Kajian SPL, Presipitasi, dan Salinitas Kaitannya
dengan Laju Pertumbuhan Karang Porites di
Nusa Penida, Bali
Camellia Kusuma Tito
1, Aldino Jusach Saputra
1, Jejen Jenhar Hidayat
1, Muji Wasis Indriyawan
2dan
Abdul Rohman Zaky
11Balai Penelitian dan Observasi Laut (BPOL), Kementerian Kelautan dan Perikanan
Jl. Baru Perancak, Negara, Jembrana, Bali, 822251
E-mail: camellia.tito@gmail.com, aldinojusach@gmail.com, jenhar.hidayat@gmail.com, abdulrohmanzaky@gmail.com
2Balai Pengelolaan Sumberdaya Pesisir dan Laut (BPSPL), Kementerian Kelautan dan Perikanan
Jl. Bypass Prof. Ida Bagus Mantra, Pering, Gianyar, Bali, 80581 E-mail: indriya_wan@yahoo.co.id
Abstract - Coral growth rate were influenced by the environmental changes of the ambient waters. To determine the influenced of sea surface temperature (SST) , precipitation and salinity on the coral growth rate in Nusa Penida, Bali, samples of Porites corals has been taken at a depth of 6,5 m. In this study, we analyzed 5 colonies of Porites corals, these corals were X-rayed and analyzed for their growth rate. Coral growth rate was calculated using coral densitometry approach by CoralXDS software. The results showed that corals give varied response to the increase in SST and decrease in precipitation and salinity. The influenced of salinity and precipitation on the coral growth rate at Nusa Penida were greater than the SST.
Keywords: coral growth rate, densitometry, Nusa Penida, Porites Abstrak - Laju pertumbuhan karang dipengaruhi oleh perubahan lingkungan perairan. Untuk mengetahui pengaruh suhu permukaan laut (SPL), curah hujan dan salinitas pada laju pertumbuhan karang di Nusa Penida, Bali, sampel karang Porites telah diambil pada kedalaman 6,5 m. Dalam studi ini, dianalisis 5 koloni karang Porites, dilakukan Xray dan dianalisis untuk laju pertumbuhannya. Laju pertumbuhan karang dihitung dengan pendekatan densitometry dengan menggunakan
software CoralXDS. Hasil penelitian menunjukkan bahwa
karang memberikan respon yang bervariasi pada peningkatan SPL dan penurunan curah hujan serta salinitas. Pengaruh salinitas dan curah hujan pada laju pertumbuhan karang di Nusa Penida lebih besar daripada SPL.
Kata kunci: laju pertumbuhan karang, densitometry, Nusa Penida, Porites
I. PENDAHULUAN
Setelah sebelumnya ditetapkan sebagai Kawasan Konservasi Perairan pada 2010, pada Juni 2014 Nusa Penida juga telah diresmikan sebagai Kawasan Konservasi Taman Wisata Perairan. Taman wisata perairan seluas 20 ribu hektar ini memiliki terumbu karang kurang lebih seluas 149 hektar dengan hampir 300 jenis karang [1] dan merupakan bagian
dari kawasan segitiga terumbu karang dunia atau dikenal dengan kawasan Coral Triangle Initiative (CTI).
Sebagai salah satu usaha pengelolaan dan pemanfaatan ekosistem terumbu karang secara lestari dan berkelanjutan, maka diperlukan adanya data dan informasi yang lengkap mengenai faktor-faktor yang mempengaruhi pertumbuhan karang di kawasan ini. Penelitian ini bertujuan untuk melihat pengaruh suhu permukaan laut (SPL), presipitasi dan salinitas terhadap pertumbuhan karang Porites di Perairan Nusa Penida. Dalam penelitian ini digunakan sampel Porites untuk menghitung laju pertumbuhan tahunannya dan dianalisis keterkaitannya dengan beberapa faktor klimatologi.
II. KAJIAN LITERATUR DAN PENGEMBANGAN
HIPOTESIS
Nusa Penida merupakan perairan yang menarik untuk dikaji karena selain memiliki potensi sumber daya hayati laut yang tinggi, posisinya yang berdekatan dengan selat Lombok menyebabkan kondisi lingkungan Perairan Nusa Penida juga dipengaruhi Arus Lintas Indonesia (Arlindo) [2]. Arus yang kuat dan penurunan suhu perairan yang tiba-tiba akibat terjadinya upwelling adalah karakteristik perairan Nusa Penida.
