Seasonale

Ekofisiologi dan Zonasi PDF Cetak E-mail
Wednesday, 05 December 2007

EKOFISIOLOGI DAN ZONASI 

Ekofisiologi Mangrove

Ekosistem mangrove memiliki lingkungan yang sangat kompleks sehingga diperlukan beberapa adaptasi baik morfologi, fisiologi, maupun reproduksi terhadap kondisi tersebut. Beberapa adaptasi yang dilakukan terutama untuk beberapa aspek sebagai berikut :

  • Bertahan dengan konsentrasi garam tinggi
  • Pemeliharaan Air Desalinasi
  • Spesialisasi Akar
  • Reproduktif
  • Respon Terhadap Cahaya

Bertahan dengan konsentrasi garam tinggi

Organisme yang hidup di ekosistem mangrove terutama pohon mangrove memiliki kelebihan untuk dapat bertahan pada kondisi dengan salinitas lingkungan yang tinggi. Ada tiga mekanisme yang dilakukan oleh pohon mangrove untuk bertahan terhadap kelebihan garam dari lingkungannya yaitu :

a.  Mensekresi garam (salt-secretors).

Jenis mangrove ini menyerap air dengan kadar salinitas tinggi kemudian mengeluarkan atau mensekresikan garam tersebut keluar dari pohon. Secara khusus pohon mangrove yang dapat mensekresikan garam memiliki salt glands di daun yang memungkinkan untuk mensekresi cairan Na+ dan Cl-. Beberapa contoh mangrove yang dapat mensekresikan garam adalah : Aegiceras, Aegialitis, Avicennia, Sonneratia, Acanthus, dan Laguncularia.

Image
Gambar Salt Gland/Kelenjar pengeluaran garam pada daun mangrove

b. Tidak dapat mensekresi garam (salt-excluders).

Jenis mangrove ini menyerap air dengan menggunakan akarnya tetapi tidak mengikutsertakan garam dalam penyerapan tersebut. Mekanisme ini dapat terjadi karena mangrove jenis ini memiliki ultra filter di akarnya sehingga air dapat diserap dan garam dapat dicegah masuk ke dalam jaringan. Beberapa contoh mangrove yang dapat melakukan mekanisme ini adalah: Rhizophora, Ceriops, Sonneratia, Avicennia, Osbornia, Bruguiera, Excoecaria, Aegiceras, Aegialitis, Acrostichum, Lumnitzera, Hibiscus, Eugenia.

c. Mengakumulasi garam (accumulators)

Mangrove memiliki mekanisme untuk mengakumulasi garam di dalam jaringannya. Jaringan yang dapat mengakumulasi cairan garam terdapat di akar, kulit pohon, dan daun yang tua. Daun yang dapat mengakumulasi garam adalah daun yang sukulen yaitu memiliki jaringan yang banyak mengandung air dan kelebihan garam dikeluarkan melalui jaringan metabolik. Beberapa penelitian menunjukkan bahwa daun yang jatuh dari pohon diduga merupakan suatu mekanisme untuk mengeluarkan kelebihan garam dari pohon yang dapat menghambat pertumbuhan dan pembentukan buah. Garam yang terdapat di dalam pohon mangrove dapat mempengaruhi enzim metabolik dan proses fotosintesis, respirasi, dan sintesa protein.
Konsentrasi garam yang tinggi tersebut dapat menghambat ribulose difosfat karboksilase suatu enzim dalam proses karboksilase. Beberapa jenis mangrove yang memiliki mekanisme dapat mengakumulasi garam adalah : Xylocarpus, Excoecaria, Osbornia, Ceriops, Bruguiera.

Tabel 1. Toleransi salinitas pada beberapa jenis mangrove. 

 

Spesies

Batas Atas

Referensi

Keterangan

A. marina

90‰

a

kerdil, tinggi kurang dari 1 m

L. racemosa

90‰

a

 

 

 

 

C. tagal

72‰

b

Sehat tapi tidak tinggi

R. mucronata

55‰

a

Tua (gnarled)

R. apiculata

65‰

b

 

R. stylosa

74‰

b

 

B. gymnorrhiza

10-25‰

a

Range pertumbuhan normal

S. alba

» 35‰

a

Lebih menyukai air laut normal

a Macnae 1968; b Wells 1982

 

Pemeliharaan air Desalinasi

Kelebihan garam yang diserap oleh pohon mangrove sebagian besar disimpan di daun. Beberapa adaptasi yang dilakukan oleh daun diuraikan sebagai berikut :

  • Xeromorphic : Kutikel tebal di atas daun, rambut2, wax coating, sunken stomata, distribusi dari cutinized dan sclerenchymatous cell di daun, succulence (tempat penyimpanan air di jaringan daun) merupakan respons terhadap keberadaan Cl-
  • Transpiration : transpirasi rate rendah jika dibandingkan dengan non saline plant

