13
3. METODOLOGI PENELITIAN
3.1 Lokasi dan Waktu Penelitian Penelitian ini berlokasi di perairan Pesisir Manokwari Provinsi Papua Barat, pada empat lokasi yaitu Pesisir Perairan Rendani, Wosi, Briosi dan Padarni (Gambar 4). Penelitian ini dilaksanakan pada bulan April-Mei 2010 (2 bulan), yang meliputi kegiatan pengambilan data lapangan serta pengolahan data. Pengambilan data lapangan hanya dilakukan satu kali pada tiap lokasi. Pemilihan lokasi penelitian didasarkan pada beberapa asumsi, yaitu Pesisir Perairan Rendani merupakan lokasi dengan kondisi lingkungan yang masih alami karena cukup jauh dari pemukiman penduduk dan berada dalam area Bandar Udara Rendani. Lokasi Wosi merupakan lokasi dengan tingkat gangguan yang tinggi (Lefaan 2008), karena tingginya sedimentasi, adanya masukkan limbah antropogenik yang berasal dari pemukiman penduduk yang cukup padat dan Pasar Wosi, serta salinitas yang berfluktuasi karena merupakan daerah muara Sungai Wosi. Lokasi Briosi merupakan daerah dengan tingkat gangguan yang sedang, karena dekat dengan Pasar Sanggeng dan berhadapan dengan Pelabuhan Manokwari serta pemukiman yang cukup padat. Lokasi Padarni merupakan daerah dengan tingkat gangguan yang sedang karena gangguan berasal dari limbah antropogenik rumah tangga dan aktivitas manusia. 3.2 Alat dan Bahan Dalam penelitian ini terdapat dua kegiatan yang dilakukan yakni kegiatan di lapangan yang meliputi pengambilan contoh lamun dan gastropoda, pengukuran beberapa parameter fisika-kimia air secara in situ dan pengambilan contoh substrat. Kegiatan selanjutnua dilaksanakan di laboratorium meliputi identifikasi lamun dan gastropoda, analisis fisikakimia air dan analisis tekstur substrat. Kegiatan analisis laboratorium dilakukan di Laboratorium Perikanan dan Laboratorium Kimia UNIPA serta Laboratorium Produktivitas Lingkungan IPB. Adapun parameter fisika-kimia air yang diukur dan dianalisis serta alat atau bahan yang digunakan seperti ditunjukkan dalam Tabel 1.
16
Gambar 4 Peta lokasi penelitian
17
Tabel 1
Parameter yang diukur serta alat dan bahan yang digunakan dalam penelitian
Parameter
Satuan Suhu
Fisika
o
C
Kekeruhan Kecepatan arus
NTU m/detik
Tekstur Substrat
mm
pH air Salinitas
Kimia
Biologi
Data pendukung
‰
Alat/bahan
Keterangan
Termometer
In situ
Turbidity meter Current meter
Laboratorium In situ
Ayakan bertingkat pH meter
Laboratorium
Refraktometer
In situ
In situ
Nitrat
mg/ l
Spektrofotometer
Laboratorium
Ammonia
mg/ l
Spektrofotometer
Laboratorium
Fosfat
mg/ l
Spektrofotometer
Laboratorium
Oksigen Terlarut (DO) Biochemical Oxygen Demand 5 (BOD 5 ) Total Organic Matter (TOM) Gastropoda
mg/l
DO meter
In situ
mg/l
Spektrofotometer
Laboratorium
mg/l
Spektrofotometer
Laboratorium
Kuadrat 50 x 50 cm dan roll meter
In situ
Lamun Kedalaman air saat sampling Posisi lokasi sampling
ind/cm2 2
ind/cm cm
Derajat (o)
Tongkat berskala Global Positioning System (GPS)
In situ In situ In situ
3.3 Metode Pengambilan Data Metode pengambilan contoh lamun dan gastropoda mrnggunakan metode transek garis. Pada tiap lokasi pengamatan terdiri atas 3 garis transek dengan jarak antara garis transek satu dengan yang lain 50 m dan panjang garis transek disesuaikan dengan luasan padang lamun ke arah laut di lokasi pengambilan data. Garis transek diletakkan tegak lurus dengan garis pantai, Dalam satu garis transek terdiri atas 10 kuadrat dengan jarak setiap kuadrat tergantung dari panjang garis transek, dengan perhitungan panjang garis transek/9, sehingga diperoleh jarak antar kuadrat. Pengambilan contoh dimulai dari kuadrat dekat garis pantai ke arah laut yang ditumbuhi lamun. Kuadrat pertama dan kuadrat terakhir ditandai dengan GPS untuk memudahkan jika akan dilakukan pengecekan kembali.