Terumbu karang (coral reef) merupakan endapan masiv dari kalsium karbonat (CaCO3) yang dihasilkan sekumpulan
organisme karang yang hidup di dasar perairan melalui proses kalsifikasi. Dalam proses kalsifikasi terjadi pertumbuhan secara linier dan penambahan densitas karang [3]. Satu pasang densitas tinggi dan rendah pada karang, yang membentuk pola selang-seling terang/gelap, menunjukkan satu tahun pertumbuhan. Teknologi X-ray dimanfaatkan untuk mengetahui densitas dan kalsifikasi karang, sebagai refleksi dari pertumbuhan karang.
Salah satu jenis karang masiv yang memiliki penyebaran yang luas dan dapat tumbuh dan berkembang di wilayah tropis dan sebagian wilayah sub tropis adalah Porites (Veron, 1986). Dalam pertumbuhannya, Porites membentuk lapisan pertumbuhan (growth band) menurut urutan waktu (kronologi). Perlapisan pertumbuhan pada karang
menggambarkan kondisi tahunannya (Hudson et al., 1976; Highsmith 1979).
Perlapisan pertumbuhan tahunan karang dapat digunakan sebagai perekam informasi perubahan lingkungan [3]. Perubahan lingkungan diketahui dengan perubahan densitas pada perlapisan pertumbuhannya [4][5]. Beberapa faktor lingkungan dan ekologi yang dapat mempengaruhi pertumbuhan karang adalah suhu permukaan laut (SPL), salinitas, presipitasi, sedimentasi, intensitas cahaya dan turbiditas [6].
III. METODE PENELITIAN
Sebanyak 5 (lima) koloni karang jenis Porites (NP1, NP2, NP3, NP4 dan NP5) telah diambil dari satu lokasi di wilayah Perairan Nusa Penida, Bali pada kedalaman kurang lebih 5 meter (ditunjukkan dengan tanda bintang pada Gambar 1).
Gambar 1. Lokasi Penelitian
Dalam penelitian ini, sampel Porites diambil dengan menggunakan drilling pistol. Metode ini menggunakan mata bor berupa diamond-tipped steel tube dengan diameter 3,6 cm dan panjang 30 cm yang dikaitkan pada pneumatic drilling pistol. Pistol ini dikaitkan pada tabung oksigen scuba yang berfungsi sebagai sumber energi. Penggunaan energi dari tabung oksigen ini tidak merusak lingkungan.
Selanjutnya Porites dipotong membentuk lempengan setebal kira-kira 0,5 cm, kemudian dilakukan Xray untuk dianalisis lapisan pertumbuhannya dengan menggunakan software Coral X-Radiographs Densitometry System (Coral XDS). Hasil keluaran dari pengukuran ini adalah berupa laju pertumbuhan tahunan yang selanjutnya dianalisis statistik dengan mengkorelasikannya dengan data SPL dari Extended Reconstructed Sea Surface Temperature (ERSST) v3b, presipitasi dari TRMM Online Visualization and Analysis System (TOVAS) dan salinitas dari Global Ocean Data Assimilation System (GODAS).
Gambar 2. Pemboran koral (A), sampel karang Porites (B), pemotongan membentuk lempengan (C), hasil Xray (D), software
CoralXDS (E)
Dalam penelitian ini digunakan data SPL versi terbaru dari ERSST yaitu v3b. Analisis data ERSST v3b didasarkan pada pengukuran in situ (buoy dan kapal) yang didapatkan dari International Comprehensive Ocean-Athmosphere Data Set (ICOADS). Data ERSST v3b tersedia sebagai data bulanan yang dipetakan dalam grid 20, dari tahun 1854 hingga saat ini
[7].
Data and Information Services Center (GES DISC) adalah pusat data presipitasi dari Tropical Rainfall Measuring Mission (TRMM). Untuk mempermudah akses data, GES DISC telah mengembangkan TOVAS. Data presipitasi yang digunakan dalam penelitian ini adalah data bulanan dengan resolusi 0,250.
