26
BAB III
METODE PENELITIAN
3.1. Jenis Penelitian
Jenis penlitian yang digunakan adalah deskriptif kuantitatif. Penelitian ini dilakukan untuk mendiskripsikan keanekaragaman makroinvertebrata berdasarkan kualitas riparian di Sumber Maron Desa Karangsuko, Kecamatan Pagelaran, Kabupaten Malang. Penelitian ini di analisis potensinya sebagai sumber belajar SMA kelas X pada materi Ekologi: ekosistem, aliran energi, siklus/daur biogeokimia, dan interaksi dalam ekosistem
3.2. Waktu dan Tempat Penelitian 3.2.1. Waktu
Penelitian dilaksanakan pada 3 September 2019 – 6 september 2019, dengan pengambilan sampel yang dilakukan pada jam 07.00 pagi hari.
3.2.2. Tempat
Adapun tempat penelitian ini dilakukan di Sumber Maron Desa Karangsuko, Kabupaten Malang. Pada aliran sungai Bureng berada di kawasan sumber maron. Pengambilan sampeI makroinvertebrata dilakukan di tepi kanan dan kiri sungai yang telah dipilih 3 lokasi sebagai stasiun penelitian, yakni: aliran sungai sebelum kawasan wisata sumber maron (stasiun 1), aliran sungai dekat kawasan wisata sumber maron (stasiun 2), dan setelah kawasan wisata sumber maron (stasiun 3). Berikut Gambar 3.1 lokasi penelitian di sungai Sumber maron.
27
Gambar 3.1. Lokasi aliran sungai sumber maron
Keterangan :
1. : Stasiun 1 (aliran sungai sebelum kawasan wisata serta jauh dari aktivitas masyarakat akan penggunaan lahan riparian di sumber maron)
2. : Stasiun 2 (aliran sungai dekat dengan kawasan wisata serta adanya aktivitas masyarakat akan penggunaan lahan riparian di sumber maron)
3. : Stasiun 3 (aliran sungai jauh setelah kawasan wisata serta jauh setelah adanya aktivitas masyarakat akan penggunaan lahan riparian di sumber maron)
28
3.3. Populasi dan Sampel 3.3.1. Populasi
Populasi dalam penelitian ini adalah semua makroinvertebrata dan semua zona riparian di Sumber Maron desa Karangsuko, Kabupaten Malang.
3.3.2. Sampel dan Teknik Pengambilan Sampel
Sampel yang digunakan dalam penelitian ini adalah vegetasi riparian dan sampel makroinvertebrata yang ditemukan dalam penelitian di Sumber Maron Desa Karangsuko, Kabupaten Malang. Penentuan titik sampling menggunakan metode purposeve sampling. Pengambilan sampel dilakukan hanya atas dasar pertimbangan peneliti yang menentukan unsur-unsur yang dikehendaki telah ada dalam anggota sampel yang diambil (Sugiyono, 2016).
Analisis kualitas vegetasi riparian terhadap keanekaragaman makroinvertebrata pada 3 stasiun dalam pengambilan sampel 3 kali ulangan, yang telah ditentukan yaitu stasiun 1 di area aliran sungai sebelum adanya kawasan wisata sumber maron, dan stasiun 2 di area aliran sungai dekat kawasan wisata sumber maron dan stasiun 3 di area aliran sungai setelah kawasan wisata sumber maron. Stasiun dibedakan berdasarkan alih tata guna lahan riparian sebagai pemukiman di kawasan wisata sumber maron. Pengambilan sampel vegetasi riparian dibedakan berdasarkan habitus tumbuhan yaitu herba dan semak (ground cover) serta perdu dan pohon. Pengamatan ground cover dilakukan dengan metode kuadrat menggunakan petak/plot 1x1 meter di kanan dan kiri tepi sungai. Sedangkan untuk vegetasi riparian perdu dan pohon diamati dengan pengamatan petak/plot 10x10 meter. Sedangkan pengambilan sampel makroinvetebrata pada satu stasiun penelitian terdiri 6 plot yakni di tepi bagian sungai kanan-kiri. Jarak antar stasiun adalah ±500 meter. Berikut Gambar 3.2 lokasi plot.
