Ekologi Perairan Tawar Fresh Waters)

EKOSISTEM PERAIRAN TAWAR

DISUSUN OLEH:INDRA GUMAY YUDHA (indra_gumay@yahoo.com)JURUSAN BUDIDAYA PERAIRANFAKULTAS PERTANIANUNIVERSITAS LAMPUNGBANDAR LAMPUNG, INDONESIA

HABITAT AIR TAWAR:

HABITAT LENTIK (TENANG):DanauKolamRawaPasir Terapung

HABITAT LOTIK (MENGALIR)Mata AirAliran Air (Brook Creek)Sungai

RawaRawa Pacing, Pacing, TulangTulang BawangBawang Bendungan Batutegi,

Rawa Bakung, Tulang Bawang

CONTOH LENTIK :

CONTOH LOTIK :

Sungai Way Sekampung disekitar Kec. Jabung, Lamtim Creek 1Creek 1

Creek 2Creek 2 Creek 3

FAKTORFAKTOR--FAKTOR PEMBATAS DI FAKTOR PEMBATAS DI PERAIRAN TAWAR:PERAIRAN TAWAR:

1. SUHUMeskipun suhu air lebih stabil daripada suhu udara, tetapi suhu air tetap merupakan faktor pembataskarena kebanyakan organisme perairan bersifatstenothermal

2. KECERAHAN/KEJERNIHANKekeruhan dapat disebabkan oleh partikel liat danlumpur yang merupakan faktor pembatasproduktivitas.Kekeruhan juga dapat disebabkan plankton danorganisme lain dan hal ini merupakan indikator/ indeks kesuburan perairan.

3. ARUS/ALIRAN AIRArah arus merupakan faktor pembatasArus menentukan distribusi gas, garam, danorganisme kecil

4. KONSENTRASI GAS PERNAPASANKonsentrasi CO2 dan O2

5. KONSENTRASI GARAM BIOGENIKHubungannya dengan pengaturan tekananosmoregulasi

A. Ikan air tawar:- Hipertonik

B. Ikan Laut:- Hipotonik

- Tidak minum- Urin hipotonik berlebihan

- Minum air laut- Urin kurang & agak hipotonik

Organisme laut tdk pernahberhasil masuk ke lingk. air tawar

KLASIFIKASI EKOLOGIS ORGANISME AIR TAWAR

A. Autotrof (Produsen)Tanaman HijauOrganisme Kemosintetik

B. Phagotroph (Konsumen Makro)HerbivoraPredatorParasit

C. Saprotroph (Konsumen Mikro/Pengurai)

1. 1. BerdasarkanBerdasarkan NICHE NICHE dalamdalam rantairantai makananmakanan

RANTAI MAKANAN DI PERAIRAN TAWAR

2. Berdasarkan bentukkehidupan/kebiasaan hidup

A. BentosOrganisme yg melekat atau beristirahat pada dasaratau hidup di dasar endapanTerdiri dari:

filter feeder (ex: kerang)Deposit feeder (ex: siput)

B. PeriphytonOrganisme (hewan dan tumbuhan) yg hidupnyamenempel pada batang dan daun tumbuhan air, ataubenda lainnya

C. PlanktonOrganisme perairan yang hidupnya melayang danpergerakannya bergantung pada arus air.

D. NektonOrganisme perairan yg memiliki kemampuangerak secara aktif dan tidak bergantungpada arus.Contoh: ikan, amfibi, serangga air yg besar

E. NeustonOrganisme yg beristirahat atau berenangpada permukaan perairan

Pembagian Plankton

1. Per Biologis:Phytoplankton (tumbuhan)Zooplankton (hewan)

2. Per stadia hidup :Meroplankton : Sebagian daur hidupnyaberupa plankton. Ex. Larva ikan, larva kepiting, larva udang.Holoplankton: Seluruh daur hidupnyaberupa plankton

Larva ikan merupakan meroplankton dan jugazooplankton

3. Per UkuranMegaplankton : > 2,0 mmMakroplankton: 0,2-2,0 mmMikroplankton: 20 μm – 0,2 mmNanoplankton : 2 μm - 20 μm Ultraplankton: < 2 μm

Right - Biologist using a vertical tow net to collect a plankton sample from Bighorn Lake, Montana, to help assess lake productivity.

