PENGGUNAAN KOMUNITAS MAKROZOOBENTHOS UNTUK MENENTUKAN TINGKAT PENCEMARAN SUNGAI METRO, MALANG, JAWA TIMUR
ABDUL MANAN
SEKOLAH PASCASARJANA INSTITUT PERTANIAN BOGOR BOGOR 2010
PERNYATAAN MENGENAI TESIS DAN SUMBER INFORMASI Dengan ini saya menyatakan bahwa tesis Penggunaan Komunitas Makrozoobenthos untuk Menentukan Tingkat Pencemaran Sungai Metro, Malang, Jawa Timur adalah karya saya dengan arahan dari komisi pembimbing dan belum diajukan dalam bentuk apa pun kepada perguruan tinggi mana pun. Sumber informasi yang berasal atau dikutip dari karya yang diterbitkan maupun tidak diterbitkan dari penulis lain telah disebutkan dalam teks dan dicantumkan dalam Daftar Pustaka di bagian akhir tesis ini.
Bogor, Januari 2010
Abdul Manan NRP C251070041
RINGKASAN ABDUL MANAN. Penggunaan Komunitas Makrozoobenthos untuk Menentukan Tingkat Pencemaran Sungai Metro, Malang, Jawa Timur. Dibimbing oleh YUSLI WARDIATNO dan ENAN M ADIWILAGA. Sungai Metro merupakan salah satu sungai yang melintasi wilayah Kabupaten Malang. Daerah aliran Sungai Metro banyak dimanfaatkan masyarakat untuk keperluan permukiman, pertanian dan industri yang menghasilkan limbah cair organik sehingga dapat menimbulkan pencemaran dan mengganggu keberadaan berbagai organisme air yang berperan sebagai komponen penting dalam ekosistem. Tujuan penelitian ini adalah : (1) menganalisa penurunan kualitas air sungai sehubungan dengan peningkatan kadar bahan organik di berbagai segmen sungai; (2) menentukan jenis makrozoobenthos yang dapat dijadikan indikator pencemaran bahan organik di perairan sungai; (3) menganalisa keterkaitan makrozoobenthos terhadap kandungan bahan organik di berbagai segmen sungai. Kegiatan penelitian dilaksanakan di perairan Sungai Metro, Kabupaten Malang pada bulan April hingga Juni 2009. Pengambilan contoh makrozoobenthos dan air dilakukan pada enam stasiun. Analisa data meliputi analisa struktur komunitas makrozoobenthos, indeks biologi, analisis parameter fisika kimia perairan, analisis pengelompokan komunitas dan habitat makrozoobenthos, analisis keterkaitan makrozoobenthos dan kualitas air. Jumlah makrozoobenthos yang ditemukan selama pengamatan di Sungai Metro sebanyak 22 famili, yakni: Hydrophilidae, Sundathephusidae, Palaemonidae, Chironomidae, Culicidae, Simulidae, Tipulidae, Baetidae, Caenidae, Heptagenidae, Viviparidae, Thiaridae, Physidae, Bithynidae, Erpobdellidae, Coenagrionidae, Lumbriculidae, Tubificidae, Hydropsychidae, Psychomyiidae, Rhyacophilidae dan Typhloplanidae. Dari masing-masing stasiun berdasarkan indeks biologi diketahui bahwa Sungai Metro telah mengalami penurunan kualitas perairan sehubungan dengan peningkatan kandungan bahan organik di berbagai segmen sungai. Hasil perhitungan nilai SIGNAL 2 didapatkan adanya penyebaran titik pada kuadran 1, 2 dan 4. Pada kuadran 1, terdapat stasiun 1 dan stasiun 3, hal ini menandakan bahwa perairan stasiun 1 dan 3 keadaan perairannya masih baik, dengan tingkat pencemaran ringan. Pada kuadran 2, terdapat stasiun 4, 5 dan 6, hal ini menandakan bahwa perairan stasiun 4, 5 dan 6 telah mengalami penurunan kualitas perairan akibat adanya masukan bahan organik dan tingginya tingkat kekeruhan. Pada kuadran 4, terdapat stasiun 2, hal ini mengindikasikan bahwa perairan stasin 2 telah tercemar berat. Hasil analisis faktorial koresponden terhadap komunitas makrozoobenthos yang menyebar di enam stasiun pengamatan didapatkan 3 pengelompokan (grup) komunitas makrozoobenthos. Kelompok 1 dicirikan oleh organisme Ephemeroptera, Trichoptera dan Turbelaria yang hidup pada stasiun 1 dan 3. Kelompok 2 dicirikan oleh organisme Gastropoda dan Oligochaeta yang hidup pada stasiun 4,5 dan 6. Kelompok 3 dicirikan oleh organisme Diptera yang hidup pada stasiun 2. Prediksi adanya parameter lingkungan yang mengatur pengelompokan, dilakukan ordinasi langsung dengan menggunakan analisis komponen utama. Komunitas makrozoobenthos yang menyusun stasiun 1 dan 3