Data salinitas dari GODAS diperoleh dari asimilasi profil temperatur da salinitas, Metode asimilasi menggunakan 3DVAR. GODAS merupakan data reanalisis sejak 1979 sampai sekarang. GODAS menggabungkan profil suhu dari Mooring XBT, TAO, TRITRON, PIRATA dan Argo float. Profil salinitas dihitung dari temperatur menggunakan T-S klimatologi berdasarkan data rata-rata tahunan dari NODC World Ocean Database.
IV. HASIL DAN PEMBAHASAN
Dalam penelitian ini dianalisis pertumbuhan karang selama 31 tahun, dari tahun 1980-2010. Dari hasil perhitungan didapatkan kisaran laju pertumbuhan tahunan karang antara 0,8917 cm/tahun hingga 1,1028 cm/tahun, dengan nilai rata-rata sebesar 0,9661 cm/tahun. Hal ini sesuai dengan beberapa penelitian sebelumnya yang menyebutkan bahwa pertumbuhan karang jenis Porites sebesar kurang lebih 1 cm/tahun (Barnes 1987; Wonderly 1977; Zindler 1989; Berra 1990).
TABEL 1.ANALISIS STATISTIK PERTUMBUHAN KARANG
Dari hasil analisis laju pertumbuhan tahunan karang untuk 5 koloni sampel yang telah diambil diperoleh bahwa, kecenderungan (trend) pertumbuhan karang untuk 2 koloni yaitu NP3 dan NP5 mengalami penurunan sedangkan ketiga koloni karang lainnya mengalami kenaikan. Koloni NP4 mengalami laju pertumbuhan tahunan paling tinggi yaitu sebesar 1,1028 cm/tahun dan cukup signifikan dengan p-value sebesar 0,0209, sementara itu keempat koloni karang lain yaitu NP1, NP2, NP3, dan NP5 tidak menunjukkan pertumbuhan yang signifikan (p>0,05) (Tabel 1).
Laju pertumbuhan karang dari 5 koloni sampel tersebut bervariasi karena masing-masing koloni memiliki periode pertumbuhan yang berbeda, yaitu NP1 42 tahun, NP2 dan NP3 64 tahun, NP4 74 tahun, dan NP5 74 tahun. Perbedaan periode pertumbuhan ini dapat mempengaruhi tingkat kesehatan karang dan kemampuan karang untuk merespon perubahan lingkungannya.
Untuk mengetahui pengaruh SPL pada pertumbuhan karang, dalam penelitian ini digunakan data SPL dari ERSST V.3b. Data SPL ERSST V.3b diambil pada periode 1980 hingga 2010 (n = 31). Data tersebut berupa data SPL bulanan yang dirata-ratakan menjadi data SPL tahunan. Secara umum SPL di lokasi Nusa Penida cenderung mengalami kenaikan, yaitu sebesar ± 0,62 0C, dari rata-rata suhu sebesar 28,44 0C pada
1980 hingga mencapai 29,06 0C pada 2010 (Gambar 3).
Kenaikan SPL ini dipengaruhi oleh terjadinya pemanasan global akibat efek perubahan iklim yang disebabkan oleh meningkatnya pembuangan gas rumah kaca ke atmosfer.
Gambar 3. Data SPL ERSST V.3b di Nusa Penida pada periode 1980-2010
Dalam penelitian ini digunakan data presipitasi di lokasi Nusa Penida yang didapatkan dari TOVAS pada periode 1980 hingga 2010 (n = 31). Secara umum terlihat adanya
kecenderungan penurunan presipitasi ± 359,18 mm/tahun, dari rata-rata presipitasi sebesar 1491,86 mm/tahun pada 1980 hingga mencapai 1132,68 mm/tahun pada 2010 (Gambar 4).
