v  BATASAN •  Limnologi merupakan cabang ilmu ekologi dan mengungkapkan

hubungan fungsional antarkomponen ekosistem perairan darat yang mencakup komponen abiotik dan biotik. Secara rinci, sistem itu terdiri atas air, habitat, dan komunitas biota akuatik.

•  Perairan darat yang dimaksud mencakup semua perairan yang berada di daratan mulai dari batas garis pantai ke arah darat

L I M N O L O G I

PENDAHULUAN

v  PERANAN LIMNOLOGI •  Limnologi berperan dalam identifikasi dan evaluasi: 1). Morfologi dan tipologi perairan 2). Sifat fisika dan kimia air yang merupakan faktor penentu kualitas air, tingkat pencemaran, dan produktivitas hayati perairan 3). Kemantapan perairan dan kepekaannya pada pembebanan masukan atau pemanfaatan sumberdaya tersebut

v  RUANG LINGKUP LIMNOLOGI •  Limnologi menelaah struktur dan interaksi proses antara komponen

abiotik dan biotik yang masing-masing terwujud dalam bentuk struktur komunitas, siklus energi dan materi, serta proses perkembangan ekosistem perairan.

•  Sasaran formal utama dari limnologi adalah identifikasi dan evaluasi faktor fisika dan kimia air yang berperanan sebagai penentu produktivitas hayati, kualitas air, kepekaan, dan kemantapan perairan pada beban masukan.

Perkembangan limnologi dari bentuk deskripsi menjadi ilmu dengan kemampuan prediksi. Limnologi menjadi lebih mantap sebagai ilmu terapan, sehingga dapat: 1) menunjang pengukuran 2) mengevaluasi dampak tindakan manusia dan keberhasilan pengelolaan sumberdaya perairan atau tindakan pengendalian untuk mempertahankan potensi perairan itu. Oleh karena itu, hal yang diperlukan adalah sebagai berikut: 1) penguasaan metode ilmiah, 2) kemampuan analisis, dan 3) kemampuan melakukan kegiatan interdisipliner.

Pada saat ini, limnologi telah berkembang dari disiplin ilmu yang bersifat teoritis (dasar) menjadi ilmu terapan. Keadaan ini memungkinkan peningkatan peranan limnologi, terutama dalam pengelolaan perairan berkaitan dengan pengendalian kualitas air, manajemen sumberdaya perikanan, dan pelestarian sumberdaya perairan.

•  Luas perairan umum di Indonesia adalah lebih kurang 14 juta ha terdiri atas 11,95 juta ha sungai, rawa, dan lebak lebung; 1,78 juta ha danau alam; serta 0,03 juta ha danau buatan.

•  Apabila dibandingkan dengan luas lahan perairan umum se-ASEAN, maka Indonesia memiliki 72,5% dari seluruh luas total perairan yang ada di ASEAN.

•  Tidak kurang dari 220 sungai dan 50 danau yang tergolong kategori sedang sampai besar tersebar di beberapa pulau.

•  Indonesia juga memiliki jumlah jenis ikan perairan umum yang terkaya dengan lebih dari 600 spesies. Plankton yang terdapat dalam waduk dan danau terdiri atas 294 species yang tergolong dalam 120 genera.

•  Demikian pula tanaman airnya, Rawa Pening saja terdapat lebih dari 215 species. Namun di balik itu, pemanfaatannya masih jauh kurang memadai karena hanya sekitar 3% luas perairan umum yang sudah dikelola dengan baik.

•  Potensi perikanan perairan umum adalah sekitar 800 ribu ton (57-65 kg/ha/th), tetapi yang tergali baru sekitar 280 ribu ton (18,5 kg/ha/th) atau baru 30%. Untuk peningkatan yang nyata, terobosan baru dalam IPTEK dan penanganan masalah ekonomi diperlukan.

Limnologi di Indonesia

•  Jumlah penduduk di Indonesia yang terus meningkat berikut segala aktivitas ekonominya menyebabkan permintaan akan air terus meningkat dari tahun ke tahun, sedangkan potensi aliran mantap cenderung menurun. Sementara itu, sumberdaya yang ada mengalami tekanan yang semakin berat pada air dan biotanya.

•  Kasus-kasus pencemaran semakin sering dan meluas karena limbah industri (berupa berbagai jenis bahan beracun, limbah panas), pertanian (pestisida), pemukiman (bahan organik), dan pengolahan lahan daratan yang buruk (pelumpuran).

