22
3. METODE PENELITIAN
3.1. Waktu dan Tempat Penelitian Penelitian dilakukan di Situ Burung pada musim hujan, yaitu pada akhir bulan November 2009 hingga awal bulan Januari 2010. Peta lokasi penelitian dapat dilihat pada Gambar 7.
Gambar 7. Situ burung dan Lokasi stasiun pengamatan. Sumber peta (www.maps.google.com ; Surfer 8.0).
Penelitian di Situ Burung mencakup tiga aspek yaitu: (a) morfometri Situ (b) kualitas fisika dan kimia air Situ, serta (c) biomassa tanaman air berikut estimasi kandungan karbon di dalamnya.
23
3.2. Alat dan Bahan Alat-alat dan bahan-bahan yang digunakan untuk penelitian morfometri Situ, kualitas air dan biomassa tanaman air tercantum pada Tabel 2. Tabel 2. Alat-alat dan bahan dalam penelitian di Situ burung. No
Parameter
Alat
I. Morfometri Pemetaan dimesni permukaan
GPS
Pengukuran dimensi bawah permukaan
Tali dengan pemberat untuk mengukur kedalaman
II. Kualitas Air
Bahan
Peta dasar, citra landsat, Kertas grafik
Pengambilan contoh air menggunakan Van dorn water sampler
Fisika *) 1
Warna
Visual
2
Kecerahan (m)
Secchi disk
3 4
Temperatur (ºC) TSS (mg/l)
thermometer vacuum pump, dessikator, timbangan
5 6
TDS (mg/l) DHL (µmhos/cm)
Spektofotometri SCT meter
Kertas filter millipore,
Kimia *) 1
DO (mg/l)
Botol BOD, gelas ukur, erlenmeyer, pipet dan syringe (sebagai pengganti buret)
Sulfamic acid, MnSO4, NaOH+KI, H2SO4 pekat, Na2S2O3, amylum
2
BOD (mg/l)
s.d.a
3
COD (mg/l)
Botol BOD, gelas ukur, erlenmeyer, buret, plastik hitam, inkubator Titrasi/“Heat of dilution Procedure”
4
pH
pH Stick
1 2
III.Biomasa & Kandungan Karbon Seroja (Nelumbo nucifera) Berat basah Berat Kering
Alat timbang Oven dan alat timbang
3
Nilai % karbon organik
HCl, K2Cr2O7, H2SO4, FAS
Potassium dichromate (K2Cr2O7), dan HCL.
*) pengukuran parameter Fisika dan Kimia mengacu pada Haryadi et al., (1992)
24
3.3 Metode Pengambilan Contoh
3.3.1. Morfometri Pemetaan Situ Burung dilakukan dengan mengelilingi garis pantai Situ tersebut (dengan berjalan kaki) disertai dengan pengukuran bentuk garis pantai menggunakan alat GPS (Global Positioning System). Setelah bentuk garis pantai Situ Burung diukur, selanjutnya dilakukan pengukuran kontur kedalaman dengan menggunakan alat berupa tali berskala dan dilakukan secara sistematis/ dengan sistem grid kotak-kotak di atas sampan. Pengambilan data dimensi permukaan yaitu pada tanggal 25 November 2009 dan pengambilan data dimensi bawah permukaan yaitu pada tanggal 5 Desember 2009.
3.3.2. Kualitas air Lokasi/stasiun pengukuran kualitas air berada di inlet, tengah dan outlet dari aliran Situ Burung. Air contoh diambil pada tanggal 12 Desember 2009 antara pukul 09.00 WIB hingga pukul 11.30 WIB, di empat buah stasiun (lihat Gambar 7). Pengambilan air contoh dilakukan pada masing-masing stasiun pengamatan secara vertikal yaitu pada bagian permukaan dan dekat dasar perairan. Titik koordinat stasiun pengamatan air contoh (stasiun 1 ditengah, stasiun 2 dekat dengan outlet, stasiun 3 di tengah dan stasiun 4 dekat dengan inlet) sebagai berikut: Stasiun 1: 106o43’55.90” BT dan 6o32’46” LS. Stasiun 2: 106o44’2.40” BT dan 6o32’50.60” LS. Stasiun 3: 106o43’59.50” BT dan 6o32’51.18” LS. Stasiun 4: 106o43’57” BT dan 6o32’49.63” LS.