Gambar 4. Data Presipitasi dari TOVAS di Nusa Penida pada periode 1980-2010
Rendahnya presipitasi yang terjadi pada tahun 1982 dan 1997 dipengaruhi oleh terjadinya fenomena El Nino yang mempengaruhi perairan Indonesia. Beberapa fenomena iklim global seperti El Nino Southern Oscillation (ENSO), Indian Ocean Dipole (IOD), dan Arus Lintas Indonesia (Arlindo) mempengaruhi iklim regional di Indonesia [2] [8] [9]. Fenomena El Nino mempengaruhi terjadinya perubahan tingkat presipitasi [10] yaitu rendahnya presipitasi di wilayah Indonesia. Selain itu fenomena monsun (perubahan musiman arah angin) juga mempengaruhi variasi iklim di Indonesia. Selama musim barat, angin bertiup menuju barat daya membawa hujan di wilayah Indonesia. Sebaliknya selama musim timur, angin bertiup dari Australia membawa musim kering.
Untuk mengetahui pengaruh salinitas terhadap pertumbuhan karang digunakan data salinitas di lokasi Nusa Penida pada periode 1980 hingga 2010 (n = 31), yang didapatkan dari GODAS. Secara umum terlihat adanya kecenderungan penurunan salinitas ± 0,85 ‰, dari rata-rata presipitasi sebesar 34,10 ‰ pada 1980 hingga mencapai 33,26 ‰ pada 2010 (Gambar 5). Menurut Nybaken (1988) [11] karang dapat hidup pada kisaran salinitas 32 - 35 ‰.
TABEL 2.ANALISIS STATISTIK KORELASI PERTUMBUHAN KARANG DENGAN
Gambar 5. Data Salinitas dari GODAS di Nusa Penida pada periode 1980-2010
Untuk mengetahui pengaruh masing-masing parameter terhadap pertumbuhan karang, selanjutnya dikorelasikan data laju pertumbuhan karang dengan data SPL dari ERSST V.3b, data presipitasi dari TOVAS dan salinitas dari GODAS untuk dihitung nilai R nya. R menunjukkan korelasi atau seberapa kuat hubungan antara 2 variabel. Hasil korelasi menunjukkan bahwa karang Porites memberikan respon yang berbeda terhadap kenaikan SPL. Hal ini ditunjukkan dengan nilai slope positif dan negatif pada Tabel 2.
Laju pertumbuhan koloni karang NP4 dan NP5 menunjukkan korelasi linier dengan kenaikan SPL, sementara itu ketiga koloni lainnya menunjukkan korelasi non linier. Menurut Barnes and Lough (2000) dan Carricart-Ganivet (2004) [5], SPL mempunyai hubungan linier dengan kecepatan kalsifikasi, kenaikan SPL menyebabkan meningkatnya laju kalsifikasi. Meningkatnya laju kalsifikasi ditunjukkan dengan nilai slope positif pada pertumbuhan karang. Perbedaan respon karang terhadap kenaikan SPL pada sampel karang di Nusa Penida diasumsikan terjadi karena karakteristik perairannya yang unik, menyebabkan SPL bukanlah faktor dominan yang mempengaruhi pertumbuhan karang di perairan tersebut.
Hasil korelasi selanjutnya menunjukkan bahwa Porites juga memberikan respon yang berbeda terhadap penurunan presipitasi dan salinitas. Hal ini ditunjukkan dengan nilai slope positif dan negatif pada Tabel 2. Sama halnya dengan parameter SPL, perbedaan respon karang terhadap penurunan presipitasi dan salinitas pada sampel karang di Nusa Penida diasumsikan terjadi karena karakteristik perairannya yang unik, menyebabkan presipitasi dan salinitas bukanlah faktor dominan yang mempengaruhi pertumbuhan karang di perairan tersebut.
Dari perhitungan nilai R, didapatkan korelasi yang rendah antara masing-masing parameter dengan pertumbuhan karang, hal ini ditunjukkan dengan nilai R yang sangat lemah yaitu <0,28. Namun dapat diketahui bahwa diantara ketiga parameter tersebut, salinitas lebih berpengaruh terhadap pertumbuhan karang. Menurut Sarwono (2006) [12], nilai korelasi yang berkisar 0<R<0,25 memiliki korelasi yang sangat lemah, 0,25<R< 0,5 memiliki nilai korelasi yang cukup, 0,5<R<0,75 memiliki nilai korelasi kuat, dan 0,75<R<1 memiliki nilai korelasi sangat kuat.
