Analisis Spasial dan Temporal Kualitas Perairan (Muatan Padatan Tersuspensi dan Klorofil-a) di Teluk Jakarta pada Tahun 2002-2012 menggunakan Citra Satelit LANDSAT-7 ETM.

(1)

JEFFRY INDO SONIAH BUTARBUTAR

DEPARTEMEN ILMU DAN TEKNOLOGI KELAUTAN

FAKULTAS PERIKANAN DAN ILMU KELAUTAN

INSTITUT PERTANIAN BOGOR

BOGOR

2015

ANALISIS SPASIAL DAN TEMPORAL KUALITAS PERAIRAN

(MUATAN PADATAN TERSUSPENSI DAN KLOROFIL-A) DI TELUK

(2)

(3)

PERNYATAAN MENGENAI SKRIPSI DAN

SUMBER INFORMASI SERTA PELIMPAHAN HAK CIPTA*

Dengan ini saya menyatakan bahwa skripsi berjudul Analisa Spasial dan Temporal Kualitas Perairan (Muatan Padatan Tersuspensi dan Klorofil-a) di Teluk Jakarta pada Tahun 2002-2012 Menggunakan Citra Satelit LANDSAT-7 ETM adalah benar karya saya denganarahan dari komisi pembimbing dan belum diajukan dalam bentuk apa pun kepada perguruan tinggi mana pun. Sumber informasi yang berasal atau dikutip dari karya yang diterbitkan maupun tidak diterbitkan dari penulis lain telah disebutkan dalam teks dan dicantumkan dalam Daftar Pustaka di bagian akhir skripsi ini.

Dengan ini saya melimpahkan hak cipta dari karya tulis saya kepada Institut Pertanian Bogor.

Bogor, September 2015

Jeffry Indo Soniah Butarbutar

(4)

ABSTRAK

JEFFRY INDO SONIAH BUTARBUTAR. Analisis Spasial dan Temporal Kualitas Perairan (Muatan Padatan Tersuspensi dan Klorofil-a) di Teluk Jakarta pada Tahun 2002-2012 menggunakan Citra Satelit LANDSAT-7 ETM. Dibimbing oleh VINCENTIUS P SIREGAR dan SETYO BUDI SUSILO

Muatan padatan tersuspensi dan klorofil-a merupakan parameter kualitas perairan yang dapat dikaji dengan metode penginderaan jauh. Tujuan penelitian ini adalah untuk menganalisis kualitas perairan (muatan padatan tersuspensi dan klorofil-a) secara spasial dan temporal di Teluk Jakarta menggunakan citra satelit LANDSAT-7 ETM dari tahun 2002 sampai 2012. Sampel muatan padatan tersuspensi dan klorofil-a diambil dari 20 stasiun pada bulan Juli 2012. Selanjutnya dilakukan analisis spasial dan temporal melalui citra satelit dari tahun 2002 sampai 2012. Algoritma yang digunakan dalam estimasi konsentrasi muatan padatan tersuspensi adalah algoritma Tassan sedangkan untuk klorofil-a menggunkan algoritma Pentury. Hasil penelitian ini menunjukkan bahwa distribusi spasial konsenetrasi muiatan padatan tersuspensi dan klorofil-a lebih tinggi di wilayah selatan dan timur dibandingkan dengan wilayah utara dan barat dari tahun 2002 sampai 2012.

Kata kunci:Teluk Jakarta, Muatan padatan tersuspensi, Klorofil-a, Tassan, Pentury,LANDSAT-7 ETM

ABSTRACT

JEFFRY INDO SONIAH BUTARBUTAR. Spatially and Temporally Water Quality Analytic (Total Suspended Solid and Chlorophyll-a) in Jakarta Bay during 2002-2012 using LANDSAT-7 ETM satelite imagery. Supervised by VINCENTIUS P SIREGAR and SETYO BUDI SUSILO

Total suspended solid and chlorophyll-a are water quality parameter which can be studied using remote sensing method. The purpose of this study was to analyzing spatially and temporally water quality (total suspended solid and chlorophyll-a) in Jakarta Bay during 2002-2012 using LANDSAT-7 ETM satelite imageries. In situ measurement of total suspended solid and chlorophyll-a sample is taken from 20 station in July 2012. Analysis of spatial and temporal distribution of the water quality parameters is then done using the satellite imageries. Algorithms used in the analysis are the Tassan for total suspended solid concentration and the Pentury algorithm for chlorophyll-a concentration. The result of this study shows that the concentrations of the total suspended solid and chlorophyll-a tend to be higher in southern and eastern parts of the bay rather then other parts of the bay during the period of 2002-2012.

(5)

Skripsi

sebagai salah satu syarat untuk memperoleh gelar SarjanaIlmu Kelautan

pada

Departemen Ilmu dan Teknologi Kelautan

ANALISIS SPASIAL DAN TEMPORAL KUALITAS PERAIRAN

(MUATAN PADATAN TERSUSPENSI DAN KLOROFIL-A) DI TELUK

JAKARTA PADA TAHUN 2002-2012 MENGGUNAKAN CITRA

LANDSAT-7 ETM

DEPARTEMEN ILMU DAN TEKNOLOGI KELAUTAN FAKULTAS PERIKANAN DAN ILMU KELAUTAN

INSTITUT PERTANIAN BOGOR BOGOR

(6)

(7)

(8)

PRAKATA

Puji dan syukur penulis panjatkan kepada Tuhan Yang Maha Esa atas segala karunia-Nya sehingga penulis dapat menyelesaikan penelitian hingga penyusunan skripsi dengan lancar. Tema yang dipilih dalam penelitian yang dilaksanakan sejak bulan Maret 2014 ini ialah logam berat, dengan judul Analisa Spasial dan Temporal Kualitas Perairan (Muatan Padatan Tersuspensi dan Klorofil-a) di Teluk Jakarta pada Tahun 2002-2012 Menggunakan Citra Satelit LANDSAT-7 ETM.

