PENDAHULUAN

Latar Belakang

Di hampir semua ekosistem perairan, termasuk lautan terbuka, danau, kontinental margin, sungai, dan muara, fotosintesis persediaan sumber utama bahan organik untuk pertumbuhan dan tuntutan metabolisme semua organisme lain di ekosistem. Oleh karena itu, laju fotosintesis terikat tempat paling atas pada keseluruhan biomassa dan produktivitas ekosistem dan membatasi keseluruhan biologis energi di permukaan planet ini.  Kemampuan organime fitoplankton dalam mensintesa  bahan-bahan oranik dalam perairan tegantung atas berbagai intraksi factor fisik kimia dan biologi dalm ekosistem suatu komunitas. Fitoplankton merupakan spesies yang bersipat autotrof, artinya dapat meng haslakn makanan sendiri dengan memnfatkan bahan organic terlarut, karbon dioksida tersuspensi dengan bantuan sinar matahari melalui proses metabolism yang disebut fosintesis. Fotosintesis sendiri merupakan istila dari produktifitas primer dari fitoplankton, yang dapat diartikan sebagai laju pembentukan senyawa organic dari senya anorganik.

Pertumbuhan populasi fitoplankton tidak selalu meningkat, akibat adanya buffering (pembatasan) dari factor-faktor lingkungan dan daya dukung yang dibutuhkan. Factor pembatas (nutrient,cahaya, suhu, figman,grazing). Factor ini bersifat pluktuatif, tetapi jika keaan berubah dari keadaan yang normal (fenomena ENSO dan isu pemanasan global) akan berdampak buruk atau baik terhadap ekosistem hususnya pada komunitas fitoplankton (fisik dan evolusi spesies) dan dampaknya antar ekosistem.

Pengetahuan tentang mekanisme dasar dan prinsip-prinsip proses fotosintetik organisme akuatik untuk memberikan pemahaman dasar mengenai bagaimana mereka menanggapi perubahan di lingkungan mereka. Interpretasi semacam itu membentuk dasar perairan ekofisiologi dan diperlukan untuk memahami struktur dan masyarakat baik biogeochemical global siklus dalam lingkungan laut dan air tawar. Perubahan iklim yang diakibatkan kecenderungan suhu udara di bumi yang semakin meningkat telah menjadi isu global, regional, maupun masional.  Pemanasan suhu bumi dapat terjadi secara alamiah maupun akibat kemajuan industrialisasi yang semakin pesat, sehingga menghasilkan  gas-gas seperti CO2 (Carbon dioxide), CH4 (Methane), N2O (Nitrous oxide), CFCs (chlorofluorocarbons) dan VOCs (volatile organic compounds).

Dengan meningkatnya konsentrasi beberapa jenis gas ini  di atmosfer bumi, maka penyerapan energi matahari dan refleksi panas matahari  menjadi semakin tinggi, dan pada akhirnya meningkatkan suhu udara di  bumi dan memicuh terjadinya perubahan iklim.  Perubahan iklim berpengaruh pada seluruh sistem di bumi yang meliputi ekosistem, struktur komunitas dan populasi, distribusi organisma dan sebagainya.  Suhu atmosfir bumi dan konsentrasi CO2 terus meningkat, dan secara langsung kondisi ini juga menaikkan suhu air laut.  Dampak dari perubahan iklim terhadap aspek kelautan sangat kompleks, karena hal ini bisa terjadi secara langsung dan tidak langsung, juga dalam jangka waktu yang pendek atau masa yang panjang.

Anggaran karbon dunia masih belum dalam kondisi mapan sejak awal Industri Revolution. Saat ini, karbon dioksida dilepaskan oleh kegiatan antropogenik menambahkan sekitar ±7 gigaton (Gt) ke atmosfer, yang sekitar 2Gt dianggap dibuang kelaut. Dalam kondisi mapan, fitoplankton memperbaiki sekitar Gt C 35-50/tahun, yang mewakili komponen karbon alam yang signifikan. Jika produktivitas laut berubah, proses-proses biologis ini dapat memberikan pengaruh yang signifikan pada tingkat CO2 antropogenik oleh gambar di bawah konsentrasi CO2 dalam air permukaan dan meningkatkan konsentrasi gradien melintasi udara-laut interface1. walaupun perubahan-perubahan sangat kecil mungkin terjadi di basin ini selama 70 tahun, mereka terlalu kecil untuk memiliki pengaruh signifikan pada peningkatan konsentrasi CO2 di atmosfer. Naiknya suhu udara di bumi, berdampak pada meningkatnya suhu air, dan secara tidak langsung menambah volume air di samudera.  Implikasinya adalah semakin tinggi paras laut (sea level).

Di Samudera Pasifik, meningkatnya stratifikasi air laut  akan meningkatkan frekuensi kejadian El Nino/Southern Oscillation (ENSO) dan variasi iklim lebih ekstrim.  ENSO mengakibatkan suhu permukaan laut meningkat dan lapisan termoklin menipis.  Kondisiini jika disertai dengan kenaikan paras  laut, akan mengakibatkan menurunya produksi primer di laut. Sirkulasi termoklin berhubungan dengan siklus karbon dan ventilasi laut dalam, sehingga perubahan lapisan termoklin dapat mengganggu siklus karbon dan proses biogeokimia dari sistem ini.  Terganggunya siklus karbon berdampak pada menurunnya fungsi laut sebagai salah satu  komponen penyerap karbon.  Banyak studi memperkirakan CO2  yang diserap oleh lautan akan  berkurang 4-28% selama abad 21, sedangkan pada abad ke 20, tingkat penyerapan berkurang 8-10% akibat dari naiknya suhu permukaan.

