4. HASIL DAN PEMBAHASAN
4.2. Kurva Reflektansi Spektral Skeletonema
Panjang gelombang yang digunakan untuk melihat reflektansi Skeletonema adalah antara 400 – 700 nm. Kanal yang digunakan adalah kanal 1, 4, 8, 9, 10, 11, dan 14 dengan kisaran panjang gelombang 400-700 nm. Liew et al (2000) juga menggunakan kisaran panjang gelombang ini untuk mengklasifikasikan tipe blooming alga menggunakan citra Sea WiFS di perairan sekitar Singapura dan Teluk Manila
Nilai reflektansi di ekstrak dari citra MODIS pada masing-masing stasiun pengamatan. Jumlah stasiun pengamatan sebanyak 37 stasiun. Namun stasiun yang digunakan sebanyak 11 stasiun karena 26 stasiun lainnya mendapat
pengaruh dari awan/ atmosfer. Kurva reflektansi spektral dari 11 stasiun tersebut digambarkan pada Gambar 8.
8 9 10 11 4 1 2 Kanal MODIS
Gambar 8. Kurva reflektansi spektral dengan kelimpahan fitoplankton yang didominasi oleh Skeletonema.
27
Berdasarkan Gambar 8 terlihat bahwa reflektansi spektral dengan kelimpahan fitoplankton yang didominasi oleh Skeletonema di setiap stasiun memiliki pola yang hampir sama. Kurva reflektansi spektral dengan kelimpahan fitoplankton didominasi oleh Skeletonema mencapai puncak pada panjang gelombang 555 nm. Hasil penelitian Uno et al., 1980 in Catts et al.,1985 menunjukkan bahwa adanya peningkatan nilai reflektansi pada panjang gelombang 550-600 seiring dengan meningkatnya kelimpahan Skeletonema costatum dalam kondisi laboratorium (kultur). Seperti terlihat pada stasiun 5 yang memiliki nilai reflektansi tertinggi pada panjang gelombang 550-600 nm dimana kelimpahan Skeletonema memiliki nilai tertinggi yaitu 19.190.487 sel/m3. Stasiun 31 juga menunjukkan hal yang sama. Nilai reflektansi stasiun 31 pada panjang gelombang 550-600 nm
menunjukkan nilai yang paling kecil dengan kelimpahan Skeletonema yang paling rendah sebesar 118455 sel/m3.
Nilai rata-rata dari reflektansi spektral dari citra MODIS pada setiap stasiun pengamatan dapat dilihat pada Gambar 9 (a). Kurva rata-rata reflektansi spektral dengan kelimpahan fitoplankton didominasi oleh Skeletonema memiliki pola yang sama dengan kurva reflektansi Skeletonema menggunakan citra Sea WiFS dan MERIS oleh Liew et al (2000) di perairan sekitar Singapura (Gambar 9).
(a) (b)
(c)
Gambar 9. (a) Kurva rata-rata reflektansi spektral citra MODIS dengan fitoplankton dominan Skeletonema. (b) Reflektansi Spektral
Skeletonema (blooming) dari citra Sea WiFS dan MERIS(Liew et.al, 2000). (c) Hubungan antara reflektansi (%) dan panjang gelombang pada berbagai konsentrasi Skeletonema costatum (kultur) (Uno et al. 1980 in Catts et al.,1985).
Reflektansi spektral dengan kelimpahan fitoplankton yang didominasi oleh Skeletonema mencapai puncak pada panjang gelombang 555 nm (kanal 4). Pada panjang gelombang 413 nm nilai reflektansi sebesar 0.0174. Kemudian pada panjang gelombang 443 nm nilai relektansi naik menjadi 0.01818. Pada panjang gelombang 488 nm sampai 555 nm nilai reflektansi bertambah tinggi.
29
Selanjutnya reflektansi mengalami penurunan sampai pada panjang gelombang 678 nm. Hasil penelitian Uno et al., 1980 in Catts et al.,1985 menunjukkan bahwa reflektansi spektral Skeletonema costatum dalam kondisi laboratorium (kultur) terdapat puncak spektral pada panjang gelombang 520-580 nm (Gambar 9 (c)). Hal ini sesuai dengan pola reflektansi pada Gambar 9 (a).
Kurva rata-rata reflektansi spektral dengan fitoplankton didominasi oleh Skeletonema (Gambar 9 (a)) memiliki pola yang hampir sama dengan kurva reflektansi Skeletonema pada saat blooming (Gambar 9(b)) menggunakan citra Sea WiFS dan MERIS oleh Liew et al (2000) di perairan sekitar Singapura. Berdasarkan bentuk kurva, terdapat perbedaan bentuk kurva 9 (a) pada panjang gelombang 645 nm dibandingkan kurva pada gambar 9 (b) dan 9 (c). Hal ini disebabkan karena pengaruh dari kandungan tersuspensi. Berdasarkan nilai reflektansinya, Gambar 9(a) memiliki nilai reflektansi yang lebih kecil. Hal yang dapat mempengaruhi nilai reflektansi diduga dari kandungan sifat optik perairan seperti kandungan TSS dan CDOM. Menurut Sathyendranath (2000) sifat optik perairan (absorpsi atau reflektansi) pada beberapa panjang gelombang dipengaruhi oleh fitoplankton, padatan tersuspensi dan yellow substances. Faktor lain diduga pengaruh dari partikel atmosfer pada panjang gelombang 390-440 nm. Menurut Call et.al (2003) in Karen and Stuart (2003) bahwa pada panjang gelombang 390- 440 nm merupakan wilayah yang sensitif terhadap partikel atmosfer dan atenuasi kolom air.
