Transcript
Page 1: 2. TINJAUAN PUSTAKA 2.1. Deskripsi Waduk Malahayu.repository.ipb.ac.id/bitstream/handle/123456789/55765/BAB II... · Deskripsi Waduk Malahayu. Waduk ... , telah tarjadi terjadi penyusutan

   

6    

2. TINJAUAN PUSTAKA  

2.1. Deskripsi Waduk Malahayu.  

Waduk  Malahayu  berada  di  Desa  Malahayu  Kecamatan  Banjarharjo, 

Kabupaten Brebes Jawa Tengah, dan terletak di daerah aliran sungai Cikabuyutan. 

Waduk ini mulai dibangun pada bulan Desember tahun 1933 dan mulai beroperasi 

tahun 1935. Pemanfaatan air Waduk Malahayu yang semula adalah untuk irigasi, 

pengendali banjir, pertanian, peternakan, pariwisata dan saat ini telah berkembang 

menjadi kegiatan  penebaran benih ikan untuk usaha perikanan (ranching). 

Menurut Wahyudi et al. (2002),  telah tarjadi  terjadi penyusutan volume 

tampungan waduk akibat sedimentasi yaitu dari 41,88 juta m3 pada tahun 1995 

menjadi  37,074  juta  m3.  Kondisi  ini  mengindikasikan  Daerah  Aliran  Sungai 

(DAS) waduk mengalami erosi dan terbawa ke reservoir.   Karakteristik daerah 

tangkapan  tersebut  50%  erosi  dan  cenderung  menimbulkan  sedimen  di  dalam 

tampungan   waduk   yang   perlu   untuk   direhablitasi   sehingga   tidak   terjadi 

pendangkalan   yang   mempengaruhi   umur   waduk,   elevasi   tertinggi   daerah 

tangkapan air mencapai +957 mdpl. Menurut Ilyas et al. (1992) umur pelayanan 

waduk  merupakan  fungsi  dari  volume  tangkapan  aktif  menandakan  semakin 

pendek umur pelayanan operasional waduk.   

2.2. Morfometri Waduk Malahayu  

Pengetahuan mengenai morfometrik waduk sangat penting dalam kajian 

budidaya perikanan. Pengetahuan morfologi waduk dapat memberikan gambaran 

tentang perubahan yang terjadi dalam kurun waktu tertentu. Perubahan-perubahan 

tersebut   meliputi   perubahan   debit   air,   keanekaragaman   ikan,   dan   tingkat 

kesuburan,  tingkat  kesuburan  sangat  penting  karena  merupakan  faktor  yang 

mempengaruhi budidaya perikanan. 

Menurut  Wahyudi  et  al.  (2002)  ciri  morfometrik  Waduk  Malahayu 

termasuk perairan terbuka, tepian perairan dan daerah derodon sedang, sebagian 

besar terdiri dari daerah datar dan kemiringan landai sampai daerah kemiringan 

sedang,  kemiringan  hilir  1:2,25.  Aliran  yang  masuk  ke  tampungan  waduk 

mencapai 78 juta km2 dalam evaluasi tertinggi mencapai tampungan waduk + 987

Page 2: 2. TINJAUAN PUSTAKA 2.1. Deskripsi Waduk Malahayu.repository.ipb.ac.id/bitstream/handle/123456789/55765/BAB II... · Deskripsi Waduk Malahayu. Waduk ... , telah tarjadi terjadi penyusutan

   

7    

mdpl. Terdapat tepian dinding waduk bagian selatan digunakan dinding batuan 

dengan lebar dinding batuan yang digunakan sekitar 100 meter yang menjurus 

sampai  ke  dasar  waduk,  jumlah  teluk  banyak,  garis  pantai  yang  panjang  dan 

daerah tangkap hujan luas. Bentuk gradien longitudal perairan Waduk Malahayu 

secara umum dibagi dalam zona mengalir (riverin), dan zona (lakustrin). Zona 

mengalir dari sumber utama berbeda di inlet waduk yang terjadi pengaliran air 

masuk dari sungai Cikabuyutan, zona mengalir mempunyai kekuatan arus yang 

cukup  keras  tergantung musim,  ketersediaan  hara  tinggi  serta  terjadi  penetrasi 

cahaya  optimal,  dangkal.  Sedangkan  zona  tergenang  terdapat  pada  daerah 

penebaran benih. Berdasarkan Ace  et al. (1988) dalam Wahyudi et al. (2002) 

Secara  fisik  bangunan  utama  Waduk  Malahayu  dibuat  dengan  ketinggian  24 

meter, berupa timbunan tanah dan inti lempeng kemiringan 1:2,25 dengan tiga 

dam  selebar  1,7  meter  pada  elevasi  59,25  meter,  panjang  mercu  177  meter, 

pelimpah dibuat dari pasangan batu pada elevasi mercu 55,75 meter dan panjang 

40,22  meter,  bangunan  intake  berupa  menara  beton  setinggi  30  meter  dengan 

diameter 4,9 meter. 

Luas genangan air 9,25 km2 dengan ketinggian muka air +55,75 meter 

diatas air laut, volume air 38.880.080 m3 dan kedalaman air rata-rata 12,75 meter 

(Wahyudi  et  al.  2002).  Air  waduk  dialirkan  ke  Bendung  Nambe  kemudian 

digunakan untuk operasional irigasi dari daerah Kabuyutan.   

2.3. Hidroklimatologi dan DAS Waduk Malahayu.  

Curah  hujan  rata-rata  pertahun  dapat  dibagi  menjadi  bagian  hulu  dan 

bagian hilir.  Bagian hilir pada elevasi +56 m, curah hujan rata-rata 1.506-3.513 

mm.  Sedangkan  pada  bagian  hulu  pada  elevasi  +90  m,  curah  hujan  rata-rata 

1.753-4.268   mm,   aliran   yang  masuk   tampungan   waduk   rata-rata  pertahun 

mencapai 78 juta km3 yang dapat diperinci 77,5% aliran masuk pada bulan Januari 

sampai April, 17,13% aliran masuk pada bulan Mei sampai Juni, Desember dan 

5,2% aliran masuk pada bulan Juli (Wahyudi et al. 2004). Daerah Aliran Sungai 

(DAS) Waduk Malahayu seluas 64 km2 pada posisi koordinat 70 7’25 LS, sekitar 

40% dari luas DAS merupakan daerah berbukit-bukit dan berupa hutan pohon jati 

(Widyayanti,  2007).

Page 3: 2. TINJAUAN PUSTAKA 2.1. Deskripsi Waduk Malahayu.repository.ipb.ac.id/bitstream/handle/123456789/55765/BAB II... · Deskripsi Waduk Malahayu. Waduk ... , telah tarjadi terjadi penyusutan

   

8     

2.4. Daya Dukung Ekosistem Perairan waduk.  

Waduk  biasanya  dibentuk  dengan  membangun  dan  melintasi  sungai 

sehingga  air  bendungan  berada  dibelakang  dam  (Ryding  dan  Rast,  1989). 

Biasanya waduk memiliki drainase, kedalaman rata-rata, kedalaman maksimum, 

luas beban perairan yang lebih besar dibanding danau, tetapi dengan waktu tinggal 

yang  lebih  pendek  dibanding  danau.  (Straskraba  dan  Tundisi,  1999)  yang 

menyatakan bahwa waduk dibuat dan diciptakan manusia untuk tujuan tertentu. 

Waduk telah memberikan keuntungan dan konstribusi yang sangat besar untuk 

manusia  karena  bisa  dimanfaatakn  untuk  pembangkit  tenaga  listrik,  irigasi, 

ekoturisme,  pertanian  irigasi  dan  air  minum.  Namun  peruntukan  yang  paling 

banyak  adalah  sebagai  sumber  pembangkit  tenaga  listrik.  Kondisi  lingkungan 

waduk  sangat  dipengaruhi  oleh  dua  faktor.  Faktor  pertama  adalah  faktor  dari 

alam,  yaitu  semakin  lama  umur  waduk  akan  mengalami  pendangkalan  karena 

sedimentasi.  Pendangkalan   tentu   akan   berpengaruh   terhadap   volume   air, 

kandungan  oksigen,  plankton-plankton,  yang  pada  akhirnya  akan  berpengaruh 

terhadap biota perairan yang hidup. Faktor yang kedua adalah faktor manusia juga 

mendapat peran yang sangat penting terhadap memburuknya kondisi lingkugan 

waduk. 