Terima kasih penulis ucapkan kepada Bapak Dr. Ir. Vincentius P Siregar, DEA selaku pembimbingI, Prof. Dr. Ir. Setyo Budi Susilo, M.Sc selaku pembimbing II, dan Dr. Ir. Jhonson Lumban Gaol, M.Si selaku dosen penguji yang telah banyak memberikan bimbingan dan saran. Disamping itu, penulis sampaikan terima kasih yang sebesar-besarnya kepada Bapak dan Ibu yang tak henti-hentinya memberikan motivasi, semangat dan doa selama menempuh pendidikan di IPB.Terima kasih juga penulis ucapkan kepada semua pihak yang turut membantu dalam pelaksanaan kegiatan penelitian.

Penulis menyadari bahwa skripsi ini masih jauh dari kesempurnaan sehingga segala bentuk kritik dan saran penulis harapkan untuk menjadi bahan evaluasi diri.

Semoga skripsi ini bermanfaat.

Bogor, September 2015

(9)

DAFTAR ISI

DAFTAR GAMBAR 8

DAFTAR TABEL 8

DAFTAR LAMPIRAN 8

PENDAHULUAN 1

Latar Belakang 1

Tujuan Penelitian 2

METODE 2

Waktu dan Tempat 2

Alat dan Bahan 3

Prosedur Pengolahan Data 4

HASIL DAN PEMBAHASAN 6

Penetapan Algoritma Muatan Padatan Tersuspensi 6

Penetapan Algoritma Klorofil-a 6

Sebaran Spasial Konsentrasi Muatan Padatan Tersuspensi di Teluk

Jakarta Tahun 2002-2012 8

Sebaran Spasial Konsentrasi Klorofil-a di Teluk Jakarta Tahun

2002-2012 10

Analisa Temporal Konsentrasi Muatan Padatan Tersuspensi di

Teluk Jakarta Tahun 2002-2012 12

Analisa Temporal Konsentrasi Klorofil-a di Teluk Jakarta Tahun

2002-2012 14

SIMPULAN DAN SARAN 16

Simpulan 16

Saran 16

DAFTAR PUSTAKA 17

LAMPIRAN 19

(10)

DAFTAR GAMBAR

1 Peta lokasi penelitian dan pengambilan kualitas air di perairan

Teluk Jakarta, DKI Jakarta 2

2 Diagram alir pengolahan data kualitas perairan Teluk Jakart 4 3 Lokasi 5 wilayah Utara, Timur, Selatan, Barat dan Tengah

Perairan Teluk Jakarta dalam analisa temporal MPT dan

Klorofil-a 5

4 Grafik hubungan nilai konsentrasi klorofil-a yang diestimasi menggunakan algoritma Pentury dengan hasil pengukuran

insitu 7

2008 (f) 2006 (g) 2005 (h) 2004 (i) 2002 9

6 Fluktuasi temporal konsentrasi muatan padatan tersuspensi di

Teluk Jakarta tahun 2002-2012 9

2008 (f) 2006 (g) 2005 (h) 2004 (i) 2002 11

8 Fluktuasi temporal konsentrasi klorofil-a di Teluk Jakarta

tahun 2002 11

9 Grafik Curah Hujan Bulan Pengamatan di Teluk Jakarta

Tahun 2002-2012 (Sumber : ecmwf) 12

10 Diagram Mawar Angindi Teluk Jakarta tahun (a) 2002 (b)

11 Pola Arus di Teluk Jakarta pada bulan Juli 2009 (Sumber :

Koropitan et. al., 2009) 15

DAFTAR TABEL

1 Tanggal Akuisisi Citra LANDSAT-7 ETM tahun 2002-2012 3 2 Data Lapang Kualitas Perairan Klorofil-a di Teluk Jakarta

9-14 Juli 2012 3

3 Hubungan nilai konsentrasi klorofil-a dengan nilai konsentrasi

citra LANDSAT-7 ETM tahun 2012 6

DAFTAR LAMPIRAN

1 Data Fluktuasi Temporal Muatan Padatan Tersuspensi Tahun

2002-2012 (mg/l) 19

2 Data Fluktuasi Temporal Klorofil-a Tahun 2002-2012

(11)

1

PENDAHULUAN

Latar Belakang

Teluk Jakarta adalah teluk terbuka yang berada di pantai utara Pulau Jawa. Teluk Jakarta memiliki kedalaman rata-rata 8.4 meter dan luasan area sekitar 285 km2. Perairan teluk sangat dipengaruhi oleh masukan air sungai yang berada di sekitarnya (Santoso 2005). Teluk Jakarta dialiri oleh 13 sungai yang berpotensi besar dalam menampung masukan nutrien yang dibawa oleh aliran sungai. Apabila masukan nutrien ini tidak diawasi dengan baik, maka dapat berpotensi mengakibatkan terjadinya penurunan kualitas perairan teluk atau wilayah pesisir.

Kualitas air laut di Teluk Jakarta mengalami penurunan dari tahun 2009 hingga 2012. Persentase indeks pencemar pada tahun 2012 mencapai 32% untuk kategori tercemar sedang dan 18% untuk kategori tercemar berat (BPLHD 2012). Bermuaranya 13 sungai ke Teluk Jakarta telah membawa bahan pencemar yang menyebabkan kondisi eutrofikasi. Kondisi ini sangat potensial dalam menyebkan terjadinya marak alga (blooming algae). Dampak penurunan kualitas perairan Teluk Jakarta sudah mencapai jarak 50 km menuju Perairan Kepulauan Seribu (Sachoemar dan Wahjono 2007).

Penurunan kualisas perairan dapat menimbulkan dampak negatif bagi kelestarian suatu ekosistem. Kandungan nutrien di perairan pesisir dapat dikaji berdasarkan kadar konsentrasi klorofil-a dan muatan padatan tersuspensi (Blonski 2009). Klorofil-a merupakan parameter kualitas perairan yang penting dikaji karena dapat dikembangkan sebagai sistem peringatan dini terhadap marak alga (blooming algae).Peringatan dini blooming algae dikelompokkan dalam 3 kondisi yakni kondisi aman dengan konsentrasi klorofil-a > 5 mg/m3, siaga dengan konsentrasi klorofil-a 5-10 mg/m3, dan bahaya dengan konsentarsi klorofil-a >10 mg/m3 (Wouthuyzen2006).

