HUBUNGAN NILAI PRODUKTIVITAS PRIMER DENGAN KONSENTRASI KLOROFIL a, DAN FAKTOR FISIK KIMIA DI PERAIRAN DANAU TOBA, BALIGE, SUMATERA UTARA TESIS

HUBUNGAN NILAI PRODUKTIVITAS PRIMER DENGAN KONSENTRASI KLOROFIL a, DAN FAKTOR FISIK KIMIA DI PERAIRAN DANAU TOBA, BALIGE, SUMATERA UTARA

TESIS

Oleh MANGATUR SITORUS 077030016/BIO

S

C

N

PA

A

S

K O L A

H

E

A S A R JA

SEKOLAH PASCASARJANA UNIVERSITAS SUMATERA UTARA MEDAN 2009 Mangatur Sitorus : Hubungan Nilai Produktivitas Primer Dengan Konsentrasi Klorofil a, Dan Faktor Fisik Kimia Di Perairan Danau Toba, Balige, Sumatera Utara, 2009 USU Repository © 2008

HUBUNGAN NILAI PRODUKTIVITAS PRIMER DENGAN KONSENTRASI KLOROFIL a, DAN FAKTOR FISIK KIMIA DI PERAIRAN DANAU TOBA, BALIGE, SUMATERA UTARA

TESIS

Diajukan Sebagai Salah Satu Syarat untuk Memperoleh Gelar Magister Sains dalam Program Studi Biologi pada Sekolah Pascasarjana Universitas Sumatera Utara

Oleh MANGATUR SITORUS 077030016/BIO

SEKOLAH PASCASARJANA UNIVERSITAS SUMATERA UTARA MEDAN 2009 Mangatur Sitorus : Hubungan Nilai Produktivitas Primer Dengan Konsentrasi Klorofil a, Dan Faktor Fisik Kimia Di Perairan Danau Toba, Balige, Sumatera Utara, 2009 USU Repository © 2008

Judul Tesis

:

HUBUNGAN NILAI PRODUKTIVITAS PRIMER DENGAN KONSENTRASI KLOROFILa, DI PERAIRAN DANAU TOBA, BALIGE, SUMATERA UTARA

Nama Mahasiswa

:

Mangatur Sitorus

Nomor Pokok

:

077030016

Program Studi

:

Biologi

Menyetujui Komisi Pembimbing

(Prof. Dr. Ing. Ternala. A. Barus, MSc) (Prof. Dr. Ir. B. Sengli J. Damanik, MSc) Ketua Anggota

Ketua Program Studi,

Direktur,

(Prof. Dr. Dwi Suryanto, MSc)

(Prof. Dr. Ir. T. Chairun Nisa B, MSc)

Tanggal lulus: 10 Juni 2009

Telah diuji pada Tanggal: 10 Juni 2009

Mangatur Sitorus : Hubungan Nilai Produktivitas Primer Dengan Konsentrasi Klorofil a, Dan Faktor Fisik Kimia Di Perairan Danau Toba, Balige, Sumatera Utara, 2009 USU Repository © 2008

PANITIA PENGUJI TESIS Ketua

: Prof. Dr. Ing. Ternala A. Barus, MSc

Anggota

: 1. Prof. Dr. Ir. B. Sengli J. Damanik, MSc 2. Prof. Dr. Dwi Suryanto, MSc 3. Prof. Dr. Retno Widyastuti, MS

ABSTRAK


Penelitian tentang “Hubungan Nilai Produktivitas Primer dengan Konsen trasi Klorofil- a, di Perairan Danau Toba, Balige Sumatera Utara” yang bertujuan untuk mengetahui nilai produktifitas primer di Danau Toba sebagai hasil aktifitas fotosintesis fitoplankton dan hubungannya dengan nilai klorofil-a, faktor fisik kimia perairan. Penelitian ini dilaksanakan pada bulan Agustus 2008- Maret 2009 pada 4 lokasi penelitian di Perairan Danau Toba, Balige. Lokasi penelitian ditentukan berdasarkan aktifitas yang bervariasi pada masing-masing lokasi penelitian. Produktifitas primer diukur dengan Metode Oksigen yang menggunakan dua botol dengan konsentrasi fitoplankton yang disuspensikan pada kedalaman penelitian yang telah ditentukan. Botol Gelap dibungkus dengan alumunium foil untuk menutupi cahaya matahari, sedangkan Botol “Terang “ tidak ditutup dengan alumunium foil. Kualitas oksigen sebanding dengan jumlah total bahan organik (produktifitas kotor) yang dihasilkan oleh proses fotosintesis pada botol terang. Pada waktu yang bersamaan juga digunakan untuk respirasi. Analisis lainnya akan dilakukan pengukuran faktor fisik kimia perairan seperti temperatur, pH, DO, penetrasi cahaya, BOD5, nitrat, fosfat, dan klorofil. Nilai rata-rata produktifitas primer berkisar antara 115, 43 mg C/m3/hari sampai 750,72 mg C/m3/hari, dengan nilai produktifitas primer terendah sebesar 75,08 mg C/m3/hari yang ditemukan pada kedalaman 10 m (lokasi 4), sedangkan nilai rata-rata klorofil tertinggi terdapat pada lokasi 4 sebesar 225,423 mg/m3 dan terendah di lokasi 1 sebesar 11,51 mg/m3. Berdasarkan uji statistik ada perbedaan yang signifikan nilai produktivitas primer antara Stasiun 4 dengan stasiun 1,2 dan 3, dengan nilai signifikan sebesar 0,000 di mana lebih kecil dari 0,05, sedangkan nilai produktivitas primer berdasarkan kedalaman tidak memiliki nilai yang signifikan. Kata Kunci: Produktifitas Primer, Klorofil, Fitoplankton, Danau.

ABSTRACT


The Research of the "Relationships value of Primary Productivity with concentration Chlorophil-a, In The Lake Toba Balige, District of North Sumatra" the aims is for knowing the value of primary productivity in Lake Toba as a result of photosynthesis fitoplankton and activities related to the value Chlorophil-a, water chemistry, physical factors. This research was done on October 2008 - January 2009 in 4 locations sites in The Lake Toba, Balige. Location is determined based on the research activities, which varios in each location research. Primary productivity is measured by the method Oxygen use two bottles, of a concentration fitoplankton in suspended on the depth of the research that has been determined. Dark bottles were wrapped with aluminum of foil to cover the sun light, while the Light bottle is not covered with aluminum of foil. The quality of the oxygen comparable to the number of total organic material (gross productivity) generated by the process of photosynthesis in the light bottles. At the same time it also used for respiration. Analysis of other factors will be measure of physical chemistry, such as water temperature, pH, DO (Disolved Oxygen), light penetration, BOD5, nitrate, phosphate, and klorofil. The average value of primary productivity in the range of 115, 43 mg C/m3/ day C/m3 up to 750.72 mg/day, with the lowest primary productivity value of 75.08 mg C/m3/day were found on the depth of 10 m ( location 4), the while the average value klorofil top 4 are on the location of 225,423 mg/m3 and lowest in the location 1 of 11.51 mg/m3. Based on the test statistics there are differences significant in the value of primary productivity compared among the locations that have a value of 0,000 is significantly less than the 0.05 of the station 4 (Tara Bunga) and station 1,2,3, as well not as when compared with the value based on the primary productivity at the depth hasn’t a significant value.

Keywords: Primary Productivity, Chlorophil, Fitoplankton, Lakes.

KATA PENGANTAR Mangatur Sitorus : Hubungan Nilai Produktivitas Primer Dengan Konsentrasi Klorofil a, Dan Faktor Fisik Kimia Di Perairan Danau Toba, Balige, Sumatera Utara, 2009 USU Repository © 2008

Puji dan syukur Penulis panjatkan Kehadirat Tuhan Yang Maha Esa atas berkat dan karuniaNya sehingga Penulis dapat menyelesaikan Penelitian ini dengan judul “Hubungan nilai Produktivitas Primer dengan Konsentrasi Klorofil a dan Faktor Fisik Kimia di Perairan Danau Toba, Balige, Sumatera Utara”, dibuat sebagai salah satu syarat untuk menyelesaikan studi pada Program Studi Magister Biologi Sekolah Pascasarjana Universitas Sumatera Utara Medan. Penulis menyampaikan terima kasih kepada Bapak Prof. Dr. Ing. Ternala Alexander Barus M.Sc, sebagai Pembimbing I, dan Prof. Dr. Ir. B. Sengli. J. Damanik, MSc selaku Pembimbing II yang telah banyak memberikan dorongan, bimbingan dan arahan, waktu dan perhatian yang besar selama proses penulisan dan penyusunan hasil penelitian ini. Penulis mengucapkan banyak terima kasih pada kesempatan ini kepada: 1. Prof. Dr. Retno Widhiastuti, MS. dan Prof. Dr. Dwi Suryanto M.Sc, sebagai penguji yang telah banyak memberikan arahan dan masukan dalam penyempurnaan penyusunan hasil penelitian ini. 2. Prof. Dr. Dwi Suryanto, M.Sc., sebagai Ketua Program Studi Magister Biologi Sekolah Pascasarjana Universitas Sumatera Utara. 3. Seluruh Dosen dan Staf Pengajar di Sekolah Pascasarjana Jurusan Biologi Universitas Sumatera Utara, Medan yang telah membekali Penulis dengan berbagai disiplin ilmu. 4. Gubernur Provinsi Sumatera Utara dan Ketua Bappeda Sumatera Utara yang telah memberikan Beasiswa S-2 kepada penulis sehingga penulis dapat menyelesaikan Studi S-2. 5. Istri tersayang (Rida br Simangunsong) dan anak-anakku tercinta (Steven Yusuf, Grace Alice, Franklin Kennedy), Ibunda (Samina br Doloksaribu), mertua (Lesneria br Simanjuntak).


6. Adik-adikku (Nurmala Ir., Elvi, SE., Erbin, S.Pd.), iparku (Drs. Beresman, Drs. Dahlan, Ir. Radiun) dan sahabatku Ir. Ardiston Simanjuntak, MM. 7. Keluarga Besar Guru Datu Sumalanggak Sitorus, Raja Namora Panangian Sitorus, Parsadaan Toga Raja Sitorus Kota Madya Medan, Raja Marjalan Sitorus, Keluarga Besar SMA Dwi Karya Jaya, Keluarga Besar Angkasa Lanud Medan dan Keluarga Besar SMP Negri 3 Lubuk Pakam. 8. Teman-teman dalam tim Penelitian (Juliana, Cypriana, Tiorinse, Benny) dan asisten Dosen, yang telah membantu penulis sejak awal survei sampai pada saat penelitian (Sri Sinaga, Rosa, Boy, Yurik, Fransisko, David, Gokman). 9. Terima kasih juga penulis sampaikan kepada semua pihak yang telah membantu penulis dalam menyelesaikan studi di Sekolah Pascasarjana ini. Akhir kata semoga Tuhan Yang Maha Esa selalu memberkati kita siang dan malam dalam kita mengejar ilmu pengetahuan dan semoga hasil penelitian ini dapat bermanfaat bagi kita semua. Sekian dan terima kasih.

Medan, Maret 2009

Penulis


RIWAYAT HIDUP

Penulis dilahirkan pada tanggal 22 Pebruari 1966 di Porsea Kabupaten Tapanuli utara (Sekarang Kabupaten Tobasa) Provinsi Sumatera Utara, anak ke enam dari sepuluh bersaudara dari pasangan Solat Sitorus (alm) dengan Samina br Doloksaribu. Tahun 1980 penulis lulus dari SD negeri Sihubak-hubak. Pada tahun 1983 lulus dari SMP Negeri Janjimatogu dan pada tahun 1986 lulus dari SMA Negeri Porsea Kabupaten Tapanuli Utara. Pada tahun 1986 meneruskan pendidikan di Fakultas matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam IKIP Negeri Medan, Jurusan Pendidikan Biologi Program Diploma-3 untuk guru SMA dan tamat pada tahun 1989. Pada bulan Juli 1989 mengabdi di Perguruan Methodist 4 Medan sampai tahun 1996. Tahun 1992 melanjutkan Pendidikan S-1 di UPBJJ-UT-Jakarta pada Jurusan Pendidikan Biologi tamat tahun 1994. Tahun 1996 mengabdi di Yayasan Angkasa LANUD Medan. Januari Tahun 1998 diangkat menjadi Pegawai Negeri Sipil di SMP Negeri 1 Gomo Pulau Nias, pada bulan Nopember 1998 pindah ke SMP Negeri 3 Lubuk Pakam. Tahun 2006 mengabdi di SMA Dwi Karya Jaya Deli Serdang dan Tahun 2000 dipanggil kembali ke Yayasan Angkasa LANUD Medan sampai sekarang. Tahun 2007 mendapat kesempatan melanjutkan pendidikan Program Magister (S-2) di Program Studi Biologi Sekolah Pascasarjana Universitas Sumatera Utara dengan Beasiswa dari Pemerintah Sumatera Utara.


DAFTAR ISI

Halaman ABSTRAK.......................................................................................................... i ABSTRACT.......................................................................................................... ii KATA PENGANTAR......................................................................................... iii RIWAYAT HIDUP............................................................................................. v DAFTAR ISI....................................................................................................... vi DAFTAR TABEL............................................................................................... viii DAFTAR GAMBAR........................................................................................... ix DAFTAR LAMPIRAN....................................................................................... x BAB I. PENDAHULUAN .............................................................................. 1 1.1. Latar Belakang ..................................................................................... 1 1.2. Permasalahan........................................................................................ 5 1.3. Tujuan................................................................................................... 6 1.4. Hipotesis............................................................................................... 6 1.5. Manfaat................................................................................................. 7 BAB II. TINJAUAN PUSTAKA..................................................................... 8 2.1. Ekosistem Danau.................................................................................. 8 2.2. Danau Toba.......................................................................................... 12 2.3. Produktivitas Primer............................................................................ 15 2.4 Fitoplankton dan Zooplankton............................................................. 19 2.5. Hubungan Produktivitas Primer dengan Faktor Fisik Kimia............... 20 2.6. Klorofil a.............................................................................................. 36 BAB III. BAHAN DAN METODA.................................................................. 39 3.1. Deskripsi Setiap Stasiun Pengamatan.................................................. 39 3.2. Waktu dan Tempat.............................................................................. 43 3.3 Alat dan Bahan.................................................................................... 44 Mangatur Sitorus : Hubungan Nilai Produktivitas Primer Dengan Konsentrasi Klorofil a, Dan Faktor Fisik Kimia Di Perairan Danau Toba, Balige, Sumatera Utara, 2009 USU Repository © 2008

3.4. Metoda Penelitian............................................................................. 44 3.5. Pengamatan di Lapangan.................................................................. 44 3.5.1. Pengambilan Sampel............................................................... 44 3.5.2. Produktivitas Primer............................................................... 45 3.5.3. Pengukuran Konsentrasi Klorofil a........................................ 46 3.5.4. Pengukuran Faktor Fisik-Kimia Perairan.............................. 46 3.6. Analisis Data.................................................................................... 49 3.6.1. Rumus Menghitung Nilai Produktivitas Primer (PP)............ 49 3.6.2. Rumus Menghitung Klorofil -a.............................................. 49 3.6.3. Kejenuhan Oksigen................................................................ 50 3.6.4. Uji F/Analisis of Varians....................................................... 51 3.7. Analisa Korelasi Pearson................................................................. 51 BAB IV. HASIL DAN PEMBAHASAN…………………………………. 52 4.1. Nilai Produktivitas Primer, Faktor Fisik Kimia Perairan, dan Konsentrasi Klorofil-a……............................………………….... 52 4.2. Uji F/Uji ANOVA.......................................................................... 63 4.3. Analisis Korelasi Pearson dengan Program SPSS Ver. 16. 00..…. 69 BAB V. KESIMPULAN DAN SARAN………………………………….. 72 5.1. Kesimpulan………………………………………………………. 72 5.2. Saran……………………………………………………………... 72 DAFTAR PUSTAKA……………………………………………………… 73


DAFTAR TABEL

Nomor

Judul

1.

Klasifikasi Tingkat Kesuburan Perairan Danau............................

11

2.

Status Kualitas Air Berdasarkan Kadar Oksigen Terlarut.............

30

3.

Status Kualitas Air Berdasarkan Nilai BOD5 ...............................

31

4,

Status Kualitas Air Berdasarkan Kandungan nitrit……………...

35

5.

Alat dan Satuan yang Dipergunakan dalam Pengukuran Faktor Fisik-Kimia Perairan.....................................................................

49

6.

Interval Korelasi dan Tingkat Hubungan Antar Faktor................

51

7.

Nilai Produktivitas Primer, Faktor Fisik Kimia Perairan, dan Konsentrasi Klorofil -a..................................................................

52

Hasil Uji Hubungan Diantara Variabel PP dengan Stasiun dan Kedalaman..............................................................................

63

9.

Hasil Perbandingan Variabel PP dengan Stasiun..........................

67

10.

Hasil Perbandingan Variabel PP dengan Kedalaman....................

68

11.

Nilai Korelasi Pearson dengan Menggunakan Program SPSS Vers. 16. 00....................................................................................

69

Interval Korelasi dan Tingkat Hubungan Antar Faktor.................

70

8.

12.

Halaman


DAFTAR GAMBAR

Nomor

Judul

Halaman

1.

Kawasan Perairan Danau Toba Balige dengan Perumahan Penduduk di Sekitarnya................................................................

39

Dermaga Kapal, Stasiun Pengamatan 1 yang Disinggahi Kapal yang Datang dari Muara, Porsea, Nainggolan dan dari Ajibata Parapat..........................................................................................

40

Lumban Bulbul dengan Deretan Keramba Ikan Milik Penduduk......................................................................................

41

Lumban Binanga/Silintong Kawasan Wisata dengan Pondok Santai yang Ada di Tepi Danau....................................................

42

Tara Bunga Merupakan Stasiun Pengamatan 4 dengan Keadaan Air yang Sangat Jernih..................................................................

42

Peta Lokasi Penelitian di Perairan Danau Toba Balige pada 4 Titik Pengamatan..........................................................................

43

Penanaman Botol Terang/Gelap pada Setiap Kedalaman Selama 6 Jam………………………………….........................................

45

2.

3. 4. 5. 6. 7.


DAFTAR LAMPIRAN

Nomor

Judul

Halaman

1.

Peta Lokasi Penelitian………………………………………

79

2.

Bagan Kerja Metode Winkler untuk DO…………………..

80

3.

Nilai Oksigen Terlarut Maksimum pada Berbagai Besaran Temperatur Air............................................................ 81

4.

Bagan Kerja Metode Winkler untuk BOD5............................

82

5.

Bagan Kerja Kandungan Nitrat...............................................

83

6.

Bagan Kerja Kandungan Fosfat............................................... 84

7.

Bagan Kerja Pengukuran Absorban Klorofil-a....................

8.

Nilai Pengukuran Konsentrasi Klorofil-a............................... 86

9.

Nilai Pengukuran Produktivitas primer................................... 87

10.

Analisa Korelasi Pearson dengan SPSS. 16.00....................... 88

11.

Contoh Perhitungan................................................................... 89

12.

Bagan Kerja Kandungan COD................................................. 91

13.

Hasil Perhitungan Kejenuhan Oksigen.................................... 92

14.

Gambar Pada Penelitian............................................................ 93

85


BAB I PENDAHULUAN

1.1.