Pengetahuan tentang konsep daya dukung perairan telah lama dikenal dan 

dikembangkan dalam lingkungan budidaya perikanan, seiring dengan peningkatan 

pemahaman akan pentingnya pengelolaan lingkungan budidaya untuk menunjang 

kontinuitas  produksi.  Dalam  perencanaan  atau  desain  suatu  sistem  produksi 

budidaya perikanan, nilai daya dukung dimasukkan sebagai faktor penting untuk 

dapat menjamin siklus produksi dalam waktu yang lama. Pengertian tentang daya 

dukung  lingkungan  perairan  adalah  sesuatu  yang  berhubungan  erat  dengan 

produktivitas lestari perairan tersebut.  Artinya, daya dukung lingkungan perairan 

itu  sebagai  nilai mutu lingkungan  yang  ditimbulkan  oleh  interaksi  dari  semua 

unsur  atau  komponen  (fisika,  kimia  dan  biologi)  dalam  suatu  kesatuan  suatu 

ekosistem (Poernomo, 1994).  Daya dukung suatu lingkungan (ekologi) berperan 

terhadap   mempertahankan   maksimum   potensi   produksi   suatu   spesies   atau 

populasi dalam kaitannya dengan sumber makanan alami di ekosistem tersebut

Page 4: 2. TINJAUAN PUSTAKA 2.1. Deskripsi Waduk Malahayu.repository.ipb.ac.id/bitstream/handle/123456789/55765/BAB II... · Deskripsi Waduk Malahayu. Waduk ... , telah tarjadi terjadi penyusutan

   

9    

(FAO, 1992).  Dalam budidaya air tawar, daya dukung dipahami dan ditegakkan 

untuk perlindungan sumberdaya perairan sehingga hasil produksi maksimal dapat 

dicapai (Buyukcapar et al. 2006). 

Perkiraan  daya  dukung  untuk  budidaya  perairan  tawar  adalah  masalah 

yang kompleks.  Kompleksitas tersebut banyak berasal dari interaksi antara faktor 

fisik,  kimia  dan  biologi  di  lingkungan  budidaya  (Duarte  et  al.  2003).  Daya 

dukung kualitas perairan yang meliputi  fisika, kimia dan biologi dipengaruhi oleh 

aktifitas  pertanian,  pemukiman  penduduk,  pasar  maupun  industri  yang  berada 

disekitar aliran sungai. Odum (1993) menyatakan bahwa kegiatan manusia yang 

cenderung  makin  meningkat  terutama  di  daerah  aliran  sungai  memberikan 

dampak  terhadap  perubahan  kualitas  perairan  disekitarnya.  Kualitas  air  dapat 

dideteksi dengan berbagai cara, seperti dengan analisa fisika, kimia dan analisis 

biologi  (Hynes,  1978  dalam  Rosenbreg,  1993).  Perubahan  lingkungan  yang 

mempengaruhi daya dukung dapat menyebabkan kepunahan spesies ikan dalam 

pengelolaan perikanan yang berkelanjutan (Akpalu,  2009).   

2.5. Kapasitas Asimilasi Daya Dukung Perairan.  

Konsep  daya  dukung  lingkungan  beserta  ukuran-ukuran  kuantitatifnya 

dimasing-masing lokasi (danau/waduk) menjadi sangat penting untuk diketahui. 

Ukuran mengetahui daya dukung dengan mengetahui beban limbah yang berada 

di dalam maupun yang masuk ke badan perairan budidaya.  Limbah yang masuk 

ke  dalam  sistem  budidaya  dapat  berasal  dari  perairan  sekitarnya  di  samping 

sumbangan terbesar masukan dalam budidaya yang menghasilkan sisa pakan dan 

kotoran  yang  terlarut  ke  dalam  perairan  sekitarnya  Boyd  dan  Lichtkoppler, 

(1979).  Limbah tersebut akan diencerkan oleh perairan penerimanya dan akan 

diasimilasi (didegradasi) menjadi unsur hara oleh mikroba yang ada di perairan 

penerima.  Kapasitas  dan  daya  tampung  perairan  penerima  limbah  berbanding 

lurus dengan kualitas dan kuantitas perairan (Widigdo et al. 2000). 

Limbah   yang  masuk  ke  dalam  lingkungan  budidaya  dalam  jumlah 

berlebihan  akan  menurunkan  kualitas  perairan  dan  dapat  menghambat 

pertumbuhan   ikan   budidaya,   kosentrasi   limbah   pada   batas   tertentu   dapat 

menimbulkan kematian organisme. Untuk menghindari kondisi lingkungan yang

Page 5: 2. TINJAUAN PUSTAKA 2.1. Deskripsi Waduk Malahayu.repository.ipb.ac.id/bitstream/handle/123456789/55765/BAB II... · Deskripsi Waduk Malahayu. Waduk ... , telah tarjadi terjadi penyusutan

   

10    

tidak   diinginkan   tersebut,   perlu   diketahui   kemampuan   perairan   di   dalam 

menerima limbah tersebut sampai pada batas (nilai ambang) yang aman, artinya 

tidak mengganggu siklus produksi budidaya.   

2.6. Estimasi Daya Dukung Perairan Tawar.  

Estimasi  daya  dukung  dalam  budidaya  perikanan  tawar  dengan  media 

budidaya   seperti   di   waduk   atau   danau   jauh   lebih   mudah   dan   sederhana 

dibandingkan untuk perairan terbuka seperti di estuari atau teluk. Daya dukung 

lingkungan perairan sangat erat kaitannya dengan asimilasi dari lingkungan yang 

menggambarkan jumlah limbah yang dapat dibuang ke dalam lingkungan tanpa 

menyebabkan polusi. ( UNEP, 1993).   Kesederhanaan formula dan perhitungan- 

perhitungan daya dukung perairan waduk atau danau karena disebabkan hidrologi 

yang  mempengaruhi  dinamika  limbah  budidaya  tidaklah  tinggi  bahkan  kerap 

dianggap stagnan (Beveridge, 1987) 

Sistem budidaya yang memperhitungkan ukuran daya dukung lingkungan 

perairan  tempat  berlangsungnya  kegiatan  budidaya  dalam  menentukan  skala 

usaha/ukuran  unit  usaha  akan dapat  menjamin kontinuitas  hasil  panen.  Sistem 

budidaya model ini sering diperkenalkan sebagai sistem budidaya berkelanjutan 

(Piper et al. 1982 dalam Ali,  2004).   

2.7. Karakteristik Badan Air dan Kualitas Lingkungan Perairan.  

Parameter   kualitas   lingkungan   perairan   seperti   suhu,   pH,   nitrogen, 

phosphor,  oksigen  terlarut,  dan  sejumlah  variabel  penting  lainnya   sebagai 

parameter kualitas perairan yang diteliti sebagai acuan pengembangan budidaya 

ikan, harus berada dalam kisaran yang mendukung kehidupan dan pertumbuhan 

spesies yang dibudidayakan (Lawson, 1995). Empat variabel daya dukung yang 

mempengaruhi  budidaya  di  Waduk  yaitu  temperatur,  pH,  DO,  dan  kedalaman 

secchi  Beveridge, (1996). 

Karakteristik   ekologi   waduk,   inflow   dan   outflow,   volume   harus 

dipertimbangkan dalam menentukan pengelolaan sumberdaya perikanan budidaya 

yang sesuai dengan kondisi suatu lingkungan (Buyukcapar et al.  2006).  Badan 

air dicirikan oleh empat komponen utama, yaitu komponen hidrologi, komponen

Page 6: 2. TINJAUAN PUSTAKA 2.1. Deskripsi Waduk Malahayu.repository.ipb.ac.id/bitstream/handle/123456789/55765/BAB II... · Deskripsi Waduk Malahayu. Waduk ... , telah tarjadi terjadi penyusutan

   

11    

fisika, kimia, dan komponen biologi.  Effendi, ( 2003) mengatakan air berasal dari 

dua sumber, yaitu air permukaan (surface water) dan air tanah (ground water). 

Air permukaan adalah air yang berasal dari sungai, danau, waduk, rawa dan badan 

air lain yang tidak mengalami infiltrasi ke  bawah tanah. Kedalaman badan air 

memberikan dampak terhadap peningkatan beban nutrient waduk. 

