Pendefinisian Limnologi, Pembentukan Danau dan Sungai, serta Pengklasifikasian Danau, Sungai, dan Tipe Perairan Umumlainnya

I. Limnologi
Definisi Limnologi
Limnologi merupakan cabang ilmu pengetahuan yang mempelajari tentang sifat struktur perairan daratan yang meliputi mata air, sungai, danau, kolam, dan rawa-rawa, baik yang berupa air tawar maupun air payau. Selain itu, dikenal oseanologi yang mempelajari tentang ekosistem laut. Lomnologi dan oseanologi merupakan cabang ilmu ekologi yang khusus mempelajari tentang sistem perairan yang terdapat di permukaan bumi (Barus, 2001).
Limnologi (dari bahasa Inggris- Limnology, dari bahasa Yunani: lymne “danau” dan logos “pengetahuan” merupakan pendelaman bagi biologi perairan darat terutama perairan tawar, lingkup kajiannya kadang-kadang mencakup juga perairan payau cestuari). Limnology merupakan bagian menyeluruh mengenai kehidupan di periaran darat sehingga digolongkan sehingga bagian dari ekologi. Dalam bidang perikanan, limnology dipelajari sebagai dasar bagi budidaya perairan (akuakulture) darat (Luarhardgson, 2010).
Tahun 1922, dibentuk (S I L): Societas Internationalis Limnologique (Menangani masalah Teori & Aplikasi Limnologi). Menurut S.I.L, 1922 (Dalam Goldman, 1983), Limnologi adalah: suatu cabang ilmu pengetahuan yang mempelajari tentang, perairan tergenang, mengalir, tawar, maupun asin sebatas perairan tersebut dalam wilayah daratan. Limnologi juga disebut sebagai ilmu yang mempelajari hal-hal tentang perairan daratan, yang mencakup pengetahuan tentang faktor-faktor abiotik (air dan tanah), biotik (semua organisme yang hidup di dalamnya) serta interaksi yang terjadi di antaranya. Limnologi merupakan salah satu cabang ilmu perairan yang mempelajari proses-proses dan kekuatan-kekuatan yang menjaga integritas perairan serta hubungan antara air, tanah dan organisme yang ada di dalam badan perairan. Limnologi juga merupakan ilmu yang mempelajari hal-hal tentang perairan daratan, yang mencakup pengetahuan tentang faktor-faktor abiotik dan biotik (semua organisme yang hidup didalamnya) serta interaksi yang terjadi diantaranya. Perairan daratan dalam hal ini adalah suatu badan air yang ada di daratan, sungai, atau bahkan estuari. Air tawar merupakan persenyawaan yang bersifat sebagai pelarut universal, dan di dalamnya selalu terdapat unsur-unsur terlarut serta senyawa lainnya (Soedarsono dan Suminto, 1989).

Tokoh yang memperkenalkan Limnologi
Istilah limnologi pertama kali digunakan oleh Forel (1901) di dalam bukunya yang berjudul Handbuch der Seekunde, Allgemeine Limnologie. Buku tersebut membahas tentang danau. Sebebnarnya limnologi telah diperkenalkan lebih dulu oleh Zacharis (1891) yang mendirikan laboratorium penelitian di bidang limnologi. Thienemaa kemudian mengembangkannya dan memberi nama institusi tersebut Institut Max-Planck. Sejak saat itu limnologi berkembang cukup pesat. Pada dekade 90-an limnologi menjadi sebuah ilmu yang menyedot perhatian dunia, terutama disebabkan karena besarnya kebutuhan airbersih untuk kepentinan domestik, tetapi ketersediaan air bersih di alam semakin menipis akibat berbagai aktifitas mamnusia baik secara langsung maupun tidak langsung.

