A. Ekosistem Estuari

Ekosistem estuari adalah ekosistem perairan semi-tertutup yang memiliki badan air

dengan hubungan terbuka antara perairan laut dan air tawar yang dibawa oleh sungai.

Percampuran ini terjadi paling tidak setengah waktu dari setahun. Pada wilayah tersebut

terjadi percampuran antara masa air laut dengan air tawar dari daratan, sehingga air

menjadi payau (brackish).

Wilayah ini meliputi muara sungai dan delta-delta besar, hutan mangrove dekat estuari

dan hamparan lumpur dan pasir yang luas. Wilayah ini juga dapat dikatakan sebagai

wilayah yang sangat dinamis. Karena selalu terjadi proses dan perubahan baik lingkungan

fisik maupun biologis. Sehingga estuari memiliki sifat yang unik akibat adanya

percampuran antara massa air laut dan tawar membuat tingkat salinitas yang dimiliki dapat

berubah-ubah atau memiliki fluktuasi tersendiri. Berubahnya salinitas estuari dapat

dipengaruhi oleh adanya pasang surut air dan musim. Selama musim kemarau, volume air

sungai yang masuk berkurang, sehingga air laut dapat masuk sampai ke daerah yang lebih

tinggi atau hulu dan menyebabkan salinitas yang dimiliki wilayah estuari meningkat.

Sebaliknya yang terjadi apabila pada musim penghujan air tawar yang masuk dari hulu ke

wilayah estuari meningkat sehingga salinitas yang dimiliki rendah (Barus, 2002).

Adanya aliran air tawar yang terjadi terus menerus dari hulu sungai dan adanya proses

gerakan air akibat arus pasang surut yang mengangkut mineral-mineral, bahan organik dan

sedimen merupakan bahan dasar yang dapat menunjang produktifitas perairan di wilayah

estuari yang melebihi produktifitas laut lepas dan perairan air tawar. Oleh karena itu,

lingkungan wilayah estuari menjadi paling produktif.

B. Pembagian dan Macam-Macam Tipe Estuari

Estuari sebagai sebuah ekosistem memiliki macam-macam tipe dilihat dari berbagai aspek,

yaitu:

1. Perbedaan salinitas di wilayah estuari mengakibatkan terjadinya proses pergerakan

massa air. Air asin yang memiliki massa jenis lebih besar dibandingkan dengan air

tawar menyebabkan air asin di muara yang berada di lapisan dasar dan mendorong air

tawar ke permukaan menuju laut. Sistem sirkulasi seperti inilah yang menyebabkan

terjadinya proses up-welling. Yaitu proses pergerakan antar massa air laut dan tawar

yang menyebabkan terjadinya stratifikasi atau tingkatan-tingkatan salinitas. Sehingga

terbentuklah beberapa tipe estuari, yaitu:

1.1 Estuari positif (baji garam)

Estuari tipe ini memiliki ciri khas yaitu gradien salinitas di permukaan lebih

rendah dibandingkan dengan salinitas pada bagian dalam atau dasar perairan.

Rendahnya salinitas di permukaan perairan disebabkan karena air tawar yang

memiliki berat jenis lebih ringan dibanding air laut akan bergerak ke atas dan terjadi

percampuran setelah beberapa saat kemudian. Kondisi ini, juga dapat disebabkan

pula oleh rendahnya proses penguapan akibat sedikitnya intensitas matahari yang

masuk pada wilayah estuari. Tipe estuari ini dapat ditemukan di wilayah sub tropis

yang mana terjadinya penguapan rendah dan volume air tawar yang relatif banyak.

Sedangkan untuk wilayah tropis sendiri, dapat pula ditemukan tipe ini apabila

terjadi musim penghujan. Yang mana intensitas cahaya matahari pada musim

tersebut sedikit dan massa air tawar yang masuk lebih besar(Knox, 1986).

1.2 Estuari negatif

Estuaria tipe ini biasanya ditemukan di daerah dengan sumber air tawar yang sangat sedikit

dan penguapan sangat tinggi seperti di daerah iklim gurun pasir. Keadaan dari estuari tipe ini

dikarenakan oleh air laut yang masuk ke daerah muara sungai melewati permukaan sehingga

mengalami sedikit pengenceran karena bercampur dengan air tawar yang terbatas jumlahnya.

Lalu tingginya intensitas cahaya matahari menyebabkan penguapan sangat cepat sehingga air

permukaan hipersalin (banyak mengandung garam) (Knox, 1986).

c.       Estuari sempurna

Percampuran sempurna menghasilkan salinitas yang sama secara vertical dari permukaan

sampai ke dasar perairan pada setiap titik. Estuaria seperti ini kondisinya sangat tergantung dari

beberapa faktor antara lain: volume percampuran masa air, pasang surut, musim, tipe mulut

muara dan berbagai kondisi khusus lainnya. Estuaria percampuran sempurna kadang terjadi atau

ditemukan di daerah tropis khususnya ketika volume dan kecepatan aliran air tawar yang masuk

ke daerah muara seimbang dengan pasang air laut serta ditunjang dengan mulut muara yang lebar

dan dalam (Knox, 1986).

2.      Berdasarkan geomorfologi, iklim, dan sejarah geologinya estuari dibagi menjadi beberapa tipe,

yaitu:

a.       Estuari dataran pesisir

Estuari ini terbentuk pada akhir jaman es, ketika permukaan laut menggenangi lembah sungai

yang letaknya lebih rendah dibanding dengan permukaan laut itu sendiri.

b.      Estuari tektonik

Terjadi karena turunnya permukaaan daratan sehingga daerah tertentu khususnya didekat

pantai digenangi air.

c.       Estuari semi-tertutup (gobah)

Terbentuk karena adanya gumuk pasir yang sejajar dengan garis pantai dan sebagian

wilayahnya memisahkan perairan yang terdapat dibelakang gumuk dengan air laut. Keadaan ini

menyebabkan terbentuknya gumuk yang merupakan tempat penampungan bagi air tawar dari

daratan. Salinitas yang terdapat dalam gobah bervariasi tergantung keadaan iklim, ada tidaknya

aliran sungai yang masuk, dan luas wilayah gumuk pasir membatasi masuknya aliran air laut

yang masuk.

d.      Fjord

Tipe ini sebenarnya adalah lembah yang telah mengalami pendalaman akibat gleiser.