Kualitas perairan yang buruk   sering terjadi pada waduk yang telah tua 

karena telah terjadi pembentukan sedimentasi di  dasar perairan, dan genangan 

perairan yang relatif permanen seperti pada Waduk Malahyu dan juga waduk lain 

di  Indonesia.  Waduk  Malahayu  memiliki  berbagai  potensi  pemanfaatan  untuk 

masyarakat   baik   dibidang   sosial   ekonomi,   tempat   budidaya   ikan,   tempat 

pariwisata.  Pemanfaatan  ini  harus  berkelanjutan,  untuk  itu  proses  perubahan 

kearah penurunan kualitas badan air Waduk Malahayu harus dihindarkan dengan 

mendorong  pemerintah  untuk  melakukan  rehablitasi  pengerukan  sedimen  dan 

pembilasan. Thornton et al.  (1990) menyatakan pelepasan musiman nutrient dari 

tempat penyimpanan ke waduk (contoh sedimen) memberikan pengaruh terhadap 

status nutrient waduk terutama selama periode ketika input dari sumber eksternal 

minimal (Cooke et al. 1977 dalam Thornton et al. 1990). 

Pencemaran  yang  disebabkan  oleh  kegiatan  manusia  (Antropogenik) 

merupakan permasalahan lingkungan yang berpengaruh terhadap perairan waduk 

(Gambar  2).  Pada  ekosistem  tergenang  seperti  danau  atau  waduk,  unsur  yang 

berperan  terhadap  penurunan  kualitas  perairan  adalah  phosphor  yang 

mengakibatkan terjadinya peningkatan produktivitas perairan yang bersangkutan.   

2.8. Stasus Trofik 

Status  trofik  suatu  perairan  mencerminkan  tingkat  kesuburan  perairan 

sehingga berguna untuk pengelolaan. Status trofik dapat ditentukan berdasarkan 

beberapa parameter seperti nutrien (nitrat) dan (fosfat), klorofil-a dan kecerahan. 

Konsentrasi  N  dan  P  merupakan  salah  satu  indikator  kualitas  air  dengan 

hubungannya  dengan  kesuburan  perairan.  Kedua  unsur  ini  sangat  dibutuhkan 

untuk pertumbuhan fitoplankton. Sumber N dan P dapat berasal dari luar dan dari 

dalam  badan  air.  Sumber  yang  berasal  dari  luar  antara  lain  dari  atmosfer  ke 

permukaan air melalui hujan; jatuhan partikel kering (dry fallout); run off dari

Page 7: 2. TINJAUAN PUSTAKA 2.1. Deskripsi Waduk Malahayu.repository.ipb.ac.id/bitstream/handle/123456789/55765/BAB II... · Deskripsi Waduk Malahayu. Waduk ... , telah tarjadi terjadi penyusutan

   

12    

lahan pertanian, peternakan, hutan dari limbah domestik maupun limbah industri. 

Sumber yang berasal dari badan air sendiri antara lain dari proses dekomposisi 

nutrien   pada   sedimen,   tumbuhan   air   serta   fiksasi   N   udara   bebas   oleh 

mikroorganisme menjadi N organik (Ryding  dan  Rast, 1989). 

Kualitas  air  sering  dipakai  sebagai  acuan  terhadap  pendekatan  tingkat 

kesuburan suatu perairan, dan tingkat kesuburan perairan juga ditentukan oleh 

unsur   hara   di   dalamnya.  Menurut   USEPA   dalam   Henderson-Seller   dan 

Markland, (1987) menyebutkan bahwa secara garis besar suatu badan air   telah 

mengalami  proses  eutrofikasi  dengan  ditandai  adanya  penurunan  konsentrasi 

oksigen terlarut pada lapisan hipolimnion, kenaikan konsentrasi nutrien N dan P, 

kenaikan Suspended solid terutama material organik, penurunan penetrasi cahaya 

(kecerahan menurun), terjadi blooming alga, konsentrasi fosfor dan sedimen serta 

keragaman jenis alga rendah tetapi padat serta tinggi produktivitasnya. Perairan 

yang mengalami eutrofikasi mengakibatkan terjadinya kematian masal ikan dari 

ukuran  benih  ikan  hingga  ikan  dewasa  yang  berada  dalam  perairan  tersebut. 

Kematian masal ikan merupakan akibat dari akumulasi bahan organik baik pada 

dasar perairan maupun pada kolom perairan. Tingkat kesuburan suatu perairan 

adalah suatu  gambaran  yang mencerminkan  kaya  miskinnya  sistem  trofik  dari 

suatu  ekosistem.  (Odurn,  1971).  Status  trofik  suatu  perairan  pada  Tabel  1 

(Wetzel, 2001).  

Tabel 1. Kriteria klasifikasi status trofik perairan danau dan waduk (Ryding & 

Rast, 1989; Wetzel,  2001).  

Parameter  Status Trofik Oligotrofik  Mesotrofik  Eutrofik   Hipereutrofik 

Fosfat-Total (mg/m3) Rata-rata  8,0  26,7  84,4  - Antara  3,0-17,7  10,9-95,6  16,2-386  750 -1200 Nitrogen-Total (mg/m3) Rata-rata  661  753  1875  - Antara  307-1387  361-1630  393-6100  - Klorofil-a (mg/m3) Rata-rata  1,7  4,7  14,3  - Antara  0,3-4,5  3 -11  3-78  100 -150 Kedalaman Sekki (m) Rata-rata  9,9  4,2  2,45  - Jarak  5,4-28,3  1,5-8,1  1,5-7,0  0,4-0,5

Page 8: 2. TINJAUAN PUSTAKA 2.1. Deskripsi Waduk Malahayu.repository.ipb.ac.id/bitstream/handle/123456789/55765/BAB II... · Deskripsi Waduk Malahayu. Waduk ... , telah tarjadi terjadi penyusutan

   

13     

Masuknya unsur hara kedalam badan air menyebabkan terjadinya proses 

eutrofikasi perairan. Ciri-ciri perairan yang mengalami proses eutrofikasi adalah: 

kensentrasi oksigen terlarut di zona hipolimnion menurun, konsentrasi unsur hara 

meningkat,  padatan  tersuspensi  terutama  bahan  organik  meningkat,  dominasi 

diatom digantikan oleh alga biru dan alga hijau dan penetrasi cahaya menurun 

(Henderson & Markland, 1987). 

Perairan   waduk   berdasarkan   tingkat   kesuburannya   diklasifikasikan 

menjadi 3 yaitu oligotrofik, eutrofik dan mesotrofik menurut Colle, 1988 dalam 

Effendi,  (2003). 

a.  Perairan oligotrofik merupakan perairan yang tingkat kesuburannya rendah 

dengan beberapa ciri sebagai berikut: 

   Sangat  dalam,  termoklin  tinggi,  hipolimnion,  suhu  epoliminion  lebih 

dingin. 

   Kandungan bahan organik yang tersuspensi dan didasar perairan kecil. 

   Kandungan kalsium, fosfat, dan nitrat miskin, bahan humus sangat sedikit 

atau hampir tidak ada. 

   Kandungan oksigen terlarut tinggi pada seluruh kedalaman dan umumnya 

terjadi sepanjang tahun; 

   Tanaman air tingkat tinggi sangat sedikit. 

   Kualitas (populasi) plankton terbatas. 

b.  Perairan  mesotrofik  merupakan  perairan  yang  tingkat  kesuburanya  sedang 

dengan beberapa ciri sebagai berikut: 

   Umumnya dangkal, temperatur bervariasi. 

   Kandungan humus tinggi. 

c.  Perairan  eutrofikasi  merupakan  perairan  yang  tingkat  kesuburanya  tinggi 

dengan beberapa ciri sebagai berikut: 

   Umumnya dangkal 

   Kandungan oksigen terlarut sedikit bahkan hampir tidak ada pada lapisan 

hipolimnion . 

   Keanekaragaman algae rendah, densitas tinggi, produtivitas tinggi sering 

didominasi  oleh  Cyanophiceae,  sering  terjadi  peledakan  pertumbuhan 

algae.

Page 9: 2. TINJAUAN PUSTAKA 2.1. Deskripsi Waduk Malahayu.repository.ipb.ac.id/bitstream/handle/123456789/55765/BAB II... · Deskripsi Waduk Malahayu. Waduk ... , telah tarjadi terjadi penyusutan

   

14  

 

   Unsur hara tinggi, produktivitas hewan akuatik tinggi. 

Menurut  (Sukadi,  2007),  klasifikasi  tingkat  kesuburan  perairan  secara 

umum dan status trofik disajikan pada (Tabel 2).  