Selain klorofil-a, parameter kualitas perairan lainnya adalah muatan padatan tersuspensi. Muatan padatan tersuspensi penting untuk dikaji karena konsentrasi yang tinggi akan menghambat penetrasi cahaya di perairan dan proses fotosintesis terganggu (Effendi 2000). Kadar kosentasi muatan padatan tersuspensi di perairan dipengaruhi oleh masukan dari darat melalui aliran sungai dan resuspensi akibat pengikisan (Tarigan 2003). Kadar konsentrasi Nilai Ambang Batas berdasarkan KLH untuk kepentingan perikanan dan taman laut konservasi yaitu < 80 ppm (KLH 1998).

Salah satu metode yang dapat digunakan dalam analisa kualitas perairan adalah dengan metode penginderaan jauh. Metode penginderaan jauh dapat mengkaji parameter klorofil-a dan muatan padatan tersuspensi secara spasial dan temporal. Klorofil-a di suatu perairan dapat diestimasi dengan panjang gelombang 443-488 nm karena dapat mengabsorbsi sinar biru dan 515-600 nm karena dapat mereflektansikan sinar hijau (Blonski 2009). Sedangkan muatan padatan tersuspensi diperairan dapat diestimasi dengan panjang gelombang 560-590 nm (Gitelson et al. 1993).

(12)

8 kanal sebagai saluran spektral. Masing-masing kanal memiliki panjang gelombang dan karateristik berbeda. Hubungan antara nilai reflektansi pada sensor dengan nilai konsentrasi parameter perairan didasarkan pada prinsip cahaya yang dipantulkan kembali oleh permukaan perairan atau disebut sebagai inherent optical properties (IOP) yang digunakan dalam menentukan remote sensing reflectance

(Rrs) (Budhiman 2012).

Kualitas perairan akan menurun apabila tidak dilakukan pengawasan secara baik, yang dampaknya adalah menurunnya produktivitas primer, pencemaran, dan rusak nya ekosistem. Oleh karena itu penelitian terhadap analisis kualitas perairan (muatan padatan tersuspensi dan klorofil-a) menggunakan citra satelit LANDSAT-7 ETM diperlukan untuk memberikan informasi mengenai kondisi perairan teluk Jakarta.

Tujuan Penelitian

Penelitian ini bertujuan untuk melihat distribusi perubahan konsentrasi kualitas perairan (muatan padatan tersuspensi dan klorofil-a) secara spasial dan temporal di Teluk Jakarta pada tahun 2002 sampai 2012 dengan menggunakan citra satelit LANDSAT-7 ETM.

METODE

Waktu dan Tempat

Penelitian dilaksanakan pada bulan Maret-April 2014. Kegiatan pengolahandata dilakukan di Laboratorium Penginderaan Jauh, Departemen Ilmu dan Teknologi Kelautan, Insititut Pertanian Bogor. Lokasi penelitian adalah perairan Teluk Jakarta dengan titik pengambilan sampel sebanyak 20 pada Gambar 1. Sampel kualitas perairan diambil oleh dua lembaga yaitu LIPI dan SEAMEO BIOTROP.

(13)

3

Alat dan Bahan

Alat yang digunakan pada penelitian ini adalah Laptop, perangkat lunak ER Mapper 6.4, ArcView 10.0, Surfer 9, dan Frame and fill. Bahan yang digunakan dalam penilitian ini adalah citra LANDSAT-7 ETM sebanyak 9 buah pada Tabel 1 dan data lapang kualitas perairan klorofil-a tanggal 9-14 Juli 2012 pada Tabel 2. Tabel 1 Tanggal Akuisisi Citra LANDSAT-7 ETM tahun 2002-2012

No Tanggal Akuisisi

Tabel 2 Data Lapang Kualitas Perairan Klorofil-a di Teluk Jakarta 9-14 Juli 2012 SITE Date Time Latitude Longitude Klorofil-a

(14)

Prosedur Pengolahan Data

Pengolahan data terdiri tiga bagian : pengolahan data satelit, penetapan algoritma, dan pengolahan data sebaran spasial dan temporal. Proses pengolahan data digambarkan dalam diagram alir pada Gambar 2.

Pengolahan Data Satelit

Citra satelit diolah dengan menggunakan citra LANDSAT-7 ETM path 122 row 64 yang diperoleh melalui pengunduhan pada situs www.earthexplorer.usgs.gov. Data citra LANDSAT-7 ETM mengalami kerusakan sensor pada tahun 2004 sehingga terdapat wilayah kosong dengan garis hitam melintang pada citra. Proses penambalan (gap fill)dilakukan untuk menutup wilayah kosong agar dapat digunakan dalam proses analisis.Setelah proses gap fill

selesai, langkah selanjutnya adalah pemotongan (croping) untuk membatasi wilayah kerja sesuai dengan posisi penelitian pada citra LANDSAT-7 ETM. Sebelum citra dianalisis dengan algoritma yang dipilih, dilakukan proses koreksi geomterik dan radiometric untuk mengurangi kesalahan yang timbul pada saat perekaman yang diakibatkan oleh pengaruh perputaran bumi dan mengurangi kesalahan radiasi elektromagnetik dan interaksi atmosfer.