Ilmu-ilmu yang terkait dalam Limnologi
Cabang limnologi ilmiah berkaitan dengan perairan pedalaman sebagai ekosistem. Limnologi mempelajari biologi, fisika, kimia, geologi , dan atribut lainnya dari semua perairan pedalaman. Ini termasuk studi tentang danau dan kolam, sungai, mata air, sungai dan lahan basah. Limnologi juga berkaitan erat dengan ekologi air dan Hidrobiologi, yang mempelajari organisme air dalam hal khusus untuk lingkungan hidrologi.
Peran dan Kegunaan Limnologi
Limnologi melalui aspek-aspeknya memiliki peranan penting dalam menentukan kualitas air di dalam suatu perairan khususnya perairan air tawar. Dalam suatu perairan tawar tersebut melalui aspek-aspeknya dapat mengetahui apakah di dalam suatu perairan tersebut subur atau tidak. Habitat air tawar mempunyai faktor pembatas sebagai akibat tingkah laku sifat-sifat air tersebut. Tingkah laku sifat-sifat air pada suatu habitat air tawar di suatu daerah dengan
daerah yang lain tidak sama. Suatu ciri yang khusus biasanya ditinjau baik dari parameter kimia, fisika maupun biologinya. Parameter fisikanya meliputi konsep-konsep dan pengertian dari intensitas matahari yang akan mempunyai pengaruh terhadap perubahan suhu dan kecerahan. Parameter kimia yang meliputi proses-proses kimiawi yaitu, kandungan oksigen terlarut, kandungan CO2 bebas, alkalinitas, pH, dan kesadahan. Parameter biologinya yaitu pengukuran produktivitas perairan yang sangat dipengaruhi oleh metabolisme, fotosintesis dan pelepasan zat-zat hara (Afrianto, 1988).
Mempelajari tentang perairan tawar penting karena banyaknya biota yang hidup di perairan tawar yang dapat meningkatkan produksi perikanan tawar dan dapat berperan sebagai penyumbang devisa negara karena memiliki nilai ekonomis yang tinggi. Selain itu air tawar juga merupakan lokasi yang tepat untuk melakukan usaha budidaya. Oleh karena itu kita harus mempelajari limnologi tentang sifat fisika, kimia dan biologinya
II. Tipe Ekosistem Perairan
Ekosistem Air Tawar
Berdasarkan pertimbangan beberapa kondisi dasar ekologi, DeSanto (1978) Odum, (1998), Ewusie (1990) mengklasifikasikan habitat air tawar menjadi dua tipe, yaitu:
1. Air tergenang, atau habitat lentik (berdasar dari kata lenis = tenang), seperti danau, kolam, rawa atau pesisir terapung.
2. Air mengalier, atau habitat lotik (berasal dari kata lotus = tercuci), seperti mata air, aliran air (brook-creek) atau sungai.
Lebih lanjut Odum (1988) mengemukakan bahwa seseorang tidak perlu menjadi ahli, atau mengambil variasi kehidupan yang ada, untuk mengenali perbedaan antara air tergenang dan air mengalir. Ewusie (1990) menjelaskan satu perbedaan mendasar antara danau (air diam) dengan sungai (air mengalir) adalah danau terbentuk karena cekungannya sudah ada dan air mengisi cekungan itu, tetapi danau itu setiap saat dapat terisi o;eh endapan sehingga bisa menjadi tanah kering. Sebaliknya sungai terjadi karena airnya sudah ada, sehingga air itulah yang membentuk dan menyebabkan tetap adanya saluran selama masih terdsapat air yang mengisinya.
Pada umumnya perbedaan antara aliran air (sungai) dengan air tergenang (kolam) terkait dengan tiga kondisi (Odum, 1988), yaitu (1) arus adalah faktor yang paling penting mengendalikan dan merupakan faktor pembatas di aliran air, (2) pertukaran tanah-air, relative lebig ekstensif pada aliran air yang menghasilkan ekosistem yang lebih ‘terbuka’ dan suatu metabolism komunitas tipe ‘heterotropik’, dan (3) tekanan oksigen biasanya lebuh merata dalam aliran air, dan stratifikasi termal maupun kimiawi tidak ada atau dapat diabaikan.






III. Klasifikasi Danau, Sungai dan Perairan Umum Lainnya
A. Sungai
Sungai merupakan tempat air mengalir yang berasal dari mata air dan membawa kebutuhan hidup manusia dan berbagai mahkluk lain yang dilaluinya, merupakan bagian dari ekosistem air tawar. Selain itu sungai memiliki peranan langsung dalam kehidupan manusia dan mahkluk disekitarnya Pada praktikum lapangan ini terdapat pengambilan sampel di Sungai Pasauran, Banten. Sungai Pasauran merupakan perairan mengalir yang memiliki faktor-faktor yang berpengaruh berdasarkan literatur meliputi; Suhu, Kejernihan, Arus, Konsentrasi gas pernafasan, dan Konsentrasi garam biogenik. Dalam hal ini arus merupakan faktor yang paling mengandalikan dan merupakan faktor pembatas di aliran air (Odum, 1998).