3. BERDASARKAN HABITAT HIDUPNYA

PADA HABITAT LENTIKPADA HABITAT LENTIK1. Zona Litoral

Daerah perairan yg dangkal di tepi danau, di manapenetrasi cahaya matahari biasanya sampai kedasar perairan.

2. Zona LimnetikPerairan tengah danau dari permukaan sampaidengan kedalaman penetrasi cahaya matahari efektif(pd tingkat kompensasi cahaya) di mana fotosintesissama dengan respirasi.

3. Zona ProfundalDasar perairan dan kolom perairan di atasnya ygtidak terkena cahaya matahari efektif.

LCL = Light compensation level= Intensitas cahaya matahari ± 1% dari intensitas

cahaya penuh

1. Zona Arus Deras:Daerah dangkal dan kecepatanarus cukup tinggi, shg dasarperairan padat & tdk adaendapan.Organisme yg hidup:

Bentos yg telah beradaptasiPeriphyton yg melekat kuatIkan yg dpt berenang kuat

2. Zona Arus Lambat:Daerah perairan yg dalam & kecepatan arus sudahberkurang, shg terjadi prosespengendapan dan dasarperairan lunak.Organisme yg hidup:

PlanktonNekton penggaliBentos di dasar endapan

PadaPada Habitat Habitat LotikLotik::

FLORA DAN FAUNA FLORA DAN FAUNA AIR TAWARAIR TAWAR

PenyusunBiomass Terbesar

1. TUMBUHAN / FLORA:Ganggang : Produsen ISpermatophyta Akuatik: Produsen II

2. FAUNA :MoluskaSerangga airUdang-udanganIkan

Annelida, Rotifera, Protozoa & cacing : 3. SAPROTROF:

Bakteri airJamur air

I. KOMUNITAS LENTIKI. KOMUNITAS LENTIK

A. Sifat Komunitas di ZonaLitoral

1. PRODUSEN ada 2 tipe:A. Tumbuhan Berakar (Bentik) ; Divisio Spermatophyta:

Typha - Pomatogeton diversifoliaScirpus - Pomatogeton pectinalisSagittaria - CharaNymphaea

B. Fitoplankton; jenis-jenis ganggang:Spyrogyra - RichteriellaZygnema - ClosteriumScenedesmus - NaviculaCoelastrum - dll

TyphaScirpus

Sagittaria latifolia Nymphaea nauchali

Chara spp

Spirogyra

Zygnema Navicula

Coelastrum

Scenedesmus

JENIS-JENIS PHYTOPLANKTON

BilaBila danau/kolamdanau/kolam tercemartercemar dgndgn nutrisinutrisiberlebihanberlebihan ((eutrofikasieutrofikasi):):

Ganggang berbentuk benang (ex: Spyrogyra & Zygnema) melimpah pada permukaan air

Berpengaruh thd ketersediaan O2 di air:• O2 hasil fotosintesis lepas ke udara• Ketika ganggang mati, dibutuhkan O2 yg banyak

utk menguraikannya

Ketersediaan O2 di air akan menurun, shg dapatmenekan kehidupan di air dan membunuh ikan/biota air

ZonasiZonasi pd pd LitoralLitoral daridari pinggirpinggir ((dangkaldangkal) ) keketengahtengah ((dalamdalam) ) berdasarkanberdasarkan padapada vegetasivegetasiberakarberakar ((SpermatophytaSpermatophyta):):

1. Zona vegetasi tersembul (emergent vegetation)

2. Zona vegetasi yg daunnya terapung3. Zona dgn vegetasi yg tenggelam

1. 1. ZonaZona vegetasivegetasi tersembultersembul (emergent vegetation)(emergent vegetation)

Kondisi ekologis:CO2 diambil dari udara, nutrien diperoleh dari sedimenanaerob pada dasar perairan.Vegetasi berfungsi sebagai “pompa nutrien” bagi ekosistemperairan lentik.