(15)

5

Penetapan Algoritma

Algoritma yang digunakan untuk ekstraksi kualitas perairan ditetapkan dengan mencoba beberapa algoritma yang sudah ada yaitu Ambarwulan, Lemigas, Robinson, dan Tassan untuk muatan padatan tersuspensi dan Pentury, Wouthuyzen, Hasyim, Berau, dan Adkha untuk klorofl-a. Algoritma ditetapkan berdasarkan hasil variabel terikat (Y) dengan variabel bebas (X). Variabel terikat (Y) adalah muatan padatan tersuspensi sedangkan variabel bebas (X) adalah citra dengan model persamaan Y= ax+b. Keeratan hubungan dilihat melalui nilai R, jika mendekati positif 1 hal ini menunjukkan hubungan antar variabel yang kuat sedangkan jika mendekati 0 maka hubungan antar variabel sangat lemah.

Gambar 3 Lokasi 5 wilayah Utara, Timur, Selatan, Barat dan Tengah Perairan Teluk Jakarta dalam analisa temporal MPT dan Klorofil-a

Pengolahan Data Sebaran Temporal

(16)

HASIL DAN PEMBAHASAN

Penetapan Algoritma Muatan Padatan Tersuspensi

Algoritma yang digunakan dalam analisis muatan padatan tersuspensi ditentukan berdasarkan grafik hubungan antara data in situ dengan data citra. Penentuan mengacu pada 4 algoritma yaitu Ambarwulan, Lemigas, Robinson, dan Tassan.. Algoritma yang dipilih untuk analisis muatan padatan tersuspensi pada citra LANDSAT-7 ETM tahun 2002 sampai 2012 adalah algoritma Tassan dengan persamaan:

Algoritma yang digunakan dalam analisis klorofil-a juga ditentukan berdasarkan grafik hubungan antara konsentrasi data lapang dengan data citra. Penentuan mengacu pada 5 algoritma yaitu Pentury, Sam Wouthhuyzen, Hasyim, Delta Mahakam, dan Adkha. Algoritma yang dipilih adalah algoritma dengan nilai koefisien korelasi paling besar yang menunjukan keeratan hubungan antara konsentrasi data insitu dengan konsentrasi citra.

(17)

7

Algoritma yang dipilih untuk analisis klorofil-a pada citra LANDSAT-7 ETM tahun 2002 sampai 2012 adalah algoritma Pentury dengan persamaan:

C(mg/m3)=2.387(Kanal2/Kanal1)-0.467 (4)

Keterangan:

C(mg/m3_{)= Konsentrasi Klorofil (mg/m}3₎

Kanal1= Nilai radian pada Kanal1 LANDSAT-7 ETM Kanal2= Nilai radian pada Kanal2 LANDSAT-7 ETM

Grafik hubungan korelasi antara konsentrasi klorofil-a data insitu dan data citra LANDSAT-7 ETM yang menunjukkan hubungan keeratan ditunjukkan sebagai berikut

Gambar 4 Grafik hubungan nilai konsentrasi klorofil-a yang diestimasi menggunakan algoritma Pentury dengan hasil pengukuran insitu Grafik hubungan keeratan konsentrasi klorofil-a data insitu dengan data citra LANDSAT-7 ETM 2012 menggunakan algoritma Pentury menunjukkan nilai koeefisien korelasi paling tinggi yaitu R = 0.50 di bandingkan algoritma Sam sebesar R = 0.44, algoritma Hasyim sebesar R = 0.11, algoritma Delta Mahakam sebesar R = 0.44 dan algoritma Adkha sebesar R = 0.25. Nilai koesfisien korelasi algoritma Pentury sebesar 0.50 menunjukkan korelasi yang cukup erat dan dapat digunakan sebagai algoritma dalam analisis klorofil-a di Teluk Jakarta. Algoritma Pentury yang digunakan dalam analasisi klorofil-a di Teluk Jakarta menggunakan perbandingan kanal 1 dan kanal 2. Menurut (Rogan dan Chen 2004) analisis terhadap konsentrasi klorofil-a di perairan hanya menggunakan kanal 1 -4 dengan panjang gelombang 0.45–0.52 μm, 0.52–0.60 μm, 0.63–0.69 μm dan 0.76–0.90 μm. Kombinasi terbaik dalam estimasi klorofil-a di perairan dapat menggunakan kombinasi rasio kanal 1 dan kanal 3 serta kanal 1 dan kanal 2 (Han dan Jordan 2005).

(18)

Sebaran Spasial Konsentrasi Muatan Padatan Tersuspensi di Teluk Jakarta Tahun 2002-2012

Muatan padatan tersuspensi di Teluk Jakarta yang diolah dengan citra satelit LANDSAT-7 ETM pada Gambar 5 dan 6 menunjukkan pola sebaran spasial pada tahun 2002-2012. Sebaran spasial konsentrasi muatan padatan tersuspensi menunjukkan perubahan distribusi konsentrasi dari tahun 2002 hingga 2012.

Nilai dari konsentrasi muatan padatan tersuspensi yang diekstrak dapat dilihat pada Lampiran 1. Berdasarkan gambar 5 dan 6, secara umum distribusi konsentrasi muatan padatan tersuspensi di Teluk Jakarta menyebar hampir di seluruh wilayah perairan Teluk Jakarta.

Distribusi muatan padatan tersuspensi di wilayah selatan lebih tinggi dibandingkan dengan wilayah utara Teluk Jakarta. Konsentrasi muatan padatan tersuspensi di wilayah pesisir seperti kecamatan Penjaringan, Muara Kamal, Kamal Dadap dan Teluk Naga memiliki nilai yang lebih tinggi dibandingkan wilayah perairan kepulauan seribu. Perairan Muara Kamal merupakan perairan dengan tingkat aktifitas pelabuhan yang tinggi. Pengaruh terhadap konsentrasi muatan padatan tersuspensi adalah tingginya aktifitas transportasi laut yang menyebabkan pengadukan sedimen dasar perairan. Pengadukan sedimen terjadi di wilayah mulut sungai sehingga nilai konsentrasi muatan padatan tersuspensi di wilayah selatan tinggi (Sarjono 2009). Wilayah pesisir Teluk Jakarta juga dipengaruhi oleh 13 sungai yang mengalir menuju teluk dan membawa masukan dari daratan. Curah hujan pada bulan pengamatan yang rendah juga membuat distribusi dari konsentrasi muatan padatan tersuspensi terpusat diwilayah pesisir dan tidak terdorong menuju perairan Keplulauan Seribu.

