total tangkapan kerang di perairan, kerang darah (Anadara granosa) dan kerang bulu (Anadara antiqua), dan ke-tiga jenis kerang tersebut merupakan kerang yang umum dikonsumsi dan berpotensi untuk diekspor. Sedangkan menurut Dinas Kelautan dan Perikanan, standar untuk ekspor kerang ialah salah satunya dilihat dari adanya fitoplankton berbahaya dengan kepadatan >5000 individu/liter. Dan dari hasil penelitian, kepadatan Nitzschia yang ditemukan kurang dari 5000 individu/liter. Chaetoceros sp., spesies HABs tertinggi kedua setelah Nitzschia sp., merupakan spesies fitoplankton yang tidak toksik terhadap manusia tetapi secara fisik dapat mengganggu sistem pernafasan ikan dan avertebrata terutama apabila kepadatan individunya relatif tinggi. Diatom jenis ini mempunyai morfologi khas yaitu duri. Duri-duri tersebut dapat merangsang pembentukan lendir pada insang biota laut, sehingga biota tersebut sukar bernafas. Duri-duri ini bahkan dapat menyebabkan pendarahan di insang [5]. Chaetoceros merupakan jenis fitoplankton yang diketahui mampu bertahan di perairan tercemar [14]. KESIMPULAN 1. Fitoplankton yang berpotensi menyebabkan Harmful Algae Blooms (HABs) di perairan Sidoarjo didapatkan 11 spesies yaitu Nitzschia sp., Chaetoceros sp. Chaetoceros diversus, Chaetoceros pseudocarvisetum dari kelas Bacillariophyceae, Ceratium sp.1, Ceratium sp.2, Ceratium sp.3, Ceratium sp.4, Prorocentrum sp., Dinophysis homunculus dari kelas Dinoflagellata dan Anabaena sp. dari kelas Cyanophyceae. 2. Spesies yang ditemukan di seluruh titik pengambilan sampel ialah Nitzschia sp. dengan kepadatan 92-1480 ind/L, Ceratium sp.1 kepadatan 1-240 ind/L, Chaetoceros sp. kepadatan 19-957 ind/L, Chaetoceros diversus kepadatan 3-155 ind/L, Chaetoceros pseudocarvisetum kepadatan 2-185 ind/L. 3. Nitzschia sp. merupakan spesies yang mempunyai kepadatan rata-rata tertinggi yaitu sebesar 497 ind/L dan kepadatan tertinggi kedua pada Chaetoceros sp. yaitu 371 ind/L DAFTAR PUSTAKA [1]. Anderson, D,M., J,M, Burkholder., W,P, Cochlan., P,M, Gilbert., C,J, Gobler., C,A, Heil., R,M, Kudela., M,L, Parsons., J,E, Jack Rensel., D,W, Townsend., V,L, Trainer., G,A, Vargo., 2008, Harmful algall blooms and eutrophication: Examining linkages from selected coastal region of the United Stated, Harmful Algae., 8, 39-53. [2]. Damar, A, 2006, Musim hujan dan eutrofikasi perairan pesisir, Majalah Tempo, 30 Nopember 2006. [3]. Mos, L., 2001, Domoic acid: a fascinating marine toxin. Enviromental Toxicology and Pharmacology 9, 79-85. [4]. Wiadnyana, N,N., 1996, Mikroalga berbahaya di Indonesia. Oseanology dan Limnology di Indonesia, 29, 15 – 28. [5]. Praseno, D,P. dan Sugestiningsih., 2000, Red tide di perairan Indonesia, Pusat Penelitian dan Pengembangan Oseanologi – LIPI, Jakarta [6]. Yamaji, I. 1979. Ilustration of the Marine Plankton of Japan. Hoikusha Publishing Co. Osaka Japan. [7]. Jomes, C., 1997, Identifying Marine Phytoplankton, Academic Press Harcourt Brace and Company, San Diego California.
6
[8]. Odum, E.P. 1993. Fundamentals of Ecology. W.B. Saunders Co. Philadelpia. [9]. Brower, J. E, J.H. Zar and C. N. Ende. 1997. Field and Laboratory Methods for General Ecology. Fourth Edition. WMC Co publ. Doboque, Lowa, USA. [10]. Isnansetyo, A dan Kurniastuty., 1995, Teknik kultur phytoplankton dan zooplankton, Penerbit Kanisius, Yogyakarta. [11]. Nybakken. 1988. Biologi laut suatu pendekatan ekologis. PT Gramedia. Jakarta [12]. Soedarti, Thin. Jayanti Aristiana, Agoes Soegianto. 2006. Diversitas Fitoplankton Pada Ekosistem perairan Waduk Sutami Malang. Penelitian Hayati Berkala, 11, 97-103. [13]. Effendi, H., 2003, Telaah kualitas air bagi pengelolaan sumber daya dan lingkungan perairan. Penerbit Kanisius. Yogyakarta. [14]. Fachrul, M F, Haeruman H, Sitepu L C, 2005, Komunitas Fitoplankton Sebagai Bioindikator Kualitas Perairan Teluk Jakarta, Seminar Nasional MIPA, Universitas Indonesia, Jakarta. [15]. Nontji, A., 2006, Tiada kehidupan di muka bumi tanpa plankton. Pusat Penelitian Oseanografi – LIPI, Jakarta. [16]. Mukadar, S., 2008, Studi bioakumulasi logam berat untuk pengembangan zona tangkap kekerangan di pesisir Sidoarjo. Tesis. Bidang Keahlian Teknik Manajemen Pantai, Fakultas Teknologi Kelautan ITS.
7
