Bahan ajar Limnologi-Penyebaran, Asal dan Bentuk Perairan Tawar (Perairan Tergenang / Lentik – Danau dan Kolam)

•Materi Kuliah
Limnologi

•Karakteristik Air Tawar

Perairan tergenang (lentik)

*) Danau dan kolam

Stratifikasi secara vertikal akibat perbedaan intensitas cahaya & perbedaan suhu air secara vertikal, tergantung musim & kedalaman.

-Arus sangat lambat (0,001-0,01 m/det) tidak ada arus

-

  - Terbagi 2 zonasi:

  a. Zona bentos (dasar) terdiri dari:

  - Zona supralitoral

  - Zona sub-litoral

  - Zona profundal

•Karakteristik Air Tawar

  b. Zona kolom air terdiri atas:

    - Zona limnetik

    - Zona tropogenik

    - Zona kompensasi

    - Zona tropolitik

•Zonasi Danau dan Kolam

•Zonasi Danau dan Kolam

•Supra-litoral :  

Wilayah di pingir danau yang masih terkena pengaruh danau. Biasanya berupa daratan yang kadang kala tergenang air jika volume air danau meningkat.

•Litoral :

Wilayah di pingir danau yang dangkal, dengan batuan dasar relatif lebih besar dan cahaya matahari  mencapai dasar perairan. Wilayah ini banyak ditumbuhi tumbuhan akuatik yang mengakar di dasar perairan dan memiliki keragaman jumlah bentos yang  cukup tinggi, dan merupakan wilayah yang mendapat pengaruh  pertama kali jika terjadi erosi pada daratan di sekitarnya.

 

•

•Sub litoral :

Wilayah dibawah litoral , dengan batuan dasar relatif lebih kecil dan cahaya matahari sudah berkurang.  Wilayah ini masih mendapat cukup  oksigen , namun keanekaragaman bentos sudah berkurang

•Profundal :

Wilayah paling dalam dengan suhu yang rendah dan cahaya matahari sedikit atau tidak ada sama sekali.  Jumlah oksigen sangat sedikit atau terbentuknya suasana anoksik .  Sedimen dasaar berukuran sangat kecil (halus).

•

•Zonasi Danau dan Kolam

•Zona limnetik :

Wilayah perairan yang sudah tidak banyak mendapat pengaruh tepi dan dasar perairan. Zona limnetik dibagi menjadi  zona tropogenik dan tropolitik.

•Zona tropogenik :

Kolam air dari permukaan yg memiliki aktifitas fotositesis intesif hingga kedalaman dimana fotositesis sedikit. Pada zona ini kadar oksigen terlarut cukup tinggi, biasanya berada pada mintakat epillimnion.

•Zona tropolitik :

Aktifitas respirasi dekomposisi dominan, sedangkan aktifitas fotosintesa sudah tidak ada (DO rendah  dan CO3 tinggi).

Zona tropolitik seringkali sama dengan laqipsan hipolimnion

•Zona kompensasi :

Zona antara tropogenik dan tropolitik ( aktifitas fotosintesis sama dengan respirasi)

 

•Stratifikasi Perairan Lentik (Danau /Kolam) Berdasarkan Intensitas Cahaya :

•Lapisan (zona) eufotik ; lapisan yg masih mendapat cukup cahaya matahari.

•

•Lapisan kompensasi ; lapisan dengan intensitas cahaya sebesar 1% dari intesitas   cahaya permukaan

•

•Lapisan profundal ; lapisan dibawah lapisan kompensasi dengan intesitas cahaya sangat kecil atau bahkan tidak ada cahaya (afotik)

•Berdasarkan perbedaan panas (suhu)
atau thermal stratification:

-Epilimnion: Lapisan atas perairan (hangat, suhu konstan/perubahan<, massa air tercampur baik karena angin dan gelombang

-

-Thermoklin/metalimnion: Lapisan dibawah epilimnion; suhu & panas relatif besar; tiap penambahan kedalaman 1m terjadi ↓T°±1°C.

-Hipolimnion: Lapisan bawah thermoklin; suhu dingin/ perbedaan T° relatif kecil; masa air stagman tdk mengalami percampuran; densitas >. Wilayah tropis ↑↓ ± 2 °C- 3°C.

•Perubahan stratifikasi vertikal berdasarkan perbedaan suhu:

  21°C            4°C       0°C  4°C

    

Epilimnion                                                        

    (sirkulasi)                es

         -------------

         Termoklin

         -------------

     Hypolimnion

     (stagnan)

                   (a)         (b)                  (c)               (d)

•Keterangan gambar stratifikasi vertikal :

a)Terjadi pd musim panas (summer) :Bulan Agustus; sirkulasi air hanya tjd pd epilimnion

b)Musim gugur (Autum) : November; tidak ada perbedaan suhu pada permukaan  dan dasar ; sirkulasi secara vertikal

c)Musim dingin (winter) :  Januari; ↑ membeku   es; ↓ berupa air dgn suhu yg lebih tinggi; sirkulasi tidak ada

d)Musim semi (spring) tidak ada perbedaan suhu ↑↓( terjadi percampuran massa air)