yakni kelompok Ephemeroptera, Trichoptera dan Turbelaria cenderung menyukai kondisi perairan dengan kecepatan arus, DO dan pH yang tinggi. Komunitas makrozoobenthos yang menyusun stasiun 4, 5 dan 6 yakni kelompok Gastropoda dan Oligochaeta cenderung toleran terhadap nilai kekeruhan dan suhu yang tinggi. Komunitas makrozoobenthos yang menyusun stasiun 2 dari kelompok Diptera cenderung toleran terhadap nilai BOD, COD, amonia dan kesadahan yang tinggi. Jenis yang bersifat intoleran beberapa diantaranya jenis yang berasal dari kelompok EPT (Ephemeroptera, Plecoptera dan Trichoptera), yakni Baetis sp dan Hydropsyche sp. Organisme ini kelimpahan tertingginya ditemukan pada stasiun 1 dan 3 kemudian mulai berkurang pada stasiun 4, 5, 6 dan terendah pada stasiun 2. Jenis organisme yang dapat hidup pada kisaran luas dari kondisi kualitas air dan ditemukan hampir di setiap stasiun adalah Melanoides sp. Jenis yang bersifat toleran di perairan Sungai Metro dan melimpah pada stasiun yang tercemar berat oleh bahan organik adalah Chironomus sp. Jenis Chironomus sp. ini ditemukan melimpah pada stasiun 2 yang menandakan bahwa stasiun 2 telah mengalami pencemaran bahan organik yang cukup tinggi. Rata-rata suhu air pada Sungai Metro di stasiun 1 sampai 6 berkisar antara 23,00 - 27,00 oC. Rata-rata kekeruhan berkisar antara 30,17 - 56,83 FTU. Ratarata derajat keasaman (pH) berkisar antara 7,22 - 7,53. Rata-rata oksigen terlarut (DO) berkisar antara 5,90 - 7,28 mg/l. Rata-rata nilai kebutuhan oksigen biokimiawi (BOD) berkisar antara 3,12 - 5,80 mg/l. Rata-rata nilai kebutuhan oksigen kimiawi (COD) berkisar antara 49,21 - 99,82 mg/l. Rata-rata nilai kadar amonia berkisar antara 0,18 - 0,29 mg/l. Rata-rata nilai kesadahan berkisar antara 86 - 127 mg/l. Rata-rata nilai kecepatan arus berkisar antara 56,00 - 13,01 cm/det. Tipe substrat yang di temukan di perairan Sungai Metro ini terdiri dari batu berkerikil berlumpur. Ukuran batu di daerah hulu (stasiun 1, 2 dan 3) cenderung lebih besar dibandingkan ukuran di stasiun yang menuju ke hilir. Sedangkan kerikil dan lumpur cenderung terjadi penambahan mulai dari stasiun 1 (hulu) hingga stasiun 6 (hilir). Hubungan linier antara parameter bahan organik yakni DO (X1), BOD (X2) dan COD (X3) terhadap kepadatan makrozoobenthos dengan menggunakan regresi berganda adalah : Y = 153,418 + 73,851X1 - 44,991X2 - 0,105X3 dengan R2 = 0,257 Adapun persamaan regresi yang hanya melibatkan variabel bahan organik yang berpengaruh saja yakni BOD (X), adalah: Y= 618,945 – 42,920X dengan R2 = 0,162 Hasil penelitian mengindikasikan adanya fenomena penurunan kepadatan makrozoobenthos sehubungan dengan peningkatan pencemaran di perairan sungai. Kata Kunci: Makrozoobenthos, pencemaran, Sungai Metro
Judul Tesis
:
Penggunaan Komunitas Makrozoobenthos untuk Menentukan Tingkat Pencemaran Sungai Metro, Malang, Jawa Timur
Nama
:
Abdul Manan
NIM
:
C251070041
Disetujui Komisi Pembimbing
Dr. Ir. Yusli Wardiatno, MSc Ketua
Dr. Ir. Enan M. Adiwilaga Anggota
Diketahui,
Ketua Program Studi Pengelolaan Sumberdaya Perairan
Dr. Ir. Enan M. Adiwilaga
Tanggal Ujian: 22 Desember 2009
Dekan Sekolah Pascasarjana
Prof. Dr. Ir. Khairil A. Notodiputro, M.S,
Tanggal Lulus :
PENGGUNAAN KOMUNITAS MAKROZOOBENTHOS UNTUK MENENTUKAN TINGKAT PENCEMARAN SUNGAI METRO, MALANG, JAWA TIMUR
ABDUL MANAN
Tesis Sebagai salah satu syarat untuk memperoleh gelar Magister Sains pada Program Studi Pengelolaan Sumberdaya Perairan
SEKOLAH PASCASARJANA INSTITUT PERTANIAN BOGOR BOGOR 2010
© Hak Cipta milik IPB, tahun 2010 Hak Cipta dilindungi Undang-undang 1. Dilarang mengutip sebagian atau seluruh karya tulis ini tanpa mencantumkan atau menyebutkan sumbernya. a. Pengutipan hanya untuk kepentingan pendidikan, penelitian, penulisan karya ilmiah, penyusunan laporan, penulisan kritik, atau tinjauan suatu masalah b. Pengutipan tidak merugikan kepentingan yang wajar IPB 2. Dilarang mengumumkan dan memperbanyak sebagian atau seluruh karya tulis dalam bentuk apapun tanpa izin IPB
Penguji Luar Komisi pada Ujian Tesis : Dr. Ir. Isdradjad Setyobudiandi, MSc.