Latar Belakang Penelitian mengenai produktivitas primer suatu badan perairan senantiasa

banyak mendapat perhatian dari para ahli bidang Limnologi dan Oceanografi, hal tersebut disebabkan pentingnya nilai produktivitas primer, dengan mengetahui nilai produktivitas yang dimiliki oleh suatu ekosistem perairan akan dapat diketahui tingkat kesuburan perairan tersebut. Dalam hal ini apakah ia termasuk dalam kategori yang eutrofik, mesotrofik atau oligotrofik (Lemusluoto, 1977; Odum, 1983). Pengetahuan kategori trofik ini penting hubungannya dengan pemanfaatannya. Russel, W.D dan Hunter (1970) menyatakan, perairan (danau) yang termasuk kategori yang eutrofik sangat baik dimanfaatkan untuk perikanan, sedangkan yang oligotrofik lebih ideal dimanfaatkan sebagai reservoir air minum. Produktivitas primer merupakan laju pengubahan energi matahari melalui proses fotosintesis menjadi substansi organik yang dilakukan oleh produsen (Odum, 1983; Emberlin, 1983). Produktivitas primer dibedakan atas produktivitas kotor (bruto) yang merupakan hasil asimilasi total, dan produktivitas bersih (neto). Produktivitas kotor adalah jumlah total bahan organik yang dihasilkan sedangkan produktivitas primer bersih merupakan jumlah bahan organik yang tinggal setelah beberapa darinya dimanfaatkan oleh fitoplankton untuk mendapatkan energi selama respirasi (Emberlin, 1983). Pada umumnya produktivitas suatu ekosistem perairan Mangatur Sitorus : Hubungan Nilai Produktivitas Primer Dengan Konsentrasi Klorofil a, Dan Faktor Fisik Kimia Di Perairan Danau Toba, Balige, Sumatera Utara, 2009 USU Repository © 2008

dikendalikan oleh kondisi lingkungan, misalnya: radiasi cahaya matahari, konsentrasi nutrien yang tersedia serta oleh kemampuan fotosintesis spesies fitoplankton yang ada (Lemusluoto, 1977; Moss, 1980). Laju produktivitas akan tinggi bila faktorfaktor lingkungan cocok atau optimal. Pengukuran produktivitas primer pada umumnya didasarkan pada reaksi fotosíntesis. Untuk mengukur atau menaksir nilai produktivitas primer suatu perairan, berbagai metoda pengukuran telah ditemukan, dikembangkan dan diperkenalkan oleh para ahli. Diantara metode tersebut adalah metode panenan, oksigen, karbon dioksida, klorofil, dan metode isotop dengan menggunakan karbon 14 (Michael, 1984). Metode panenan cocok untuk ekosistem pertanian, metode botol gelap dan botol terang untuk pengukuran oksigen, metode pH dan metode klorofil untuk mengukur kadar klorofil, metode isotop dan metode CO2 cocok untuk ekosistem perairan (http://pustaka. ut.ac.id/puslata/ online. php, menu = bmpshort_detail2 & ID = 53). Metode yang umum digunakan di dalam mengukur nilai produktivitas primer adalah metode oksigen, yang dapat mengukur produktivitasnya secara tidak langsung. Pemilihan metode ini terutama didasarkan atas sifatnya yang praktis dan mudah dilakukan. Metode oksigen dengan menggunakan botol terang-gelap pertama sekali dilakukan oleh Gaarder dan Gran pada tahun 1927 (Odum, 1971). Ekosistem air yang terdapat di daratan secara umum dapat dibagi 2 yaitu perairan lentik, atau juga disebut sebagai perairan tenang, misalnya danau, rawa, waduk, situ, telaga dan sebagainya. Perairan lotik, disebut juga sebagai perairan yang berarus deras, misalnya sungai, kali, kanal, parit dan sebagainya. Perbedaan utama Mangatur Sitorus : Hubungan Nilai Produktivitas Primer Dengan Konsentrasi Klorofil a, Dan Faktor Fisik Kimia Di Perairan Danau Toba, Balige, Sumatera Utara, 2009 USU Repository © 2008

antara perairan lotik dan lentik adalah dalam kecepatan arus air. Perairan lentik mempunyai kecepatan arus yang lambat serta terjadi akumulasi massa air yang berlangsung dengan cepat (Barus, 2001). Danau Toba merupakan suatu perairan yang banyak dimanfaatkan di berbagai sektor, seperti: pertanian, perikanan, pariwisata, perhubungan air, dan merupakan sumber air minum bagi masyarakat di kawasan Danau Toba. Adanya berbagai aktivitas manusia di sekitar danau tersebut, sehingga Danau Toba akan mengalami perubahan-perubahan ekologis di mana kondisinya sudah berbeda dengan kondisi alaminya dengan kata lain diduga telah mengalami pencemaran. Makhluk hidup dalam danau, terdapat biota air yang memiliki peranan penting menjaga keseimbangan ekosistem, biota tersebut adalah fitoplankton. Fitoplankton merupakan kelompok yang memegang peranan penting dalam ekosistem air, dengan adanya kandungan klorofil mampu melakukan fotosintesis. Hasil fotosintesis pada ekosistem air yang dilakukan fitoplankton merupakan sumber nutrisi utama bagi kelompok organisme air lainnya yang berperan sebagai konsumen. Pada peristiwa fotosintesis dihasilkan energi dengan memanfaatkan sinar matahari dan senyawa anorganik yang mendukung perairan tersebut. Produktivitas primer fitoplankton merupakan suatu kondisi perairan di mana kandungan zat-zat organik yang dapat dihasilkan oleh fitoplankton dari zat-zat anorganik melalui proses fotosintesis (Parsons, 1984; Nybakken, 1992). Besarnya produktivitas primer fitoplankton merupakan ukuran kualitas suatu perairan. Semakin tinggi produktivitas primer fitoplankton suatu perairan semakin besar pula daya Mangatur Sitorus : Hubungan Nilai Produktivitas Primer Dengan Konsentrasi Klorofil a, Dan Faktor Fisik Kimia Di Perairan Danau Toba, Balige, Sumatera Utara, 2009 USU Repository © 2008

dukungnya bagi kehidupan komunitas penghuninya, sebaliknya produktivitas primer fitoplankton yang rendah menunjukkan daya dukung yang rendah pula. Cahaya yang berasal dari matahari penting untuk kehidupan makhluk hidup, hampir semua energi yang menggerakkan dan mengontrol metabolisme di perairan berasal dari energi matahari yang dikonversi secara biokimia melalui proses fotosintesis menjadi energi kimia potensial. Laju fotosintesis akan tinggi bila intensitas cahaya tinggi dan menurun bila intensitas cahaya berkurang, oleh karena itu cahaya berperan sebagai faktor pembatas utama dalam fotosintesis atau produktivitas primer yang dilakukan oleh fitoplankton. Dalam rantai makanan di perairan, kehidupan fitoplankton dipengaruhi oleh biota air lainnya seperti zooplankton (Manurung, 1992). Menurut Wetzel dan Linkens (2000), produktivitas adalah semua yang menyangkut tentang jumlah kenaikan pertumbuhan dari semua hal yang berhubungan dengan specimen atau bagian dari suatu populasi. Produktivitas adalah semua hal di suatu perairan yang berhubungan dengan produksi primer, efisiensi makanan, jumlah rantai makanan dan produksi ikan (Hutabarat, 1998). Produktivitas zooplankton di perairan mempunyai arti yang sangat penting karena berhubungan dengan masa hidup zooplankton di mana reproduksi dan tingkat kehilangan atau pengurangan suatu populasi secara terus menerus merupakan salah satu faktor yang mempengaruhi

keberadaan

rantai

makanan

organisme

perairan

khususnya

fitoplankton sebagai organisme fotosintetik yang memiliki klorofil. Semakin tinggi


konsentrasi klorofil a semakin berlimpah fitoplankton di air tersebut, (United State Enviromental Protection Agency, http://seawifs, gsfc, nasa,gov/SEA- WIFS, html). Klorofil adalah kelompok pigmen fotosintesis yang terdapat dalam tumbuhan, menyerap cahaya merah, biru dan ungu, serta merefleksikan cahaya hijau yang menyebabkan tumbuhan memperoleh ciri warnanya. Terdapat dalam kloroplas dan memanfaatkan cahaya yang diserap sebagai energi untuk reaksi-reaksi cahaya dalam proses fotosintesis. Klorofil a merupakan salah satu bentuk klorofil yang terdapat pada semua tumbuhan autotrof. Klorofil b terdapat pada ganggang hijau chlorophyta dan tumbuhan darat. Klorofil c terdapat pada ganggang coklat Phaeophyta serta diatome Bacillariophyta. Klorofil d terdapat pada ganggang merah Rhodophyta (Rifai dan Nasution, 1993).

1.2.

Permasalahan Perairan Danau Toba khususnya di sekitar kawasan perairan Balige telah

banyak dimanfaatkan untuk berbagai aktivitas manusia, antara lain untuk aktivitas pariwisata, transportasi air, aktivitas rumah tangga dan sebagai areal keramba ikan. Aktivitas tersebut kemungkinan menyebabkan perubahan kondisi fisik-kimia dan Produktivitas Primernya, sehingga akan berbengaruh juga terhadap kelangsungan hidup organisme di dalamnya. Penulis beranggapan terdapat hubungan antara Produktivitas Primer dengan klorofil-a di perairan Danau Toba Balige, namun sejauh ini belum diperoleh data dan informasi yang lengkap mengenai “Hubungan Nilai Produktivitas Primer dengan Konsentrasi Klorofil-a”, sehingga dilakukan suatu Mangatur Sitorus : Hubungan Nilai Produktivitas Primer Dengan Konsentrasi Klorofil a, Dan Faktor Fisik Kimia Di Perairan Danau Toba, Balige, Sumatera Utara, 2009 USU Repository © 2008

penelitian lapangan untuk mengetahui penomena tersebut di atas. Bertitik tolak dari pentingnya nilai produktivitas primer yang dimiliki oleh suatu badan perairan bagi kehidupan manusia dan organisme heterotrop yang terdapat di dalamnya, serta belum pernah dilakukan pengukuran produktivitas primer di perairan Danau Toba Balige, penelitian ini perlu dilakukan.

1.3.

Tujuan Adapun tujuan penelitian ini adalah sebagai berikut: a. Untuk mengetahui hubungan nilai produktivitas primer dengan konsentrasi klorofil-a di kawasan perairan Danau Toba, Balige. b. Untuk mengetahui hubungan faktor fisik-kimia perairan terhadap nilai produktivitas primer di perairan Danau Toba, Balige.

1.4.

Hipotesis a. Ada Hubungan Nilai Produktivitas Primer dengan Konsentrasi Klorofil-a di perairan Balige, Danau Toba. b. Ada Hubungan Faktor Fisik-kimia perairan terhadap nilai Produktivitas Primer perairan Balige, Danau Toba.


1.5.

Manfaat Adapun manfaat dari penelitian ini adalah sebagai berikut: a. Memberikan informasi awal mengenai hubungan nilai Produktivitas Primer dengan konsentrasi klorofil-a sehingga dapat ditentukan tingkat kesuburan perairan Danau Toba Balige, Kabupaten Tobasa.

b. Memberikan

informasi

mengenai

hubungan

faktor

fisik

kimia

perairan terhadap nilai Produktivitas Primer di perairan Danau Toba, Balige, Kabupaten Tobasa. c. Memberi informasi kondisi kesuburan perairan Danau Toba, Balige Kabupaten Tobasa.


BAB II TINJAUAN PUSTAKA

2.1.

Ekosistem Danau Danau merupakan ekosistem yang memiliki sumber daya akuatik yang

bermanfaat bagi manusia sehingga harus diperhatikan kelestariannya (Dinas Perikanan, Daerah Tingkat I Sumatera Utara 1993). Danau Toba termasuk ke dalam perairan tenang, atau di sebut juga sebagai perairan lentik (Barus, 2001). Ekosistem air tawar secara umum dibagi atas 2 yaitu perairan lentik (perairan tenang) misalnya danau dan perairan lotik (perairan mengalir) yaitu sungai. Perbedaan utama antara perairan lotik dan perairan lentik adalah arus. Di mana arus pada perairan lentik umumnya sangat lambat sehingga kelihatan seperti air tenang. Menurut Odum (1994), suatu danau terdiri dari 3 zona yaitu: a. Zona litoral, yaitu daerah perairan dangkal dengan penetrasi cahaya sampai ke dasar. b. Zona limnetik, yaitu daerah air terbuka sampai kedalaman penetrasi cahaya yang efektif, disebut juga tingkat kompensasi, yaitu daerah di mana fotosintesa seimbang dengan respirasi. c. Zona profundal, yaitu merupakan bagian dasar dan daerah air yang dalam, yang tidak tercapai oleh penetrasi cahaya efektif. Pembagian danau menurut Payne (1986) & Sumich (1992), atas 3 jenis berdasarkan keadaan nutrisinya yaitu: Mangatur Sitorus : Hubungan Nilai Produktivitas Primer Dengan Konsentrasi Klorofil a, Dan Faktor Fisik Kimia Di Perairan Danau Toba, Balige, Sumatera Utara, 2009 USU Repository © 2008

a. Danau Oligotrofik, yaitu suatu danau yang mengandung sedikit nutrien (miskin nutrien), biasanya lebih dalam dan produktivitas primernya rendah. Sedimen pada bagian dasar kebanyakan mengandung senyawa anorganik dan konsentrasi oksigen pada bagian hipolimnion tinggi. Walaupun jumlah organisme pada danau ini rendah tetapi keanekaragaman spesies tinggi. b. Danau Eutrofik, yaitu suatu danau yang mengandung banyak nutrien (kaya nutrien), khususnya Nitrat dan Fosfor yang menyebabkan pertumbuhan algae dan tumbuhan akuatik lainnya meningkat. Dengan demikian produktivitas primer pada danau ini tinggi dan konsentrasi oksigen rendah. Walaupun jumlah dan biomassa organisme pada danau ini tinggi tetapi keanekaragaman spesies rendah. c. Danau Distrofik, yaitu suatu danau yang memperoleh sejumlah bahan-bahan organik dari luar danau, khususnya senyawa-senyawa asam yang menyebabkan air berwarna coklat. Produktivitas primer pada danau ini rendah, yang umumnya berasal dari hasil fotosintesa plankton. Tipe danau distrofik ini juga sedikit mengandung nutrien dan pada bagian hipolimnion terjadi defisit oksigen. Suatu danau berlumpur mewakili bentuk danau distrofik ini. Pada danau juga terjadi stratifikasi termal yang menyebabkan danau terbagi atas 3 lapisan secara vertikal yaitu lapisan epilimnion (bagian permukaan danau) di mana air lebih hangat dan tersirkulasi; lapisan mesolimnion (bagian tengah danau) di mana pada lapisan ini terjadi termoklin dan lapisan hipolimnion (bagian bawah danau) air lebih dingin (Odum, 1994; Heddy dan Kurniati, 1996).


Perairan danau merupakan salah satu bentuk ekosistem air tawar yang ada di permukaan bumi. Secara fisik, danau merupakan suatu tempat yang luas yang mempunyai air yang tetap, jernih atau beragam dengan aliran tertentu (Jorgensen dan Volleweiden, 1989). Ruttner (1977) dan Satari (2001) danau adalah suatu badan air alami yang selalu tergenang sepanjang tahun dan mempunyai mutu air tertentu yang beragam dari satu danau ke danau yang lain serta mempunyai produktivitas biologi yang tinggi. Ekosistem danau termasuk habitat air tawar yang memiliki perairan tenang yang dicirikan oleh adanya arus yang sangat lambat sekitar 0,1–1 cm/detik atau tidak ada arus sama sekali. Oleh karena itu residence time (waktu tinggal) air bisa berlangsung lebih lama. Odum (1994), pada dasarnya proses terjadinya danau dapat dikelompokkan menjadi dua yaitu: danau alami dan danau buatan. Danau alami merupakan danau yang terbentuk sebagai akibat dari kegiatan alamiah, misalnya bencana alam, kegiatan vulkanik dan kegiatan tektonik. Sedangkan danau buatan adalah danau yang dibentuk dengan sengaja oleh kegiatan manusia dengan tujuan tujuan tertentu dengan jalan membuat bendungan pada daerah dataran rendah. Umumnya perairan danau selalu menerima masukan air dari daerah tangkapan air di sekitar danau, sehingga perairan danau cenderung menerima bahan-bahan terlarut yang terangkut bersamaan dengan air yang masuk. Oleh karena itu konsentrasi zat-zat yang terdapat di danau merupakan resultante dari zat-zat yang berasal dari aliran air yang masuk (Payne, 1986). Kualitas perairan danau sangat Mangatur Sitorus : Hubungan Nilai Produktivitas Primer Dengan Konsentrasi Klorofil a, Dan Faktor Fisik Kimia Di Perairan Danau Toba, Balige, Sumatera Utara, 2009 USU Repository © 2008

tergantung pada pengelolaan atau pengendalian daerah aliran sungai (DAS) yang berada di atasnya. Menurut Goldman dan Horne (1983), berdasarkan kandungan hara (tingkat kesuburan) danau diklasifikasikan dalam 3 jenis, yaitu: danau eutrofik, danau oligotrofik dan danau mesotrofik. Danau eutropik (kadar hara tinggi) merupakan danau yang memiliki perairan yang dangkal, tumbuhan litoral melimpah, kepadatan plankton lebih tinggi, sering terjadi blooming alga dengan tingkat penetrasi cahaya matahari umumnya rendah. Sementara itu, danau oligotropik adalah danau dengan kadar hara rendah, biasanya memiliki perairan yang dalam, dengan bagian hipolimnion lebih besar dibandingkan dengan bagian epilimnion. Semakin dalam danau tersebut semakin tidak subur, tumbuhan litoral jarang dan kepadatan plankton rendah, tetapi jumlah spesiesnya tinggi. Danau mesotropik merupakan danau dengan kadar nutrien sedang, juga merupakan peralihan antara kedua sifat danau eutrofik dan danau oligotrofik. Jorgensen (1990) menambahkan bahwa tingkat trofik (kesuburan) suatu danau juga dapat dinyatakan berdasarkan kandungan total nitrogen (TN), total fosfat (TP), klorofil-a dan biomassa fitoplankton, seperti disajikan pada Tabel 1, dibawah ini. Tabel 1. Klasifikasi Tingkat Kesuburan Perairan Danau

Tipe Trofik

Biomassa Fitoplankton

oligotrofik 10 - 30 mesotrofik 100 -300 eutrofik > 300 hipermetrofik Sumber: Jorgersen, 1990

Klorofil a Mg/l 0,3 - 3 2 - 15 10 - 500 -

Total Nitrogen (µg/l) <250 260 - 600 500 – 1100 500 - 1500

Total Fosfat (µg/l) <5 5 – 10 10 -30 30 - 5000


2.2.

Danau Toba Danau Toba merupakan danau yang terbesar di Sumatera, sumber airnya

berasal dari puluhan sungai yang mengalir dan berasal dari tepi luar Danau Toba dan Pulau Samosir yang bermuara ke Danau Toba sebagai sumber air permukaan, mengalir ke sungai Asahan sepanjang 150 Km menyusuri pantai Timur Sumatera (http://www.google.co.id/search?hl=id&q= Biro Bina Lingkungan Hidup, Bappeda 2000 diakses tanggal 12 Pebruari 2008). Danau Toba yang terletak pada ketinggian 995 m di atas permukaan laut merupakan danau terluas di Indonesia yang luasnya sekitar 1129,7 Km2, keliling 194 Km, panjang 87 Km, lebar 31 Km dan kedalaman maksimum 455 m. Danau Toba berbentuk elips dengan jumlah teluk yang sedikit dan daerah litoralnya sempit, sehingga produktivitasnya relatif rendah. Keadaan ini didukung oleh pantainya yang sangat curam, dasar perairan litoral umumnya pasir berbatu dan daerah sekelilingnya merupakan daerah perbukitan yang gundul (Ruttner, 1977 dalam Tjahjo, et al, 1998). Secara geografis, Danau Toba terletak antara 980 - 990 BT dan 20 -30 LU. Bagian yang landai terletak disebelah Tenggara dan Selatan daratan Sumatera, serta bagian Barat dengan daratan Samosir. Di samping letaknya yang strategis meliputi 7 (tujuh) wilayah kabupaten yaitu Kabupaten Simalungun, Karo, Dairi, Tapanuli Utara, Tobasa, Samosir dan Humbang Hasundutan, faktor alam sekitarnya juga sangat mendukung keindahan alam kawasan Danau Toba tersebut. Danau Toba sebagai aset nasional, disamping berfungsi sebagai sumber air minum bagi masyarakat kawasan Danau Toba dan sekitarnya, juga berfungsi sebagai Mangatur Sitorus : Hubungan Nilai Produktivitas Primer Dengan Konsentrasi Klorofil a, Dan Faktor Fisik Kimia Di Perairan Danau Toba, Balige, Sumatera Utara, 2009 USU Repository © 2008

sumber air yang untuk keperluan pertanian, pengembangbiakan flora dan fauna danau, suplai air untuk berbagai jenis industri hilir serta sangat potensial dalam kaitannya dengan pengembangan kepariwisataan di Sumatera Utara (http:// www. google.co.id/search? Hl=id&q=Biro Bina Lingkungan Hidup, Bappeda 2000 diakses tanggal 12 Pebruari 2008). Menurut Damanik (1984) kegiatan penduduk di ekosistem kawasan Danau Toba baik yang berada ditepi pantai maupun di daratan mempengaruhi kualitas air danau. Kegiatan pertanian, peternakan, industri, perhotelan memberikan limbah padat maupun cair, disisi lain kegiatan transportasi air, kerambah jaring apung secara langsung berdampak negatif terhadap kualitas air. Kegiatan ini berperan meningkatkan kadar BOD dan COD di perairan, akibatnya kadar DO menurun. Peningkatan bahan organik air dapat meningkatkan unsur nitrogen, fosfor dan kalium yang menghasilkan penyuburan perairan sehingga enceng gondok dan ganggang meningkat. Penggunaan pupuk pestisida di lahan Daerah Tangkapan Air (DTA) mengakibatkan kadar pestisida, nitrogen fosfor, kalium dan zat organik lainnya meningkat. Limbah pakan ikan juga menimbulkan pencemaran perairan serta meningkatnya kadar N, P dan K yang pada akhirnya terjadi eutrofikasi (penyuburan), faktor lain, terjadinya pembukaan hutan, petani merambah hutan untuk perluasan areal perladangan dan lahan pertanian menetap. Kebakaran hutan setiap tahun terutama pada areal hutan muda. Konversi hutan menjadi lahan pertanian akan mengakibatkan lahan terbuka, sehingga laju erosi dan sedimen yang masuk ke danau


meningkat pula (http://tapanuligo. blogspot. Com /2008 /04, diakses tanggal 19-92008). Nasution mengatakan Ekosistem Kawasan Danau Toba (EKDT) merupakan habitat berbagai jenis flora dan fauna yang masih liar maupun yang telah dibudidayakan manusia. Secara umum habitat EKDT dikelompokkan menjadi dua bagian. Pertama adalah habitat perairan Danau Toba yang terletak di atas tanah andesit dan leterit yang kekurangan mineral terlarut, memiliki kandungan besi yang tinggi sedang unsur N, P dan Ca sangat rendah dan yang kedua adalah habitat daratan berupa Pulau Samosir dan daratan di sekeliling luar danau dalam cakupan Daerah Tangkapan Air. Pengaruh kegiatan manusia menjadikannya sebagai ancaman terhadap keanekaragaman hayati diantaranya pengrusakan habitat karena kebakaran, konversi, aplikasi pestisida, limbah pakan dan obat-obatan dari budidaya ikan sistem kerambah. Sitanggang juga menyimpulkan bahwa kondisi hutan Danau Toba sudah habis, tanah sudah gersang sehingga tanaman andalan masyarakat semakin punah. DTA dengan luas 370.000 Ha memerlukan pengelolaan yang bijaksana karena aspek dan fungsi strategis yang dimiliki yaitu ekologis dan ekonomis serta sosial budaya. Saat ini, masyarakat telah dimiskinkan akibat eksploitasi kawasan Danau Toba. Menyadari kondisi EKDT, Pemerintah Propinsi Sumatera Utara bekerjasama dengan pemerintah kabupaten dan kota di kawasan Danau Toba sepakat membentuk Badan Kordinasi Pelestarian Ekosistem Kawasan Danau Toba (BPKEKDT).


Tujuan Lake Toba Ecosystem Management Plan (LTEMP) jelas untuk memelihara dan melindungi ekosisitem kawasan Danau Toba melalui kerjasama, kemitraan dan tanggung jawab antar-pemangku amanah. Ada tujuh sasaran yang hendak dicapai yaitu air danau layak dikonsumsi, Danau Toba dapat direnangi dengan aman, lahan di DTA mempunyai fungsi yang optimal, ikan hasil pertanian tidak terkontaminasi, air Danau Toba dapat digunakan sebagai sumber tenaga listrik dan wisata, terpeliharanya ekosistem flora dan fauna serta udara di kawasan EKDT mendukung kehidupan ekosistem yang sehat (http://tapanuligo. Blog- spot.com/ 2008/04/).

2.3.