Contoh vegetasi:Typha spp - Sparganium sppScirpus spp - Eleocharis sppSagittaria spp - Pontederia spp

Vegetasi tsb bersama-sama dgn vegetasi pd zona pinggirperairan (yg lembab) merupakan mata rantai penghubungantara lingkungan perairan dan daratan.Bermanfaat bagi hewan amfibi dan serangga air sbg tempatperlindungan dan mencari makan.

Pontederia spp

Sparganium spp

Eleocharis palutris

Kondisi Ekologis:Sama dgn zona 1, tetapipermukaan perairanbiasanya tertutup rapatoleh daun vegetasi, shgmengurangi lajufotosintesisDi bawah daun vegetasitsb merupakan tempatistirahat dan meletakkantelur bagi beberapa biota air.

Contoh vegetasi:Nymphaea (teratai)Brasenia

2. 2. ZonaZona vegetasivegetasi yang yang daunnyadaunnya terapungterapung

Daun cenderung tipis dan terbelah-belahhalus sbg adaptasi utk pertukaran nutrisi danair.Contoh vegetasi:

Pomatogeton spp - ElodeChara - AnacharisCeratophyllum - NajasMyriophyllum - Vallisneria

3. 3. ZonaZona dgndgn vegetasivegetasi tenggelamtenggelam ((submergentsubmergentvegetation)vegetation)

CeratophillumCeratophillum sppspp

MyriophyllumMyriophyllum aquaticumaquaticum

Elode

Anacharis Vallisneria

PERMASALAHAN LINGKUNGANPERMASALAHAN LINGKUNGANProduktivitas Primer pd vegetasi tersembul (zona 1) cukup tinggi dan dapat menjadi hama/gulma air, shgmengganggu dalam hal:

Menyumbat saluran airPendangkalanKetersediaan O2 perairanMengganggu transportasi air (perahu)Mengganggu areal pemancinganDll.

PRODUSEN YG BERUPA PRODUSEN YG BERUPA VEGETASI TDK BERAKARVEGETASI TDK BERAKAR

TERAPUNGBerupa plankton pada zona litoral dan limnetik

TERIKAT/BERASOSIASI pd tanamanberakar

Ciri pada zona litoralBERADAPTASI utk MENGAPUNG

Ciri pada zona Limnetik

JENISJENIS--JENIS ALGAE UTAMAJENIS ALGAE UTAMA

1. DIATOMAE (Bacillariaceae)2. ALGA HIJAU (Chlorophyta)3. ALGA HIJAU – BIRU (Cyanophyta)

1. DIATOMAE (Bacillariaceae)

Bentuk spt kotak dgn cangkang silika.Berpigmen kuning atau coklat dalamkromatofora yg menutupi klorofilMerupakan indikator yg baik utkkualitas air/ pencemaran:

Jika Diatom melimpah: kualitas air baikJika Diatom menurun: air tercemar

Diatomae

2. ALGA HIJAU (2. ALGA HIJAU (ChlorophytaChlorophyta))Bentuk sel tunggal (ex: Desmid)Bentuk filamen terapung/terikatBentuk koloni terapungBerwarna hijau (klorofil tdk tertutup pigmen lain)Contoh: Spirogyra, Zygnema, Oedogonium

Spirogyra Zygnema Oedogonium

3. ALGA HIJAU-BIRU (Cyanophyta)Sel tunggal sederhana ataupunkoloniKlorofil tersebar dan tertutup olehpigmen hijau-biruSecara ekologis penting; krnmerupakan indikator pencemaran:

Biomass yg besar dapatberkembang pd perairan yg tercemar

Dapat memfiksasi gas N2 menjadiNO3

(ex: Anabaena dan Nostoc)

Anabaena

Nostoc

Banyak spesies yg tahan terhadap‘grazing’Sisa metabolisme yg dikeluarkan olehsel dan hasil penguraian selamaproses pembusukan menimbulkanracun, berbau busuk dan rasa tidakenak pada air minumContoh:

