PRODUKTIVITAS PRIMER FITOPLANKTON



Fitoplankton merupakan organisme autotrof utama yang menentukan produktivitas primer. Produktivitas primer merupakan jumlah bahan organik yang dihasilkan oleh organisme autotrof, yaitu organisme yang mampu memenuhi kebutuhannya sendiri tanpa mengambil zat apapun dari oganisme lain. Produktivitas primer sering dihitung sebagai jumlah karbon yang terdapat dalam material hidup dan secara umum dinyatakan sebagai jumlah gram karbon yang dihasilkan dalam satu meter kubik per hari (gr C/m2/hari) atau jumlah gram karbon yang dihasilkan dalam satu meter kubik per hari (gr C/m3/hari).
Fitoplankton merupakan organisme penting dalam ekosistem air laut. Dalam rantai makanan, fitoplankton menempati peran sebagai produsen karena merupakan hewan autotrof. Hasil dari fotosintesis fitoplankton berupa energi yang digunakan untuk melakukan metabolism. Hasil dari fotosintesis ini juga yang dapat dimanfaatkan oleh konsumen untuk mendapatkan energi. Oleh karena itu hasil dari fotosintesis sangatlah penting bagi kelangsungan hidup organisme di dalam laut. Faktor lingkungan dimana fitoplankton hidup sangatlah berpengaruh dalam hasil fotosintesis yang dihasilkan.
Lalu apa yang mempengaruhi produktivitas primer fitoplankton di ekosistem laut?
Produktivitas primer perairan dipengaruhi oleh beberapa factor. Factor utama yang berpengaruh dalam produktivitas air laut antara lain cahaya, nutrient, salinitas, kekeruhan dan suhu. Selain factor tersebut jenis fitoplankton juga berperan dalam mendukung produktivitas primer.
 
A.    Cahaya
Cahaya merupakan komponen utama bagi tumbuhan untuk melakukan fotosintesis. Ketersediaan cahaya di perairan sangat tergantung oleh waktu (harian, musiman, tahunan), tempat, kondisi prevalen diatas permukaan air atau di dalam, absorbsi oleh air dan material terlarut, serta penghamburan oleh partikel tersuspensi.
Cahaya yang digunakan oleh fitoplankton untuk melakukan fotosintesis harus memiliki karakteristik tertentu. Cahaya infra merah dengan panjang gelombang 760 nm dan cahaya ultra violet dengan panjang 300 nm sangat penting bagi fitoplankton untuk melakukan fotosintesis. Cahaya dengan panjang gelombang antara 390-720 nm dibutuhkan oleh alga untuk melakukan fotosintesis. Sedangkan cahaya dengan panjang gelombang dibawah 400 nm dan lebih dari 700 nm secara efektif akan diarbsorbsi oleh lapisan atas dekat permukaan tanah.
Laju pertumbuhan fitoplankton sangat tergantung pada ketersediaan cahaya dalam perairan. Semakin tinggi ketersediaan cahaya di perairan akan meningkatkan laju fotosintesis.

B.     Suhu
Suhu secara langsung maupun tidak langsung berpengaruh terhadap produktivitas primer di laut. Secara langsung suhu berperan dalam mengontrol reaksi kimia enzimatik dalam proses fotosintesis. Tingginya suhu dapat meningkatkan laju maksimum fotosintesis, sedangkan secara tidak langsung, suhu berperan dalam membentuk stratifikasi kolom perairan yang akibatnya dapat mempengaruhi distribusi vertical fitoplankton.
Reaksi biokimia dalam sel fitoplankton umumnya dipengaruhi oleh suhu. Peningkatan suhu terjadi secara eksponensial sampai pada batas maksimum. Peningkatan ini biasanya bervariasi untuk masing-masing reaksi, yaitu antara 25-40oC.  Kisaran suhu tersebut mempengaruhi laju fotosintesis maksimal untuk kemunitas fitoplankton.
Dalam berperan sebagai faktor pendukung produktivitas primer fitoplankton di laut, suhu  perairan berinteraksi dengan faktor lainnya seperti cahaya dan nutrient. Suhu lebih berperan sebagai kovarian dengan factor lain daripada sebagai faktor bebas. Sebagai contoh, plankton pada suhu rendah dapat mempertahankan konsentrasi pigmen-pigmen fotosintesis, enzim-enzim dan karbon yang besar.  Ini disebabkan  karena lebih efisiennya fitoplankton menggunakan cahaya pada suhu rendah dan laju fotosintesis akan lebih tinggi bila sel-sel fitoplankton dapat menyesuaikan dengan kondisi yang ada.  Perubahan laju penggandaan sel hanya pada suhu yang tinggi.  Tingginya suhu memudahkan terjadinya penyerapan nutrien oleh fitoplankton. Dalam kondisi konsentrasi fosfat sedang di dalam kolom perairan, laju fotosintesis maksimum akan meningkat pada suhu yang lebih tinggi.   
 