Distribusi konsentrasi muatan padatan tersuspensi di wilayah timur secara umum lebih tinggi dibandingkan dengan wilayah barat. Wilayah timur Teluk Jakarta merupakan wilayah pesisir Muara Gombong dan pelabuhan Tanjung Priok. Perairan Muara Gembong merupakan wilayah perairan yang berada di sekitar lokasi industri. Kondisi ini membuat perairan Muara Gembong menerima tekanan limbah yang tinggi. Pengerukan kolam pelabuhan Tanjung Priok dan Muara Gembong juga membawa endapan sedimen dan nutrient ke perairan Teluk Jakarta. Perairan Muara Gembong juga aktif sebagai wilayah dumping site atau muara akhir dari pembuangan hasil pengerukan kolam pelabuhan Tanjung Priok.

Wilayah timur Teluk Jakarta dengan tinggi nya aktifitas pelabuhan membuat sungai yang berada di wilayah tersebut mengalami pendangkalan. Pendangkalan tersebut mengakibatkan terjadinya proses pengadukan sedimen yang berperan dalam penumpukan sedimen. Perairan yang mengalami pendangkalan menyebabkan arus yang masuk kearah hulu sungai tertahan sehingga sedimen yang telah mengendap teraduk kembali ke permukaan. Kondisi ini membuat konsentrasi muatan padatan tersuspensi tinggi.

(19)

9

(a) (b) (c)

(d) (e) (f)

(g) (h) (i)

Gambar 6 Fluktuasi temporal konsentrasi muatan padatan tersuspensi di Teluk Jakarta tahun 2002-2012

0.00 20.00 40.00 60.00 80.00 100.00 120.00

2002 2003 2004 2005 2006 2007 2008 2009 2010 2011 2012

MP

T

I

n

situ

(g

/l)

Tahun Pengamatan

(20)

Sebaran Spasial Konsentrasi Klorofil-a di Teluk Jakarta Tahun 2002-2012

Sebaran spasial konsentrasi klorofil-a di Teluk Jakarta yang diolah dengan menggunakan citra satelit LANDSAT-7 ETM pada tahun 2002 -2012 disajikan pada Gambar 7 dan 8. Nilai dari konsentrasi klorofil-a yang diekstrak dapat dilihat pada Lampiran 2.

Distribusi kkorofil-a pada wilayah selatan menunjukkan konsentrasi yang lebih tinggi dibandingkan dengan wilayah utara Teluk Jakarta. Tingginya konsentrasi di wilayah selatan dibandingkan wilayah utara dipengaruhi oleh ketersediaan nutrien, sinar matahari, pengadukan air, dan suhu (Estuari Sciense 2006). Selain itu konsentrasi klorofil-a di pesisir juga dipengaruhi oleh sedimentasi dan sungai-sungai dari darat ataupun masukan dari laut terbuka (Turner 2010). Pelabuhan Kayu Marunda dan Muara Kamal merupakan wilayah perairan dengan aktivitas pelabuhan yang tinggi. Kegiatan dari nelayan di sekitar pelabuhan Kayu Marunda dan Muara Kamal menyumbang nutrien ke perairan sehingga meningkatkan konsentrasi di wilayah ini.

Selain itu pengadukan sedimen akibat kegiatan keluar dan masuknya kapal juga mempengaruhi sumbangan nutrien pada wilayah selatan Teluk Jakarta. Pesisir Teluk Jakarta juga merupakan wilayah yang padat pemukiman penduduk. Limbah cair domestik yang dihasilkan dari kegiatan rumah tangga masyarakat menjadi penyebab terbesar terjadinya pencemaran di wilayah perairan Teluk Jakarta (JICA 1990). Padatnya pemukiman penduduk juga menyumbang nutrien ke perairan yang meningkatkan konsentrasi klorofil di pesisir Teluk Jakarta

(21)

11

(a) (b) (c)

(d) (e) (f)

(g) (h) (i)

Gambar 8 Fluktuasi temporal konsentrasi klorofil-a di Teluk Jakarta tahun 2002 2012

0.00 1.00 2.00 3.00 4.00 5.00

2002 2003 2004 2005 2006 2007 2008 2009 2010 2011 2012

Ko

n

sen

tr

asi

k

lo

ro

fil

-a

(m

g

/m

3

)

Tahun pengamatan

(22)

Analisa Temporal Konsentrasi Muatan Padatan Tersuspensi di Teluk Jakarta Tahun 2002-2012

Analisa temporal konsentrasi muatan padatan tersuspensi dilakukan untuk melihat fluktuasi yang terjadi selama rentang waktu 2002 sampai 2012 di Teluk Jakarta. Pola distribusi muatan padatan tersuspensi di bagian utara relatif lebih homogen dibandingkan dengan bagian selatan, timur, barat, dan tengah. Bagian utara Teluk Jakarta, distribusi muatan padatan tersuspensi paling tinggi adalah pada tahun 2006 dan terendah adalah pada tahun 2008 . Curah hujan pada tahun 2006 lebih tinggi dibandingkan dengan tahun 2008. Curah hujan yang tinggi akan meningkatkan volume air sungai sehingga masukan material tersuspensi dari daratan menuju laut lepas meningkat. Sedangkan pada tahun 2008, curah hujan yang lebih rendah dari 20 mm membuat muatan padatan tersuspensi terakumulasi di pesisir pantai.

Korelasi positif antara curah hujan dan angin juga mempengaruhi distribusi muatan padatan tersuspensi di utara Teluk Jakarta. Curah hujan yang tinggi sebanding dengan kekuatan angin yang tinggi pula. Sehingga menurut Siregar dan Alan (2013), perairan Teluk Jakarta yang dipengaruhi oleh angin munson mendukung hasil distribusi muatan padatan tersuspensi yang tinggi di utara. Gambar 9 merupakan grafik curah hujan yang terjadi di Teluk Jakarta pada bulan pengamatan tahun 2002-2012.

