3. BAHAN DAN METODE
3.1. Waktu dan Lokasi Penelitian Penelitian ini dilakukan pada Bulan Mei – Juni 2009 yang berlokasi perairan timur Kabupaten Bintan. Ada dua sungai yang bermuara ke laut di perairan ini yaitu Sungai Kawal dan Sungai Galang Batang. Secara administratif termasuk wilayah dalam Kabupaten Bintan, Kepulauan Riau. Peta lokasi penelitian disajikan pada Gambar 8. Tabel 4. Posisi geografis pada tiap stasiun penelitian Stasiun 1
Nama Lokasi Karang Muara
Jarak Muara Sungai (Km) Kawal = 1,77
2
Karang Penyerap
Kawal = 2,73
3
Teluk Bakau
Kawal = 4,07
4
Masiran
Kawal = 2,37
5
Pulau Manjin
Kawal = 6,72 Galang Batang = 2,75
Posisi Geografis 00°59,175’ N 104°38,993’ E 01°00,272’ N 104°39,414’ E 01°01,125’ N 104°39,675’ E 00°58,678’ N 104°39,109’ E 00°56,438’ N 104°40,065’ E
3.2. Peralatan yang Digunakan Alat bantu utama yang digunakan dalam pengamatan terumbu karang adalah peralatan selam SCUBA (Self Contained Underwater Breathing Apparatus), roll meter, pelampung tanda, jam tangan bawah air, transek kuadrat dengan ukuran (1 x 1) m2, serta alat tulis bawah air (underwater paper dan pensil). Alat pendukung lainnya yang digunakan untuk mengamati terumbu karang diantaranya adalah kamera bawah air, serta perahu motor sebagai alat transportasi dalam pengambilan data. GPS digunakan untuk mencatat posisi geografis lokasi stasiun pengamatan. Alat yang digunakan
untuk mengukur
sedimen adalah sediment traps yang terbuat dari pipa PVC dengan diameter dalam 5 cm. Adapun bahan yang digunakan untuk mengidentifikasi karang adalah buku identifikasi karang, yaitu:
Ditlev (1980); Wood (1983); Suharsono (1996);
Stafford-Smith dan Veron (2000).
29
Gambar 8 Peta Lokasi Penelitian.
30 Selanjutnya peralatan serta metode yang digunakan untuk mengukur parameter perairan secara lengkap dapat dilihat pada Tabel 5 berikut. Tabel 5. Peralatan untuk mengukur parameter sedimen dan oseanografi fisik kimia. Parameter Laju sedimentasi Tekstur sedimen Kecepatan arus Arah arus Posisi stasiun Kekeruhan Kedalaman Kecerahan Suhu Salinitas PO4-2 NO3TSS
Satuan mg/cm2/hari % cm/det (°) Ltg - Bjr NTU M m o C o /oo mg/lt mg/lt mg/lt
Alat dan Bahan Sediment trap Sieve, neraca, pipet Floater drauge Kompas GPS Turbidimeter Tongkat Kedalaman Seschi disk Termometer Refractometer Spektrofotometer Spektrofotometer Gravimetri
Keterangan In situ & Lab. Lab. In situ In situ In situ Lab. In Situ In situ In situ In situ Lab. Lab. Lab.
3.3. Tahapan Penelitian Secara umum penelitian kali ini meliputi tiga tahap, yaitu (1) penentuan stasiun, kemudian dilanjutkan dengan pengamatan terumbu karang, sedimen dan parameter oseanografi di lapangan. (2) Analisis laboratorium untuk parameter tekstur sedimen, laju sedimentasi, dan beberapa kualitas air (3) Analisis dan interpretasi data. 3.4. Metode Pengambilan Data Pengambilan data primer dilakukan melalui pengukuran langsung parameter penelitian baik di lapangan maupun di laboratorium. Untuk menunjang data primer dilakukan pengumpulan data sekunder diberbagai instansi terkait, BMG, Bappeda, BPLH dan instansi terkait lainnya. 3.4.1. Penentuan stasiun Penentuan titik stasiun berdasarkan hasil survei awal dan jarak terhadap muara sungai. Survei awal dengan metode diving bertujuan untuk memperoleh gambaran umum tentang sebaran karang yang tumbuh di perairan timur Kabupaten Bintan dan kondisi fisik lingkungannya yang menyangkut sumber
31 sedimen. Dengan perbedaan jarak tersebut diduga terdapat laju sedimentasi yang akan berpengaruh terhadap struktur terumbu karang. 3.4.2. Pengukuran parameter fisik dan kimia perairan Pembacaan dan pencatatan data suhu di perairan timur Kabupaten Bintan dilakukan pada kedalaman 0,5 m. Arus dan salinitas yang diukur adalah arus dan salinitas lapisan permukaan. Pengukuran parameter fisik-kimia oseanografi lainnya juga dilakukan meliputi nitrat, ortofosfat, kekeruhan, kecerahan, total padatan tersuspensi (total suspended solid). Sample air yang terambil kemudian dipindahkan ke dalam botol sampel untuk dilakukan analisis nitrat, fosfat, dan TSS di laboratorium.