18
Metode pengambilan contoh yang digunakan adalah metode rancagan acak berlapis, dengan garis transek sebagai ulangan. Metode ini digunakan berdasarkan asumsi bahwa padang lamun yang diamati tergolong vegetasi campuran, yang terdiri atas lebih dari satu jenis lamun. 3.3.1 Pengambilan Contoh Lamun dan Gastropoda Pengambilan contoh lamun dan gastropoda dilakukan pada tiap kuadrat dari setiap garis transek, sehingga jumlah kuadrat yang diamati sebanyak 30 kuadrat pada masing-masing lokasi (Dennison 1990; English et al. 1997). Setelah meletakkan kuadrat, dilakukan pengamatan terlebih dahulu terhadap gastropoda yang berada di daun lamun maupun di substrat. Jika ditemukan, gastropoda tersebut langsung dimasukkan ke dalam plastik sampel dan diberi keterangan. Kemudian dihitung persen tutupan tiap spesies lamun. Selanjutnya dilakukan pengerukan substrat sedalam ± 5 cm dengan asumsi bahwa terdapat spesies gastropoda yang membenamkan diri dalam substrat (bersifat infauna) untuk menghindari kekeringan, mengingat pengambilan sampel dilakukan saat surut terendah. Kemudian lamun dan gastropoda dipisahkan dari substrat, dimasukkan ke dalam plastik sampel dan diberi keterangan. Contoh lamun dan gastropoda selanjutnya dibawa ke laboratorium untuk diidentifikasi. Lamun diidentifikasi berdasarkan acuan dari Phillips & Menez (1998), McKenzie et al. (2003) dan Lanyon (1986). Gastropoda diidentifikasi berdasarkan buku karangan Habe (1964); Dharma (1988; 1992; 2005); Lindner (2000); Oliver (2004) dan Kusnaedi et al. (2008). 3.3.2 Pengukuran Parameter Fisika-Kimia Air dan Pengambilan Tekstur Substrat Parameter fisika-kimia air diambil dengan alat dan metode seperti yang tertera dalam Tabel 1. Pengukuran parameter fisika-kimia air menurut Fonseca (1990), meliputi: suhu, kecepatan arus, pH air, salinitas dan oksigen terlarut (DO), yang dilakukan secara in situ. Sedangkan kekeruhan, ammonia, nitrat, fosfat, biochemical oxygen demand 5 (BOD 5 ), total organic matter (TOM) dan tekstur substrat analisisnya dilakukan di Laboratorium.