Tabel  2.  Klasifikasi  tingkat  kesuburan  perairan  berdasarkan  unsur  hara  dan biomassa fitoplankton (klorofil-a) 

Parameter  Klasifikasi kesuburan 

Oligotrofik Mesotrofik  Eutrofik  Hypereutrofik 

Rata-rata Total N (Ug/L)  661  753  1875  Tinggi  

Rata-rata Total P  8,0  26,7  84,4  >200  

Rata-rata  

1                  4,7               14,3               100-200> Klorofil-a (ug/L) Puncak  konsentrasi   4,2  16,1  42,6  >500 klorofil-a (ug/L) Sumber: UNEP-ELEC, Vol.3, 2001  dalam Sukadi, 2007   

2.9. Faktor Fisika Perairan 

2.9.1. Suhu 

Suhu adalah parameter lingkungan perairan  yang merupakan salah satu 

parameter yang mengatur baik proses fisika maupun proses kimia yang terjadi di 

dalam  suatu  perairan  untuk  mengetahui  daya  dukung.  Suhu  perairan  akan 

mempengaruhi   kelarutan   oksigen,   komposisi   substrat,   kekeruhan   maupun 

kecepatan reaksi kimia di dalam air. 

Di air tawar suhu kolam air stabil akan menurun dengan bertambahnya 

kedalaman jika suhu air lebih besar 40C. Peningkatan suhu juga menyebabkan 

penurunan kelarutan gas dalam air. Menurut Effendi, (2003) Peningkatan suhu 

menyebabkan   peningkatan   metabolisme   dan   respirasi   organisme   air,   dan 

selanjutnya mengakibatkan peningkatan konsumsi oksigen. Peningkatan suhu juga 

menyebabkan terjadinya peningkatan dekomposisi bahan organik oleh mikroba. 

Suhu dapat menyebabkan stratifikasi pada danau/waduk. Lapisannya di bedakan 

antara lain; epilimnion adalah lapisan bagian atas yang lebih hangat, hypolimnion 

adalah  lapisan  bagian  bawah  yang  lebih  dingin,  dan   metalimnion  dengan 

thermoklin  di  antara  kedua  lapisan  tersebut  (Goldman,  dan  Horne,  1983). 

Thermoklin adalah lapisan air yang berada diantara lapisan permukaan yang lebih 

Page 10: 2. TINJAUAN PUSTAKA 2.1. Deskripsi Waduk Malahayu.repository.ipb.ac.id/bitstream/handle/123456789/55765/BAB II... · Deskripsi Waduk Malahayu. Waduk ... , telah tarjadi terjadi penyusutan

   

15    

hangat (epilimnion) dan lapisan dasar yang lebih dingin (hipolimnion) (Hehanusa 

& Haryani,  2001). 

Menurut  Effendi  (2003)  menyatakan,  pada  lapisan  thermoklin  terjadi 

penurunan suhu secara tajam. Dalam hal ini intensitas cahaya yang masuk dalam 

suatu perairan akan menentukan derajat panas perairan, yakni semakin banyak 

sinar matahari yang masuk kedalam suatu perairan, semakin tinggi suhu airnya. 

Namun  semakin  bertambahnya  kedalaman,  akan  menurunkan  suhu  perairan 

(Welch, 1980). Variasi suhu dan kedalaman di sistem air tawar yang stabil dimana 

suhu < 40C. Pada kasus ini kolom air lebih dingin daripda diatasnya sehingga suhu 

yang lebih rendah ditemukan di permukaan. Kolom air meskipun demikian, stabil 

karena  densitas  air  tawar  meningkat  dengan  bertambahnya  suhu  pada  suhu  di 

bawah 40C (Liaws, 1993).  Ketiak terjadi stratifikasi suhu musim panas, danau 

memasuki periode stagnan, sampai di mana air  dihioliminium menjadi stagnan 

selama musim panas.   

2.9.2. Kecerahan 

Kecerahan perairan menunjukan tingkat intensitas cahaya matahari yang 

mampu menembus kolom air hingga mendukung proses fotosintesis fitoplankton. 

Sinar  matahari  dibutuhkan  oleh  fitoplankton  dan  tumbuhan  air  untuk  untuk 

fotosintesis   yang   menghasilkan   oksigen   (Effendi.,   2003).   Kecerahan   air 

tergantung pada warna dan kekeruhan. Kecerahan merupakan ukuran transparansi 

perairan  yang  ditentukan  secara  visual  dengan  menggunakan  sechi  disk  (true 

color) dan warna tampak (apparent color) (Effendi, 2003). 

Kecerahan perairan menurut (Parson & Takahashi, 1973) merupakan suatu 

kondisi yang menggambarkan suatu kemampuan penetrasi cahaya matahari untuk 

menembus permukaan air sampai kedalaman tertentu. Bersarnya kecerahan suatu 

perairan sangat tergantung pada warna air dan kekeruhan, dalam hal ini semakin 

gelap  warnanya  akan  semakin  keruh,  maka  kecerahannya  semakin  rendah. 

Kecerahan  ditentukan  secara  visual  dengan  menggunakan  piring  sechi  dan 

nilainya  dinyatakan  dalam  satuan  meter  atau  persen  nilai  kecerahan  sangat 

dipengaruhi oleh cuaca, waktu pengukuran, padatan tersuspensi serta ketelitian 

pengukuranya.

Page 11: 2. TINJAUAN PUSTAKA 2.1. Deskripsi Waduk Malahayu.repository.ipb.ac.id/bitstream/handle/123456789/55765/BAB II... · Deskripsi Waduk Malahayu. Waduk ... , telah tarjadi terjadi penyusutan

   

16     

2.10. Faktor Kimia Perairan 

2.10.1. pH 

PH  merupakan  hasil  pengukuran  aktivitas  ion  hidrogen  dalam  perairan 

yang menunjukkan keseimbangan antara asam dan basa air. Menurut Makereth et 

al.  (1989)  pH  terkait  sangat  erat  dengan  kandungan  karbon  dioksida  dan 

alkalinitas. Pada pH yang kurang dari 5 alkalinitasnya bisa tidak terdeteksi. Makin 

tinggi  nilai  pH  semakin  tinggi  nilai  alkalinitas  dan  makin  rendah  kandungan 

karbon dioksida bebasnya. Toksisitas dari senyawa kimia juga dipengaruhi oleh 

pH. Nilai pH normal suatu perairan danau adalah 6-9 (Goldman & Horne, 1983). 

Senyawa amonium yang dapat terionisasi benyak ditemukan pada perairan dengan 

pH rendah. Amonium bersifat tidak toksik (innocuous). Pada suasana alkalis (pH 

tinggi)  lebih  banyak  ditemukan  amonia  yang  tidak  terionisasi  (unionized)  dan 

bersifat toksik. Amonia lebih mudah terserap kedalam tubuh organisme akuatik 

dibandingkan amonium. Proporsi dari total amonia nitrogen yang tidak terionisasi 

(NH3) akan meningkat dengan meningkatnya suhu dan pH. Pengaruh dari pH bagi 

konsentrasi  amonia  tidak  terionisasi  sangat  tinggi  dibandingkan  pengaruh  dari 

suhu   (Boyd,   1982).   Proses   biokimiawi   perairan   seperti   nitrifikasi   sangat 

dipengaruhi oleh nilai pH. Proses nitrifikasi akan berakhir jika pH bersifat asam. 

Pada pH 4,5 -5,5 proses nitrifikasi akan terhambat (Novonty & Olem, 1994 dalam 

Effendi, 2003). Selanjutnya Effendi, (2003) menjelaskan bakteri pada umumnya 

tumbuh  dengan  baik  pada  pH  netral  dan  alkalis.  Oleh  karena  itu  proses 

dekomposisi bahan organik berlangsung lebih cepat pada kondisi pH netral dan 

alkalis. Jika dalam suatu perairan terdapat bahan organik yang tinggi, maka hasil 

dekomposisi bahan organik tersebut diantaranya adalah karbon dioksida. Didalam 

karbondioksida ini akan membentuk asam karbonat  (Moss, 1993), keadaan ini 

juga  bisa  terjadi  jika  1%  dari  karbon  dioksida  bereaksi  dengan  air,  sehingga 

membentuk asam karbonat (Cole, 1988).   

2.10.2. Oksigen Terlarut (Dissolved Oxygen ) 

Komponen yang paling penting bagi ekosistem danau atau waduk adalah 

oksigen  terlarut  dalam  air  untuk  metabolisme  tumbuhan  dan  hewan  akuatik.