Gambar 9 Pengukuran kualitas air di lapangan. 3.4.3. Pengukuran laju sedimentasi Laju sedimentasi diukur dengan alat sediment trap. Tabung sediment trap yang digunakan adalah pipa PVC dengan ukuran diameter 5 cm dan tinggi 11,5 cm, pada bagian atas memiliki sekat-sekat (baffles) penutup. Tabung sediment trap dipasang pada tiang besi berdiameter 12 mm pada ketinggian 20 cm dari dasar (Garder, 1980 in English et al. 1997). Tiap stasiun dipasang tiga buah sediment trap, jarak antar sediment trap berkisar 1 sampai 5 m tergantung pada keberadaan terumbu karang untuk menghindari kerusakan akibat pemasangan sediment trap. Sediment trap dipasang selama 20 hari, sedimen yang terkumpul kemudian dikeringkan dalam oven pada suhu 60oC selama 24 jam (English et al. 1997). Selanjutnya dilakukan pengukuran berat kering sedimen dalam satuan miligram
32 dengan timbangan analitik. Laju sedimentasi dinyatakan dalam satuan mg/cm2/hari (Rogers et al. 1994).
Gambar 10 Penempatan sediment trap pada stasiun pengamatan.
Untuk
mengetahui
fraksi
sedimen
pada
masing-masing
stasiun
pengamatan diambil sampel dan dianalisis di Laboratorium Pusat Penelitian Tanah dengan menggunakan metode pipet. Sampel sedimen dasar diambil pada lapisan permukaan hingga kedalaman 10 cm. Hal ini dikarenakan hasil sedimen yang tertangkap tidak mencukupi untuk dijadikan sampel analisis. 3.4.4. Pengamatan terumbu karang Pengamatan terumbu karang dilakukan dengan menggunakan modifikasi dari metode transek kuadrat (English et al. 1997). Metode ini cocok digunakan untuk mengamati penutupan terumbu karang dengan periode waktu yang lama. Metode ini terdapat tiga tahapan yang dilakukan, yaitu pembentangan roll meter, pemasangan pasak, dan pengambilan foto transek. Pemasangan roll meter dilakukan untuk menetapkan transek garis, dimana transek garis ini berfungsi dalam penentuan arah dan jarak yang konstan dari pemasangan transek kuadrat. Roll meter dibentangkan sepanjang 50 meter, kemudian pemasangan transek kuadrat dilakukan setiap selang 10 meter. Selanjutnya pengambilan foto transek dilakukan dengan menggunakan kamera bawah air.
33
Gambar 11 Ilustrasi di lapangan penempatan transek kuadrat.