Tujuan

Sebagai bentuk dari di susunnya paper mengenai fitoplankton produktivitas dan responnya terhadap perubahan dan variabilitas iklim dari tugas biologi laut sebagai berikut;

  1. Mengetahui komunitas fitoplankton pada umumnya sebagai komunitas nabati penghuni perairan.
  2. Penggambaran proses produktivitas primer, metode pengukuran produktivitas dan biomassa ( standing crop) dari perairan.
  3. Penjabaran factor-faktor pembatas (buffering) linkungan (fisik, kimia dan Biologi) yang menentukan laju produktivitas fitoplankton.
  4. Menggambarkan respon spesies fitoplankton terhadap perubahan kondisi lingkungan akibat adanya isu pemanasan global dan fenomena ENSO, baik secara perubahan morfologi dan fisiologi juga siklus produktivitas.

Rumusan Masalah

komunitas fitoplankton laut terdiri dari beberapa kelompok beragam ganggang yang melaksanakan produksi autotrophic dan memulai pelagis rantai makanan laut. hasil fotosintesis dalam produksi energi tinggi bahan organik dari karbon dioksida dan air plus nutrisi organik. Komposisi dan struktur dari komunitas ini produsen primer utama diperairan yang mendukung tropic selanjutnya, tanpa keberadaannya tidak aka ada siklus kehidupan dibumi ini.

Keberadaan spesies fitoplankton diperairan sebagai produsen primer dalam kolom air yg menunjang seluruh siklus kehidupan di dalamnya. Kemampuan dari komunitas ini Dallam mensintesa material organic oleh fitoplankton tergantung atas kombinasi dan adanya reaksi-intraksi antara berbagai farameter fisika, biologi dan kimia.

Variasi konsentrasi gas radioaktif sensitif di atmosfer, seperti CO2dan CH4. Pada gilirannya, mempengaruhi iklim global dan akibatnya sirkulasi laut, stratifikasi, sebuah transportasi nutrien di laut ke daerah-daerah perairan terpencil. Fenomena el-Nino dan isu pemanasan global memberi danpak perubahan lingkungan yang pada akhirnya berdampak terhada spesies penghuninya.

FITOPLANKTON

Plankton adalah suatu istilah umum, dimana kemampuan berenang organisme-organisme planktonik demikian lemah sehingga mereka sama sekali di kuasai oleh gerakan-gerakan air. Plankton dapat dibagi menjadi dua golongan, yakni ; fitoplankton yang terdiri dari tumbuhan laut yang bebas melayang dan hanyut dalam laut serta mampu berfotosintesis. Selanjutnya zooplankton ialah hewan laut yang yang planktonik (Nybakken, 1988). Sebagian besar tanaman di lautan berbagai jenis planktonic, alga uniseluler, secara kolektif disebut fitoplankton. Meskipun beberapa fitoplankton yang cukup besar untuk dapat dikumpulkan dalam jaring-jaring halus, banyak dari tanaman mikroskopis ini hanya dapat dikumpulkan dengan menyaring atau volume yang cukup besar sentrifuging air laut.

Fitoplankton algae tergolong organism autotrof, dimana dengan energy sinar matahari dan krolofil, serta menyerap karbondioksida dan senyawa nutrient anorganik mereka mampu mensintesa senyawa organic yagn kompleks melalui proses fotosintesis. Mereka mempunyai krolofil dan pikmen fotosintetik penunjang lainnya, seperti caritenoid, sehingga mereka mampu melakukan proses fotosintetis. Hanya beberapa jenis dari dinoflagellata ada yang bersifat heterotrof, mampu menyerap zat organic terlarut menjadi zat anorganik lain yang berguna untuk membangun tubuhnya (osmotrof), dan ada bahkan mampu memakan bahan organic partikel (pagotrof) oleh Basmi (1995).

Jenis yang paling penting produktivitas primer adalah proses fotosintesis, di mana energi cahaya digunakan untuk mengubah karbon dioksida dan air menjadi karbohidrat (anonim). Spesies fitoplankton yang dominan di dalam kolam diklasifikasikan sebagai Oscillatoria tenuis, Synedra ulna, Chlamydomonas Cingulata dan Cyclotella kutzingiana, dengan jenis dominan Melosira italica, Synechococcus sp. dan Cryptomonas ovata.(Alam, et el. 2001). Fitoplankton hidup di lingkungan yang berfluktuasi di mana banyak faktor seperti tekanan merumput, tenggelam, cahaya ketersediaan, asupan gizi dan omset mempengaruhi distribusi fitoplankton dalam waktu dan ruang.

Fitoplankton yang berukuran besar dan biasanya tertangkap oleh jaring plankton (Nybakken,1988) terdiri dari dua kelompok besar, yaitu;

  1. Diatom

Diatom mudah dibedakan dari dinopelagellata karena diatom dalam suatu kotak gelas yang unik dan tidak memiliki alat gerak. Ada diatom yang hidup tunggal, tiap diatom terdiri dari satu kotak, tetapi ada juga yang bembentuk rantai yang terdiri dari berbagai spesiaes diatom, dan ini yang menambah keindahan.

  1. Dinoplagellata

Kelompok utama kedua,donoplagellata yang dicirikan oleh sepasang flagella yang digunakan untuk bergerak dalam air. Pada umumnya dinoplagellata berukuran kecil, hidup tunggal, dan jarang berbentuk rantai. Sama halnya dengan diatom, dinoplagellata berkembang biak melalui proses pembelahan.