Kemudian kubangan yang terbentuk digenangi air laut. Tipe ini memiliki ciri khas berupa suatu

ambang yang dangkal pada mulut muaranya (Kramer et al, 1994).

2.2. Jenis Flora dan Fauna (komponen biotik) yang hidup di ekosistem perairan Estuari

Lingkungan estuari merupakan kawasan yang sangat penting bagi berjuta hewan dan

tumbuhan.  Pada daerah-daerah tropis seperti di lingkungan estuari umumnya di tumbuhi dengan

tumbuhan khas yang disebut Mangrove.  Tumbuhan ini mampu beradaptasi dengan genangan air

laut yang kisaran salinitasnya cukup lebar. Pada habitat mangrove ini lah kita akan menemukan

berjuta hewan yang hidupnya sangat tergantung dari kawasan lingkungan ini. 

Komponen biotik merupakan komponen-komponen yang terdiri atas makhluk hidup.

Komponen biotik yang terdapat pada Ekosistem Estuari dapat dikelompokan menjadi:

a.       Organisme autotrop, merupakan organisme yang dapat mengubah bahan organik menjadi

anorganik (dapat membuat makanan sendiri). Organisme autotrop dibedakan menjadi dua tipe:

-          Fotoautotrop adalah organisme yang dapat menggunakan sumber energi cahaya untuk

mengubah bahan anorganik menjadi bahan organik. Contohnya adalah tumbuhan hijau pada

ekosistem estuari.

-          Kemoautotrop adalah organisme yang dapat memanfaatkan energi dari reaksi kimia untuk

membuat makanan sendiri dari bahan organik (Welch, 1953).

Berbagai organisme autotrof ini bertindak sebagai produsen, karena kemampuannya

untuk mengubah zat anorganik menjadi organik yang dibutuhkan oleh organisme lain yang dapat

pula disebut sebagai produsen. Di dalam ekosistem estuari dapat dijumpai berbagai jenis

produsen primer. Pada paparan pasir atau lumpur, dapat dijumpai lamun (Enhalus acoroides)

yang merupakan tumbuhan berbunga, dan beberapa jenis alga, antara lain alga berfilamen seperti

Enteromorpha sp. dan Padina sp. Di dalam kolam air estuari dijumpai fitoplankton, seperti

diatom atau dinoflagellata.

b.      Organisme heterotrop, adalah organisme yang memperoleh bahan organik dari organisme lain.

Contohnya hewan, jamur, dan bakteri non autotrop dapat disebut sebagai konsumen.

Estuari kaya akan sumber makanan bagi konsumen primer dari rantai makanan. Sumber

makanan utama diperoleh dari besarnya jumlah detritus yang melimpah di dalam kolam air dan

di dasar estuari. Sebagian besar hewan konsumen primer terdapat di dasar estuari, seperti teritip

(Krustasea, Cirripedia), kerang dan keong (Bivalvia dan Gastropoda) yang berada di permukaan

dasar estuari, ataupun hewan lainnya yang hidup di dalam lumpur, seperti cacing. Juga tak kalah

dengan predator besar, seperti: Baronang, Kerapu, Kepiting, Cucut, dan Salmon (Nontji, 1993).

c.       Organisme Pengurai atau dekomposer

Pengurai atau dekomposer adalah organisme yang menguraikan bahan organik yang berasal dari

organisme mati. Pengurai disebut juga konsumen makro (sapotrof) karena makanan yang

dimakan berukuran lebih besar. Organisme pengurai menyerap sebagian hasil penguraian

tersebut dan melepaskan bahan-bahan yang sederhana yang dapat digunakan kembali oleh

produsen. Termasuk pengurai di daerah estuari adalah kepiting, kerang-kerangan, bakteri, cacing

laut, dan jamur.

Sebagai lingkungan perairan yang mempunyai kisaran salinitas yang cukup lebar

(eurihaline), estuari menyimpan berjuta keunikan yang khas.  Hewan-hewan yang hidup pada

lingkungan perairan ini adalah organisme yang mampu beradaptasi dengan kisaran salinitas

tersebut.  Dan yang paling penting adalah lingkungan perairan estuari merupakan lingkungan

yang sangat kaya akan nutrient yang menjadi unsur terpenting bagi pertumbuhan fitoplankton. 

Inilah sebenarnya kunci dari keunikan lingkungan estuari.

Sebagai kawasan yang sangat kaya akan unsur hara (nutrient) estuari di kenal dengan

sebutan daerah pembesaran (nursery ground) bagi berjuta ikan, invertebrate (Crustacean,

Bivalve, Echinodermata, annelida dan masih banyak lagi kelompok infauna).  Dibandingkan

dengan tempat lain, spesies estuaria sangat sedikit. 

Variasi sifat habitat terutama salinitas membuat estuaria menjadi habitat yang keras dan

sangat menekan bagi kehidupan organisme. Untuk dapat hidup dan berhasil membentuk koloni

di daerah ini organisme harus mempunyai kemampuan untuk beradaptasi secara khusus. Adapun

bentuk adaptasi tersebut adalah:

a.       Adaptasi Morfologis

Organisme yang mendiami substrat berlumpur sering kali beradaptasi dengan membentuk

rumbai-rumbai halus atau rambut atau setae yang menjaga jalan masuk ke ruang pernapasan agar

permukaan ruang pernapasan tidak tersumbat oleh partikel Lumpur. Organisme yang memiliki

kemampuan adaptasi seperti ini adalah kepiting estuaria, dan beberapa anggauta dari

Gastropoda. Adaptasi yang lain adalah ukuran tubuh. Organisme estuaria umumnya mempunyai

ukuran tubuh lebih kecil dibandingkan dengan kerabatnya yang hidup di laut. Contohnya adalah

kepiting (Ucha) yang memiliki ukuran kecil, hal ini terjadi karena sebagian besar energi yang

dimilikinya dipergunakan untuk beradaptasi menyesuaikan dengan kadar garam lingkungan.

b.      Adaptasi Fisiologis

Adaptasi yang diperlukan untuk kelangsungan hidup organisme estuaria adalah berhubungan

dengan keseimbangan ion cairan tubuh menghadapi fluktuasi salinitas eksternal. Kemampuan

osmoregulasi sangat diperlukan untuk dapat bertahan hidup. Organisme yang memiliki

kemampuan osmoregulasi dengan baik disebut osmoregulator contohnya Copepoda, Cacing

