Bayangkan sebuah danau yang dahulu berwarna biru jernih kini berubah menjadi hijau keruh. Permukaannya dipenuhi lapisan tipis menyerupai cat, mengeluarkan bau tidak sedap, dan ikan-ikan mengambang mati di tepiannya. Fenomena ini bukan sekadar perubahan warna, melainkan tanda bahaya bahwa danau tersebut sedang “sakit.”
Penyakit ini dikenal sebagai eutrofikasi, kondisi ketika perairan menjadi terlalu kaya akan nutrisi seperti nitrogen dan fosfor, sehingga mendorong pertumbuhan pesat alga mikroskopis. Ledakan populasi alga ini menghalangi cahaya matahari menembus air, menguras oksigen, dan pada akhirnya membunuh organisme lain. Dalam jangka panjang, danau bisa kehilangan keseimbangannya dan berubah menjadi kolam hijau tak bernyawa.
Namun, mengapa sebagian danau lebih mudah “sakit” daripada yang lain, padahal menerima jumlah nutrisi yang mirip? Pertanyaan inilah yang dijawab oleh penelitian terbaru Danial Naderian dan timnya, yang diterbitkan dalam jurnal Water Research pada tahun 2025. Mereka meneliti bagaimana faktor lingkungan memengaruhi cara nutrisi diubah menjadi klorofil (pigmen hijau pada alga) di berbagai danau di seluruh dunia.
Baca juga artikel tentang: Danau Natron: Laboratorium Alam Ekstrem yang Membatu dan Menghidupi
Nutrisi, Alga, dan Hubungan yang Rumit
Nitrogen dan fosfor adalah dua unsur penting bagi kehidupan, termasuk bagi alga. Dalam jumlah kecil, keduanya dibutuhkan agar alga dapat tumbuh dan menjalankan fotosintesis. Namun, ketika jumlahnya berlebihan akibat limbah pertanian, kotoran hewan, atau buangan industri, danau berubah menjadi tempat pesta bagi alga.
Para ilmuwan menyebut hubungan antara nutrisi dan klorofil ini sebagai “konversi nutrisi menjadi biomassa.” Secara teori, semakin banyak nutrisi, semakin tinggi pula kadar klorofil di danau. Akan tetapi, penelitian Naderian menunjukkan kenyataan yang lebih kompleks. Ternyata, setiap danau memiliki cara berbeda dalam mengubah nutrisi menjadi pertumbuhan alga, tergantung pada iklim, kedalaman, lokasi, dan kondisi hidrologinya.
Untuk memahaminya, tim peneliti menganalisis data global dari berbagai danau dengan karakteristik yang berbeda—dari danau dangkal di daerah tropis hingga danau dalam di kawasan beriklim dingin. Mereka memetakan hubungan antara kadar nitrogen dan fosfor dengan tingkat klorofil-a (indikator utama jumlah fitoplankton) di setiap danau.
Fosfor: Pengendali Utama di Danau yang Tenang
Hasilnya menunjukkan bahwa fosfor adalah unsur paling berpengaruh dalam mengendalikan pertumbuhan alga di sebagian besar danau yang tergolong oligotrofik (nutrisi rendah) dan mesotrofik (nutrisi sedang). Di lingkungan seperti ini, peningkatan kecil pada kadar fosfor dapat memicu lonjakan besar pertumbuhan alga.
Namun, di danau yang sudah sangat kaya nutrisi atau disebut eutrofik, situasinya berbeda. Di sana, baik fosfor maupun nitrogen berperan penting secara bersamaan. Bahkan di beberapa danau dangkal yang sangat kaya nutrisi, nitrogen justru menjadi faktor pembatas utama. Artinya, menambah atau mengurangi salah satu unsur saja tidak cukup untuk mengendalikan pertumbuhan alga; kedua unsur tersebut saling berinteraksi dalam cara yang kompleks.
Penemuan ini penting karena selama beberapa dekade, banyak kebijakan pengelolaan danau hanya berfokus pada pengurangan fosfor. Padahal, di kondisi tertentu, membatasi nitrogen juga sama pentingnya.
Ketika Iklim dan Geografi Ikut Campur
Penelitian ini tidak berhenti pada kadar nutrisi. Naderian dan rekan-rekannya menemukan bahwa iklim dan karakteristik fisik danau juga memegang peranan besar. Faktor-faktor seperti suhu, kedalaman, luas permukaan, dan kejernihan air ikut menentukan seberapa efisien nutrisi diubah menjadi klorofil.
