Ekosistem Estuari

materi kuliah oseanografi
dosen pengampu: Gentur Adi Tjahjono, S.Si

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.

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:

a.       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).

b.      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 sehinggaair 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).

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 organism 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 keruang 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 organism 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 kehulu.

c.       Adaptasi Tingkah laku

Salah satu bentuk adaptasi tingkah laku yang dilakukan oleh organism estuaria adalah membuat lubang kedalam 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 daripada air di atasnya. Kedua, membenamkan diri kedalam substrat berarti lebih kecil kemungkinan organism ini  dimakan oleh pemangsa yang hidup di permukaan substrat atau di kolam air. Adaptasi tingkahlaku lainnya adalah dengan cara bergerak kehulu atau kehilir. Tingkah laku ini akan menjaga organism tetap berada pada daerah dengan kisaran toleransinya. Contohnya beberapa species kepiting seperti Rajungan (Calinectessapidus), ikan belanak (Mugilmugil), Ikan baung, Ikan bandeng dan lain-lain (Kramer, 1994).

Aliran energi dan materi di Estuaria

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 tiga 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, ikankecil, 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.

     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).

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).

GambarSiklus Nitrogen

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).

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 garispemisah 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 daninvertebratadalamekosistemestuari.

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).

DAFTAR PUSTAKA

Barus, T.A. 2002. Pengantar Limnologi. Medan: Universitas Sumatra Utara.

Bengen, D.G. 2001. Ekosistem dan Sumberdaya Pesisir dan Laut serta Pengelolaan     Secara Terpadu dan    Berkelanjutan. Prosiding PelatihanPengelolaan Wilayah Pesisir Terpadu, Pusat Kajian Sumberdaya Pesisir danLautan IPB. Jawa Barat.

Brotowidjoyo, Mukayat D, dkk. 1995. Pengantar Lingkungan Perairan dan Budidaya Air. Yogyakarta: Liberty.

Dahuri et al. 2001. Pengelolaan Sumber Daya Wilayah Pesisir dan Lautan secara Terpadu. Jakarta: PT. Pradnya Paramitha.

Knox,G.A. 1986. Estuarine Ecosystem: A System Approach. Florida: CRC Press

Kramer, K.J.M.1994. Tidal Estuaries: Manual of Sampling and Analittycal Procedure. AA Balkema.

Nontji, A, 1993. Laut Nusantara. Jakarta: Penerbit Djambatan..

Odum, E.P.1998. Dasar-Dasar Ekologi edisi 4. Yogyakarta: Universitas Gadjah Mada Press.

Saptarini et al.1995. Pengelolaan Sumberdaya Kelautan dan Wilayah Pesisir. Jakarta: Dirjen Pendidikan dan Kebudayaan.

Spencer, C.P. 1975. The Micronutrient Ele-ment. In: Chemical Oceanography 2. J.P. Riley and G.Kinow (Eds). Academic Press London-New York.

Welch, P.1953. Limnology. New York: McGraw-Hill book,Co.Inc.