Polychaeta dan Mollusca. Organisme yang memiliki kemampuan osmoregulasi rendah disebut

osmokonformer. Kemampuan mengatur osmosis menurut beberapa ahli sangat dipengaruhi oleh

suhu. Di daerah tropic dengan suhu air lebih tinggi dan perbedaan suhu antara air tawar dan air

laut kecil, biasanya dihuni oleh species estuaria lebih banyak, dan species lautan yang stenohalin

dapat masuk lebih jauh ke hulu.

c.       Adaptasi Tingkah laku

Salah satu bentuk adaptasi tingkah laku yang dilakukan oleh organisme estuaria adalah membuat

lubang ke dalam Lumpur. Ada dua keuntungan yang didapatkan dari organisme yang beradaptasi

seperti ini. Pertama, adalah dalam pengaturan osmosis. Keberadaan di dalam lubang berarti

mempunyai kesempatan untuk berhubungan dengan air interstitial yang mempunyai variasi

salinitas dan suhu lebih kecil dari pada air di atasnya. Kedua, membenamkan diri ke dalam

substrat berarti lebih kecil kemungkinan organisme ini dimakan oleh pemangsa yang hidup di

permukaan substrat atau di kolam air. Adaptasi tingkahlaku lainnya adalah dengan cara bergerak

ke hulu atau ke hilir. Tingkahlaku ini akan menjaga organisme tetap berada pada daerah dengan

kisaran toleransinya. Contohnya beberapa species kepiting seperti Rajungan (Calinectes

sapidus), ikan belanak (Mugil mugil), Ikan baung, Ikan bandeng dan lain-lain (Kramer, 1994).

2.4. Aliran energi dan materi di Estuaria

1. Aliran Energi

Dalam ilmu ekologi aliran energi ini terdapat dua hal yang perlu dikaji yaitu: rantai

makanan dan jaring-jaring makanan.

Rantai makanan adalah perpindahan energi makanan dari sumber daya tumbuhan melalui

seri organisme atau melalui jenjang makan (tumbuhan-herbivora-carnivora). Pada setiap tahap

pemindahan energi, 80%–90% energi potensial hilang sebagai panas, karena itu langkah-langkah

dalam rantai makanan terbatas 4-5 langkah saja. Dengan perkataan lain, semakin pendek rantai

makanan semakin besar energi yang diperlukan .

Pada ekosistem estuaria dikenal 3 (tiga ) tipe rantai makanan yang didefinisikan

berdasarkan bentuk makanan atau bagaimana makanan tersebut dikonsumsi : grazing, detritus

dan osmotik. Fauna diestuaria, seperti udang, kepiting, kerang, ikan, dan berbagai jenis cacing

berproduksi dan saling terkait melalui suatu rantai dan jaring makanan yang kompleks

(Komunitas tumbuhan yang hidup di estuari antara lain rumput rawa garam, ganggang, dan

fitoplankton. Komunitas hewannya antara lain berbagai cacing, kerang, kepiting, dan ikan.

Bahkan ada beberapa invertebrata laut dan ikan laut yang menjadikan estuari sebagai tempat

kawin atau bermigrasi untuk menuju habitat air tawar. Estuari juga merupakan tempat mencari

makan bagi vertebrata semi air, yaitu unggas air.

Ada dua tipe dasar rantai makanan:

1.      Rantai makanan rerumputan (grazing food chain). Misalnya: tumbuhan

2.      Rantai makanan sisa (detritus food chain). Bahan mati mikroorganisme (detrivora =

organisme pemakan sisa) predator.

3. osmotik

Dari ketiga macam rantai makanan ini, akan mempengaruhi organisme satu dengan lainnya.

Suatu rantai adalah suatu pola yang kompleks saling terhubung, rantai makanan di dalam suatu

komunitas yang kompleks antar komunitas. Selain itu, suatu rantai makanan adalah suatu

kelompok organisme yang melibatkan perpindahan energi dari sumber utamanya (cahaya

matahari, phytoplankton, zooplankton, larva ikan, ikan kecil, ikan besar, binatang menyusui).

Jenis dan variasi rantai makanan adalah sama banyak seperti jenis/spesies di antara mereka dan

tempat kediaman yang mendukung mereka. Selanjutnya, rantai makanan dianalisa didasarkan

pada pemahaman bagaimana rantai makanan tersebut memperbaiki mekanisme

pembentukannya. Ini dapat lebih lanjut dianalisa sebab bagaimanapun jenis tunggal boleh

menduduki lebih dari satu tingkatan trophic di dalam suatu rantai makanan.

Dalam bagian ini, diuraikan tiga bagian terbesar dalam rantai makanan yaitu:

phytoplankton, zooplankton, dan infauna benthic. Sebab phytoplankton dan zooplankton adalah

komponen rantai makanan utama dan penting, dimana bagian ini berisi informasi yang

mendukung keberadaan organisme tersebut. Sedangkan, infauna benthic adalah proses yang

melengkapi pentingnya rantai makanan di dalam ekosistem pantai berlumpur. Selanjutnya,

pembahasan ini penekananya pada bagaimana mata rantai antara rantai makanan dan tempat

berlindungnya (tidal flat; pantai berlumpur).

Keruhnya perairan estuaria menyebabkan hanya tumbuhan mencuat yang dapat tumbuh

mendominasi. Rendahnya produktivitas primer di kolom air, sedikitnya herbivora dan

terdapatnya sejumlah besar detritus menunjukkan bahwa rantai makanan pada ekosistem estuaria

merupakan rantai makanan detritus. Detritus membentuk substrat untuk pertumbuhan bakteri dan

algae yang kemudian menjadi sumber makanan penting bagi organisme pemakan suspensi dan

detritus. Suatu penumpukan bahan makanan yang dimanfaatkan oleh organisme estuaria

merupakan produksi bersih dari detritus ini. Fauna di estuaria, seperti ikan, kepiting, kerang, dan

berbagai jenis cacing berproduksi dan saling terkait melalui suatu rantai makanan yang kompleks

(Bengen, 2001).