PRODUKTIVITAS PRIMER

Adanya kehidupan dibumi berpangkal pada kemampuan tumbuhan hijau dalam menggunakan energy cahaya matahari untuk mensintesis molekul-molekul organik yang kaya energy dari senyawa-senyawa anorganik, proses ini disebut sebagai fotosintesis.  Produktivitas primer adalah laju pembentukan senyawa-senyawa organic yang kaya energy dari senyawa-senyawa anorganik. Jadi biasanya produktivitas primer dianggap sebagai padanan fotosintesis, dimana sejumlah kecil produktivitas primer dapat dihasilkan oleh bakteri kemosintetik, dan yang dimaksud dari produktivitas primer disini terbatas pada tumbuhan saja (Nybakken, 1988), selanjutnya dikatakan bahwa jumlah seluruh bahan organic yang terbentuk dalam proses produksi  dinamakan produktivitas primer kotor atau produksi total. Karena sebagian dari produktivitas total ini digunakan untuk kelangsungan proses-proses hidup, yang secara kolektif disebut respirasi, tinggallah sebagian dari produksi total yang tersedia bagi pemindahan ke atau pemanfaatan oleh organisme lain. Produktivitas primer bersih ialah istilah yang digunakan bagi sejumlah sisa produksi primer kotor setelah sebagian digunakan tumbuhan untuk respirasi.

Menurut Basmi,1995 menyatakan bahwa produktivitas primer sendiri adalah kreasi yang menghasilkan material organic yang padat energy daro CO2, H2O, dan nutrient-nutrien lainnya dengan memanfaatkan sumber energy dari sinar matahari. Material organic hasil sintesis produser primer ini kelak akan ditrasnfer ke tingkat trofik lainnya yang ada di ekosistem bersangkutan. Selanjutnya dikatakan produktivitas yang terbentuk merupakan material organic yang berguna untuk menunjang kehidupan hewan dan dekomposer. Nilai produktivitas primer kotor dan bersih biasanya dinyatakan dalam unit gram karbon yang di ikat dalam proses fotosintesis dalam luar permukaan perairan (m2) perhari atau pertahun, yang dingkat gC/m2/hari atau gC/m2/tahun.

Fitoplankton merupakan produsen primer yang dominan dari wilayah plagic mengkonversi bahan anorganik (misalnya nitrat, fosfat) ke dalam senyawa organik baru (misalnya lipits dan protein) oleh proses dari sana oleh photosinthesis dan memulai rantai makanan laut. Jumlah membangun jaringan tanaman oleh fotosynthesis atas waktu umumnya disebut sebagai produktivitas primer (Lalli sebuah Parsons, 1997). Walaupun sejumlah langkah yang terlibat, reaksi chemichal untuk fotosintesis dapat sangat umum diringkas sebagai:

6 CO2 + 6 H2O  energy matahari  C6H12O6 + 6O2

dalam kenyataannya proses ini sangat rumit, walaupun dapat dibagi menjadi dua set reaksi, dalam reaksi terang, cahaya menggairahkan pigmen fotosintesis (terutama chlorophylls), yang meneruskan energi energi itu dalam cara yang membuat tersedia untuk gelap reaksi. Dalam proses ini terbagi molekul air dan oksigen berkembang sebagai sebuah produk. Reaksi gelap menggunakan energi kimia dikonversi dari cahaya untuk memperbaiki karbon CO2 menjadi karbohidrat. Reaksi gelap disebut demikian karena, tidak seperti reaksi cahaya, mereka mungkin terjadi dalam gelap( Anonimous, 2006) apa yang terjadi adalah pembentukan senyawa organik (karbohidrat, seperti gula atau pati) yang dapat digunakan sebagai sebuah blok bangunan untuk senyawa organik lain atau sebagai sumber energi. Dasarnya semua oksigen dalam atmosfer berasal dari fotosintesis terjadi di lautan. Ketika proses fotosintesis dibalik, energi tinggi ikatan yang dibentuk selama masa konstruksi dari karbohidrat rusak energi dari sebuah proses kebalikannya adalah respirasi oksidatif, dan semua organisme bernafas.

  1. Metode of measuring biomass and primary productivity

Untuk mendapatkan data kuantitatif dari standing stock (produksi primer) fitoplankton  menurut Basmi (1995) melalui 3 pendekatan, diantaranya;

  1. Menurut Strickland and parsons (1972) untuk melihat keberadaan fitoplankton, zooplankton, dan detritus suatu perairan dapat dilakukan melalui pengukuran partikel carbon, nitrogen atau fosforus, krolofil, ATP dan lain sebagainya. Namun dengan metode ini kita tidak akan mendapat informasi komposisi spesies dan kelimpahan masing-masing spesies.
  2. Menurut (1969), parsons dan Seki (1969), pengukuran partikel-partikel di atas dapat memperlihatkan ukuran spectrum partikel tersuspensi. Namun dengan metode ini kita dapat mengetahui antara partikel yang masih hidup dan yang sudah mati, apalagi untuk identifikasi spesiesnya.
  3. Metode mkroskopis dewasa ini dimaksudkan adalah unutk menentukan dan menghitung fitoplankter serta bentuk-bentuk distribusinya pada ruang dan ruang tertentu. Perhitungan dapat pula menentukan jumlah fitoplankter yang kemudian di transfer ke dalam biomassa atau energy,  misalnya ke dalam jumlah karbon organic atau kalori. Data mengenai karbon yang dikandung fitoplankton ini sangatn bermanfaat untuk menggamabarkan trofodinamika perairan.

