14. Analisis Keanekaragaman Ekosistem

(1)

Pertemuan ke 13:

PENGUKURAN KEANEKARAGAMAN SPECIES

Pokok Bahasan :

1.Pengertian Keanekaragaman

.Meto!e A

na"isis Keanekaragaman

S#e$ies

a.In!eks Keka%aan &enis 'In!e( o) S

a.In!eks Keka%aan &enis 'In!e( o) S pecies R pecies Richnessichness**

+.In!eks Keanekaragaman atau ,eterogenitas 'In!e(

+.In!eks Keanekaragaman atau ,eterogenitas 'In!e( ofof

heterogenity atau Index of Diversity

heterogenity atau Index of Diversity *- !an*- !an

$.In!eks KeseragamanKemerataan 'In!e(

(2)

1. PENGERTIAN KERAGAMAN HAYATI

1. PENGERTIAN KERAGAMAN HAYATI •

• Keanekaragaman hayati (ragam hayati):Keanekaragaman hayati (ragam hayati):

adalah istilah payung (

adalah istilah payung (umbrella termumbrella term) untuk derajat) untuk derajat keanekaragaman sumberdaya alam hayati, meliputi keanekaragaman sumberdaya alam hayati, meliputi jumlah maup

jumlah maupun frun frekuekuensi dari ekensi dari ekosistem, osistem, spesiesspesies maupun gen di suatu daerah

maupun gen di suatu daerah ((Haryanto, 1995).Haryanto, 1995).

•

• KKeanekaragaman heanekaragaman hayatiayati::

Defnisi dari i!"o# $19%&) Defnisi dari i!"o# $19%&)

adalah berbagai macam bentuk kehidupan, peranan adalah berbagai macam bentuk kehidupan, peranan ekologi yang dimilikinya dan keanekaragaman

ekologi yang dimilikinya dan keanekaragaman plasma nutfah yang terkandung didalamnya, plasma nutfah yang terkandung didalamnya,

(MacKinnon

(MacKinnon dkk.,19!) dkk.,19!) ..

Defnisi dari

Defnisi dari ' $19%9)' $19%9)::

adalah kekayaan hidup di bumi, jutaan tumbuhan, adalah kekayaan hidup di bumi, jutaan tumbuhan, he"an dan mikroorganisme, genetika yang

he"an dan mikroorganisme, genetika yang

dikandungnya, dan ekosistem yang dibangunnya, dikandungnya, dan ekosistem yang dibangunnya,

(

(3)

1. PENGERTIAN KERAGAMAN HAYATI

1. PENGERTIAN KERAGAMAN HAYATI •

• Keanekaragaman hayati (ragam hayati):Keanekaragaman hayati (ragam hayati):

adalah istilah payung (

adalah istilah payung (umbrella termumbrella term) untuk derajat) untuk derajat keanekaragaman sumberdaya alam hayati, meliputi keanekaragaman sumberdaya alam hayati, meliputi jumlah maup

jumlah maupun frun frekuekuensi dari ekensi dari ekosistem, osistem, spesiesspesies maupun gen di suatu daerah

maupun gen di suatu daerah ((Haryanto, 1995).Haryanto, 1995).

•

• KKeanekaragaman heanekaragaman hayatiayati::

Defnisi dari i!"o# $19%&) Defnisi dari i!"o# $19%&)

adalah berbagai macam bentuk kehidupan, peranan adalah berbagai macam bentuk kehidupan, peranan ekologi yang dimilikinya dan keanekaragaman

ekologi yang dimilikinya dan keanekaragaman plasma nutfah yang terkandung didalamnya, plasma nutfah yang terkandung didalamnya,

(MacKinnon

(MacKinnon dkk.,19!) dkk.,19!) ..

Defnisi dari

Defnisi dari ' $19%9)' $19%9)::

adalah kekayaan hidup di bumi, jutaan tumbuhan, adalah kekayaan hidup di bumi, jutaan tumbuhan, he"an dan mikroorganisme, genetika yang

he"an dan mikroorganisme, genetika yang

dikandungnya, dan ekosistem yang dibangunnya, dikandungnya, dan ekosistem yang dibangunnya,

(

(4)

••

_$

_{$iga tingk}

_{iga tingkatan pengerti}

_{atan pengertian ragam hayat}

_{an ragam hayati,}

_i,

(

(M"Nee!y, 19%%M"Nee!y, 19%%))

yaitu

:

1. keanekaragaman genetik

%. keanekaragaman spesies

&. keanekaragaman ekosistem

••

_{'agam hayati meliputi seluruh spesies}

tumbuhan, binatang, organisme mikro

dan gengen yang terkandung di

dalamnya serta seluruh ekosistem di

muka bumi

(5)

• Sampai saat ini konsep dan ide pengukuran

biodiversitas masih diperdebatkan oleh ahli

ekologi

• Konsep pengukuran keragaman dibagi 3 kategori:

1.Indeks Kekayaan jenis (Index o S pecies

Richness!