29 10x10 m 1x1 m 10x10 m 1x1 m ± 5 0 0 m ± 5 0 0 m 2 m 6 m
Gambar 3.2 Peletakkan plot-plot pada setiap stasiun
30
3.4. Alat dan Bahan 3.4.1. Alat
Berikut tabel 3.1 alat yang digunakan dalam penelitian.
Tabel 3.1. Alat yang digunakan dalam penelitian
No Alat Jumlah 1. Rollmeter 1 2. Plot 10x10 meter 2 3. Plot 1x1 meter 2 4. Toples 18 5. Papan dada 2 6. Lup 1
7. Jaring surber ( mesh 250 μm) 2 8. Global Positioning System (GPS) 1
9. Kamera 1 10. Pinset 1 11. Nampan 2 12. pH Meter 1 13. TDS Meter 1 14. Termometer batang 1 3.4.2. Bahan
Berikut Tabel 3.2 Bahan yang digunakan dalam penelitian.
Tabel 3.2. Bahan yang digunakan dalam penelitian
No Bahan Jumlah
1. Alcohol 70% 1 liter
2. Aquades 2 liter
3. Kertas label 2 lembar
4. Makroinvertebrata
3.5. Prosedur Kerja
Prosedur penelitian merupakan langkah-langkah yang akan dilakukan dalam penelitian yang meliputi tahap penentuan lokasi dan plot, taham pengamatan parameter kualitas riparian, tahap pengambilan sampel, tahap pengukuran parameter fisika kimia air dan tahap identifikasi.
3.5.1. Tahap penentuan lokasi
Adapun langkah penentuan lokasi penelitian, ialah sebagai berikut: 1. Observasi dilakukan daerah penelitian untuk mengetahui ruang lingkup
area penelitian serta mengukur titik koordinat dengan GPS
2. Stasiun ditentukan menjadi tiga stasiun (Stasiun I di area aliran sungai sebelum zona alih tata guna lahan riparian pada kawasan wisata sumber
31
maron, stasiun II di di area aliran sungai dekat zona alih tata guna lahan riparian pada kawasan wisata sumber maron, Stasiun III di area aliran sungai setelah zona alih tata guna lahan riparian pada kawasan wisata sumber maron, jarak interval antar stasiun 500 meter
3. Pada setiap stasiun dibagi menjadi plot-plot vegetasi riparian, metode plot kuadrat dengan 3 kali pengulangan disisi kanan dan kiri sungai yang besarnya 10x10 meter untuk habitus perdu dan pohon serta plot 1x1 meter untuk habitus herba. Pada setiap stasiun ditentukan plot makroinvertebrata perairan. Dengan 3 pengulangan, dan setiap stasiun terdiri atas 6 plot masing-masing di tepi kanan dan kiri sungai.
3.5.2. Tahap pengamatan parameter kualitas riparian
Adapun langkah pengamatan parameter kualitas riparian sebagai berikut: 1. Parameter total riparian cover diamati berdasarkan presentase penutupan
lalu diambil skor
2. Pamarmeter struktur riparian cover diamati berdasarkan keberagaman penutupan antara pohon dan semak maupun herba, lalu diambil skor 3. Parameter kualitas cover diamati berdasarkan variasi geomorfologi sungai
dan tipe aliran, lalu diambil skor
4. Parameter kondisi saluran/ tepian diamati berdasarkan gangguan pada habitat riparian lalu diambil skor
5. Jumlah skor total dihitung dari hasil skor total riparian cover, struktur riparian cover, kualitas cover dan kondisi saluran/tepian lalu disesuaikan dengan nilai standar indeks QBR oleh Colwell & Hill.
3.5.3. Tahap Pengambilan Sampel Makroinvertebrata
Adapun langkah pengambilan sampel makroinvertebrata sebagai berikut: 1. Pengambilan makroinvertebrata dilakukan sebelum ada orang masuk ke dalam sungai dan dilakukan berlawanan arah dengan aliran sungai (dimulai dari hilir dan diakhiri di hulu).