C.     Kecerahan dan Kekeruhan
Kedalaman secchi dapat digunakan sebagai estimator penetrasi cahaya pada lokasi perairan yang mempunyai kedalaman rendah. Ketersediaan cahaya diperhatikan sebagai bagian yang penting pada lingkungan yang kekeruhannya tinggi.  Adanya pasang surut menyebabkan tersuspensinya kembali (resuspensi) sedimen sehingga dapat meningkatkan kekeruhan dan berkurangnya kedalam zona eufotik pada daerah pesisir yang airnya dangkal.
Kekeruhan (turbidity) merupakan gambaran sifat optik air dari suatu perairan yang ditentukan berdasarkan banyaknya cahaya yang dipancarkan dan diabsorpsi oleh partikel-partikel yang ada dalam air.  Kekeruhan disebabkan oleh bahan organik maupun anorganik tersuspensi dan terlarut. Dengan adanya kekeruhan mempengaruhi penetrasi cahaya ke dalam kolom perairan selanjutnya akan menurunkan produktivitas  primer fitoplankton  pada perairan.Cahaya dapat menjadi factor pembatas bagi fotosintesis ketika konsentrasi partikel tersuspensi melebihi 50 mg/l. Peningkatan nilai turbiditas pada perairan  dangkal dan jernih sebesar 25 NTU dapat mengurangi 13%-50% produktivitas primer.  Peningkatan  turbiditas sebesar 5 NTU di danau dan sungai dapat mengurangi produktivitas primer berturut-turut sebesar 75% dan 3%-13% (Erlina et al, 2007).

D.    Salinitas
Salinitas yang bervariasi adalah ciri paling khas dari daerah estuari. Salinitas berubah setiap hari mengikuti  pasang surut dan berubah secara drastic mengikuti musim.  Bagian estuary yang paling dekat ke sungai memiliki salinitas yang paling rendah, namun pada musim panas, ketika aliran air dari sungai lambat maka banyak air laut yang masuk ke bagian ini.
Sebagaimana, suhu, salinitas secara tidak langsung mempengaruhi fitoplankton melalui pengaruh terhadap densitas air dan stabilitas kolom air. Salinitas secara langsung mempengaruhi laju pembelahan sel fitoplankton, juga keberadaan, distribusi dan produktivitas fitoplankton.  Salinitas dapat mengubah karakter fotosintesis melalui perubahan sistem karbon dioksida atau perubahan tekanan osmotic. Oleh karena itu fitoplankton hidup di perairan estuary yang salinitasnya sangat bervariasi, organisme ini umumnya akan mengalami fluktuasi tekanan osmotic yang sangat tinggi. Seiring perubahan osmotic dan komposisi ion dalam sel, proses-proses selular (seperti sintesis klorofil dan laju fotosintesis) dapat juga berubah.    

