[liaapri]

   Pengukuran Produktivitas Primer


Untuk mengukur produktivitas primer digunakan metode botol terang-gelap. Biasanya metode analisis oksigen yang digunakan adalah metoda Winkler. Berdasarkan nilai- nilai kadar oksigen akhir dalam botol terang dan botol gelap (setelah direndam dalam air untuk beberapa lama), dan nilai kadar oksigen awal (yaitu kadar oksigen dalam kedua botol sebelum digantungkan dalam perairan), laju fotosintesis dalam kedua botol dapat dihitung. Bagi botol terang nilai yang diperoleh adalah fotosintesis bersih atau kelebihan fotosintesis terhadap respirasi. Nilai yang diperoleh botol gelap adalah jumlah oksigen yang dikonsumsi oleh respirasi. Fotosintesis kotor adalah nilai yang diperoleh dengan menambahkan jumlah oksigen yang dikonsumsi untuk respirasi dengan fotosintesis bersih. Sudah barang tentu baik nilai fotosintesis bersih maupun fotosintesis kotor akan berbeda pada setiap kedalaman yang berbeda, karena nilai-nilai intensitas cahaya matahari berubah menurut kedalaman, sedangkan fotosintesis dipengaruhi oleh intensitas cahaya matahari (Nybakken, 1992, hlm: 55).

Menurut Suin (2002, hlm: 59). Produktivitas primer di lingkungan perairan sering dilakukan dengan merendam botol bening dan botol gelap. Di sini produktivitas diukur menurut kesetimbangan oksigen yang dihasilkan sebagai akibat fotosintesis.
 
Dua terokan yang diambil dari air yang tergenang dan mengandung plankton ditekap di dalam botol kaca. Kedua botol tersebut digantungkan dalam kolam pada kedalaman yang sama dengan kedalaman pengambilan contoh air. Salah satu botol itu mula-mula dibungkus dengan kertas aluminium agar isi botol tersebut berada sama sekali dalam kegelapan, sehingga yang terjadi hanya pernafasan (tetapi tidak terjadi fotosintesis) oleh plankton. Dalam botol terang atau botol yang tidak dibungkus terjadilah pernafasan dan fotosintesis selama ada cahaya. Perlu kiranya untuk menentukan jumlah oksigen awal yang terlarut dalam air dengan cara mengambil sampel air kemudian menganalisisnya. Botol tersebut diambil setelah 24 jam dan dicatat  suhunya. Kandungan oksigen dalam setiap botol diukur dengan metoda winkler.



   Klorofil a


Klorofil berasal dari bahasa Yunani, yang terdiri dari dua suku kata, yaitu chloros berarti hijau dan phyllum yang berarti daun. Klorofil menangkap kekuatan hidup atau energi matahari dan digunakan untuk membelah molekul H2O menjadi unsur H dan O2, kemudian menggabungkannya antara unsur H dengan gas CO2 dan dihasilkan gula atau karbohidrat. Dari proses fotosintesis ini juga dihasilkan hasil sampingan berupa gas O2 (Wirosaputro,1998,hlm: 8).

Struktur molekul klorofil diketahui, yakni terdiri dari porifirin yang sama strukturnya dengan porfirin heme yang membentuk gugus prostetik pada hemoglobin, mioglobin dan enzim-enzim sitokrom. Perbedaan-perbedaan utama antara klorofil dan heme adalah adanya atom magnesium ditengah-tengah cincin porifirin dan rantai samping karbon yang panjang, yaitu rantai fitol. Ada dua macam klorofil pada tumbuhan: klorofil a dan klorofil b. Klorofil adalah pigmen karena menyerap cahaya, yakni radiasi elektromagnetik pada spektrum kasat mata (visibel). Cahaya putih (seperti cahaya matahari) mengandung semua spektrum kasat mata dari merah sampai violet, tetapi seluruh panjang gelombang unsurnya tidak diserap dengan baik secara merata oleh klorofil. Adalah mungkin untuk menentukan bagaimana efektifnya setiap panjang gelombang (warna) diserap dengan menyinari suatu larutan klorofil dengan cahaya monokromatik (cahaya berwarna satu) dan kemudian dengan meteran cahaya
 
yang peka mengukur cahaya yang melewati larutan tersebut. Dengan mengulangi proses ini dengan memakai cahaya monokromatik sambil merentang  seluruh spektrum yang kasat mata, maka mungkin untuk menggambar spektrum absorbsi. Perhatikan baik bahwa baik klorofil a maupun klorofil b paling kuat menyerap cahaya di bagian merah dan ungu . Cahaya hijau yang paling sedikit diserap. Karena itu bila cahaya putih menyinari struktur-struktur yang mengandung klorofil, seperti misalnya daun, maka sinar hijau dipantulkan, dan hasilnya ialah struktur-struktur tersebut tampak hijau (Kimball,1992, hlm: 975).