Produktivitas Primer Setiap

ekosistem,

atau

komunitas,

atau

bagian-bagiannya

memiliki

produktivitas dasar atau disebut Produktivitas Primer. Batasan Produktivitas primer adalah kecepatan penyimpanan energi potensial oleh organisme produsen, melalui proses fotosintesis dan kemosintesis dalam bentuk bahan-bahan organik yang dapat digunakan sebagai bahan pangan. Dapat dikenal pula kategori produktivitas, yaitu: 1. Produktivitas Primer kotor yaitu kecepatan total fotosintesis, mencakup pula bahan organik yang dipakai untuk respirasi selama pengukuran. 2. Produktivitas Primer bersih, yaitu kecepatan penyimpanan bahan-bahan organik dalam jaringan tumbuhan, sebagai kelebihan bahan yang dipakai untuk respirasi oleh tumbuhan itu selama terjadi pengukuran. Kecepatan


penyimpanan energi potensial pada tingkat tropik konsumen dan pengurai, disebut Produktivitas Sekunder (Resosoedarmo, 1993). Cara yang umum dipakai dalam mengukur Produktivitas Primer suatu perairan adalah dengan menggunakan botol gelap dan botol terang. Botol terang dipakai untuk mengukur laju potosintesis yang disebut juga sebagai Produktivitas Primer kotor (= jumlah total sintesis bahan organik yang dihasilkan dengan adanya cahaya), sementara botol gelap digunakan untuk mengukur laju respirasi. Produktivitas Primer dapat diukur sebagai produktivitas kotor dan atau Produktivitas bersih, hubungan diantara keduanya dapat dinyatakan sebagai: Produktivitas bersih (PN) = Produktivitas Kotor (Pg) – Respirasi (R) R = (O2)awal – (O2) akhir pada botol gelap Pg = (O2) akhir pada botol terang – (O2) akhir pada botol gelap Untuk mengubah nilai mg/l oksigen menjadi mg C/m3, maka nilai dalam mg/l dikalikan dengan faktor 375,36, hal ini akan menghasilkan mg C/m3 untuk jangka waktu pengukuran. Untuk mendapatkan nilai produktivitas dalam satuan hari, maka nilai perjam harus dikalikan dengan 12, mengingat cahaya matahari hanya selama 12 jam per hari (Barus, 2004 ). Menurut Romimohtarto et al, (2001), proses fotosintesis terjadi baik di atas permukaan lautan, di darat, di air tawar maupun di dalam laut. Sinar matahari bergabung dengan komponen-komponen kimiawi dalam air untuk menghasilkan jaringan tumbuh-tumbuhan hidup dengan reaksi kimia sederhana:


cahaya matahari 6CO2 + 6H20 ⎯⎯ ⎯ ⎯ ⎯ ⎯ ⎯⎯→ C6H12O6 + 602 klorofil

Reaksi kimia ini terjadi pada semua organisme fotositetik dan merupakan dasar bagi semua kehidupan di perairan, kecuali bakteri tertentu dan biota laut yang mampu berkemosintesis atau membuat makanan tanpa bantuan sinar matahari. Mereka yang dinamakan Produktivitas Primer, menjadi sumber makanan secara langsung atau tidak bagi semua konsumen, prosesnya disebut Produksi Primer. Menurut Michael (1994), dalam Barus (2004), hasil dari proses fotosintesis yang dilakukan oleh tumbuhan berklorofil disebut sebagai Produktivitas Primer. Fotositesis yang memainkan peranan sangat penting dalam pengaturan metabolisme komunitas, sangat dipengaruhi oleh intensitas cahaya matahari, konsentrasi karbondioksida terlarut dan faktor temperatur. Laju fotosintesis bertambah 2–3 kali lipat untuk setiap kenaikan temperatur sebesar 10oC. Meskipun demikian, intensitas sinar dan temperatur yang ekstrim cenderung memiliki pengaruh yang menghambat laju fotosintesis. Secara sederhana dapat diuraikan bahwa dalam fotosintesis terjadi proses penyerapan energi cahaya dan karbondioksida serta pelepasan oksigen yang berupa salah satu produk dari fotosintesis tersebut. Sebagai proses kebalikan dari fotosintesis dikenal proses respirasi yang meliputi pengambilan oksigen serta pelepasan karbondioksida dan energi. Apabila cahaya tidak ada maka proses fotosintesis akan terhambat, sementara aktivitas respirasi terus berlangsung.


Energi matahari yang mencapai bumi sebenarnya merupakan kisaran sempit dalam spektrum radiasi elektromagnetik. Energi itu mencakup radiasi dengan panjang gelombang antara 400 nm dan 730 nm (1nm = 10-9 m). Intensitas radiasi yang mengenai bumi dengan latituda dan dengan musim tahun. Sumbu bumi menyinggung 23,5o terhadap bidang gerak bumi mengitari matahari. Untuk alasan ini, belahan bumi utara menerima lebih dari 12 jam cahaya matahari selama 6 bulan (kira-kira 21 Maret sampai 23 September), ketika sumbu bumi menyinggung mengarah kematahari dan kurang dari 12 jam selama bulan-bulan sisanya ketika sumbu itu menjauh. Situasi kebalikannya terjadi dibelahan bumi Selatan. Fenomena ini berakibat keuntungan bersih radiasi matahari selama separuh tahun dan kerugian bersih selama separuh tahun lagi, dan karena itu menentukan musim-musimnya. Dengan demikian kita mengharapkan produktivitas hariannya selama bulan-bulan musim panas dapat menyamai beberapa penelitian yang dilakukan terhadap produktivitas di daerah tropis (Kimbal, 1999). Cuaca dapat mempengaruhi Produktivitas Primer melalui tutupan awan, dan secara tidak langsung melalui suhu. Awan dapat mengurangi penembusan cahaya ke permukaan laut dan mengurangi kecepatan proses Produktivitas Primer. Pada umumnya Produktivitas Primer di laut bebas relatif rendah karena jauh dari daratan yang menyediakan zat hara, faktor volume air yang besar yang mengencerkan kadar zat hara (Romimohtarto dan Juwana, 2001).


2.4.

Fitoplankton dan Zooplankton

Plankton adalah bagian dari komunitas makhluk hidup di perairan. Komunitas tumbuhan disebut fitoplankton, dan komunitas dari hewan plankton disebut zooplankton. Fitoplankton merupakan kelompok yang memegang peranan sangat penting dalam ekosistem air, kelompok ini dengan adanya kandungan klorofil mampu melakukan fotosintesis. Dalam ekosistem air hasil fotosintesis yang dilakukan oleh fitoplankton bersama dengan tumbuhan air lainnya disebut sebagai Produktivitas primer. Fitoplankton hidup terutama pada lapisan perairan yang mendapat cahaya matahari yang dibutuhkan untuk melakukan proses fotosintesis. Kepadatan Zooplankton disuatu perairan lotik jauh lebih sedikit dibandingkan dengan fitoplankton. Pengaruh kecepatan arus terhadap zooplankton jauh lebih kuat dibandingkan pada fitoplankton. Di samping itu temperatur yang relatif hangat sangat mendukung keberadaan fitoplankton (Barus, 2004). Kecepatan arus menunjukkan korelasi negatif di mana kelimpahan fitoplankton menurun dengan meningkatnya kecepatan arus. Korelasi terbalik ini mungkin terjadi karena meningkatnya kecepatan arus, dapat mempertinggi peluang terangkutnya populasi fitoplankton yang hidupnya melayang ke tempat lain. Sebaliknya pada kondisi perairan yang relatif tenang di mana kecepatan arus relatif rendah terlihat kelimpahan fitoplankton relatif tinggi. Perbedaan rata-rata kandungan oksigen terlarut antar grup pada kelimpahan fitoplankton terjadi karena oksigen terlarut merupakan produksi dari proses fotosintesa. Kelimpahan fitoplankton yang tinggi akan Mangatur Sitorus : Hubungan Nilai Produktivitas Primer Dengan Konsentrasi Klorofil a, Dan Faktor Fisik Kimia Di Perairan Danau Toba, Balige, Sumatera Utara, 2009 USU Repository © 2008

menghasilkan oksigen yang lebih banyak jika dibandingkan dengan kelimpahan fitoplankton yang lebih rendah. Kelimpahan fitoplankton yang tinggi cenderung menghasilkan kandungan oksigen yang tinggi sebagai hasil dari proses fotosintesa. Nielsen (1975); Clark (1977) dalam Widjaja (1994) menambahkan bahwa peningkatan Produktivitas Primer hasil proses fotosintesis sebanding dengan jumlah oksigen yang dihasilkan, dan kandungan oksigen terlarut di perairan dapat memberikan petunjuk tentang tingginya produktivitas primer suatu perairan. Nitrat memiliki peranan dalam membedakan tinggi rendahnya kelimpahan fitoplankton dengan perbedaan rata-rata yang signifikan antar grup. Menurut Sumich (1992) dan Tomascik et al., (1997), peningkatan dan pertumbuhan populasi fitoplankton pada perairan berhubungan dengan ketersediaan nutrien dan cahaya.

2.5.

Hubungan Produktivitas Primer dengan Faktor Fisik Kimia Menurut Nybakken (1992), sifat fisik kimia perairan sangat penting dalam

ekologi. Bermacam-macam faktor fisik-kimia dapat mempengaruh pertumbuhan kelangsungan hidup, dan produktivitas tumbuhan teresterial maupun perairan. Faktorfaktor yang sangat penting bagi tumbuhan tersebut ialah cahaya, suhu, kadar zat-zat hara. Kisaran suhu di biosfer teresterial dapat mencapai suatu tingkat yang dapat mempengaruhi produktivitas. Hubungan Nilai Produktivitas Primer dengan faktor fisik kimia perairan adalah sebagai berikut:


1) Suhu Suhu suatu badan air dipengaruhi oleh musim, lintang, ketinggian dari permukaan laut, sirkulasi udara, penutupan awan, dan aliran serta kedalaman dari badan air. Perubahan suhu berpengaruh terhadap proses fisika, kimia, dan biologi di badan air. Peningkatan suhu mengakibatkan peningkatan viskositas, reaksi kimia dan evaporasi. Selain itu, peningkatan suhu air juga mengakibatkan penurunan kelarutan gas dalam air seperti O2, CO2, N2, dan CH4 (Haslam, 1995). Beberapa sifat thermal air seperti panas jenis, nilai kalor penguapan dan nilai peleburan air mengakibatkan minimnya perubahan suhu air, sehingga variasi suhu air lebih kecil bila dibandingkan dengan variasi suhu udara. Danau di daerah tropik mempunyai kisaran suhu tinggi yaitu antara 20o-30oC, dan menunjukkan sedikit penurunan suhu dengan bertambahnya kedalaman. Perubahan suhu dapat menghasilkan stratifikasi yang mantap sepanjang tahun, sehingga pada danau yang amat dalam, cenderung hanya sebagian yang tercampur (Effendi, 2003). Adanya penyerapan cahaya oleh air danau akan menyebabkan terjadinya lapisan air yang mempunyai suhu yang berbeda. Bagian lapisan yang lebih hangat biasanya berada pada daerah eufotik, sedangkan lapisan yang lebih dingin biasanya berada di bagian afotik (bagian bawah). Menurut Goldman dan Horne (1983), bila pada danau tersebut tidak mengalami pengadukan oleh angin, maka kolam air danau terbagi menjadi beberapa lapisan, yaitu: (1) epilimnion, lapisan yang hangat dengan kerapatan jenis air kurang, (2) hipolimnion, merupakan lapisan yang lebih dingin dengan kerapatan air kurang, Mangatur Sitorus : Hubungan Nilai Produktivitas Primer Dengan Konsentrasi Klorofil a, Dan Faktor Fisik Kimia Di Perairan Danau Toba, Balige, Sumatera Utara, 2009 USU Repository © 2008

dan (3) metalimnion adalah lapisan yang berada antara lapisan epilimnion dan hipolimnion. Pada daerah metalimnion terdapat lapisan termoklin yaitu lapisan dimana suhu akan turun sekurang-kurangnya 1oC dalam setiap 1 meter (Jorgensen dan Volleweiden, 1989). Suhu merupakan controling factor (faktor pengendali) bagi proses respirasi dan metabolisme biota akuatik yang berlanjut terhadap pertumbuhan dan proses fisiologi serta siklus reproduksinya (Hutabarat dan Evans, 1984). Suhu juga dapat mempengaruhi proses dan keseimbangan reaksi kimia yang terjadi dalam air (Stum dan Morgan, 1981). Menurut hukum Vant Hoffs dalam Barus (2004), kenaikan temperatur sebesar 10oC (hanya pada kisaran temperatur yang masih ditolerir) akan meningkat laju metabolisme dari organisme sebesar 2-3 kali lipat, meningkatnya laju metabolisme akan menyebabkan konsumsi oksigen meningkat, sementara dilain pihak dengan naiknya temperatur akan mengakibatkan kelarutan oksigen dalam air menjadi berkurang. Hal ini menyebabkan organisme air akan mengalami kesulitan untuk melakukan respirasi (Barus, 2004). Suhu berpengaruh langsung terhadap tumbuhan dan hewan, yakni pada laju fotosintesis tumbuh-tumbuhan dan proses fisiologi hewan, khususnya derajat metabolisme dan siklus reproduksinya. Selain itu suhu juga berpengaruh tidak langsung terhadap kelarutan CO2 yang digunakan untuk fotosintesis dan kelarutan O2 yang digunakan untuk respirasi hewan-hewan laut. Daya larut O2 akan berkurang seiring dengan meningkatnya suhu perairan, suhu yang sesuai mendukung kehidupan fitoplankton berkisar 20o-30oC, sedangkan Mangatur Sitorus : Hubungan Nilai Produktivitas Primer Dengan Konsentrasi Klorofil a, Dan Faktor Fisik Kimia Di Perairan Danau Toba, Balige, Sumatera Utara, 2009 USU Repository © 2008

suhu yang baik untuk menumbuhkan plankton adalah 25o-30oC. Pengamatan tentang suhu secara umum hampir merata di seluruh kolom air. Hal ini dapat dimengerti oleh karena daerah penelitian masih dikategorikan perairan pantai dan dangkal. Selanjutnya, seiring dengan semakin besarnya sudut datang matahari, secara berkelanjutan intensitas cahaya semakin kuat masuk ke kolom perairan. Hal ini tentunya sangat berpengaruh terhadap aktivitas fitoplankton untuk memperbanyak diri, sehingga pada kolom air yang mendapat penyinaran yang lebih besar akan mempunyai jumlah fitoplankton lebih banyak. Oleh karena kedalaman dekat permukaan mendapatkan penyinaran yang lebih banyak tentunya akan semakin banyak ditemukan kelimpahan fitoplankton lebih tinggi dari pada kedalam yang lebih dalam. Hal ini terlihat pada selang waku inkubasi kedua dan ketiga yang mendapatkan kelimpahan tertinggi pada kedalaman 0 m. Di samping itu pada kedalaman 0 m intensitas cahaya yang masuk ke perairan sangat cocok untuk perkembangan fitoplankton, bukan merupakan faktor penghambat, sehingga dengan kondisi seperti itu fitoplankton cenderung semakin aktif berkembang biak dan bertahan pada kedalaman 0 m (adanya kesesuaian intensitas cahaya). 2) Penetrasi cahaya dan intensitas cahaya matahari Menurut Barus (2004) faktor cahaya matahari yang masuk kedalam air akan mempengaruhi sifat-sifat optis dari air. Sebagian cahaya matahari tersebut akan diabsorbsi dan sebagian lagi akan dipantulkan keluar dari permukaan air. Dengan bertambahnya lapisan air intensitas cahaya tersebut akan mengalami perubahan yang signifikan baik secara kualitatif maupun secara kuantitatif. Cahaya gelombang Mangatur Sitorus : Hubungan Nilai Produktivitas Primer Dengan Konsentrasi Klorofil a, Dan Faktor Fisik Kimia Di Perairan Danau Toba, Balige, Sumatera Utara, 2009 USU Repository © 2008

pendek merupakan yang paling kuat mengalami pembiasan yang mengakibatkan kolam air yang jernih akan terlihat berwarna biru dari permukaan. Sedangkan menurut Haerlina (1987) penetrasi cahaya merupakan faktor pembatas bagi organisma fotosintetik (fitoplankton) dan juga penetrasi cahaya mempengaruhi migrasi vertikal harian dan dapat pula mengakibatkan kematian pada organisme tertentu. Menurut Nybakken (1992) fotosintesis hanya dapat berlangsung bila intensitas cahaya yang sampai kesuatu sel alga lebih besar daripada suatu intensitas tertentu. Cahaya matahari dibutuhkan oleh tumbuhan air (fitoplankton) untuk proses assimilasi. Besarnya nilai penetrasi cahaya ini dapat diidentikkan dengan kedalaman air yang memungkinkan masih berlangsungnya proses fotosintesis. Nilai penetrasi cahaya sangat dipengaruhi oleh intensitas cahaya matahari, kekeruhan air serta kepadatan plankton suatu perairan. Total padatan tersuspensi adalah bahan-bahan tersuspensi (diameter >1 µm) yang tertahan pada saringan millipore dengan diameter pori 0,45 µm. TSS terdiri atas lumpur dan pasir halus serta jasad-jasad renik terutama yang disebabkan oleh kikisan tanah atau erosi yang terbawa ke dalam badan air. Masuknya padatan tersuspensi ke dalam perairan dapat menimbulkan kekeruhan air, hal ini menyebabkan menurunnya laju fotosintesis fitoplankton, sehingga produktivitas primer perairan menurun, yang pada gilirannya menyebabkan terganggunya keseluruhan rantai makanan. Padatan tersuspensi yang tinggi akan mempengaruhi biota di perairan melalui dua cara. Pertama, menghalangi dan mengurangi penentrasi cahaya ke dalam badan Mangatur Sitorus : Hubungan Nilai Produktivitas Primer Dengan Konsentrasi Klorofil a, Dan Faktor Fisik Kimia Di Perairan Danau Toba, Balige, Sumatera Utara, 2009 USU Repository © 2008

air, sehingga menghambat proses fotosintesis oleh fitoplankton dan tumbuhan air lainnya. Kondisi ini akan mengurangi pasokan oksigen terlarut dalam badan air. Kedua, secara langsung TDS yang tinggi dapat mengganggu biota perairan seperti ikan karena tersaring oleh insang. Nybakken (1992), peningkatan kandungan padatan tersuspensi dalam air dapat mengakibatkan penurunan kedalaman eufotik, sehingga kedalaman perairan produktif menjadi turun. Penentuan padatan tersuspensi sangat berguna dalam analisis perairan tercemar dan buangan serta dapat digunakan untuk mengevaluasi kekuatan air, buangan domestik, maupun menentukan efisiensi unit pengolahan. Padatan tersuspensi mempengaruhi kekeruhan dan kecerahan air. Oleh karena itu pengendapan dan pembusukan bahan-bahan organik dapat mengurangi nilai guna perairan. Total padatan terlarut merupakan bahan-bahan terlarut dalam air yang tidak tersaring dengan kertas saring millipore dengan ukuran pori 0,45 µm. Padatan ini terdiri dari senyawa-senyawa anorganik dan organik yang terlarut dalam air, mineral dan garam-garamnya. Penyebab utama terjadinya TDS adalah bahan anorganik berupa ion-ion yang umum dijumpai di perairan. Sebagai contoh air buangan sering mengandung molekul sabun, deterjen dan surfaktan yang larut air, misalnya pada air buangan rumah tangga dan industri pencucian yang mengakibatkan kekeruhan air. Mahida (1993) mendefinisikan kekeruhan sebagai intensitas kegelapan di dalam air yang disebabkan oleh bahan-bahan yang melayang. Kekeruhan perairan umumnya disebabkan oleh adanya partikel-partikel suspensi seperti tanah liat, Mangatur Sitorus : Hubungan Nilai Produktivitas Primer Dengan Konsentrasi Klorofil a, Dan Faktor Fisik Kimia Di Perairan Danau Toba, Balige, Sumatera Utara, 2009 USU Repository © 2008

lumpur, bahan-bahan organik terlarut, bakteri, plankton dan organisme lainnya. Kekeruhan perairan menggambarkan sifat optik air yang ditentukan berdasarkan banyaknya cahaya yang diserap dan dipancarkan oleh bahan-bahan yang terdapat dalam air (Davis dan Cornwell, 1991). Kekeruhan yang terjadi pada perairan tergenang seperti danau lebih banyak disebabkan oleh bahan tersuspensi berupa koloid dan parikel-partikel halus. Kekeruhan yang tinggi dapat mengakibatkan terganggunya sistem osmoregulasi seperti pernafasan dan daya lihat organisme akuatik serta dapat menghambat penetrasi cahaya ke dalam air. Menurut Koesbiono (1989), pengaruh kekeruhan yang utama adalah penurunan penetrasi cahaya secara mencolok, sehingga aktivitas fotosintesis fitoplankton dan alga menurun, akibatnya produktivitas perairan menjadi turun. Di samping itu Effendi (2003), menyatakan bahwa tingginya nilai kekeruhan juga dapat menyulitkan usaha penyaringan dan mengurangi efektivitas desinfeksi pada proses penjernihan air. Kecerahan merupakan ukuran transparansi perairan yang ditentukan secara visual dengan menggunakan secchi disk (Effendi, 2003). Kecerahan perairan sangat dipengaruhi oleh keberadaan padatan tersuspensi, zat-zat terlarut, partikel-partikel dan warna air. Pengaruh kandungan lumpur yang dibawa oleh aliran sungai dapat mengakibatkan tingkat kecerahan air danau menjadi rendah, sehingga dapat menurunkan nilai produktivitas perairan (Nybakken, 1992).


3) pH air (derajat keasaman) pH merupakan suatu ekspresi dari konsentarsi ion hidrogen (H+) di dalam air. Biasanya dinyatakan dalam minus logaritma dari konsentasi ion H, pH sangat penting sebagai parameter kualitas air, karena ia mengontrol tipe dan laju kecepatan reaksi beberapa bahan di dalam air. Selain itu ikan makhluk-makhluk akuatik lainnya hidup pada selang pH tertentu, sehingga dengan diketahuinya nilai pH maka kita akan tahu apakah air tersebut sesuai atau tidak untuk menunjung kehidupan organisme air (Rifai dan Nasution 1993). Organisme dapat hidup dalam suatu perairan yang mempuyai nilai pH netral dengan kisaran toleransi asam lemah sampai basa lemah. Nilai pH yang ideal bagi kehidupan organisme air pada umumnya sangat basa akan membahayakan kelangsungan hidup organisme, karena akan menyebabkan terjadinya gangguan metabolisme dan respirasi (Barus, 2004). Derajat keasaman perairan tawar berkisar 5 sampai 10 (Dirjen DIKTI Depdikbut, 1994), jika pH di bawah 5 mengakibatkan perkembangan alga biru pada perairan itu akan sangat jarang (Shubert, 1984). Derajat keasaman (pH) merupakan salah satu parameter yang dapat menentukan produktivitas suatu perairan. Setiap organisme membutuhkan derajat keasaman (pH) yang optimum bagi kehidupannya. Prescott (1973) mengatakan bahwa batas toleransi organisme terhadap pH bervariasi bergantung pada faktor fisika, kimia dan biologi. pH yang ideal untuk kehidupan fitoplankton berkisar antara 6,5 – 8,0.