•  Di lain pihak, eutrofikasi yang merugikan terjadi di mana-mana karena penyuburan (pengayaan) yang berlebihan dari limbah pertanian dan sebagian pemukiman. Ledakan populasi tumbuhan air yang diakibatkan oleh planktonik (Mycrocystis) dan tumbuhan yang mengambang (Eichornia crassipes, Salvinia natans, dan kayu apu) mempengaruhi kualitas dan kuantitas air.

•  Luas perairan yang tertutup oleh gulma air ini tidak sedikit, sehingga potensi pemanfaatannya untuk pelayaran, pembangkit tenaga listrik, perikanan, dan rekreasi menjadi berkurang.

•  Untuk lebih memahami dan menanggulangi masalah pemanfaatan serta pelestarian sumberdaya air seperti diuraikan di atas, informasi limnologi mutlak diperlukan dan perlu diberi peran yang lebih besar dalam pembangunan mendatang.

•  Kita dapat belajar dari pengalaman-pengalaman di luar negeri bahwa pelaksanaan proyek-proyek pembangunan besar dalam pemanfaatan sumberdaya air ketika tidak memasukkan unsur limnologi sejak perencanaan akan dapat menimbulkan berbagai masalah di kemudian hari.

•  Pembangunan waduk (misalnya) tidak dapat dilihat hanya dari segi teknis engineering. Salah satu contoh klasik ialah pembuatan Waduk Aswan yang membendung Sungai Nil di Mesir.

•  Waduk tersebut yang semula diharapkan dapat meningkatkan produksi pertanian ternyata kemudian menimbulkan masalah pemiskinan zat hara di daerah hilirnya, sehingga daerah pertanian di daerah itu justru perlu disubsidi dengan pupuk yang banyak dan harganya mahal.

•  Demikian pula akibat lanjutannya, pemiskinan hara yang mematikan perikanan di daerah muara dan pantai. Sebaliknya di daerah hulu, perubahan ekosistem yang besar terjadi dari sistem air yang mengalir menjadi sistem air menggenang dan sangat luas. Ledakan populasi Eichornia crassipes terjadi di mana-mana dan penyakit yang sebarannya melalui air seperti Schistosomiasis makin merajalela.

•  Limnologi telah dikenal atau setidaknya telah dilakukan di Indonesia sejak tahun 1928 dalam Ekspedisi Limnologi Sunda (1928-1929).

•  Sejak saat itu, para pakar yang bergerak di bidang perairan dan

perikanan telah menggunakannya untuk berbagai kepentingan. •  Pengembangan limnologi baik sebagai ilmu murni maupun terapan

baru sampai pada tingkat deskripsi dan belum mencapai tingkat peramalan atau perumusan konsepsi berdasarkan keterikatan antarpeubah ciri perairan.

•  Atas dasar ini, tingkat perkembangan limnologi di Indonesia baru

mencapai taraf menguji kebenaran dan pemahaman dan belum dapat memberikan penjelasan, peramalan, dan pengendalian fenomena alami.

•  Namun demikian, berbagai penelitian yang bersifat terapan seperti

dugaan (ramalan) pengembangan perikanan telah dilakukan.

•  Hal yang menggembirakan bahwa para pelaksana pembangunan di berbagai sektor makin merasakan perlu dukungan informasi limnologi untuk mendapatkan hasil yang lebih berdaya-guna, berhasil-guna, dan lestari dalam pemanfaatan sumberdaya air.

•  Makin disadari bahwa limnologi adalah suatu bidang penelitian dan pengembangan yang berdimensi banyak dan menentukan interaksi dan interrelasi dengan banyak lembaga dalam masa pembangunan ini.

•  Keputusan yang merupakan tonggak kemajuan penting dalam

pengembangan limnologi di Indonesia akhirnya ditetapkan dengan dikeluarkannya Surat Keputusan Presiden RI Nomor 1 Tahun 1986, Tanggal 13 Januari 1986 yang menetapkan organisasi LIPI yang baru, di mana di dalamnya ditetapkan pula keberadaan Pusat Penelitian dan Pengembangan (Puslitbang) Limnologi yang bernaung di bawah Kedeputian Ilmu Pengetahuan Alam-LIPI

Arah Pengembangan Limnologi

Mengoptimasi pemanfaatan potensi sumberdaya perairan berdasarkan asas kelestarian sumberdaya alam

Menjaga, memelihara, serta membina kemantapan ekosistem perairan berkaitan dengan karakteristik interaksi

antara habitat, populasi, dan produktivitas perairan

Mempertahankan jenis flora-fauna bagi kepentingan ilmu pengetahuan dan peranan dalam program reaksi ekosistem

terhadap tindakan manusia maupun proses alami serta sebagai kekayaan alam yang menjadi kebanggan nasional.