Pada kawasan-kawasan subtripic sampai daerah dingin, fungsi estuary bukan hanya

sebagai daerah pembesaran bagi berjuta hewan penting, bahkan menjadi titik daerah ruaya bagi

jutaan jenis burung pantai. Kawasan estuary di gunakan sebagai daerah istrahat bagi perjalanan

panjang jutaan burung dalam ruayanya mencari daerah yang ideal untuk perkembanganya.

Disamping itu juga di gunakan oleh sebagian besar mamalia dan hewan-hewan lainnya untuk

mencari makan.

Jumlah spesies organisme yang mendiami estuaria jauh lebih sedikit jika dibandingkan

dengan organisme yang hidup di perairan tawar dan laut. Sedikitnya jumlah spesies ini terutama

disebabkan oleh fluktuasi kondisi lingkungan, sehingga hanya spesies yang memiliki kekhususan

fisiologis yang mampu bertahan hidup di estuaria. Selain miskin dalam jumlah spesies fauna,

estuaria juga miskin akan flora.

3.      Jaring-jaring makanan

Estuari merupakan tempat perawatan dan penyediaan makanan bagi ikan-ikan muda yang

mempunyai arti ekonomi tinggi, antara lain ikan muda herrinh (Clupea harengus), ikan pipih

(flat fish) mencakup Pleuronectes platessa, dan Platichthys flexus, Bothus lunatus, flounders,

serta ikan halibut antara lain Hippoglossus hippoglossus dan Arnaglossus imperalis, dan ikan

menhaden, Brevoortia tyranus. Ikan pipih, ikan halibut, dan ikan menhaden itu bertelur di

estuary. Ikan-ikan dewasa ditemukan di dasar muara sungai yang tidak ada arus yang kuat. Pada

saat air pasang ikan-ikan ikut naik ke atas dan masuk di estuari. Ikan-ikan muda mendapat

perawatan dan makanan di estuari yang kaya makanan. Jaring-jaring makanan ikan dalam estuari

dapat dilukiskan sebagai berikut.

Vegetasi (Spartina sp., Juncus sp., Destichlis sp., Puccinella sp., Enteromorpha sp., Zoostera

sp., Salicarma sp., Armeria sp., Spergularia sp., Limonium sp.,) yang hidup di estuari itu jarang

sekali dimakan herbivora. Juga bila ada pohon bakau, maka tumbuhan itu juga tidak dimakan

hewan. Oleh sebab itu perairan estuari dan juga payau-payau itu sebenarnya merupakan daerah

yang kaya makanan bagi plankton dan invertebrata yang merupakan makanan bagi ikan.

Vegetasi di daerah estuari juga menyediakan makanan bagi belalang, dan gastropoda yang

jumlahnya biasanya tinggi di musim panas justru di waktu ikan-ikan itu bertelur dan berbiak

cepat dengan persediaan makanan yang berlimpah (Brotowidjojo, 1995).

4.      Aliran Materi

a.       Siklus Karbon

Di atmosfer terdapat kandungan CO2 sebanyak 0.03%. Sumber-sumber CO2 di udara berasal

dari respirasi manusia dan hewan, erupsi vulkanik, pembakaran batubara, dan asap pabrik.

Karbondioksida di udara dimanfaatkan oleh tumbuhan untuk berfotosintesis dan menghasilkan

oksigen yang nantinya akan digunakan oleh manusia dan hewan untuk berespirasi.

Hewan dan tumbuhan yang mati, dalam waktu yang lama akan membentuk batubara di

dalam tanah. Batubara akan dimanfaatkan lagi sebagai bahan bakar yang juga menambah kadar

CO2 di udara. Di ekosistem air,pertukaran CO2 dengan atmosfer berjalan secara tidak langsung.

Karbondioksida berikatan dengan air membentuk asam karbonat yang akan terurai menjadi ion

bikarbonat. Bikarbonat adalah sumber karbon bagi alga yang memproduksi makanan untuk diri

mereka sendiri dan organisme heterotrof lain.Sebaliknya, saat organisme air berespirasi, CO2

yang mereka keluarkan menjadi bikarbonat. Jumlah bikarbonat dalam air adalah seimbang

dengan jumlah CO2 di air.

Gambar 1. Diagram dari siklus karbon

Angka dengan warna hitam menyatakan berapa banyak karbon tersimpan dalam berbagai

reservoir, dalam milyar ton ("GtC" berarti Giga Ton Karbon). Angka dengan warna biru

menyatakan berapa banyak karbon berpindah antar reservoir setiap tahun. Sedimen, sebagaimana

yang diberikan dalam diagram, tidak termasuk ~70 juta GtC batuan karbonat dan kerogen.

Keberadaan karbon di pantai sumbernya oleh (Dahuri et al, 2001) menggambarkan datang dari

adanya diffusi (dissolved), organisme laut yang sudah mati (particulate), dan sampah-sampah di

wilayah estuari serta berasal dari daratan.

Kontribusi aliran karbon dari daratan adalah C/N > 10, sedangkan dari perairan sendiri

sebesar C/N < 6, penyebabnya tingginya variasi tersebut diakibatkan oleh tingginya pasokan air

tawar dari sungai dan sumber karbon itu sendiri (Bengen, 2001). Selanjutnya, sumber di dalam

(internal sources) akibat adanya proses dissolved dan particulate (gambar 6) dari karbon itu

sendiri termasuk daur ulang partikel, exudation from producers, terlepas sel yang patah dan

kotoran-kotoran konsumer (Dahuri et al, 2001).

b.      Siklus Nitrogen

Gas nitrogen banyak terdapat di atmosfer, yaitu 80% dari udara. Nitrogen bebas dapat

ditambat/difiksasi terutama oleh tumbuhan yang berbintil akar (misalnya jenis polongan) dan

beberapa jenis ganggang. Nitrogen bebas juga dapat bereaksi dengan hidrogen atau oksigen

dengan bantuan kilat/ petir. Tumbuhan memperoleh nitrogen dari dalam tanah berupa amonia

(NH3), ion nitrit (NO2- ), dan ion nitrat (NO3

- ). Gas nitrogen tidak dapat digunakan secara

langsung oleh sebagian besar organisme sebelum ditransformasi yang melibatkan menjadi

senyawa NH3, NH4, dan NO3 sebelum digunakan dalam siklus.