E.     Nutrien
Istilah umum yang digunakan secara luas untuk bahan organik adalah senyawa-senyawa yang disintesis secara biologi yang menghasilkan C, H, biasanya O, sedikit Nitrogen (N) dan fosfor (P), dan trace elemen lain yang penting untuk memelihara kehidupan tumbuhan.  Protein, karbohidrat dan lemak adalah tipe-tipe senyawa  organik yang banyak di  dalam sistem kehidupan. Masing-masing mengandung karbon, hidrogen  dan oksigen dalam rasio yang bervariasi. Dapat ditambahkan, bahwa lemak sering meliputi P, sedangkan protein mengandung N dan P (Basmi 1995). Suplai unsur dan senyawa esensial  ke dalam suatu sistem perairan, khususnya Nitrogen (N), Fosfat (P) dan Silikat (Si) sering dilihat sebagai factor pembatas yang mempengaruhi penyebaran dan pertumbuhan populasi dan komunitas fitoplankton. Dinamika populasi fitoplankton sangat ditentukan oleh nutrien yang berperan sebagai faktor pembatas.  Penggunaan nutrien sebagai faktor pembatas dapat dibedakan sebagai:
1.        Nutrien sebagai faktor pembatas pertumbuhan populasi yang dominan. Perubahan atau pertukaran populasi yang dominan terjadi di bawah batas saturasi dari populasi dominan yang ada.
2.        Nutrien sebagai faktor pembatas terhadap laju potensial produksi primer bersih. Perubahan populasi melebih batas populasi dominan yang ada, ditentukan oleh perubahan spesies yang dominan.
3.        Nutrien sebagai faktor pembatas produksi ekosistem bersih, populasi primer kotor melebihi total respirasi ekosistem. Perubahan populasi ini berdampak pada meningkatknya kandungan organik bersih atau hasil dari ekosistem.
Unsur-unsur yang sangat dibutuhkan oleh fitoplankton merupakan factor pembatas pada perairan yang berbeda. Dari ketiga nutrien unsur utama tersebut yakni N, P dan Si, di perairan air tawar fosfat lebih bersifat faktor pembatas bagi pertumbuhan alga bila dibandingkan dengan unsur yang lain, sedangkan  di perairan laut ketiga unsur tersebut bersama-sama bersifat sebagai faktor pembatas pertumbuhan terutama nitrogen. Fosfat dan silikat secara potensial merupakan faktor pembatas bagi pertumbuhan fitoplankton pada musim dingin sedangkan nitrat bersifat sebagai faktor pembatas pada perairan  dengan salinitas yang lebih tinggi.  Pada perairan dengan tingkat salinitas sedang, pertumbuhan fitoplankton tidak merespon terhadap penambahan N atau P.  Peningkatan biomassa secara drastic terjadi bila penambahan N dan P dilakukan secara bersamaan.
Pertumbuhan dan reproduksi fitoplankton dipengaruhi oleh kandungan nutrien di dalam badan perairan.  Kebutuhan akan besarnya kandungan dan jenis nutrien oleh fitoplankton sangat tergantung pada klas atau jenis fitoplankton itu sendiri disamping jenis perairan dimana fitoplankton tersebut hidup.  Dengan demikian nitrogen secara signifikan berpengaruh terhadap struktur komunitas fitoplankton.  Namun demikian laju pertumbuhan fitoplankton akan tergantung pada ketersediaan nutrien yang ada. Laju pertumbuhan fitoplankton akan sebanding dengan meningkatnya konsentrasi nutrien hingga mencapai suatu konsentrasi yang saturasi. Setelah keadaan ini, pertumbuhan fitoplankton tidak tergantung lagi pada konsentrasi nutrien.
Nitrogen dibutuhkan untuk mensintesa protein. Nitrogen di laut terutama berada dalam bentuk molekul-molekul nitrogen dan garam-garam anorganik seperti nitrat, nitrit dan amonia dan beberapa senyawa nitrogen organik.  Pada umumnya nitrogen diabsorbsi oleh fitoplankton dalam bentuk nitrat (NO3-N) dan ammonia (NH3-N).  Fitoplankton lebih banyak menyerap NH3-N dibandingkan dengan NO3-N karena lebih banyak dijumpai di perairan baik dalam kondisi aerobik maupun anaerobik.  Selain itu penggunaan N-NO3 membutuhkan penambahan energi seperti adanya enzim nitrat reduktase.
Pada umumnya konsentrasi nitrogen di perairan laut berkisar 0,01-50 μg/l untuk nitrat, 0,01-5 μg/l untuk nitrit dan 0,1-5 μg/l untuk amonia serta 0,2-2 μg/l untuk asam amino. Sedang untuk pertumbuhan optimal  fitoplankton memerlukan kandungan nitrat berkisar 0,9-3,5 mg/l.  Secara lebih  khusus kebutuhan minimum nitrat yang dapat diserap oleh diatom berkisar 0,001-0,007 mg/l (Masitho, 2012).
Dalam bentuk fosfor, fitoplankton menggunakan fosfat (PO4) untuk pertumbuhannya. Fosfat mempengaruhi penyebaran fitoplankton khususnya diatom. Fosfat menjadi faktor pembatas baik secara spasial maupun temporal. Konsentrasi fosfor di perairan umum berkisar 0,001-0,005 mg/l. Kandungan fosfat yang optimum untuk pertumbuhan fitoplankton berkisar 0,09-1,80 mg/l.  Pada perairan yang memiliki konsentrasi fosfat yang rendah (0,00-0,02 mg/l) akan didominasi oleh diatom, pada perairan dengan konsentrasi fosfat sedang (0,02-0,05 mg/l) akan dijumpai  jenis Chlorophyceae yang berlimpah dan perairan yang memiliki konsentrasi fosfat tinggi (>0,10 mg/l) maka jenis Cyanophyceae menjadi dominan (Mashito,2012)