AnabaenaOscillatoriaNostocRivularia

Oscillatoria

2. Konsumen di zona Litoral

Zona litoral merupakan daerah yg lebih banyakdihuni oleh berbagai jenis fauna dibandingkandgn zona lainnya (limnetik dan profundal)Kelima kebiasaan hidup (bentos, perifiton, plankton, nekton, & neuston) terdapat padazona litoral

1. Contoh Periphyton:Siput kolamNimfa damselNimfa capung pemanjatRotiferaCacing pipihBryozoaHydraLarva Kutu

Physa_gyrinaCampeloma_decisum

Nimfa Odonata

2. Contoh Bentos:Nimfa odonata yg merangkakIsopodaNimfa mayflyKerang, cacing (Annelida), siput, Chironomiddan larva diptera

Nimfa mayfly Mayfly dewasa

Isopoda Asellus sp Chironomus

Nimfa Odonata

3. Contoh Nekton:Ikan, amfibi (katak, kura-kura, ular air, dll)Larva dan kumbang penyelam (Coleoptera)Hemiptera: dytiscid, notonectidLarva dan pupa diptera

CladoceraDaphnia SimocephalusCopepodaOstracodaRotifera, dll

4. Contoh Zooplankton:

5. Contoh Neuston:Kumbang Whirligig (famili Gyrinidae) Strider air (famili Gerridae)Strider air berbahu lebar (famili Veliidae)

PRODUSEN (fitoplankton):• Diatomae

• Ganggang Hijau

• Ganggang Hijau Biru

• Flagellata Hijau serupa ganggang:

• Dinoflagellata

• Euglenidae

• Volvocidae

Bentuk-bentuk fitoplankton merupakan adaptasiuntuk dapat terapung.

B. Sifat Komunitas di Zona Limnetik

DiDi daerahdaerah temperate (temperate (beriklimberiklim sedangsedang/ 4 / 4 musimmusim) ) populasipopulasi fitoplanktonfitoplankton dididanaudanau dandan kolamkolam seringkaliseringkali naiknaik turunturun tergantungtergantung padapada musimmusim saatsaat ituitu..

1. Musim Dingin:• Suhu rendah• Intensitas chy

matahari rendah• Nutrien tertimbun

tdk terpakai• Populasi fitoplankton

rendah

2. Musim Semi:• Suhu & Intensitas

chy mataharimembaik

• Nutrien melimpah& dptdimanfaatkan

• Populasifitoplanktonmeningkat(bloom)

3. Musim Panas:• Suhu & Intensitas chy

matahari meningkat• Terbentuk stratifikasi

massa air akibatperbedaan suhu air

• Nutrien menurun krn sdhhabis terpakai dan adastratifikasi

• Populasi fitoplanktonrendah

4. Musim Gugur:• Suhu mulai menurun,

stratifikasi air tdk ada• Intensitas chy

matahari menurun• Nutrien dpt

dimanfaatkan• Populasi fitoplankton

meningkat (bloom)

KONSUMEN di Zona Limnetik:

Zooplankton:Copepoda: Diatomus, CyclopCladocera: Diaphanosoma, Sida, Bosmina

Nekton: didominasi oleh ikan

1. CAHAYA MERUPAKAN FAKTOR PEMBATAS:

Organisme zona Profundal tergantung padazona Limnetik dan Litoral utk bahanmakanan.Zona Profundal memberikan nutrisi yg telahdi “daur ulang” ke zona lainnya oleh arusmaupun organisme yg pindah.

2. KEANEKARAGAMAN KEHIDUPAN RENDAH

C. SIFAT KOMUNITAS di ZONA PROFUNDAL

3. KOMUNITAS UTAMA:Bakteri dan Jamur3 kelompok konsumen:

a. Cacing darah/larva Chironomid & Annelidab. Kerang kecil (Fam: Sphaeridae)c. Larva phantom/ Chaoborus

Annelida merah melimpah di air yang tercemarlimbah domestikLarva Chaobarus (dewasa adl nyamuk diptera):

Mempunyai 4 kantung udara, 2 pada masing-masing ujung badan : merupakan bentuk adaptasiuntuk mengapung dan cadangan O2.

