3. METODOLOGI PENELITIAN
3.1. Lokasi dan Waktu Penelitian
Penelitian ini dilakukan di dua lokasi yaitu Laut Cina Selatan yang berada pada posisi antara 104'00'-1 10°00' BT dan 03'00'-03'00'
LU, dan Selat Malaka
yang berada pada posisi antara 98'30'-10 1'00'BT dan 02'00'-05'00'LU.
Penelitian
ini berlangsung dalam Musim Timur selama satu bulan yaitu dari Tanggal 10 September hingga 9 Oktober 200 1, dengan menggunakan Kzpal Kiset Baruna Jaya VII. Penelitian ini merupakan salah satu program penelitian stock ussessmevlt dari Departemen Kelautan dan Perikanan. Peta lokasi penelitian seperti terlihat pada Gambar 6 berikut ini.
Gambar 6. Peta lokasi penelitian, A) Selat Malaka dan B) Laut Cina Selatan. 3.2. Alat dan Bahan
Peralatan yang digunakan dalam penelitian ini menyangkut peralatan saat pengambilan dan pengolahan data yang terdiri dari: kapal penelitian, peralatan oseanografi, peralatan hidroakustik, alat tangkap dan perangkat peralatan pengolahan data. Peralatan tersebut dirinci pada bagian berikut.
3.2.1. Kapal Penelitian. Kapal yang digunakan adalah Kapal Riset Baruna Jaya VLI milik LP20-LIPI. Kapal ini dilengkapi fasilitas laboratorium seperti laboratorium kimia dan biologi, dan ruang komputer dan CTD. Peralatan penunjang yang tersedia di kapal tersebut adalah Radar, GPS (Global Positioning System) MAGELAN 5000D sebagai alat bantu penentuan posisi kapal, Winch CTD (Oceanography Derrick 11) yang dilengkapi dengan kabel CTD berdiameter 8,l mm sepanjang 2500 m, ElectroHydraulic Power Unit sebagai sumber tenaga penggerak winch CTD dengan
kekuatan 37 ?N, dan peralatan penunjang lainnya dalam pengoperasian jaring trawl. Kapal Baruna Jaya VII dan spesifikasinya dapat dilihat pada Lampiran 1. 3.2.2. Peralatan Oseanografi Pengukuran dan perekaman data suhu, salinitas dan densitas dilakukan dengan menggunakan Smart CTD (Conductivity Temperature Depth) tipe Sea Bird Electronics yang dihubungkan dengan komputer (Lampiran 2). CTD ini terdiri dari
dua unit yaitu : a) Under Water Unit (SBE Model 9 ) merupakan peralatan yang mempunyai tiga sensor, masing-masing untuk pengukuran suhu, konduktifitas dan tekanan. Unit perlengkapan ini dihubungkan dengan kabel listrik (sea cable conections) melalui winch pada geladak kapal yang dihubungkan dengan ke deck unit.
b) CTD Deck Unit (SBE Model 11 Plus), dihubungkan dengan perangkat komputer yang digunakan untuk mengatur pengoperasian CTD, perekaman dan pemrosesan data yang diterima.