Percampuran miktik (monomiktik)

-Cold monomiktik : Pencampuran masa air dingin

-Warm monomiktik : Pencampuran masa air panas

•Keterangan gambar stratifikasi dan pencampuran massa air di danau :

●Pencampuran Dimiktik (2x setahun); wilayah ugahari

●Pencampuran Oligomiktik (jarang); tropis, suhu 4°C

●Pencampuran Polymiktik ; Wilayah yg perbedaan suhu relatif <, terjadi beberapa kali/tahun

  - Cold polymictic (suhu± 4°C)

  - Warm polymictic (suhu < 4°C)

●Pencampuran Amictik ; Kutub, membeku, tdk pernah mengalami percampuran

•STRATIFIKASI DAN PENCAMPURAN MASSA AIR DI DANAU

•Keterangan gambar stratifikasi dan pencampuran massa air di danau

•Dimictic: pencampuran terjadi di wilayah ugahari (4 musim); 2 kali setahun yaitu pada musim semi dan gugur (Suhu sama sekitar 4OC).

•

•Cold monomictic: pencampuran terjadi di wilayah dingin (kutub) ( Suhu tidak pernah > 4OC).

•

•Warm monomictic: pencampuran terjadi di wilayah sub tropik (sekali setahun) ( Suhu tidak pernah < 4OC).

•Keterangan gambar stratifikasi dan pencampuran massa air di danau

•Polimictic: pencampuran terjadi di wilayah yang suhu musiman relatif terkecil (beberapa kali dalam setahun).

•

•Oligomictic: pencampuran terjadi di wilayah tropis, jarang terjadi pencampuran massa air ( Suhu > 4OC).

•

•Amictic: pencampuran terjadi di wilayah kutub, tidak pernah terjadi pencampuran (membeku).

•Pencampuran massa air di danau berdasarkan perbedaan panas dan densitas air (Thermal stratification), terdiri dari:

1.Holomictic, terjadi akibat pencampuran massa air secara menyeluruh pada permukaan hingga dasar yang disebabkan oleh perubahan suhu yang selanjutnya menyebabkan perubahan panas dan berat jenis air.

●

2.Meromictic, pencampuran yang terjadi pada sebagian massa air yang disebabkan oleh perbedaan  kandungan bahan-bahan terlarut dan salinitas, terdiri dari:

   

•Pencampuran massa air di danau berdasarkan perbedaan panas dan densitas air (Thermal stratification), terdiri dari:

a.monimolimnion; bagian bawah dari perairan meromictic (; sifatnya stagnan & kandungan padatan terlarut lebih besar dari lapisan atasnya (mixolimnion).

b.chemocline; lapisan yg terdapat di antara monimolimnion dan mixolimnion, ditandai dengan perubahan salinitas secara tajam.

b.mixolimnion; bagian atas perairan meromictic, massa air yg mengalami pencampuran karena pengaruh angin.

•Pencampuran massa air di danau berdasarkan perbedaan panas dan densitas air (Thermal stratification), terdiri dari:

Pencampuran Meromictic dibedakan menjadi 3 bagian :

a.Meromictic biogenic yakni pencampuran lapisan bawah (monimolimnion) banyak mengandung bahan2 hasil dekomposisi oleh bakteri, pelapukan sedimen dasar, dan endapan karbonat (perairan kalsium bikarbonat)

b.Meromictic Ectogenic yakni pencampuran akibat perbedaan densitas dan salinitas, ex. Aliran tawar masuk lapisan salinitas tinggi; lapisan mixolimnion : air tawar sedangkan Lapisan monimolimnion  : air salinitas tinggi

c.Meromictic Chernogenic yakni pencampuran yang terjadi bila lapisan air dibawah tanah dengan salinitas tinggi yang memasuki lapisan perairan tawar.

•Berdasarkan tingkat kesuburannya, (trophic status) perairan tergenang, khususnya danau, dapat diklasifikasikan :

a.Oligotrofik (miskin unsur hara dan produktivitas rendah), yaitu perairan dengan produktivitas primer dan biomassa yang rendah. Perairan ini memiliki kadar unsur hara nitrogen dan fosfor rendah, namun cenderung jenuh dengan oksigen.

●

b.Mesotrofik (unsur hara dan produktivitas sedang), yaitu perairan dengan produktivitas primer dan biomassa sedang. Perairan ini merupakan peralihan antara oligotrofik dan eutrofik.

●

c. Eutrofik (kaya unsur hara dan produktivitas tinggi), yaitu perairan dengan kadar unsur hara dan tingkat produktivitas primer tinggi. Perairan ini memiliki tingkat kecerahan yang rendah dan kadar oksigen yang rendah dan kadar oksigen pada lapisan hipolimnion dapat lebih kecil dari 1 mg/liter.