Proses Terbentuknya Sungai
Air yang berada di permukaan daratan, baik air hujan, mata air, maupun cairan gletser, akan mengalir melalui sebuah saluran menuju tempat yang lebih rendah. Mula-mula saluran yang dilalui ini relatif sempit dan pendek. Namun, secara proses alamiah aliran ini mengikis daerah-daerah yang dilaluinya. Akibatnya, saluran ini semakin lama semakin lebar dan panjang, dan terbentuklah sungai.

Tipe-Tipe Sungai
Berdasarkan sumber airnya sungai dibedakan menjadi tiga macam yaitu:
a. Sungai Hujan, adalah sungai yang airnya berasal dari air hujan atau sumber mata air. Contohnya adalah sungai-sungai yang ada di pulau Jawa dan Nusa Tenggara.
b. Sungai Gletser, adalah sungai yang airnya berasal dari pencairan es. Contoh sungai yang airnya benar-benar murni berasal dari pencairan es saja. Pada bagian hulu sungai Gangga di India (yang berhulu di Peg. Himalaya) dan hulu sungai Phein di Jerman (yang berhulu
di Pegunungan Alpen) dapat dikatakan sebagai contoh jenis sungai ini.
c. Sungai Campuran, adalah sungai yang airnya berasal dari pencairan es (gletser), dari hujan, dan dari sumber mata air. Contoh sungai jenis ini adalah sungai Digul dan sungai Mamberamo di Papua (Irian Jaya).

Berdasarkan debit airnya menurut (Syarifuddin dkk 2000 : 64 ) sungai dibedakan menjadi 4 macam yaitu:
a. Sungai Permanen, adalah sungai yang debit airnya sepanjang tahun relatif tetap. Contoh sungai jenis ini adalah sungai Kapuas, Kahayan, Barito dan Mahakam di Kalimantan. Sungai Musi, Batanghari dan Indragiri di Sumatera.
b. Sungai Periodik, adalah sungai yang pada waktu musim hujan airnya banyak, sedangkan pada musim kemarau airnya kecil. Contoh sungai jenis ini banyak terdapat di pulau Jawa misalnya sungai Bengawan Solo, dan sungai Opak di Jawa Tengah. Sungai Progo dan sungai Code di Daerah Istimewa Yogyakarta serta sungai Brantas di Jawa Timur.
c. Sungai Episodik, adalah sungai yang pada musim kemarau airnya kering dan pada musim hujan airnya banyak. Contoh sungai jenis ini adalah sungai Kalada di pulau Sumba.
d. Sungai Ephemeral, adalah sungai yang ada airnya hanya pada saat musim hujan. Pada hakekatnya sungai jenis ini hampir sama dengan jenis episodik, hanya saja pada musim hujan sungai jenis ini airnya belum tentu banyak.

Berdasarkan asal kejadiannya (genetikanya) sungai dibedakan menjadi 5 jenis yaitu:
a. Sungai Konsekuen, adalah sungai yang airnya mengalir mengikuti arah lereng awal.
b. Sungai Subsekuen atau strike valley adalah sungai yang aliran airnya mengikuti strike batuan.
c. Sungai Obsekuen, adalah sungai yang aliran airnya berlawanan arah dengan sungai konsekuen atau berlawanan arah dengan kemiringan lapisan batuan serta bermuara di sungai subsekuen.
d. Sungai Resekuen, adalah sungai yang airnya mengalir mengikuti arah kemiringan lapisan batuan dan bermuara di sungai subsekuen.
e. Sungai Insekuen, adalah sungai yang mengalir tanpa dikontrol oleh litologi maupun struktur geologi.

Berdasarkan struktur geologinya sungai dibedakan menjadi dua yaitu:
a. Sungai Anteseden adalah sungai yang tetap mempertahankan arah aliran airnya walaupun ada struktur geologi (batuan) yang melintang. Hal ini terjadi karena kekuatan arusnya, sehingga mampu menembus batuan yang merintanginya.
b. Sungai Superposed, adalah sungai yang melintang, struktur dan prosesnya dibimbing oleh lapisan batuan yang menutupinya (Tim Geografi, Yudhistira).

Berdasarkan pola alirannya sungai dibedakan menjadi 6 macam yaitu
a. Radial atau menjari, jenis ini dibedakan menjadi dua yaitu:
1. Radial sentrifugal, adalah pola aliran yang menyebar meninggalkan pusatnya. Pola aliran ini terdapat di daerah gunung yang berbentuk kerucut.
2. Radial sentripetal, adalah pola aliran yang mengumpul menuju ke pusat. Pola ini terdapat di daerah basin (cekungan).
b. Dendritik, adalah pola aliran yang tidak teratur. Pola alirannya seperti pohon, dimana sungai induk memperoleh aliran dari anak sungainya. Jenis ini biasanya terdapat di daerah datar atau daerah dataran pantai.
c. Trellis, adalah pola aliran yang menyirip seperti daun.
d. Rektangular, adalah pola aliran yang membentuk sudut siku-siku atau hamper siku-siku 90°.
e. Pinate, adalah pola aliran di mana muara-muara anak sungainya membentuk sudut lancip.
f. Anular, adalah pola aliran sungai yang membentuk lingkaran.