Gambar 9 Grafik Curah Hujan Bulan Pengamatan di Teluk Jakarta Tahun 2002-2012 (Sumber : ecmwf)

Curah hujan dan angin di wilayah tropis berkaitan dengan proses evaporasi dan fluks paten dari lautan ke atmosfer (Raymond 2003). Fenomena pergerakan awan di wilayah tropis dipengaruhi oleh kecepatan angin. Semakin cepat angin rata-rata maka semakin tinggi curah hujan karena meningkatnya fluks panas laten permukaan. Menurut Wati (2014) kecepatan angin yang semakin tinggi meningkatkat proses evaporasi sehingga menstimulasi kejadian konveksi awan yang semakin kuat. Grafik curah hujan yang terbentuk menunjukkan fluktuasi setiap tahun nya.

Kondisi yang hampir sama terlihat pada wilayah pesisir Teluk Jakarta di selatan. Pola distribusi tertinggi adalah pada tahun 2006 sedangkan terendah adalah pada tahun 2010. Wilayah pesisir Teluk Jakarta yang dipengaruhi oleh 13 sungai besar membuat material tersuspensi pada saat curah hujan tinggi memiliki

0

2002 2003 2004 2005 2006 2007 2008 2009 2010 2011 2012

(23)

13

konsentrasi tinggi karena muatan padatan tersuspensi akan terakumulasi di pesisir pantai. Curah hujan pada tahun 2006 sebesar 50 mm mempengaruhi sebaran konsentrasi muatan padatan tersuspensi terdistribusi menuju laut.

Bagian timur Teluk Jakarta juga menunjukkan pola fluktuasi tahunan yang sama dengan bagian utara dan selatan. Pola distribusi muatan padatan tersuspensi tertinggi dibagian timur pada tahun 2006 sedangkan terendah adalah pada tahun 2002. Angin yang bertiup dari timur laut dan keluar ke barat saat musim timur membuat distribusi muatan padatan tersuspensi terkonsentrasi di timur Teluk Jakarta. Gambar xxx menunjukkan pola angina di Teluk Jakarta dalam bentuk diagram mawar selama tahun 2002-2012. Teluk Jakarta merupakan wilayah perairain di Laut Jawa dengan transport massa air yang dipengaruhi oleh angin munson dan masukan nutrient dari daratan (Siregar dan Koropitan 2013). Angin munson yang terjadi sepanjang tahun mengontrol musim timur dan musim barat di Laut Jawa dan juga mempengaruhi sirkulasi aliran di permukaan laut (Illahude 1995). Gambar 10 menunjukkan pola angin di Teluk Jakarta dalam bentuk diagram mawar selama tahun 2002-2012. Diagram mawar angin di wilayah barat pada tahun 2002-2012 menunjukkan bahwa angin dominan berhembus menuju barat dan timur laut. Kondisi ini karena pada bulan Juni, Juli, dan Agustus yang merupakan bulan pengamatan sedang mengalami musim timur. Kecepatan angin pada tahun 2002 sampai 2012 adalah 3.6 – 5.7 m/s.

(a) (b)

(c) (d)

Curah hujan yang rendah pada tahun 2002 membuat konsentrasi muatan padatan tersuspensi juga rendah di timur Teluk Jakarta karena tidak adanya masukan air sungai menuju laut. Wilayah timur Teluk Jakarta merupakan wilayah pelabuhan dan persawahan sehingga material yang terbawa dari daratan menuju laut sangat dipengaruhi oleh curah hujan.

(24)

signifikan berpengaruh terhadap disribusi muatan padatan tersuspensi. Kondisi sebaliknya terjadi pada tahun 2006 dengan intesitas curah hujan yang tinggi dibulan Juni. Wilayah barat merupakan arah keluar angin pada musim timur sehingga konsentrasi muatan padatan tersuspensi tinggi saat curah hujan tinggi. Konsentrasi muatan padatan tersuspensi di wilayah barat dan timur Teluk Jakarta merupakan yang paling tinggi dengan tahun yang sama yaitu tahun 2006.

Wilayah pengamatan fluktuasi tahunan muatan padatan tersuspensi dibagi kedalam 5 wilayah yaitu utara, tengah, timur, selatan, dan barat. Pola fluktuasi dari semua tahun secara umum hampir sama. Konsentrasi meningkat dari tahun 2002 sampai 2006 dengan puncak konsentrasi tertinggi di tahun 2006. Selanjutnya konsentrasi menurun 2008 dan meningkat kembali pada tahun 2009. Setelah tahun 2009 konsnetrasi muatan padatan tersuspensi terus mengalami penurunan hingga tahun 2012

Analisa Temporal Konsentrasi Klorofil-a di Teluk Jakarta Tahun 2002-2012

Analisa temporal konsentrasi klorofil-a diperlukan untuk melihat fluktuasi yang terjadi selama rentang waktu 2002 sampai 2012 di Teluk Jakarta. Bagian utara Teluk Jakarta, pola distribusi klorofil-a tertinggi adalah pada tahun 2004 sedangkan terendah adalah pada tahun 2011. Grafik fluktuasi temporal konsentrasi klorofil-a di bagian utara Teluk Jakarta menunjukkan adanya lonjakan drastis pada tahun 2002 sampai 2004 dan penurunan pada tahun 2005-2012. Konsentrasi klorofil-a di bagian utara juga merupakan yang tertinggi dibandingkan dengan bagian timur, tengah, selatan, dan barat. Kondisi ini diduga akibat pengaruh musim timur pada tahun 2004. Suhu permukaan laut secara umum tinggi pada musim timur dan rendah pada musim barat (Nababan 2012). Konsentrasi klorofil-a pada tahun 2004 merupakan data yang diamati pada bulan Juli yang tingkat curah hujannya adalah 30 mm. Curah hujan yang relatif rendah pada bulan Juli diduga menyebkan konsetrasi klorofil-a di bagian utara Teluk Jakarta tinggi.