•Berdasarkan tingkat kesuburannya, (trophic status) perairan tergenang, khususnya danau, dapat diklasifikasikan :

d.Hiper-eutrofik, yaitu perairan dengan kadar    unsur hara  dan  produktivitas primer sangat tinggi. Pada perairan ini, kondisi anoksik (tidak terdapat oksigen) terjadi pada lapisan  hipolimnion.

e.Distrofik, yaitu jenis perairan yang banyak    mengandung    bahan organik (misalnya asam humus dan fulvic).

—

•Karakteristik Danau Oligotrofik danEutrofik

•K O L A M

—Keadaan Kolam berlawanan dgn danau yaitu merupakan mintakat litoral dan profundal relatif  sempit

—

-Terdapat mintakat produksi utama

-Peredaran air yaitu terjadi pelapisan (stratifikasi) sehingga suhu dan O2 terbatas

•K O L A M

Kolam adalah Perairan yg tidak luas dimana wilayah litoral relatif luas sedangkan daerah limnetik dan profundal sempit/tdk ada

Karakteristik:

—Terdapat di daerah percurahan hujan yg cukup

—Pembentukan dapat terjadi secara terus menerus ex. berubahnya daerah alir suatu sungai

—Temporer: kolam-kolam yg kering selama beberapa lama dalam setahun

 

•Manfaat Kolam

Manfaat dari kolam yaitu:

 - Dapat dijadikan kolam budidaya ikan/udang.  Kolam yg dibangun o/ hewan disebut : “Beaver”

-Merupakan faktor penting dalam pembukaan hutan (keadaan alam yg belum dijamah o/ manusia)

-Mempertahankan baik suksesi komunitas dalam perkembangan habitat akuatik maupun terestrial.

-

Kolam Beaver merupakan bagian alam yg sangat berguna karena:

−Berperan sbg reservoir air

−Perintang menjalarnya kebakaran

•
Materi Kuliah
Limnologi

•Penyebaran Asal dan Bentuk Perairan Tawar

•(Perairan Mengalir / Lotik - Sungai)

•

•S U N G A I

•

•

•

•S U N G A I

Sungai merupakan perairan mengalir (lotik); ada 3 kondisi yg membedakan sungai dr kolam:

1.Di sungai arus merupakan faktor pengendali dan pembatas utama (0,1-1,0 m/det) arus kencang

2.Proses pertukaran antara air & tanah relatif intensif mengakibatkan ekosistem sungai bersifat lebih terbuka dan metabolisme komunitas bersifat heterotrofik (pencampuran masa air menyeluruh)

3.Tekanan O2 di sungai lebih seragam, sedikit sekali atau sama skali tdk didapatkan stratifikasi suhu dan kimia. Air sungai tdk pernah panas ttp dingin krn O2 byk&tetap ada pergerakan air (Tidak membentuk stratifikasi↑↓)

•I N P U T  S U N G A I

Input berasal dari 4 sumber utama yaitu :

—Persipitasi secara langsung (Air hujan)

—Limpasan aliran dari daerah tangkapan air (Catchment area)

—Air tanah (Groundwater)

—Aliran dari hulu sungai

•O U T P U T   S U N G A I

Output umumnya melalui 4 jalur utama yaitu :

—Evaporasi à sangat penting di wilayah beriklim panas

—Mengalir menunju dataran rendah melalui cabang-cabang sungai, dan kebanyakan kembali masuk lagi ke sungai.

—Mengalir ke bagian hilir sungai

—Mengalir masuk ke dalam tanah, dan kemudian keluar lagi di bagian hilirnya

—

•Berdasarkan sifat badan air dibedakan:

Hulu: 

-Dangkal dan sempit

-Berair jernih & mengalir cepat

-∑ populasi biota sedikit

-Tebing curam dan tinggi

-

Hilir:   

-Lebar & tebing curam/landai

-Badan air dalam

-Keruh & aliran air lambat

-∑ populasi banyak tp jenis kurang bervariasi

-

•Berdasarkan sifat badan air dibedakan:

•Muara  :

•- Tepian landai dan dangkal

•-  Badan air dalam (Pasut)

•-  Keruh dan mengalir lambat

•-  Air bersifat payau

•Klasifikasi Perairan Lotik

●  Klasifiksi perairan lotik dipengaruhi oleh kecepatan arus/pergerakan air, jenis sedimen dasar, erosi dan sedimentasi

a.  Kecepatan Arus dan Pergerakan Air

Kecepatan arus dan pergerakan dipengaruhi oleh jenis bentangan alam (landscape). Jenis batuan dasar dan curah hujan :

•Semakin rumit bentangan alam, semakin besar ukuran batuan

•Semakin banyak curah hujan pergerakan air semakin kuat dan kecepatan arus semakin cepat

•Klasifikasi Perairan Lotik

b.Sedimen penyusun dasar sungai

Sedimen penyusun dasar sungai memilliki ukuran bervariasi. Perbedaan ukuran / jenis sedimen mempengaruhi :

üKarakteristik kimia air sungai

üPergerakan air (erosi)

üPorositas dasar sungai

ü

ü

•Klasifikasi Perairan Lotik

Klasifikasi sedimen dasar sungai :

•Klasifikasi Perairan Lotik

Klasifikasi sedimen dasar sungai : (lanjutan)