Pada tumbuhan dan hewan, senyawa nitrogen ditemukan sebagai penyusun protein dan

klorofil. Dalam ekosistem terdapat suatu daur antara organisme dan lingkungan fisiknya.

Beberapa bakteri yang dapat menambat nitrogen terdapat pada akar Legum dan akar tumbuhan

lain, misalnya Marsiella crenata. Selain itu, terdapat bakteri dalam tanah yang dapat mengikat

nitrogen secara langsung, yakni Azotobacter sp. yang bersifat aerob dan Clostridium sp. yang

bersifat anaerob.Nostoc sp. dan Anabaena sp. (ganggang biru) juga mampu menambat nitrogen.

Di dalam setiap daur, terdapat gudang cadangan utama unsur yang secara terus menerus bergerak

masuk dan keluar melewati organisme. Selain itu, terdapat pula tempat pembuangan sejumlah

unsur kimia tertentu yang tidak dapat didaur ulang melalui proses biasa. Dalam waktu yang

lama, kehilangan bahan kimia tersebut menjadi faktor pembatas, kecuali apabila tempat

pembuangan itu dimanfaatkan kembali. Pada akhirnya, daur bolak balik ini cenderung

mempunyai mekanisme umpan balik yang dapat mengatur dirinya sendiri (self regulating) yang

menjaga siklus tersebut agar tetap seimbang. Diantara beberapa siklus biogeokimia lainnya

seperti siklus fosfor dan sulfur, siklus nitrogen adalah siklus biokimia yang sangat kompleks.

Gambar berikut memperlihatkan tiga diagram siklus nitrogen yang sangat kompleks tersebut.

Nitrogen di perairan sebagai molekul N2 terlarut, amonium , Nitrit , Nitrat dan sebagai bentuk

organik seperti urea, asam amino, serta range berbeda (Spencer, 1975).

c.       Siklus Fosfor

Di alam, fosfor terdapat dalam dua bentuk, yaitu senyawa fosfat organik (pada tumbuhan dan

hewan) dan senyawa fosfat anorganik (pada air dan tanah). Fosfat organik dari hewan dan

tumbuhan yang mati diuraikan oleh decomposer (pengurai) menjadi fosfat anorganik. Fosfat

anorganik yang terlarut di air tanah atau air laut akan terkikis dan mengendap di sedimen laut.

Oleh karena itu, fosfat banyak terdapat di batu karang dan fosil. Fosfat dari batu dan fosil terkikis

dan membentuk fosfat anorganik terlarut di air tanah dan laut. Fosfat anorganik ini kemudian

akan diserap oleh akar tumbuhan lagi. Siklus ini berulang terus menerus (Spencer, 1975).

2.5.Faktor Pembatas

Sebagai sebuah ekosistem yang kompleks, tentunya estuari memiliki parameter fisik dan

kimia tersendiri yang nantinya akan berpengaruh pada kemampuan atau toleransi kehidupan

biota yang terdapat disana. Beberapa faktor fisik, kimia, maupun biotik lingkungan yang dapat

menjadi faktor pembatas dalam ekosistem estuari adalah:

a.       Salinitas

Tingkat salinitas estuari berubah dari waktu kewaktu dikarenakan oleh iklim, topografi

estuari, pasang surut air laut, dan volume air tawar yang masuk. Di daerah tropis seperti di

Indonesia memiliki iklim tropis dan pasang surut diurnal (dua kali pasang dan surut) dalam

waktu sehari semalam yang menyebabkan terjadinya fluktuasi salinitas yang mana waktu

terjadinya cukup pendek sekitar 6 jam.

Faktor pertama pengaruh salinitas adalah fenomena pasang air laut yang besar mendorong air

laut masuk cukup besar dan sampai ke daerah hulu sungai. Sebaliknya apabila pasang sudah

turun, maka keadaan isohaline kembali ke daerah hilir saja. Hal ini menyebabkan pada daerah

yang sama di daerah estuari meimiliki salinitas yang berbeda pada waktu yang berbeda sesuai

perubahan akibat pasang surut air laut dan volume air tawar yang masuk.

Faktor kedua yang mempengaruhi tingkat salinitas adalah kekuatan coriolis, yaitu terjadinya

pembelokan arah gerak melingkar akibat rotasi bumi mengelilingi sumbunya. Berputarnya bumi

pada porosnya mengakibatkan perubahan arah gerakan air laut yang masuk ke daratan (muara

sungai), membelokannya kearah kanan dibelahan bumi sebelah utara dan kearah kiri pada

belahan bumi bagian selatan. Sebagai contoh di daerah estuaria di sekitar pulau jawa bagian

selatan, kekuatan coriolis akan membelokkan air laut yang masuk ke estuaria kea rah kiri apabila

kita melihat estuaria ke arah laut. Akibatnya, pada dua titik yang berlawanan dan teletak pada

jarak yang sama dari laut akan memiliki salinitas yang berbeda.

Faktor ke tiga yang menyebabkan fluktuasi salinitas di estuarin adalah musim. Di Indonesia

dengan dua Faktor ke tiga yang menyebabkan fluktuasi salinitas di estuarin adalah musim. Di

Indonesia dengan dua musim yang berbeda dalam setahun akan menyebabkan perbedaan

salinitas sebagai akibat berubahnya volume air tawar dan berubahnya intensitas cahaya matahari.

Berdasarkan beberapa pengaruh kimia dan fisik terhadap fluktuasi salinitas, maka dapat

disimpulkan bahwa dalam ekosistem perairan estuarin terbentuk 3 zona yaitu: air tawar, air

payau, dan air laut. Antara zona-zona ini terdapat garis pemisah yang hanya dapat dilewati oleh

organisme yang memiliki kemampuan adaptasi fisiologi tertentu.

b.      Suhu

Suhu air estuaria memiliki fluktuasi harian lebih besar dibanding dengan perairan lainnya. Hal

ini disebabkan karena luas permukaan estuaria relatif lebih besar jika dibandingkan dengan

volume airnya. Air estuaria cenderung lebih cepat panas dan lebih cepat dingin tergantung

kondisi atmosfir yang melingkupinya. Alasan lain bervariasinya suhu pada ekosistem estuarin

adalah karena masuknya air tawar yang suhunya lebih dipengaruhi oleh perubahan suhu

musiman. Selain itu suhu di estuaria juga bervariasi secara vertikal karena pengaruh fluktuasi

suhu harian. Perairan permukaan cenderung mempunyai kisaran suhu terbesar dibanding dengan

perairan yang lebih dalam.

