© 2001 Asmika Harnalin Simarmata                                                                                                Posted:  24  Nov. 2001   [rudyct] 

Makalah Falsafah Sains (PPs 702)   

Program Pasca Sarjana / S3

Institut Pertanian Bogor

November 2001

 

Dosen: Prof Dr Ir Rudy C Tarumingkeng (Penanggung Jawab)

 

 

 

FAKTOR-FAKTOR YANG MEMPENGARUHI PEREDUPAN INTENSITAS CAHAYA MATAHARI

PADA KOLOM AIR DI DAERAH PASIR KOLE, WADUK IR. H. JUANDA PURWAKARTA,

JAWA BARAT

 

 

Oleh:

 

Asmika Harnalin Simarmata

C016 01 0011

E-mail : asmikasg@yahoo.com

 

 

 

 

 

PENDAHULUAN

 

 

1.1.  Latar Belakang

Cahaya yang berasal dari matahari penting untuk kehidupan makhluk hidup karena 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. Fotosintesis menggunakan bahan anorganik yang berasal dari perairan atau atau dari aliran teresterial yang diangkut ke ekositem perairan dalam berbagai bentuk terlarut dan partikel organik.

Fotosintesis oleh fitoplankton bergantung pada cahaya.  Laju fotosintesis akan tinggi bila intensitas cahaya tinggi dan menurun bila intensitas cahaya berkurang.  Sebaliknya laju respirasi bisa dikatakan konstan dalam semua kedalaman (Nybakken, 1988).

Nastiti (1989) menemukan pada konsentrasi nitrat dan fosfat yang tinggi, kelimpahan fitoplankton lebih rendah dibandingkan pada konsentrasi nitrat dan fosfat yang rendah.  Pada konsentrasi nutrien tinggi dan intensitas cahaya tinggi, tidak semua nutrien yang ada dapat dimanfaatkan sedangkan pada konsentrasi nutrien yang rendah  dan intensitas cahaya redup, semua nutrien yang ada dapat dimanfaatkan, karena intensitas cahaya pada ssat itu adalah intensitas cahaya yang masih toleran.

Selanjutnya Wetzel (1975) menyatakan bahwa kelimpahan fitoplankton dipengaruhi oleh intensitas cahaya.  Intensitas cahaya yang terlalu kuat akan merusak enzym fito-oksidatif fitoplankton akibatnya fitoplankton yang tidak tahan akan mati.

Intensitas cahaya di perairan akan berkurang dengan bertambahnya kedalaman.  Kehilangan cahaya ditandai dengan koefisien peredupan cahaya. 

 

Berdasarkan hal tersebut penulis ingin melihat mengapa intensitas cahaya bervariasi di dalam kolom air.  Faktor-faktor apa saja yang menyebabkan intensitas cahaya berkurang dalam kolom air.  Hal ini penting karena cahaya berperan sebagai faktor pembatas utama dalam fotosintesis atau produktifitas primer (Kirk, 1977).

 

1.2. Tinjauan ontologis

Adapun penelitian ini bertujuan untuk mengetahui :

-                     -                     variabel penentu peredupan cahaya pada kolom air di waduk

-                     -                     besaran dan dinamika peredupan cahaya pada kolom air.

Sedangkan tinjauan aksiologi atau manfaat penelitian ini adalah dapat diketahui kedalaman perairan yang potensial untuk budidaya perikanan sehingga pengelolaan perairan dapat optimal.

 

1.3.1.3. Hipotesa

Adapun hipotesa yang digunakan adalah :

-                     -                     jumlah, jenis, individu dan biomassa setiap kolom air adalah tidak sama

-                     -                     penyebab tingkat peredupan cahaya berbeda pada setiap kolom air.

 

 

II.  METODOLOGI

 

 

2.1  Lokasi dan Waktu Penelitian

Untuk penelitian ini dipilih suatu lokasi di Waduk Ir. H. Juanda yang kondisinya paling tenang, yaitu genangan utama.  Dalam penelitian ini daerah itu adalah pertengahan antara ujung Cileundi ke Dam Utama.  Berdasarkan peta lokasi tersebut berada disekitar Pasir Kole.  Daerah ini dipilih karena jauh dari pemasukan air atau muara sungai (Krismono, 1988; Nastiti, 1989).

Penelitian ini dilaksanakan pada tanggal 28 Februari 1998.  Waktu pengambilan sampel dilakukan pagi hari pukul 08.00WIB sampai pukul 13.00 WIB.

 

2.2    2.2    Teknik Pengambilan Contoh

 

2.2.1  Penentuan Titik Sampling

        Contoh air diambil dari stasiun yang telah ditentukan yaitu Pasir Kole dengan 5 kali ulangan.  Penentuan titik sampling secara vertikal didasarkan kepada intensitas cahaya yang sampai pada kolom air.  Titik pertama yakni di permukaan (0 cm) dimana intensitas cahaya 100%.  Titik kedua dan ketiga yang mana cahaya antara 100% sampai 1% dari cahaya permukaan; yaitu titik kedua pada kedalaman 70 cm dan titik ketiga pada kedalaman 180 cm.  Titik terakhir yaitu pada kedalaman 360 cm, dimana cahaya tinggal 1% dari cahaya permukaan.