Derajat keasaman merupakan gambaran jumlah atau aktivitas ion hidrogen dalam perairan. Secara umum nilai pH menggambarkan seberapa besar tingkat keasaman atau kebasaan suatu perairan. Perairan dengan nilai pH = 7 adalah netral, pH < 7 dikatakan kondisi perairan bersifat asam, sedangkan pH > 7 dikatakan kondisi perairan bersifat basa (Effendi, 2003). Karbonat, bikarbonat dan hidroksida akan menaikkan kebasaan air, sementara adanya asam-asam mineral bebas dan asam karbonat menaikkan keasaman suatu perairan. Sejalan dengan pernyataan tersebut Mahida (1993) menyatakan bahwa limbah buangan industri dan rumah tangga dapat mempengaruhi nilai pH perairan. Nilai pH dapat mempengaruhi spesiasi senyawa kimia dan toksisitas dari unsur-unsur renik yang terdapat di perairan, sebagai contoh H2S yang bersifat toksik banyak ditemui di perairan tercemar dan perairan dengan nilai pH rendah. Selain itu, pH juga mempengaruhi nilai BOD5, fosfat, nitrogen dan nutrien lainnya (Dojildo dan Best, 1992). 4) Dissolved oxygen (DO) Oksigen diperlukan oleh organisme air untuk menghasilkan energi yang sangat penting bagi proses pencernaan dan asimilasi makanan pemeliharaan keseimbangan osmotik, dan aktivitas lainnya. Jika persediaan oksigen terlarut di perairan sangat sedikit maka perairan tersebut tidak baik bagi ikan, mahluk hidup lain yang hidup di perairan, karena akan mempengaruhi kecepatan pertumbuhan organisme air tersebut. Kandungan oksigen terlarut minimum 2 mg/l sudah cukup mendukung kehidupan organisme perairan secara normal (Wardana, 1995). Mangatur Sitorus : Hubungan Nilai Produktivitas Primer Dengan Konsentrasi Klorofil a, Dan Faktor Fisik Kimia Di Perairan Danau Toba, Balige, Sumatera Utara, 2009 USU Repository © 2008

Pengaruh oksigen terlarut terhadap fisiologis air terutama adalah dalam proses respirasi. Konsentrasi oksigen terlarut hanya berpengaruh secara nyata terhadap organisme air yang memang tidak mutlak membutuhkan kosigen terlarut untuk respirasinya. Konsumsi oksigen bagi organisme air berfluktuasi mengikuti prosesproses hidup yang laluinya. Pada umumnya komsumsi oksigen bagi organisme air ini akan mencapai maksimum pada masa-masa reproduksi berlangsung. Konsumsi oksigen juga dipengaruhi oleh konsentrasi oksigen terlarut itu sendiri (Barus, 2004: 57). Oksigen terlarut adalah gas oksigen yang terlarut dalam air. Oksigen terlarut dalam perairan merupakan faktor penting sebagai pengatur metabolisme tubuh organisme untuk tumbuh dan berkembang biak. Sumber oksigen terlarut dalam air berasal dari difusi oksigen yang terdapat di atmosfer, arus atau aliran air melalui air hujan serta aktivitas fotosintesis oleh tumbuhan air dan fitoplankton (Novonty dan Olem, 1994). Di perairan danau, oksigen lebih banyak dihasilkan oleh fotosintesis alga yang banyak terdapat pada zone epilimnion, sedangkan pada perairan tergenang yang dangkal dan banyak ditumbuhi tanaman air pada zone litoral, keberadaaan oksigen lebih banyak dihasilkan oleh aktivitas fotosintesis tumbuhan air. Keberadaan oksigen terlarut di perairan sangat dipengaruhi oleh suhu, salinitas, turbulensi air, dan tekanan atmosfer. Kadar oksigen berkurang dengan semakin meningkatnya suhu, ketinggian, dan berkurangnya tekanan atmosfer Jeffries and Mills, (1996) dapat dilihat pada Tabel 2, berikut ini. Mangatur Sitorus : Hubungan Nilai Produktivitas Primer Dengan Konsentrasi Klorofil a, Dan Faktor Fisik Kimia Di Perairan Danau Toba, Balige, Sumatera Utara, 2009 USU Repository © 2008

Tabel 2. Status Kualitas Air Berdasarkan Kadar Oksigen Terlarut No

Kadar Oksigen Terlarut (mg/l) 1 > 6,5 2 4,5 – 6,4 3 2,0 – 4,4 4 < 2,0 Sumber: Jeffries/Mills, 1996

Status Kualitas Air Tidak tercemar sampai tercemar sangat ringan Tercemar ringan Tercemar sedang Tercemar berat

Penyebab utama berkurangnya kadar oksigen terlarut dalam air disebabkan karena adanya zat pencemar yang dapat mengkonsumsi oksigen. Zat pencemar tersebut terutama terdiri dari bahan-bahan organik dan non organik yang berasal dari berbagai sumber, seperti kotoran (hewan dan manusia), sampah organik, bahan-bahan buangan dari industri dan rumah tangga. Menurut Connel dan Miller (1995), di mana sebagian besar dari zat pencemar yang menyebabkan oksigen terlarut berkurang adalah limbah organik. 5) Biochemical Oxygen Demand (BOD) BOD (kebutuhan oksigen biologis) adalah jumlah kebutuhan oksigen yang dibutuhkan oleh organisme dalam lingkungan air, pengukuran BOD didasarkan kepada kemampuan mikroorganisme untuk menguraikan senyawa organik, artinya hanya terhadap senyawa yang terdapat yang mudah diuraikan secara biologis seperti senyawa yang terdapat dalam rumah tangga. Untuk produk-produk kimiawi, seperti senyawa minyak dan buangan kimia lainnya akan sangat sulit dan bahkan tidak bisa diuraikan oleh mikroorganisme (Barus, 2004).


BOD5 merupakan salah satu indikator pencemaran organik pada suatu perairan. Perairan dengan nilai BOD5 tinggi mengindikasikan bahwa air tersebut tercemar oleh bahan organik. Bahan organik akan distabilkan secara biologi dengan melibatkan mikroba melalui sistem oksidasi aerobik dan anaerobik. Oksidasi aerobik dapat menyebabkan penurunan kandungan oksigen terlarut di perairan sampai pada tingkat terendah, sehingga kondisi perairan menjadi anaerob yang dapat mengakibatkan kematian organisme akuatik. PP Nomor 82 Tahun 2001 menyatakan bahwa tingkat pencemaran suatu perairan dapat dinilai berdasarkan nilai BOD5-nya, seperti disajikan pada Tabel 3, di bawah ini; Tabel 3. Status Kualitas Air Berdasarkan Nilai BOD5 No 1 2 3 4

Nilai BOD5 2 mg/l 3 mg/l

6 mg/l 12 mg/l Sumber: PP Nomor 82 Tahun 2001

Status Kualitas Air Kelas I (bahan baku air minum) Kelas II (Prasarana/sarana rekreasi) Kelas III (Pembudidayaan Ikan air tawar) Kelas IV (Mengairi pertamanan)

Selain BOD5, kadar bahan organik juga dapat diketahui melalui nilai COD. Effendi (2003) menggambarkan COD sebagai jumlah total oksigen yang dibutuhkan untuk mengoksidasi bahan organik secara kimiawi, baik yang dapat didegradasi secara biologi maupun yang sukar didegradasi menjadi CO2 dan H2O, di mana berdasarkan kemampuan oksidasi, penentuan nilai COD dianggap paling baik dalam menggambarkan keberadaan bahan organik baik yang dapat didekomposisi secara biologis maupun yang tidak.


6) Chemycal Oxygen Demand (COD) COD merupakan jumlah oksigen yang dibutuhkan dalam proses oksidasi kimia yang dinyatakan dalam mg O2/l. Dengan mengukur nilai COD maka akan diperoleh nilai yang menyatakan jumlah oksigen yang dibutuhkan untuk proses oksidasi terhadap total senyawa organik baik yang mudah diuraikan secara biologis maupun terhadap yang sukar atau tidak bisa diuraikan sacara biologis (Barus, 2004). 7) Kandungan Nitrat dan Fosfat Nitrat merupakan zat nutrisi yang dibutuhkan oleh tumbuhan untuk dapat tumbuh dan berkembang, sementara nitrit merupakan senyawa toksik yang dapat mematikan organisma air. Keberadaan nitrat diperairan sangat dipengaruhi oleh buangan yang dapat berasal dari industri, bahan peledak, pirotehnik dan pemupukan. Secara alamiah kadar nitrat biasanya rendah namun kadar nitrat dapat menjadi tinggi sekali dalam air tanah didaerah yang diberi pupuk nitrat/nitrogen (Alaerts, 1987). Nitrogen di perairan terdapat dalam bentuk gas N2, NO2-, NO3-, NH3 dan NH4+ serta sejumlah N yang berikatan dalam organik kompleks (Haryadi, 2003). Sumber nitrogen terbesar berasal dari udara, sekitar 80% dalam bentuk nitrogen bebas yang masuk melalui sistem fiksasi biologis dalam kondisi aerobik. Menurut Chester (1990), keberadaan nitrogen di perairan dapat berupa nitrogen anorganik dan organik. Nitrogen anorganik terdiri atas ion nitrit (NO2-), ion nitrat (NO3-), ammonia (NH3), ion ammonium (NH4 +) dan molekul N2 yang larut dalam air, sedangkan nitrogen organik berupa protein, asam amino dan urea akan mengendap dalam air. Effendi (2003) menyatakan bahwa bentuk-bentuk nitrogen tersebut mengalami transformasi Mangatur Sitorus : Hubungan Nilai Produktivitas Primer Dengan Konsentrasi Klorofil a, Dan Faktor Fisik Kimia Di Perairan Danau Toba, Balige, Sumatera Utara, 2009 USU Repository © 2008

(ada yang melibatkan mikrobiologi dan ada yang tidak) sebagai bagian dari siklus nitrogen. Transformasi nitrogen secara mikrobiologi mencakup hal-hal sebagai berikut: 1. Asimilasi nitrogen anorganik (nitrat dan ammonium) oleh tumbuhan dan mikroorganisme (bakteri autorof) untuk membentuk nitrogen organik misalnya asam amino dan protein. 2. Fiksasi gas nitrogen menjadi ammonia dan nitrogen organik oleh mikro organisme Fiksasi gas nitrogen secara langsung dapat dilakukan oleh beberapa jenis alga Cyanophyta (alga biru) dan bakteri. N2 + 3 H2 ⇔ 2 NH3 (ammonia); atau NH4+ (ion ammonium). Ion ammonium yang tidak berbahaya adalah bentuk nitrogen hasil hidrolisis ammonia yang berlangsung dalam kesetimbangan seperti reaksi berikut: H2O + NH3 ⇔ NH4OH ⇔ NH4+ + OHKondisi pada pH tinggi (suasana basa) akan menyebabkan ion ammonium menjadi ammonium hidroksida yang tidak berdisosiasi dan bersifat racun (Goldman and Horne, 1983). 3. Nitrifikasi yaitu oksidasi ammonia menjadi nitrit dan nitrat dapat dilakukan oleh bakteri aerob. Nitrifikasi berjalan secara optimum pada pH 8 dan berkurang secara nyata pada pH < 7:

NH4+ + 3/2 O2

Nitrosomonas

2 H+ + NO2- + H2O


NO2- + ½ O2

Nitrosobacter

NO3-

Hasil oksidasi ini sangat reaktif dan mudah sekali larut, sehingga dapat langsung digunakan dalam proses biologis (Hendersen dan Markland, 1987). 4. Amonifikasi nitrogen organik untuk menghasilkan ammonia selama proses dekomposisi bahan organik. Proses ini banyak dilakukan oleh mikroba dan jamur yang membutuhkan oksigen untuk mengubah senyawaan organik menjadi karbondioksida (Hendersend dan Markland, 1987). Selain itu, autolisasi atau pecahnya sel dan ekskresi ammonia oleh zooplankton dan ikan juga berperan sebagai pemasok ammonia. 5. Denitrifikasi yaitu reduksi nitrat menjadi nitrit (NO2-), dinitrogen oksida (N2O) dan molekul nitrogen (N2). Proses reduksi nitrat berjalan optimal pada kondisi anoksik (tak ada oksigen). Dinitrogen oksida (N2O) adalah produk utama dari denitrifikasi pada perairan dengan kadar oksigen sangat rendah, sedangkan molekul nitrogen (N2) adalah produk utama dari proses denitrifikasi pada kondisi anaerob. Proses denitrifikasi akan berkurang atau lambat pada kondisi pH dan suhu rendah, tetapi akan berjalan optimum pada suhu rata-rata danau pada umumnya. Kondisi anaerob di sedimen membuat proses denitrifikasi lebih besar, yaitu dengan laju rata -rata 1 mg/l/hari (Jorgensen, 1990). Kadar nitrogen yang tinggi dalam perairan dapat merangsang pertumbuhan algae secara tak terkendali (blooming). Konsentrasi nitrogen organik di perairan Mangatur Sitorus : Hubungan Nilai Produktivitas Primer Dengan Konsentrasi Klorofil a, Dan Faktor Fisik Kimia Di Perairan Danau Toba, Balige, Sumatera Utara, 2009 USU Repository © 2008

berkisar 0,1 sampai 5 mg/l, sedangkan di perairan tercemar berat kadar nitrogen bisa mencapai 100 mg/l (Dojlido dan Best, 1992). Konsentrasi nitrit yang tinggi dapat menyebabkan perairan menjadi tercemar. Schmit (1978) dalam Wardoyo (1989) menyatakan bahwa pencemaran perairan dapat dinilai berdasarkan kandungan nitritnya, seperti Tabel 4, di bawah ini: Tabel 4. Status Kualitas Air Berdasarkan Kandungan Nitrit No Kadar Nitrit (mg/l) Status Kualitas Air 1 0,001 > 0,003 Tidak tercemar sampai tercemar sangat ringan 2 0,003 – 0,014 Tercemar sedang 3 0,014 < Tercemar berat Sumber: Schmit, 1978 dalam Wardoyo, 1989 Keberadaan fosfor di perairan adalah sangat penting terutama berfungsi dalam pembentukan protein dan proses metabolisme bagi organisme. Fosfor juga berperan dalam transfer energi di dalam sel misalnya adenosine triphosfate (ATP) dan adenosine diphosfate (ADP). Ortofosfat yang merupakan produk ionisasi dari asam ortofosfat adalah bentuk yang paling sederhana di perairan (Boyd, 1982). Reaksi ionisasi ortofosfat ditunjukkan dalam persamaan berikut: H3PO4 ⇔ H2PO4- ⇔ HPO4- ⇔

H+ + H2PO4H+ + HPO42H+ + PO43-

Fosfor dalam perairan tawar ataupun air limbah pada umumnya dalam bentuk fosfat, yaitu ortofosfat, fosfat terkondensasi seperti pirofosfat (P2O74-), metafosfat (P3O93-) dan polifosfat (P4O136- dan P3O105-) serta fosfat yang terikat secara organik (adenosin


monofosfat), senyawaan ini berada sebagai larutan, partikel atau detritus atau berada di dalam tubuh organisme akuatik (Fergusson, M.N, 1996). Ortofosfat merupakan bentuk fosfat yang dapat dimanfaatkan secara langsung oleh tumbuhan akuatik, sedangkan polifosfat harus mengalami hidrolisis membentuk ortofosfat terlebih dahulu sebelum dapat dimanfaatkan sebagai sumber fosfor. Menurut Perkins (1974), kandungan fosfat yang terdapat di perairan umumnya tidak lebih dari 0,1 mg/l, kecuali pada perairan yang menerima limbah dari rumah tangga dan industri tertentu, serta dari daerah pertanian yang mendapat pemupukan fosfat. Oleh karena itu, perairan yang mengandung kadar fosfat yang cukup tinggi melebihi kebutuhan normal organisme akuatik akan menyebabkan terjadinya eutrofikasi.

2.6.

Klorofil -a Ada dua macam klorofil yang terdapat pada tanaman dan alga hijau, yaitu

klorofil- a dan klorofil- b. Kedua klorofil tersebut menyerap cahaya paling kuat pada spectrum merah dan ungu. Cahaya hijau hanya sedikit sekali yang diserap, oleh karena itu pada saat cahaya menyinari klorofil yang memiliki struktur seperti daun, cahaya hijau diteruskan dan dipantulkan sehingga struktur khlorofil kelihatan berwarna hijau. Klorofil adalah pigmen hijau yang terdapat pada tumbuhan. Klorofila adalah tipe klorofil yang paling umum dari tumbuhan, kegunaannya bagi tanaman adalah untuk fotosintesis. Fotosintesis adalah suatu proses biokimia yang dilakukan tumbuhan, alga, dan beberapa jenis bakteri untuk memproduksi energi terpakai (nutrisi) dengan Mangatur Sitorus : Hubungan Nilai Produktivitas Primer Dengan Konsentrasi Klorofil a, Dan Faktor Fisik Kimia Di Perairan Danau Toba, Balige, Sumatera Utara, 2009 USU Repository © 2008

memanfaatkan energi cahaya. Hampir semua makhluk hidup bergantung dari energi yang dihasilkan dalam fotosintesis. Akibatnya fotosintesis menjadi sangat penting bagi kehidupan di bumi. Fotosintesis juga berjasa menghasilkan sebagian besar oksigen yang terdapat di atmosfer bumi. Organisme yang menghasilkan energi melalui fotosintesis (photos berarti cahaya) disebut sebagai fototrof. Pada tanaman fotosintetik terjadi proses fotosintesis, di mana tanaman ini memiliki kolofil yang merupakan pigmen fotosintetik. Pigmen fotosintetik ini berfungsi menyerap cahaya merah dan biru, serta memantulkan cahaya hijau. Klorofil terdiri dari klorofil-a dan klorofil-b, klorofil -b berfungsi menyerap energi foton cahaya matahari kemudian menyalurkannya ke klorofil-a. Bagan reaksi kimia fotosintesis: Cahaya Matahari 6CO2 + 6 H2O

C6H12O6 + 6O2 Klorofil

Klorofil-a merupakan salah satu parameter yang sangat menentukan produktivitas primer di perairan. Sebaran dan tinggi rendahnya konsentrasi klorofil-a sangat terkait dengan kondisi geografis suatu perairan. Beberapa parameter fisikkimia yang mengontrol dan mempengaruhi sebaran klorofil-a, adalah intensitas cahaya, nutrien. Perbedaan parameter fisika-kimia tersebut secara langsung merupakan penyebab bervariasinya Produktivitas Primer di beberapa tempat di laut. Selain itu “grazing” juga memiliki peran besar dalam mengontrol konsentrasi


klorofil-a di perairan (Sverdrup et al., 1961; Riley dan Skirrow, 1975; Parsons et al., 1984). Umumnya sebaran konsentrasi klorofil-a tinggi di perairan pantai sebagai akibat dari tingginya suplai nutrien yang berasal dari daratan melalui limpasan air sungai, sebaliknya cenderung rendah di daerah lepas pantai. Meskipun demikian pada beberapa tempat masih ditemukan konsentrasi klorofil-a yang cukup tinggi, meskipun jauh dari daratan. Keadaan tersebut disebabkan oleh adanya proses sirkulasi massa air yang memungkinkan terangkutnya sejumlah nutrien dari tempat lain, seperti yang terjadi pada daerah arus naik.


BAB III BAHAN DAN METODA

Penelitian ini dilakukan di Perairan Danau Toba Kecamatan Balige, Kabupaten Tobasa, Sumatera Utara (Lampiran 1). Berdasarkan rona lingkungan yang ada ditetapkan 4 stasiun pengamatan yang berbeda. Perairan ini banyak digunakan untuk berbagai aktivitas masyarakat antara lain: Transportasi air, budidaya ikan, pariwisata, perhotelan, pemukiman penduduk, peternakan dan pertanian (Gambar 1).

Gambar 1. Kawasan Perairan Danau Toba Balige dengan Perumahan Penduduk di Sekitarnya

3.1.

Deskripsi Setiap Stasiun Pengamatan a. Stasiun I Stasiun ini secara geografis terletak pada titik 2o20′09,7″LU dan 99o 03′39,2

″BT. Pada lokasi daerah ini merupakan Dermaga Kapal yang datang dari Nainggolan, Mangatur Sitorus : Hubungan Nilai Produktivitas Primer Dengan Konsentrasi Klorofil a, Dan Faktor Fisik Kimia Di Perairan Danau Toba, Balige, Sumatera Utara, 2009 USU Repository © 2008

Muara, Sigaol, Panamean, Porsea bahkan dari Parapat. Di sekitar pelabuhan ini banyak dijumpai eceng gondok dan sepanjang pinggiran lokasi ini terdapat pemukiman penduduk di mana setiap hari Jumat pesisir ini dijadikan Pekan. Dari pantauan terhadap permukaan air banyak ditemukan sampah berupa limbah organik yang berasal dari rumah tangga, perhotelan, pekan, paret dan limbah berupa minyak yang berasal dari kapal-kapal yang sandar (Gambar 2).

Gambar 2. Dermaga Kapal, Stasiun Pengamatan 1 yang Disinggahi Kapal yang Datang dari Muara, Porsea, Nainggolan dan dari Ajibata Parapat

b. Stasiun II Stasiun ini secara geografis terletak pada titik 2o20′42,2″LU dan 99o03′59,3″BT. Pada lokasi ini banyak ditemukan usaha peternakan ikan dalam bentuk keramba yang dimiliki oleh penduduk Lumban Bulbul. Di sekitar lokasi ini juga ditemukan pemukiman penduduk berikut persawahan, mereka secara langsung Mangatur Sitorus : Hubungan Nilai Produktivitas Primer Dengan Konsentrasi Klorofil a, Dan Faktor Fisik Kimia Di Perairan Danau Toba, Balige, Sumatera Utara, 2009 USU Repository © 2008

membuang limbahnya ke danau dan sekitar perairan ini banyak ditemukan eceng gondok dan tumbuhan hydrilla. Lokasi ini juga didominasi oleh substrat berlumpur dan sedikit pasir, diperkirakan terindikasi tercemar limbah domestik dan pakan ikan yang terlarut masuk kedalam perairan Danau Toba (Gambar 3).