3.2.3. Peralatan Hidroakustik Peralatan hidroakustik yang digunakan adalah satu unit Scientrfjc Echo Sounder Simrad EK-500 dengan sistem transducer split beam. Transducer terpasang
(Hull Mounted System) di Kapal Riset Baruna Jaya IV dengan frekwensi 38 kHz (Transduser ES-3 8B) dan 120 kHz (Tranduser ES- 120). Transduser hidroakustik dengan tipe sirkulasi energi mekanik yang dirubah menjadi tenaga listrik dan terdiri dari empat kuadran. Pada sistem hidroakustik ini (Lampiran 3) dilengkapi juga dengan peralatan navigasi Simrad Marine I,ine - SIMRAD GN 30 GPS Chart Sounder yang digunakan untuk membantu mengetahui posisi dan arah kapal selama melakukan pelayaran. 3.2.4. Alat Tangkap
Alat tangkap yang digunakan dalam penelitian ini adalah jaring trawl yang dirancang dengan ukuran panjang tali ris atas (head rope) 20 meter yang terbuat dari bahan polyethylene. Untuk tubuh jaring menggunakan benang Polyethylene (PE) yang masing-masing bagian mempunyai ukuran benang yang berbeda. Untuk bagian sayap (wing) menggunakan PE D.30, tubuh jaring (body) PE D.32, kantong (cod end) PE D.36 dengan ukuran mata jaringgnya 1,5 imh. Sedangkan untuk penutup kantong (cover) mata jaringnya berukuran 3,O inch, menggunakan benang PE D.60. Papan otter (Otter board) yang digunakan berukuran 180 cm x 100 cm dengan berat 300 kg. Trawl dan pengoperasiannya dapat dilihat pada Lampiran 4.
3.2.5. Peralatan Pengolahan Data Perangkat komputer, yang digunakan untuk mengakses data citra TOPEX, disket, dan beberapa perangkat lunak (software) yang dipakai dalam pengolahan dan analisis data.
3.3. Pengumpulan Data. Data yang digunakan dalam penulisan ini berupa data primer dan data sekunder. Data primer meliputi data oseanografi, data akustik dan data hasil tangkapan yang diperoleh selama penelitian, sedangkan data sekunder ~dalahdata citra untuk melihat pola arus dan suhu permukaan laut secara global pada perairan Laut Cina Selatan clan Selat Malaka. Posisi stasiun oseanografi, jalur perekaman
(trak) data akustik dan posisi stasiun pengoperasian trawl dapat dilihat pada peta yang disajikan dalam Gambar 7 dan 8. 3.3.1. Pengambilan Data Oseanografi
Pengambilan data oseanografi pada lokasi penelitian yang berhubungan dengan data akustik dan data ikan hasil tangkapan. Data ini menyangku? suhu, salinitas dan densitas perairan yang diambil pada stasiun-stasiun yang diletakkan sepanjang trak dari jalur pengambilan data akustik. Untuk perairan Laut Cina Selatan sebanyak 19 stasiun dan Selat Malaka sebanyak 11 stasiun. Pengambilan data oseanografi dengan menggunakan CTD (Conductlfity Temperature and Depth), dimana under water unit diturunkan dengan winch CTD ke dalam kolom air hingga kedalaman dekat dasar perairan. Perekaman data dilakukan bersamaan dengan penurunan alat dari permukaan hingga dekat dasar perairan.
Pengaturan kecepatan dan kedalaman penurunan alat di lakukan melalui komputer. Data yang direkam, diolah dengan menggunakan program SEASOFT Versi 4.216, kemudian disimpan dalam bentuk file yang dapat dibaca melalui program Excel. Tabel 4. Posisi Stasiun Pengambilan Data Oseanografi di Perairan Laut Cina Selatan dan Selat Malaka
3.3.2 Pengambilan Data Akustik
Pengumpulan data dilakukan sepanjang jalur pelayaran (leg) yang di buat dengan bentuk parallel grid untuk Laut Cina Selatan, dan bentuk zigzag untuk Selat Malaka. Jumlah leg yang dibuat sebanyak lima buah dengan panjang leg disesuaikan dengan lokasi penelitian, serta jarak antar leg sekitar 60 mil laut (Gambar 7 dan 8). Penentuan jarak tempuh dan bentuk jalur pelayaran dilakukan melalui hubungan
antara luas daerah yang akan dlcakup dan waktu yang tersedia serta kecepatan kapal pada waktu pengambilan data. Data akustik diambil dengan menggunakan transduser yang sebelumnya telah dikalibrasi untuk menentukan nilai target strength ikan. Kalibrasi menggunakan bola tembaga (copper sphere) berdiameter 60 mm dengan nilai TS hasil kalibrasi sebesar -
33,6 dB. Lampiran 5 memperlihatkan cara kalibrasi dari transduser pada kapal. Proses pengambilan data dilakukan dengan perekaman secara terus menerus melalui komputer terhadap hasil echo dari pulsa yang dilepas setiap detik bersamaan dengan kecepatan kapal dalam pelayaran sesuai trak yang dibuat. Data yang diperoleh dari echo-sounder fikewensi 38 kHz diteruskan ke komputer melaui LAN (Local Area Network) untuk penyimpanan serta analisis dan perhitungan selanjutnya. Secara umum gambaran prinsip dasar perekaman dan analisis data akustik seperti terlihat pada Gambar 9. Sedangkan selama pelayaran dan perekaman data akustik maka transduser di atur dengan format seperti pada Lampiran 3.