3.3.3. Tanaman air Pada pengamatan tanggal 5 Januari 2010, diambil sampel Seroja sebanyak 12 sampel dari 2 stasiun pengamatan. Pengukuran Seroja meliputi panjang batang, diameter daun (lihat Gambar 8), dan berat basah setiap sampel. Setelah itu, sampel dianalisis untuk mengetahui berat kering dan kadar C- organiknya. Pada analisis berat kering dan kadar air, sampel dikeringkan dengan menggunakan oven. Proses pengovenan dilakukan selama satu hari dengan suhu 75oC dan setiap 4 jam diukur
25
berat keringnya, untuk melihat kestabilan dari berat kering dari setiap sampel Seroja. setelah berat sampel itu stabil pada 4 jam berikutnya, maka dapat dinyatakan hasil itu sebagai data berat kering. Setelah mendapatkan data berat kering dan kadar air, sampel tersebut kemudian dibawa ke pusat laboratorium tanah untuk mengetahui kandungan C-organiknya. Pengukuran berat basah Pengukuran biomassa berat basah tanaman air pada setiap stasiun dilakukan dengan menimbang berat basah seluruh tanaman tersebut. Sebelum penimbangan berat basah, setiap perakaran tanaman air dibilas air bersih sampai tanah yang melekat diperakaran hilang. Selanjutnya tanaman dengan perakaran yang sudah bersih ini ditiriskan di udara terbuka hingga air di bagian luar tubuhnya (external water) hilang. Penirisan ini dilakukan selama 3-5 menit sampai air tidak menetes lagi.
Selain mengukur berat basah keseluruhan tubuh tanaman air tersebut,
pengukuran berat basah terhadap bagian-bagian tanaman (akar, batang dan daun) juga dilakukan: Pengukuran berat kering Selanjutnya masing-masing bagian tanaman yang telah diukur berat basahnya, ditentukan berat keringnya dengan cara di oven pada suhu 70oC (Losidan Sicama 2002) selama 18 jam (hingga tercapai berat kering yang stabil). Kandungan karbon pada Seroja dan di Situ Burung Untuk mengetahui kandungan karbon organik pada tanaman air Seroja digunakan nilai karbon organik antara 36,53 % – 50,12 % atau dengan rata-rata sebesar 45,06%, sehingga untuk menentukkan nilai simpanan karbon dalam satu tanaman Seroja dapat ditentukkan sebagai berikut:
Keterangan Gr C/sampel : berat C yang terkandung pada bagian batang atau daun Seroja. % C organik : 43,79 % untuk batang dan 46,33 % untuk daun. BK : berat kering yang ada pada bagian batang atau daun Seroja.
26
Sedangkan untuk menghitung stok karbon di Situ Burung dapat dihitung dengan rumus sebagai berikut:
Keterangan: C :Total karbon yang terkandung pada seluruh tanaman air Seroja (grC) di Situ Burung. % C-organik : 45,06 %. Yn : Total berat kering seluruh tanaman air Seroja (gr) di Situ Burung. Kuantifikasi penyimpanan CO2 di dalam tubuh Seroja diperoleh dengan mengkonversi nilai karbon yang terkandung dalam tanaman menjadi setara karbon dioksida (CO2 equivalent) yaitu dengan rumus sebagai berikut (Basuki 2004): CO2
= 44/12 X C
Dimana: 44 adalah berat molekul CO2 (grCO2). 12 adalah berat atom C (grC).
Bunga
Daun
Batang
Gambar 8. Bagian tanaman air Seroja (Nelumbo nucifera) untuk analisis biomasa total.