Image
Gambar Daun dan Morfologi daun yang sukulen

Spesialisasi Akar

Akar mangrove memiliki beberapa adaptasi untuk mempertahankan keberadaannya terhadap kondisi dengan salinitas tinggi. Adaptasi tersebut dirinci sebagai berikut :

 

  • Kadar garam tinggi (halofit)

    akarnya dapat menyaring NaCl dari air
Image
        Gambar Peg Root

  • Kadar oksigen rendah

sistem perakaran yang khas : akar nafas (pneumatofora) untuk mengambil oksigen dari udara (Avicennia spp., Xylocarpus spp., Sonneratia spp.); penyangga yang memiliki lentisel (Rhizophora spp); akar lutut untuk mengambil oksigen dari udara (Bruguiera spp. dan Ceriops spp).
Image
Gambar Pneumatofor dan Lentisel pohon mangrove

  • Tanah Kurang Stabil dan adanya pasang surut

struktur akar ekstensif dan jaringan horizontal yang lebar untuk memperkokoh pohon, mengambil unsur hara, menahan sedimen.
Image
Gambar.  Beberapa bentuk akar mangrove (Bengen, 2003)

Reproduktif

  • Pembungaan dan polinasi

Pembungaan dimulai pada umur 3-4 tahun dan dipengaruhi oleh alam bukanukuran. Polinasi terjadi melalui kerjasama angin, serangga, dan burung.

  • Produksi Propagule

Pembuahan terjadi hanya 0-7,2% dari bunga yang dihasilkan

  • Vivipary dan Cryptovivipary

Vivipary : Embrio keluar dari pericarp dan tumbuh diantara pohon atau tidak berkecambah selama masih berada pada induknya (Bruguiera, Ceriops, Rhizophora, Kandelia, Nypa)

 Image

Gambar Buah yang Vivipary dan Cryptovivipary

  • Cryptovivipary :

Embrio berkembang melalui buah tidak keluar dari pericarp (Aegialitis, Acanthus, Avicennia, Laguncularia)

  • Penyebaran Propagule

Propagule tersebar melalui burung, arus, pasang surut Kerusakan propagule diakibatkan oleh substrat yang tidak sesuai, penenggelaman oleh organisme, pelukaan oleh organisme atau gelombang, salinitas tanah tinggi.

Respon Terhadap Cahaya

  • Cahaya dan Bentuk

Kondisi tampilan xeromorphic diakibatkan oleh respon terhadap intensitas cahaya yang tinggi

  • Fotosintesis

Daun cahaya memiliki kecepatan fotosintesis lebih cepat dibandingkan daun naungan

  • Cahaya dan Faktor-faktor Fisik Lain

Spesies-spesies yang toleran naungan : Aegiceras, Ceriops, Bruguiera, Osbornia, Xylocarpus, Excoecaria

  • Spesies-spesies yang intoleran naungan : Acrostichum, Acanthus, Aegialitis, Rhizophora, Lumnitzera, Sonneratia
  • Avicennia anakan intoleran naungan; Avicennia pohon toleran naungan

Zonasi dan penggenangan

Spesies mangrove yang terdapat di suatu lokasi dapat berbentuk monospesies (tunggal) atau spesies campuran yang paralel terhadap garis pantai. Aspek-aspek yang menyebabkan terjadinya zonasi mangrove menjadi perdebatan dan Santos et al (1997) menyatakan bahwa untuk meneliti zonasi mangrove dapat dilakukan dengan menggunakan pola berdasarkan :

a.  Suksesi Tumbuhan :

Pola zonasi spasial dihasilkan dari sekuens suksesi mangrove berdasarkan waktu sampai mencapai klimaksnya

b.  Perubahan Geomorfologi

Asumsi yang digunakan adalah perkembangan pola zonasi berdasarkan waktu dan spasial yang dinamis sebagai akibat dari perubahan fisik dan lingkungan pada zona mid littoral seperti perubahan ukuran, konfigurasi, topografi dan geologi.

c.  Fisiologi-Ekologi

Masing-masing spesies memiliki kondisi lingkungan yang optimum dan terbatas pada segmen tertentu untuk perubahan lingkungan yang terjadi.

d.  Dinamika populasi

Zonasi merupakan respons terhadap perubahan faktor biotik seperti  kompetisi interspesifik, reproduksi tumbuhan, strategi kolonisasi.

Temperatur air dan udara serta banyaknya curah hujan menentukan jenis­jenis mangrove yang terdapat di suatu lokasi. Macnae (1966) berpendapat bahwa distribusi dan zonasi mangrove merupakan interaksi antara :

  1. rekuensi pasang surut yang menggenangi,
  2. kadar garam air lahan/tanah; dan,
  3. kadar air lahan (drainase).