Karena rendahnya korelasi antara masing-masing parameter dengan pertumbuhan karang, kemudian digunakan regresi linier berganda dengan menggabungkan ketiga parameter tersebut dan melihat pengaruhnya terhadap laju pertumbuhan karang. Dari hasil analisis statistik didapatkan bahwa pengaruh ketiga parameter lebih besar terhadap laju pertumbuhan karang. Pengaruh ketiga parameter tersebut ditunjukkan dengan nilai R yang lebih besar yaitu >0,3. Namun demikian nilai korelasi ini masih cukup rendah untuk menentukan parameter lebih dominan berpengaruh terhadap laju pertumbuhan karang. Perlu dilakukan studi lebih lanjut dengan mengkorelasikan laju pertumbuhan karang dengan parameter fisik lain yaitu intensitas cahaya, sedimentasi, turbiditas, nutrien dan wind stress. Diperlukan juga data insitu yang lebih menggambarkan kondisi lingkungan sesungguhnya tempat karang tumbuh.
V. KESIMPULAN
Laju pertumbuhan karang 5 karang Porites dari Perairan Nusa Penida selama periode 1980 – 2010 sebesar 0,9661 cm/tahun. 2 koloni dari 5 koloni karang Porites yang diambil sebagai sampel mengalami penurunan laju pertumbuhan karang sedangkan ketiga koloni karang lainnya mengalami kenaikan seiring dengan meningkatnya SPL dan menurunnya presipitasi dan salinitas. Korelasi yang lebih tinggi didapatkan dengan menggabungkan SPL, salinitas dan presipitasi untuk dikorelasikan dengan laju pertumbuhan karang, daripada mengkorelasikan masing-masing parameter langsung dengan laju pertumbuhan karangnya.
UCAPAN TERIMA KASIH
Terima kasih disampaikan kepada Bapak Eghbert Elvan Ampou, Bapak Dudi Prayudi, Suciadi Catur Nugroho dan Nuryani Widagti yang telah membantu dalam pekerjaan teknis lapangan dan laboratorium, kepada Ibu Sri Yudawati Cahyarini (Pusat Penelitian Geoteknologi LIPI) atas fasilitas laboratorium, serta kepada Bapak Eko Susilo untuk diskusi metode analisis statistik.
DAFTAR PUSTAKA
[1] Allen, G.R dan M.V. Erdman, 2008, Reef Fish of Nusa Penida, Indonesia, Final Report to Conservation International
[2] Gordon, A.L., 2005, Oceanography of the Indonesian Seas and Their Throughflow, Oceanography, 18 (4): 14-27
[3] Felis T. and Pätzold, J., 2004, Climate reconstruction from annually banded corals, Global Environmental Change in the Ocean and on Land, Eds., 205-227
[4] D.W. Knutson, R.W. Buddemeier and S.V. Smith, 1972, Coral Chronometers: Seasonal Growth Bands in Reef Corals, Science, 177, 270-272
[5] J.P. Carricart-Ganivet, J.M. Lough, and D.J. Barnes, 2007, Growth and Luminescence Characteristics in Skeletons of Massive Porites from a Depth Gradient in the Central Great Barrier Reef, Journal of Experimental Marine Biology and Ecology, 351, 27–36
[6] R.E. Dodge and J.R. Vaisnys, 1975, Hermatypic Coral Growth Banding as Environmental Recorder, Nature, 258, 706-708
[7] T.M. Smith and R.W. Reynolds, 2004, Improved Extended Reconstruction of SST (1854-1997), Journal of Climate, 17, 2466-2477
[8] Gordon, A.L., R.D. Susanto and K. Vranes, 2003, Cool Indonesian Throughflow as A Consequence of Restricted Surface Layer Flow,
Nature, 425, 824-828
[9] Susanto, R,D and A.L. Gordon, 2005, Velocity and Transport of the Makassar Strait Throughflow, Journal of Geophysical Research, 110, C01005
[10] Aldrian, E. and R.D. Susanto, 2003, Identification of Three Dominant Rainfall Regions within Indonesia and their Relationship to Sea
Surface Temperature, International Journal of Climatology, 23, 1435-1452
[11] Nybakken, J.W., 1988, Biologi Laut Suatu Pendekatan Ekologi, P.T. Gramedia, Jakarta
[12] Sarwono, 2006, Metode Penelitian Kuantitatif & Kualitatif. Graha Ilmu, Yogyakarta