".Indeks Keanekaragaman atau #eterogenitas

(Index of heterogenity atau Index of Diversity !$ dan

3.Indeks Keseragaman%Kemerataan (Index of

(6)

2. METODE PENGUKURAN KERAGAMAN

A. INDEKS KEKAYAAN JENIS

(

Index of Species Richness



• Konsep ini pertama kali dicetuskan oleh Mcinthos pada tahun 19!.

• Kekayaan jenis adalah jumlah jenis (spesies) dalam suatu komunitas.

• #ersoalan mendasar yang merupakan kendala

penting dalam penerapan konsep *kekayaan jenis+ adalah bah"asanya seringkali tidak mungkin untuk menghitung semua jenis yang hidup dan tinggal

dalam suatu komunitas alamiah. leh karena itu perlu dilakukan pendugaan.

(7)

-kuran keanekaragaman berdasarkan konsep kekayaan jenis

umlah jenis seringkali meningkat sejalan dg peningkata luas petak

Jumlah jenis yang teramati

(8)

(eera*a Pende+atan:

•

#ada prakteknya ternyata tidak mudah untuk

menjamin keseragaman ukuran unit contoh.

/ehubungan dengan ini, /anders (19!)

mengusulkan alterenatif pemecahan masalah

dengan menggunakan metoda *rarefaction+.

Melalui metoda ini dapat dihitung nilai

harapan jumlah jenis dalam setiap unit contoh

yang berukuran sama (misalkan 100 indiidu).

2dapun perhitungannya didasarkan pada

rumus /anders yang telah disempurnakan

oleh 3urlbert (191) sebagaimana disajikan

berikut ini:

(9)

(10)

•

dimana: 4(/n) 5 nilai harapan jumlah jenis

•

n 5 ukuran standar unit contoh (jml

indiidu terkecil)

•

6 5 jumlah total indiidu yang teramati

•

6i 5 jumlah indiidu jenis ke7

1. In!eks ,ur"+ert '1/01* i E n i S n n N N N S 1 1

(11)

/edangkan nilai keragaman dari E(Sn)

tersebut dihitung dengan menggunakan

rumus sebagai berikut (3eck et al., 198) :

( ) ]

























−













∑













=

−

= −

N

n n S i N n i N S Var 1 1 1

]

















































−













₋

∑

+

−

+ = − =

N

n n n n j i S i S i j N i N N N N 1 1 1 2

(12)

7stilah

adalah *kombinasi+ yang

dihitung sebagai berikut :

 adalah faktorial. /ebagai contoh 8 5 8

 ;  &  %  1 5 1%0

(

)

!

y

x

y

x

x y

−

=













      x y

(13)

<angkah pertama adalah mengambil kelimpahan masingmasing jenis dari setiap ukuran plot dan

memasukkan ke dalam persamaan

:























 −

−

N

n

i

N

1

(14)

(15)

. Inde+s Di-ertas Mara!e/

(=li>ord ? /tephenson, 198)

:

•

D

mg

5 7ndeks Margalef

•

/ 5 jumlah jenis yang teramati

•

6 5 jumlah total indiidu yang teramati

•

<n 5 logaritma natural

LnN

S

(16)

(17)

0. Inde+s Menini"+

7ndeks lain yang hampir serupa dengan konsep Margalef adalah indeks diersitas Menhinick yang

mempunyai rumus sebagai berikut :

di2ana 3

•

4 ada!a 62!a enis dan

•

N ada!a 62!a tota! indi-id6 se!6r6

enis yan tera2ati.