Gambar 3. Lumban Bulbul dengan Deretan Keramba Ikan Milik Penduduk c. Stasiun III Stasiun ini secara geografis terletak pada titik 2o20′56,2″ LU dan 99o,02′34,1″BT. Pada lokasi yang berdekatan dengan pemukiman penduduk di Lumban Silintong/Lumban Binanga dengan daerah pemandian untuk wisata, dengan banyak dibangun pondok-pondok untuk bersantai dan makan. Lokasi ini juga ditemukan eceng gondok dan hydrilla beserta tumbuhan lainnya. Lokasi ini diperkirakan terindikasi tercemar limbah domestik yang masuk kedalam perairan Danau Toba (Gambar 4). Mangatur Sitorus : Hubungan Nilai Produktivitas Primer Dengan Konsentrasi Klorofil a, Dan Faktor Fisik Kimia Di Perairan Danau Toba, Balige, Sumatera Utara, 2009 USU Repository © 2008

Gambar 4. Lumban Binanga/Silintong Kawasan Wisata dengan Pondok Santai yang Ada di Tepi Danau d. Stasiun IV Stasiun ini secara geografis terletak pada titik 2o 21′ ,38,3″LU dan 99o 01′30,7 ″ BT. Stasiun IV merupakan lokasi kontrol yaitu di Tara Bunga, di mana pada daerah ini cukup jernih dan jauh dari pemukiman penduduk dan didominasi juga oleh substrat pasir berbatu. Lokasi ini jauh dari aktivitas penduduk berada di sekitar Tara Bunga (Gambar 5). .

Gambar 5. Tara Bunga Merupakan Stasiun Pengamatan 4 dengan Keadaan Air yang Sangat Jernih Mangatur Sitorus : Hubungan Nilai Produktivitas Primer Dengan Konsentrasi Klorofil a, Dan Faktor Fisik Kimia Di Perairan Danau Toba, Balige, Sumatera Utara, 2009 USU Repository © 2008

3.2.

Waktu dan Tempat Penelitian ini akan dilaksanakan pada bulan Oktober 2008 sampai Januari

2009 di empat stasiun pengamatan yang berbeda di Perairan Danau Toba Balige, Kab. Tobasa, Sumatera Utara. Stasiun I adalah pada 2o 20′ 09,7″LU dan 99o 03′ 39,2″ BT, Stasiun II adalah 2o 20′ 42,2″ LU dan 99o 03′ 59,3″ BT, stasiun III adalah pada 2o 20′56,2″ LU dan 99o 02′ 34,1″BT, Stasiun IV adalah pada 2o 21′ 38,3″LU dan 99o 01′ 30,7 ″ BT (Lampiran 1). Pada masing-masing stasiun dilakukan inkubasi selama 6 jam dengan lokasi seperti peta satelit di bawah ini (Gambar 6).

Lokasi Penelitian

L.4 L .3 L .1

L .2

Gambar 6. Peta Lokasi Penelitian di Perairan Danau Toba Balige pada 4 Titik Pengamatan Keterangan gambar: L1 : Lokasi 1 (Sekitar Dermaga Balige) L2 : Lokasi 2 (Lumban Bulbul) L3 : Lokasi 3 (Lumban Silintong/Lumban Binanga) L4 : Lokasi 4 (Tara Bunga) Mangatur Sitorus : Hubungan Nilai Produktivitas Primer Dengan Konsentrasi Klorofil a, Dan Faktor Fisik Kimia Di Perairan Danau Toba, Balige, Sumatera Utara, 2009 USU Repository © 2008

3.3.

Alat dan Bahan Alat-alat yang digunakan dalam penelitian ini antara lain adalah pH meter,

termometer, keping sechii, Lamnot, Eikman Grab, botol Winkler gelap dan terang, pipet tetes, erlenmeyer 125 ml, split, ember 5 liter, botol film, aluminium foil, termos es, plastik 5 kg, lakban, botol alkohol dan GPS. Bahan yang digunakan adalah MnSO4, KOH-KI, H2SO4, Na2S2O3, alkohol dan amilum.

3.4.

Metoda Penelitian Penelitian ini dilaksanakan pada bulan Oktober 2008 di Balige Danau Toba,

Kecamatan Balige Pekan, Kabupaten Tobasa, Sumatera Utara. Penentuan Lokasi penelitian dilakukan dengan menggunakan metode “Purpossive Sampling” yaitu dengan menentukan 4 stasiun pengukuran. Pada setiap stasiun dilakukan 3 ulangan, pada 3 kedalaman yaitu 0 m (permukaan), 5 m dan 10 m.

3.5.

Pengamatan di Lapangan

3.5.1. Pengambilan Sampel Pengambilan sampel air dilakukan dengan menggunakan ember ukuran 5 liter untuk kedalaman 0 m, pengambilan sampel air untuk kedalaman 5 m dan 10 m dilakukan dengan menggunakan Tabung Lamnot dengan ulangan masing-masing kedalaman sebanyak dua puluh kali. Pada pengambilan sampel air diupayakan tidak terjadi goncangan pada permukaan air, hal ini bertujuan supaya tidak terjadi percampuran air permukaan dengan air di kedalaman 5 m dan 10 m (Lampiran 14). Mangatur Sitorus : Hubungan Nilai Produktivitas Primer Dengan Konsentrasi Klorofil a, Dan Faktor Fisik Kimia Di Perairan Danau Toba, Balige, Sumatera Utara, 2009 USU Repository © 2008

3.5.2. Produktivitas Primer Untuk pengukuran produktivitas primer dilakukan dengan menggunakan reagen-reagen kimia sesuai dengan metode winkler dan disesuaikan dengan rumus produktivitas primer. Pengukuran nilai produktivitas primer dilakukan dengan menggunakan botol Winkler gelap dan terang. Sampel air yang diambil, terlebih dahulu diukur DO awal sebelum diinkubasi, sampel dimasukkan ke dalam 3 botol winkler gelap dan 3 botol winkler terang dengan volume yang sama sebagai ulangan untuk masing-masing stasiun pengamatan. Kemudian diinkubasi dalam kedalaman yang berbeda yakni 0 m (permukaan), 5 m dan 10 m selama 6 jam secara bersamaan (Gambar 7).

Gambar 7. Penanaman Botol Terang/Gelap pada Setiap Kedalaman Selama 6 Jam Penentuan kedalaman didasarkan pada batas penetrasi cahaya di mana setelah dilakukan survey pada lokasi penelitian diperoleh batas penetrasi cahaya sebesar 10


m. Botol-botol winkler gelap dan terang yang telah diinkubasi selama 6 jam diangkat pada tiap stasiun dan dihitung nilai oksigen terlarutnya dengan menggunakan metode winkler, kemudian dihitung nilai produktivitasnya (Lampiran 8 dan 9). 3.5.3. Pengukuran Konsentrasi Klorofil a Sampel air diambil dari setiap kedalaman masing-masing sebanyak 1000 ml, kemudian dibawa ke laboratorim Struktur Perkembangan Tumbuhan Biologi FMIPA USU kemudian diukur konsentrasi klorofil-a dengan menggunakan spektrofotometer. Alur kerja dapat kita lihat pada Lampiran 7. 3.5.4. Pengukuran Faktor Fisik-Kimia Perairan Faktor fisik-kimia perairan yang diukur adalah temperatur, penetrasi cahaya, pH air, intensitas cahaya, BOD5, COD, DO, kejenuhan oksigen, kandungan nitrat dan fosfat. 3.5.4.1.Temperatur air Temperatur air (oC) diukur dengan termometer merkuri, yakni dengan cara mencelupkan termometer ke dalam sampel air 10 menit lalu dibaca skala suhunya dan dicatat. 3.5.4.2.Penetrasi cahaya Untuk pengukuran penetrasi cahaya menggunakan keping sechii. Keping sechii dimasukkan kedalam danau, sampai pada batas keping sechii tersebut tidak kelihatan, kemudian diukur panjang talinya.


3.5.4.3.pH air Untuk pengukuran pH air dilakukan dengan menggunakan pH meter. Diambil satu ember dari sampel air kemudian dimasukkan pH meter kedalamnya, lalu dibaca nilainya dan dicatat. 3.5.4.4.Intensitas cahaya Intensitas cahaya matahari diukur dengan menggunakan lux meter yang diletakkan kearah datangnya cahaya matahari yang lebih banyak tersinari. Lalu ditunggu sampai skala yang ditunjukkan oleh lux meter stabil, lalu dicatat skala yang ditunjukkan tersebut. 3.5.4.5.BOD5 Pengukuran BOD5 dilakukan dengan menggunakan metode Winkler. Sampel yang diambil dari setiap kedalaman dimasukkan kedalam botol Winkler kemudian dibawa kelaboratorium. Diinkubasi pada suhu 20oC selama 5 hari, setelah itu dilakukan pengukuran oksigen terlarut. Alur kerja BOD5 dapat dilihat di Lampiran 4. 3.5.4.6.Chemical oxygen demand (COD) Pengukuran COD dilakukan dengan menggunakan metode Winkler. Sampel yang diambil dari setiap kedalaman dimasukkan kedalam botol Winkler kemudian dibawa ke laboratorium (Lampiran 12). 3.5.4.7.Oksigen terlarut (DO) Untuk

pengukuran

DO

dilakukan

dengan

metode

winkler

dengan

menggunakan reagen-reagen kimia yaitu MnSO4, KOH-KI, H2SO4, Na2S2O3, dan amilum. Alur kerja DO dapat dilihat pada Lampiran 2. Mangatur Sitorus : Hubungan Nilai Produktivitas Primer Dengan Konsentrasi Klorofil a, Dan Faktor Fisik Kimia Di Perairan Danau Toba, Balige, Sumatera Utara, 2009 USU Repository © 2008

3.5.4.8.Kejenuhan oksigen Untuk menghitung nilai kejenuhan oksigen digunakan rumus: Kejenuhan (%) =

O 2(u ) x 100% O 2(t )

Keterangan: O2 (u) = Nilai konsentrasi oksigen yang diukur (mg/l) O2 (t) = Nilai konsentrasi oksigen sebenarnya (pada tabel) sesuai dengan harga temperatur. Hasil perhitungan Kejenuhan Oksigen ada pada Lampiran 13. 3.5.4.9.Kandungan Nitrat Pengukuran nilai Nitrat diukur dengan menggunakan metoda Winkler. Sampel air yang diambil dari setiap kedalaman dimasukkan kedalam botol Winkler, dibawa ke laboratorium Uji Mutu -LP- USU, kemudian dihitung nilai Nitrat. Alur kerja terlampir (Lampiran 5). 3.5.4.10.Kandungan fosfat Pengukuran nilai Fosfat diukur dengan menggunakan metoda Winkler. Sampel air yang diambil dari setiap kedalaman dimasukkan kedalam botol Winkler, dibawa ke laboratorium Uji Mutu -LP- USU, kemudian dihitung nilai Fosfat. Alur kerja terlampir (Lampiran 5 dan Lampiran 6).


Tabel 5. Alat dan Satuan yang Dipergunakan dalam Pengukuran Faktor Fisik-Kimia Perairan

1

Parameter Fisik – KimiaBiologi Temperatur Air

2 3

Penetrasi Cahaya Intensitas cahaya

4

BOD5

cm Candella mg/l

5 6 7 8 9 10 11 12

COD pH Air DO PP Kejenuhan Oksigen Nitrat Fosfat Klorofil a

mg/l mg/l mg/l % mg/l mg/l mg/m3

No

3.6.

Satuan °C

Alat

Tempat Pengukuran

Termometer Air Raksa Keping Sechii Lux meter

In - situ

Metoda Winkler dan inkubasi Metoda Winkler pH meter Metoda Winkler Metoda Winkler Spektrofotometri Spektrofotometri Spektrofotometri

Lab.Kimia Puslit USU

In - situ In - situ

Lab.Kimia Puslit USU In - situ In - situ In - situ In - situ Lab.Uji Mutu-LP USU Lab.Uji Mutu-LP USU Lab.Kimia Puslit USU

Analisis Data Data yang diperoleh diolah dengan menghitung Nilai Produktivitas Primer,

Klorofil -a, Kejenuhan Oksigen, dengan Analisis of varians (ANOVA). 3.6.1. Rumus Menghitung Nilai Produktivitas Primer (PP) Cara yang umum dipakai untuk mengukur nilai Produktivitas Primer suatu perairan adalah menggunakan botol terang dan gelap. Produktivitas Primer dapat diukur sebagai Produktivitas kotor dan Produktivitas bersih. Hubungan diantara keduanya dapat dinyatakan sebagai berikut:


Produktivitas bersih (PN) = Produktivitas Kotor (PG) – Respirasi (R) Keterangan: R = (O2) awal – (O2) akhir pada botol gelap Pg = (O2) akhir pada botol terang – (O2) akhir pada botol gelap Untuk mengubah nilai mg/l oksigen menjadi mg C/m3, maka nilai dalam mg/l dikalikan dengan faktor 375,36, hal ini akan menghasilkan mg C/m3 untuk jangka waktu pengukuran. Untuk mendapatkan nilai produktivitas dalam satuan hari, maka nilai perjam harus dikalikan dengan 12, mengingat cahaya matahari hanya selama 12 jam per hari (Barus, 2004). 3.6.2. Rumus Menghitung Klorofil -a Untuk menghitung konsentrasi klorofil a digunakan rumus: Klorofil a (mg/m3) = (11,0)(2,43)(A1 – A2)(V1/V2)/d Dengan catatan: 11,0 2,43 A1 A2 V1 V2 D

= = = = = = =

koefisien absorsi faktor koreksi absorbsi klorofil a dan pheophytin sampel absorban sampel yang disaring (m3) volume ekstrak aseton (liter) volume sampel yang disaring (m3) Diameter kuvet (cm nilai A1 dan A2 terlebih dahulu dikoreksi dengan mengurangkan dari absorban blanko 730 nm (Sugianto, 2004).

3.6.3. Kejenuhan Oksigen Untuk menghitung nilai kejenuhan oksigen digunakan rumus: Kejenuhan (%) =

O 2(u ) x 100% O 2(t )


O2 (u) = Nilai konsentrasi oksigen yang diukur (mg/l) O2 (t) = Nilai konsentrasi oksigen sebenarnya (pada tabel) sesuai dengan harga temperatur. Tabel Nilai oksigen terlarut maksimum dapat dilihat pada Lampiran 3.

3.6.4. Uji F/Analisis of Varians Uji F dilakukan dengan menggunakan metode komputerisasi SPSS Ver.16. Pada kasus ini uji ANOVA satu faktor digunakan untuk melihat apakah ada perbedaan yang nyata antara PP di antara stasiun dan kedalaman.

3.7.

Analisis Korelasi Pearson Analisis Korelasi Pearson dilakukan dengan menggunakan analisis korelasi

pearson SPSS Ver.16.00 (Santoso, S. 2005). Uji ini merupakan uji statistik untuk mengetahui korelasi antara faktor fisik kimia perairan dengan nilai Produktivitas Primer. Menurut Sugiyono (2005), menyatakan nilai indeks korelasi sebagai berikut pada Tabel 6: Tabel 6. Interval Korelasi dan Tingkat Hubungan Antar Faktor Interval Koefisien

Tingkat Hubungan

0,00 - 0,199

Sangat Rendah

0,20 - 0,399

Rendah

0,40 - 5,99

Sedang

O,60 - 0,799

Kuat

O,80 - 1,00

Sangat Kuat

Sumber: Sugiyono, 2005


BAB IV HASIL DAN PEMBAHASAN

4.1.

Nilai Produktivitas Primer, Faktor Fisik Kimia Perairan, dan Konsentrasi Klorofil - a Berdasarkan hasil Penelitian yang dilakukan di Danau Toba Balige,

Kabupaten Tobasa didapatkan nilai rata-rata faktor fisik kimia, sebagai berikut: Tabel 7. Nilai Produktivitas Primer, Faktor Fisik Kimia Perairan, dan Konsentrasi Klorofil-a St

1

2

3

4

Kd m

PP mgC/m3/hari

Klorofil -a mg/m3

DO mg/l

BOD5 mg/l

NO3 mg/l

PO4 mg/l

COD mg/l

pH -

Suhu 0 C

P.C m

I.C Cd

Kej .O2 %

0

150,14

5,35

7,00

1,6

0,3970

0,0250

3,1872

7,1

24,5

-

-

85,57

5

275,26

18,711

7,20

2,2

0,3382

0,0150

3,1872

7,1

24

-

-

87,27

10

75,08

10,69

7,00

1,1

0,3455

0,0266

3,1872

7,2

24

-

-

84,85

Rt 2 0

166,83

11,51

7,07

1,63

0,36

0,0222

3,1872

7,13

24,17

10

741

85,90

475,45

66,825

7,1

0.3

0,3897

0,0133

9,5616

7,2

25

-

-

87,55

5

125,12

56,133

6,80

O,8

0,4558

0,0108

9,5616

7,3

24,5

-

-

83,13

10 Rt 2 0

110,00 236,86

16,038 46,33

6,80 6,90

1,1 0,733

0,5147 0.4534

0,0158 0,0133

9,5616 9,5616

7,26 7,25

25 24,83

10

767

83,85 84,84

110,00

72,17

7,2

1,0

0,3897

0,0133

11,1552

7,3

25

-

-

88,78

5

110,00

163,053

6.60

0,4

0,3602

0,0108

11,1552

7,2

25

-

-

81,38

10

125,13

122,958

6,90

0,7

0,4779

0,0158

11,1552

7,3

25

-

-

85,08

Rt 2 0

115,43

119,39

6,90

0,7

0,4093

0,0133

11,1552

7,27

25

10

915

85,08

800,77

205,821

7,20,

0,4

0,2794

0,0125

6,3744

7,3

24,5

-

-

88,01

5

525,50

227,205

7,10

1,7

0,2058

0,0116

6,3744

7,5

24

-

-

90,90

10

925,89

243,24

7,10

2,5

0,2426

0,0128

6,3744

7,3

25

-

-

92,48

Rt2

750,72

225,42

7,13

1,53

0,2426

0,0123

6,3744

7,34

24,5

10

505

90,46

Keterangan: ST. 1 : Dermaga Balige (2o20′09,7″LU dan 99o 03′39,2 ″BT.) ST. 2 : Lumban Bulbul (2o20′42,2″LU dan 99o 03′ 59,3 ″BT.) ST. 3 : Lumban Binanga/Silintong (2o20′56,2″ LU dan 99o, 02′34,1″BT) ST. 4 : Tara Bunga (2o 21′ ,38,3″LU dan 99o 01′30,7 ″BT) PP : Produktivitas Primer Kd : Kedalaman PC : Penetrasi cahaya Mangatur Sitorus : Hubungan Nilai Produktivitas Primer Dengan Konsentrasi Klorofil a, Dan Faktor Fisik Kimia Di Perairan Danau Toba, Balige, Sumatera Utara, 2009 USU Repository © 2008

IC : Intensitas cahaya Kej.O2 : Kejenuhan Oksigen

1. Produktivitas Primer (PP) Dari data Tabel 7, dapat dilihat bahwa nilai rata-rata PP tertinggi terdapat pada stasiun 4 (Tara Bunga) sebesar 750,72 mgC/m3 /hari, sedangkan nilai PP terendah pada stasiun 3 (Lbn Silintong/Binanga) sebesar 115,43 mgC /m3/ hari, sedangkan nilai konsentrasi klorofil-a tertinggi ada pada stasiun 4 dengan nilai ratarata 225,42 mg/m3, dan terendah pada stasiun 1 (dermaga Balige) dengan nilai ratarata sebesar 11,51 mg/m3. Tingginya nilai PP pada stasiun 4 karena memiliki intensitas cahaya yang maksimal dan jauh dari aktivitas manusia sehingga aktivitas fotosintesis fitoplankton berlangsung dengan baik. Tingginya nilai konsentrasi klorofil-a di stasiun 4 sangat mendukung untuk proses fotosintesis sehingga menghasilkan nilai PP yang tinggi. Menurut Barus (2001: 113), pengaruh keanekaragaman plankton di suatu ekosistem perairan dapat menyebabkan laju fotosintesis yang tinggi sehingga menghasilkan PP yang tinggi. Keadaan seperti ini diduga fitoplankton yang berperan sebagai produsen primer sudah mencapai pertumbuhan dan perkembangan secara optimal. Selain kondisi biologisnya, juga dapat disebabkan oleh kondisi fisika dan kimia perairan yang sangat mendukung dan menguntungkan untuk tumbuh dan berkembangnya para produsen primer tersebut. Pada fotosintesis terjadi proses penyerapan energi cahaya dan karbondioksida serta pelepasan oksigen sebagai salah satu dari produk fotosintesis tersebut.


2. Klorofil -a Klorofil-a merupakan salah satu parameter yang sangat menentukan produktivitas primer di perairan. Sebaran dan tinggi rendahnya konsentrasi klorofil-a sangat terkait dengan kondisi fisik-kimia suatu perairan. Beberapa parameter fisikkimia yang mengontrol dan mempengaruhi sebaran klorofil-a, adalah intensitas cahaya, nutrien. Perbedaan parameter fisika-kimia tersebut secara langsung merupakan penyebab bervariasinya produktivitas primer di beberapa tempat di perairan. Pada Tabel 7 Nilai rata-rata klorofil-a tertinggi ada pada stasiun 4 yaitu 225,42 mg/m3 dan yang terendah ada pada stasiun 1 yaitu 11,51 mg/m3. Tingginya konsentrasi Klorofil-a di stasiun 4 (Tara Bunga) merupakan salah satu parameter yang sangat menentukan tingginya nilai PP di stasiun 4 sebagaimana terlihat pada Tabel 7. Peningkatan nilai PP merupakan hasil proses fotosintesis sebanding dengan jumlah oksigen yang dihasilkan, dan kandungan oksigen terlarut di perairan dapat memberikan petunjuk tentang tingginya PP disuatu perairan. Klorofil-a merupakan salah satu parameter yang sangat menentukan PP di danau, di mana kelimpahan fitoplankton yang tinggi akan menghasilkan oksigen yang lebih banyak jika dibandingkan dengan kelimpahan fitoplankton yang rendah, artinya kelimpahan fitoplankton yang tinggi cenderung menghasilkan oksigen yang tinggi sebagai hasil dari proses fotosintesis.


