Strategi Pengelolaan Keramba Jaring Apung untuk Danau Batur yang Berkelanjutan

Abstract

Danau Batur merupakan danau vulkanik tertutup terbesar di Bali yang dimanfaatkan untuk berbagai kepentingan, termasuk budidaya ikan dengan keramba jaring apung (KJA). Karakteristik danau tertutup menyebabkan nutrien dan bahan organik cenderung terakumulasi sehingga Danau Batur lebih rentan mengalami eutrofikasi. Meskipun budidaya KJA memberikan manfaat ekonomi, ekspansi KJA telah diikuti oleh penurunan kualitas perairan, kematian massal ikan yang berulang, serta konflik pemanfaatan ruang perairan. Pengelolaan akuakultur di Danau Batur karena itu memerlukan pendekatan yang mampu menyeimbangkan aspek ekonomi, sosial, dan lingkungan. Ecosystem Approach to Aquaculture (EAA) dikembangkan untuk mengintegrasikan akuakultur dalam sistem sosial-ekologis melalui penyeimbangan empat dimensi daya dukung, yaitu fisik, produksi, ekologi, dan sosial. Akan tetapi, sebagian besar penelitian masih mengevaluasi setiap dimensi tersebut secara terpisah, sehingga keterkaitan antar dimensi daya dukung dalam mendukung pengambilan keputusan pengelolaan belum banyak dikaji secara empiris. Penelitian ini bertujuan mengevaluasi daya dukung ekologi Danau Batur dan cakupan spasial dampak ekologis aktivitas KJA, menganalisis implikasi terlampauinya daya dukung ekologi terhadap daya dukung fisik, produksi, dan sosial, serta merumuskan strategi pengelolaan KJA dalam kerangka EAA. Daya dukung ekologi dihitung berdasarkan kapasitas asimilasi fosfor sesuai Peraturan Menteri Negara Lingkungan Hidup Nomor 28 Tahun 2009. Cakupan spasial dampak ekologis dianalisis menggunakan karakteristik geokimia sedimen melalui analisis multivariat untuk membedakan area terdampak dan area kontrol. Daya dukung fisik pada awal terjadinya kematian ikan massal 2011 dievaluasi dengan menggunakan Canadian Council of Ministers of the Environment Water Quality Index (CCME-WQI). Perubahan daya dukung fisik, produksi, dan sosial dianalisis menggunakan data deret waktu (2011-2023) kualitas lingkungan, luas KJA, produksi budidaya, dan hasil tangkapan nelayan tradisional. Selanjutnya, strategi pengelolaan dirumuskan menggunakan Bayesian Best-Worst Method untuk pembobotan kriteria dan PROMETHEE untuk penentuan prioritas alternatif. Perhitungan daya dukung ekologi menunjukkan bahwa Danau Batur tidak memiliki daya dukung ekologi untuk budidaya KJA (0 KJA) karena sebagai danau tertutup tidak memiliki kapasitas asimilasi terhadap tambahan beban fosfor. Temuan ini diperkuat oleh analisis geokimia sedimen yang menunjukkan bahwa terdapat gradien geokimia utama yang memisahkan area yang kaya akan unsur-unsur terkait material organik (C, N, P) dan area yang kaya akan unsur-unsur litogenik. Area yang kaya akan unsur organik disebut area terdampak KJA, dan area yang dominan unsur litogenik menjadi area kontrol. Sedimen di area terdampak KJA mengandung C dan N berturut-turut 10,11 ± 2,11% and 0,83 ± 0,17%, sementara area kontrol mengandung C dan N berturut-turut 3,86 ± 2,38% and 0,24 ± 0,20%. Perbedaan signifikan antara area terdampak