32
2. Substrat dasar sungai diaduk dengan menggunakan kaki, sehingga batu-batu yang ada di sungai, ranting-ranting, dan akar tumbuhan yang menggantung di tebing sungai naik dan dapat ditangkap jaring surber. 3. Jaring ditempatkan dan aliran air yang telah diaduk lalu ditampung
(bercampur bahan terlarut).
4. Pada substrat bebatuan, jaring ditempatkan pada tempat yang mudah dijangkau dan ambil sampel lebih banyak
5. Pada substrat pasir, jaring ditempatkan 5 cm di atas dasar sungai agar tidak banyak pasir yang terbawa
6. Sampel yang diambil dari jaring dimasukkan ke dalam toples berisi larutan pengawet (alkohol 70 %).
7. Beri label berupa kode, waktu dan tempat pengambilan sampel pada wadah (lakukan double coding untuk memastikan label tidak hilang karena luntur oleh air atau lumpur)
8. Sampel dibawa ke Laboratorium dilakukan identifikasi menggunakan lup dan mikroskop.
3.5.4. Tahap pengukuran parameter fisika dan kimia
Pengukuran parameter fisika dan kimia dapat di lakukan langsung pada masing-masing stasiun di perairan Sumber Maron. Adapun aspek yang di ukur adalah sebagai berikut:
a. Pengukuran suhu
1. Termometer batang dimasukkan ke dalam perairan 2. Selama ±3 menit thermometer ditunggu dalam perairan 3. Termometer batang diangkat dari perairan
4. Nilai yang tertera dicatat b. Pengukuran TDS
Adapun langkah- langkah pengukuran TDS, yaitu: 1. Alat TDS meter telah disiapkan.
2. Tutup pelindung dibuka lalu dicelupkan pada perairan.
33 4. Nilai yang tertera dicatat. c. Pengukuran pH
1. pH meter dimasukkan ke dalam air.
2. Selama ± 3 menit pH meter ditunggu dalam air. 3. pH meter dari perairan diangkat dan ditulis hasilnya.
3.5.5. Tahap identifikasi
Identifikasi sampel penelitian menentukan nama famili dari semua tumbuhan yang ditemukan. Tumbuhan yang didapat kemudian dilakukan identifikasi dengan mengamati organ batang dan bunga atau organ reproduksi tanaman yang menjadikan ciri utama dari suatu famili.
Menurut Augusta (2015) kegiatan identifikasi dapat dilakukan melalui 5 kegiatan yaitu menggunakan kunci identifikasi, deskripsi berdasarkan literatur, specimen pembanding, foto atau gambar serta institusi yang berkompenten. Data yang sudah didapat di lokasi penelitian selanjutnya diidentifikasi berdasarkan buku “Flora malesia” oleh C.G.G.J Van Steenis (1968) .
Sedangkan identifikasi sampel makroinvertebrata perairan dengan menentukan nama spesies dari semua makroinvertebrata yang ditemukan. Sampel dibawa ke Laboratorium Biologi UMM untuk melakukan identifikasi menggunkan Lup dengan melihat buku acuan “Penuntun Praktikum Biologi Bentos” ; “Freshwater Invertebrates Keys to Palaearctic Fauna”; ” Invertebrates in Freshwater Wetlands”; “The Waterbug Book”; dan “Identification Guide of Freshwater Macroinvertebrates of Spain”. Identifikasi bertujuan untuk meperoleh data informasi secara obyektif melalui proses pengamatan langsung terhadap objek benda.
3.6. Teknik pengumpulan data
Metode pengumpulan data yang digunakan ialah metode observasi lapang, dan data yang di pakai ialah data primer. Data primer berupa hasil pengamatan atau identifikasi keanekaragaman makroinvertebrata yang ditemukan serta data kualitas riparian di sumber maron.