Tingkat biomassa (Lalli dan Parsons, 1997) bahwa tingkat biomassa mengacu pada jumlah organisme per satuan luas atau per satuan volume air pada saat pengambilan sampel. Untuk fitoplankton, hal ini dapat diukur dengan jumlah sel mikroskopis dari fitoplankton diawetkan disaring dari sampel air laut, dan berdiri saham diberikan dalam jumlah sel per volume air. Namun, karena fitoplankton sangat bervariasi dalam ukuran, jumlah yang tidak bermakna ekologis sebagai estimasi biomassa mereka. selanjutnya biomas didefinisikan sebagai berat total (total bilangan x rata-rata berat) dari semua organisme dalam suatu daerah tertentu atau volume. Hal ini dimungkinkan untuk menghitung jumlah dan mengukur volume fitoplankton secara elektronik, dan metode ini berusaha memberikan perkiraan biomassa fitoplankton, volume sel meskipun mungkin tidak selalu akurat mencerminkan berat badan sel. Biomas ini kemudian dinyatakan sebagai volume total (total bilangan x volume = MM3) fitoplankton sel per satuan volume air. Perbedaan antara produktivitas dan biomassa tidak selalu menjadi jelas, bagaimanapun, dan sering kali digunakan istilah sinonim.

Menurut Clark (1946), Williams dan Reynolds (2003) bahwa argumen sebelumnya menunjukkan bahwa produktivitas mengukur berbeda berdasarkan ada di menu makanan yang diukur dan di mana planktonic ekosistem, adalah fungsi dari waktu-skala. Petunjuk, sudah disajikan, adalah untuk diamati perubahan dalam biomassa dari komponen produktif, untuk mengukur tingkat fisiologis, atau mengukur produktivitas yang akan meninggal, menyerah, untuk tingkat lebih tinggi dari jaringan makanan. Biomas, hasil, dan tingkat bimassa adalah komponen produktivitas. Ada sejumlah prosedur untuk mengukur tingkat ini, yang paling umum sebagai berikut (Nontji, 2006).

  1.  Black/white bottle method

Pengukur perubahan kandungan oksigen dalam botol bening dan gelap yang berisikan contoh air dari kedalaman tertentu. Inkubasi atau penyinaran dalam air dilakukan pada kedalaman sesuai kedalaman awal contoh dan lamanya penyinaran berkisar dari beberapa jam hingga sehari. Dalam botol bening terjadi fotosintesis dan respirasi  sedangkan pada botol gelap hanya terjadi respirasi. Dengan asumsi bahwa respirasi dalam kedua botol itu sama, maka selisih kandungan oksigen botol terang dan gelap pada akhirnya percobaan menunjukkan produktivitas primer kotor dalam satuan oksigen persatuan waktu.

  1. The hot carbon or 14C method.

Dalam metode ini digunakan juga botol bening dan botol gelap seperti pada metode oksigen,tetapi kedalam tiap botol terlebih dahulu dikasih diberi perunut(tracer) isotop 14C yang aktifitasnya diketahui. Dalam metode ini diasumsikan isotop 14C berfungsi identik dengan karbon yang normal (12C). setelah diingkubasi (disinari) selama beberapa jam didalam laut, botol percobaan dan fitoplanktonnya disaring dengan filter Millipore. Pada proses fisiologi yang terjadi dalam botol percobaan, perunut 14C akan tertambat dalam sel fitoplankton. dengan mengetahui aktifitas isotop yang diberikan pada awal percobaan dan banyaknya yang tertambat pada fitoplankton, produksi primer dapat diperhitungkan. Pengukuran aktivitas isotop 14C ini dilaksanakan dengan alat liquid scintilatiion spectrotometer. Dalam metode yang di ukur sebenarnya bukanlah produktivitas primer kotornya (gross primary productivity) tetapi lebih dekat ke produktivitas primer bersih (net primary productivity).

Metode sebelumnya adalah dua yang paling penting dan cara-cara umum untuk mengukur produktivitas primer, namun teknik lain juga telah mencoba, seperti berikut

  1.  Standing crop of phytoplankton.

standing crop baik mengacu pada jumlah fitoplankton per volume atau unit (angka di bawah 1 meter persegi di seluruh zona yg berhubung dgn cahaya), atau biomassa (berat hidup) fitoplankton. Penentuan baik kepadatan (jumlah individu per volume) atau biomassa adalah sarana yang memadai memperoleh perkiraan ukuran produktivitas primer, dan teknik ini dapat digunakan untuk memperkirakan produktivitas sekunder juga. Tentu saja, karena Anda mengukur pada suatu saat dalam waktu Anda tidak mengukur tingkat, sehingga muncul masalah yang signifikan. Metode memiliki kelemahan lain, dan Anda akan diminta untuk menyebutkan beberapa dari mereka dalam bentuk laporan.

  1.  Amount of chlorophyll method

Untuk metode ini, diasumsikan bahwa jika satu sampel memiliki lebih klorofil daripada yang lain, konten yang lebih tinggi berarti produktivitas yang lebih besar. Namun, teknik ini menimbulkan sejumlah masalah.