KJA dan area kontrol (p<0,001) menunjukkan ukuran efek yang sangat besar (Cohen’s d = 2,81 untuk C dan 3,25 untuk N), yang mengindikasikan pengayaan bahan organik yang kuat di area terdampak KJA. Nilai CCME-WQI menunjukkan bahwa daya dukung fisik Danau Batur telah berada pada kategori rendah pada tahun 2011. Terlampauinya daya dukung ekologi berkaitan dengan penurunan daya dukung fisik yang ditunjukkan oleh meningkatnya indikator eutrofikasi dan menurunnya transparansi perairan. Hal ini juga berkaitan dengan penurunan daya dukung produksi yang ditunjukkan oleh menurunnya produktivitas budidaya. Analisis deret waktu (2011-2023) menunjukkan bahwa penambahan luas area KJA tidak menghasilkan peningkatan produksi total yang sebanding (R^2=0,28; p > 0,05). Sebaliknya, produktivitas KJA per satuan luas menunjukkan tren penurunan yang sangat kuat dan signifikan (R^2=0,94; p< 0,001). Selain itu terjadi pula penurunan daya dukung sosial yang ditunjukkan oleh menurunnya hasil tangkapan nelayan, berkurangnya akses terhadap ruang perairan, dan munculnya konflik pemanfaatan ruang antara budidaya dan perikanan tangkap. Analisis spasial menunjukkan bahwa 65,25% jumlah KJA berada pada perairan dengan kedalaman kurang dari 20 m, yaitu kawasan yang secara ekologis berfungsi sebagai habitat penting ikan sekaligus merupakan daerah utama penangkapan ikan oleh nelayan tradisional. Kondisi tersebut menunjukkan adanya tumpang tindih pemanfaatan ruang antara kegiatan budidaya dan perikanan tangkap. Selain itu, hasil regresi menunjukkan bahwa produksi perikanan tangkap memiliki hubungan positif yang kuat dengan produktivitas KJA (R^2=0,89; p< 0,001). Temuan tersebut mengindikasikan bahwa penurunan hasil tangkapan nelayan dan produktivitas budidaya kemungkinan dipengaruhi oleh faktor lingkungan yang sama, yaitu penurunan kualitas ekosistem Danau Batur akibat terlampauinya daya dukung ekologi. Hasil ini diperkuat oleh studi terdahulu yang menunjukkan bahwa nelayan cenderung menghindari area KJA karena berisiko merusak alat tangkap, sehingga ekspansi KJA tidak hanya menurunkan kualitas habitat ikan, tetapi juga mengurangi akses nelayan terhadap daerah penangkapan. Analisis Bayesian BWM–PROMETHEE menunjukkan bahwa alternatif strategi dengan prioritas tertinggi adalah penghapusan KJA dan konversi budidaya ke sistem budidaya darat. Kontribusi utama penelitian ini meliputi tiga aspek. Pertama, penelitian ini memperluas penerapan Ecosystem Approach to Aquaculture (EAA) pada sistem danau tertutup (endorheic lake) yang memiliki karakteristik limnologis berbeda dengan badan air terbuka. Kedua, penelitian ini menyediakan bukti empiris bahwa terlampauinya daya dukung ekologi berkaitan dengan penurunan daya dukung fisik, produksi, dan sosial, sehingga memperkuat pemahaman mengenai keterkaitan antar dimensi daya dukung dalam kerangka EAA. Ketiga, penelitian ini mengembangkan pendekatan delineasi area terdampak dan area referensi berdasarkan karakteristik geokimia sedimen melalui analisis multivariat, sehingga evaluasi dampak ekologis tidak bergantung pada asumsi jarak dari lokasi budidaya.