3. Dissolved Oxygen (DO) Kandungan oksigen terlarut sangat berperan di dalam menentukan kelangsungan hidup organisma perairan untuk mengoksidasi nutrient yang masuk kedalam tubuhnya. Sumber oksigen terlarut dalam air berasal dari difusi oksigen yang terdapat di atmosfer, arus atau aliran air melalui air hujan serta aktivitas fotosintesis oleh tumbuhan air dan fitoplankton (Novonty dan Olem, 1994). Nilai dissolved oxygen (DO) pada Tabel 7 yang diperoleh dari keempat stasiun pengamatan berkisar rata-rata antara 6,90 - 7,13 mg/l, dengan nilai tertinggi terdapat pada stasiun 4 sebesar 7,13 mg/l dan terendah pada stasiun 2 dan 3 sebesar 6,90 mg/l, dengan kisaran kejenuhan O2 yaitu 84,84% - 90,46%. Kadar oksigen berkurang dengan semakin meningkatnya suhu, ketinggian, dan berkurangnya tekanan atmosfer Jeffries dan Mills, (1996). Nilai rata-rata kejenuhan oksigen yang paling besar terdapat pada stasiun 4 (Tara Bunga) sebesar 90,46%, hal ini disebabkan badan perairan memiliki sumber pemasukan oksigen yang cukup besar yang berasal dari hasil fotosintesis fitoplankton. Tingginya nilai oksigen terlarut pada stasiun 4 karena adanya keberadaan tumbuhan air yang menghasilkan oksigen sehingga meningkatkan nilai kelarutan oksigen, sedangkan rendahnya nilai oksigen terlarut pada stasiun 2 dan 3 disebabkan karena kurangnya keberadaan tumbuhan air yang menghasilkan oksigen. Schwrobel (1987) dalam Barus (1996: 111), menyatakan bahwa nilai oksigen terlarut pada suatu perairan mengalami fluktuasi harian maupun musiman, yang sangat dipengaruhi oleh perubahan temperatur dan aktivitas fotosintesis tumbuhan Mangatur Sitorus : Hubungan Nilai Produktivitas Primer Dengan Konsentrasi Klorofil a, Dan Faktor Fisik Kimia Di Perairan Danau Toba, Balige, Sumatera Utara, 2009 USU Repository © 2008

yang akan menghasilkan oksigen. Terjadinya penurunan nilai oksigen terlarut menyebabkan kebutuhan DO oleh biota air untuk menguraikan limbah tersebut akan meningkat, di samping itu terjadi penambahan nilai kejenuhan oksigen yang menunjukkan ada defisit oksigen pada lokasi yang seharusnya dapat diserap oleh air pada lokasi tersebut. Dengan rata-rata konsentrasi oksigen terlarut lebih tinggi dari 7,13 mg/l, sesuai dengan standar baku mutu air untuk air minum yang disyaratkan > 6 mg/l baku mutu air PP No. 82 Tahun 2001 dalam Barus hal.163, artinya air danau toba Balige kriteria kelas I, layak untuk diminum. 4. BOD5 Dari data Tabel 7 nilai BOD5 pada keempat stasiun penelitian berbeda, berkisar 0,3 – 2,5 mg/l, maka berdasarkan hal tersebut perairan danau Toba Balige belum tercemar. Nilai BOD5 yang tertinggi terdapat pada stasiun 1 sebesar 1,63 mg/l dan terendah pada stasiun 3 sebesar 0,7 mg/l. Adanya perbedaan nilai BOD5 di setiap stasiun penelitian disebabkan oleh jumlah bahan organik yang berbeda pada masingmasing stasiun, yang berhubungan dengan defisit oksigen karena oksigen tersebut digunakan oleh mikroorganisme dalam proses penguraian bahan organik sehingga mengakibatkan nilai BOD5 meningkat. Tingginya nilai BOD5 pada stasiun 1 dikarenakan adanya berbagai aktivitas masyarakat yang terdapat pada stasiun tersebut. Terjadinya penambahan nilai BOD5 pada lokasi pemukiman penduduk karena buangan limbah organik yang memberikan fluktuasi terhadap nilai BOD5 tersebut, hal ini disebabkan masuknya limbah organik ke badan perairan, sehingga menyebabkan kebutuhan oksigen terlarut oleh biota air Mangatur Sitorus : Hubungan Nilai Produktivitas Primer Dengan Konsentrasi Klorofil a, Dan Faktor Fisik Kimia Di Perairan Danau Toba, Balige, Sumatera Utara, 2009 USU Repository © 2008

(bakteri) untuk mengurainya akan meningkat. Nilai BOD5 yang diperoleh pada lokasi pengamatan pada prinsipnya menunjukkan indikasi rendahnya kadar bahan organik di dalam air, karena nilai BOD5 merupakan parameter indikator pencemaran oleh zat organik, di mana semakin tinggi nilai BOD5, menyebabkan semakin tinggi tingkat pencemaran oleh zat organik dan sebaliknya (Barus, 2001: 65). 5. Nitrat (NO3) Rendahnya konsentrasi nitrat ini di duga senyawa nitrat telah dibongkar oleh segolongan bakteri-bakteri dinitrifikasi menjadi nitrogen-nitrogen bebas juga karena tidak sepenuhnya diubah menjadi nitrat oleh bakteri anaerob (Effendi, 2003). Dari Tabel 7 dapat dilihat rata-rata kadar Nitrat pada keempat stasiun pengamatan rendah berkisar antara 0,2426 - 0,4534 mg/l. Kadar nitrat tertinggi dijumpai pada stasiun 2 dengan rata-rata 0,4534 mg/l dan terendah pada stasiun 4 dengan rata-rata 0,2426 mg/l. Hal ini disebabkan adanya mikroorganisme yang mengoksidasi amonium/ amoniak menjadi nitrit dan akhirnya menjadi nitrat pada setiap stasiun yang berbeda. Mackentum (1969) dalam Haerlina (1987: 8), menyatakan bahwa kadar nitrat yang optimal untuk pertumbuhan fitoplankton adalah 3,9-15,5 mg/l. Secara alamiah kadar nitrat biasanya rendah namun kadar nitrat dapat menjadi tinggi sekali dalam air tanah di daerah yang diberi pupuk nitrat/nitrogen (Alaerts, 1987). Tingginya unsur nitrat pada stasiun 2 disebabkan lokasi ini merupakan lokasi pemukiman penduduk dan banyaknya aktivitas masyarakat yang menghasilkan limbah domestik yang mengakibatkan peningkatan kadar nitrat di badan perairan. Konsentrasinya di dalam perairan akan semakin bertambah bila semakin dekat dari titik pembuangan (semakin Mangatur Sitorus : Hubungan Nilai Produktivitas Primer Dengan Konsentrasi Klorofil a, Dan Faktor Fisik Kimia Di Perairan Danau Toba, Balige, Sumatera Utara, 2009 USU Repository © 2008

berkurang bila jauh dari titik pembuangan yang disebabkan aktivitas dari mikroorganisme), yang akan mengoksidasi amonium menjadi nitrit yang akhirnya menjadi nitrat. 6. Fosfat (PO4) Menurut Perkins (1974), kandungan fosfat yang terdapat di perairan umumnya tidak lebih dari 0,1 mg/l, kecuali pada perairan yang menerima limbah dari rumah tangga dan industri tertentu, serta dari daerah pertanian yang mendapat pemupukan fosfat. Dari Tabel 7 dapat dilihat konsentrasi kadar fosfat pada ke empat stasiun pengamatan berkisar antara 0,0123-0,0222 mg/l. Nilai kadar fosfat tertinggi dijumpai pada stasiun 1 dengan nilai 0,0222mg/l dan terendah pada stasiun 4 dengan nilai 0,0123 mg/l. Hal ini disebabkan masuknya limbah dari kapal, limbah industri, limbah dari hasil pertanian seperti pupuk yang masuk ke badan perairan, sehingga dapat meningkatkan nilai fosfat di lokasi ini. Alaerts (1987: 234), terjadinya penambahan konsentrasi fosfat sangat dipengaruhi oleh adanya masukan limbah industri, penduduk, pertanian dan aktivitas masyarakat lainnya. Fosfor terutama berasal dari sedimen yang selanjutnya akan terinfiltrasi ke dalam air tanah dan akhirnya masuk ke dalam sistem perairan terbuka (badan perairan). Selain itu dapat berasal dari atmosfer dan bersama dengan curah hujan masuk ke dalam sistem perairan (Barus, 2004: 68). 7. Chemical Oxygen Demand (COD) Effendi (2003) menggambarkan COD sebagai jumlah total oksigen yang dibutuhkan untuk mengoksidasi bahan organik secara kimiawi, baik yang dapat Mangatur Sitorus : Hubungan Nilai Produktivitas Primer Dengan Konsentrasi Klorofil a, Dan Faktor Fisik Kimia Di Perairan Danau Toba, Balige, Sumatera Utara, 2009 USU Repository © 2008

didegradasi secara biologi maupun yang sukar didegradasi menjadi CO2 dan H2O. Berdasarkan kemampuan oksidasi, penentuan nilai COD dianggap paling baik dalam menggambarkan keberadaan bahan organik, baik yang dapat didekomposisi secara biologis maupun yang tidak. Pada Tabel 7 terdapat nilai COD dengan rata-rata 3,1872 - 11,1552 mg/l, yang tertinggi di stasiun 3 yaitu 11,1552 mg/l dan nilai COD terendah di stasiun 1 yaitu 3,1872 mg/l, dengan memperhatikan kadar COD yang cukup tinggi, maka perairan memerlukan kadar oksigen untuk proses oksidasi kimia, hal ini menurunkan cadangan oksigen dalam air. Konsentrasi karbon dioksida ini cukup untuk menunjang kebutuhan akan karbon dioksida oleh tumbuhan air untuk proses fotosintesis. 8. Derajat Keasaman (pH) Berdasarkan hasil pengukuran nilai pH pada keempat stasiun penelitian didapatkan nilai pH berkisar 7,13 – 7,34, hal ini sebagai acuan idealnya perairan Danau Toba untuk kehidupan fitoplankton. Nilai pH pada keempat stasiun berbedabeda tergantung kondisi perairan pada masing-masing stasiun penelitian. Nilai pH tertinggi terdapat pada stasiun 4 (Tara Bunga) sebesar 7,34 dan terendah pada stasiun 1 (Dermaga Balige) sebesar 7,13. Cole (1988), menyatakan bahwa adanya perbedaan nilai pH pada suatu perairan disebabkan penambahan atau kehilangan CO2 melaui proses fotosintesis yang akan menyebabkan perubahan pH di dalam air. Nilai pH di suatu perairan sangat dipengaruhi oleh kemampuan air untuk melepas atau mengikat sejumlah ion hidrogen yang menunjukan larutan tersebut asam atau basa (Barus, 1996; Michael, 1984). Hawkes (1979) dalam Sinambela Mangatur Sitorus : Hubungan Nilai Produktivitas Primer Dengan Konsentrasi Klorofil a, Dan Faktor Fisik Kimia Di Perairan Danau Toba, Balige, Sumatera Utara, 2009 USU Repository © 2008

(1994: 33), menyatakan bahwa kehidupan dalam air masih dapat bertahan bila perairan mempunyai kisaran pH 5-9. Secara keseluruhan, nilai pH yang didapatkan dari keempat stasiun penelitian masih mendukung kehidupan biota perairan. Dari data Tabel 7 nilai pH perairan Danau Toba Balige rata-rata antara 7,13 – 7,34, hal ini menunjukkan perairan masih dalam kisaran normal. Menurut Barus (2004: 61), menyatakan bahwa nilai pH yang ideal bagi kehidupan organisme air pada umumnya terdapat antara 7 - 8,5. Dengan kisaran pH seperti ini dapat dikategorikan perairan yang produktif, ini didukung baku mutu air PP No. 82 Tahun 2001 dalam Barus (163), artinya air Danau Toba Balige kriteria kelas I, layak untuk diminum, yang menyatakan pH air 6 – 9 tergolong perairan produktif. 9. Suhu Dari data Tabel 7, suhu air pada keempat stasiun penelitian berkisar 24-25oC, hal ini menyatakan perbedaan temperatur air antara permukaan dan kedalaman tidak terlalu jauh di perairan Danau Toba Balige. Kisaran temperatur di Danau Toba Balige tidak mengalami fluktuasi atau relatif konstan karena tidak mengalami perubahan yang tinggi. Temperatur rata-rata tertinggi terdapat pada stasiun 3 sebesar 25oC dan terendah pada stasiun 1 sebesar 24,17oC. Perbedaan temperatur air pada setiap stasiun penelitian disebabkan perbedaan tempat pengukuran serta kondisi cuaca saat pengukuran dilakukan pada masingmasing stasiun. Peningkatan suhu mengakibatkan peningkatan viskositas, reaksi kimia dan evaporasi, peningkatan suhu air juga mengakibatkan penurunan kelarutan gas dalam air seperti O2, CO2, N2, dan CH4 (Haslam, 1995). Menurut Brehm dan Mangatur Sitorus : Hubungan Nilai Produktivitas Primer Dengan Konsentrasi Klorofil a, Dan Faktor Fisik Kimia Di Perairan Danau Toba, Balige, Sumatera Utara, 2009 USU Repository © 2008

Meijering (1990) dalam Barus (1996: 45 ), pola suhu ekosistem perairan dipengaruhi oleh berbagai faktor seperti intensitas cahaya matahari, pertukaran panas antara air dengan udara di sekelilingnya dan juga faktor kanopi (penutupan oleh vegetasi) dari pepohonan yang tumbuh di tepi. Temperatur air di Danau Toba umumnya homogen yang berfluktuasi secara vertikal sesuai dengan kedalaman lapisan air. Hasil penelitian ditemukan bahwa nilai temperatur air pada lapisan permukaan Danau Toba Balige tidak berbeda jauh jika dibandingkan pada temperatur pada berbagai kedalaman danau (pada kedalaman 0 m - 10 m), perbedaannya didapatkan hanya 1oC. Hal ini menunjukkan sangat sulit menemukan daerah termoklin, di mana terjadi degradasi temperatur dengan sangat drastis dengan menambah kedalaman suatu badan perairan (Barus, 2004: 107). 10. Penetrasi Cahaya Kecerahan ini berhubungan erat dengan penetrasi cahaya matahari yang dapat menembus perairan tersebut. Kecerahan tertinggi pada hari pengamatan adalah sebanding dengan iluminasi cahaya yang juga tertinggi pada hari pengamatan tersebut. Begitu juga sebaliknya, yang terjadi dengan kecerahan yang bernilai rendah, maka penulis melakukan penelitian pada kecerahan matahari tertinggi yang terjadi sepanjang minggu itu. Kecerahan merupakan ukuran transparansi perairan yang ditentukan secara visual dengan menggunakan secchi disk (Effendi, 2003). Kecerahan perairan sangat dipengaruhi oleh keberadaan padatan tersuspensi, zat-zat terlarut, partikel-partikel dan warna air. Pengaruh kandungan lumpur yang dibawa oleh aliran


sungai dapat mengakibatkan tingkat kecerahan air danau menjadi rendah, sehingga dapat menurunkan nilai produktivitas perairan (Nybakken, 1992). Dari hasil pengukuran didapatkan bahwa penetrasi antara keempat stasiun penelitian ini rata-rata sebesar 10 m. Hal ini menunjukkan bahwa kejernihan badan air antara keempat stasiun ini masih relatif sama. Besar nilai penetrasi cahaya ini dapat diidentikkan dengan kedalaman air yang memungkinkan masih berlangsungnya proses fotosintesis. Nilai penetrasi cahaya sangat dipengaruhi oleh intensitas cahaya matahari, kekeruhan air serta kepadatan plankton suatu perairan, menurut Nybakken (1992: 62), menyatakan bahwa adanya zat-zat tersuspensi dalam perairan akan menimbulkan kekeruhan pada perairan tersebut dan kekeruhan ini akan mempengaruhi ekologi dalam hal penurunan penetrasi cahaya yang sangat mencolok. Menurut Odum (1998: 370), bahwa penetrasi cahaya seringkali dihalangi oleh zat-zat terlarut di dalam air sehingga membatasi zona fotosintesis. 11. Intensitas Cahaya Pada Tabel 7, hasil pengukuran didapatkan bahwa intensitas cahaya tertinggi sebesar 915 Cd pada stasiun 3. Sedangkan intensitas cahaya terendah sebesar 505 Cd pada stasiun 4. Perbedaan yang terjadi disebabkan adanya perbedaan lintang pengukuran pada lokasi pengambilan sampel. Faktor cahaya matahari yang masuk ke badan air akan mempengaruhi sifat optis dari air. Sebagian cahaya matahari tersebut akan diabsorbsi dan sebagian lagi akan dipantulkan keluar dari permukaan, dengan bertambahnya kedalaman lapisan air, maka intensitas cahaya akan mengalami


perubahan yang signifikan baik secara kualitatif maupun secara kuantitatif (Barus, 2004: 43). 12. Kejenuhan Oksigen Pada Tabel 7, nilai rata-rata kejenuhan oksigen yang tertinggi ada pada stasiun 4 yaitu 90,46% dan yang terendah terdapat pada stasiun 2 yaitu 84,84% hal ini berarti dari 4 stasiun memiliki kelarutan oksigen yang cukup baik dibandingkan dengan stasiun 2, hal ini disebabkan badan perairan memiliki sumber pemasukan oksigen yang cukup besar yang berasal dari hasil fotosintesis fitoplankton, didukung lingkungan yang jauh dari aktivitas penduduk.

4.2.

Uji F/Uji ANOVA Data PP pada empat stasiun dengan tiga Kedalaman di Analisis dengan SPSS

Versi 16, hasilnya sebagai berikut: Tabel 8. Uji Hubungan Diantara Variabel PP dengan Stasiun dan Kedalaman Sumber Model koreksi Menangkap Stasiun Kedalaman Stasiun * Kedalaman kesalahan Total Total koreksi

Jumlah kuadrat 2929360,002 3569530.062 2349955.394 95184.089 483417.436 146526.131 6644613.112 3075083.050

Derajat bebas 11 1 3 2 6 24 36 35

Kudrat tengah 266232.447 3569530.062 783318.465 47592.045 80569.573 6105.255

Tanda .000 .000 .000 .002 .000

F Hitung 43.607 584.665 128.302 7.795 13.197

F Tabel 0,05 0,01 8,76 19,40 4,03

27,13 99,41 7,79


Analisis Pada Tabel 8. Dapat kita lihat hubungan Poduktivitas Primer dengan Stasiun, hubungan Produktivitas Primer dengan kedalaman dan bagaimana interaksi Stasiun dan Kedalaman terhadap Produktivitas Primer, hasil analisis Uji ANOVA (Analisis of Variance) sebagai berikut: Uji ANOVA digunakan untuk melihat apakah ada perbedaan yang nyata: antara PP pada setiap stasiun dan antara PP pada setiap kedalaman. Perbedaan rata-rata PP berdasarkan stasiun, hipotesis untuk kasus ini: Ho = Keempat rata-rata stasiun adalah identik H1 = Keempat rata-rata stasiun adalah tidak identik Dasar Pengambilan Keputusan berdasarkan nilai Probabilitas: Jika probabilitas > 0,05, Ho, diterima Jika probabilitas < 0,05, Ho, ditolak Kesimpulan: Pada Tabel 8. Terlihat bahwa F hitung adalah 128,302 > F Tabel (8,76) dengan Probabilitas 0,000, oleh karena Probabilitas < 0,05, maka Ho ditolak atau rata-rata PP keempat Stasiun tersebut adalah berbeda nyata, sesuai dengan hasil penelitian yang dilakukan di perairan Danau Toba, Balige seperti yang tertulis pada tabel 7, bahwa rata-rata nilai PP pada tiap stasiun berbeda yaitu stasiun 1 = 166,83 mgC/m3/hari, stasiun 2 = 238,86 mgC/m3/hari, stasiun 3 = 115,43 mgC/m3/hari dan pada stasiun 4 = 750,72 mgC/m3/hari.