Secara singkat, nilai produksi primer maupun standing crop adalah merupakan gambaran dari intensitas dan dinamika daripada produksi fitoplankton itu sendiri. Bagaimanapun juga bila produktivitas tumbuhan dan standing crop diukur bersama-sama secara simultan, maka indeks Produktivitas (PI) dapat dikalkulasikan Basmi (1997)

Indeks Produktivitas (PI) = Nilai Produksi Primer

                                                         Standing crop

Indeks yang paling besar dipengaruhi oleh intensitas sinar ketimbang komponen-komponen lainnya, karena sinarlah yang akan menentukan karaktristik tinggi rendahnya produktivitas fitoplankton. Terlepas dari sumbernya, energi ini digunakan untuk mensintesis molekul-molekul organik kompleks dari senyawa anorganik sederhana seperti karbon dioksida (CO2) dan air (H2O). Dua persamaan berikut adalah representasi disederhanakan fotosintesis (atas) dan (satu bentuk) chemosynthesis (bottom):

            CO2 + H2O + cahaya Rightarrow CH2O + O2

            CO2 + O2 + 4 H 2 S Rightarrow CH2O + 4 S + 3 H2O

Dalam kedua kasus, titik akhir berkurang karbohidrat (CH2O), biasanya molekul seperti glukosa atau gula lain. Molekul relatif sederhana ini dapat kemudian digunakan untuk mensintesis lebih molekul yang lebih rumit, termasuk protein, kompleks karbohidrat, lipid, dan asam nukleat, atau respired untuk melakukan kerja. Konsumsi heterotrophic produsen utama oleh organisme, seperti binatang, kemudian transfer molekul organik ini (dan energi yang tersimpan di dalam diri mereka) menaiki jaringan makanan, bahan bakar semua sistem kehidupan bumi.

  1. Perhitungan krolofil fitoplankton

Penentuan kandungan klorofil di laut, Nontji (2006) dengan tehnik kromatografi  yang terdiri dari teknik kromatografi kertas, kromatografi lapis tipis dan HPLC  yang digunakan sebagai standar untuk menera (kaliberasi) metode penentuan klorofil. Saat ini berkembang latdengan pengukuran langsung dilapangan (in situ) lansung ditempat aslinya dalam laut dengan tidak perlu mengetraksi sampel fitoplankton . peralatan ini seperti rosette sampler dengan CTD, yang dilengkapi dengan sensor untuk mendeteksi fluoresensi klorofil fitoplankton . sehingga profil sebaran  vertical krofil fitoplankton di suatu posisi di laut dapat lansung diketahui seketika dan direkam di computer, bersama dengan profil parameter lainna seperti salinitas, suhu dan transmisi cahaya.

Kasprzak et. el. (2008) Fitoplankton biomassa diperkirakan dalam empat Sepa-makan cara: (1) oleh hitungan mikroskopis, (2) didasarkan padaproporsi dalam onstant chla fitoplankton berat basah, 3) dengan menerapkan variabel rasio chla fitoplanktonet berat sebagai terkait dengan biomassa fitoplankton dan (4) y menggunakan variabel rasio chla fitoplankton basah delapan yang terkait dengan chla konsentrasi. Kasprzak et. el. (2008) Fitoplankton biomassa diperkirakan dalam empat Sepa – makan cara: (1) oleh hitungan mikroskopis, (2) didasarkan pada proporsi dalam constant chloro-fitoplankton berat basah, 3) dengan menerapkan variabel rasio chla fitoplanktonet berat sebagai terkait dengan biomassa fitoplankton dan (4) menggunakan variabel rasio chla fitoplankton basah delapan yang terkait dengan chlorophyll konsentrasi.

Terlepas dari masalah ini dan keterbatasan, kami memeriksa apakah chla konsentrasi di sebuah trophic gradien danau (oligotrophic – eutrophic) dapat digunakan sebagai prediksi biomassa fitoplankton. Berbasis Chloro biomassa fitoplankton perhitungan dilakukan dengan menerapkan faktor konversi konstan seperti yang ditetapkan dari literatur dan dengan menggunakan variabel rasio yang diperolehdari database yang komprehensif dari Leibniz-Institut of Freshwater Ecology & Inland Perikanan (IGB,Neuglobsow, Jerman). Selain itu, kami menguji presisi dan temporal koherensi dengan yang time series biomassa fitoplankton dari berbagai danau dapat diprediksi menggunakan faktor konversi ini dibandingkan dengan hasil hitungan mikroskopis.

  1. Produktivitas Global

Falkowski et.el. (1992) mengatakan gangguan respon biologi global dalam lingkungan fisik adalah dipengaruhi oleh efek buffering yang kerumitan. Desakan untuk ciri fisik-biologis seperti masukan berkembang selama dekade terakhir abad kedua puluh meningkat karena publik dan ilmiah lingkungan membuat kekhawatiran bahwa kegiatan manusia transmitioning dari lokal skala global. Di garis depan ini muncul isu global dalam potensi untuk perubahan iklim di atmosfer yang dihasilkan dari peningkatan konsentrasi karbon dioksida yang lainnya gas rumah hijau unguestionably, karantina CO2 oleh fotosyntetic biosfer (darat dan laut) akan memainkan peran penting dalam tren acritical kapur masa depan, tetapi kuantifikasi ini pertukaran CO2 dan tanda waktu tetap menjadi ragu-ragu dalam model gglobal (GCMS).