 

 

2.2.2  Pengukuran Intensitas Cahaya

        Pengukuran intensitas cahaya dengan alat Rigo Submarine Illuminometer tipe 5241.  Alat ini dapat digunakan untuk mengukur intensitas cahaya di perairan tawar, laut, rawa dan lain-lain.  Illuminometer ini mampu mengukur intensitas cahaya mulai dari 0 sampai 500000 luks.  Prinsip kerjanya adalah perubahan energi cahaya menjadi energi listrik yang kemudian ditangkap oleh photoelectric cell dan nilainya dibaca pada lux selector.

 

2.2.3  Pengambilan Contoh Air

Sampel air diambil dengan menggunakan Van Dorn Water Sampler berukuran 1.2 liter sebanyak 2 kali.  Contoh air dibagi sesuai dengan kebutuhan.  Untuk identifikasi dan penghitungan fitoplankton dibutuhkan 500 ml, analisis total padatan tersuspensi 100 ml, bahan organik terlarut (DOM) 500 ml, dan sisanya untuk parameter lain seperti kekeruhan, nitrat dan fosfat.  Penyimpanan dan pengawetan contoh air sebahagian dilakukan dengan menyimpan sampel pada suhu 4oC, sebahagian lagi dengan penambahan H2SO4.

 

2.2.4  Parameter Kualitas Air

Parameter yang diamati dan diukur selama penelitian beserta alat yang digunakan disajikan dalam Tabel 1.

 

Tabel 1.  Parameter Kualitas Air Selama Pengamatan

 

Parameter

Unit

Metode

Alat

Tempat Analisis

A. Utama

 

 

 

 

1.  Cahaya

Luks

-

Illuminometer

In situ

2.  TSS

mg/l

Gravimetrik

Timbangan

Laboratorium

3.  DOM

mg/l

Titrimetrik

Buret

Laboratorium

4.  Kelimpahan

sel/l

Mikrotransek

Mikroskop

Laboratorium

5.  Biomassa

mg/m3

Volumetrik

Mikroskop

Laboratorium

 

 

 

 

 

B. Penunjang

 

 

 

 

1. Suhu

OC

Pemuaian

Thermometer Hg

In situ

2.  pH

-

Kolorimetrik

Kertas pH

In situ

3.  Kecerahan

cm

Pemantulan

Secchi disc

In situ

4.  Nitrat (NO3-N)

mg/l

Brucine

Spektrofotometer

Laboratorium

5.  Orthofosfat (PO4-P)

mg/l

Stanous Chloride

Spektrofotometer

Laboratorium

 

 

2.3  Penghitungan Koefisien Peredupan

Penghitungan koefisien peredupan cahaya sesuai dengan hukum Lambert (Boyd, 1990) yaitu :

K= lnIo-lnIz

            z

 

Keterangan :

ln  : fungsi logaritmik alami

Io  :  intensitas cahaya pada kedalaman awal

Iz   :   intensitas cahaya pada kedalaman z

z   :  kedalaman

 

2.4  Penghitungan Kelimpahan Fitoplankton

Identifikasi fitoplankton berdasarkan Presscott (197)), Davis (1955).  Mizuno (1979). Selanjutnya kelimpahan sel fitoplankton dihitung dengan metode Lackey Drop Microtransect Counting (APHA, 1976), yang rumusnya adalah :

 

N = n x A/B x C/D x 1/E

 

Keterangan :

N = jumlah total fitoplankton

n  = jumlah rata-rata total individu plankton per lapangan pandang

A = luas gelas penutup (mm2)

B =  luas satu lapangan pandang (mm2)

C =  volume air yang terkonsentrasi (ml)

D =  volume satu tetes air (ml)

E  =  volume air yang disentrifuse (l)

 

2.5  Penghitungan Biomassa Fitoplankton

Dari kelimpahan fitoplankton diperoleh data jumlah sel/l.  Dengan mengukur volume sel fitoplankton secara geometrik dan mengasumsikan bobot jenis fitoplankton sama dengan 1 (Schroeder, 1975 dalam Nastiti, 1989) maka bobot basah fitoplankton dapat diperoleh dengan rumus:

B = BJ x V

Keterangan :

B    = bobot basah fitoplankton (µg)

BJ  = bobot jenis fitoplankton dianggap 1

V    = volume fitoplankton

Dari hasil penghitungan kelimpahan dan biomassa fitoplankton tersebut dapat ditentukan kelimpahan dan biomassa fitoplanktondi kolom air.  Penghitungannya adalah sebagai berikut (Gambar 2.):

 

 

 

 

 

 