Walter dan Steiner (1936) mempertimbangkan derajat tingkat penggenangan, kadar garam dan keadaan alami lahan sebagai faktor penting. Berkenaan dengan pasang, Chapman (1976) mempertimbangkan bahwa faktor yang paling utama adalah banyaknya hari tidak ada pasang surut.

Johnstone dan Frodin (1983) mengusulkan enam tipe yang menyebabkan terjadinya zonasi yaitu:

  • kedalaman air dan penggenangan - ombak
  • pengeringan
  • salinity/freshwater mendominasi
  • substrat
  • Biota dan interaksi biotik

Beberapa atau semua di atas faktor sudah sering dikemukakan tetapi faktor terakhir sering diabaikan. Pengetahuan tentang zonasi bermanfaat secara ekologis dan manajemen silvikultur dimana kebutuhan tentang  posisi hutan untuk memilih habitat yang sesuai untuk jenis-jenis pohon tertentu dapat diketahui. Contohnya adalah Rhizopora apiculata ditanam menuju ke zona darat untuk pengembangannya secara marginal. Beberapa contoh zonasi diuraikan sebagai berikut:

  1. Watson ( 1928) membagi komunitas mangrove Malaysia bagian barat di dalam lima kelas berdasar pada frekwensi penggenangan. Secara Silvicultural arti penggolongan ini adalah bahwa suatu jenis dibagikan untuk kelas penggenangan tertentu berdasar pada kemampuannya untuk regenerasi.
  2. De Hann (1931) membagi zonasi berdasarkan kadar garam yang dipertimbangkan sebagai faktor yang utama dalam pengendalian distribusi. Zonasi tersebut dibagi menjadi dua bagian utama sebagai berikut:

A. Zonasi dari payau ke laut dengan kadar garam pada pasang naik antara 10-30 promil dan menggenangi

  • A1. sekali atau dua kali sehari-hari dalam waktu 20 hari per bulan
  • A2. 10-19 kali per bulan
  • A3. 9 kali atau lebih sedikit per bulan
  • A4. hanya beberapa hari per bulan

Image

B.  Zona perairan tawar ke air payau dengan berkadar garam antara 0-10 promil

  • B1. kurang atau lebih dibawah pengaruh pasang surut
  • B2. tiap musim terkena penggenangan.

    3. Macnae ( 1966), membagi zonasi mangrove sebagai berikut :

-    menuju ke darat

  • (a) zone Ceriops semak belukar
  • (b) zone Bruguiera hutan
  • (c) zone Rhizophora hutan

-    menuju ke laut

  • (a) Avicennia zone
  • (b) Sonneratia zone

Putz dan Chan (1986) dalam sebuah analisis pertumbuhan yang dinamis dari hutan yang matang di Malaysia, di pantau sejak 1920, menyimpulkan bahwa pola penggantian spesies yang diamati menyerupai proses suksesi yang diamati dan dikemukakan oleh Watson. Rhizophora apiculata, spesies yang dapat tumbuh tetapi memiliki toleransi tempat bernaung yang sempit perlahan-lahan digantikan oleh spesies lain yang cepat tumbuh tetapi toleransi terhadap tempat bernaung sempit, misalnya Bruguiera gymnorhiza (Rhizophoraceae) sama baiknya dengan spesies khusus ”landward” lainnya. Penelitian yang sama menyarankan bahwa toleransi bernaung dan penyebaran karakteristik haruslah termasuk dalam faktor­faktor ekologi yang mempengaruhi distribusi dari spesies pohon di hutan-hutan mangrove. Endapan lumpur dalam jumlah besar secara normal akan menghasilkan pengikisan garis pantai yang telah diperiksa secara fisik oleh aksi erosi gelombang dan arus pasang surut di mulut sungai. Muatan lumpur yang tinggi pada run – off menyediakan lumpur pada hutan, memberikan kesubuiran tanah dan produktivitas hutan. Analisis mekanis terhadap sampel tanah mengindikasikan bahwa sampel tanah yang berlokasi dekat kepada mulut sungai memiliki persentase pasir yang tinggi yang biasanya meningkatkan kekuatan tanah dan aerasi.  Tempat tersebut mendukung tumbuhnya R harrisonii dan P. rhizophorae. Lingkungan pasang surut sangat dinamis dan berubah-ubah tingkat perubahan lingkungan fisik dalam penempatan diperkirakan bahkan melebihi proses perubahan faktor endogen ekologi (perubahan secara siklikal, kesenjangan regenerasi/suksesi). Dalam vegetasi mangrove yang dinamis haruslah diperlihatkan cara pandang awal bahwa berdasarkan vegetasi terrestrial dimana lingkungan stabil dalam hubungan nya pada berbagai proses. Banyak pembelajaran pada pola vegetasi ekologis analisis pada level spesies (tumbuh-tumbuhan berdiri sendiri) untuk menunjukkan segregrasi dan peningkatan dalam dominansi berdasarkan pada asumsi bahwa spesies yang berbeda memerlukan relung yang berbeda pula (sensu Grubb,1977). Terdapat sedikit keraguan bahwa terjadi perubahan spesies. Dalam hal ini, hal tersebut dapat diamati dengan perubahan pada tipe hidup individu bersama seperti perubahan struktur komunitas. Silvikultur, beberapa perubahan penting adalah