N

S

D

(18)

(19)

&. Inde+s 7a"++ni/e

:

• / 5 indeks kekayaan jenis ackknife

• s 5 total jumlah jenis yang teramati

• n 5 banyaknya unit contoh

• k 5 jumlah jenis yang unik (jenis yang hanya ditemukan pada hanya salah satu unit contoh)

(

)

( )

k

n

s

S











 −

+

=

1

(20)

adapun keragaman dari nilai dugaan (/)

tersebut dihitung dengan formula berikut:

dimana :

@ar(S) 5 keragaman dugaan jackknife untuk kekayaan jenis

fj 5 jumlah unit contoh dimana ditemukan j jenis unik (j51,%,&,..,s)

K 5 jumlah spesies unik

6 5 jumlah total unit contoh

(

)

_











−













−

=

∑

n k fj j n n S 2 2 1 ) var(

(21)

penduga selang bagi indeks kekayaan

jenis jackknife adalah sebagai berikut :

• _{dimana diperoleh dari tabel t-student}

dengan nilai derajat bebas 5 n1

)

(

var

_S

t

S

±

_∝

(22)

•

Aerdasarkan data tersebut di atas, terdapat 18

jenis pohon yang hanya dijumpai dalam satu unit

contoh dari 8 (lima) unit contoh yang dibuat.

enisjenis ini disebut sebagai jenis unik (unique

species). leh karena itu, indeks kekayaan jenis

ackknife untuk kelima belas jenis tersebut adalah

•

n (banyaknya unit contoh)

5 8

•

s (total jumlah jenis)

5 ;1

(23)

Bengan demikian, keragaman dari nilai dugaan

(/) tersebut adalah:

(24)

Untuk ukuran $ontoh %ang ke$i"- maka ni"ai t #a!a tingkat ke#er$a%aan 2  !engan !era&at +e+as n41 a!a"ah

.005-sehingga !ugaan in!eks keka%aan &enis 6a$kkni)e #a!a tingkat ke#er$a%aan 2  a!a"ah :

(25)

C 7stilah heterogenitas pertama kali dikemukakan oleh DB (198&). Aerbeda dari konsep *kekayaan jenis+, ukuran keanekaragaman ini ditetapkan hanya

berdasarkan struktur kerapatan atau kelimpahan

indiidu dari setiap jenis yang teramati. leh karena itu, Magurran (19) memberikan istilah lain terhadap

konsep ini, yaitu dengan sebutan *spesies abundance+ atau *kelimpahan jenis+.

• -ntuk memperjelas konsep *kelimpahan jenis+ ini sebagai salah satu ukuran keanekaragaman, tampak pada gambar berikut ini.

• Pada Ga2ar terdapat & (tiga) komunitas dengan derajat

keanekaragaman yang berbeda. Aerdasarkan ukuran

kelimpahan ini, komunitas 2 lebih beragam dari komunitas A ("alaupun mempunyai jumlah jenis yang sama). Bemikian pula halnya dengan komunitas = yang mempunyai

B. IN7EKS ,E8ER9GENI8ASKEANEKARAGAMAN

(26)

K9MUNI8AS A

K9MUNI8AS B

(27)

1. Inde+s 4i2*son

7ndeks Keragaman /impson digunakan untuk mengetahui kompleksitas suatu komunitas yang populasnya tak terhingga.

7ndeks ini berkisar antara 0 E 1.

/emakin mendekati angka 1 maka komunitas semakin kompleks dan mantap.

7ndeks diersitas /impson dihitung dengan rumus :

Bimana:

1 E D 5 indeks diersitas /impson

pi 5 niF6 5 proporsi jumlah indiidu jenis ke7 ni 5 jumlah indiidu species ke 7

6 5 jumlah total indiidu seluruh species

( )

2

1

(28)

. Inde+s Pie!o6

/edangkan untuk populasi terina, rumus yang harus digunakan adalah 7ndeks #ielou sebagai berikut

(#ielou, 19!9):

Bimana:

1B5 7ndeks #ielou

ni5 jumlah indiidu dari jenis ke7

6 5 jumlah total indiidu dalam unit contoh

/ 5 jumlah jenis dalam unit contoh

(

)

(

)



_









−

=

−

=

∑

1

N

n

D

i i S i

(29)

0. Inde+s 4annon8iener

Konsep ini merupakan konsep keanekaragaman yang relatif paling dikenal dan paling banyak digunakan (Magurran, 19).

7ndeks /hannon dihitung dengan formula berikut :

Bimana: #i 5 GniF6

3 : 7ndeks Keragaman /hannonHiener

#i : umlah indiidu suatu spesiesFjumlah total seluruh spesies

ni : umlah indiidu spesies kei 6 : umlah total indiidu

pi

H

S i 1 ln '

(30)

Catatan :

• /eringkali peneliti menggunakan formula

/hannonHiener menggunakan <on atau <og%, atau <og 10.

