JAKARTA, KOMPAS — Danau selama ini tidak hanya berfungsi sebagai habitat ikan, burung, atau lokasi wisata alam, tetapi juga berperan penting sebagai penyaring alami nitrogen dalam siklus lingkungan. Namun, penelitian terbaru menunjukkan kemampuan tersebut terancam melemah akibat perubahan iklim.
Studi yang dipimpin tim peneliti dari Universitas Basel dan Institut Sains dan Teknologi Perairan Swiss (Eawag) menemukan bahwa pemanasan global dapat mengurangi kemampuan danau menghilangkan kelebihan nitrogen dari air. Temuan itu dipublikasikan dalam jurnal Nature Microbiology.
Idealnya, mikroorganisme di dalam danau akan mengubah senyawa nitrogen seperti nitrat atau amonia menjadi gas dinitrogen (N₂) yang dilepaskan ke atmosfer dan dihilangkan dari biosfer. Proses penghilangan nitrogen ini disebut denitrifikasi.
Sekitar 20 persen denitrifikasi terjadi di perairan darat karena disebabkan oleh proses tersebut. Namun, perubahan pola musim akibat pemanasan global dinilai dapat mengganggu mekanisme tersebut.
”Kami menyimpulkan bahwa denitrifikasi mikroba di danau dan konsorsium denitrifikasi terkaitnya akan melemah akibat perubahan iklim,” kata Cameron M Callbeck, peneliti dari Departemen Ilmu Lingkungan Universitas Basel, dikutip dari nature.com, Kamis (28/5/2026).
Dalam penelitian ini, mereka mengumpulkan sampel dari Danau Baldegger di Distrik Lucerne, Swiss. Danau seluas 5,3 kilometer persegi ini merupakan danau homoltik yang bersirkulasi secara penuh dari permukaan hingga dasar setidaknya sekali dalam setahun.
Sirkulasi alamiah ini didorong oleh perubahan suhu musiman yang mengubah densitas (kerapatan) air, yakni air permukaan yang dingin dan lebih berat akan tenggelam membawa oksigen ke organime di dasar air. Sementara itu, air di dasar danau naik ke atas mengangkat nutrisi yang mendukung pertumbuhan plankton dan rantai makanan.
Danau Baldegger juga merepresentasikan banyak danau di wilayah beriklim sedang. Para peneliti mengamati bahwa aktivitas denitrifikasi sangat dipengaruhi pencampuran lapisan air yang terjadi pada musim dingin.
Kemampuan danau untuk menghilangkan nitrogen dari air sangat bergantung pada musim. Ini sedang diubah oleh perubahan iklim.
Pada musim dingin itu, lapisan air permukaan yang kaya oksigen bercampur dengan lapisan air dalam yang dingin dan miskin oksigen. Kondisi tersebut ternyata menciptakan lingkungan ideal bagi mikroorganisme untuk mempercepat proses penghilangan nitrogen.
”Selama fase ini, denitrifikasi tercatat hampir mencapai 50 persen lebih aktif dibandingkan saat stratifikasi musim panas,” ujar Cameron.
Namun, menurut Cameron, perubahan iklim berpotensi mempersingkat periode pencampuran musim dingin hingga sekitar 27 hari dalam skenario pemanasan ekstrem. Jika itu terjadi, kemampuan danau menyaring nitrogen juga diperkirakan ikut menurun hingga 8-13 persen.
”Kemampuan danau untuk menghilangkan nitrogen dari air sangat bergantung pada musim. Ini sedang diubah oleh perubahan iklim,” ujarnya.
Dampak dari penurunan kemampuan tersebut tidak berhenti pada danau. Nitrogen yang gagal diuraikan dapat terbawa aliran sungai menuju laut dan memicu pertumbuhan alga berlebihan di wilayah pesisir. Kondisi itu berpotensi menciptakan area laut dengan kadar oksigen sangat rendah yang membahayakan kehidupan biota.
Peneliti dari Departemen Ilmu Lingkungan, Universitas Basel, Moritz Lehmann mengatakan, perubahan kecil dalam ritme musiman danau ini dapat berdampak besar terhadap siklus nitrogen global. "Studi ini menunjukkan bahwa bahkan perubahan relatif kecil pada pola pencampuran musiman danau dapat memengaruhi siklus nitrogen, baik pada skala danau maupun secara global,” kata Moritz.
Dalam penelitian ini, para peneliti menggunakan dua metode. Pertama, mereka mengolah sampel sedimen danau dengan molekul nitrogen yang mengandung isotop langka untuk mengukur aktivitas denitrifikasi di sedimen danau. Selain itu, mereka membuat model keseimbangan nitrogen untuk menghitung total nitrogen yang diuraikan oleh danau.
Selanjutnya, para peneliti berencana mengamati apakah proses yang sama juga berkaitan dengan produksi dinitrogen oksida, salah satu gas rumah kaca yang berkontribusi terhadap perubahan iklim. Hal ini terkait dengan denitrifikasi dan proses konversi nitrogen penting lainnya di danau.
Penelitian sebelumnya menunjukkan bahwa sepanjang periode 1992-2020 volume air tawar danau di seluruh dunia turun hingga 53 persen. Danau-danau besar itu mengering karena krisis iklim.
Sementara itu, penelitian sebelumnya menunjukkan bahwa sepanjang periode 1992-2020 volume air tawar danau di seluruh dunia turun hingga 53 persen. Danau-danau besar itu mengering karena krisis iklim dan penggunaan air berlebihan. Padahal, sebanyak 87 persen kebutuhan air tawar di dunia disuplai dari danau.
Fenomena penurunan volume tersebut diperoleh dari hasil analisis kajian yang dilakukan oleh sejumlah peneliti dan telah diterbitkan pada 19 Mei 2023 dengan judul ”Satellites reveal widespread decline in global lake water storage”. Riset tersebut dilakukan dengan mengamati 1.972 danau di seluruh dunia dengan menggunakan citra satelit, data iklim, dan pemodelan hidrologi.
Faktor yang paling mempengaruhi fenomena itu adalah perubahan iklim. Selain itu, disertai pula oleh pola konsumsi air yang tidak terkendali dan sedimentasi di badan danau yang menyebabkan pendangkalan.
Badan PBB untuk Program Lingkungan Hidup (UNEP) telah menyuarakan pentingnya menjaga kelestarian danau ke semua negara di dunia. Langkah konkret yang dilakukan adalah mengeluarkan dokumen Pengelolaan Danau Berkelanjutan. Dokumen tersebut diinstruksikan agar dilakukan secara integrasi dengan rencana pembangunan nasional dan daerah di sebuah negara.