  1. potensi biomassa atas-bawah ( kualitas tempat/ produktivitas)
  2. komposisi spesies pohon (spesifikasi tempat) dan
  3. Struktur komunitas (kualitas struktur). Walaupun tampaknya menjadi kisaran yang optimum untuk tempat bagi spesies tambahan, kompetisi interspesies mungkin berkurang karena jumlah yang kecil, bentuk fisiognomi mereka mungkin berubah dari hutan yang tinggi menjadi belukar. Kemungkinan dari adanya pengaruh aluvial adalah faktor lain yang menyebabkan perubahan pada mikrohabitat dan banyak proses lainnya yang belum dimengerti benar sebagai contoh ’banjir besar’ dibeberapa area (Noakes, D.S.P. 1956 hal 187) dan peristiwa ”estructuras circulares de vegetation” in Gabon (Legigre, J.M. 1983). Di daerah Matang sepanjang pantai barat Peninsular Malaysia, hutan gundul karena pohon-pohon yang mati akibat pencahayaan umum ditemukan khususnya terhadap daerah yang mengarah ke laut. Di Malaysia, kondisi dimana Rhizophora spp membentuk pertumbuhan stok ekonomi yang terbesar dianggap sebagai tahap optimum dari perkembangan rawa mangrove. Kondisi ini secara singkat:
  1. Penggenangan pasang surut harian
  2. Salinitas yang cukup
  3. Aerasi dan pengayaan tanah oleh akumulasi bahan organik
  4. Sejumlah besar saluran dan aliran untuk membantu penyebaran propagul dan pembilasan pasang surut yang efisien. Potensi regenerasi secara alamiah biasanya baik. Mangrove dan permukaan lumpur di sekelilingnya atau lagun merupakan tempat perlindungan yang ideal untuk berbagai spesies krustasea. Juga biasanya terdapat populasi aktif kepiting, khususnya fidder crab, Uca sp dan berbagai spesies Sesarma. Liang-liang mereka yang tak terkira banyaknya membantu dalam mengaerasi dalam tanah. Beberapa bahan organik juga ditransfer ke dalam tanah, sebagai konsekuensinya tanah dapat memiliki lapisan yang lebih tinggi akan bahan organiknya. Adalah menarik untuk diperhatikan bahwa hutan yang lebih baik biasanya tidak memiliki akar berdiri, dan ini dibenarkan dengan hasil observasi Watson bahwa perkembangan akar yang panjang lebih ditekankan di dalam tanah atau area banjiran yang dalam. Sebagai spesies yang relatif tidak bertoleransi pada tempat teduh normal ditemukan di tanah yang belum matang dan lebih halus di sepanjang tepi sungai yang cerah, dimana ia tumbuh secara bebas. Pada tanah yang kuat dan lebih tinggi, digantikan oleh spesies lain seperti Pelliciera rhizophorae, yang lebih toleran dan dapat di temukan di tanah berpasir. Pada sungai dan terusan dengan pencahayaan yang rendah dan lebih lembut, hutan mungkin merupakan paduan dari R. mangle dan R. harrisonii. Pada permukaan lumpur yang baru terbentuk, Laguncularia racemosa terkadang sebagai spesies perintis. Lahan pinggiran adalah sebuah zona yang sangat bervariasi dan tidak mengandung banyak spesies mangrove yang bernilai ekonomis. Spesies utama adalah Avicennia germinans, yang secara umum memiliki bentuk sederhana. L. racemosa dan P. rhizophorae juga terbentuk di daerah ini. Di Asia Tenggara, spesies pelopor biasanya adalah Avicennia alba atau Sonneratia alba.

 

Daftar Pustaka

FAO. Management and Utilization of mangroves in Asia Pasific. FAO Environmental Paper 3, FAO, Rome. 1983

Hutching, P and P.Saenger. Ecology of Mangroves. University of Queensland, London. 1987

Mann, K.H. Ecology of Coastal Waters. Second Edition. Blackwell Science. 2000

Saenger, P. E.J, Hegerl, and J.P.S. Davie. Global Status of Mangrove Ecosystems. Comission on Ecology Papers No.3, IUCN. 1983