Pola distribusi klorofil-a tertinggi di bagian selatan adalah pada tahun 2008 dan terendah adalah pada tahun 2006. Data yang diamati pada bagian selatan adalah bulan Juli. Curah hujan pada tahun 2008 dibulan Juli merupakan yang paling rendah yaitu dibawah 20 mm. Rendahnya curah hujan dibagian selatan yang merupakan wilayah pesisir membuat nutrien terakumulai di wilayah pesisir sehingga konsentrasi klorofil-a tinggi pada tahun ini. Sedangkan curah hujan pada tahun 2006 termasuk yang tertinggi bersama tahun 2011 sebesar 50 mm sehingga konsentrasi klorofil-a diwilayah pesisir rendah karena nutrient terbawa oleh air masukan dari sungai yang bermuara menuju laut lepas.

(25)

15

Pola distribusi tertinggi klorofil-a dibagian barat adalah pada tahun 2002 sedangkan yang terendah adalah pada tahun 2006. Data yang diamati pada tahun 2002 merupakan data pada bulan Agustus dengan curah hujan kurang dari 10 mm. Bagian barat merupakan wilayah pelabuhan teluk merunda dan muara kamal. Masukan sungai dan tingginya aktifitas pelabuhan membawa nutrient dan terpusat di wilayah pesisir sehingga meningkatkan konsentrasi klorofil-a. Curah hujan yang rendah pada tahun 2002 juga berbanding lurus dengan kecepatan angin yang rendah. Kecepatan angin yang rendah membuat nutrient tidak terbawa ke laut lepas dan terpusat diwilayah pesisir selatan Teluk Jawa. Data yang diamati pada tahun 2006 adalah data pada bulan Juni dengan curah hujan yang lebih tinggi dari tahun 2002 sebesar 50 mm. Curah hujan yang tinggi sebanding dengan kecepatan angin, sehingga arus akan membawa nutrien di selatan Teluk Jakarta menjauh dari pesisir menuju laut lepas sehingga konsentrasi klorofil-a rendah.

Gambar 11 merupakan pola pergerakan arus pada bulan Juli tahun 2009 di Teluk Jakarta yang memperlihatkan pergerakan stick plot dari arah timur laut dan keluar kearah barat.

Gambar 11 Pola Arus di Teluk Jakarta pada bulan Juli 2009 (Sumber : Koropitan

et. al., 2009)

(26)

SIMPULAN DAN SARAN

Simpulan

Distribusi spasial konsentrasi muatan padatan tersuspensi dan klorofil-a di Teluk Jakarta wilayah selatan dan timur lebih tinggi dibandingkan dengan wilayah utara dan barat. Fluktuasi temporal konsentrasi muatan padatan tersuspensi dan klorofil-a pada tahun 2002 sampai 2012 menunjukkan pola yang sama dengan konsentrasi yang lebih tinggi di wilayah selatan dan timur dibandingkan wilayah utara dan barat. Korelasi antara data lapang dengan data citra dalam analisis klorofil-a di Teluk Jakarta menggunakan algoritma Pentury dengan koefisien korelasi (R)=0.50

Saran

(27)

17

DAFTAR PUSTAKA

Adkha, I. 1994. Penggunaan data citra satelit-TM hasil olahan digital untuk pendugaan sebaran horizontal produktivitas primer di perairan Kabupaten Subang, Jawa Barat [skripsi]. Bogor (ID): Institut Pertanian Bogor.

Ambarwulan W. 2002. Mapping of total suspended matter concentration from SPOT and LANDSAT TM satellite images for integrated coastal zone management in Teluk Banten Indonesia. [tesis] International Institute for Geo-Information Science and Earth Observation.

Asner GP, Warner.2003. Canopy shadow in IKONOS satelit observations of tropicalforests and Savannas. Remote Sensing of Environment. 87: 521-533. Budhiman, S. 2004. Mapping total suspended solid matter concentrationsfrom

multisensory satellite images in turbid tropical coastal waters of Mahakam Delta, Indonesia. [disertasi]. ITC. Netherlands.

Blonski S, Holekamp K, Spiering BA. 2009. NASA satellite monitoring of water clarity in mobile bay for nutrient criteria development.

BPLHD.2012. Badan Pengelolaan Lingkungan Hidup Daerah. Laporan Status Lingkungan Hidup Daerah Provinsi Daerah Khusus Ibukota Jakarta Tahun 2012. Jakarta(ID):BPLHD.

Effendi. 2003. Telaah kualitas air: Bagi Pengelolaan Sumberdaya dan Lingkungan Perairan. Yogyakarta (ID): Kanisius. 252 hlm.

Estuari Science. 2006. Produktivitas fitoplankton di Teluk Jakarta.

Gitelson A, Mayo M, Yacobi YZ, Avraham ZB. 1995. Chlorophyll distribution in Lake Kinneret determined from LANDSAT TM data. International Journal of Remote Sensing. 16(1):175:182.

Hadikusumah.2007. Variabilitas musiman arus di Teluk Jakarta. Lingkungan Tropis. Ed Khusus 2007:305 – 309

Han L, Jordan KJ. 2005. Estimating and mapping chlorophyll-a concentration in Pensacola Bay, Florida using Landsat ETM+ data. International Journal of Remote Sensing. 26:5245-5254.

Hasyim, B. 1997. Optimasi penggunaan data inderaja dan system informasi geografi untuk pengawasan kualitas lingkungan pantai akibat limbah industry. Dewan Riset Nasional. (ID)

Hendiarti N, Suwarno, Aldrian E, Amri Y, Andiastuti S, Sachoemar SI, Wahyono. 2005. Seasonal variation of pelagic fish catch araound Java. Journal Oceanography I. 18.

JICA. 1990. The study on urban drainage and waste water disposal project in city of Jakarta.