Pengendalian Kualitas Air

Pengendalian beban masukan pencemaran

Telaah sebab akibat perubahan kualitas air

Evaluasi dan pendugaan dampak tindakan manusia

Perencanaan dan evaluasi manajemen perairan, serta interaksinya dengan

perubahan tataguna lahan

Restorasi dan Rehabilitasi Perairan

Perbaikan habitat limnetik

Pemberantasan gulma air

Pemulihan produktivitas perairan

Reklamasi perairan rawa dan perairan pantai

Pemanfaatan Sumberdaya Perairan

Restrukturisasi perubahan habitat

ikan

Perencanaan dan evaluasi pengembangan perikanan di perairan danau, waduk

maupun sungai

Evaluasi manipulasi stok/populasi ikan

Evaluasi respon ikan terhadap perubahan habitat oleh pencemaran, suksesi dan penyuburan perairan

Pendugaan struktur komunitas dan stok

ikan

PEMANFAATAN WADUK YANG MASIH MEMENUHI DAYA DUKUNG LINGKUNGAN (KERAMBA DI WADUK WADASLINTANG 2007)

Modelling Ekosistem Perairan

•  Modelling ekosistem perairan ditujukan untuk meningkatkan kemampuan pemahaman antara komponen atau proses-proses dalam ekosistem perairan dan peramalan akibat perubahan yang terjadi oleh proses itu sendiri dan kegiatan manusia

•  Pada dasarnya, proses-proses yang terjadi dalam suatu perairan berkaitan dengan siklus materi dan energi dan dapat diungkapkan secara matematis. Model-model itu akan membantu peramalan perubahan-perubahan yang mungkin terjadi, terutama bagi sistem perairan yang kompleks. Model peramalan itu dapat dikembangkan melalui pendekatan empiris, mekanis, dan stok.

•  Kemampuan dan ketetapan peramalan menggunakan model-model itu tergantung kepada teknik ekstrapolasi dan modifikasi parameter.

Model keseimbangan DO-BOD dan ikan dalam

proses peningkatan

kesuburan air

Model ketergantungan fitoplankton dari

unsur hara

Model komunitas

fitoplankton atau ikan

Model penentuan

tingkat produktivitas

perairan

•  Beberapa model proses biologi dan fisika-kimia air yang dikembangkan:

Total Bahan

Organik

Kualitas Air

Urbanisasi

Pertambahan Penduduk

Industri

Penggunaan Air Berlebih

Pemanfaatan Lahan Berlebih

Peningkatan Erosi

Eutofikasi

Bahan Toksik

Siltasi

Biodiversitas

Elevasi Air

Budidaya Keramba

Jaring Apung

Terlarut

Dimakan Ikan

Tidak Dimakan

Asimilasi

Sisa Metabolisme

Jenis Ikan

Pakan

Unit KJA

PENGARUH EKSTERNAL DAN INTERNAL THDP KUALITAS AIR WADUK (SUKIMIN, S. 2004)

Alur estimasi pemanfaatan N dan P pakan untuk memproduksi 1 ton ikan mas (Cyprinus carpio) di perairan waduk (SUKIMIN, 2004)

Pakan yang diberikan:

1700 kg atau 56,61 kg N 20,4 kg P

Pakan yang diberikan:

1530 kg atau: 50,95 kg N 18,36 kg P

Pakan yang terbuang: 340 kg

atau 11,32 kg N 4,08 kg P

Loading N dan P ke perairan : 53,04 kg N/ton ikan 20,62 kg P/ton ikan

Pakan yang dicerna: 1434,53 kg atau:

47.77 kg N 17,21 kg P

Retensi :

9,17 kg N 1,82 kg P

Ekskresi:

38,54 kg N 15,39 kg P

Feses:

3,18 kg N 1,15 kg P

LIMNOLOGY IS THE STUDY OF FRESH OR SALINE WATERS WHICH ARE CONTAINED WITHIN CONTINENTAL BOUNDARIES.ETHER WI EVOLVED INTO A DISTINCT SCIENCE DURING THE LAST TWO CENTURIES ( XIX AND XX), WHEN THE INVENTIONS OF THE MICROSCOPE, THE SILK PLANKTON NET AND THE THERMOMETER *