c.       Ombak dan Arus

Terjadinya ombak tergantung pada luas permukaan perairan dan juga angin. Estuaria

memiliki luas perairan terbuka yang sempit karena dibatasi oleh daratan pada ketiga sisinya,

dengan demikian angin yang bertiup untuk menciptakan ombak juga minimal. Kedalaman dan

sempitnya mulut estuaria juga menjadi penghalang terbentuknya ombak yang besar atau

menghilangkan pengaruh ombak laut yang masuk estuaria. Arus di estuaria cenderung

disebabkan oleh aksi pasang air laut dan aliran sungai. Kecepatan arus tertinggi terjadi pada

bagia tengah sungai/muara dimana hambatan gesek dengan dasar dan tepian menjadi minimal.

Arus di daerah estuaria sering mengakibatkan timbulnya erosi dan biasanya diikuti oleh

pengendapan di mulut muara. Adanya perbedaan kecepatan arus yang berasal dari sungai dari

musim ke musim menyebabkan perbedaan kecepatan erosi dan pengendapan, sehingga banyak

kasus terutama di beberapa tempat di Indonesia muara sungai bergeser dari tempat semula.

d.      Substrat Dasar

Kebanyakan estuaria didominasi oleh substrat berlumpur yang berasal dari proses

pengendapan material baik yang dibawa oleh air laut maupun oleh air tawar dari aliran sungai.

Air laut dan air sungai membawa banyak partikel pasir maupun lumpur yang tersuspensi dan

keduanya bertemu di estuaria. Berbagai ion yang berasal dari laut akan mengikat partikel

Lumpur yang terbawa air sungai sehingga menggumpal dan mengendap sebagai dasar substrat

yang khas. Kondisi terlindung estuaria juga didominasi oleh endapan halus (Lumpur). Di antara

endapan lumpur adalah materi organik sehingga estuaria menjadi tempat yang kaya cadangan

bahan makanan bagi organisme.

e.       Kekeruhan (Turbidisitas)

Besarnya jumlah partikel tersuspensi menyebabkan pada waktu-waktu tertentu terutama pada

saat musim penghujan dimana volume air tawar meningkat dan membawa material akibat erosi

menyebabkan kekeruhan meningkat, demikian juga aktivitas pasang air laut. Kekeruhan biasanya

minimum pada mulut muara dan semakin meningkat kea rah hulu sungai. Pengaruh ekologis

kekeruhan adalah menurunnya daya penetrasi cahaya matahari ke dalam perairan yang

selanjutnya menurunkan produktivitas primer akibat penurunan fotosintesis fitoplankton dan

tumbuhan bentik.

f.       DO (kandungan Oksigen)

Kandungan oksigen terlarut daerah estuaria sangat tergantung beberapa faktor antara lain:

suhu, salinitas, pengadukan, dan aktivitas organisme. Melihat kondisi fisik daerah estuarin, maka

secara umum wilayah ini memiliki kandungan oksigen terlarut relative tinggi dibanding perairan

lain.

Pada musim kemarau yang panjang dimana penggelontoran air tawar menurun dan suhu serta

salinitas relatif tinggi di permukaan perairan, menyebabkan proses pengadukan dan distribusi

oksigen dari permukaan ke dasar perairan sedikit terhambat sehingga kandungan oksigen di

dasar perairan menurun. Selain itu menurunnya kandungan oksigen di dasar perairan juga dapat

disebabkan karena tingginya bahan organik yang terdeposit dan tingginya populsi dan individu

bakteri di dalam sediment menyebabkan meningkatnya pemakaian oksigen. Ukuran partikel

dalam sediment yang halus juga membatasi pertukaran air interstitial dan air yang diatasnya

(kaya oksigen) sehingga oksigen sangat cepat berkurang, bahkan pada beberapa sentimeter

dalam sedimen dapat bersifat anoksik.

g.      Predasi

Predasi merupakan hubungan antara mangsa dan pemangsa (predator). Hubungan ini

memiliki hubungan sangat erat, karena tanpa mangsa predator tidak bisa bertahan untuk hidup.

Jumlah antara predator dan mangsa berbanding lurus. Semakin banyak predator yang terdapat

dialam tidak diimbangi dengan jumlah yang sama dengan mangsa, maka akan terjadi ketidak

seimbangan alam. Sebaliknya juga bila jumlah mangsa lebih banyak dengan predator, maka

jumlah organisme mangsa lebih banyak dan keseimbangan disini juga akan terganggu. Sehingga

dapat disimpulkan bahwa Predasi disini dapat berfungsi sebagai pengontrol populasi mangsa.

Contoh dalam ekosistem estuari adalah: Ikan yang menjadi predator bagi plankton dan

invertebrata dalam ekosistem estuari.

h.      Jumlah organisme autotrof

Organisme autotrof merupakan organisme yang mampu menghasilkan zat organik yang

dibutuhkan oleh konsumen. Organisme ini tentunya membutuhkan bahan berupa zat-zat

anorganik yang terdapat dialam dengan bantuan matahari biasa disebut prosesnya yaitu

fotsintesis. Sehingga terbentuklah glukosa yang organik tadi.

Keberadaan autotrof sangat mempengaruhi organisme yang lain pula. Sebab, apabila organisme

ini jumlahnya sedikit bahkan mengalami peniadaan maka yang terjadi organisme sebagai

konsumen akan ikut berkurang juga. Karena sumber untuk memacu kehidupannya menghilang.

Organisme yang termasuk dalam organisme autotro adalah organisme berklorofil yang terdiri

atas: tumubuhan, bakteri fotosintetik, dan alga fotosintetik (Odum, 1998).

i.        Usia

Usia sebgai faktor pembatas organisme ini berhubungan dengan tingkat produktivitasnya.

Produktivitas menunjukkan kemampuan makhluk hidup untuk melakukan proses metabolisme

tubuhnya dan penghasilan energi. Energi yang digunakan untuk kehidupannya, terdapat

rentangan usia tersendiri pada makhluk hidup agar dia mampu menghasilkan banyak energi.