transceiver box
!l---~f" Transducer
Gambar 9. Prinsip dasar pengambilan dan analisis data akustik (Simrad EP 500)
Integrasi echo meliputi seluruh kolom air, yang dibagi dalam beberapa strata dengan selang 10 m dan bagian dasar dengan jarak 5 meter dar~dasar perairan. Nilai integrasi dikelompokkan secara teratur dalan Satuan Jarak Pengamatan (Elementary Sampling Distance UnitESDU) yang diperuntukkan dalarn pendugaan rata-rata densitas ikan per mil laut kuadrat atau per meter kubik untuk kolom air atau lapisan. 3.3.3. Survey Trawl
Uiltuk memperoieh data mengenai jenis ikan yang ada, maka dilakukan operasi penangkapan dengan trawl pada 19 lokasi yang telah ditentukan untuk perairan Laut Cina Selatan. Di perairan Selat Malaka tidak dilakukan operasi penangkapan ikan karena trawl yang akan digunakan putus saat pertama dioperasikan. Ikan hasil tangkapan di pisahkan menurut famili dan jenis, kemudian ditimbang beratnya dan dihitung jurnlah individu yang diperoleh, dan jenis-jenis ikan yang dominan, dilakukan pengukuran panjang dan beratnya, kemudian hasilnya dicatat dalarn daftarfishing log.
33.4. Data Citra Satelit Data citra yang digunakan dalam penelitian ini adalah data citra arus TOPEX yaitu Czrra TOPEX/POM (Taiwan) yang dapat menggambarkan pola arus harian dan Citra TOPEWPOSEIDON Colorado (Prancis-NASA) untuk menggambarkan pola arus per selang tiga hari, namun dapat digunakan untuk melihat pola arus secara local dan dapat menggambarkan daerah upwelling dan downwelling. Kedua citra ini diperoleh dengan cara mengakses langsung dari internet. Untuk citra TOPEX/POM melalui homepage NPASCNFS (North PacrJic Ocean Now-Forecast System) dengan subjek Oceanography and Marine Environment of
Eastern Region pada htt~:/%vww.vacificrnarincsuAinkshveb e.htm1, pada region South East China. Sedangkan untuk citra TOPEWPOSEIDON melalui situs pusat datanya, dengan subjeknya Global Geostrophic Velocity Kewer. 3.4. Metode Analisa Data
3.4.1. Analisis Data Oseanografi
Data suhu, salinitas, densitas dan kedalaman perairan yang terekam dengan
CTD pada stasiun oseanografi ditabulasi dan dianalisis, untuk membuat sebaran mendatar dan menegak. Data dari seluruh stasiun digunakan untuk melihat sebaran secara mendatar per kedalaman, sedangkan untuk sebaran menegak, data yang digunakan dari stasiun-stasiun yang posisinya sejajar yang terletak pada satu leg ataupun antar stasiun yang posisinya tegak lurus leg. Pada perairan Laut Cina Selatan, gambaran profif sebaran rnenegak dilakukan terhadap sayatan melintang dari selatan ke utara dari stasiun-stasiun yang berdekatan dengan daratan yaitu untuk stasiun 1, 8,9, 16 dan 17 di bagian barat Kalimantan, dan stasiun 4,5, 12 dan 13 di bagian timur Sumatera serta sayatan melintang pada bagian tengah perairan, yaitu pada transek stasiun 3,6, 11, 14 dan 19 dan transek stasiun 2, 7, 