Perbedaan rata-rata PP berdasarkan kedalaman, hipotesis untuk kasus ini: Ho = Ketiga rata-rata kedalaman adalah identik H1 = Ketiga rata-rata kedalaman adalah tidak identik Dasar Pengambilan Keputusan berdasar nilai Probabilitas: Jika probabilitas > 0,05, Ho, diterima Jika probabilitas < 0,05, Ho, ditolak Kesimpulan: Terlihat bahwa F hitung adalah 7,795 < F Tabel (19,40) dengan Probabilitas 0,02, oleh karena Probabilitas < 0,05, maka Ho diterima atau rata-rata PP keempat kedalaman tersebut adalah tidak berbeda nyata, sesuai dengan hasil penelitian yang dilakukan di perairan Danau Toba,Balige seperti yang tertulis pada Tabel 7, bahwa rata-rata nilai PP pada tiap kedalaman tidak berbeda nyata yaitu kedalaman 0 m = 386,59 mgC/m3/hari, kedalaman = 258,97 mgC/m3/hari, dan pada kedalaman 10 m = 308,83 mgC/m3/hari. Perbedaan rata-rata PP berdasarkan stasiun dan kedalaman, hipotesis untuk kasus ini: Ho = Tidak ada interaksi antara PP keempat stasiun dengan ketiga kedalaman. H1 = Ada interaksi antara PP keempat stasiun dengan ketiga kedalaman. Dasar Pengambilan Keputusan berdasar nilai Probabilitas: Jika probabilitas > 0,05, Ho, diterima Jika probabilitas < 0,05, Ho, ditolak


Kesimpulan: Terlihat bahwa F hitung adalah 13.197 > F Tabel (4,03) dengan Probabilitas 0,000 oleh karena Probabilitas < 0,05, maka Ho ditolak atau ada interaksi antara PP keempat stasiun dengan ketiga kedalaman memang berbeda nyata. Model pada Tabel 8 Bagian ini menjelaskan tiga baris output yang berhubungan dengan penggunaan model ANOVA tersebut, yaitu model koreksi, galad dan total koreksi. 1) Baris total koreksi menyatakan jumlah kuadrat dari variabel PP (sebagai variabel terikat) yaitu 3075083,050. 2) Baris model koreksi menyatakan jumlah kuadrat yang dihitung oleh model ANOVA di atas, yaitu: 2,92936. 3) Baris kesalahan menyatakan jumlah kuadrat yang tidak dihitung oleh model ANOVA di atas, yaitu selisih total koreksi dengan model koreksi: 3075083,050 – 2929360,002 = 145723,048. Perbandingan model koreksi dengan total koreksi sebagai berikut: 2929360,002 X 100%

= 95,24%

3075083,050 Terlihat bahwa 95,43% dari jumlah kuadrat dapat dijelaskan oleh model yang adalah hasil analisis di atas, oleh karena hanya 4,76% yang tidak dapat dijelaskan oleh model, maka bisa dikatakan bahwa model diatas sangat memadai untuk menjelaskan rata-rata Produktivitas Primer antara stasiun dan kedalaman. Kesimpulan hasil


analisis pada tabel di atas menunjukkan bahwa Produktivitas Primer antara stasiun dan kedalaman ada perbedaan yang signifikan, untuk mengetahui pada stasiun dan kedalaman mana yang mengalami perbedaan itu, dilakukan Uji One Way ANOVA, hasilnya sebagai berikut: Tabel 9. Hasil Perbandingan Variabel PP dengan Stasiun Stasiun (I) Tukey HSD

Stasiun 1

Stasiun (J) Stasiun 2

Stasiun 3 Stasiun 4 Stasiun 2 Stasiun 1 Stasiun 3 Stasiun 4 Stasiun 3 Stasiun 1 Stasiun 2 Stasiun 4 Stasiun 4 Stasiun 1 Stasiun 2 Stasiun 3 *. Rata-rata berbeda nyata pada taraf

Beda Ratarata (I-J)

Std. kesalahan

tanda

95% tingkat kepercayaan Batas Batas atas bawah

-66.73111

70.96202

.783

-258.9929

125.5307

58.38444 -583.89333* 66.73111 125.11556 -517.16222* -58.38444 -125.11556 -642.27778* 583.89333* 517.16222* 642.27778* uji 0,05%

70.96202 70.96202 70.96202 70.96202 70.96202 70.96202 70.96202 70.96202 70.96202 70.96202 70.96202

.843 .000 .783 .309 .000 .843 .309 .000 .000 .000 .000

-133.8773 -776.1551 -125.5307 -67.1462 -709.4240 -250.6462 -317.3773 -834.5396 391.6315 324.9004 450.0160

250.6462 -391.6315 258.9929 317.3773 -324.9004 133.8773 67.1462 -450.0160 776.1551 709.4240 834.5396

Pada Tabel 9. Diketahui bahwa ada perbedaan yang sangat signifikan antara Stasiun 1 dengan stasiun 4, antara stasiun 2 dengan stasiun 4, antara stasiun 3 dengan stasiun 4, sebagaimana terlihat pada baris pertama pada hasil Uji Tukey-HSD yang menguji perbedaan PP antara stasiun 1 dengan stasiun PP stasiun 4. Pada kolom Mean Difference (perbedaan rata-rata) diperoleh angka -583,89333*. Pada kolom 95% confidence interval, terlihat range perbedaan mean tersebut berkisar antara 391.6315 sampai -776.1551 unit. Uji signifikansi perbedaan Mean PP antara stasiun 1 dengan stasiun PP stasiun 4, berdasarkan nilai Probabilitas: Mangatur Sitorus : Hubungan Nilai Produktivitas Primer Dengan Konsentrasi Klorofil a, Dan Faktor Fisik Kimia Di Perairan Danau Toba, Balige, Sumatera Utara, 2009 USU Repository © 2008

Jika probabilitas > 0,05, Ho, diterima Jika probabilitas < 0,05, Ho, ditolak Kesimpulan: Terlihat pada Tabel 9, kolom 4 bahwa nilai probabilitas adalah 0,000, maka probabilitas < 0,05 berarti Ho ditolak, dengan demikian perbedaan rata-rata Produktivitas: antara stasiun 1 dengan stasiun 4, stasiun 2 dengan stasiun 4, stasiun 3 dengan stasiun 4 benar-benar berbeda nyata. Tabel 10. Hasil Perbandingan Variabel PP dengan Kedalaman Stasiun (I)

Tukey HSD

kedalaman 0 kedalaman 5 kedalaman 10

Stasiun (J)

Beda Rata-rata (I-J)

Std. Kesalahan

tanda

95% Tingkat Kepercayaan Batas Batas Bawah Atas

kedalaman 5

125.12167

122.67842

.570

-175.9060

426.1493

kedalaman 10 kedalaman 0 kedalaman 10 kedalaman 0 kedalaman 5

75.06833 -125.12167 -50.05333 -75.06833 50.05333

122.67842 122.67842 122.67842 122.67842 122.67842

.815 .570 .913 .815 .913

-225.9593 -426.1493 -351.0810 -376.0960 -250.9743

376.0960 175.9060 250.9743 225.9593 351.0810

Pada Tabel 10. Diketahui bahwa tidak ada perbedaan yang nyata antara Kedalaman 0 m dengan Kedalaman 5 m, antara Kedalaman 0 m dengan Kedalaman 10 m, antara Kedalaman 5 m dengan Kedalaman 10 m, sebagaimana terlihat pada baris pertama pada hasil Uji Tukey-HSD yang menguji perbedaan PP antara Kedalaman 0 dengan Kedalaman PP stasiun 5 m. Pada kolom perbedaan rata-rata diperoleh angka 125.12167. Pada kolom 95% tingkat kepercayaan, terlihat rentang perbedaan rata-rata berkisar antara -175.9060 sampai 426.1493 unit. Uji signifikansi


perbedaan rata-rata PP antara Kedalaman 0 m dengan rata-rata PP Kedalaman 5 m, 10 m, berdasarkan nilai Probabilitas: Jika probabilitas > 0,05, Ho, diterima Jika probabilitas < 0,05, Ho, ditolak Kesimpulan: Terlihat pada Tabel 10, kolom 4 bahwa nilai probabilitas adalah 0,570 sampai 0,913, maka probabilitas > 0,05 berarti Ho diterima, dengan demikian perbedaan rata-rata Produktivitas: antara kedalaman 0 m dengan kedalaman 5 m, kedalaman 0 m dengan kedalaman 10 m, dan kedalaman 5 m dengan 10 m tidak berbeda nyata.

4.3.

Analisis Korelasi Pearson dengan Program SPSS Ver. 16. 00 Berdasarkan pengukuran faktor fisik kimia dan biologi perairan yang telah

dilakukan pada stasiun penelitian dan kedalaman yang dikorelasikan antara Produktivitas Primer dengan faktor lingkungan, maka diperoleh indeks korelasi seperti pada tabel berikut (Lampiran 10). Tabel 11. Nilai Korelasi Pearson dengan Menggunakan Program SPSS Ver. 16. 00 Korelasi Pearson pp

Klorofil

DO

.742(**)

-.191

BOD5 .293

NO3

PO4

COD

-.726(**)

-.371

-.214

pH .345

Suhu .010

Int.Cah

Kej.O2

-.838(**)

.765(**)

Keterangan: (**) : Sangat signifikan Nilai + : Arah korelasi searah Nilai - : Arah korelasi berlawanan

Dari Tabel 11, dapat dilihat bahwa hasil uji korelasi antara beberapa faktor fisik kimia perairan berbeda tingkat dan arah korelasinya. Nilai (+) menunjukkan hubungan yang searah antara nilai faktor fisik kimia perairan dengan nilai Mangatur Sitorus : Hubungan Nilai Produktivitas Primer Dengan Konsentrasi Klorofil a, Dan Faktor Fisik Kimia Di Perairan Danau Toba, Balige, Sumatera Utara, 2009 USU Repository © 2008

produktivitas primer, artinya semakin besar nilai faktor fisik kimianya maka nilai produktivitas primer akan semakin besar pula. Sedangkan nilai (-) menunjukkan hubungan yang berbanding terbalik antara nilai faktor fisik-kimia perairan dengan produktivitas primer, artinya semakin besar nilai faktor fisik-kimia perairan maka produktivitas primer akan semakin kecil, begitu juga sebaliknya, jika semakin kecil nilai faktor fisik-kimia maka nilai produktivitas primer akan semakin besar. Pada Tabel 11, di atas dapat dilihat bahwa klorofil-a, BOD5, pH, suhu, kejenuhan oksigen berkorelasi searah dengan PP, sedangkan DO, nitrat, fosfat, COD dan Intensitas Cahaya berkorelasi berlawanan arah dengan PP. Berdasarkan Interval koefisien korelasi menurut Sugiyono (2005), seperti pada tabel berikut: Tabel 12. Interval Korelasi dan Tingkat Hubungan Antar Faktor Interval Koefisien

Tingkat Hubungan

0,00 – 0,199

Sangat rendah

0,20 – 0,399

Rendah

0.40 – 0,599

Sedang

0,60 – 0,799

Kuat

0,80 – 1,00

Sangat kuat

Sumber: Sugiyono, 2005 Nilai korelasi antara produktivitas primer dengan klorofil-a sebesar 0,742, maka hubungan korelasi antara klorofil-a dengan produktivitas primer memiliki tingkat hubungan yang kuat, sedangkan BOD5 dengan produktivitas primer memiliki tingkat hubungan yang rendah dengan nilai 0,293, pH memiliki tingkat hubungan yang rendah dengan nilai 0,345, suhu memiliki tingkat hubungan yang sangat rendah


dengan nilai 0,010 dan kejenuhan oksigen memiliki tingkat hubungan yang kuat dengan nilai 0,765 (Contoh Perhitungan Lampiran 11). Hasil uji korelasi pada Tabel 12 diperoleh parameter, DO, nitrat, posfat, COD dan intensitas cahaya berkorelasi berlawanan dengan PP. Berdasarkan interval korelasi koefisien menurut Sugiyono (2005), hubungan korelasi antara DO dengan produktivitas primer memiliki tingkat hubungan rendah dengan nilai sebesar 0,191, nitrat dengan nilai 0,726 memiliki tingkat hubungan kuat fosfat dengan nilai 0,371 memiliki tingkat hubungan rendah. COD dengan nilai sebesar 0,214 memiliki tingkat hubungan rendah. Intensitas Cahaya dengan nilai korelasi sebesar 0.838 memiliki tingkat hubungan sangat kuat, sehingga dapat disimpulkan ada pengaruh klorofil-a dan faktor fisik kimia perairan terhadap produktifitas primer dikategorikan kuatrendah sangat rendah-sedang dan sangat kuat, artinya ada salah satu faktor fisik kimia perairan yang mendominasi terhadap produktivitas primer, yaitu Nitrat, intensitas cahaya dan kejenuhan oksigen.


BAB V KESIMPULAN DAN SARAN

5.1.

Kesimpulan Dari hasil penelitian “Hubungan Nilai Produktivitas Primer dengan

Konsentrasi Klorofil-a dan faktor fisik kimia air di Perairan Danau Toba, Balige, Kabupaten Tobasa”, dapat ditarik beberapa kesimpulan sebagai berikut: 1. Ada hubungan nilai produktivitas primer dengan konsentrasi klorofil-a dan faktor fisik kimia air. 2. Nilai rata-rata Produktivitas Primer tertinggi di stasiun 4 sebesar 750,72 mg C/m3/hari, terendah di stasiun 3 yaitu 115,43 mg C/m3/hari. 3. Nilai Produktivitas Primer pada stasiun 4 sangat berbeda nyata terhadap nilai produktivitas primer pada stasiun 1, stasiun 2 dan stasiun 3. 4. Nilai Produktivitas Primer pada kedalaman 0 m, 5 m, 10 m tidak berbeda nyata di empat stasiun penelitian. 5. Nilai rata-rata konsentrasi klorofil-a tertinggi di stasiun 4 sebesar 225,423 mg/m3, dan terendah di stasiun 1 sebesar 11,51 mg/m3.

5.2.

Saran Diharapkan bagi peneliti selanjutnya dapat melakukan dan melanjutkan

penelitian mengenai produktivitas primer, dan hubungannya dengan kualitas air di perairan Danau Toba, Balige, Kabupaten Tobasa. Mangatur Sitorus : Hubungan Nilai Produktivitas Primer Dengan Konsentrasi Klorofil a, Dan Faktor Fisik Kimia Di Perairan Danau Toba, Balige, Sumatera Utara, 2009 USU Repository © 2008

DAFTAR PUSTAKA

Alaert, G. &, Sri, S. 1987. Metode Penelitian Air: Usaha Nasional. Surabaya. [APHA] American Public Health Association, [AWWA] American Water Works Association. 1995. Standart Methods for the Examination of Water and Waste Water. Ed. Washington. Barus, T.A. 2001. Pengantar Limnologi, Studi tentang Ekosistem Air Daratan Jurusan Biologi. Fakultas MIPA USU. Medan. .................... 2004. Pengantar Limnologi, Studi tentang Ekosistem Sungai dan Danau. Jurusan Biologi. Fakultas MIPA USU. Medan. Boyd, C.E. 1982. Water Quality in Warm Water Fish Pond. Auburn University Agricultural Experimenta Satation. Auburn Alabama. Campbell, J.B; Reece, L.G; Mitchell. 2004. Biologi. Edisi Kelima. Jilid 3. Penerbit Erlangga. Jakarta. Chester, R. 1990. Marine Geochemistry. Unwin Hyman Ltd. London. Cole, G.A. 1988. Textbook of Limnologi. Third Edition. Waverland Press Inc. New Work ISA. Connel, W. Des dan Gregor. J.Miller. 1995. Kimia dan Ekotoksikologi Pencemaran. Alih Bahasa; Yanti Koestori. Universitas Indonesia. Jakarta. Damanik, S. J., J. Anwar, N. Hisyam, A. J. Whitten. 1984. Ekologi Ekosistem Sumatera. Yogyakarta: Universitas Gajah Mada Press. Davis, M.L., and D.A. Cornwell. 1991. Introduction to Environmental Engi neering . Second edition. Mc-Graw-Hill, Inc. New York. Dinas Perikanan Daerah Tingkat I Sumatera Utara. 1993. Laporan Kegiatan dalam Rangka Persiapan Penetapan Zona Reservat Danau Toba. Medan. Direktorat Jendral Pendidikan Tinggi Departemen Pendidikan dan Kebudayaan. 1994. Analisa Kimia dan Limbah Industri. Laporan Pelaksanaan Kursus Analisa Limbah Indusri Angkatan II Staff Akademik PTPN Indonesia Bagian Timur 7 – 12 Juli 1994. Mangatur Sitorus : Hubungan Nilai Produktivitas Primer Dengan Konsentrasi Klorofil a, Dan Faktor Fisik Kimia Di Perairan Danau Toba, Balige, Sumatera Utara, 2009 USU Repository © 2008

Dojildo, J.R., and G.A. Best. 1992. Chemistry of Water and Water Pollution. Ellis Horwood Limited. New York. Emberlin, J.C. 1983. Introduction to Ecology. Mac Donald and Evans. Estrover, Plymouth. Effendie, M.I., 2003. Biologi Perikanan. Yayasan Pustaka Nusantara. Fergusson, M. N. 1996. A Text Book of Parnacognasy. The Macmillan Company, New York. Goldman, C.R. & A.J Horne 1983. Limnology. Mc. Graw Hill. New York. Haerlina, E. 1987. Komposisi dan Distribusi Vertikal Harian Fitoplankton pada Siang dan Malam Hari di Perairan Pantai Bojonegoro, Teluk Banten. Fakultas Perikanan Bogor. IPB. Haryadi, S. 2003. Pencemaran Daerah Aliran Sungai (DAS). Di dalam Workshop Pengembangan Konsep Bioregional Sebagai Dasar Pengelolaan Kawasan Secara Berkelanjutan. Bogor, 4-5 Nopember 2002. Pusat Penelitian Biologi LIPI. Bogor. pp. 165-172. Haslam, S.M. 1995. River Pollution, an Ecological Perspective. Belhaven Press. London UK. Heddy, S & Kurniati. 1996. Prinsip-prinsip Dasar Ekologi. PT Raja Grafindo Persada. Jakarta. Hendersend-Seller, B., and H.R. Markland. 1987. Decaying Lakes, The Origin and Control of Cultural Eutrophication. John wiley & Sons. Britain. Hutabarat, S. 1998. Produktivitas Perairan dan Plankton. UI Press. Jakarta. Hutabarat, S., dan S.M. Evans. 1984. Pengantar Oseonografi. UI Press. Jakarta. http://www.pikiran-rakyat.com/cetak/1004/07/cakrawala/lain04. tanggal 12 Mei 2008.

htm,

diakses

http://www.google.co.id/search ?h l= id&q= Biro Bina Lingkungan Hidup, Bappeda 2000 diakses tanggal 12 Pebruari 2008. http://www.google.co.id/search,G:\ikan ruyitno_files, kualitas air laut untuk budidaya perikanan. Mangatur Sitorus : Hubungan Nilai Produktivitas Primer Dengan Konsentrasi Klorofil a, Dan Faktor Fisik Kimia Di Perairan Danau Toba, Balige, Sumatera Utara, 2009 USU Repository © 2008

http://pustaka.ut.ac.id/puslata/online.php,menu=bmpshort_detail2&ID=53 diakses tanggal 19-9- 2008 jumat ,Energi dalam Ekosistem, Daniel Primawanto.

http://tapanuligo.blogspot.com/2008/04/ Menyatukan Kesepahaman Pengelolaan. html, diakses tanggal 19‐9‐2008. Jeffries, M., and D. Mills. 1996. Freshwater Ecology, Principles and Applica tions. John Wiley and Sons. Chicester UK. Jorgensen, S.E. and R.A.Volleweiden.1989. Guedelines of Like Management, Principles of Like Management, Vol.1.International Like Enviroment Committee United Nations Enviromental Programme, Shiga. Japan. ________. 1990. Lake Management. Pergamond Press Ltd. Oxford-Great Britain. Kimbal, J.W. 1999. Biologi. Edisi Kelima. Jilid 3. Erlangga. Jakarta. Koesbiono. 1989. Dasar-Dasar Ekologi Umum. IPB. Bogor. Lee Kwan Yi and Laksono. 1978. The Water. Publishers. United States of America, 2460 Kerper Boulevard Dubuque IA 52001. Lemusluoto, P.O. 1977. Introduction to Phytoplankton Primary Productivity in Waters. United Nations Development Programe OTC/SE. Mahida, U. N. 1993. Pencemaran Air dan Pemanfaatan Limbah Industri. PT. Raja Grafindo Persada. Jakarta. Manurung, B. 1992. Produktivitas Primer di Tiga Stasiun pada Perairan Situ Sangiang Tasikmalaya. ITB Press. Bandung. Michael, P. 1984. Metoda Ekologi Untuk Penyelidikan Lapangan dan Laboratorium. Penerjemah: Yanti R, Koestoer. UI Press. Jakarta. Moss,B. 1980. Ecology of Freshwater. Blackwell Scientic Publ. Oxford. London. Vol- 47 issue 3 Pages 343 – 365. Novonty, V., and H. Olem. 1994. Water Quality, Prevention, Identification and Management of Diffuse Pollution. Van Nostrans Reinhold. New York. vol – 19 issue 4, Pages 464-468. Mangatur Sitorus : Hubungan Nilai Produktivitas Primer Dengan Konsentrasi Klorofil a, Dan Faktor Fisik Kimia Di Perairan Danau Toba, Balige, Sumatera Utara, 2009 USU Repository © 2008

Nybakken, J.W. 1992. Biologi Laut, Suatu Pendekatan Ekologis. Penerjemah: H.Muhammad Eidman. PT Gramedia Pustaka. Jakarta. Odum, E.P. 1971. Fundamentals of Ecology. W.B. Sounders Company Ltd. Philadelphia. _______. 1983. Basic Ecology. Saunders College Publ. Holt Saunder. Tokyo. _______. 1994. Dasar Dasar Ekologi. Edisi Ketiga. Gadjah Mada University Press, Yogyakarta. Parsons, T. R, M. Takahashi, dan B. Hargrave. 1984. Biological Oceanographyc Processes. Pergamon Press. 3rd Edition. New York-Toronto. Volume 277, Number 1/March, 1994 Pages1-15. Payne, A.I. 1986. The Ecology of Tropical Lakes and Rivers. Jhon Wiley & Sons. Singapore. Perkins, E.J. 1974. The Biology of Estuaries and Coastal Water. Academi Press Co. New York. Prescott, G.W. 1973. How to Know the freshwater Algae. W.M.C.Brown Company Publiser, Dubuque, Lowa USA. www.eurojournals.com/ejsr%.2016% 203.pdf. Riley, J. P, dan G. Skirrow. 1975. Chemical Oceanography. Vol.2, 2ndEdition. Academic Press. New York. Rifai, S.A., sukaya, N. & Nasution, Z. 1993. Biologi Perikanan. Edisi 1. Departemen Pendidikan dan Kebudayaan. Jakarta. Romimohtarto, S. Juwana; 2001. Ilmu Pengetahuan tentang Biota Laut. Penerbit Djambatan. Jakarta. Rososoedarmo, K.Kartawinata, A.Sugiarto. 1993. Pengantar Ekologi. Cetakan Kesembilan. PT Remaja Rasdakarya. Bandung. Russel, W.D & Hunter. 1970. Aquatic Productivity. Jhon Wiley & Sons. Inc. New York. Ruttner. 1977. Fundamental of Limnology. University of Toronto Press. Canada.


Santoso, S. 2005. Mengatasi Berbagai Masalah Statistik dengan SPSS Versi 16.00. Penerbit PT Elex Media Komputindo. Kelompok Gramedia. Jakarta. Satari, G. 2001. Pengelolaan dan Pemanfaatan Danau dan Waduk. Di dalam Proseding Semiloka Nasional. Universitas Padjadjaran Bandung, 7 Nopember 2000. Universitas Padjadjaran Bandung. Bandung. pp 3-41 – 3-47. Sharples, J, C. M. Moore, T. P. Rippeth, P. M. Holligan, D. J. Hydes, N. R. Fisher, dan J. H. Simpson. 2001. Phytoplankton Distribution and Survival in The Thermocline. J. Limn. and Oceanogr., 46 (3): 486-496. Shubert, E. L. 1984. Algae Ecologigal Indicators. Academic Press Inc. London. Sinambela, M.M. 1994. Keanekaragaman Makrozoobenthos Sebagai Indikator Kualitas Sungai Babura. Program Pasca Sarjana IPB. Bogor. Stum, W., and J.J. Morgan. 1981. Aquatic Chemistry: an Introduction Emphasizing Chemical Equalibra in Natural Water. John Wiley & Sons, Inc. Canada. Soegianto, A. 2004. Metoda Pendugaan Pencemaran dengan Indikator Biologis. Airlangga University Press. Surabaya. Sugiyono. 2005. Analisa Statistik Korelasi Linier Sederhana. 06 November 2008. Suin, N. M. 2002. Metode Ekologi. Universitas Andalas. Padang. Sumich, J.L. 1992. An Introduction to the Biology of Marine Life. Fifth edition. WCB Wm.C. Brown Publishers. United States of America, 2460 Kerper Boulevard Dubuque IA 52001. Sverdrup, H. U, M. W. Johnson, dan R. H. Fleming. 1961. The Ocean, Their Physisc, Chemistry and General Biologi. Prentice-Hall, Englewood Cliffs. New Jersey. Tjahjo, D., A. S. Nastiti., K. Purnomo., Kartamiharjo, & A. S. Sarnita. 1998. Potensi Sumberdaya Perikanan di Perairan Danau Toba. Sumatera Utara. Jurnal Penelitian Perikanan Indonesia. Tomascik, T., A.J. Mah, A. Nontji and M.K. Moosa. 1997. The Ecology of the Indonesian Seas. Part Two. The Ecology of Indonesian Series. Vol. VIII.Periplus Editions (HK) Ltd.