19
Pengambilan contoh substrat dasar untuk analisis tekstur, diambil sebanyak 100 gr contoh sedimen. Pengambilan hanya dilakukan pada kuadrat pertama, kuadrat kelima dan kuadrat ke sepuluh pada masingmasing garis transek. Sampel sedimen selanjutnya dibawa ke laboratorium, dibilas dengan air tawar untuk mengeluarkan serasah maupun kotoran yang dapat membuat bias data yang diperoleh. 3.4 Analisis Data 3.4.1 Tekstur Substrat Sampel substrat yang telah dicuci selanjutnya dikeringkan di bawah terik matahari selama ± 3-4 hari (sinar matahari penuh) sampai kering dan beratnya konstan. Cara lain, sampel dapat dikeringkan dalam oven pada suhu 105 oC selama 24 jam sampai beratnya konstan. Selanjutnya sedimen diayak berdasarkan ukuran mesh size ayakan. Pengolahan contoh sedimen ini menggunakan metode kering (Holme & McIntyre 1984). Hasil penyaringan berdasarkan mesh size ayakan (ayakan bertingkat), kemudian ditimbang dan dicatat hasilnya dalam tabel dan selanjutnya dihitung persen kumulatif dari setiap mesh size ayakan. Hasil perhitungan persen kumulatif ini selanjutnya disesuaikan dengan nilai phi (Ø) menurut skala Wenworth. Sebaran butiran tekstur substrat (%) dapat diketahui berdasarkan hasil analisis ini (Holme & McIntyre 1984). 3.4.2 Frekuensi, Kerapatan, Penutupan Spesies dan Indeks Nilai Penting Lamun Frekuensi Spesies Lamun Frekuensi spesies lamun yaitu peluang ditemukannya lamun spesies ke-i dalam suatu petak contoh yang dibatasi dan dibandingkan dengan jumlah petak contoh yang diamati. Perhitungan spesies lamun dihitung menggunakan rumus sebagai berikut (Brower et al. 1990):
20
Keterangan: Fi = frekuensi spesies ke-i P ij = jumlah kuadrat contoh ke-j ditemukan spesies ke-i P = jumlah total kuadrat contoh Frekuensi Relatif Lamun Frekuensi relatif lamun (FRi), yaitu perbandingan antara frekuensi spesies-i (F i ) dengan jumlah total frekuensi seluruh spesies. Perhitungan frekuensi relatif lamun dihitung menggunakan rumus sebagai berikut (Brower et al. 1990):
Keterangan: FRi = frekuensi relatif spesies ke-i F i = frekuensi spesies ke-i F = jumlah frekuensi untuk seluruh spesies i=1 Kerapatan Mutlak Lamun Kerapatan mutlak lamun adalah jumlah total individu lamun dalam suatu unit area yang diukur. Kerapatan mutlak lamun dihitung menggunakan rumus sebagai berikut (Brower et al. 1990):
Keterangan: K i = kerapatan mutlak spesies ke-i n ij = jumlah total individu dari spesies ke-i di unit area ke-j A = luas total area pengambilan contoh (m2) Kerapatan Relatif Lamun Kerapatan relatif lamun merupakan perbandingan antara jumlah individu spesies lamun dan jumlah total individu seluruh spesies lamun. Kerapatan relatif lamun dihitung menggunakan rumus sebagai berikut (Brower et al. 1990) :
21
Keterangan: KR i = kerapatan relatif spesies ke-i n i = jumlah individu tiap spesies n ij = jumlah total individu seluruh spesies
Penutupan Spesies Lamun Penutupan spesies lamun yaitu luas area yang di tutupi oleh lamun dalam setiap kuadrat (Saito & Atobe 1990 in English et al. 1997). Persen tutupan spesies lamun tertentu dihitung dengan menggunakan rumus sebagai berikut:
Keterangan: Pi = penutupan spesies lamun ke-i M i = nilai tengah persen dari kelas ke-i f = frekuensi (jumlah sub kuadrat yang memiliki nilai tengah yang sama) Penutupan Relatif Lamun