FARAMETER YANG MEMPENGARUHI RPDUKTIVITAS PRIMER

Energi yang diperlukan agar ekosistem bahari di bumi dapat berfungsi hampir seluruhnya bergantung pada aktivitas fotosintesis tumbuhan bahari.  Arti penting fitoplankton bagi semua organisme penghuni habitat bahari sangat besar, penting sekali untuk mengetahui kondisi-kondisi yang baik atau buruk bagi produktivitas fitoplankton (Nybakken,1988). Kesinambungan mensintesa material organik tergantung atas serentetan intraksi kondisi-kondisi fisik, kimia, biologi lingkungan. Jika nutrient, sinar matahari, ruang dan parameter penting lainnya untuk pertumbuhan tidak terbatas, maka peningkatan populasi fitoplankton akan mencerminkan perkembangan yang ekspinensial Basmi, 1995), selanjutnya dikatakan apabila kondisi tersebut dibawah kebutuhan minimum, maka pertumbuhan organsme tersebut akan tergangu atau populasinya akan menurun , dimana kondisi demikian disebut factor pembatas.

biomas umumnya tertinggi di daerah di mana proses-proses fisik suplai nutrisi yang memadai misalnya, diasumsikan bahwa pembatasan besi di laut bahwa pembatasan besi merupakan kendala fitoplankton biomas di daerah tertentu. Kedua jenis pembatasan, sering dikaitkan dengan tanaman fisiologi, berkaitan dengan tingkat pertumbuhan ke ketersediaan gizi. Ini pembatasan jenis lebih kurang jelas dalam samudra (Cullen et al., 1992). Fitoplankton tinggi tingkat pertumbuhan yang berkelanjutan (di daerah oligotrophic laut) dengan regenerasi biologis atau yang fitoplankton tumbuh perlahan-lahan karena faktor fisiologis. Membedakan antara pembatasan biomassa dan keterbatasan laju pertumbuhan tidak hanya masalah semantik.

Nondji (2006) beberapa factor lingkungan yang mempengaruhi yang menentukan dan menjadi pembatas pada aktivitas produktivitas primer fitoplankton antara lain; cahaya, suhu, dan hara.

Dengan deskripsi singkat sebagai berikut;

Cahaya

  1. Produktivitas mempunyai hubungan yang linier dengan cahaya hanya paada intensitas cahaya yang rendah.
  2. Pada intensitas tertentu (Iopt), produktivitas akan mencapai maksimum (Pmax).
  3. Intensitas cahaya yang terlampau kuat akan menyebabkan produktivitas menurun (photo inhibition).
  4. Titik kompensasi adalah intensitas dimana produktivitas adalah sama dengan laju respirasi (P=R).
  5. Produktivitas di permukaan biasanya kecil karena pengaruh sinar yang terlampau kuat menghambat produktifitas.

Fotosintesis hanya dapat berlangsung bila intensitas cahaya yang sampai ke suatu sel alga lebih besar daripada suatu intensitas tertentu. Hal ini berarti bahwa fitopalnkton yang produktif hanya terdapat di lapisan-lapisan air teratas dimana intensitas cahaya cukup bagi kelangsungan fotosintesis. Kedalaman penetrasi cahaya di dalam suatu laut oleh Nybakken (1995) merupakan kedalaman dimana produksi fitoplankton masih dapat berlangsung , bergantung pada beberapa factor, antara lain absorpsi cahaya oleh air, panjang gelombang cahaya, kecerahan air, pantulan cahaya oleh permukaan laut, lintang georafik, dan musim.

  1. Suhu

Menurut Bigg( 2003) permukaan laut global dan laut pada malam hari memberi catatan suhu udara yang menunjukkan tren dasarnya sama seperti suhu udara bumi sejak 1860. Masing-masing berisi tren peningkatan yang kuat from1920 sampai 1940 dan sekali lagi from1980 untuk themid-1990s.However, selama periode masing-masing daratan lebih cepat dari laut, menyebabkan kontras suhu global laut sekitar 0,20C greater daripada Panas average. kapasitas penyimpanan laut terbukti selama periode 1950-70 statis ketika tanah-perbedaan laut menjadi hampir 0,10C lebih lemah dari rata-rata. Kenaikan bersih suhu sejak akhir abad kesembilan belas adalah sekitar 0,60C. Suhu permukaan laut (SST) dan meningkatkan angin tropis yang akan diharapkan untuk mengarah ke peningkatan pelepasan panas laten.

Suhu permukaan laut bervariasi dengan garis lintang, suhu permukaan dapat melebihi tropis 300C di lautan terbuka, dan pendekatan syallow tropis 400C di laguna. Pada ekstrem yang lain, suhu permukaan air di daerah kutub mungkin serendah-1.90C titik beku khas air laut. Rezim moderat suhu permukaan air laut dalam kontras yang tajam. Untuk suhu udara mempengaruhi ekosistem; ini berkisar setinggi 580C (di Afrika utara selama musim panas) ke-890C di Antartika selama musim dingin. Regume suhu di lautan, adalah buffered oleh fhysichal tertentu sifat air. Air memiliki panas spesipic sangat tinggi, yang berarti bahwa hal itu dapat absob atau largequantities los panas dengan perubahan suhu litte. Selanjutnya, samudera coled terutama oleh penguapan dan, karena lateensheat penguapan air adalah yang tertinggi dari semua bahan, kuantitas besar dapat ditransfer panas andand disimpan dalam uap air dengan sedikit perubahan suhu air (lalli dan Parsons, 2006 )

Menurut Nondji (2006) suhu dapat mempengaruhi fotosintesis di laut baik secara langsung, maupun tidak langsung. Pengaruh lansung karena reaksi kimia enzimatik yang berperan dalam proses  fotosintesis dikendalikan suhu. Secara tidak langsung  suhu akan menetukan struktur morfologis suatu perairan diamana fitoplankton itu berada.