4. ORGANISME KEBANYAKAN MERUPAKAN HOLOPLANKTON

5. ADAPTASI ORGANISME:Untuk dapat bertahan terhadap kondisi O2rendah.Terdiri dari bakteri jenis anaerobik

D A N A U

1. Asal Mula Terbentuknya Danau:Karena patahan di permukaan bumi dandiikuti oleh peristiwa klimat.

Contoh: Danau TobaAktivitas Vulkanik

Contoh: Danau LamonganBelokan sungai yang terlalu dalamDepresi tanah kapurBuatan (contoh: Jatiluhur)

2. PROSES SUKSESI DANAU

OLIGOTROFIK

MESOTROFIK

EUTROFIK

DISTROFIK

OLIGOTROFIK MESOTROFIK EUTROFIK DISTROFIK

Makanan sedikit Fotosintesis terbataspada permukaan air

Makanan meningkat Bahan organik tinggi

Suhu air rendah Sinar matahariterbatas

Air menjadi hangat

Resirkulasi makananrendah

Daya pengendapanmeningkat

Produksi bahan organiktinggi

Air jernih Air mulai keruh Air keruh, penetrasicahaya matahari 1-3 m

Danau menjadidangkal

Oksigen perairantinggi

Oksigen perairanterbatas utk prosespembusukan

Kerapatan biota rendah

Keanekaragamanbiologi tinggi

Terbentukkomunitas daratan.

Aktivitas biologirendah

Kegiatan biologi mulaimeningkat

Aktivitas biologimeningkat

Aktivitas biologimenurun

OligotrophicRefers to a class of lakes that exhibit low productivity, low levels of phosphorus and chlorophyll, few rooted aquatic plants and algae, deep transparency readings [ 8.0 m (26.5 ft) or greater] and usually high dissolved oxygen levels throughout the water column. These lakes are considered to have excellent water quality.

MesotrophicThe term mesotrophic describes a middle stage between oligotrophic (low productivity) and eutrophic (very productive). This type of lake has intermediate levels of phosphorus and chlorophyll, and Secchi disk transparencies of 4m to 8m (13.3 to 26.5 ft.).

EutrophicRefers to lakes with high productivity, high levels of phosphorus and chlorophyll, low Secchi diskreadings, and abundant biomass with a lot of accumulated organic matter on the bottom. Eutrophic lakes are susceptible to algal blooms and oxygen depletion in the hypolimnion.

3. STRATIFIKASI DI DANAU

Perbedaan kepadatan (berat jenis) air yang disebabkan perbedaan suhu dapat menghasilkanSTRATIFIKASI (lapisan massa air) yang akanmempengaruhi POLA SIRKULASI AIR

Kategori Pola Sirkulasi Air1. DIMICTIC:

Dua musim periode sirkulasi bebas atau teraduk2. MONOMICTIC DINGIN:

Suhu air tidak pernah lebih tinggi dari 4°C (daerahkutub) dan teraduk pada musim panas

3. MONOMICTIC HANGAT:Suhu air tidak pernah lebih rendah dari 4°C (daerahsedang/ temperate yang hangat atau subtropika); satu periode sirkulasi di musim dingin

4. POLYMICTIC:Terus menerus tersirkulasi dengan periode stagnasiyang singkat.Contoh: Danau di daerah pegunungan di ekuator.

5. OLIGOMICTIC :Jarang tercampur karena suhunya stabil.Contoh: Danau di daerah tropika

6. MEROMICTIC :Terjadi stratifikasi secara permanen; kebanyakansebagai hasil dari perbedaan kimiawi air padahipolimnion dan epilimnion.

With stratification in place in a "deep" lake, we can define three major layers within the lake.

• Epilimnion, an upper layer of circulating warm water, usually no more than 6 m (20 ft) deep, where dissolved oxygen concentrations are moderate to high.