L I M N O L O G Y

Antony van Leeuwenhoek 1632 - 1723

MIKROSKOP KUNO

•  AT PRESENT, LIMNOLOGY PLAYS A ROLE IN THE DECISION-MAKING PROCESS FOR PROBLEMS OF DAM CONTRUCTION, POLLUTION CONTROL, AND FISH AND WILDLIFE ENHANCEMENT

•  AN IMPORTANT GOAL OF EDUCATION IN LIMNOLOGY IS TO INCREASE THE NUMBER OF PEOPLE WHO CAN UNDERSTAND AND APPLY ITS GENERAL CONCEPTS TO A BROAD RANGE OF RELATED DISCIPLINES

•  THE SCIENCE OF LIMNOLOGY EMBRACES LAKES, STREAMS, RIVERS, AND ESTUARIES AS WELL AS A HOST OF MICROHABITATS WHICH ARE OFTEN OVERLOOKED BY THE CAUSAL OBSERVER*

LIMNOLOGY APPLIES TO RUNNING, OR LOTIC, AS WELL AS STANDING, OR LENTIC WATERS (“THE INTERNATIONAL ASSOCIATION OF THEORITICAL AND APPLIED LIMNOLOGY “ 1922). IN THIS TEXT LIMNOLOGY INCLUDES RUNNING AND STANDING WATER, BOTH SALT AND FRESH, AS LONG AS THE BODY OF WATER IS CONTAINED WITHIN CONTINENTAL BOUNDARIES. BRACKISH WATERS CONTAINED IN ESTUARIES CONSTITUTEPORTANCE ORIGINALLY, THE WORD OF LIMNOLOGY WAS USED IN REFERENCE TO THE STUDY OF LAKE AND IS DERIVED FROM THE GREEK WORD “LIMNOS”, MEANING “POOL”, “LAKE” OR “SWAMP” F.A. FOREL: ON LAKE GENEVA, SWITZERLAND: 1892, 1895 : GEOLOGY, PHYSICS, AND CHEMISTRY OF LAKE. 1904  : LAKE’S BIOLOGY, 1905 ,1969 : PUBLISHED PAPER ON BOTTOM FAUNA FOREL, HAS LONG BEEN CONSIDERED THE FATHER OF LIMNOLOGY.

BIOLOGICAL LIMNOLOGY ORIGINATED: 1674 WITH THE FIRST MICROSCOPIC DESCRIPTION OF THE FILAMENTOUS GREEN ALGAE SPIROGYRA FROM BERKELSE-LAKE BY LEEUWENHOEK: SEASONAL CYCLES OF ALGAE IN LAKES, HINTS ABOUT FOOD-CHAIN DYANAMIC, AND THE INFLUENCE OF WINDS ON ALGAL ECOLOGY.

PHYSICAL LIMNOLOGY: F DE DUILLIER: MEASURE A SEICHE IN 1730; SAUSSURE: MADE OBSERVATIONS IN DEEP LAKES 1779-1796. THE DESCRIPTION OF HOW THE LIGHT, HEAT, WATER TEMP AND WIND MIXING FROM THE STRUCTURE SO IMPORTANT IN LAKE ECOSYSTEMS: SIR JOHN LESLIE.

THE DISCOVERY OF ANIMAL PLANKTON WAS ANOTHER INPORTANT IN THE DEVELOPMENT OF AQUATIC BIOLOGY. JOHANNES MULLER: EARLIEST STUDY 1845. PETER ERASMUS: MICROSCOPIC CRUSTACEA IN SOME SWISS LAKES.

THE WORD PLANKTON WHICH MEANS ‘WANDERING’ : HENSEN 1887 TO DESCRIBE THE SUSPENDED MICROSCOPIC MATERIAL AT THE MERCY OF THE WINDS, CURRENT, AND TIDE. FAR A TIME ONLY THOSE ORGANISM RETAINED BY A FINE SILK NET WERE KNOWN NANNOPLANKTON : SMALLER ORGANISM PASSED BETWEEN THE TREADS OF THE CLOTH (DIMENSIONS WERE LESS 0.067 MM). THE SCIENTIFIC STUDY OF THE FLOWING WATERS OF ESTUARIES : J.R. LORENZ ; 1860, AT THE SAME TIME, POLLUTION RESEARCH IN THE THAMES IN ENGLAND. LIMNOLOGY IN USA: LOUIS AGASSIZ 1850: PUBLISHED LAKE SUPERIOR. FIRST MAN TO CONSIDER LAKE AS A FUNCTIONAL ECOLOGICAL SYSTEMS. STEPPHEN FORBES 1887: ‘THE LAKE AS A MICROCOSM’