Penutupan relatif lamun yaitu perbandingan antar tutupan individu spesies ke-i dengan total jumlah tutupan seluruh spesies. Perhitungan penutupan relatif lamun dihitung dengan menggunakan rumus (Brower et al. 1990), sebagai beriku:
Keterangan: PR i = penutupan relatif spesies lamun ke-i Pi = penutupan spesies ke-i Pij = total jumlah penutupan seluruh spesies Indeks Nilai Penting Indeks nilai penting (INP), dlgunakan untuk menghitung dan menduga keseluruhan dari peranan satu spesies di dalam satu komunitas. Semakin tinggi nilai INP suatu spesies, relatif terhadap spesies lainnva maka semakin tinggi peranan spesies tersebut dalam komunitas. Rumus yang digunakan untuk menghitung INP (Brower et al. 1990), sebagai berikut:
22
INP i = KR i + FRi + PR i Keterangan: INP i KR i FR i PR i
= indeks nilai penting spesies ke-i = kerapatan Relatif spesies ke-i = frekuensi Relatif spesies ke-i = penutupan Relatif spesies ke-i
3.4.3 Pola Penyebaran Lamun Pola penvebaran individu lamun, dapat dihitung dengan menggunakan analisis Indeks Morisita. Perhitungan pola penyebaran lamun dihitung dengan menggunakan rumus (Brower et al. 1990), sebagai berikut:
Keterangan: Id = indeks Morisita n = jumlah kuadrat pengambilan contoh N = jumlah individu dalam n kuadrat x i = Jumlah individu spesies ke-i pada setiap kuadrat Indeks Morisita (Id) memiliki kriteria penilaian sebagai berikut: Id = 1, pola penyebaran merata Id < 1, pola penyebaran seragam Id > 1, pola penyebaran mengelompok
Kebenaran nilai indeks di atas, dapat diuji menggunakan sebaran Chikuadrat dengan persamaan (Brower et al. 1990), sebagai berikut:
Nilai Chi-kuadrat dari perhitungan di atas dibandingkan dengan nilai Chi-kuadrat tabel dengan selang kepercayaan 95 % (α = 0,05). Jika nilai X2 hitung lebih kecil dari nilai X2 tabel berarti tidak ada perbedaan yang nyata dengan penyebaran acak. 3.4.4 Komposisi Spesies dan Kelimpahan Gastropoda Komposisi spesies gastropoda diperoleh dengan mencatat setiap spesies yang ditemukan dalam setiap kuadrat berdasarkan stasiun pengamatan dan diidentifiasi. Selanjutnya tiap individu gastropoda disusun berdasarkan
23
famili, genera dan spesies yang ditemukan dalam tiap kuadrat contoh, ke dalam tabel. Agar mempermudah dalam penelusuran spesies, maka nama famili, genera dan spesies diurutkan menurut abjad. Kemudian masingmasing famili, genera dan spesies dijumlah sesuai dengan banyaknya individu spesies tersebut. Kelimpahan spesies (A) didefinisikan sebagai jumlah individu per satuan luas atau volume (Brower et al. 1990), yang dirumuskan sebagai berikut:
Keterangan: A i = kelimpahan spesies i n ij = jumlah total individu dari spesies i di unit area ke-j A = luas total area pengambilan contoh 3.4.5 Keanekaragaman, Keseragaman dan Dominansi Gastropoda Keanekaragaman spesies gastropoda diartikan sebagai banyaknya spesies gastropoda yang ditemukan dalam tiap kuadrat pada setiap garis transek. indeks keanekaragaman yang digunakan untuk menentukan keanekaragaman spesies gastropoda adalah indeks keanekaragaman Shannon-Wiener (H') (Cox 2002), dengan rumus sebagai berikut:
Keterangan: H' = indeks keanekaragaman jenis pi = ni/N sebagai proporsi spesies ke-i ni = jumlah individu spesies ke-i N = jumlah total individu spesies ke-i Indeks