PRAKATA
Puji syukur kepada Allah SWT, karena atas kasih dan sayang-Nya sehingga penulisan tesis dengan judul “Penggunaan Komunitas Makrozoobenthos untuk Menentukan Tingkat Pencemaran Sungai Metro, Malang, Jawa Timur” dapat terselesaikan dengan baik. Oleh karena itu, pada kesempatan ini penulis ingin menyampaikan terimakasih dan penghargaan yang tulus kepada : 1. Yth. Bapak Dr. Ir. Yusli Wardiatno, M.Sc dan Bapak Dr. Ir. Enan M. Adiwilaga sebagai komisi pembimbing, atas curahan waktu, perhatian, motivasi dan pikiran dalam penyusunan tesis ini. 2. Yth. Bapak Dr. Ir. Isdradjad Setyobudiandi, MSc selaku penguji luar komisi atas saran dan masukan untuk kesempurnaan tesis ini. 3. Yth. Bapak Dr. Ir. M. F. Rahardjo, DEA dan seluruh staf pengajar Program Studi Pengelolaan Sumberdaya Perairan atas ilmu yang diberikan selama penulis menempuh pendidikan di IPB. 4. Terimakasih yang tak terhingga kepada ayah, ibu, istri tercinta ‘Shinta Devi ISR’ dan segenap keluarga besarku atas segala doa, dukungan dan motivasi yang tiada henti selama penulis menempuh studi. 5. Rekan-rekan mahasiswa Angkatan 1 Program Studi Pengelolaan Sumberdaya Perairan atas kebersamaan dan kerjasamanya. 6.
Semua pihak yang tidak dapat disebutkan satu persatu yang telah membuat semua ini bisa terwujud. Penulis menyadari bahwa penelitian ini masih jauh dari sempurna, karena
itu kritik dan saran senantiasa diharapkan. Akhirnya, semoga karya ini dapat bermanfaat dan hanya kepada Allah SWT kita berserah diri, semoga amal dan ibadah kita senantiasa mendapat ridho-Nya, Amin.
Bogor, Januari 2010
Abdul Manan
RIWAYAT HIDUP Penulis dilahirkan di Pati pada tanggal 17 Mei 1980 dari ayah Rahman dan ibu Siti Reknowati. Penulis merupakan putra pertama dari empat bersaudara. Tahun 1999 penulis lulus dari SMA 1 Pati dan pada tahun yang sama memasuki Universitas Diponegoro, Semarang melalui Ujian Masuk Perguruan Tinggi Negeri (UMPTN). Pendidikan sarjana ditempuh di Program Studi Manajemen Sumberdaya Perairan, FPIK UNDIP, Semarang dan lulus pada tahun 2003. Pada tahun 2004 sampai dengan sekarang penulis bekerja sebagai staf pengajar di FPK UNAIR, Surabaya. Penulis berkesempatan menempuh pendidikan magister di Program Studi Pengelolaan Sumberdaya Perairan, Sekolah Pascasarjana IPB, Bogor pada tahun 2007 dengan sponsor BPPS DIKTI 2007.
DAFTAR ISI
Halaman DAFTAR TABEL ...............................................................................
xii
DAFTAR GAMBAR...........................................................................
xiii
DAFTAR LAMPIRAN ......................................................................
xiv
PENDAHULUAN ............................................................................ Latar Belakang .............................................................................. Perumusan Masalah ........................................................................ Tujuan dan Manfaat Penelitian ......................................................... Kerangka Pemikiran .......................................................................