Proses fotosintesis berlangsung dalam kloroplas,  suatu organel yang terdapat di dalam sel tumbuhan hijau. Kloroplas memiliki membran. Dua lapisan membran atau pembungkus mengelilingi suatu ruang pusat yang besar yang dinamai stroma. Stroma mengandung beberapa banyak enzim larut yang berbeda yang berfungsi untuk menggabungkan sebagian organik. Pada stroma, membran juga membentuk granum. Setiap granum terdiri dari satu timbunan kantung atau ceper yang dinamai tilakoid. Granum dihubungkan antara satu sama lain oleh lamela stroma. Klorofil ada pada membran granum, dan menjadikannya sistem penyimpanan energi bagi kloroplas. Setiap tilakoid berbentuk seperti kantung. Pergerakan ion-ion dari ruang ini melintasi membran tilakoid dipercaya penting dalam proses sintesis. Klorofil tidak menyerap panjang gelombang cahaya dengan banyak. Karena itu, cahaya ini  dipantulkan ke mata dan kita melihat klorofil sebagai suatu pigmen hijau (Mader, 1995, hlm: 98-99).


   Fitoplankton


Fitoplankton merupakan kelompok yang memegang peranan sangat penting dalam ekosistem air, karena kelompok ini dengan adanya kendungan klorofil mampu melakukan fotosintesis. Proses fotosintesis pada ekosistem air yang dilakukan oleh fitoplankton (produsen), merupakan sumber nutrisi utama bagi kelompok organisme air lainnya yang berperan sebagai konsumen, dimulai dari zooplankton dan diikuti oleh kelompok organisme lainnya yang membentuk rantai makanan. Dalam ekosistem air hasil dari fotosintesis yang dilakukan oleh fitoplankton bersama dengan tumbuhan air lainnya disebut sebagai produktivitas primer. Fitoplankton terutama hidup pada
 
lapisan perairan yang mendapat cahaya matahari yang dibutuhkan untuk proses fotosintesis (Barus, 2004, hlm: 26).

Peran utama fitoplankton dalam ekosistem air tawar adalah sebagai produsen primer. Sebagai produsen, fitoplankton merupakan makanan bagi komponen ekosistem lainnya khususnya ikan. Posisinya di dasar piramida makanan mempertahankan kesehatan lingkungan air. Bila ada gangguan terhadap fitoplankton, maka seketika komunitas lain akan terpengaruh. Komposisi fitoplankton bergantung pada kualitas air, karena itu jenis alga tertentu dapat digunakan sebagai indikator eutrofikasi   air.   Keasaman    air    juga    mempengaruhi   kelimpahan    fitoplankton ( Monk et al, 2000, hlm: 174).

Plankton adalah organisme yang terapung atau melayang-layang di dalam air yang pergerakannya relatif passif (Suin, 2002, hlm: 118). Kemampuan berenang organisme-organisme planktonik demikian lemah sehingga pergerakan mereka sangat dikuasai oleh gerakan-gerakan air (Nybakken, 1992, hlm: 36). Plankton merupakan organisme perairan pada tingkat (tropik) pertama dan berfungsi sebagai penyedia energi. Secara umum plankton dapat dibagi menjadi dua golongan, yakni: fitoplankton, yang merupakan golongan tumbuhan, umumnya mempunyai klorofil (plankton nabati) dan zooplankton (golongan hewan) atau plankton hewani  (Wibisono, 2005, hlm: 155).



   Faktor Fisik Kimia Perairan


a.   Suhu


Menurut Brehm & Meijering (dalam Barus, 1996, hlm; 23-25) kelarutan berbegai jenis gas di air serta semua aktifitas biologis-fisiologis di dalam ekosistem akuatik sangat dipengaruhi oleh suhu. Menurut hukum Van’t Hoffs kenaikan suhu sebesar 100C (hanya pada kisaran suhu yang masih dapat ditolerir) akan meningkatkan aktifitas fisiologis (misalnya respirasi) dari organisme sebesar 2 – 3 kali lipat. Pola suhu ekosistem akuatik dipengaruhi oleh berbagai faktor seperti intensitas cahaya
 
matahari, pertukaran panas antara air dengan udara sekelilingnya dan juga dipengaruhi oleh faktor kanopi (penutupan vegetasi) dari pepohonan yang tumbuh di tepi. Kenaikan temperatur atau suhu di dalam badan air dapat menyebabkan penurunan kadar oksigen terlarut (Suriawiria 2005, hlm : 84).

Menurut Kinne (1960) dalam Supriharyono ( 2000, hlm: 22) kenaikan suhu di atas kisaran toleransi organisme dapat meningkatkan laju metabolisme, seperti pertumbuhan, reproduksi, dan aktivitas organisme. Kenaikan laju metabolisme dan aktivitas ini berbeda untuk setiap spesies, proses, dan level atau kisaran suhu.