34
3.6.1. Analisis Data Keanekaragaman Makroinvertebrata
Data jumlah individu tiap spesies makroinvertebrata dan keanekaragaman makroinvertebrata kemudian dianalisis indeks keanekaragaman, kemerataan, dan dominasi. Indeks keanekaragaman (H’), keseragaman (E) dan domansi (C) merupakan kajian indeks yang sering digunakan untuk menduga kondisi suatu lingkungan perairan dan kestabilan komunitas berdasarkan komponen biologis. Dengan persamaan sebagai berikut:
3.6.1.1. Indeks Keanekaragaman
Menurut Magurran (2009) keanekaragaman jenis makroinvertebrata dianalisis dengan menggunakan metode indeks keanekaragaman Shannon-Wiener (H’). Adapun indeks keanekaragaman dapat dihitung dengan menggunakan rumus pada Gambar 3.3 sebagai berikut:
Gambar 3.3. Rumus indeks keanekaragaman
Kategori indeks keanekaragaman Shannon-Wiener sebagai berikut :
H’< 2 : Keanekaragaman rendah, produktivitas sangat rendah sebagai indikasi adanya tekanan yang berat dan ekosistem tidak stabil.
2<H<3 : Keanekaragaman rendah, produktivitas cukup, kondisi ekosistem cukup seimbang, tekanan ekologis sedang.
H’ > 3 : Keanekaragaman tinggi, stabilitas ekosistem sangat baik, produktivitas tinggi, tahan terhadap tekanan ekologis.
3.6.1.2. Indeks Keseragaman
Indeks keseragaman dapat menunjukkan keseimbangan dalam suatu pembagian jumlah individu tiap jenis. Indeks keseragaman tinggi jika spesies yang ditemukan berbeda-beda. Indeks keseragaman berbanding lurus dengan
H’ = - ∑ pi In pi
Keterangan:
H’ = Indeks keanekaragaman Shannon Wiener Pi = Peluang kepentingan untuk tiap spesies = ni/N N = Nilai kepentingan tiap spesies (jumlah individu) ni = jumlah total individu untuk jenis i
35
indeks keanekaragaman. Menurut Magurran (2009) indeks keseragaman atau Evennes (E) dapat dihitung melalui rumus pada Gambar 3.4 sebagai berikut:
Gambar 3.4. Rumus indeks keseragaman
Kategori indeks keseragaman (E): 0 < E < 0,5 : komunitas tertekan 0,5 < E < 0,75 : komunitas labil 0,75 < E < 1 : komunitas stabil
3.6.1.3. Indeks Dominansi
Nilai indeks dominansi dapat dihitung dengan menggunakan rumus Simpson (Magurran, 2009) pada Gambar 3.5 sebagai berikut:
Gambar 3.5. Rumus dominansi
Kategori indeks dominansi (C): 0 < C < 0,5 : dominansi rendah 0,5 < C < 0,75 : dominansi sedang 0,75 < C < 1 : dominansi tinggi HI E = ──── H maks Keterangan rumus: E = Indeks keanekaragaman Hl = Indeks kemerataan
Hmaks = Keanekaragaman spesies maksimum
= In S (S adalah jumlah spesies)
𝑪 = ∑(𝒏𝒊𝑵)𝟐 Atau C = ∑ Pi2
Keterangan rumus:
C = Indeks dominansi
ni = Jumlah individu dari seluruh jenis N = Jumlah total individu dari seluruh jenis Pi = Proporsi spesies ke I di dalam sampel total
36
3.6.2. Analisis Data Kualitas Riparian
Hasil pengamatan parameter kualitas vegetasi riparian digunakan untuk menghitung Indeks QBR. Indeks QBR ("qualitat del bosc de ribera" atau kualitas hutan riparian) adalah metode lapangan yang mudah digunakan untuk menilai kualitas habitat hutan riparian. Indeks ini didasarkan pada empat aspek utama wilayah riparian yang dinilai, dan tidak secara langsung digunakan untuk menilai kualitas perairan namun mengukur habitat yang berbatasan langsung dengan aliran, indeks QBR menilai seluruh dataran banjir di seluruh wilayah riparian. Ini menghasilkan skor yang kemudian dapat digunakan untuk untuk membandingkan riparian dengan kondisi ideal, atau untuk menilai keberhasilan proyek restorasi dari waktu ke waktu. Berikut parameter kualitas riparian yang diamati:
3.6.2.1. Total Riparian Cover
Persentase tutupan jenis tanaman apa pun kecuali tanaman tahunan, diukur. Kedua bagian sungai dipertimbangkan. Konektivitas antara daerah tepi sungai dan ekosistem hutan terestial adalah kunci pelestarian keanekaragaman hayati dan digunakan untuk menyaring nilai indeks (Munne, et al.,2009). Berikut Tabel 3.3 total penutup pada riparian.