Gambar 1. Pola Aliran Sungai

B. Danau
Danau merupakan kumpulan air yang seolah-olah berda dalam suatu baskom dan tidak mempunyai hubungan dengan laut atau merupakan suatu badan air yang menggenang dan luasnya mulai dari beberapa meter persegi hingga ratusan meter persegi. Di danau terdapat pembagian daerah berdasarkan penetrasi cahaya matahari. Daerah yang dapat ditembus cahaya matahari sehingga terjadi fotosintesis disebut daerah fotik. Daerah yang tidak tertembus cahaya matahari disebut daerah afotik. Di danau juga terdapat daerah perubahan temperatur yang drastis atau termoklin. Termoklin memisahkan daerah yang hangat di atas dengan daerah dingin di dasar. Komunitas tumbuhan dan hewan tersebar di danau sesuai dengan kedalaman dan jaraknya dari tepi.
Tipe-Tipe Danau
Berdasarkan hal tersebut danau dibagi menjadi 4 daerah sebagai berikut.
1. Daerah litoral
Daerah ini merupakan daerah dangkal. Cahaya matahari menembus dengan optimal. Contohnya berbagai siput dan remis, serangga, krustacea, ikan, amfibi, reptilia air dan semi air seperti kura-kura dan ular, itik dan angsa, dan beberapa mamalia yang sering mencari makan di danau.
2. Daerah limnetik
Daerah ini merupakan daerah air bebas yang jauh dari tepi dan masih dapat ditembus sinar matahari. Daerah ini dihuni oleh berbagai fitoplankton, termasuk ganggang dan sianobakteri.
3. Daerah profundal
Daerah ini merupakan daerah yang dalam, yaitu daerah afotik danau.
4. Daerah bentik (daerah dasar danau tempat terdapatnya bentos dan sisa-sisa organisme mati).
Danau juga dapat dikelompokkan berdasarkan produksi materi organik-nya, yaitu sebagai berikut:
1. Danau Oligotropik
Oligotropik merupakan danau yang dalam dan kekurangan makanan, karena fitoplankton di daerah limnetik tidak produktif. Ciricirinya, airnya jernih sekali, dihuni oleh sedikit organisme, dan di dasar air banyak terdapat oksigen sepanjang tahun.
2. Danau Eutropik
Eutropik merupakan sebutan untuk danau yang dangkal dan kaya akan kandungan makanan, karena fitoplankton sangat produktif. Ciri-cirinya adalah airnya keruh, terdapat bermacam-macam organisme, dangkal, kaya akan fosfor, bahan organik dan plankton sertaoksigen terdapat di daerah profundal. Danau atau kolam Eutrofik mempunyai keanekaragaman organisme yang tinggi.

Sirkulasi Air Danau
Sirkulasi air Danau ada 2 kelompok yaitu amiktik dan miktik. Sirkulasi amiktik adalah massa air tidak mengalami percampuran, baik secara vertical maupun spasial sedangkan sirkulasi miktik adalah massa air mengalami percampuran secara vertikal dan spasial.


Macam – macam sirkulasi :
1. Pada Musim Panas : Air hanya terjadi pada tingkat empilimnion ( air yang mengalami sirkulasi). Terjadi pada bulan Agustus.
2. Pada musim gugur : tidak terdapat perbedaan suhu air antara bagian permukaan dan bagian dasar, dan seluruh massa air mengalami Sirkulasi dengan vertikal . terjadi sekitar bulam November.
3. Pada musim dingin : permukaan air membeku menjadi es,sedangkan bagian bawah masih berupa air dengan suhu yang lebih tinggi, dan tidak terdapat sirkulasi air. Terjadi pada bulan januari.
4. Pada musim semi : tidak terjadi perbadaan suhu air antara bagian permukaan dan bagian bawah, dan seluruh massa air mengalami rikulasi secara vertikal.