Pengamatan terumbu karang dengan menggunakan metode transek kuadrat. Metode ini mempunyai keuntungan yang lebih dalam hal mencatat semua jenis (termasuk yang tersembunyi) dan mengurangi terabaikannya pencatatan beberapa koloni. Metode ini memungkinkan untuk memeriksa kembali bidang pengamatan dengan melihat gambar yang telah dibuat jika menggunakan kuadrat permanen. Analisis yang dihasilkan dengan menggunakan metode ini memberikan hasil yang bagus untuk menghitung parameter jumlah spesies, persentase penutupan dan kepadatan populasi (Weinberg 1981 dan Rogers et al. 1994). Metode ini menggunakan transek kuadrat berukuran 1 x 1m2 yang dibagi lagi menjadi 100 bagian yang lebih kecil. Transek kuadrat diletakkan setiap interval 10 meter pada jalur roll meter sepanjang 50 m yang dibentangkan sejajar garis pantai mengikuti kontur kedalaman (Gambar 11). Semua individu yang terdapat dalam transek diukur koloninya dan digambar/dipetakan pada sabak (kertas tahan air) dan langsung diidentifikasi sampai tingkat genus. Individu yang belum
teridentifikasi
diambil
sampelnya
untuk
kemudian
dilakukan
pengidentifikasian dengan bantuan buku identifikasi karang. 3.5. Analisis Data 3.5.1. Laju sedimentasi Laju sedimentasi dinyatakan dalam mg/cm2/hari (Roger et al. 1994). Pengamatan dilakukan dengan mengoleksi sedimen yang terperangkap dalam sediment traps yang dipasang selama 20 hari. Selanjutnya dihitung berat kering sedimen (dalam mg) dengan menggunakan timbangan analitik.
34 Perhitungan laju sedimentasi dilakukan melalui persamaan berikut :
LS =
BS Jumlah hari x π r 2
Keterangan : LS = Laju sedimentasi (mg/cm2/hari) Bs = Berat kering sedimen (mg) π = konstanta (3,14) r = Jari jari lingkaran sedimen traps (cm) 3.5.2. Tekstur sedimen Untuk menentukan tekstur sedimen dilakukan dengan menggunakan saringan bertingkat (sieving) untuk fraksi pasir kemudian ditimbang berdasarkan ukuran diameter butiran sedimen. Sedangkan untuk fraksi menggunakan metode pipet (Poppe et al. 2003). Selanjutnya data komposisi sedimen berdasarkan ukuran butir diolah menggunakan software Gradistat 6.0 untuk menentukan jenis sedimen (Blott 2000 ; Blott & Pye 2001). 3.5.3. Persentase tutupan dan mortalitas terumbu karang Persentase penutupan karang beserta penyusun substrat dasar lainnya dianalisis dengan menggunakan software Image-J. Prinsip kerja dari metode ini adalah: pertama mengkonversi foto yang diambil dengan menggunakan kamera dari satuan meter (mengacu pada transek kuadrat dengan dengan luas (1x1) m2 ke dalam satuan pixel; selanjutnya melakukan digitasi terhadap bentuk pertumbuhan karang beserta substrat dasar lainnya yang telah diketahui genusnya. Hasil akhir dari pengolahan ini adalah berupa persentase penutupan baik bentuk pertumbuhan ataupun genus karang serta penyusun substrat dasar lainnya yang terdapat dalam transek kuadrat. Persentase total tutupan karang hidup yang diperoleh dikategorikan berdasarkan Gomez dan Yap (1988), sebagai berikut ; 0 – 24,9% (buruk), 25 – 49,9% (sedang), 50 – 74,9% (baik) dan 75 – 100% (sangat baik). 3.5.4. Indeks mortalitas Untuk melihat tingkat kematian karang pada masing-masing stasiun penelitian didekati dengan indeks mortalitas. Nilai indeks mortalitas karang
35 didapatkan dari persentase penutupan karang mati dan patahan karang dibagi dengan persentase karang hidup (modifikasi dari Gomez and Yap 1988):
MI =
A A+ B
Keterangan : MI = Indeks mortalitas A = Persentase karang mati dan patahan karang B = Persentase karang hidup Indeks ini memperlihatkan besarnya perubahan karang hidup menjadi karang mati. Nilai indeks mortalitas yang mendekati 0,0 menunjukkan bahwa tidak ada perubahan yang berarti bagi karang hidup yang mati, sedangkan nilai yang mendekati 1,0 menunjukkan bahwa terjadi perubahan yang berarti dari karang hidup menjadi karang mati. 3.5.5. Analisis Komponen Utama Untuk melihat keterkaitan hubungan parameter terumbu karang beserta karakteristik perairan di sekitarnya dilakukan analisis menggunakan statistik multivariabel PCA (Principal Components Analysis) dengan software XLSTAT 2009.2.01. Analisis Komponen Utama (PCA) merupakan metode analisis statistika deskriptif untuk merepresentasikan data dalam bentuk grafik informasi maksimum yang terdapat dalam suatu matriks data. Parameter yang dilibatkan dalam analisis ini adalah persentase tutupan karang serta parameter fisika-kimia perairan di sekitarnya seperti salinitas, kecerahan, kecepatan arus, kekeruhan, TSS, laju sedimentasi, tutupan karang dan indeks mortalitas. Karena parameter-parameter tersebut tidak memiliki satuan yang sama maka harus dilakukan penormalan data melalui serangkaian proses pemusatan dan pereduksian. Pemusatan dilakukan dengan melihat selisih antara nilai parameter inisial tertentu dengan nilai rata-rata parameter tersebut.