Page 12: 2. TINJAUAN PUSTAKA 2.1. Deskripsi Waduk Malahayu.repository.ipb.ac.id/bitstream/handle/123456789/55765/BAB II... · Deskripsi Waduk Malahayu. Waduk ... , telah tarjadi terjadi penyusutan

   

17    

(Lytras, 2007). Dinamika distribusi oksigen terlarut diperairan merupakan dasar 

untuk mengetahui perilaku organisme yang tumbuh diperairan, kelarutan oksigen 

umumnya dipengaruhi oleh peningkatan suhu. Distribusi oksigen dalam kolom air 

danau  bervariasi  saat  fotosintetik  berlangsung  yang  disebabkan  oleh  oksidasi 

biochemichal dan kehadiran oksigen terlarut (Lytras, 2007). 

Oksigen terlarut adalah salah satu parameter paling mendasar diperairan 

karena mempengaruhi kehidupan organisme akuatik (Alabstar dan Liyod, 1980 

dalam  Hamilton  dan  Schaldov,  1994).  Atmosfier  bumi  mengandung  oksigen 

sekitar  210  ml/liter.  Oksigen  merupakan  salah  satu  gas  yang  terlarut  dalam 

perairan. Kadar oksigen yang terlarut diperairan alami bervariasi, tergantung pada 

suhu, salinitas dan turbulensi air, dan tekanan atmosfer. Semakin besar suhu dan 

ketinggian (altitude) serta semakin kecil tekanan atmosfer, kadar oksigen terlarut 

semakin kecil (Jeffries dan Mills, 1996 dalam Effendi,  2003). 

Proses fotosintesis mengahasilkan oksigen, yang merupakan input utama 

di perairan yang subur (Seller dan Markland, 1987; Thornton et al. 1990). dan 

perubahan kimia di sedimen interfase (Mortimer, 1971, Bostrim et al. 1982 dalam 

Hamilton  dan  Schaldow,  1994).  Fotosintesis  bertanggungjawab  terhadap  pulse 

oksigen diepiliminion waduk. 

Oksigen terlarut dalam perairan merupakan konsentrasi gas oksigen yang 

terlarut di dalam air yang berasal dari proses fotosintesa oleh fitoplankton atau 

tumbuhan  air  lainnya  di  zone  eufotik,  serta  difusi  dari  udara  (APHA,  1989). 

Oksigen terlarut merupakan zat yang paling penting dalam sistem kehidupan di 

perairan,  dalam  hal  ini  berperan  dalam  proses  metabolisme  oleh  makro  dan 

mikroorganisme yang memanfaatkan bahan organik yang berasal dari fotosintesis. 

Selain itu juga mempunyai peranan yang penting dalam penguraian bahan-bahan 

organik oleh berbagai jenis mikroorganisme yang bersifat aerobik (APHA, 1989), 

sehingga   jika   ketersedian   oksigen   tidak   mencukupi   akan   mengakibatkan 

lingkungan perairan dan kehidupan dalam perairan menjadi terganggu, sekaligus 

akan  menurunkan  kualitas  air.  Kadar  oksigen  terlarut  juga  berfluktuasi  secara 

harian  (diurnal)  dan  musiman,  tergantung  pada  pencampuran  (mixing),  dan 

pergerakan  (turbulance)  massa  air,  aktivitas  fotosintesis,  respirasi,  dan  limbah 

(effluent) yang masuk ke badan air (Effendi, 2003).

Page 13: 2. TINJAUAN PUSTAKA 2.1. Deskripsi Waduk Malahayu.repository.ipb.ac.id/bitstream/handle/123456789/55765/BAB II... · Deskripsi Waduk Malahayu. Waduk ... , telah tarjadi terjadi penyusutan

   

18    

Kadar oksigen terlarut diperairan yang sama dengan kadar oksigen teoritis 

disebut kadar oksigen jenuh atau saturasi. Sedangkan kadar oksigen yang lebih 

kecil dari kadar oksigen secara teoritis disebut tidak jenuh, yang melebihi nilai 

jenuh  disebut  super  saturasi.  Kejenuhan oksigen  diperairan  dinyatakan  dengan 

persen saturasi (Jeffries & Mills 1996 dalam Effendi,  2003). Kandungan oksigen 

terlarut  di  danau  dapat  menentukan  daerah  trofik.  Perairan  yang  oligotrofik 

menunjukan variasi  yang kecil  dari  oksigen  saturasi,  sedangkan  perairan  yang 

eutrofik  kisaran  oksigen  saturasinya  bisa  mencapai  250%.  Selain  itu  bahan 

organik dari sumber alam atau dari domestik dan industri merupakan limbah yang 

dapat menyebabkan terjadinya penurunan kelarutan oksigen di perairan (Golman 

& Horne, 1983). 

Sumber  oksigen  terlarut  di  hipoliminium  hampir  tidak  ada.  Setelah 

stratifikasi  suhu  yang  permanen  pada  musim  panas,  danau  akan  mengalami 

periode  stagnan  di  bawah  termoklin,  dengan  suhu  yang rendah,  densitas  yang 

lebih  tinggi,  lebih  kental  daripada  lapisan  atas,  dimana  gas-gas  dan  produk 

dekomposisi  terakumulasi  (Welch,  1980).  Sumber  oksigen  terlarut  di  perairan 

yang utama adalah difusi udara. Laju transfer oksigen tergantung pada konsentrasi 

oksigen terlarut di lapisan permukaan, konsentrasi saturasi oksigen, dan bervariasi 

sesuai kecepatan angin (Seller dan Markland, 1987). Adsorpsi oksigen dari udara 

ke air melalui dua cara yaitu: Difusi langsung ke permukaan air atau melalui 

berbagai bentuk agitasi air permukaan, seperti gelombang, air tejun, turbulensi 

(Wrlch, 1952). Sumber oksigen terlarut sebagian adalah aerasi permukaan (Seller 

dan Markland, 1987). Susupan oksigen terlarut ke badan air dapat terjadi karena 

inflow. Di waduk inflow yang utama masuk di bagian atas. Jika densitas inflow 

berbeda dengan dengan densitas air permukaan, maka inflow masuk dan bergerak 

di waduk sebagai arus densitas.   

2.10.3. Fosfat 

Kadar  fosfat  yang  tinggi  dalam  perairan  melebihi  kebutuhan  normal 

organisme   akan   menyebabkan   eutrofikasi   yang   memungkinkan   plankton 

berkembang dalam jumlah melimpah kemudian akan mengalami kematian masal. 

Kematian masal plankton akan menurunkan oksigen terlarut secara drastis dan

Page 14: 2. TINJAUAN PUSTAKA 2.1. Deskripsi Waduk Malahayu.repository.ipb.ac.id/bitstream/handle/123456789/55765/BAB II... · Deskripsi Waduk Malahayu. Waduk ... , telah tarjadi terjadi penyusutan

   

19    

kondisi ini akan membahayakan biota yang dibudidayakan. Kadar fosfat perairan 

yang aman dan baik adalah 0,2-0,5 mg/l (Mayunar et al., 1995). Ortofosfat adalah 

bentuk  fosfor  yang  secara  langsung  dimanfaatkan  oleh  tumbuhan  akuatik. 

Sedangkan  polifosfat  harus  mengalami  hidrolisis  untuk  membentuk  Ortofosfat 

sebelum dimanfaatkan sebagai fosfor. Fosfor merupakan salah satu unsur penting 

dalam pertumbuhan dan metabolisme tubuh diatom. Fosfat dapat menjadi faktor 

pembatas,  baik  secara temporal  maupun spasial  (Raymont,  1980).  Keberadaan 

fosfor  di  perairan  alami  biasanya  relatif  kecil,  kadarnya  lebih  kecil  daripada 

nitrogen,  karena  sumber  fosfor  yang  lebih  sedikit  bila  dibandingkan  dengan 

sumber nitrogen. Sumber fosfor alami yang terdapat di dalam air berasal dari 

pelapukan batuan mineral dan hasil dekomposisi organisme yang telah mati. 

Di alam biasanya fosfat berasal dari erosi batuan disebabkan perubahan 

iklim, atau ekskresi manusia dan detergen serta pertanian atau penggunaan lahan 

(Golterman, 1973). Pada umumnya fosfat yang berada di perairan banyak terdapat 

dalam bentuk fosfat organik. Sumber utama fosfat anorganik terutama berasal dari 

penggunaan deterjen, alat pembersih untuk keperluan rumah tangga serta berasal 

dari industri pupuk pertanian. Sedangkan fosfat organik berasal dari makanan dan 

buangan  rumah  tangga.  Semua  fosfat  mengalami  proses  perubahan  biologis 

menjadi fosfat organik yang selanjutnya digunakan oleh tanaman untuk membuat 

energi.  Fosfat  sangat  berguna  untuk  pertumbuhan  organisme  dan  merupakan 

faktor yang menentukan produktivitas badan air. 