United State Enviromental Protection Agency,http://seawifs, gsfc,nasa,gov/ SEAWIFS, html, diaksel tanggal 27 Maret 2008. Wardana, W.A. 1995. Dampak Pencemaran Lingkungan. Andi Offset. Yogyakarta. Wardoyo, S.T.H. 1989. Kriteria Kualitas Air untuk Pertanian dan Perikanan. Makalah pada Seminar Pengendalian Pencemaran Air. Dirjen Pengairan Departemen Pekerjaan Umum. Bandung. Widjaja, F. 1994. Komposisi Jenis, Kelimpahan dan Penyebaran Plankton Laut di Teluk Pelabuhan Ratu Jawa Barat. Fakultas Perikanan Institut Pertanian, Bogor. Wetzel, R. G. and Linkens, 2000. Limnologi, Second Edition. CBS. College Publishing, New Work, US.


Lampiran 1. Peta Lokasi Penelitian

Peta Titik Lokasi Pengamatan di Empat Stasiun

L.4 L.3 L.1

L.2


Lampiran 2. Bagan Kerja Metode Winkler untuk Mengukur DO Sampel air

1 ml MnSO4 1 ml KOH-KI Dikocok Didiamkan

Sampel dengan endapan putih/coklat

1 ml H2S Dikocok Didiamkan

Larutan sampel berwarna coklat Diambil sebanyak 100 ml Ditetesi Na2S2O3 0,0125N Sampel berwarna kuning pucat Ditambahkan 5 tetes Amilum Sampel berwarna biru Dititrasi dengan Na2S2O3 0,0125 N Sampel bening Di hitung Volume Na2S2O3 Yang di Pakai ( = Nilai DO Akhir )

Hasil (Michael, 1984: Suin, 2002 )


Lampiran 3. Nilai Oksigen Terlarut Maksimum (mg/l) pada Berbagai Besaran Temperatur Air (Barus, 2004) T °C

0,0

0,1

0,2

0,3

0,4

0,5

0,6

0,7

0,8

0,9

0

14,16

14,12

14,08

14,04

14,00

13,97

13,93

13,89

13,85

13,81

1

13,77

13,74

13,70

13,66

13,63

13,59

13,55

13,51

13,48

13,44

2

13,40

13,37

13,33

13,30

13,26

13,22

13,19

13,15

13,12

13,08

3

13,05

13,01

12,98

12,94

12,91

12,87

12,84

12,81

12,77

12,74

4

12,70

12,67

12,64

12,60

12,57

12,54

12,51

12,47

12,44

12,41

5

12,37

12,34

12,31

12,28

12,25

12,22

12,18

12,15

12,12

12,09

6

12,06

12,03

12,00

11,97

11,94

11,91

11,88

11,85

11,82

11,79

7

11,76

11,73

11,70

11,67

11,64

11,61

11,58

11,55

11,52

11,50

8

11,47

11,44

11,41

11,38

11,36

11,33

11,30

11,27

11,25

11,22

9

11,19

11,16

11,14

11,11

11,08

11,06

11,03

11,00

10,98

10,95

10

10,92

10,90

10,87

10,85

10,82

10,80

10,77

10,75

10,72

10,70

11

10,67

10,65

10,62

10,60

10,57

10,55

10,53

10,50

10,48

10,45

12

10,43

10,40

10,38

10,36

10,34

10,31

10,29

10,27

10,24

10,22

13

10,20

10,17

10,15

10,13

10,11

10,09

10,06

10,04

10,02

10,00

14

9,98

9,95

9,93

9,91

9,89

9,87

9,85

9,83

9,81

9,78

15

9,76

9,74

9,72

9,70

9,68

9,66

9,64

9,62

9,60

9,58

16

9,56

9,54

9,52

9,50

9,48

9,46

9,45

9,43

9,41

9,39

17

9,37

9,35

9,33

9,31

9,30

9,28

9,26

9,24

9,22

9,20

18

9,18

9,17

9,15

9,13

9,12

9,10

9,08

9,06

9,04

9,03

19

9,01

8,99

8,98

8,96

8,94

8,93

8,91

8,89

8,88

8,86

20

8,84

8,83

8,81

8,79

8,78

8,76

8,75

8,73

8,71

8,70

21

8,68

8,67

8,65

8,64

8,62

8,61

8,59

8,58

8,56

8,55

22

8,53

8,52

8,50

8,49

8,47

8,46

8,44

8,43

8,41

8,40

23

8,38

8,37

8,36

8,34

8,33

8,32

8,30

8,29

8,27

8,26

24

8,25

8,23

8,22

8,21

8,19

8,18

8,17

8,15

8,14

8,13

25

8,11

8,10

8,09

8,07

8,06

8,05

8,04

8,02

8,01

8,00

26

7,99

7,97

7,96

7,95

7,94

7,92

7,91

7,90

7,89

7,88

27

7,86

7,85

7,84

7,83

7,82

7,81

7,79

7,78

7,77

7,76

28

7,75

7,74

7,72

7,71

7,70

7,69

7,68

7,67

7,66

7,65

29

7,64

7,62

7,61

7,60

7,59

7,58

7,57

7,56

7,55

7,54

30

7,53

7,52

7,51

7,50

7,48

7,47

7,46

7,45

7,44

7,43


Lampiran 4. Bagan Kerja Metode Winkler untuk Mengukur BOD5 Sampel air

Sampel air I

Sampel air II

Dihitung Nilai DO Awal

Diinkubasi Selama 5 Hari pada Temperatur 20 oC Dihitung nilai DO Akhir

DO awal

DO akhir

Keterangan : - Perhitungan Nilai DO Awal Dan DO Akhir sama dengan perhitungan Nilai DO pada lampiran B - Nilai BOD = Nilai DO Awal - DO Akhir. ( Michael,1984: Suin, 2002) Lampiran 5. Bagan Kerja Kandungan Nitrat (NO3) 5 ml Sampel Air

1 ml NaCl (dengan pipet volume) 5 ml H2SO4 75 % 4 tetes asam brucine sulfat sulfanic

Larutan Dipanaskan selama 25 menit,suhu 95oC Larutan Didinginkan Diukur dengan spektofotometer pada λ = 410 nm Hasil (Konsentrasi Nitrat ) Mangatur Sitorus : Hubungan Nilai Produktivitas Primer Dengan Konsentrasi Klorofil a, Dan Faktor Fisik Kimia Di Perairan Danau Toba, Balige, Sumatera Utara, 2009 USU Repository © 2008

( Michael,1984: Suin, 2002) Lampiran 6. Bagan Kerja Analisa Fosfat (PO43-) 5 ml Sampel Air 2ml Reagan Amstrong 1 ml Asam Askorbat Larutan Dibiarkan selama 20 menit Diukur dengan spektofotometer pada λ = 880 nm Hasil (Konsentrasi Fosfat )

(Michael, 1984: Suin, 2002)


Lampiran 7. Bagan Kerja Pengukuran Absorban Klorofil a 1000 ml Sampel air

Disaring dengan kain kasa

Hasil Filtrasi Dipindahkan ke dalam Lempung Ditambah 5 ml Aseton Digiling dengan alu Dituang ke dalam Tabung Sentrifus Dicuci kain kasa penyaring filtrate dengan 5 ml Aseton Dituang Kedalan sentrifus yang sama Ekstraksi Aseton dalam Tabung Sentrifus Didiamkan selama 0,5 – 1 jam Disentrifus dengan kecepatan 1500 rpm selama 5 menit Dituang ke dalam kuvet Ekstrak Aseton dalam Kupet Diukur Absorban Klorofil a dengan spektofometer pada λ = 665 nm dan λ = 730 nm Dipindahkan ke dalam tabung sentrifus Ekstraksi Aseton dalam Tabung Sentrifus Ditambah 0,1 ml HCl 4 N Disentrifus selama 30 detik Dipindahkan ke dalam kuvet Ekstrak Aseton dalam Kupet Diukur Absorban Klorofil a dengan spektofometer pada λ = 665 nm dan λ = 730 nm Hasil

(Sugianto,2004)


Lampiran 8. Nilai Pengukuran Konsentrasi Klorofil a di Balige

λ

Lokasi/kedalaman 665 I II III IV

0m 5m 10 m 0m 5m 10m 0m 5m 10 m 0m 5m

A1 0,025 0,042 0,052 0,028 0,025 1,276 0,119 0,550 1,313 0,820 0,573

730 A2 0,019 0,035 0,040 0,025 0,119 1,130 0,213 0,047 1,422 0,880 0,605

A1 0,045 0,052 0,065 0,089 0,122 1,359 0,527 0,648 1,438 0,926 0,672

A2 0,038 0,038 0,049 0,061 0,195 1,207 0,592 0,078 1,497 0,907 0,619


Lampiran 9. Nilai Pengukuran Produktivitas Primer O2 Sta Keda Respirasi O2 Produktivitas siun laman Awal Akhir (R) Bersih Akhir Akhir Kotor Bersih Bersih (PN) Botol Botol Botol (Pg) (PN) (PN) Mg gelap terang Gelap Mg 3 C/m /6jam C/m3/hari I 0m 7,0 6,4 0,6 6,8 6,4 0,4 0,2 75,07 150,14 7,0 6,4 0,6 7,2 6,4 0,8 0,2 75,07 150,14 7,0 6,4 0,6 7,2 6,4 0,8 0,2 75,07 150,14 5m 7,2 6,4 0,8 7,0 6,4 0,6 0,2 75,07 150,14 7,2 6,4 0,8 7,0 6,4 0,6 0,2 75,07 150,14 7,2 6,4 0,8 6,5 6,4 0,1 0,7 262,75 525,50 10 7,0 6,6 0,4 6,9 6,6 0,3 0,1 37,54 75,08 7,0 6,6 0,4 6,9 6,6 0,3 0,1 37,54 75,08 7,0 6,5 0,4 6,8 6,5 0,3 0,1 37,54 75,08 II 0m 7,1 7,0 0,1 6,4 7,0 0,6 0,5 187,68 375,36 7,1 7,0 0,1 6,2 7,0 0,8 0,7 262,75 525,50 7,1 7,0 0,1 6,2 7,0 0,8 0,7 262,75 525,50 5m 6,8 6,6 0,2 7,0 6,6 0,4 0,2 75,07 150,14 6,8 6,7 0,1 7,0 6,7 0,3 0,2 75,07 150,14 6,9 6,8 0,1 6,6 6,8 0,2 0,1 37,54 75,08 10 6,9 6,8 0,1 7,2 6,8 0,2 0,1 37,54 75,08 6,9 6,8 0,1 7,2 6,8 0,2 0,1 37,54 75,08 6,8 6,7 0,1 7,0 6,7 0,3 0.2 75,07 150,14 III 0m 7,2 6,6 0,6 7,0 6,6 0,4 0,2 75,07 150,14 7,2 7,0 0,2 7,1 7,0 0,1 0,1 37,54 75,08 7,2 7,0 0,2 7,1 7,0 0,1 0,1 37,54 75,08 5m 6,6 6,2 0,4 6,5 6,2 0,3 0,1 37,54 75,08 6,6 6,3 0,3 6,5 6,3 0,2 0,1 37,54 75,08 6,6 6,3 0,3 6,4 6,3 0,1 0,2 75,07 150,14 10 6,9 6,3 0,6 6,8 6,3 0,5 0,1 37,54 75,08 6,9 6,3 0,6 6,8 6,3 0,5 0,1 37,54 75,08 6,9 6,0 0,9 6,6 6,0 0,6 0,3 112,61 225,22 IV 0m 7,2 6,0 1,2 6,2 6,0 0,2 1,0 375,36 750,72 7,2 6,0 1,2 6,1 6,0 0,1 1,1 412,90 825,80 7,2 6,0 1,2 6,1 6,0 0,1 1,1 412,90 825,80 5m 7,5 6,6 0,9 6,8 6,6 0,2 0,7 262,75 525,50 7,5 6,6 0,9 6,8 6,6 0,2 0,7 262,75 525,50 7,5 6,6 0,9 6,8 6,6 0,2 0,7 262,75 525,50 10m 7,5 6,2 1,3 6,3 6,2 0,1 1,2 450,432 900,86 7,5 6,0 1,5 6,3 6,0 0,3 1,2 450,432 900,86 Mangatur Sitorus : Hubungan Nilai Produktivitas Primer Dengan Konsentrasi Klorofil a, Dan Faktor Fisik Kimia Di 7,5 6,0 1,5 6,2 6,0 0,2 1,3 487,97 975,94 Perairan Danau Toba, Balige, Sumatera Utara, 2009 USU Repository © 2008

Lampiran 10. Nilai Korelasi Pearson Versi 16.00 PP

Klo rofil

DO

BOD5

NO3

PO4

COD

pH

Suhu

Int.Cah

Kej.O2

Pearson Corr Sig. (2tailed) N Pearson Corr Sig. (2tailed) N Pearson Corr Sig. (2tailed) N Pearson Corr Sig. (2tailed) N Pearson Corr Sig. (2tailed) N Pearson Corr Sig. (2tailed) N Pearson Corr Sig. (2tailed) N Pearson Corr Sig. (2tailed) N Pearson Corr Sig. (2tailed) N Pearson Corr Sig. (2tailed) N Pearson Corr Sig. (2tailed) N

PP

Klorofil

DO

BOD5

NO3

PO4

COD

pH

Suhu

Int.Cah

Kej.O2

1

.742(**)

-.191

.293

-.726(**)

-.371

-.214

.345

.010

-.838(**)

.765(**)

.003

.276

.178

.004

.117

.252

.136

.488

.000

.002

12

12

12

12

12

12

12

12

12

12

12

.742(**)

1

-.546(*)

.078

-.682(**)

-.594(*)

.192

.669(**)

.148

-.552(*)

.528(*)

.033

.404

.007

.021

.275

.009

.323

.031

.039

.003 12

12

12

12

12

12

12

12

12

12

12

-.191

-.546(*)

1

-.280

.261

.292

-.172

-.502(*)

-.120

.266

-.074

.276

.033

.189

.206

.178

.296

.048

.355

.202

.409

12

12

12

12

12

12

12

12

12

12

12

.293

.078

-.280

1

-.429

.168

-.599(*)

-.027

-.359

-.446

.567(*)

.178

.404

.189

.082

.301

.020

.467

.126

.073

.027

12

12

12

12

12

12

12

12

12

12

12

-.726(**)

-.682(**)

.261

-.429

1

.165

.462

-.348

.438

.747(**)

-.711(**)

.004

.007

.206

.082

.304

.065

.134

.077

.003

.005

12

12

12

12

12

12

12

12

12

12

12

-.371

-.594(*)

.292

.168

.165

1

-.619(*)

-.508(*)

-.347

.105

-.183

.117

.021

.178

.301

.304

.016

.046

.135

.373

.285

12

12

12

12

12

12

12

12

12

12

-.214

.192

-.172

-.599(*)

.462

-.619(*)

1

.348

12 .772(* *)

.533(*)

-.277

.252

.275

.296

.020

.065

.016

.134

.002

.037

.191

12

12

12

12

12

12

12

12

12

12

12

.345

.669(**)

-.502(*)

-.027

-.348

-.508(*)

.348

1

-.005

-.403

.427

.136

.009

.048

.467

.134

.046

.134

.494

.097

.083

12

12

12

12

12

12

12

12

12

12

12

.010

.148

-.120

-.359

.438

-.347

.772(**)

-.005

1

.411

-.118

.488

.323

.355

.126

.077

.135

.002

.494

.092

.358

12

12

12

12

12

12

12

12

12

12

12

-.838(**)

-.552(*)

.266

-.446

.747(**)

.105

.533(*)

-.403

.411

1

-.674(**)

.000

.031

.202

.073

.003

.373

.037

.097

.092

12

12

12

12

12

12

12

12

12

12

12

.765(**)

.528(*)

-.074

.567(*)

-.711(**)

-.183

-.277

.427

-.118

-.674(**)

1

.002

.039

.409

.027

.005

.285

.191

.083

.358

.008

12

12

12

12

12

12

12

12

12

12

.008

** Correlation is significant at the 0.01 level (2-tailed). * Correlation is significant at the 0.05 level (2-tailed).


12

Lampiran 11. Contoh Hasil Perhitungan 1. Produktivitas Primer (PP) pada stasiun 1 Produktivitas bersih (PN) = Produktivitas Kotor (PG) – Respirasi (R) Keterangan : R = (O2)awal – (O2)akhir pada botol gelap Pg = (O2)akhir pada botol terang – (O2)akhir pada botol gelap Ulangan 1 : PG = 6,8 - 6,4 = 0,4 R = 7,0 - 6,4 = 0,6 PN = PG - R 0,4 - 0,6 = 0,2 x 375,36 = 150,14 Ulangan 2 : PG = 7,2 - 6,4 = 0,8 R = 7,0 - 6,4 = 0,6 PN = 0,8 - 0,6 = 0,2 x 375,36 = 150,14 Ulangan 3 : PG = 7,2 - 6,4 = 0,8 R = 7,0 - 6,4 = 0,6 PN = 0,8 - 0,6 = 0,2 x 375,36 = 150,14 2. Klorofil a Klorofil a (mg/m3) = (11,0)(2,43)(A1 – A2)(V1/V2)/d Dengan catatan : 11,0 2,43 A1 A2 V1 V2 D

= koefisien absorsi = faktor koreksi = absorbsi klorofil a dan pheophytin sampel = absorban sampel yang disaring (m3) = volume ekstrak aseton (liter) = volume sampel yang disaring (m3) = Diameter kuvet (cm)

Nilai A1 dan A2 terlebih dahulu dikoreksi dengan mengurangkan dari absorban blanko 730 nm (Sugianto, 2004).

Stasiun I klorofil a 0 meter A1 = 0,045 - 0,025 = 0,020 A2 = 0,038 - 0,019 = 0,018 Klorofil a (mg/m3) = (11,0) (24,3) (A1-A2) (V1/V2) / d = (11,0) (24,3) (0,0,020 - 0,018) (0,01/1000) / 1 Mangatur Sitorus : Hubungan Nilai Produktivitas Primer Dengan Konsentrasi Klorofil a, Dan Faktor Fisik Kimia Di Perairan Danau Toba, Balige, Sumatera Utara, 2009 USU Repository © 2008

= 5,35 Stasiun I klorofil a 5 meter A1 = 0,052 - 0,042 A2 = 0,038 - 0,035 Klorofil a (mg/m3)

= = = = =

0,010 0,003 (11,0) (24,3) (A1-A2) (V1/V2) / d (11,0) (24,3) (0,010 - 0,013) (0,01/1000) / 1 18,711

Stasiun I klorofil a 10 meter A1 = 0,065 - 0,052 A2 = 0,049 - 0,040 Klorofil a (mg/m3)

= = = = =

0,013 0,009 (11,0) (24,3) (A1-A2) (V1/V2) / d (11,0) (24,3) (0,013 - 0,009) (0,01/1000) / 1 10,69

3. Kejenuhan Oksigen Untuk menghitung nilai kejenuhan oksigen digunakan rumus : Kejenuhan (%) =

O 2(u ) x 100% O 2(t )

O2 (u) = Nilai konsentrasi oksigen yang diukur (mg/l) O2 (t) = Nilai konsentrasi oksigen sebenarnya (pada tabel) sesuai dengan harga temperatur. Tabel Nilai oksigen terlarut maksimum terlampir (Lampiran )

Kejenuhan (%) =

7,0 8,18

x 100% = 85, 57


Lampiran 12. Alur Kerja Penentuan Nilai COD Sampel air KMnO4 0,1 ml Dipanaskan selama 1 jam Lalu didinginkan 10 menit Ditambahkan 10 ml KI 10% Ditambahkan H2SO4 4N 10 ml Dititrasi dengan larutan Triosulfat Sampel Berwarna Kuning Pucat Ditambahkan larutan Amilum 1% Sampel Berwarna Biru Dititrasi dengan Larutan Triosulfat Sampel Berwarna Bening

Dihitung Banyaknya Tiosulfat yang terpakai sebagai nilai COD (Sugianto, 2004)

Lampiran 13. Nilai Kejenuhan Oksigen Stasiun

Kedalaman

Suhu air

I

0m

24,5 24,5 24,5 24 24 24 24 24 24 25 25

5m 10m II

0m

Oksigen yang diukur 7,0 7,0 7,0 7,2 7,2 7,2 7,0 7,0 7,0 7,1 7,1

Oksigen Tabel

Kejenuhan Oksigen(%)

Ratarata

8,18 8,18 8,18 8,25 8,25 8,25 8,25 8,25 8,25 8,11 8,11

85,57 85,57 85,57 87,27 87,27 87,27 84,85 84,85 84,85 87,55 87,55

85,57 87,27 84,85 87,55


5m 10m III

0m 5m 10m

IV

0m 5m 10m

25 24,5 24,5 24,5 25 25 25 25 25 25 25 25 25 25 25 25 24,5 24,5 24,5 24 24 24 25 25 25

7,1 6,8 6,8 6,9 6,9 6,9 6,8 7,2 7,2 7,2 6,6 6,6 6,6 6,9 6,9 6,9 7,2 7,2 7,2 7,5 7,5 7,5 7,5 7,5 7,5

8,11 8,18 8,18 8,18 8,11 8,11 8,11 8,11 8,11 8,11 8,11 8,11 8,11 8,11 8,11 8,11 8,18 8,18 8,18 8,25 8,25 8,25 8,11 8,11 8,11

87,55 83,13 83,13 83,13 83,85 83,85 83,85 88,78 88,78 88,78 81,38 81,38 81,38 85,08 85,08 85,08 88,78 88,78 88,78 90,90 90,90 90,90 92,48 92,48 92,48

83,13 83,85 88,78 81,38 85,08 88,01 90,90 92,48


Lampiran 14. Gambar pada Waktu Penelitian

Gambar Pengambilan Sampel Air dengan Lamnot pada Setiap Kedalaman

Gambar Penanaman Botol Winkler dengan Menggunakan Pelampung

Gambar Pemasangan Pertanda Posisi Botol Winkler pada Setiap Stasiun Pengamatan


HUBUNGAN NILAI PRODUKTIVITAS PRIMER DENGAN KONSENTRASI KLOROFIL a, DAN FAKTOR FISIK KIMIA DI PERAIRAN DANAU TOBA, BALIGE, SUMATERA UTARA TESIS

Recommend Documents