Dikatakan kemampuan produktivitas tinggi apabila makhluk hidup tersebut dikatakan muda

sampai rentang waktu usia tertentu. Sehingga reproduksi, pertumbuhan, dan perkembangan pun

cepat. Sebaliknya bila makhluk hidup tersebut dikatakan usia telah lanjut, kemampuan

produktivitasnya menurun. Karena kemampuan penghasilan energi pun menurun sehingga

banyak terjadi kematian pada sel organisme tersebut (Odum, 1998).

j.        Jumlah Parasit

Parasitisme adalah hubungan antara dua makhluk yang mana salah satu organisme dirugikan

sedangkan yang lain mendapat manfaat. Parasit merupakan organisme yang mendapat

keuntungan dari hubungan ini, sementara inang yang menjadi rumahnya sangat dirugikan karena

hasil metabolisme dan sari-sari makanan yang ada diambil oleh parasit. Dalam hubungan ini,

ukuran organisme parasit lebih kecil dari inang, sehingga lebih mudah untuk organisme parasit

untuk menghambat kehidupan organisme inang. Berakibat berbahaya bagi keseimbangan alam,

apabila jumlah parasit lebih besar daripada organisme yang lain (Odum, 1998).

2. Faktor fisika–kimia ekosistem estuaria.a. Kadar garamKadar garam di estuari berkisar antara 0,5-35‰ (per mil=satu per seribu) dan Umumnya dinyatakan sebagai air payau. Garam-garam ini terutama ion-ion Na+ dan Cl- ditambah dengan potasium, kalsium, magnesium, dan ion sulfat, ditambah lagi ion-ion lain dalam jumlah yang sangat kecil. Kadar garam di laut dan di air tawar stabil, sedangkan kadar garam di estuari sangat bervariasi. Menurut pola sebaran kadar garam di estuari, ada tiga tipe estuari, yaitu estuari positif, estuari negatif, dan estuari netral.Pada estuari positif, penguapan air dari permukaan lebih kecil dari volume air tawar yang masuk dari sungai ke estuari.

Pada estuari positif ini, air tawar mengalir di atas air laut yang telah masuk dari laut ke estuari, dan lambat-laun air bercampur secara vertikal dari dasar ke atas. Tipe estuari ini sangat khas di bagian dunia yang beriklim sedang.

Pada estuari      tipe negatif, situasi yang berlawanan terjadi. Penguapan dari permukaan melebihi volume air tawar yang masuk ke estuari. Estuari tipe ini selain banyak terdapat di daerah tropik seperti di Indonesia, juga dapat terjadi di mana saja dengan air sungai yang sangat kecil.

Pada estuari tipe netral, penguapan yang terjadi dari permukaan sama dengan volume air tawar yang masuk dari sungai. Akan tetapi, kejadian ini jarang terjadi.

b. Lumpur estuariEndapan lumpur di lingkungan estuary berasal dari laut, sungai, atau curahan air hujan di daratan sekitar estuari. Bersama dengan endapan itu, terangkut pula partikelpartikel organik dari ekskresi hewan atau tumbuhan yang mati atau busuk. Pada saat larutan dan senyawa organik itu masuk ke estuari dari laut dan sungai, senyawa organik itu tinggal sebagai timbunan dan tergabung di dalam ekosistem estuari bersama dengan senyawa anorganik yang halus.

c. Senyawa organik terlarutDi dalam semua ekosistem perairan, senyawa organik biasanya dikelompokkan menjadi dua fraksi yang dapat diukur dengan menyaring melalui saringan dengan diameter pori rata-rata berukuran 0,5 μm. Bagian yang lewat saringan disebut senyawa organik terlarut (DOM) walaupun itu akan mengandung bahan partikel yang sangat halus ditambah senyawa yang betul-betul terlarut. Fraksi yang tinggal di saringan disebut partikel senyawa organik (POM). Konsentrasi dari DOM dan POM sebagai karbon organik di perairan estuari berada di antara laut dan sungai.

3. Rantai makanan di estuariRantai makanan di estuari tergantung pada pasokan energi dari sinar matahari dan transportasi senyawa organik ke dalam estuari dari sungai dan dari arus pasang surut air laut. Di dalam estuari, tumbuhan atau produsen primer mengubah pasokan itu menjadi senyawa organik tumbuhan. Tumbuhan itu kemudian dimakan oleh hewan pemakan tumbuhan (herbivor) atau konsumen pertama, yang seterusnya konsumen pertama itu dimakan oleh karnivor atau

konsumen kedua, dan seterusnya sampai ke konsumen tingkat akhir.Setiap tingkat dalam rantai makanan disebut dengan tingkat trofik, produsen adalah trofik tingkat pertama.a. Produsen primer di estuariDi dalam ekosistem estuari dapat dijumpai berbagai jenis produsen primer. Pada paparan pasir atau lumpur, dapat dijumpai lamun (Enhalus acoroides) yang merupakan tumbuhan berbunga, dan beberapa jenis algae, antara lain algae berfilamen seperti Enteromorpha sp., dan Padina sp. Di dalam kolom air estuari dijumpai fitoplankton, seperti diatom atau dinoflagellata. Produktivitas primer jenis-jenis tumbuhan tersebut sudah tentu tergantung pada sinar matahari dan suhu, serta juga dipengaruhi oleh adanya nutrisi, terutama nitrogen dan fosfat. Begitu tingginya tingkat produktivitas primer di estuari disbanding dengan di laut ini terutama disebabkan oleh tingginya tingkat nutrisi di estuari. Nutrisi ini sangat banyak terdapat di perairan estuari, baik yang datang dari laut, sungai, atau daratan di sekitar estuari. Di dalam estuari, nutrisi itu digunakan oleh tumbuhan. Tumbuhan yang mati kemudian didaur ulang oleh bakteri pembusuk atau decomposer menjadi nutrisi kembali untuk dimanfaatkan lagi oleh tumbuhan.