Fosfat   yang  terlarut  dalam  perairan  pada  keadaan   normal  biasanya 

terbentuk  Ortofosfat  yang ada  diperairan  dalam  jumlah  yang rendah.  Menurut 

Sutamihardja  (1978)  dalam  Prihadi  (2005)  kandungan  fosfat  terlarut  dalam 

perairan  alam  umumnya  tidak  lebih  dari  0,1  mg/L.  Jika  dalam  suatu  perairan 

terjadi masukkan bahan pencemar dalam jumlah yang tinggi dan mengakibatkan 

kandungan   fosfatnya   cukup   tinggi   dapat   mengakibatkan   terjadinya   proses 

eutrofikasi atau keadan lewat subur yang mengakibatkan terjadinya pertumbuhan 

plankton yang tidak terkendali. 

Phosphor  memiliki  peran  utama  dalam  mengendalikan  produktivitas  di 

perairan  tawar  (Linkes,  1972)  dan  merupakan  elemen  pertama  pembatas  di 

perairan.   Rasio   N:P   bervariasi   sebagai   bahan   dasar   dalam   struktur   tubuh

Page 15: 2. TINJAUAN PUSTAKA 2.1. Deskripsi Waduk Malahayu.repository.ipb.ac.id/bitstream/handle/123456789/55765/BAB II... · Deskripsi Waduk Malahayu. Waduk ... , telah tarjadi terjadi penyusutan

   

20    

fitoplankton (Lytras, 2007). Unsur fosfor tidak ditemukan dalam bentuk  bebas 

sebagai  elemen,  melainkan  dalam  bentuk  senyawa  anorganik  yang  terlarut 

(Ortofosfat dan polifosfat) dan senyawa organik yang berupa partikulat (Effendi, 

2003). 

Total P adalah salah satu nutrien yang penting untuk mengetahui mengenai 

eutrofikasi.  Fosfor  sering digunakan  sebagai  kunci  untuk menjelaskan  kualitas 

algae yang ada di danau. Soegiarto dan Birowo, (1976) menyatakan kandungan 

fosfat pada lapisan permukaan lebih rendah daripada lapisan bawahnya, sehingga 

kandungan fosfat yang tinggi di lapisan permukaan dapat dipakai sebagai indikasi 

terjadinya proses penaikan masa air. 

Fosfor   merupakan   unsur   esensial   bagi   pembentukan   protein   dan 

metabolisme sel organisme dan fosfor terdapat dalam bentuk senyawa orthofosfat 

(P0430), metafosfat (P3O930 )dan polifosfat (PiO430) serta dalam bentuk organik 

(Wardoyo, 1982). Kandungan fosfat yang optimal bagi pertumbuhan fitoplankton 

berada pada kisaran 0,27-5,51 ppm (Bruno et al.1979 dalam Widjaja et al.1994). 

Fosfat mempengaruhi komposisi fitoplankton, pada perairan yang memiliki nilai 

fosfat   rendah   (0,00-0,02   ppm)   akan   dijumpai   dominasi   diatom   terhadap 

fitoplankton yang lain, dan pada perairan dengan nilai fosfat sedang (0,02-0,05 

ppm)  akan  banyak  dijumpai  jenis  Cholorohyceae,  sedangkan  pada  perairan 

dengan  nilai  fosfat  tinggi  (>0,10  ppm)  akan  didominasi  oleh  Cyanophiceae 

(Moyle  1946  dalam  Kaswadji,  (1976).  Menurut  (Hans  W.,  Paerl  et  al.  2010) 

Ledakan Cyanobacterial  (Microcystis) mencerminkan ekosistem perairan tawar 

terjadi  eutrofikasi,  karena  perairan  telah  menunjukan  peningkatan  N  &  P 

berlebihan.   Upaya   yang   dilakukan   dalam   manajemen   tradisional   adalah 

mengontrol terjadinya ledakan dengan cara pengurangan input Phospor.   

2.10.4. Nitrogen Total 

Nitrogen dan senyawa tersebar secara luas di biosfer. Lapisan atmosfer 

bumi   mengandung  sekitar   78%   gas   nitrogen.   Bebatuan   juga   mengandung 

nitrogen.  Pada  tumbuhan  dan  hewan,  senyawa  nitrogen  ditemukan  sebagai 

penyusun protein dan klorofil. (Efendi,  2003). Total nitrogen adalah penjumlahan 

dari nitrogen anorganik berupa NO3-N, N02-N, NH3-N yang bersifat terlarut dan

Page 16: 2. TINJAUAN PUSTAKA 2.1. Deskripsi Waduk Malahayu.repository.ipb.ac.id/bitstream/handle/123456789/55765/BAB II... · Deskripsi Waduk Malahayu. Waduk ... , telah tarjadi terjadi penyusutan

   

21    

nitrogen organik yang berupa partikulat, dan tidak larut dalam air (Makereth et al, 

1989).  Nitrogen  organik  adalah  bentuk  nitrogen  yang  terikat  pada  senyawa 

organik terutama nitrogen bervalensi tiga, biasanya berupa partikulat yang tidak 

larut  dalam air.  Nitrogen  organik  mencakup  protein,  polipeptida, asam amino, 

urea, dan senyawa lainnya. Nitrogen adalah nutrisi utama yang mempengaruhi 

produktivitas  perairan,  Nitrogen  terdapat  dalam  perairan  danau  dalam  bentuk 

nitrat   dan   ammonia.   Konsentrasi   kedua   bentuk   nitrogen   tergantung   pada 

satratifikasi dan aktifitas biologis dalam kolom air. (Lytras, 2007). 

Nitrogen yang terdapat di perairan tawar ditemukan dalam berbagai bentuk 

diantaranya molekul N2 terlarut, asam amino, ammonia (NH3), amonium (NH44), 

nitrit  (NO2"),  dan  nitrat  (NO3").  Sumber  nitrogen  alami  berasal dari air  hujan 

(presipitasi), fiksasi nitrogen dari air dan sedimen, dan limpasan dari daratan dan 

air tanah (Wetzel, 1983). Goldman & Horne, (1983) menyatakan bahwa nitrogen 

dapat berasal dari limbah pertanian, pemukiman, dan limbah industri. Nitrogen di 

perairan dapat berupa nitrogen anorganik dan organik. Nitrogen anorganik terdiri 

atas amonia (NH3), amonium (NH4'K), nitrit (N02"), nitrat (N03"), dan molekul 

nitrogen (N2) dalam bentuk gas. Nitrogen organik berupa protein, asam amino, 

dan urea. Sumber nitrogen organik di perairan berasal dari proses pembusukan 

makhluk  hidup  yang  telah  mati,  karena  protein  dan  polipeptida  terdapat  pada 

semua makhluk hidup sedangkan sumber antropogenik (akibat aktivitas manusia) 

adalah limbah industri dan limpasan dari daerah pertanian, kegiatan perikanan, 

dan limbah domestik (Effendi, 2003). 

Nitrogen ditemukan melimpah dalam bentuk gas di atmosfer, namun tidak 

dapat digunakan secara langsung oleh organisme karena memerlukan energj yang 

besar  untuk  memecah  ikatan  rangkap  tiga  gas  nitrogen.  Di  perairan  nitrogen 

ditemukan dalam dua bentuk yaitu; nitrogen terlarut (disolved) dan tidak terlarut 

(particulate) dan keduanya tidak dapat langsung digunakan oleh organisme yang 

lebih tinggi, melainkan harus ditransformasikan terlebih dahulu oleh bakteri dan 

jamur (Goldman dan Horne, 1983). Effendi, (2003) menjelaskan Bentuk-bentuk 

nitrogen  tersebut  mengalami  transformasi  sebagai  bagian  dari  siklus  nitrogen 

yaitu:

Page 17: 2. TINJAUAN PUSTAKA 2.1. Deskripsi Waduk Malahayu.repository.ipb.ac.id/bitstream/handle/123456789/55765/BAB II... · Deskripsi Waduk Malahayu. Waduk ... , telah tarjadi terjadi penyusutan

   