10, 15, dan 18. Disamping itu dilakukan analisis terhadap massa air secara melintang dari bagian timur ke barat perairan yang terbagi atas lima bagian dengan stasiun-stasiun pada kelima leg yang ada. Profil sebaran mendatar di lakukan pada kolom perairan dari lapisan permukaan hingga kedalaman perairan yang terjangkau dengan selang kedalaman 10 m. Pada perairan Selat Malaka analisis dilakukan dengan membagi perairan atas tiga bagian yaitu di bagian selatan (stasiun 1-5), bagian tengah (stasiun 5-8), dan
bagian selatan (stasiun 9-1 1). Dimana tiap bagian hpengaruhl oleh massa air yang berbeda yang ditunjukkan oleh pergeseran pola arm dari citra TOPEXI POSEIDON. Pola sebaran mendatar dan menegak dibuat dengan menggunakan program
SURFER for Windows Versi 3.1. Untuk sebaran mendatar, hasilnya ditarnpilkan dengan jalan menumpang tindihkan (overlay) dengan peta dasar lokasi penelitian yang dibuat dengan menggunakan program MapInfo Versi 5.
Dari grafik yang terbentuk kemudian dianalisis menyangkut sebaran suhu, salinitas dan densitas (sigma-t) secara mendatar untuk tiap kedalaman, dan secara menegak pada transek antar stasiun-stasiun secara melintang baik dari selatan ke utara maupun dari timur ke barat. Selain itu pula dilihat fenomena-fenomena yang terjadi dalam hubungannya dengan fluktuasi ketiga parameter tersebut.
3.4.2. Analisis Data Akustik Data akustik yang dianalisis menyangkut nilai target strength (TS) secara in situ dari target (ikan) yang terekam selama pelayaran. Dengan nilai TS ini maka dapat dipakai untuk menduga kelimpahan stok ikan. Integrasi echo merupakan metode dasar untuk memperoleh data kelimpahan ikan dengan menggunakan teknik dan peralatan hidroakustik. Metoda ini didasarkan pada prinsip bahwa energi echo dari agregasi ikan adalah proporsional terhadap rata-rata voltase kuadrat yang merupakan hasil dari echo-sounder yang dioperasikan pada TVG (20 log R + 2aR), dimana a adalah koefisien atenuasi dan R adalah jarak antara target dan transduser (MacLennan dan Edmmons, 1992).
Perhtungan nilai target strength pada transduser dengan frekwensi 38 kHz berdasarkan formula yang dikemukakan oleh Foote (1987) dalam MacLennan dan Edmmons (1992) sebagai berikut :
TS = 20 logL - 67,4 Sehingga hasil kalibrasi untuk bola tembaga berhamter 60 mm, target strengthnya 33,6 dB, setara dengan target strength untuk ikan yang panjangnya 48,98 cm. Perhitungan densitas ikan yang berasal dari ikan atau kelompok ikan, dilakukan dengan mengintegrasi echo yang terdeteksi dalam arah vertikal pada setiap lapisan perairan dan dirata-ratakan dalam arah horizontal sepanjangjalur trak, dengan menggunakam Echo Processor 500 (EP 500). Perhitungan ini dilakukan untuk masing-masing lapisan pada tiap ESDU. Proses perhitungan ini secara matematis dapat diilustrasikan dalam persamaan (Sirnrad EP 500) sebagai berikut.