Misalnya, di danau yang dalam, cahaya matahari sulit menembus hingga ke dasar. Hal ini membatasi area tempat alga dapat tumbuh, sehingga meskipun nutrisi melimpah, pertumbuhan alga tetap terbatas. Sebaliknya, danau dangkal dengan permukaan luas dan air hangat memiliki kondisi ideal bagi pertumbuhan alga karena cahaya dan panas lebih mudah tersebar merata.
Salah satu temuan menarik adalah peran kejernihan air, yang diukur menggunakan “Secchi depth”—kedalaman maksimum di mana cakram putih masih terlihat dari permukaan air. Semakin jernih air, semakin dalam cahaya bisa menembus, dan semakin besar potensi fotosintesis alga. Namun, ketika alga tumbuh terlalu banyak, air menjadi keruh, membentuk lingkaran umpan balik yang memperburuk kondisi danau.
Danau di Dunia yang Berbeda, Tantangan yang Sama
Walaupun penelitian ini berskala global, hasilnya menunjukkan bahwa tidak ada satu rumus tunggal yang bisa diterapkan untuk semua danau. Di daerah dingin seperti Skandinavia, pengaruh suhu terhadap pertumbuhan alga lebih besar dibandingkan di daerah tropis. Sementara di dataran rendah dengan lahan pertanian intensif, limpasan pupuk menjadi sumber utama masalah.
Artinya, strategi mengatasi eutrofikasi harus disesuaikan dengan kondisi setempat. Di beberapa wilayah, memperbaiki sistem pertanian agar lebih efisien dalam penggunaan pupuk bisa menjadi solusi utama. Di tempat lain, diperlukan langkah seperti memperbaiki sistem pengolahan limbah atau memulihkan vegetasi alami di sekitar danau untuk menyaring nutrisi berlebih sebelum masuk ke air.
Pesan untuk Pengelola Lingkungan dan Pembuat Kebijakan
Temuan ini memberikan dasar ilmiah penting bagi para pengambil keputusan. Dengan memahami bagaimana faktor lingkungan memengaruhi konversi nutrisi menjadi klorofil, para pengelola danau dapat membuat kebijakan yang lebih tepat sasaran.
Misalnya, jika fosfor terbukti menjadi faktor dominan di danau tertentu, maka kebijakan pengendalian fosfor harus diprioritaskan. Namun di danau lain di mana nitrogen lebih berpengaruh, pendekatan berbeda perlu diterapkan. Pendekatan berbasis data ini membantu menghindari solusi “satu resep untuk semua” yang sering kali tidak efektif.
Selain itu, hasil penelitian ini juga membantu memperkirakan bagaimana perubahan iklim akan memengaruhi kesehatan danau. Peningkatan suhu global dapat mempercepat pertumbuhan alga dan memperkuat dampak eutrofikasi. Dengan kata lain, masalah ini bukan hanya soal polusi nutrisi, tetapi juga bagian dari tantangan besar adaptasi terhadap pemanasan global.
Menjaga Danau Agar Tetap Bernapas
Danau bukan sekadar pemandangan indah atau tempat rekreasi. Ia adalah ekosistem penting yang menyimpan air tawar, mendukung keanekaragaman hayati, dan menyediakan kehidupan bagi manusia. Namun, di banyak tempat, danau kini berada di ambang krisis akibat tekanan dari aktivitas manusia dan perubahan iklim.
Penelitian Naderian memberikan harapan bahwa dengan pengetahuan yang lebih mendalam tentang hubungan antara nutrisi, alga, dan lingkungan, manusia bisa menemukan cara untuk menyeimbangkan kembali sistem perairan ini. Pengelolaan yang cerdas dan berbasis sains dapat membantu danau “bernapas” kembali, menjaga kejernihannya, dan memastikan bahwa keindahan air biru itu tidak berubah menjadi hijau selamanya.
Baca juga artikel tentang: Depresi Danakil, Neraka di Bumi? Danau Beracun yang Bisa Membunuh Seketika
REFERENSI:
Naderian, Danial dkk. 2025. Environmental controls on the conversion of nutrients to chlorophyll in lakes. Water research 274, 123094.