F.      Jenis Fitoplankton
Fitoplankton merupakan mikroorganisme air yang mampu melakukan fotosintesis. Fitoplankton terdiri dari berbagai macam spesies yang memiliki metabolisme berbeda-beda tiap spesies. Secara taksonomi fitoplankton terdiri dari 10 filum alga baik yang prokariotik (Cyanophyceae dan Chlorophyceae) maupun eukariotik (Bacillariophyceae dan Chrysophyceae). Terdapat 13 kelas dari fitoplankton yang terdapat di laut, yaitu Cyanophyceae (alga biru hijau), Rhodophyceae (alga merah), Bacillariophyceae  (Diatom), Cryptophyceae (Cryptomonads), Dinophyceae (Dinoflagellata), Crysophyceae (Crysomonads, Silicoflagellat), Haptophyceae atau Prymnesiophyceae (Coccolithophorids,Prymnesiomonads),Raphidiophyceae(Choromonadea), Xanthophyceae (alga kuning hijau), Eustigmatophyceae, Euglenophyceae  (Euglenoids), Prasinophyceae (Prasinomonads), dan Chlorophyceae (alga hijau).  Tetapi hanya 4 kelas saja yaitu Bacillariophyceae, Cryptophyceae, Dinophyceae, dan Haptophyceae yang memegang peranan penting dalam total standing stok fitoplankton di laut.
Akan tetapi kelompok fitoplankton yang mempunyai kelimpahan tertinggi di ekosistem laut adalah dari kelas diatom. Selain itu  pula terdapat beberapa kelompok lain dari fitoplankton yang kadang-kadang melimpah , tetapi mereka diwakili oleh jenis yang sangat sedikit.  Jenis tersebut meliputi Cyanophyta (cyanobacteria, seperti contoh jenis-jenis dengan ukuran sel yang sangat kecil dari Synechococcus atau berkas-berkas besar dari filamen Oscillatoria (Trichodesmium). 

Daftar Pustaka :
Erlina, Antik.2007. Kualitas Perairan Di Sekitar Bbpbap Jepara Ditinjau Dari Aspek Produktivitas Primer Sebagai Landasan Operasional Pengembangan Budidaya Udang Dan Ikan. Fakultas Ilmu Kelautan Perikanan Universitas Diponogoro: Semarang
Masitho, Imas. 2012. Produktivitas Primer Dan Struktur Komunitas Perifiton Pada Berbagai Substrat Buatan Di Sungai Kromong Pacet Mojokerto. Program Studi S-1 Biologi Departemen Biologi Fakultas Sains Dan Teknologi Universitas Airlangga: Surabaya
Nb : Tulisan di atas ditulis oleh Saudara Ardi Prasetio dalam rangka memenuhi tugas biologi laut



0 komentar:

Posting Komentar

Silahkan untuk memberikan komentar terhadap tulisan ini, demi tulisan yang lebih baik di lain hari.

 

MY MIND © 2011 Design by Best Blogger Templates | Sponsored by HD Wallpapers