4.3 Hubungan Reflektansi Spektral Skeletonema dengan CDOM dan TSS Untuk mengetahui hubungan dari reflektansi spektral fitoplankton yang didominasi oleh Skeletonema dengan CDOM dan TSS maka dilakukan analisis
regresi sederhana pada masing-masing panjang gelombang yaitu 405-420, 438- 448, 483-493, 526-536, 545-565, 620-670 dan 673-683 nm. Persamaan hasil analisis regersi sederhana menunjukkan adanya hubungan signifikan antar reflektansi spektral fitoplankton yang didominasi oleh Skeletonema dengan CDOM dan TSS (Lampiran 1).
a. Panjang gelombang 405-420 nm
Hasil analisis regresi menunjukkan bahwa pengaruh TSS tidak signifikan mempengaruhi reflektansi spektral fitoplankton yang didominasi oleh
Skeletonema. Koefisien determinasi antara nilai reflektansi dengan TSS sebesar 0.048. Sedangkan CDOM signifikan mempengaruhi nilai reflektansi dan hubungannya mengikuti persamaan dibawah ini.
y = -3912.x2 + 17.71x + 0.008………..(8) Keterangan :
y = nilai reflektansi pada panjang gelombang 405-420 nm x = kandungan CDOM
Nilai koefisien determinasi antara nilai reflektansi pada panjang gelombang 405-420 nm dengan CDOM sebesar 0.502 yang berarti bahwa pengaruh CDOM terhadap reflektansi spektral fitoplankton yang didominasi oleh Skeletonema pada panjang gelombang 405-420 nm sebesar 50,2 %.
b. Panjang gelombang 438 – 448nm
Korelasi antara nilai reflektansi pada panjang gelombang 438-448 nm dengan CDOM dan TSS kurang signifikan. Koefisien determinasi pada panjang
31
antara nilai reflektansi dengan CDOM dan TSS berturut-turut sebesar 0.444 dan 0.470.
c. Panjang gelombang 483-493 nm
Hasil analisis regresi menunjukkan bahwa pada panjang gelombang 483-493 nm , CDOM dan TSS kurang signifikan mempengaruhi reflektansi spektral fitoplankton yang didominasi oleh Skeletonema. Koefisien determinasi antara CDOM dan TSS dengan nilai reflektansi masing-masing sebesar 0.421 dan 0.406.
d. Panjang gelombang 526-536 nm
Hasil analisis regresi menunjukkan bahwa pada panjang gelombang 526- 536, CDOM dan TSS kurang signifikan mempengaruhi reflektansi spektral fitoplankton yang didominasi oleh Skeletonema dengan koefisien determinasi sebesar 0.426 dan 0, 381.
e. Panjang gelombang 545-565 nm
Kandungan CDOM kurang signifikan mempengaruhi reflektansi reflektansi spektral fitoplankton yang didominasi oleh Skeletonema pada panjang gelombang 545-565 nm. Hal ini terlihat dari kecilnya nilai koefisien determinasi yaitu sebesar 0.274. Sedangkan TSS signifikan mempengaruhi reflektansi spektral yang didominasi Skeletonema dan hubungannya mengikuti persamaan 9.
y = -0.001x + 0.264………..(9) Keterangan :
y = nilai reflektansi pada panjang gelombang 545-565 nm x = kandungan TSS
Nilai koefisien determinasi antara nilai reflektansi pada panjang gelombang 545-565 nm dengan TSS sebesar 0.621 yang berarti bahwa pengaruh TSS
terhadap reflektansi spektral fitoplankton yang didominasi oleh Skeletonema pada panjang gelombang 545-565 nm sebesar 62.1 %.
f. Panjang gelombang 620-670 nm
Hasil analisis regresi menunjukkan bahwa pada panjang gelombang 620-670 nm, CDOM kurang signifikan mempengaruhi nilai reflektansi dengan koefisien determinasi sebesar 0.229. Sedangkan TSS signifikan mempengaruhi reflektansi spektral fitoplankton yang didominasi oleh Skeletonema dan hubungannya mengikuti persamaan dibawah ini.
y = -0.002x + 0.308………..(10) Nilai koefisien determinasi antara nilai reflektansi pada panjang gelombang 620-670 nm dengan TSS sebesar 0.574 yang berarti bahwa pengaruh TSS
terhadap reflektansi spektral fitoplankton yang didominasi oleh Skeletonema pada panjang gelombang 620-670 nm sebesar 57.4 %.
g. Panjang gelombang 673-683 nm
Pada panjang gelombang 673-683 nm, CDOM dan TSS kurang berpengaruh terhadap reflektaasi spektral fitoplankton yang didominasi oleh Skeletonema. Koefisien determinasi antara CDOM dan TSS dengan nilai reflektansi
Skeletonema pada panjang gelombang 673-683 nm menunjukkan nilai yang rendah sebesar 0.269 dan 0.402.