Gambar 2.  Kelimpahan dan biomassa fitoplankton dalam setiap kolom air

 

a = n x 0.35, yang mana nilai 0.35 ini di dapat dari 0.70-0.35

b = n x 0.90, yang mana nilai 0.90 ini diperoleh dari 1.25-0.35

c = n x 1.45, yang mana nilai 1.45 ini diperoleh dari 2.70-1.25

d = n x 0.90, yang mana nilai 0.90 ini diperoleh dari 3.60-2.70

 

Keterangan :

a,b,c, d  : kelimpahan (sel/l) atau biomassa (mg/l)

n           : data kelimpahan dan biomassa fitoplankton pada masing-masing kedalaman

 

2.6  Analisis Data

Untuk mengetahui hubungan fungsional antara koefisien peredupan intensitas cahaya matahari dengan biomassa, total padatan tersuspensi, dan bahan organik terlarut dilakukan analisis korelasi dan model regresi linear berganda (Drapper dan Smith, 1981).  Agar data per kolom air dapat dibandingkan, maka kedalaman kolom air dibuat sama yaitu 70 cm; sehingga data yang akan dianalisa dalam regresi berganda adalah data pada kolom air (0-70) cm, (71-140) cm dan (180-250) cm.   Model hubungan fungsional tersebut disajikan sebagai :

 

Y(K) = ƒ (Biomassa, TSS, DOM) atau dengan persamaan regresi berganda :

Y(K) = βo  + β1x1  +  β2x2 +  β3x3

dengan  :

Y  : Nilai koefisien peredupan

x1   : Biomassa (mg/m3)

x2   :  TSS (mg/m3)

x3   :  DOM (mg/m3)

 

Nilai F dari uji Anova terhadap hasil perhitungan regresi berganda tersebut digunakan untuk menguji kepastian dari persamaan regresi secara keseluruhan.  Hipotesis yang diajukan adalah :

Ho : tidak ada hubungan antara koefisien peredupan cahaya dengan biomassa , total padatan tersuspensi dan bahan organik terlarut.

H1 : ada hubungan antara koefisien peredupan cahaya dengan biomassa, total padatan tersuspensi dan bahan organik terlarut.

Apabila nilai F hitung lebih besar dari nilai F tabel pada tingkat kepercayaan ≥ 70%, maka  Ho ditolak dan H1 diterima.  Sebaliknya apabila nilai F hitung lebih kecil dari nilai F tabel maka Ho diterima H1 ditolak.

        Nilai koefisien determinasi (R2) digunakan untuk mengetahui besarnya peranan dari peubah x terhadap Y.  Nilai R2 berkisar antara 0-1.  Apabila nilainya lebih besar dari 0.9 atau mendekati 1 maka dapat diartikan bahwa x memiliki peranan yang besar terhadap Y.

        Besarnya pengaruh dari peubah bebas dapat dilihat dari nilai koefisien regresi (β) dari masing-masing parameter peubah bebas tersebut.  Koefisien itu digunakan untuk mengukur kenaikan atau penurunan peubah tak bebas (Y) sebagai akibat perubahan nilai peubah bebas (x).  Untuk melihat apakah pengaruh tiap peubah bebas tersebut nyata terhadap peubah tak bebas dilakukan uji t untuk tiap koefisien regresi tersebut.

        Nilai kepekaan koefisien peredupan terhadap biomassa, total padatan tersuspensi, dan bahan organik terlarut ditentukan melalui koefisien regresi (βi)  dari tiap peubah bebas yang terpilih dalam persamaan.  Nilai koefisien yang menyatakan kemiringan garis hubungan antara peubah bebas dengan peubah tak bebas tersebut dapat menunjukkan sifat dari hubungan yang ada.  Nilai positif menunjukkan hubungan yang setara, sedangkn nilai negatif menunjukkan hubungan yang berkebalikan.

        Uji Anova dan regresi berganda dengan menggunakan program Minitab for Window Release 9.2.

 

 

 

III.  HASIL DAN PEMBAHASAN

 

 

3.1  Intensitas Cahaya

Dari nilai intensitas cahaya yang diukur selama pengamatan (Tabel 2.), umumnya intensitas cahaya di permukaan waduk jauh lebih besar dari pada intensitas cahaya di lapisan dibawahnya.  Intensitas cahaya antara ulangan satu dan ulangan lainnya terlihat sangat berbeda.  Hal ini karena waktu sampling yang berbeda sehingga menyebabkan intensitas cahaya yang sampai di permukaan perairan juga berbeda. 

 

Tabel 2.  Intensitas Cahaya Matahari Selama Pengamataan

Kedalaman

(cm)

Intensitas cahaya (lux)

Ulangan1

Ulangan 2

Ulangan3

Ulangan4

Ulangan5

0

90000

53700

190000

55000

70000

70

28000

19100

70000

20000

26000

180

8000

4600

15000

5000

5000

360

1000

700

2000

1000

800

 

 

Tabel 3.  Persentase Intensitas Cahaya Matahari Selama Pengamatan

Kedalaman

(cm)

Persentase Intensitas cahaya

Ulangan1

Ulangan 2

Ulangan3