1 1 3 4 4
TINJAUAN PUSTAKA ...................................................................... Ekosistem Sungai............................................................................ Bahan Organik ................................................................................ Makrozoobenthos ........................................................................... Makrozoobenthos Sebagai Bioindikator Kualitas Perairan................... Karakteristik Parameter Fisika dan Kimia Perairan ............................
7 7 9 11 13 16
METODE PENELITIAN.................................................................... Waktu dan Lokasi Penelitian ............................................................ Penentuan Stasiun ........................................................................... Metode Pengambilan dan Penanganan Contoh ................................... Analisis Data ..................................................................................
20 20 20 22 25
HASIL DAN PEMBAHASAN ............................................................ Struktur Komunitas Makrozoobenthos .............................................. Indeks Biologi ............................................................................... Pengelompokan Komunitas dan Habitat Makrozoobenthos ................ Makrozoobenthos sebagai Bioindikator Kualitas Perairan .................. Karakteristik Parameter Fisika dan Kimia Perairan Sungai Metro ........ Keterkaitan Makrozoobenthos dan Parameter Kualitas Air .................. Pengelolaan Perairan Sungai Metro ..................................................
36 36 43 48 50 51 58 61
KESIMPULAN DAN SARAN ............................................................ Kesimpulan ................................................................................... Saran .............................................................................................
62 62 62
DAFTAR PUSTAKA .........................................................................
63
LAMPIRAN ......................................................................................
69
xi
DAFTAR TABEL
Halaman 1. Kelompok makrozoobenthos berdasarkan cara makan ......................
12
2. Stasiun pengambilan contoh air dan makrozoobenthos di sepanjang Sungai Metro ...............................................................................
21
3. Parameter dan metode pengukuran fisika kimia air dan sedimen ........
24
4. Nilai OQR (Overal Quality Ratings) indeks kualitas Lincoln dan interpretasinya .............................................................................
27
5. Penggolongan kriteria kualitas air oleh Hinselhoff (l988) in Hauer dan Lamberti (1996) .....................................................................
28
6. Tingkat saprobitas makrozoobenthos (s)..........................................
29
7. Nilai indeks saprobitas (Is) dan interpretasi .....................................
29
8. Nilai h berkisar antara 1 - 5 dan interpretasi ....................................
29
9. Nilai faktor penbobotan berdasarkan jumlah individu yang ditemukan
31
10. Famili yang ditemukan pada setiap stasiun .....................................
37
11. Indeks LQI, FBI dan Sapobrik pada tiap stasiun ...............................
44
12. Nilai korelasi koefisien Pearson antara kepadatan makrozoobenthos dan parameter kualitas air ..............................................................
58
13. Nilai korelasi koefisien Pearson antara makrozoobenthos dan indeks biologi .........................................................................................
59
xii
DAFTAR GAMBAR
Halaman 1. Alur pendekatan masalah dalam penggunaan komunitas makrozoobenthos untuk menentukan tingkat pencemaran Sungai Metro, Malang, Jawa Timur ..........................................................
6
2. Struktur sungai ............................................................................
7
3. Kelompok-kelompok organisme makrozoobenthos berdasarkan kepekaannya terhadap pencemaran perairan .....................................
15
4. Lokasi penelitian ..........................................................................
20
5. Denah lokasi pengambilan sampel .................................................
22
6. Sketsa penggunaan surber ..............................................................
23
7. Contoh grafik dan kuadaran untuk nilai SIGNAL 2 .........................
31
8. Diagram kepadatan makrozoobenthos di tiap stasiun .......................
38
9. Komposisi makrozoobenthos berdasarkan ordo ...............................
40
10. Sebaran nilai SIGNAL 2 masing-masing stasiun .............................
46
11. Hasil pengelompokan komunitas makrozoobenthos dengan ordinasi Correspondence Analysis ..............................................................
48
12. Ordinasi parameter lingkungan dengan menggunakan Principal Components Analysis ....................................................................
49
13. Parameter fisika dan kimia pada setiap stasiun ................................
52
xiii
DAFTAR LAMPIRAN
Halaman 1. Skor BMWP (Biological Monitoring Working Party) .......................
70
2. Rating standar dari skor BMWP (Biological Monitoring Working Party) dan ASPT (Average Score Per Taxon) ..................................
71
3. Skor FBI (Family Biotic Index).......................................................
72
4. Skor SIGNAL 2 (Stream Invertebrate Grade Number Average Level)
73
5. Gambar lokasi pengambilan contoh ................................................
75
6. Karakteristik fisika kimia perairan Sungai Metro .............................
76
7. Gambar beberapa contoh makrozoobenthos yang ditemukan di Sungai Metro ...............................................................................
78
8. Organisme makrozoobenthos yang ditemukan di perairan Sungai Metro ..........................................................................................
79
xiv