  1. Unsur Hara/ Nutrien

Zat-zat hara anorganik utama yang diperlukan fitoplankton untuk tumbuh dan berkembang biak ialah nitrogen (sebagai nitrat, NO3_) dan fosfor ( sebagai fosfat, PO42-). Kedua unsur inilah yang merupakan factor pembatas dari produktivitas fitoplankton pada kondisi-kondisi laut yang biasa terdapat (Nybakken,1988).

Secara berkelanjutan dari siklus produktivitas oleh tumbuhan dalam air oleh Basim (1995) dipengaruhi oleh regenerasi nutrient yang dimanfaatkan oleh tumbuhan dan ini tergantung pada; respirasi dan hasil dekomposisi oleh baktery dan beberapa jamur yang hidup dalam perairan terhaadap sisa bahan organic perairan, juga adanya aktivitas angin dan gelombang pasang (up-welling) yang mengakibatkan pengadukan massa air dan mengangkat nutrient ke permukaan.

Selain factor fisik dan kimia diperairan, juga ada beberapa factor pendukung dan pembatas dari produktifitas primer fitoplankton diantaranya adanya tekanan (Grazing) oleh tingkat tropic selanjutnya dan factor zat warna/pigmen-pigmen fotosintetik penyusun utama tiap komunitas dari fitoplankton.  Basmi (1995) mengatakan grazing oleh herbivore renik (zooplankton) ini dapat menurunkan (mengurangi) standing crop dan hal ini berpengaruh terhadap produktifitas populasi fitoplankton.  pigmen-pigmen di dalam kloroplast inilah yang mengabsorpsi energy sinar dan merubahnya menjadi dalam bentuk energy kimia yang digunakan oleh tumbuhan untuk pertumbuhan dan perkembangannya, dan kelak tumbuhan ini dimakan oleh biota lain.

CLIMATE VARIABILITY/CLIMATE CHANGE

Iklim bumi secara alami bersifat dinamis dan bervariasi pada musiman, decadal, seratus tahun, dan rentang waktu lebih lama.  Fluktuasi dapat menyebabkan kondisi yang lebih hangat atau lebih dingin, basah atau kering, lebih penuh badai atau diam. Analisis iklim decadal dan catatan lebih panjang dan studi yang didasarkan pada model-model iklim menunjukkan bahwa banyak perubahan dalam dekade belakangan ini dapat dikaitkan dengan tindakan-tindakan manusia; decadal tren ini disebut sebagai perubahan iklim.

Perubahan iklim dapat didefinisikan sebagai sebuah tren dalam satu atau lebih variabel iklim dicirikan oleh yang cukup halus terus meningkat atau penurunan nilai rata-rata selama periode catatan. Seperti kita melihat 30 tahun nilai rata-rata, variabilitas iklim iklim sebagai cara variabel (seperti suhu dan curah hujan) berangkat dari beberapa negara rata-rata, baik di atas atau di bawah nilai rata-rata. Sebagai contoh, rata-rata suhu maksimum pada bulan Juli di Boulder, CO dapat 87 ° F (setara dengan lebih dari 30 tahun terakhir). Sebagai contoh, 30-Juli rata-rata suhu tahun 1971-2000 lebih rendah sekitar 1 ° F dari itu tahun 1941 sampai 1970 (www.ucar.edu).

Menurut Hitz and Smith (2004) Jumlah energi yang masuk dan keluar dari Bumi adalah faktor penentu dalam iklim. Setiap perubahan terhadap keseimbangan-baik input maupun output-akan menyebabkan perubahan yang terarah pada iklim. Pengamatan telah meyakinkan menunjukkan bahwa atmosfer kelimpahan gas rumah kaca telah meningkat secara dramatis sejak dimulainya Era Industri. Kegiatan manusia seperti pembakaran bahan bakar fosil dan penggundulan hutan telah menyebabkan peningkatan ini. konsentrasi karbon dioksida di Atmosfer (CO2), telah meningkat sebesar 31% sejak 1750 dan sekarang pada konsentrasi tertinggi terlihat pada 420.000 tahun terakhir (dan mungkin lebih tinggi daripada yang terlihat konsentrasi selama 20 juta tahun). Gas rumah kaca lain yang telah meningkat sejak 1750 adalah metana (sampai dengan 151%), nitrogen oksida (sampai dengan 17%), halocarbons (meningkat pesat sejak tahun 1950 namun melambat atau menurun dalam beberapa tahun terakhir karena perjanjian internasional untuk melindungi lapisan ozon), dan troposfer ozon (sampai dengan 36%). Gas-gas ini menyerap panas yang kalau tidak akan melarikan diri ke ruang angkasa. Efek rumah kaca alami menghangatkan permukaan planet untuk temperatur yang ramah untuk kehidupan. Memang, tanpa itu kita akan memiliki sebuah planet beku dengan suhu permukaan 0 ° F (-18 ° C), beberapa 59 ° F lebih dingin dari nilai saat ini (www.esrl.noaa.gov).