Tabel 3.3. Total Riparian Cover Skor
utama
Keterangan Skor lainnya
+10 +5 -5 -10
25 >80% penutupan Jika perbatasan antara hutan dan tepi sungai adalah
keseluruhan Jika perbatasan >50% Jika perbatasan 25-50% Jika perbatasan <25% 10 50-80% penutupan 5 10-50% penutupan 0 <10% penutupan
(Sumber: Universitat de Barcelona, 2000)
3.6.2.2. Struktur riparian cover
Suatu penilaian dibuat dari kompleksitas struktural dari lingkungan riparian yang dapat meningkatkan keanekaragaman hayati dari ekosistem fluvial, baik untuk hewan dan tumbuhan. Skor tergantung pada prosentase tutupan karena hutan dan, jika pohon tidak ada, semak dan vegetasi dataran rendah lainnya dipertimbangkan. Kedua sisi harus diperhitungkan (Munne et al., 2009). Berikut Tabel 3.4 mengenai struktur penutupan riparian.
37
Tabel 3.4. Struktur riparian cover
Skor Keterangan
25 >75% oleh pohon
10 50-75% oleh pohon atau 25-50% pohon & 25% semak
5 10-15% tutupan pohon lebih rendah dari 50% tetapi tutupan semak setidaknya antara 10% dan 25%
0 <10% dari penutup pohon atau semak
+10 +5 +5
Setidaknya 50% dari saluran memiliki halophytes atau semak-semak Jika 25-50% dari saluran memiliki halophytes atau semak-semak Jika pohon dan semak berada di petak yang sama
-5 -5 -10
Jika pohon didistribusikan secara teratur dan semak belukar adalah 50% Jika pohon dan semak tersebar di petak yang terpisah, tanpa kontinuitas Pohon didistribusikan secara teratur, dan semak belukar <50%
(Sumber: Universitat de Barcelona, 2000)
3.6.2.3. Kualitas Cover
Kualitas cover dilihat dari jumlah spesies pohon yang ada dalam jangkauan sungai akan bervariasi tergantung pada geomorfologi sungai dan tipe aliran. Tiga tipe aliran didefinisikan sesuai dengan skor geomorfologi total yang bergantung pada bentuk dan kemiringan lingkungan riparian (Munne et al., 2009). Ketika jenis habitat riparian telah ditetapkan menggunakan skor geomorfologi, jumlah spesies pohon asli yang ada di jangkauan memberikan skor kualitas penutup. Ini dapat ditingkatkan jika hutan riparian asli terus menerus di sepanjang sungai atau jika spesies didistribusikan di koridor. Nilai menurun jika pohon-pohon non-pribumi hadir atau jika habitat telah dimodifikasi oleh manusia (misalnya oleh adanya sumur, bangunan atau tempat pembuangan sampah di area tersebut). Berikut Tabel 3.5 kualitas cover riparian dan Tabel 3.6 tentang geomorfologi
38
Tabel 3.5. Kualitas Cover
Skor Keterangan Tipe 1 Tipe 2 Tipe 3
25 Jumlah spesies pohon asal (native) >1 >2 >3
10 Jumlah spesies pohon asal (native) 1 2 3
5 Jumlah spesies pohon asal (native) 0 1 1-2
0 Ketiadaan pohon asal
+10
+5
+5 +5
Jika komunitas pohon terus menerus di sepanjang sungai dan mencakup setidaknya 75% dari area riparian
Jika komunitas pohon terus menerus di sepanjang sungai dan mencakup di setidaknya 50% dari area riparian Jika komunitas riparian terstruktur di galeri
Ketika jumlah spesies semak adalah >2 >3 >4
-5 -5
-10 -10