Untuk mendapatkan nilai volume backscattering cros section (Sv) dari nilai S, di atas, maka persamaan (1) dapat dirubah secara mateamtis menjadi : S, =
Sa ..................................... 4mO2 a (1852m 1nm)2 a (r, - r, )
(2)
Kepadatan ikan dapat dihitung dengan terlebih dahulu mengetahui nilai dari Koefisien backscattering (S,) suatu area yang dinyatakan dalam meter kuadrat per millaut kuadrat (m2/nrn2)dan koefisien backsmttering setiap individu ikan (oB)yang dinyatakan dalam dB. Formulanya sebagai berikut :
Untuk mengitung jumlah ikan per unit area dari variasi jenis dan ukuran, luta harus menentukan terlebih dahulu S, atau Target Strength (TS), yang nilainya diperoleh dari bentuk logaritma dari (oB),yang formulanya sebagai berikut :
TS = 10 log
0-
.....................................
(4)
Nilai target strength ditentukan dan -60 dB sarnpai -24 dB yang dibagi menjadi 24 kelas dengan selang kelas -1,5 dB. Dengan mengetahui TS dan kelimpahan relatif dari variasi kelompok ukuran dalam area yang ditunjukkan dalam echogram, maka densitas ikan untuk setiap kelompok dapat ditentukan. Pertarna, nilai logaritma TS , formula ; harus ditransfer kebentuk linier untuk mendapatkan nilai a ~dengan OB= ] ( p ' / ' O
--------------------------
(5)
Dimana TSi adalah nilai TS untuk kelompok ikan atau ikan ke-i, yang mana dinyatakan dengan frekwensi fi, f2 hingga f,, sehingga diperoleh 0-1, am, hingga oh, Distrubusi fi adalah normal sehingga jumlah keseluruhan fi adalah 1 (satu). Sehingga
Sai merupakan koefisien backscattering area dari ikan untuk asi. Jadi untuk mengetahui densitas area ikan secara keseluruhan, dapat digunakan formula ;
xjt;.
PA=So/
...........................
(6)
Densitas area untuk setiap kelompok ukuran ikan hhitung dengan formula :
p =$*PA;
---------------------
(7)
dan volume densitas ikan dihitung dengan menggunakan formula : P, = pA (rZ- rl)
dimana r adalah kedalaman integrasi.
t 8)
Selma pendeteksian berlangsung, setiap interval jarak tertentu dilakukan perata-rataan nilai acoustic backscattering cross section sebagai rata-rata area backscattering per satuan area secara horizontal. Integrasi echo secara vertikal dan
perata-rataan acoustic backscattering cross section secara horizontal untuk setiap interval manghasilkan nilai rata-rata densitas ikan per satuan volume. 3.4.3. Analisis Data Citra
Data citra yang digunakan merupakan data citra arus pada bulan September 2001. Analisis dil-an
secara desknptif terhadap rekaman citra, dengan melihat
pola arus yang terbentuk baik pada permukaan maupun pada kedalaman 20 meter, yang mana dapat diamati dari citra TOPEX/POISEDON -CCAR Sebaran suhu secara global juga dapat diamati dari citra TOPEX/POM-Taiwan. Data ini dapat dihubungkan dengan data in situ yang diambil selama penelitian, dan dapat dilihat apakah ada hubugannya dengan data insitu.
3.4.4. Hubungan Antara Distribusi Ikan dan Karakteristik Oseanografi Fisik Analisis sebaran atau distribusi ikan dengan karakteristik oseanografi fisik dilakukan secara desknptif untuk suhu dan salinitas. Fluktuasi kondisi fisik perairan secara horizontal dan vertikal yang tergambar setiap transek (leg) dan kedalaman, dihubungkan dengan data distribusi ikan yang diperoleh melalui survei akustik, dengan cara dipetakan pada setiap kedalaman perairan yang diambil untuk setiap karakteristik yang nampak dari hasil pengukuran dan analisisnya. Kedua data di atas dipetakan dalam skala yang sama, kemudian dianalisis hubungan antara nilai densitas ikan dan kondisi oseanografi fisik pada setiap leg dan lapisan kedalaman perairan.