33
Tabel 4 menunjukkan analisis regresi sederhana reflektansi spektral fitoplankton yang didominasi oleh Skeletonema dengan CDOM dan TSS.
Berdasarkan nilai koefisien determinasi (R2) pada Tabel 4, kandungan CDOM dan TSS perairan memililiki hubungan erat pada beberapa panjang gelombang. Kandungan TSS berhubungan erat dengan nilai reflektansi terlihat pada panjang gelombang 545-565 dan 620-670 nm dengan nilai koefisien determinasi lebih besar dari 50%. Hasil penelitian Rodríguez-Guzmán, V. dan F. Gilbes-Santaella (2009) menunjukkan adanya hubungan signifikan antara TSS dengan reflektansi pada panjang gelombang 645 nm dari citra MODIS (R2=0.73). Kandungan TSS berkorelasi negatif dengan nilai reflektansi, dimana nilai reflektansi akan semakin kecil dengan bertambahnya kandungan TSS. Hal ini kemungkinan disebabkan kandungan TSS didominasi oleh partikel organik sehingga dengan bertambahnya partikel organik nilai absorbsi akan semakin tinggi sedangkan nilai reflektansi semakin rendah. Menurut Fang et al. (2008, 2009) dalam Chuvieco (2010) menggambarkan dua metode untuk mengetahui sebaran padatan tersuspensi permukaan, salah satunya dari reflektansi pada panjang gelombang 549 nm (korelasi negatif untuk TSS yang didominasi oleh partikel organik).
Kandungan CDOM berhubungan erat dengan nilai reflektansi pada panjang gelombang 405-420 nm. Berdasarkan persamaan regresi pada Tabel 4, terlihat kandungan CDOM berhubungan negatif dengan reflektansi. Meningkatnya kandungan CDOM menyebabkan reflektansi pada panjang gelombang 405-420 nm menjadi turun. Hal ini sesuai dengan penelitian Menken et.al (2005) bahwa meningkatnya kandungan CDOM meyebabkan rendahnya nilai reflektansi, terutama pada panjang gelombang dibawah 500 nm.
Tabel 4. Persaman regresi sederhana hubungan reflektansi spektral fitoplankton yang didominasi oleh Skeletonema dengan TSS dan CDOM.
Panjang
gelombang Parameter Regresi R R²
405-420 CDOM y = -3912x2 + 17.71x + 0.008 0.709 0.502
545-565 TSS y = -0.001x + 0.264 0.788 0.621
620-670 TSS y = -0.002x + 0.308 0.758 0.574
Berdasarkan Tabel 4 terlihat bahwa panjang gelombang tertentu peka terhadap perubahan kandungan TSS dan CDOM sehingga dapat digunakan untuk melihat adanya perbedaan pola reflektansi spektral fitoplankton yang didominasi oleh Skeletonema pada saat non-blooming dan blooming. Berdasarkan Gambar 9(a) dan 9 (b) terlihat perbedaan yang signifikan antara pola reflektansi spektral fitoplankton yang didominasi oleh Skeletonema pada saat non-blooming dan blooming pada panjang gelombang 645 nm. Dengan adanya hubungan yang signifikan antara reflektansi dan TSS (R²= 0.574) pada panjang gelombang ini (620-670 nm) maka dapat dijadikan untuk menduga apakah apakah kelimpahan Skeletonema mencapai blooming atau masih normal.
Gambar dari grafik analisis regresi sederhana hubungan reflektansi spektral dengan fitoplankton yang didominasi oleh Skeletonema dengan kandungan TSS dan CDOM pada masing- masing panjang gelombang dapat dilihat pada gambar 10 dan 11.
35 (a) (b) (c) (d) (e) (f) (g) Gambar 10. Regresi sederhana hubungan TSS dengan reflektansi spektral
fitoplankton yang didominasi oleh Skeletonema. (a) panjang
gelombang 405-420 nm, (b) 438 – 448nm, (c) 483-493 nm, (d) 526- 536 nm, (e) 545-565 nm, (f) 620-670 nm, (g) 673-683 nm.
(a) (b) (c) (d) (e) (f) (g)
Gambar 11. Regresi sederhana hubungan CDOM dengan reflektansi spektral fitoplankton yang didominasi oleh Skeletonema. (a) panjang
gelombang 405-420 nm, (b) 438 – 448nm, (c) 483-493 nm, (d) 526- 536 nm, (e) 545-565 nm, (f) 620-670 nm, (g) 673-683 nm.
37