Tentang peran produsen primer di dalam ekosistem estuari ini, detritus juga memegang peranan penting. Detritus yang terdiri dari sisa–sisa pembusukan tumbuhan produsen primer dan mikroba, mempunyai peran penting dalam menjaga kestabilan ekosistem estuari. Keberadaan detritus menjamin suplai makanan sepanjang tahun dan diabsorbsinya kembali nutrisi yang telah larut.

b. Konsumen primer (herbivor dan detritivor)Estuari kaya akan sumber makanan bagi konsumen primer dari rantai makanan. Sumber makanan utama diperoleh dari besarnya jumlah detritus yang melimpah di dalam kolom air dan di dasar estuari. Sebagian besar hewan konsumen primer terdapat di dasar estuari, seperti teritip (Krustasea, Cirripedia), kerang dan keong (Bivalvia dan Gastropoda) yang berada di permukaan dasar estuari, ataupun hewan lainnya yang hidup di dalam lumpur, seperti cacing. Zooplankton biasanya berada di kolom air. Akan tetapi, adanya arus pasang surut dan aliran sungai yang masuk ke estuari ditambah lagi dengan keterbatasan yang ditimbulkan dari kekeruhan, membuat zooplankton mempunyai peran kecil dalam rantai makanan estuari dibanding dengan perannya di laut. Makanan zooplankton dan bentos kebanyakan berada dalam bentuk partikel organik halus, apakah itu berupa fitoplankton hidup atau macam-macam fragmen hasil pembusukan yang menjadi detritus.

1. Bentos yang hidup di estuariBentos dalam estuari dibagi menjadi dua kelompok, yaitu:a. Yang hidup di permukaan lumpurContoh: Perna viridis (kerang hijau) dan siput Strombus sp

Strombus adalah karnivorus (pemakan jenis siput yang lebih kecil) di permukaan paparan lumpur estuari, hidupnya merayap,sedangkan kerang hijau, Perna viridis, hidup menempel di permukaan dan mendapatkan makanannya dengan jalan menyaring partikel-partikel organik yang ada dalam kolom air dan terbawa oleh arus.b. Yang hidup di dalam lumpurContoh: cacing Marphysa sp. dan Branchimaldane sp.

Cacing ini memakan benda-benda organik (detritus), diatom yang terdapat di dasar, atau benda organik yang tersuspensi pada waktu air pasang dan surut Cacing Marphysa terutama terdapat di dasar perairan dengan sedimen tidak lebih kecil dari 80 ųm. Biomassa cacing ini tergantung dari banyak sedikitnya senyawa organik di dalam lumpur.

2. Krustasea

Berbagai macam jenis krustasea ditemukan dalam habitat estuari mulai dari yang besar sampai

yang kecil. Komponen utama dari krustasea yang hidup di estuari adalah amfipod (Amphipoda) yang hidup di dalam lumpur dekat permukaan. Amfipod membuat liang yang khas berbentuk U. Binatang ini memakan berbagai detritus organik dan keluar dari liang untuk mencari fragmen detritus di sekitarnya. Selain Amphipoda, krustasea lain yang biasa ditemukan adalah kelompok kepiting (Brachyura), kelomang (Anomura), dan udang-udangan (Macrura)

3. Meiofauna

Meiofauna adalah hewan bentik bersel banyak (multiseluler) yang mempunyai ukuran tubuh antara 32ųm-1000ųm. Mereka hidup di antara rongga-rongga butiran pasir sehingga tidak pernah membuat liang. Seluruh siklus hidupnya tidak pernah mengalami fase planktonik sehingga fase larva juga hanya terjadi di lingkungan bentik. Keberadaan meiofauna dapat dijumpai di perairan pasang surut sampai dengan dasar perairan laut dalam. Termasuk meiofauna adalah hewan yang dapat melewati lubang saringan berukuran 0.5 mm. Sebagai contoh adalah Copepoda Harpacticoida yang hidup di dasar perairan.

c. Konsumer sekunder1. Ikan

Berbagai jenis ikan ditemukan di perairan estuari. Ikan-ikan ini ada yang menetap, ada yang datang untuk mencari makan dan bertumbuh besar, atau untuk bertelur. Ikan-ikan ini memakan biota yang lebih kecil (pemangsa), memakan tumbuhan (herbivor), atau menyaring busukan organik (detritus) dengan cara memasukkan lumpur ke dalam mulutnya lalu memuntahkannya kembali setelah menyaring fragmen-fragmen organiknya seperti yang dilakukan oleh ikan-ikan Belanak (Mugilidae)

2. AvertebrataBerbagai jenis hewan avertebrata ditemukan menghuni perairan estuari. Sebagaimana halnya dengan ikan, avertebrata yang ditemukan di perairan estuari sebagian merupakan penghuni tetap, sebagian lagi datang untuk mencari makan, membesar, atau bertelur. Salah satu contoh adalah udang satang (Macrobrachium sp.) yang datang ke perairan estuari dari hulu untuk bertelur. Avertebrata lainnya adalah larva udang penaeid yang bergerak dari laut menuju perairan estuaria

untuk membesar

 

3. BurungBurung-burung laut yang datang mencari makan di perairan estuari sebagian adalah burung bermigrasi. Burung bermigrasi ini mengunjungi perairan estuari tropik selama musim dingin di tempat mereka tinggal untuk bertelur.

 Jumlah hewan dan tumbuhan yang hidup di estuari lebih kecil dari yang hidup di laut atau di air tawar. Berkurangnya jumlah jenis hewan dan tumbuhan itu dipengaruhi oleh dua faktor, yaitu kadar garam dan substrat. Perbedaan yang terjadi ditunjukkan dengan berkurangnya keanekaragaman jenis, tetapi jumlah individu tiap jenis itu dapat sangat banyak. Ekosistem Estuari, khususnya di paparan lumpur yang luas dapat dikembangkan untuk dijadikan tambak ikan atau udang.

Fungsi ekologis estuaria :

Sebagai sumber zat hara dan bahan organic yang diangkut lewat sirkulasi pasang surut. Penyedia habitat bagi sejumlah spesies hewan yang bergantung pada estuaria sebagai

tempat berlindung dan tempat mencari makanan. Sebagai tempat untuk berreproduksi dan/atau tumbuh besar terutama bagi sejumlah

spesies ikan dan udang. Pemanfaatan wilayah estuaria sebagai tempat permukiman, penangkapan dan budidaya

sumber daya ikan, transportasi, dan pelabuhan maupun kawasan industri.

Sebagai tempat pemukiman. Penangkapan dan budidaya sumber ikan. Sebagai Jalur transportasi. Sebagai pelabuhan dan kawasan industri