keseragaman
(equitability)
adalah
rasio
antara
indeks
keanekaragaman terhadap keanekaragaman maksimumnya. Indeks ini digunakan untuk menggambarkan keseimbangan penyebaran spesies dalam suatu komunitas. Indeks keseragaman yang digunakan menurut Krebs (1989), sebagai berikut:
24
Keterangan E = indeks keseragaman H’ = indek Keanekaragam Shannon-Wiener H’maks = 3,322 log 2 S (S= jumlah spesies) Nilai indeks keseragaman berkisar antara 0-1 (Setyobudiandi et al. 2009). Jika nilai indeks keseragaman mendekati 0, menunjukkan adanya konsentrasi jumlah individu pada spesies tertentu, atau terdapat spesies tertentu yang memiliki jumlah individu relatif banyak. Sebaliknya jika nilai indeks keseragaman mendekati 1, menunjukkan jumlah individu di setiap spesies hampir sama atau merata. Dominansi spesies merupakan suatu gambaran bahwa jumlah suatu spesies lebih banyak/dominan terhadap spesies yang lain dalam suatu komunitas. Dominansi spesies dinyatakan dalam indeks dominansi Simpson (Brower et al. 1990), sebagai berikut :
Keterangan: D = indeks dominansi Simpson ni = jumlah individu spesies ke-i N = jumlah total individu dari selruh spesies
3.4.6 Indeks Kesamaan Komunitas Indeks kesamaan komunitas digunakan untuk mengetahui tingkat kesamaan komunitas berdasarkan kesamaan spesies gastropoda antar lokasi penelitian. Indeks kesamaan komunitas yang digunakan adalah indeks Sorenson (Maguran 1988), sebagai berikut:
Keterangan: C S = indeks Sorenson j = jumlah spesies yang ditemukan dalam plot kuadrat di dua lokasi penelitian a = jumlah spesies yang ditemukan di lokasi A b = jumlah spesies yang ditemukan di lokasi B
25
3.4.7 Karakteristik Habitat Berdasarkan Parameter Fisika-Kimia air dan Tekstur Substrat Penilaian terhadap parameter fisika-kimia perairan disesuaikan dengan standar baku mutu air laut berdasarkan KEPMEN Lingkungan Hidup No 51 tahun 2004, pada lampiran II (baku mutu air laut untuk biota laut). Karakteristik lokasi penelitian dapat dinilai berdasarkan parameter fisika-kimia perairan yang telah diukur melalui pendekatan analisis statistik multivariate. yaitu analisis komponen utama (principal component analysis, PCA) (Legendre & Legendre 1983). Analisis komponen utama bertujuan untuk mempresentasi-kan beberapa variabel dalam suatu matriks data. Matriks data yang dimaksud terdiri atas lokasi penelitian sebagai individu (baris) dan variabel peubah habitat kuantitatif (kolom). Data karakteristik habitat (parameter fisikakimia perairan dan tekstur substrat), tidak memiliki satuan ukuran dan ragam yang sama dari data, sehingga sebelum melakukan analisis komponen utama data-data ini harus dinormalisasikan lebih dahulu melalui pemusatan dan pereduksian (Setyobudiandi et al. 2009). Dengan demikian nilai-nilai analisis komponen utama tidak direalisasikan dari nilai-nilai parameter inisial, tetapi dari indeks simetrik yang diperoleh dari kombinasi linier nilai-nilai parameter inisial (Legendre & Legendre 1983). Pemusatan adalah selisih antara nilai parameter dengan nilai rataan parameter, dengan rumus sebagai berikut:
Keterangan: C = nilai pusat
Pereduksian adalah hasil bagi antara nilai parameter yang telah dipusatkan dengan nilai simpangan baku parameter tersebut.