C. Rawa
Rawa dan payau merupakan bentuk peralihan antara air terbuka dan dataran. Rawa biasanya dikelilingi vegetasi, umunya dangkal dan tanaman mengapung. Vegetasi rawa terdiri dari tumbuh-tumbuhan menahun yang selalu hijau yang diselingiu oleh tamnaman merambat. Variasi atau keanekargaman hewan sangat kecil. Terdapat protozoa, rotifer, nematode, larva capung, Amphisoda, Isopoda, ikan, dan kura-kura. Pada lapisan dasar terdapat insekta, keong, dan ikan-ikan. Dalam keadaan yang tidak menyenangkan penghuni rawa membentuk kista. Sebagai contoh ikan (lepidosiner dan ceratodus) mem bungkus diri dengan lumpur selama beberapa bulan.

D. Kolam
Kolam umumnya di definisikan sebagai kumpulan air yang dangkal dan sifat umumnya relatif merupakan air tenang dan kaya akan vegetasi.
Kolam dapat dibagi atas :
1. Kolam berasal dari danau yang luas.
2. Kolam yang tidak berhubungan dengan danau, ukurannya kecil.
3. Kolam buatan manusia
Berdasarkan musim, kolam dapat di bedakan atas :
1. Kolam sementara (Kolam sementara hanya ada pada waktu ada tertentu.)
2. Kolam permanen (Kolam permanen berisi air sepanjang tahun.)
Kolam merupakan tempat tinggal yang baik bagi hewan-hewan invertebrata misalnya:
3. Flagellata terdiri dari Euglena, Pandoria, Rudorina dan volvox.
4. Diantara Coelenterata, hydra sering terlihat menempel pada tanaman dibawah air
5. Filum Platyhelminthes seperti turbellaria tedapat di bawah batu dan di antara vegetasi.
6. Annalida diwakili oleh cacing tanah air tawar seperti Limicoloa,
7. Arthropoda merupakan bentuk yang dominan terdapat dalam perairan kolam.

E. Estuari
Estuari berasal dari kata aetus yang artinya pasang-surut. Estuari didefinisikan sebagai badan air di wilayah pantai yang setengah tertutup, yang berhubungan dengan laut bebas. Estuaria adalah wilayah pesisir semi tertutup yang mempunyai hubungan bebas dengan laut terbuka dan menerima masukan air tawar dari daratan atau perairan muara sungai semi tertutup yang berhubungan bebas dengan laut, sehingga air laut dengan salinitas tinggi dapat bercampur dengan air tawar.
Estuaria dapat terjadi pada lembah-lembah sungai yang tergenang air laut, baik karena permukaan laut yang naik (misalnya pada zaman es mencair) atau pun karena turunnya sebagian daratan oleh sebab-sebab tektonis. Estuaria juga dapat terbentuk pada muara-muara sungai yang sebagian terlindungi oleh beting pasir atau lumpur.
Sebagian besar estuaria didominasi oleh substrat berlumpur yang merupakan endapan yang dibawa oleh air tawar dan air laut. Contoh dari estuaria adalah muara sungai, teluk dan rawa pasang-surut. Kombinasi pengaruh air laut dan air tawar akan menghasilkan suatu komunitas yang khas, dengan lingkungan yang bervariasi, antara lain:
1. Tempat bertemunya arus air tawar dengan arus pasang-surut, yang berlawanan menyebabkan suatu pengaruh yang kuat pada sedimentasi, pencampuran air, dan ciri-ciri fisika lainnya, serta membawa pengaruh besar pada biotanya.
2. Pencampuran kedua macam air tersebut menghasilkan suatu sifat fisika lingkungan khusus yang tidak sama dengan sifat air sungai maupun sifat air laut.
3. Perubahan yang terjadi akibat adanya pasang-surut mengharuskan komunitas mengadakan penyesuaian secara fisiologis dengan lingkungan sekelilingnya.
4. Tingkat kadar garam di daerah estuaria tergantung pada pasang-surut air laut, banyaknya aliran air tawar dan arus-arus lainnya, serta topografi daerah estuaria tersebut.
Daftar Pustaka
Barus. 2001. Pengan Limnologi. Jakarta (ID): Swadaya Cipta.
DeSanto, R.S. 1978. Concepts of applied ecology. Springer-Verlag. New York.
Ewusie, J.Y.1990. Pengantaer ekologi tropika. (Terjemahan). Penerbit ITB. Bandung.
Maltby, E. 1986. Waterlogged wealth. An Earthscan Paperback. London 198 h.
Odum, E.P. 1988. Dasar-dasar ekologi. (Terjemahan) Edisi 3. Gadjah Mada Univ. Press. Yogyakarta.