Illahude., AG. 1980. Kondisi hidrologi perairan Teluk Jakarta 1975-1976. 9-14. Keputusan Menteri Negara Lingkungan Hidup No. 51 Tahun 2004 Tentang Baku

Mutu Air Laut untuk Perairan Pelabuhan. (ID)

Koropitan AF, Ikeda M, Damar A, Yamanaka Y. 2009. Influence of physical process on the ecosystem of Jakarta Bay: a coupled physical-ecosystem model experiment. ICES Journal of Marine Science. 66:336-348.

(28)

Lu D, Mausel P, Brondizio E. 2002. Aboveground biomass estimation of successional and mature forests using TM images in the Amazon Basin. New York: Springer-Verlag.

Nababan. 2012. Variabilitas konsentrasi klorofil-a dan suhu permukaan laut di perairan Natuna. Jurnal Ilmu dan Teknologi Kelautan Tropis. 4(1):121-134. Parwaty E, Purwanto AD. 2014. Analisis algoritma ekstraksi informasi muatan

padatan tersuspensi menggunakan data LANDSAT-8 di perairan Berau.

Giobiofisik Penginderaan Jauh.

Pentury, R. 1997. Algoritma pendugaan konsentrasi klorofil-a di perairan Teluk Ambon menggunakan citra Landsat TM [thesis]. Bogor (ID): Institut Pertanian Bogor. Bogor.

Ray. 2013. Environmental monitoring of estuaries: estimating and mapping various environmental indicators in Matla Estuarine complex using Landsat TM digital data. International Journal of Geomatics and Geosciensces. 0976– 4380.

Robinson IS. 1985. Satellite oceanography an introduction for oceanographers and remote sensing scientist. 445.

Rogan J, Chen D. 2004. Remote sensing technology for mapping and monitoring land-cover and landuse change. Progress in Planning. 61:301-325.

Sachoemar, IS, Wahjono HD. 2007. Kondisi pencemaran lingkungan perairan di teluk Jakarta. JAI. 3(1).

Sarjono. 2009. Analisis kandungan logam berat Cd, Pb, dan Hg pada air dan sedimen di perairan Kamal Muara, Jakarta Utara [skripsi]. Bogor (ID): Institut Pertanian Bogor.

Siregar V, Koropitan AF. 2013. Primary productivity of Jakarta Bay in a changing environtment: anthropogenic and climate change impact. BIOTROPIA. 20(2): 89 – 103.

Tarigan, Edward MS. 2003. Kandungan total zat padat tersuspensi (total suspended solid) di Perairan Raha,Sulawesi Tenggara. Makara, Sains. 7(3).

Tassan S. 1987. Evaluation of potential of thematic mapper for marine application. International Journal of Geomatics and Geoscience. 8(10):1455-1478.

Turner. 2010. Remote sensing of chlorophyll-a concentrations to support the Deschutes Basin lake and reservoir TMDLs.

Wati, Wigena AH. 2014. Seleksi prediktor data global climate model dengan teknik singular value decompotition untuk prediksi curah hujan di Pantai Utara Jawa Barat. Jurnal Meteorologidan Geofisika. 15(3):177-186.

Wouthuyzen. 2007. Pendeteksian dini kejadian marak alga (harmful algal blooms/HAB) perairan Teluk Jakarta dan sekitarnya. Laporan Akhir Tahun. P20-LIPI. Jakarta.

(29)

19

LAMPIRAN

Lampiran 1 Data Fluktuasi Temporal Muatan Padatan Tersuspensi Tahun 2002-2012 (mg/l)

TAHUN UTARA TENGAH SELATAN BARAT TIMUR

2012 58.30 76.25 64.02 77.32 75.12

2011 59.59 61.77 64.64 58.22 79.63

2010 62.60 68.58 54.81 67.33 73.70

2009 57.86 72.82 75.15 75.03 77.32

2008 56.53 67.91 70.90 69.49 72.07

2006 90.80 92.25 92.18 93.32 95.93

2005 73.93 78.40 77.34 83.67

2004 63.38 69.80 68.21 78.00

2002 58.14 67.51 61.74 70.42 68.02

Lampiran 2 Data Fluktuasi Temporal Klorofil-a Tahun 2002-2012 (mg/cm3)

TAHUN UTARA TENGAH SELATAN BARAT TIMUR

2012 0.56 1.27 1.70 1.45 2.02

2011 0.40 0.70 1.81 1.32 1.92

2010 0.67 1.17 1.07 1.56 1.78

2009 1.30 1.57 2.26 1.58 2.47

2008 0.68 1.24 2.46 1.48 2.23

2006 0.93 1.02 1.05 1.06 1.22

2005 1.32 1.64 1.97 1.15 2.36

2004 4.16 2.83 2.34 1.69 1.65

(30)

RIWAYAT HIDUP

Penulis dilahirkan di Sibolga, 29 Desember 1993 dan merupakan anak tunggal dari pasangan Ayah B. Butarbutar dan Ibu S. Sinurat. Pada tahun 2008-2011 penulis menyelesaikan pendidikan di SMA Swt. KATOLIK Sibolga

Pada tahun 2011 penulis diterima sebagai mahasiswa Institut Pertanian Bogor (IPB) melalui jalur Undangan SNMPTN di Departemen Ilmu dan Teknologi Kelautan, Fakultas Perikanan dan Ilmu Kelautan. Selama kuliah di Institut Pertanian Bogor penulis mendapatkan beasiswa dari Beasiswa Unggulan DIKTI NON CIMB Niaga pada tahun 2011-2014. Penulis aktif dalam organisasi Himpunan Mahasiswa Ilmu dan Teknologi Kelautan (HIMITEKA) tahun 2012-2014 sebagai Wakil Ketua I dan II. Penulis juga merupakan asisten dalam mata kuilah Dasar-dasar Instrumentasi Kelautan dan Instrumentasi Kelautan pada tahun 2012-2013.

Untuk menyelesaikan studi di Fakultas Perikanan dan Ilmu Kelautan, penulis