Three Water Layers

• Thermocline, a layer of rapid temperature and oxygen decrease with depth, often quite thin, separating the upper and lower layers.

•Hypolimnion, a cold, deep-water, non-circulating layer in which oxygen is low or absent.

Winds blowing over the lake generally keep the epilimnion stirred by pushing a quantity of surface water downwind. This draws a flow of deeper water upward (upwelling) along the upwind (windward) shore to replace the pushed waters. As a result, epilimnion waters mix, producing generally warm temperatures and high oxygen content (important to fish and other creatures) throughout the layer.

Atmospheric oxygen is added by the air-water interaction to the oxygen produced within the water by aquatic plants.

The thermocline layer has minimal mixing, and what does occur is slow, thus isolating the bottom waters from the surface zone. Because this region lies between the epilimnion and hypolimnion, it is also called the mesolimnion (meso-meaning "middle").

The hypolimnion is a deep-water stagnant layer where plants alone cannot produce enough oxygen for the layer's demands. As a result, the hypolimnion is not only depleted or devoid of oxygen, it often contains high concentrations of dissolved hydrogen sulphide and other sulphurous gases, forcing many creatures to move to shallower waters.

I. STRATIFIKASI TERMAL DI DAERAH SEDANG/TEMPERATE

Air di bagian atas menjadi lebih panasdaripada air bagian bawah, sehingga air tidak bercampur. Terdapat 3 lapisanmassa air, yaitu:

Epilimnion (danau bag. atas; suhu hangat)Thermoklin (lapisan air dimana suhu menurundrastis denganbertambahnya kedalaman)Hipolimnion (danau bag. bawah; suhu dingin)

Lapisan thermoklin berada di bawah jangkauan penetrasi cahaya matahari efektif(tingkat kompensasi), sehingga pasokan O2 ke hipolimnion terputus karena terhalangoleh STRATIFIKASI

1. MUSIM PANAS: Periode stagnasi musimpanas.

2. MUSIM GUGUR: Pengembalian (turn over) musim gugur

Suhu epilimnion turun sehinggasama dengan suhu hipolimnion.Terjadi sirkulasi massa air danO2 dapat mencapai kedalamanhipolimnion.

3. MUSIM DINGIN:

Suhu permukaan kurang dari 4°C, air mengembang dan menjadi lebih dinginsehingga tetap berada di permukaan danmembeku.Terjadi stratifikasi musim dingin.O2 tidak berkurang karena kegiatanbakteri dan respirasi rendah. Selain ituO2 lebih banyak larut dalam air pada suhurendah.Bila salju menutupi es maka akanmenghalangi fotosintesis yg dptmenyebabkan kekurangan O2 di seluruhdanau dan mengakibatkan kematian ikandi musim dingin.

4. MUSIM SEMI: Pengembalian (turn over) musim semi.

Suhu mulai hangat dan esmencair sehingga air permukaan menjadi lebih beratdan tenggelam.Bila suhu permukaan naiksampai 4°C, danau tersirkulasidan O2 dapat tercampur.

II. STRATIFIKASI THERMAL DI TROPIKA

Danau di tropika mempunyai suhu permukaan yang hangat (20-30 °C).Terjadi penurunan suhu dengan bertambahnyakedalaman, sehingga terdapat perbedaan kerapatanmassa air yang menyebabkan stratifikasi yg mantapsepanjang tahunSirkulasi umumnya tidak teratur dan biasanya terjadipada musim yang lebih sejuk (musim hujan)

KLASIFIKASI DANAU

1. SERI OLIGOTROFIK-EUTROFIK

OLIGOTROFIK:Sedikit makananBiasanya dalamHipolimnion > epilimnionProduktivitas primer rendahTanaman di litoral jarangKerapatan plankton rendahHipolimnion tidak kekurangan oksigenSecara geologi “masih muda”

(Diklasifikasikan berdasarkan produktivitas)

2. EUTROFIK:Banyak makananDangkalProduktivitas primer tinggiVegetasi litoral dan kerapatan plankton tinggi“Blooming” merupakan ciri utama