22    

a.   Asimilasi  nitrogen  anorganik  (ammonia  dan  nitrat)  oleh  tumbuhan  dan 

mikroorganisme untuk membentuk nitrogen organik, misalnya asam amino 

dan   protein.   Proses   ini   terutama   dilakukan   oleh   bakteri   autotrof   dan 

tumbuhan; 

b.   Fiksasi  gas  nitrogen  menjadi  amonia  dan  nitrogen  organik  oleh 

mikroorganisme. Fiksasi gas nitrogen secara langsung dapat dilakukan oleh 

beberapa jenis algae Cyanophyta (blue-green algae) dan bakteri; 

c.   Nitrifikasi, yaitu oksidasi amonia menjadi nitrat dan nitrat. Proses oksidasi ini 

dilakukan oleh bakteri aerob. Nitrifikasi berjalan secara optimum pada pH 8 

dan  pH  <  7  berkurang  secara  nyata.  Bakteri  nitrifikasi  bersifat  mesofilik, 

menyukai suhu 30°C. 

d.   Amomfikasi  nitrogen  organik  untuk  menghasilkan  amonia  selama  proses 

dekomposisi bahan organik. Proses ini banyak dilakukan oleh mikroba dan 

jamur. Autolisis (pecahnya) sel dan ekskresi amonia oleh zooplankton dan 

ikan juga berperan sebagai pemasok amonia. 

e.   Denitrifikasi, yaitu reduksi nitrat menjadi nitrit, dinitrogen oksida (N2O), dan 

molekul nitrogen (N2). Proses reduksi nitrat berjalan optimum pada kondisi 

anoksik  (tak  ada  oksigen).  Proses  ini  juga  melibatkan  bakteri  dan  jamur. 

Dinitrogen  oksida  adalah  produk  utama  dari  denitrifikasi  pada  perairan 

dengan  kadar  oksigen  sangat  rendah,  sedangkan  molekul  nitrogen  adalah 

produk utama dari proses denitrifikai pada perairan dengan kondisi anaerob.  

Transformasi   nitrogen   yang   tidak   melibatkan   faktor   biologi   adalah 

volauisasi, penyerapan, dan pengendapan (sedimentasi). Sumber utama nitrogen 

antropogenik  di  kegiatan  domestik  Nitrogen  harus  mengalami  fiksasi  terlebih 

dahulu menjadi NH3, NH4, dan NO3 baru bisa dimanfaatkan oleh tumbuhan dan 

hewan. Proses ini akan meningkat pada danau yang telah mengalami eutrofikasi 

(Goldman & Horne, 1983). Fiksasi nitrogen berdasarkan kedalaman mirip dengan 

proses fotosintesis. Pada intensistas cahaya matahari yang tinggi  proses fiksasi 

akan  terhambat  pada  permukaan,  dan  menjadi  maksimum  pada  kedalaman 

tertentu dan menurun drastis secara ekponensial dengan bertambahnya kedalaman. 

Fiksasi  nitrogen  berkorelasi  positif  dengan  konsentrasi  bahan  organik  terlarut 

yang  terdapat  pada  perairan  (Wetzel,  1983).Denitrifikasi  tidak  membebaskan

Page 18: 2. TINJAUAN PUSTAKA 2.1. Deskripsi Waduk Malahayu.repository.ipb.ac.id/bitstream/handle/123456789/55765/BAB II... · Deskripsi Waduk Malahayu. Waduk ... , telah tarjadi terjadi penyusutan

   

23    

danau atau waduk dari input N berlebihan. Hasil menunjukan perlu mengurangi 

nutrient  yang  masuk  ke  perairan  baik  N  maupun  P  untuk  mengendalikan 

eutrofikasi jangka panjang hypereutrofik (Hans W. Paerl et al., 2010).   

2.11. Faktor Biologi perairan 

2.11.1. Produktivitas Primer 

Terdapat hubungan  yang positif antara kelimpahan  fitoplankton dengan 

produktivitas primer, jika kelimpahan fitoplankton disuatu perairan tinggi, maka 

perairan tersebut cenderung mempunyai produktivitas yang tinggi pula (Raymont, 

1963).   Odum   (1971)   mendefinisikan   produktivitas   primer   sebagai   derajat 

penyimpanan energi dalam bentuk bahan organik, sebagai hasil fotosintesis dan 

kemosintesis dari produsen primer. 

Produktivitas   primer   merupakan   sumber   utama   energi   bagi   proses 

metabolik yang terjadi dalam perairan. Pada ekosistem perairan sebagian besar 

produktivitas primer dihasilkan oleh  fitoplankton (Kennish 1990;  Barnabe  dan 

Barnabe, 2000). Aliran energi dalam ekosistem perairan dimulai dengan fiksasi 

energi   oleh   fitoplankton   melalui   proses   fotosintesis.   Melalui   proses   ini 

fitoplankton mengakumulasi  energi, energi  yang diakumulasi oleh  fitoplankton 

inilah   yang  disebut   produktivitas   primer.   Pengukuran   produktivitas   primer 

fitoplankton merupakan suatu syarat dasar untuk mempelajari struktur dan fungsi 

ekosistem perairan.   2.11.2. Klorofil -a 

Klorofil  adalah  molekul  komplek  yang  tersusun  dari  4  cicin  karbon 

nitrogen  yang  mengelilingi  satu  atom  Mg,  dan  bila  Mg  tersebut  terlepas  dari 

krorofil  (mati/terdegradasi),  maka  krorofil  tersebut  disebut  phaeophitin  atau 

phaeofigmen. Klorofil a adalah klorofil yang dapat dilalui elektron, dalam hal ini 

dengan  adanya  sinar  matahari  akan  mengakibatkan  elektron  berpindah,  dan 

elektron  ini  selanjutnya  diubah  menjadi  energi  kimia  yang  berperan  dalam 

fotosintesis. Klorofil amempunyai kemampuan maksimum dalam menyerap sinar 

matahari,  kemampuan  ini  paling  optimum  dalam  wilayah  sinar  merah  yang 

panjang gelombang 680 nm. Berdasarkan konsentrasi klorofil a (Ryding & Rast, 

1989) mengklasifikasikan tingkat kesuburan perairan menjadi 3, yaitu jika suatu

Page 19: 2. TINJAUAN PUSTAKA 2.1. Deskripsi Waduk Malahayu.repository.ipb.ac.id/bitstream/handle/123456789/55765/BAB II... · Deskripsi Waduk Malahayu. Waduk ... , telah tarjadi terjadi penyusutan

   

24  

 

perairan kandungan klorofil a-nya < 8 mg/m3 berarti perairan tersebut termasuk 

perairan oligotrofik, jika konsentrasinya 8-25 mg/m3 dikategorikan pada perairan 

mesotropik,  dan  jika  mencapai  25  -27  mg/m3  masuk  pada  perairan  eutrofik. 

Klorofil-a  merupakan  1-2  %  dari  berat  kering  seluruh  organism  fitoplankton 

(APHA, 1980).  

2.11.3. Plankton (Fitoplankton) 

Pertumbuhan   fitoplankton   berinteraksi   dengan   serapan   unsur   hara 

(Thomann, et al. 1987). Plankton adalah organisme renik yang bergerak melayang 

dalam  air  atau  kalaupun  mampu  berenang,  kemampuan  berenangnya  sangat 

lemah, pergerakannya selalu dipengaruhi oleh gerakan massa air.  Pada dasamya 

plankton   dapat   berupa   tumbuhan   (fitoplankton)   dan   juga   berupa   hewan 

(zooplankton).  Komposisi  jenis  fitoplankton  yang  umum  dijumpai  diperairan 

tawar   berasal   dari   kelas   Bacillarophyceae,   Chlorophyceae,   Cyanophyceae, 

Crysophyceae,  Cryptophyceae,  Dinophyceae,  Euglenophyceae,  dan 

Xanthophyceae.   Kelas   Cyanophyceae   dan   Crysophyceae   merupakan   jenis 

fitoplankton   dominan   diperairan   tawar   yang   tergenang   (Ruttner,   1973). 

Fitoplankton  dapat  berperan  sebagai  salah  satu  parameter  ekologi  yang  dapat 

menggambarkan   kondisi   kualitas   perairan.   Fitoplankton   merupakan   dasar 

produsen  mata  rantai  makanan  (Dawes,  1981).  Kehadirannya  disuatu  perairan 

juga dapat menggambarkan status suatu perairan apakah berada dalam keadaan 

subur atau tidak. 