27
Kandungan Air Menurut Haygreen & Bowyer (1989) in Irawan (2009), kadar air dapat dihitung dengan rumus sebagai berikut:
Keterangan: %KA : persentase kadar air. BBc : berat basah contoh (gr). BKc : berat kering contoh (gr).
3.4. Analisis Data
3.4.1. Perhitungan Morfometri Danau Analisa-analisa limnologi suatu danau sering memerlukan pengetahuan atau data-data morfometri secara detail.
Parameter-parameter morfometri biasanya
diperlukan untuk menilai ada tidaknya erosi danau, menghitung beban atau total kandungan unsur hara, massa bahan-bahan kimia, kandungan panas, stabilitas panas dan beberapa indeks tingkat kesuburan perairan. Morfometri yaitu suatu metoda pengukuran dan analisa secara kuantitatif dimensi-dimensi fisik suatu badan perairan misalnya danau.
Untuk menggambar peta permukaan dan dibawah permukaan
menggunakan software surfer 8.0.
Aspek morfometri danau dibedakan atas
dimensi-dimensi permukaan (surface dimensions) dan dimensi-dimensi bawah permukaan (subsurface dimensions) (Haryadi et al., 1997). Ukuran-ukuran yang termasuk dimensi permukaan antara lain: 1. Panjang maksimum (Maximum length=Lmax) merupakan jarak antara dua titik terjauh pada tepi suatu danau. 2. Panjang maksimum efektif (Maximum effective length = Le) merupakan panjang permukaan danau maksimum tanpa melintasi suatu pulau atau daratan yang mungkin teradapat di danau. 3. Lebar maksimum (Maximum width = Wmax) merupakan jarak maksimum dua titik terjauh pada permukaan tepi danau yang ditarik secara tegak lurus terhadap panjang maksimum (Lmax).
28
4. Lebar rata-rata (Mean Width = W) merupakan rasio antara luas permukaan danau (Ao) dengan panjang maksimum (Lmax) yang dinyatakan dalam rumus.
5. Lebar maksimum efektif (Maximum effective width = We) merupakan lebar maksimum danau tanpa melintasi pulau atau daratan yang mungkin terdapat di danau dan ditarik tegak lurus terhadap Le. 6. Luas permukaan (Surface area = Ao) merupakan luas wilayah permukaan danau yang tertutup oleh air. Nilainya bervariasi tergantung musim. 7. Panjang garis keliling pantai (Shore line =SL) pengukuran dimensi ini dapat dilakukan dari peta yang telah tersedia dengan memperhatikan skalanya. 8. Indeks perkembangan garis pantai (Shore line development index = SDI) dimensi ini digunakan untuk mencerminkan bentuk keteraturan danau. Nilai SDI dirumuskan sebagai berikut:
Kriteria: a) SDI mendekati 1 b) 1<SDI<2 c) SDI>2
: Danau berbentuk lingkaran teratur. : Danau berbentuk subsircular atau elips. : Danau berbentuk tidak beraturan.
9. Insolusity (In) merupakan luas total dari pulau-pulau daratan yang ada di tengah danau terhadap luas total permukaan danau. 10. Ketinggian dari permukaan laut dan kedalaman kriptodesi. Sedangkan untuk ukuran-ukuran yang termasuk dimensi bawah permukaan antara lain: 1. Kedalaman Maksimum (Zm) merupakan kedalaman suatu danau pada titik terdalam. 2. Kedalaman relatif (Zr) penentuan kedalaman relatif untuk menggambarkan tingkat stabilitas stratifikasi atau kemantapan pelapisan massa air danau, dinyatakan dalam rumus:
29
3. Kedalaman rata-rata (z) lebih bersifat informatif daripada kedalaman maksimum. 4. Kemiringan rata-rata (s) dapat menggambarkan luas atau tidaknya daerah yang berair dangkal, yang akhirnya mempengaruhi nilai kekeruhan, kedalaman penetrasi cahaya, kelimpahan biota. Perhitungannya adalah sebagai berikut:
Keterangan:
S: Kemiringan rata-rata (%). L: Panjang garis keliling dari masing-masing kontur (m). n : Jumlah kontur pada peta batimetri. Zm : Kedalaman maksimum (m). Ao : Luas permukaan air (m2). 5. Volume total air danau (V) didasarkan pada asumsi bahwa umumnya danau berbentuk sebagai kerucut terpancung dan volume totalnya merupakan dari volume air pada masing-masing strata.