Jika ada beberapa bangunan buatan di daerah tepi sungai Jika ada beberapa spesies pohon eksotik/ invasif yang terisolasi
Kehadiran komunitas pohon eksotik/invasi Adanya pembuangan sampah
(Sumber: Universitat de Barcelona, 2000)
Tabel 3.6. Menentukan Tipe Geomorfologi
1. Lereng dan bentuk zona riparian Sisi
Tepi sungai Kiri Kanan
Sangat curam >75o
Mirip sebelumnya tapi ordinary flood lebih bertangga
Curam 45o Landai 20o- 45o Sangat landau < 20o 6 5 3 2 1 6 5 3 2 1
39
2. Kehadiran satu atau beberapa pulau di sungai
Ada pulau-pulau kecil lebar keseluruhan >5 meter
Ada Pulau-pulau kecil lebar keseluruhan <5 Meter
a
2
1
3. Jumlah substrat keras (Tidak memungkinkan tumbuhan berakar tumbuh)
> 80% 60 – 80% 30 – 60% 20 – 30% 0 +6 +4 +2 Skor total
Tabel 3.7. Jenis Geomorfologi Sesuai dengan Skor Total
> 8 Tipe 1 Habitat riparian tertutup. Pohon riparian, jika ada, direduksi menjadi strip kecil. Hulu
5-8 Tipe 2 Hulu atau muara. Kemungkinan hutan besar < 5 Tipe 3 Habitat riparian & hutan yang luas
(Sumber: Universitat de Barcelona, 2000)
3.6.2.4. Kondisi Saluran / Tepian
Perubahan alur sungai karena buatan manusia dimasukkan dalam indeks karena mereka adalah salah satu gangguan utama ke habitat riparian (Munne, et al., 2009) Berikut tabel 3.8 tentang kondisi saluran riparian.
Tabel 3.8. Kondisi saluran/ tepian
Skor Keterangan
10 Teras fluvial memodifikasi dan membatasi saluran sungai
5 Saluran yang dibuat dengan struktur kaku di sepanjang tepian
0 Sungai yang dibuat saluran
-10 -10
Dasar sungai dengan struktur yang kaku (misalnya sumur) Struktur melintang ke saluran (misalnya bendungan) (Sumber: Universitat de Barcelona, 2000)
Skor akhir QBR Indeks dapat ditentukan dengan rumus : skor A + skor B + skor
C+ skor D
Keterangan :
A : Total riparian cover; B : Struktur riparian cover; C : Kualitas cover; D : Kualitas cover
40
Analisis Data QBR Indeks menurut Colwell & Hill, sebagai berikut : ≥ 95 = Habitat riparian dalam kondisi alami, kualitas sangat baik 75-90 = Terdapat gangguan, kualitas bagus
55-70 = Gangguan berdampak, kualitas kurang
30-50 = Perubahan yang kuat, kualitas buruk
≤25 = Degradasi ekstrim, kualitas sangat buruk
3.7. Teknik Analisis Data
3.7.1. Analisis data Keanekaragaman Makroinvertebrata dan Kualitas Riparian
Data yang sudah terkumpul akan dibuat dalam tabel maupun grafik, sehingga dapat diketahui komponen mana yang memiliki nilai tertinggi hingga terendah.
3.7.2. Analisis Data Hubungan Kualitas Vegetasi Riparian dengan Keanekaragaman Makroinvertebrata
Data yang sudah terkumpul akan dilakukan pengolahan data yaitu antara kualitas vegetasi riparian dengan keanekaragaman makroinvertebrata ditentukan dengan analisis Principal components (PCA) menggunakan PAST 3.20 Analisis data ini digunakan untuk mengetahui kolerasi antara kualitas riparian dengan keanekaragaman makroinvertebrata yang ditemukan, selain itu untuk mengetahui parameter apa yang paling berperan terhadap tingkat keanekaragaman makronvertebrata.