THE CONCEPT OF AN ECOSYSTEM HAS BEEN PARTICULARY IMPORTANT IN LIMNOLOGY, THE TERM WAS FIRST USED BY TANSLEY, INTO POPULAR USAGE IN 1942 BY G.E. HUTCHINSON AND R.L. LINDEMAN. AT THE TURN OF THE CENTURY AMERICAN LIMNOLOGY WAS DOMINATED BY FOUR INVESTIGATORS : C.A. KOFOID : ILLIONOIS RIVER, JAMES G. NEEDHAM : NEW YORK LAKES, E.A. BIRGE AND C. JUDAY: WINCONSIN LAKES.* “THE LIMNOLOGICAL LABORATORY” ESTABLISH BY A.D. HASLER ON THE SHORE OF LAKE MENDOTA PAUL S. WELCH: WROTE THE FIRST AMERICAN “TEXTBOOK ON LIMNOLOGY” IN 1935. THIS SOON BECAME A STANDARD TEXT. FRANZ RUTTNER : “FUNDAMENTAL OF LIMNOLOGY”

G.E. HUTCHINSON (1957, 1967, 1975): “TREATISE ON LIMNOLOGY” WHICH HAS BECOME A STANDARD REFERENCE WORK THROUGHT THE WORLD. BERNARD DUSSART (1966): “A TEXT EMPHASIZING BIOLOGY AND EVOLUTION”. GOLTERMAN (1975) : “PHYSIOLOGICAL LIMNOLOGY” R.G.WETZEL (1975) : “LIMNOLOGY” TWO TEXS ON STREAMS HYNES (1972) : “THE ECOLOGY OF RUNNING WATERS” WHITTON (1975) : “RIVER ECOLOGY”

OTHER INTRODUCTORY TEXTS SUCH AS COLE (1979) REID AND WOOD (1976) COVER “THE ECOLOGY OF INLAND WATERS”. A COLLECTION OF ESSAY ON “SOME ASPECTS OF PHYSICAL AND CHEMICAL LIMNOLOGY” IS GIVEN IN THE TEXT BY LERMAN (1978). “SEVERAL REVIEWS OF ESTUARINE LIMNOLOGY” : HEDGEPETH (1957), LAUFF (1967), PERKINS (1974), CHAPMAN (1977). LIMNOLOGY WAS WELL-DEVELOPED IN EUROPE: F SIMONY (1950) STUDIED “THERMAL STRATIFICATION IN AUSTRIAN LAKES”. ANTON FRITCH (1888) BEGAN STUDYING “LAKES IN THE BOHEMIAN FORESTS”: IT IS NOW RECOGNIZED THAT TEMPERATUR CHANGE WITH DEPTH IN WATER BODIES IS ONE OF THE MOST IMPORTANT CONSIDERATIONS IN LIMNOLOGY.

ON JANUARY 1936 “THE LIMNOLOGICAL SOCIETY OF AMERICA” WAS FOUNDED IN 1948. IT WAS REORGANIZED AS “THE AMERICAN SOCIETY OF LIMNOLOGY AND OCEANOGRAPHY”, THE JOURNAL LIMNOLOGY AND OCEANOGRAPHY. LIMNOLOGY TODAY: Plays (for example) when a reservoir is being contructed the dam: where the water should be drawn off, how the basin should be prepared, location and height of the dam, provides some of the information on needed to reduce eutrophication, taste, and odor problems. The experienced limnologist can often predict ecological problems in most area of the world without even visiting the site. Morphometry of the reservoir, quality of the water to be held, possible leakage through the basin, the burden of sediment, sources of pollution, outlet for optimum use of the water available.

Limnologist are playing an increasing role in decision making. THE FUTURE OF LIMNOLOGY is closely tied to the general advance of science and technology. Areas which offer good prospects are long runs of data, replicated studies in large enclosure, integrated laboratory and field studies, some aspects of mathematical modeling. Data sets, collected specifically for time series analysis, cover more than 50 years in the marine sciences and over 30 years in limnology such as climate, watersheds, the long term succession, and so acid rain. Increasing scientific effort is going into better quantifying its effect on both terrestrial and aquatic ecosystems. The methods are field measurement, pure culture studies, and analog experiments.

In recent years, a popular fashion in limnobiology has been mathematical modeling. The physical, chemical, and biological elements of aquatic systems change with time and depth, and the study of these variations provides the basis of limnology. Additional understanding can be gained when different bodies of water are compared. Limnology provides a unique opportunity to combine observations with both laboratory and field experimentation.