26
Keterangan: R = nilai reduksi C = nilai pusat Sd = nilai simpangan baku karakteristik habitat Langkah selanjutnya adalah menentukan hubungan antara dua peubah. Pendekatan yang digunakan adalah matriks korelasi yang dihitung dari indeks sintetik (Ludwig & Reynolds 1988), dengan rumus sebagai berikut:
Keterangan: = matriks korelasi rij = matriks indeks sintetik a ij = matriks transpose A sxn Korelasi linier antara dua parameter yang dihitung dari indeks sintetik adalah peragam dari kedua parameter tersebut yang telah dinormalisasikan. Di antara semua indeks sintetik yang mungkin, analisis komponen utama mencari terlebih dahulu mencari indeks yang menunjukkan ragam yang maksimum dari lokasi penelitian. Indeks ini merupakan komponen utama pertama yang merupakan sumbu utama 1 (F1). Suatu proporsi tertentu dari ragam total lokasi penelitian dijelaskan oleh komponen utama ini. Selanjutnya dicari komponen utama kedua (F2) yang memiliki korelasi nihil dengan komponen utama pertama. Proses ini berlanjut terus hingga memperoleh komponen utama ke-p, yang merupakan bagian informasi yang paling kecil (Setyobudiandi et al. 2009). Pada prinsipnya analisis komponen utama menggunakan jarak Euclidean (jumlah kuadrat perbedaan karakteristik fisika-kimia perairan dan tekstur sedimen antar lokasi penelitian yang berkoresponden) pada data. Jarak Euclidean didasarkan pada rumus sebagai berikut:
Keterangan: j
= indeks pada kolom (bervariasi dari 1 hingga p)
27
Semakin kecil jarak Euclidean antar 2 lokasi, maka semakin mirip karakteristik fisika-kimia perairan antar kedua lokasi tersebut. Demikian pula sebaliknya, semakin besar nilai Euclidean antar dua lokasi, maka semakin berbeda karakteristik fisika-kimia perairan antar dua lokasi tersebut (Legendre & Legendre 1983). 3.4.8 Pola Penyebaran dan Sebaran Spasial Asosiasinya dengan Karakteristik Habitat
Gastropoda serta
Dalam menentukan pola penyebaran gastropoda pada tiap transek pengamatan, dapat dianalisis dengan menggunakan indeks penyebaran Morisita (Id) dengan rumus sebagai berikut (Brower et al. 1990) :
Keterangan: Id = Indeks Morisita n = Jumlah kuadrat pengambilan contoh N = Jumlah individu dalam n kuadrat x i = Jumlah individu pada setiap kuadrat Pola penyebaran gastropoda ditentukan berdasarkan kriteria dari Indeks Morisita (Id) dengan penilaian sebagai berikut: Id = 1, pola penyebaran acak Id < 1, pola penyebaran seragam/merata Id > 1, pola penyebaran mengelompok Kebenaran nilai indeks Morisita (Id) dapat diuji menggunakan sebaran Chikuadrat (x2) (Brower et al. 1983) dengan persamaan:
Nilai Chi-kuadrat dari perhitungan di atas dibandingkan dengan nilai Chi-kuadrat tabel, dengan selang kepercayaan 95% (α = 0,05). Jika nilai x 2 hitung lebih kecil dari nilai x2 tabel maka tidak ada perbedaan vang nyata dengan penyebaran acak.
28
3.4.9 Asosiasi Gastropoda dengan Lamun Berdasarkan Karakteristik Habitat Asosiasi gastropoda dengan karakteristik habitat dapat dijelaskan menggunakan analisis faktoriai korespondens (Correspondence Analysis, CA) (Legendre & Legendre 1983). Analisis ini didasarkan pada matriks data I baris (gastropoda) dan J kolom (lokasi pengamatan atau karakteristik habitat), dimana ditemukan pada baris ke i dan kolom ke j kelimpahan organisme pada lokasi pengamatan atau modalitas karakteristik habitat ke j untuk organisme ke i. Matriks data ini merupakan tabel kontigensi organisme X lokasi pengamatan atau spesies organisme modalitas karakteristik habitat tersebut. Peranan i dan j dalam tabel kontigensi yaitu membandingkan unsurunsur I (untuk tiap J), sama dengan membandingkan hukum probabilitas bersyarat. Pengukuran kemiripan antar 2 unsur yaitu unsur I 1 dan unsur I 2 dari I dilakukan melalui pengukuran jarak chi-kuadrat dengan rumus sebagai berikut:
Keterangan: D2 = jarak chi-kuadrat x i = jumlah baris i untuk semua kolom X j = jumlah kolom j untuk semua baris Pengolahan data correspondence analysis (CA) untuk mengetahui sebaran spasial gastropoda, menggunakan program XLSTAT versi 1.02. 2009.