Kelimpahan  fitoplankton  di  suatu  perairan  dipengaruhi  oleh  beberapa 

parameter lingkungan dan karakteristik fisiologisnya. Komposisi dan kelimpahan 

fitoplankton  akan  berubah  pada  berbagai  tingkatan  sebagai  respon  terhadap 

perubahan-perubahan  kondisi  lingkungan  baik  fisik,  kimia,  maupun  biologi 

(Reynolds  et  al.,1984).  Muatan  unsur  hara  yang berlebihan  dapat  merangsang 

pertumbuhan   fitoplankton   dengan   cepat   dan   berlimpah   sehingga   dapat 

mempengaruhi fluktuasi dan kelimpahan fitoplankton di perairan.   Fitoplankton 

sebagai organisme autotrof menghasilkan oksigen yang akan dimanfaatkan oleh 

organisme   lain,   sehingga   fitoplankton   mempunyai   peranan   penting   dalam 

menunjang produktivitas perairan.

Page 20: 2. TINJAUAN PUSTAKA 2.1. Deskripsi Waduk Malahayu.repository.ipb.ac.id/bitstream/handle/123456789/55765/BAB II... · Deskripsi Waduk Malahayu. Waduk ... , telah tarjadi terjadi penyusutan

   

25    

Keberadaan  fitoplankton  dapat  dilihat  berdasarkan  kelimpahannya  di 

perairan,   yang   dipengaruhi   oleh   parameter   lingkungan   perairan   tersebut. 

Komposis dan kelimpahan fitoplankton akan berbeda di setiap lapisan kedalaman 

sebagai  akibat  dari  perbedaan  kondisi  perairan  pada  masing-masing  lapisan 

tersebut. Kelimpahan fitoplankton dalam suatu perairan sangat mpengaruhi oleh 

faktor-faktor lingkungan  yang meliputi faktor fisika, kimia, dan biologi, yakni 

suhu, kekeruhan, kecerahan, Ph, gas terlarut, unsur hara serta dipengaruhi pula 

oleh  adanya  interaksi  dengan  organisme  lain.  Proses  eutrofikasi  pada  sistem 

perairan menyebabkan terjadinya perubahan komposisi jenis fitoplankton. Kondisi 

ini  mengakibatkan  dominasi  dari  jenis  tertentu  dan  tumbuh  secara  berlebihan 

(blooming).  Blooming  dapat  menyebabkan  komposisi  fitoplankton  berbeda  di 

setiap kedalaman. Pada kondisi demikian fitoplankton yang terdapat pada masing- 

masing lapisan tersebut juga berbeda. 

Menurut  Davis,  (1955)  pada  suatu  perairan  pada  lokasi  tertentu  sering 

didapat jumlah individu plankton yang berlimpah, sedangkan pada lokasi lainnya 

diperairan yang sama, jumlahnya sangat sedikit.   Keadaan ini merupakan suatu 

petunjuk  bahwa  distribusi  plankton  di  suatu  perairan  belum  tentu  homogen. 

Selajutnya dikatakan bahwa kelimpahan fitoplankton terbesar ada pada beberapa 

centi meter di bawah permukaan air.   

2.12. Kesejahteraan Rakyat 

Kesejahteraan  adalah  suatu  ukuran  tingkat  kehidupan  masyarakat  yang 

layak di mana tingkat kesejahteraan tersebut menurut Badan Pusat Statistik (BPS) 

dapat diukur berdasarkan variabel pendapatan. Kegiatan-kegiatan yang mencakup 

berbagai  upaya  baik  langsung  maupun  tidak  langsung  yang  ditujukan  untuk 

pengembangan  sumberdaya  manusia,  perbaikan  kualitas  kehidupan, 

penyembuhan,   dan   pencegahan   masalah-masalah   sosial   dipandang   sebagai 

kegaiatan  kesejahteraan  sosial.  Kebutuhan  manusia  pada  dasarnya  dibedakan 

menjadi   dua   aspek   yaitu   kebutuhan   jasmaniah   bersifat   fisiologis   untuk 

pertumbuhan  dan  pemeliharaan,  sehingga  diperlukan  makan,  pakaian,  tempat 

tinggal,  pemeliharaan  kesehatan  dan  istirahat  yang  cukup.  Sedangkan  aspek

Page 21: 2. TINJAUAN PUSTAKA 2.1. Deskripsi Waduk Malahayu.repository.ipb.ac.id/bitstream/handle/123456789/55765/BAB II... · Deskripsi Waduk Malahayu. Waduk ... , telah tarjadi terjadi penyusutan

   

26    

rohaniyah dipenuhi melalui pemenuhan rasa aman, ketentraman dan perlindungan 

baik hubungan antar manusia maupun dengan Tuhan Yang Maha Esa. 

Dimensi kesejahteraan rakyat hanya dapat terlihat visible, jika dilihat dari 

aspek tertentu. Menurut BPS, (2000) indikator kesejahteraan rakyat diamati dari 

berbagai aspek spesifik yaitu kependudukan, kesehatan, pendidikan, kesejahteaan, 

ketenagakerjaan,  konsumsi  rumah  tangga  dan  perumahan.  Masyarakat 

dikategorikan   miskin   jika   pengeluaran   perkapita   <Rp.925.564   pengeluaran 

keluarga/bulan (BPS, 2000). Dalam penelitian ini kesejahteraan rakyat difokuskan 

pada masyarakat nelayan tangkap (nila jaya) Waduk Malahayu. Berkembangnya 

kegiatan  perikanan  tangkap  dan  minawisata,  pengembangan  KJA  di  Waduk 

Malahayu  diharapkan  dapat  meningkatkan  kesejahteraan  masyarakat  karena 

terjadi peningkatan pendapatan ekonomi karena terdapat variatif usaha tersebut. 

Tingkat  kesejahteraan  rumah  tangga  nelayan  dapat  diukur  dari  tingkat 

pendapatan yang dibandingkan dengan kebutuhan minimal untuk kebutuhan hidup 

layak. Selain aspek kesehatan, pendidikan, pendapatan dan kondisi perumahan, 

rasa aman merupakan kebutuahan manusia yang makin mendesak sejalan dengan 

kemajuan ekonomi.  Menurut Badan Koordinasi Keluarga Nasional (1999) diacu 

dalam  Sulaksmi  (2007)  menyebutkan  bahwa  keluarga  sejahtera  adalah:  (1) 

Keluarga  yang dapat  memenuhi  kebutuhan  anggota  baik  sandang,  pangan  dan 

papan, sosial maupun agama. (2) keluarga yang mempunyai penghasilan antara 

penghasilan  dengan  jumlah  anggota  keluarganya  dan  (3)  keluarga  yang  dapat 

memenuhi  kebutuhan  kesehatan  anggota  keluarga,  kehidupan  bersama  dengan 

masyarakat   sekitar,   beribadah   khusuk,   disamping   terpenuhinya   kebutuhan 

pokoknya. 

Disamping indikator-indikator tersebut  di  atas,  untuk  mengukur  tingkat 

kesejahteraan  masyarakat  nelayan  juga  dinyatakan  dalam  tingkat  kemiskinan. 

Rumah tangga miskin ditentukan berdasarkan sejumlah variabel yang berkaitan 

dengan masalah kemiskinan yaitu sebagai berikut:     

1.  Kelompok ciri tempat tinggal: 

a.  Luas lantai per kapita/anggota rumah tangga

Page 22: 2. TINJAUAN PUSTAKA 2.1. Deskripsi Waduk Malahayu.repository.ipb.ac.id/bitstream/handle/123456789/55765/BAB II... · Deskripsi Waduk Malahayu. Waduk ... , telah tarjadi terjadi penyusutan

   

27    

b.  Jenis lantai 

c.  Fasilitas jamban 

d.  Fasilitas air bersih 

2.  Aspek Pangan (makanan) yaitu variasi konsumsi lauk pauk dalam seminggu 

3.  Aspek sandang yaitu kemampuan membeli pakaian minimal 1 stel setahun 

untuk setiap anggota rumah tangga 

4.  Kepemilikan aset yaitu ada tidaknya meja dan kursi tamu.  

Keberadaan   Waduk   Malahayu   memberikan   dampak   baik   langsung 

maupun  tidak  langsung  kepada  masyarakat  sekitarnya  khususnya  masyarakat 

nelayan tangkap yang berada di Desa Malahayu, Kecamatan Banjarejo Kabupaten 

Brebes.  Untuk  menganalisis  kesejahteraan  masyarakat  nelayan  tangkap  (Nila 

Jaya)  yang  mengambil  manfaat  dengan  keberadaan  Waduk  Malahayu,  maka 

dilakukan survei untuk memperoleh data pendapatan nelayan tangkap setiap hari, 

bulan dan tahun.