Fenomena alami yang dikenal sebagai El Niño-Southern Oscillation (ENSO), interaksi antara laut dan atmosfer di atas Samudera Pasifik tropis yang memiliki konsekuensi penting bagi cuaca di seluruh dunia. Siklus yang ENSO ditandai oleh koheren dan kuat variasi suhu permukaan laut, curah hujan, tekanan udara, dan sirkulasi atmosfer di khatulistiwa Pasifik. El Niño mengacu pada fase hangat dari siklus, di mana atas rata-rata suhu permukaan laut mengembangkan di timur-tengah Pasifik tropis. La Niña adalah fase dingin dari siklus ENSO. Perputaran dari siklus ENSO biasanya terjadi pada skala waktu beberapa tahun. Perubahan-perubahan dalam cuaca tropis mempengaruhi pola curah hujan di seluruh dunia (www.arl.noaa.gov). Perubahan yang diamati selama beberapa dekade terakhir cenderung sebagian besar disebabkan oleh aktivitas manusia, tapi kita tidak dapat mengesampingkan bahwa beberapa bagian penting dari perubahan ini juga merupakan refleksi dari variabilitas alami.

RESPON FITOPLANKTON TERHADAP CLIMATE CHANGE/CLIMATE VARIABILITY

Perubahan global iklim antara tahun 1990 dan 2100 (Peperzak,2003) menyebabkan proyeksi kenaikan suhu 1,4-5,8 ° C dengan 90% probabilitas interval 1,7-4,9 ° C. Sebuah akibat langsung dari pemanasan global adalah ekspansi termal air, dan karenanya peningkatan permukaan laut tahun 2100 oleh 0,1-0,9 m. Selanjutnya dapat diaktakan perubahan iklim global yang dinyatakan sebagai peningkatan suhu musim panas maksimum oleh 4 ° C pada 2100, dalam kombinasi dengan stratifikasi kolom air, menyebabkan pertumbuhan dua kali lipat tingkat dinoflagellates berpotensi membahayakan dan raphidophytes. Ini berarti bahwa resiko HABs oleh spesies ini cukup meningkat. Penekanannya adalah pada mereka merugikan jumlah algae mengakibatkan relevansi, dampak lingkungan, dan karena kenaikan suhu tampaknya kondusif untuk pembentukan HABs, bahwa risiko berbahaya raphidophyte dinoflagellata dan blooming akan meningkat daripada penurunan karena perubahan iklim.

Pendapat para ilmuwan dalam jurnal (Vogel, 1996, Vogel, 1996, Ikeda, 1985 dalam Louis Paperzak, 2003) yang memperidiksi pengaruh dari dampak peribahan iklim dunia terhadap fitoplankton sebagai produsen primer, mereka meramalkan perilaku dari fitoplankton dan tanggapan ekosistem keseluruhan yang diusulkan (suhu dan stratifikasi), berupa prediksi respons ekosistem untuk sejumlah alas an yang sulit. Jelas bahwa peningkatan suhu air laut tidak hanya berdampak pada tingkat pertumbuhan fitoplankton, tetapi juga lingkungan fisik di mana sel-sel yang terkena. Beberapa proses yang sangat dipengaruhi oleh perubahan suhu. Peningkatan suhu mengakibatkan penurunan yang cukup viskositas, yang secara teori mengarah ke peningkatan: (i) difusi nutrisi ke permukaan sel, penting ketika persaingan antarspesies nutrisi terjadi, dan (ii) tingkat sedimentasi, yang akan menjadi penting mendera non-spesies seperti diatom. Satu trophic tingkat atas, zooplankton memiliki tingkat metabolisme Q10=2, sehingga konsumsi fitoplankton akan meningkat pada suhu yang tinggi. Simultan penurunan viskositas air laut dapat berarti bahwa filter-binatang menyusui menjadi mampu menangkap partikel yang lebih besar.

REFRENSI

Anonimous, 2006). Primary and secondary productivity.

Alam, M.G.M.,Jahanb, N. Thalibc, L. Weia, B. and Maekawaa, T. 2004. Effects of environmental factors on the seasonally change of phytoplankton populations in a closed freshwater pond. USA Elsevier. Jurnal

Basim J. 1995.  Planktonologi: Produktivitas Primer. Fakultas Perikanan. Institut Pertanian    Bogor.

Bigg, G.R. 2003. The Oceans and Climate Second Edition. United States of America by Cambridge University Press, New York.

Falkowski P. G. Richard M. G. and Geider R. J. 2002. Physiological Limitions On Phytoplankton Productivity. Blackwell publishing. University of Wales, UK.

Hitz. S. and Smith J. 2004. Estimating global impacts from climate change. Culver City. USA  Elsevier. Jurnal

Kasprzak P. Padisa J. Koschel R. Krienitz L. Gervais F. 2008. Chlorophyll a concentration across a trophic gradient of lakes: An estimator of phytoplankton biomass. Department of Limnology of Stratified Lakes. Neuglobsow, Germany. ´jurnal.

Lalli, C. M. and T.M.Parsons, 2006. Biology Oceanografi An Introduction. Second Edition. The Open University. Canada.

Nybakken,J. W. 1988. Biologi laut. Suatu Pendekatan Ekologi. PT. Gramedia. Jakarta.

Nondji A. 2006. Tiada Kehidupan di Buni Tanpa Plankton. LIPI. Jakarta 2006

Peperzak L. 2003. Climate change and Harmful Algal Blooms in the North Sea. Elsevier SAS. National Institute for Coastal and Marine Management/RIKZ, PO Box 8039, NL-4330 EA Middelburg, The Netherlands. Jurnal.

Williams.P.J. le B,. Thomas. D. N. and C. S. Reynolds. 2003. Phytoplankton Productivity, Carbon assimilation in marine and freshwater ecosistems. Blackwell publishing. University of Wales, UK.

Www.ucar.edu. Sabtu. 23/01/2010

Www.arl.noaa.gov. Sabtu. 23/01/2010

Www.esrl.noaa.gov. Sabtu. 23/01/2010