Keterangan: V1, V2 h1 A1, A2 n
: Volume total air pada strata 1, 2, …dst (m3). : Kedalaman atau interval atau kontur (m). : Luas kumulatif strata 1, 2, … dst (m). : Jumlah kontur.
6. Perkembangan volume danau (VD) merupakan ukuran atau nilai yang digunakan untuk menggambarkan bentuk dasar danau secara umum.
30
Perairan yang landai biasanya memiliki luasan daerah litoral yang lebih besar yang biasanya memiliki produktivitas yang tinggi.
Keterangan: Ao Z Zm
: luas permukaan air danau (m2). : Kedalaman rata-rata (m). : Kedalaman maksimum (m).
3.4.2. Penentuan biomassa tanaman Seroja melalui pendekatan persamaan alometrik Allometrik dapat didefinisikan sebagai suatu studi yang mengindikasikan adanya hubunganantara salah satu atau lebih dimensi bagian-bagian tubuh organisme dengan pertumbuhan atau ukuran dari keseluruhan organisme. Dalam studi biomassa Seroja persamaan allometrik digunakan untuk mengetahui hubungan antara diameter, daun dan panjang batang dengan berat kering Seroja secara keseluruhan.
Persamaan allometrik ini dibuat untuk mengestimasi berat kering
Seroja. Berikut ini adalah penyajian dari persamaan allometrik dinyatakan dengan persamaan umum (Sutaryo 2009):
Y = a + bX Dalam hal ini, Y mewakili ukuran yang diprediksi (yaitu biomassa berat kering tanaman Seroja), X adalah bagian yang diukur (daun dan batang), b merupakan slope/kemiringan atau koefisien regresi dan a merupakan nilai perpotongan dengan sumbu vertikal (Y). Untuk mencari nilai a dan b dalam persamaan liner di atas digunakan metode kuadrat terkecil (least square). Rumus yang digunakan adalah sebagai berikut :
31
Bentuk persamaan Y = a + bX, kemudian ditransformasikan ke dalam bentuk logaritma menjadi log(Y) = log(a) + b[log(X)]. Jika diperhatikan, persamaan log(Y) = log(a) + b[log(X)] adalah identik dengan persamaan Y = a + bX.
Dengan
demikian setelah melalui transformasi, untuk mencari nilai log (a) dan b juga dapat dilakukan dengan menggunakan metode kuadrat terkecil (least square). Berikut ini adalah tahapan yang dilakukan untuk menentukan persamaan alometrik yaitu : 1.
Memilih sampel tanaman air yang akan diukur diameter daun dan panjang batang sebagai data (X), dalam penelitian ini diambil unit sampel berjumlah n ≥ 10.
2.
Kemudian mengukur berat kering dari sampel tanaman air (Y) yang sebelumnya telah diukur panjang batang dan diameter daun.
3.
Setelah itu dicari nilai a dan b dari rumusan metode kuadrat terkecil atau dapat dilakukan regresi terhadap nilai X dan Y yang telah didefinisikan diatas.
Sebagai catatan jika data belum menyebar normal harus
dilakukan konversi data dalam bentuk logaritmik. 4.
Setelah diperoleh nilai a dan b tersebut, maka dapat dibentuk persamaan allometrik secara umum Y = a + bX atau dapat juga dituliskan dalam bentuk pangkat Y = a X b .