36 Pereduksian merupakan hasil bagi antara nilai pemusatan dengan standar deviasi parameter tersebut. R=
Ni − x S
Keterangan : R = nilai hasil reduksi Ni = nilai parameter awal x = nilai rataan dari parameter S = standar deviasi Agar pengelompokan dapat dilakukan, harus diketahui dahulu kedekatan antar komponen, untuk itu digunakan jarak Euclidean yang merupakan jumlah kuadrat perbedaan antara stasiun (baris) terhadap variabel/parameter (kolom) yang berhubungan. 3.5.6. Analisis regresi Untuk menganalisis hubungan antara sedimentasi dengan tutupan karang, dilakukan analisis Regresi dengan menggunakan software Microsoft Excel 2007. Regresi merupakan suatu model matematika yang dapat digunakan untuk memprediksi suatu variabel dengan variabel lainnya. Variabel yang diprediksi disebut variabel dependent yang umumnya ditulis dengan lambang y, sedangkan variabel yang memprediksi disebut variabel independent, yang biasa ditulis dengan simbol x (Walpole 1995, Kountur 2006). Dalam kaitannya dengan penelitian kali ini, yang menjadi variabel dependent adalah tutupan karang, indeks mortalitas sedangkan yang menjadi variabel independent adalah laju sedimentasi.
37 Secara matematis rumus regresi dapat ditulis sebagai berikut (Walpole 1995) : yˆ = a + bx n ⎛ n ⎞⎛ n ⎞ n∑ xiyi − ⎜ ∑ xi ⎟⎜ ∑ yi ⎟ ⎝ i =1 ⎠⎝ i =1 ⎠ b = i =1 2 n ⎛ n ⎞ 2 n∑ xi − ⎜ ∑ xi ⎟ i =1 ⎝ i =1 ⎠
a = y − bx
Keterangan : = tutupan karang yang diprediksi yˆ x = laju sedimentasi = koefisien regresi a, b y = rata-rata y = rata-rata x x Setelah diketahui persamaan regresi, selanjutnya dilakukan analisis hubungan antara laju sedimentasi dengan tutupan karang serta indeks mortalitas. Analisis dilakukan dengan penghitungan koefisien korelasi (r). Persamaan untuk koefisien korelasi dapat dituliskan sebagai berikut (Walpole 1995):
r=
n ⎛ n ⎞⎛ n ⎞ n∑ xiyi − ⎜ ∑ xi ⎟⎜ ∑ yi ⎟ i =1 ⎝ i =1 ⎠⎝ i =1 ⎠
⎡ n 2 ⎛ n ⎞2 ⎤ ⎡ n 2 ⎛ n ⎞2 ⎤ ⎢n∑ xi − ⎜ ∑ xi ⎟ ⎥ ⎢n∑ yi − ⎜ ∑ yi ⎟ ⎥ ⎝ i =1 ⎠ ⎥⎦ ⎢⎣ i =1 ⎝ i =1 ⎠ ⎥⎦ ⎢⎣ i =1
Dalam menginterpretasi model regresi digunakan koefisien determinasi (R2). Koefisien determinasi menunjukkan berapa besar perubahan pada variabel dependent yang dapat dijelaskan oleh variabel independent. Penghitungan koefisien determinasi dilakukan melalui persamaan berikut:
R2 =
JKG 2 (n − 1) s y
Keterangan : Sy = simpangan baku y n = jumlah data JKG = jumlah kuadrat (n – 1) (sy2 – (b2sx2))