• #erbedaannya adalah

& jika log2, maka H’ _{dinyatakan dalam bitsind !}

& jika log eln, maka H’ _{dalam nitsind dan}

& jika digunakan log "#, maka H’_{dinyatakan dalam}

decitsind).

• Kisaran nilai hasil perhitungan indeks keragam (3) menunjukkan bah"a jika:

3I& : Keragaman spesies tinggi 1J3J& : Keragaman spesies sedang 3J1 : Keragaman spesies rendah

(31)

• Indeks keanekaragaman Shannon'iener (#)! disamping dapat menggambarkan keanekaragaman spe*ies$ juga dapat menggambarkan produktivitas ekosistem$ tekanan pada ekosistem$ dan kestabilan ekosistem.

• Semakin tinggi nilai indeks #) maka semakin tinggi pula keanekaragaman spe*ies$ produktivitas ekosistem$

(32)

Ni!ai to!o+ 6+6r inde+s +eane+araa2an H3

•_{H : 1,; 3}

• _{Keane+araa2an renda,}

• Mis+in $*rod6+ti-itas sanat renda) seaai indi+asi adanya te+anan e+o!ois yan

erat ,dan

• _{e+osiste2 tida+ stai!} •1,; : H : 0,0 3

• _{Keane+araa2an sedan,} • *rod6+ti-itas "6+6*,

• _{+ondisi e+osiste2 "6+6* sei2an,} • te+anan e+o!ois sedan.

•H < 0,0 3

• _{Keane+araa2an tini,}

(33)

&. Inde+s (ri!!o6in

Bibandingkan dengan indeks /hannonHiener, indeks ini relatie lebih sederhana. @ariabel yang diukur di lapangan

hanya banyaknya indiidu dari setiap jenis yang dijumpai pada unit contoh. ormula yang digunakan untuk

menghitung indeks Arillouin adalah:

dimana :

6 5 jumlah total indiidu dalam unit contoh n15 jumlah indiidu untuk jenis ke1

n%5 jumlah indiidu untuk jenis ke%













=

!...

!

log

1

3 2 1

n

N

H

(34)

=. INDEK4 KE4ERAGAMAN > KEMERATAAN

$Inde# o/ E-enness)

• Konsep ini menunjukkan derajat kemerataan kelimpahan indiidu antara setiap spesies.

• -kuran kemerataan yang pertama kali dikemukakan oleh <ioyd dan Dheraldi (19!;) ini juga dapat

digunakan sebagai indicator adanya gejala dominasi diantara setiap jenis dalam suatu komunitas.

• 2pabila setiap jenis memiliki jumlah indiidu yang sama, maka komunitas tersebut mempunyai nilai *4@4664//+ maksimum.

• /ebaliknya, bila nilai kemerataan ini kecil, maka

dalam komunitas tersebut terdapat jenis dominant, subdominan dan jenis yang terdominasi, maka

(35)

6ENIS 6ENIS Ke"im#ahan re"ati) Komunitas A Komunitas B •Eeness B ; A •Ke"im#ahan in!ii!u setia# &enis !i B re"ati) homogen

(36)

2da dua rumus yang relatie lebih banyak digunakan untuk menghitung nilai *eenness+,

yakni (dicetuskan oleh 3urlbert, 191) :

dimana :

4enness5 nilai kemerataan (antara 0 E 1) B 5 nilai indeks diersity hasil pengamatan

B ma 5 nilai maksimum indeks diersitas B min 5 nilai minimum indeks diersitas

max D D Evenness = min max min D D D D Evenness − − =

(37)

2pabila digunakan rumus dari /hannonHiener, nilai indeks diersitas maksimum dan minimum

dapat diperoleh melalui rumus :

dimana :

$%ma& 5 maksimum nilai kemungkinan dari fungsi /hannon $%min 5 nilai kemungkinan terendah fungsi /hannon

6 5 umlah total indiidu dalam unit pengamatan

/ 5 umlah jenis dalam unit pengamatan

      − = S S S H '_max 1 log₂ 1 S 2 log = ( ) [ log 1 ] 1 '_min  − +      − + = N S N S N LogN H

(38)

/elanjutnya, nilai eenness lebih sering

dihitung dengan menggunakan rumus

berikut :

dimana :

'% 5 nilai eenness (antara 0 E 1)

$% 5 indeks diersitas /hannonHiener Bma9 5 nilai maksimum indeks diersitas