Lake Batur is the largest volcanic endorheic lake in Bali and supports multiple uses, including floating net cage (FNC) aquaculture. As a closed lake, its limnological characteristics promote the accumulation of nutrients and organic matter, making it particularly vulnerable to eutrophication. Although FNC aquaculture provides substantial economic benefits, its expansion has been accompanied by declining water quality, recurrent mass fish mortality events, and conflicts over the use of aquatic space. Aquaculture management in Lake Batur therefore requires an approach that balances environmental, economic, and social objectives. The Ecosystem Approach to Aquaculture (EAA) was developed to integrate aquaculture into broader social–ecological systems by balancing four dimensions of carrying capacity: physical, production, ecological, and social. However, most previous studies have evaluated these dimensions separately, so the interlinkages among carrying capacity dimensions in supporting management decision-making have not been extensively examined empirically. This study aimed to evaluate the ecological carrying capacity of Lake Batur and the spatial extent of ecological impacts caused by FNC aquaculture, analyze the implications of ecological carrying capacity exceedance for physical, production, and social carrying capacities, and formulate sustainable FNC management strategies within the EAA framework. Ecological carrying capacity was estimated using the phosphorus assimilation capacity approach based on the Indonesian Ministry of Environment Regulation No. 28 of 2009. The spatial extent of ecological impacts was assessed through multivariate analysis of sediment geochemical characteristics to distinguish impacted and control areas. Physical carrying capacity at the onset of the mass fish kill in 2011 was evaluated using the Canadian Council of Ministers of the Environment Water Quality Index (CCME-WQI). Changes in physical, production, and social carrying capacities were analyzed using time-series data on water quality, FNC area, aquaculture production, and traditional capture fisheries production. Subsequently, management strategies were prioritized using the Bayesian Best–Worst Method (Bayesian BWM) for criteria weighting and PROMETHEE for ranking alternative strategies. Ecological carrying capacity assessment indicated that Lake Batur has no remaining ecological carrying capacity for FNC aquaculture (0 FNC units) because, as an endorheic lake, it lacks the capacity to assimilate additional phosphorus loads. This finding is reinforced by sediment geochemical analysis, which reveals a major geochemical gradient separating areas rich in organic-related elements (C, N, P) from areas rich in lithogenic elements. The area rich in organic elements is designated as the FNC-impacted area, while the lithogenic-dominated area serves as the control area. Sediments in the FNC-impacted area contain C and N of 10.11 ± 2.11% and 0.83 ± 0.17%, respectively, while the control area contains C and N of 3.86 ± 2.38% and 0.24 ± 0.20%, respectively. The significant difference between the FNC-impacted and control areas (p < 0.001) indicates a very large effect size (Cohen's d = 2.81 for C and 3.25 for N), indicating strong organic enrichment in the FNC-impacted area. The CCME-WQI values indicate that the physical carrying capacity of Lake Batur was already in the low category in 2011. The exceedance of ecological carrying capacity was associated with declining physical carrying capacity, as reflected by increasing eutrophication indicators and decreasing water transparency. It is also associated with declining production carrying capacity, as indicated by declining aquaculture productivity. Time-series analysis (2011–2023) shows that increasing FNC area did not result in a proportional increase in total production (R² = 0.28; p > 0.05). In contrast, FNC productivity per unit area shows a very strong and significant declining trend (R² = 0.94; p < 0.001). In addition, a decline in social carrying capacity was observed, as indicated by reduced capture fishery production, diminished access to fishing grounds, and increasing spatial use conflicts between aquaculture and capture fisheries. Spatial analysis showed that 65.25% of FNCs were located in waters shallower than 20 m, which serve both as ecologically important fish habitats and the primary fishing grounds for traditional fishers. This spatial distribution indicates an overlap in the use of aquatic space between aquaculture and capture fisheries. Furthermore, regression analysis revealed a strong positive relationship between capture fishery production and FNC productivity (R² = 0.89; p < 0.001), indicating that both fishery sectors are affected by the same environmental conditions, i.e., water quality degradation due to the exceedance of ecological carrying capacity. In other words, the declining productivity of FNC and the declining catches of traditional fishers are consequences of the deteriorating ecosystem quality of Lake Batur. This interpretation is supported by previous studies showing that fishers tend to avoid areas occupied by floating net cages because of the risk of damaging their fishing gear. Consequently, the expansion of FNCs not only degraded fish habitat quality but also reduced fishers' access to fishing grounds. Bayesian BWM–PROMETHEE analysis shows that the highest-priority strategic alternative is the removal of FNC and conversion to land-based aquaculture systems. The main contributions of this study include three aspects. First, this study extends the application of the Ecosystem Approach to Aquaculture (EAA) to a closed lake system (endorheic lake), which has limnological characteristics distinct from open water bodies. Second, this study provides empirical evidence that exceeding ecological carrying capacity is associated with declines in physical, production, and social carrying capacities, thereby strengthening the understanding of interlinkages among carrying capacity dimensions within the EAA framework. Third, this study develops an approach for delineating impacted and reference areas based on sediment geochemical characteristics through multivariate analysis, so that ecological impact assessment does not rely on distance-based assumptions from farming locations.